Ein Photowiderstehen ist ein mit dem Licht empfindliches Material, das in mehreren Industrieprozessen wie Fotolithographie verwendet ist und photoeingravierend, um einen gemusterten Überzug auf einer Oberfläche zu bilden.

Photowiderstehen Sie Kategorien

Die Haupteigenschaften, die die photowiderstehen Typen charakterisieren, sind:

Ton

Photowidersetzt sich werden in zwei Gruppen eingeteilt: Positiv widersetzt sich, und negativ widersetzt sich.

• Ein positiver widersetzt sich ist ein Typ dessen photowidersetzen sich in der der Teil des Photowiderstehens wird das ausgestellt, um sich zu entzünden, wird auflösbar für den photowiderstehen Entwickler. Der Teil des Photowiderstehens, das unbelichtet ist, bleibt unlöslich dem photowiderstehen Entwickler.
• Eine Verneinung widersetzt sich ist ein Typ dessen photowidersetzen sich in der der Teil des Photowiderstehens wird das ausgestellt, um sich zu entzünden, wird unlöslich für den photowiderstehen Entwickler. Der unbelichtete Teil des Photowiderstehens wird vom photowiderstehen Entwickler aufgelöst.

Unterschiede zwischen Ton-Typen

Zeichen: Dieser Tisch basiert auf Generalisationen, die allgemein in der MEMS Herstellungsindustrie akzeptiert werden.

Das Entwickeln leichter Wellenlänge

Die wichtigsten leichten Typen schließen UV, DUV, und den H und mich Linien einer Quecksilberdampf-Lampe ein.

Dieser besondere Parameter ist nah mit der Dicke des angewandten verbunden photowidersetzen sich mit dünneren Schichten entsprechend kürzeren Wellenlängen, ein reduziertes Aspekt-Verhältnis und eine reduzierte minimale Eigenschaft-Größe erlaubend. Das ist in der Mikroelektronik und besonders der ITRS Verminderung der minimalen Eigenschaft-Größe wichtig. Intel hat Halbleiter-Herstellungsmöglichkeiten, die zurzeit am 32-Nanometer-Knoten funktionieren.

Chemische Wahlkreise

Verschiedene Chemikalien können verwendet werden, für dem Material die gewünschten Eigentumsschwankungen dauerhaft zu geben:

• Poly (Methyl methacrylate) (PMMA),
• Poly (Methyl glutarimide) (PMGI)
• Phenol formaldehyde Harz (DNQ/Novolac),
• SU-8.

Die obengenannten Materialien werden alle als eine Flüssigkeit und, allgemein, Drehungsgekleidet angewandt, um Gleichförmigkeit der Dicke zu sichern.

• Trockener Film - Standplätze, die unter den anderen Typen darin allein sind, der Überzug besteht bereits als eine gleichförmige Dicke, halb fester Film, der auf ein Polyester-Substrat und den Benutzer angestrichen ist, wenden dieses Substrat auf das fragliche Werkstück durch die Lamellierung an.

Anwendungen

• Herstellung von gedruckten Leiterplatten. Eine allgemeine Anwendung schließt Verwendung ein photowidersetzen sich, zum Image ausstellend, das von einem ätzen Schritt mit dem Eisenchlorid, Kupferchlorid oder einer alkalischen Ammoniak-Ätzen-Lösung gefolgt ist, das copperclad Substrat zu entfernen.
• Das Sand-Schnitzen. Sand-Starten-Materialien nach einem photolithographically haben gedruckt Muster ist als eine Maske angewandt worden.
• Mikroelektronik - hauptsächlich Silikonoblaten/Silikon haben Stromkreise integriert. Diese Anwendung ist von den Technologien am meisten entwickelt und im Feld am meisten spezialisiert.
• Das Mustern und das Ätzen Substrate. Das schließt Spezialisierung photonics Materialien, MEMS ein, Glas hat Leiterplatten und andere Mikromustern-Aufgaben gedruckt. Photowidersetzen Sie sich neigt dazu, durch Lösungen mit einem pH nicht geätzt zu werden, der größer ist als 3.

Andere Aspekte dessen photowiderstehen Technologien

Absorption an UV und kürzeren Wellenlängen

Photowidersetzt sich werden meistens an Wellenlängen im ultravioletten Spektrum oder kürzer (-S) und π-π* (S-S) Übergänge im DNQ Molekül verwendet. Im tiefen ultravioletten (DUV) Spektrum erscheint der π-π* elektronische Übergang im Benzol oder der Kohlenstoff-Doppelbindung chromophores um 200 nm. Wegen des Äußeren von möglicheren Absorptionsübergängen, die mit größeren Energieunterschieden verbunden sind, neigt die Absorption dazu, mit der kürzeren Wellenlänge oder größerer Foton-Energie zuzunehmen. Fotonen mit Energien, die das Ionisationspotenzial des Photowiderstehens überschreiten (kann mindestens 5 eV in kondensierten Lösungen sein), können auch Elektronen veröffentlichen, die zur zusätzlichen Aussetzung des Photowiderstehens fähig sind. Von ungefähr 5 eV bis ungefähr 20 eV ist die Photoionisation von" Band Wertigkeit "Außenelektronen der Hauptabsorptionsmechanismus. Über 20 eV werden innere Elektronionisation und Erdbohrer-Übergänge wichtiger. Foton-Absorption beginnt abzunehmen, weil dem Röntgenstrahl-Gebiet genähert wird, weil weniger Erdbohrer-Übergängen zwischen tiefen Atomniveaus für die höhere Foton-Energie erlaubt wird. Die absorbierte Energie kann weitere Reaktionen steuern und zerstreut sich schließlich als Hitze. Das wird mit dem outgassing und der Verunreinigung vom Photowiderstehen vereinigt.

Elektronbalken-Aussetzung

Photowidersetzt sich kann auch durch Elektronbalken ausgestellt werden, dieselben Ergebnisse wie Aussetzung durch das Licht erzeugend. Der Hauptunterschied ist, dass, während Fotonen absorbiert werden, ihre ganze Energie sofort ablegend, Elektronen ihre Energie allmählich und Streuung innerhalb des Photowiderstehens während dieses Prozesses ablegen. Als mit energiereichen Wellenlängen sind viele Übergänge durch Elektronbalken aufgeregt, und Heizung und outgassing sind noch eine Sorge. Die Trennungsenergie für ein C-C Band ist 3.6 eV. Sekundäre durch die primäre ionisierende Strahlung erzeugte Elektronen haben Energien, die genügend sind, um dieses Band abzusondern, Spaltung verursachend. Außerdem haben die Elektronen der niedrigen Energie einen längeren photowiderstehen Wechselwirkungszeit wegen ihrer niedrigeren Geschwindigkeit; im Wesentlichen muss das Elektron in Bezug auf das Molekül beruhigt sein, um am stärksten über die dissociative Elektronverhaftung zu reagieren, wohin das Elektron kommt, um sich am Molekül auszuruhen, seine ganze kinetische Energie ablegend. Die resultierende Spaltung bricht das ursprüngliche Polymer in Segmente des niedrigeren Molekulargewichtes, die in einem Lösungsmittel mehr sogleich aufgelöst werden, oder sich Ausgaben andere chemische Arten (Säuren), die weitere Spaltungsreaktionen katalysieren (sieh die Diskussion über chemisch verstärkten, unten widersetzen).

Es ist nicht üblich auszuwählen photowidersetzt sich für die Elektronbalken-Aussetzung. Elektronbalken-Steindruckverfahren verlässt sich gewöhnlich darauf widersetzt sich gewidmet spezifisch der Elektronbalken-Aussetzung.

DNQ-Novolac photowidersetzen sich

Ein sehr allgemeiner positiver photowidersetzt sich verwendet mit mir, G und H-Linien von einer Quecksilberdampf-Lampe basiert auf einer Mischung von diazonaphthoquinone (DNQ) und novolac Harz (ein Phenol formaldehyde Harz). DNQ hemmt die Auflösung von novolac Harz, aber nach der Aussetzung, um sich, die Auflösungsrate-Zunahmen sogar außer diesem von reinen novolac zu entzünden. Durch den unbelichteter DNQ novolac Auflösung hemmt, wird nicht gut verstanden, aber wird geglaubt, mit dem Wasserstoffabbinden (oder mehr genau diazocoupling im unbelichteten Gebiet) verbunden zu sein. DNQ-novolac widersetzt sich werden durch die Auflösung in einer grundlegenden Lösung (gewöhnlich 0.26N tetramethylammonium Hydroxyd (TMAH) in Wasser) entwickelt.

Negativ photowidersetzen sich

Gegen vorige Typen photowidersetzt sich aktuelle Verneinung neigen dazu, besseres Festkleben an verschiedene Substrate wie Si, GaAs, InP und Glas auszustellen, sowie Metalle, einschließlich Au, Cu und Al, im Vergleich zum positiven Ton photowidersetzen sich. Zusätzlich photowidersteht die aktuelle Generation von G, H und I-Liniennegativem Ton Ausstellungsstück, dem der höhere Temperaturwiderstand über den positiven widersteht.

Eine sehr allgemeine Verneinung photowidersetzt sich basiert auf dem Epoxydharz-basierten Polymer. Der allgemeine Produktname ist SU-8 photowidersetzen sich, und es wurde von IBM ursprünglich erfunden, aber wird jetzt von Microchem und Gersteltec verkauft. Ein einzigartiges Eigentum von SU-8 besteht darin, dass es sehr schwierig ist sich auszuziehen. Als solcher wird es häufig in Anwendungen verwendet, wo ein dauerhafter Muster widersteht (derjenige, der nicht strippable ist, und sogar in der harten Temperatur verwendet werden kann und Druck-Umgebungen) für ein Gerät erforderlich ist.

DUV photowidersetzen sich

Tief Ultraviolett (DUV) widersetzen sich sind normalerweise mit Sitz in polyhydroxystyrene Polymer

mit einem photosauren Generator, der die Löslichkeitsänderung zur Verfügung stellt. Jedoch erfährt dieses Material den diazocoupling nicht. Das vereinigte Benzol-chromophore und die DNQ-novolac Absorptionsmechanismen führen zu stärkerer Absorption durch DNQ-novolac photowidersetzt sich im DUV, einen viel größeren Betrag des Lichtes für die genügend Aussetzung verlangend. Die starke DUV Absorption läuft verringert hinaus photowiderstehen Empfindlichkeit.

Chemische Erweiterung

Photowidersetzt sich verwendet in der Produktion für DUV, und kürzere Wellenlängen verlangen, dass der Gebrauch der chemischen Erweiterung die Empfindlichkeit zur Aussetzungsenergie vergrößert. Das wird getan, um die größere Absorption an kürzeren Wellenlängen zu bekämpfen. Chemische Erweiterung wird auch häufig in Elektronbalken-Aussetzungen verwendet, um die Empfindlichkeit zur Aussetzungsdosis zu vergrößern. Dabei backen Säuren, die durch die während der Postaussetzung weitschweifige Aussetzungsradiation veröffentlicht sind, Schritt. Diese Säuren machen im Entwickler auflösbares Umgebungspolymer. Ein einzelnes saures Molekül kann viele solche 'deprotection' Reaktionen katalysieren; folglich sind weniger Fotonen oder Elektronen erforderlich. Saure Verbreitung ist nicht nur wichtig, um zuzunehmen, photowiderstehen Empfindlichkeit und Durchfluss, sondern auch Linienrand-Rauheit wegen der Schuss-Geräuschstatistik zu beschränken. Jedoch ist die saure Verbreitungslänge selbst ein potenzieller Entschlossenheitsbegrenzer. Außerdem reduziert zu viel Verbreitung chemische Unähnlichkeit, wieder zu mehr Rauheit führend.

Die folgenden Reaktionen sind ein Beispiel von chemisch verstärkten kommerziellen photowidersetzt sich im Gebrauch heute:

• photosaurer Generator + hν (193 nm)  Säure cation + sulfonate Anion
• Sulfonate-Anion + hν (193 nm)  e + sulfonate
• e + photosaurer Generator  e + Säure cation + sulfonate Anion

Der e vertritt ein solvated Elektron oder ein befreites Elektron, das mit anderen Bestandteilen der Lösung reagieren kann. Es reist normalerweise eine Entfernung auf der Ordnung von vielen Nanometern, bevor es enthalten wird; solch eine große Reiseentfernung ist mit der Ausgabe von Elektronen durch dickes Oxyd in UV EPROM als Antwort auf das ultraviolette Licht im Einklang stehend. Diese parasitische Aussetzung würde die Entschlossenheit des Photowiderstehens erniedrigen; für 193 nm ist die optische Entschlossenheit der Begrenzungsfaktor irgendwie, aber für das Elektronbalken-Steindruckverfahren oder EUVL ist es die Elektronreihe, die die Entschlossenheit aber nicht die Optik bestimmt.

Einige üblich photowidersetzen sich

Dan Daly stellt fest, dass Shipley, die von Rohm und Haas und Hoechst jetzt erworben sind, genannt AZ Elektronische Materialien, zwei Erzeuger von mikroelektronischen Chemikalien sind. Allgemeine Produkte schließen Hoechst AZ 4620, Hoechst AZ 4562, Shipley 1400-17, Shipley 1400-27, Shipley 1400-37 ein, und Shipley Mikropostulieren Entwickler. Das erwähnte Widerstehen wird allgemein in einer relativ dicken Schicht — etwa 120 nm zu 10 µm angewandt — und wird in der Fertigung der Mikrolinse-Reihe verwendet. Mikroelektronisch widersetzt sich vermutlich, verwerten Sie spezialisierte Produkte abhängig von Prozess-Zielen und Designeinschränkungen. Der allgemeine Mechanismus der Aussetzung für diese photowidersetzt sich fährt mit der Zergliederung von diazoquinone, d. h. der Evolution von Stickstoff-Benzin und der Produktion von carbenes fort.

Links

• Eine Liste von einigen gewerblich verfügbar photowidersteht