Фоторезист как пользоваться, как выбрать, как хранить и работать с ним

	Какой фоторезист выбрать Вопросы и ответы Спектры излучения ртутных ламп Воспроизводимый литографический процесс Подготовка поверхности и промотирование фоторезиста Адгезия фоторезиста Обращенная литография Аэрозольный фоторезист для мезаструктур, демонстрация возможностей аэрозольного распыления Под термином фоторезист понимается светочувствительная полимерная пленка, которая под воздействием света меняет свои физико-химические свойства и обладает устойчивостью к химическому или механическому воздействию. Развитие современной электроники, средств связи, спутников, телевидения, компьютеров невозможно представить без применения фоторезистов. Фоторезист — один из ключевых материалов микро- и радиоэлектроники. Необходимо различать позитивные и негативные фоторезисты. Позитивный фоторезист точно передает рисунок с оригинал — макета на подложку. Негативный фоторезист передает рисунок в обращенном виде. Необходимо также различать жидкие и сухие пленочные фоторезисты. Жидкий фоторезист — это раствор полимера и светочувствительного соединения в органическом растворителе. Сухой пленочный фоторезист — это «сэндвич» из трех слоев полимеров, в середине которого находится светочувствительный слой. Для получения пленки из жидкого фоторезиста необходимо его либо налить на поверхность и затем подложку привести во вращение (центрифуга), либо распылить из аэрозольной упаковки. Сухой пленочный фоторезист прикатывают к поверхности ламинатором. Основное различие этих двух типов фоторезистов заключается в максимально достижимом разрешении элементов изображения. Стандартное разрешение сухих пленочных фоторезистов — это 125-250 мкм. Поэтому основное их применение — изготовление печатных плат, в особенности многослойных печатных плат. Весь процесс изготовления печатных плат автоматизируется. Современные жидкие фоторезисты обеспечивают разрешение 0,35 — 0,5 микрон (процессоры Pentium III и IV). Микроэлектроника не может развиваться без совершенствования физико-химических параметров фоторезистов. Это залог успеха на рынке микроэлектроники. По этой причине о разработке фоторезиста с разрешением 0,18 микрон сообщили одновременно несколько западных фирм. Хотя и известен физический механизм работы этого фоторезиста, но состав его держится в строгом секрете. Помимо электроники жидкие фоторезисты широко используются: При изготовлении исходного мастер-диска — ключевого и самого дорогостоящего процесса в производстве компакт — дисков. При изготовлении исходной голографической штамп-матрицы для голографической маркировки продукции (защита от подделок) При изготовлении дифракционных решеток. При изготовлении пластин для офсетной полиграфии (копировальный слой). При изготовлении гравированных валов для полиграфии (печать на упаковках и текстильная промышленность). При изготовлении фотогравюр. Подробно органические светочувствительные среды для голографии описаны на сайте: http://bsfp.media-security.ru/school7/24.htm. Основным преимуществом фоторезистов в отличие от других сред для голографии, содержащих желатину (фотографические пластины, хромированная желатина), является их безусадочность, что чрезвычайно важно при голографической записи. Главный недостаток фоторезистов связан с их светочувствительностью только в ультрафиолетовой области /vibor_resist.htm. При изготовлении голографическими способами мастер — диска, штамп — матрицы, дифракционных решеток ранее, как правило, использовался импортный фоторезист типа AZ-1350. В настоящее время применяют фоторезисты фирмы Shipey S1813 или S1818. Однако новые отечественные фоторезисты с локальной разнотолщинностью пленки менее 10 нм и фильтрацией на уровне 0,2 мкм вполне заменяют фоторезист AZ-1350, S1813 или S1818. Жидкие фоторезисты незаменимы в производстве печатных плат с высокой степенью монтажа (разрешение элементов до 10 микрон), а также при изготовлении односторонних печатных плат. В последнем случае применение жидких фоторезистов удешевляет процесс, что существенно для радиолюбительской практики. В настоящее время любители могут изготовлять печатные платы с помощью фоторезиста в аэрозольной упаковке , с помощью заготовок печатных плат с заранее нанесенным слоем фоторезиста или пигментной бумаги. В последнем случае весь процесс изготовления печатных плат можно перенести практически в домашние условия. И, наконец, совокупность стадий применения фоторезистов называется фотолитографией. Ссылки по теме: Характеристика cовременных технологий печатных плат

Иструкция по работе с негативными фоторезистами, фоторезист жидкий,frast.

ru Иструкция по работе с негативными фоторезистами, фоторезист жидкий,frast.ru

	ОБЩАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ НЕГАТИВНЫХ ФОТОРЕЗИСТОВ ФН-11Сн/Кн/ФД/МФ ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ ПОДЛОЖКИ Если поверхность кремния сильно загрязнена, приходится использовать сильнодействующие кислоты Для подложек со свежеокисленным кремнием достаточно подложку непосредственно перед нанесением фоторезиста прогреть при 200 0C в течение 30 минут и охладить до комнатной температуры. НАНЕСЕНИЕ НА ПОДЛОЖКУ Внимание! Перед нанесением на подложку раствор фоторезиста необходимо выдержать в климатических условиях гермозоны минимум 2 часа. В зависимости от размера подложки распределить 3-5 мл фоторезиста по поверхности подложки и дать растечься в течение 2 сек. Привести во вращение центрифугу до 1000 об/мин. Время центрифугирования составляет 25-30 сек. На подложке формируется пленка фоторезиста. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СУШКА ПЛЕНКИ ПЕРЕД ЭКСПОНИРОВАНИЕМ Рекомендуется сушка в термошкафу с принудительной вентиляцией при температуре 95 0С, с контролем температуры в пределах ± 1 0С. Время выдержки составляет 30 мин. На промышленных линиях фотолитографии следует подобрать скорость и температуру конвейера так, чтобы обеспечить условия, эквивалентные конвекционному термошкафу. ЭКСПОНИРОВАНИЕ Экспонирование осуществляется лампой, излучающей в диапазоне света 300-400 нм. Время экспонирования зависит от типа источника экспонирования, величины освещенности, материала фотошаблона и толщины пленки фоторезиста. Оптимальное время экспонирования подбирается экспериментально. Справочные данные: при использовании в качестве источника облучения лампы ДРШ-350 и освещенности на пластине 40. 000 — 50.000 люкс время экспонирования составляет 5-20 сек. Внимание освещенность в плоскости экспонирования должна быть не менее 40.000-50.000 люкс! ПРОЯВЛЕНИЕ После экспонирования пленку проявляют в течение 30-120 сек. Для чистого проявления рекомендуется использовать проявители для негативных фоторезистов УНФ-01 или УНФ-02. На проявленных элементах не должно оставаться следов фоторезиста. ОПОЛАСКИВАНИЕ Проявленную пленку ополаскивают в чистом о-ксилоле и затем в изопропиловом спирте. ЗАДУБЛИВАНИЕ Проявленную пленку фоторезиста задубливают при температуре 120 0С в течение 30 мин. ТРАВЛЕНИЕ Травитель и время травления подбирается экспериментально для каждого конкретного материала. СНЯТИЕ ФОТОРЕЗИСТА Для снятия сильно задубленных пленок негативных фоторезистов используется жидкость «Форсан-2». Если задубливание пленки негативного фоторезиста не проводилось, то можно использовать для снятия нагретый о-ксилол в соответствии техникой 4-х ванн. Примечание: Отдельные стадии фотолитографии могут варьироваться в зависимости от конкретных технологических условий.

		(У) 1999-2017 «ФРАСТ-М» (p) 1999-2015 COMPNET Network

Разница между позитивным и негативным фоторезистом

Для поставщиков полупроводников фоторезист — это материал, с которым постоянно работают. Этот светочувствительный материал имеет два типа, положительный и отрицательный, которые очень по-разному реагируют на воздействие УФ-излучения; поэтому важно понимать каждую реакцию, чтобы добиться наилучших результатов в производстве полупроводников.

Позитивные фоторезисты

При использовании позитивных фоторезистов УФ-излучение стратегически попадает на материал в тех областях, которые поставщик полупроводников намеревается удалить. Когда фоторезист подвергается воздействию УФ-излучения, его химическая структура изменяется, и он становится более растворимым в проявителе фоторезиста. Эти открытые области затем смываются растворителем для проявления фоторезиста, оставляя основной материал. Участки фоторезиста, не подвергавшиеся воздействию УФ-излучения, остаются нерастворимыми в проявителе фоторезиста. При работе с позитивными фоторезистами в производстве полупроводников вы получаете идентичную копию рисунка, которая экспонируется как маска на пластине.

Негативные фоторезисты

В случае негативных резистов воздействие УФ-света вызывает полимеризацию химической структуры фоторезиста, что прямо противоположно позитивным фоторезистам. Вместо того, чтобы стать более растворимыми, негативные фоторезисты становятся чрезвычайно труднорастворимыми. В результате обработанный УФ-излучением негативный резист остается на поверхности, в то время как раствор проявителя фоторезиста удаляет неэкспонированные области. В результате остается маска, состоящая из рисунка, обратного оригиналу, который наносится на пластину.

Как позитивные, так и негативные фоторезисты до сих пор используются в производстве полупроводников, но многие поставщики полупроводников выбирают позитивные фоторезисты из-за их более высокого разрешения. Позитивные фоторезисты способны сохранять свой размер и рисунок, поскольку растворитель-проявитель фоторезиста не проникает в области, которые не подвергались воздействию УФ-излучения. В случае негативных резистов как открытые, так и неэкспонированные области УФ-излучения пропитываются растворителем, что может привести к искажению рисунка.

Несмотря на то, что позитивные фоторезисты имеют преимущество, негативные фоторезисты не обязательно ушли в прошлое. Негативные резисты — отличный материал для полупроводниковых источников питания, не требующих такого высокого разрешения. В отличие от позитивных фоторезистов, негативные фоторезисты имеют более высокую скорость фотосъемки, более широкие возможности обработки и значительно более низкие эксплуатационные расходы. Негативные фоторезисты также обладают лучшей адгезией к определенным материалам подложки.

Как позитивные, так и негативные фоторезисты находят свое место в производстве полупроводников и помогают производить ряд высококачественных продуктов. Компания Shin-Etsu MicroSi в Фениксе специализируется на разработке и производстве материалов для полупроводниковой промышленности. Мы преданы нашим клиентам и стремимся предоставлять только лучшие продукты и обслуживание клиентов. Для получения дополнительной информации о Shin-Etsu MicroSi, поставщике полупроводников мирового класса, звоните по телефону (480) 89. 3-8898 или свяжитесь с нами онлайн.

Фоторезисты AZ и MicroChemicals TI резисты

Позитивные, негативные и реверсивные резисты Позитивные резисты во время экспонирования образуют инденкарбоновую кислоту, что делает их растворимыми в водных щелочных растворах. Таким образом, положительные резисты развиваются там, где они были экспонированы, а неэкспонированные участки остаются на подложке. Так как позитивные резисты не образуют поперечных связей, структура резиста округляется при температуре выше точки размягчения, которая обычно составляет 100-130°C. Отрицательные сопротивления , такие как AZ ® NLOF 2000 Series или AZ ® 15NXT или 125NXT Поперечный поперек и (не требуемый для 3333333333333333333333333333333333333330 годы. ® 125nXT ) последующий этап запекания, при этом неэкспонированная часть резиста растворяется в проявителе.

Сшивание делает резист термически стабильным, поэтому профиль резиста не ухудшается даже при повышенных температурах. Однако по мере повышения температуры процесса степень сшивки увеличивается, и становится трудно или даже невозможно удалить резист мокрым химическим способом.

Реверсивное изображение резиста может обрабатываться как в положительном, так и в отрицательном режиме. В позитивном режиме последовательность процессов такая же, как и для позитивных резистов. В режиме переворота изображения требуется запекание переворота изображения после экспонирования с последующей экспозицией заливки без маски. Даже в отрицательном режиме степень сшивания резиста довольно низкая, поэтому структуры резиста будут округляться за пределами температуры размягчения, обычно равной 130°C.

Методы нанесения резистов

Нанесение центрифугированием является наиболее распространенным методом покрытия резистов. Почти все резисты AZ ^® и TI оптимизированы для центрифугирования и позволяют получать очень гладкие и однородные пленки резиста. Достигаемая толщина пленки резиста пропорциональна обратному квадратному корню из скорости вращения и, таким образом, регулируется в определенном диапазоне для каждого резиста. Однако, поскольку краевой валик становится более заметным при низких скоростях отжима, для получения толстых пленок мы рекомендуем использовать резисты с высокой вязкостью, такие как 9.0030 AZ ^® 4562 или AZ ^® 9260 , а также подходящие профили прядения.

Распылительное покрытие позволяет наносить покрытие на подложки практически произвольной формы и текстуры. Для достижения ровной и однородной толщины пленки резиста, а также хорошего покрытия краев текстур (если таковые имеются) требуется оптимизированный состав резиста с различными растворителями с низкой и высокой температурой кипения. Покрытие распылением AZ ^_® 4999 и TI Spray соответствуют этим требованиям практически для всех видов нанесения покрытий распылением.

Покрытие погружением является подходящей техникой покрытия для больших прямоугольных подложек и требует минимального расхода резиста на площадь покрытия. Для однородной толщины пленки резиста по всей подложке требуется определенный состав растворителя в резисте, как это реализовано в резисте MC Dip Coating Resist.

Области применения Resist Mask

Влажное химическое травление требует оптимальной адгезии к подложке. Для этой цели мы рекомендуем AZ ^_® 1500 серии для толщины пленки от 500 нм до 3 мкм, AZ ^_® ECI 3000 серии для толщины пленки 1-4 мкм или серия AZ ^_® 4500 для пленок толщиной несколько 10 мкм. Если требуется низкое разрешение, PL 177 является экономичной альтернативой. Травильные вещества, содержащие HF, иногда вызывают крупномасштабное отслоение резиста в результате диффузии HF через резист к подложке под ним. В этом случае, как правило, полезно увеличить толщину пленки резиста, используя такие резисты, как AZ ^_® 4562 или AZ ^_® 9260 .

Сухое травление требует повышенной точки размягчения резиста, а также крутых боковых стенок. Резист высокого разрешения AZ ^_® 701 MIR 14 сантипуаз или 29 сантипуаз оптимизированы для обоих требований и показывают температуру размягчения 130°C.

Thick resists: If resist film thicknesses exceeding 5 µm are required, the thick positive resists AZ ^_® 4562 or AZ ^_® 9260 , or the negative AZ ^_® 15nXT или AZ ^_® 125nXT рекомендуется. Два nXT устойчивы к поперечным связям и, следовательно, демонстрируют превосходную термическую стабильность во время сухого травления.

Процесс отрыва рекомендует профиль резиста с подрезанием, который можно получить с помощью резистов с переворачиванием изображения, таких как AZ ^_® 5214E ​​ (толщина пленки резиста 1-2 мкм), TI 35ESx -5 мкм), или негативные резисты AZ ^_® nLOF 2000 (2-20 мкм). Кроме того, эти резисты термически стабильны и, следовательно, помогают предотвратить скругление структур резиста во время нанесения покрытия.
Если дизайн маски требует позитивных резистов для отрыва, боковые стенки резиста должны быть как можно более крутыми, чтобы предотвратить покрытие этих боковых стенок. Для этой цели мы рекомендуем резист высокого разрешения AZ ^_® 701 MIR 14cps или 29cps .

Гальваническое покрытие требует улучшенной адгезии резиста к подложке, а также повышенной стабильности резиста в электролите. Негатив сопротивляется AZ ^_® 15nXT (толщина резистивной пленки 5-30 мкм) и AZ ^_® 125nXT (примерно до 150 мкм) оптимизированы для этих требований. Оба резиста могут быть проявлены в проявителях на основе TMAH, подвергнуты мокрому химическому удалению в обычных смывках и совместимы со всеми распространенными материалами подложки и электролитами для покрытия Cu-, Au- и NiFe. Если для гальванического покрытия необходимо использовать положительные резисты, серия AZ ^_® 4500 и AZ ^_® 9260 обеспечивают крутые боковые стенки и хорошую адгезию.

Достижимая толщина пленки резиста

Как правило, последние две цифры названия резиста обозначают толщину пленки, достигаемую методом центрифугирования (без гирсета) при 4000 об/мин с шагом 100 нм. Толщина примерно уменьшается с (увеличением) квадратным корнем из скорости вращения, поэтому данный резист допускает определенный диапазон достижимой толщины пленки резиста. Если желаемая толщина пленки резиста не может/не должна быть достигнута путем изменения скорости отжима, рекомендуется использовать другую доступную вязкость данного резиста. В противном случае необходимо учитывать следующее:

Разбавление высоковязких резистов с помощью PGMEA (= AZ ^_® Растворитель EBR ) позволяет выполнить несколько применений с различной толщиной пленки, используя только один резист. Однако разбавленные резисты чувствительны к образованию частиц с уменьшенным сроком годности в зависимости от резиста, степени разбавления, температуры и времени хранения разбавленного резиста. Поскольку частицы частично состоят из фотоактивного соединения, фильтрация частиц перед использованием увеличивает темновую эрозию и снижает скорость проявления резиста. Для получения информации о конкретных рецептах разбавления, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Получение толстых пленок с резистами с низкой вязкостью проблематично по двум основным причинам:  i) требуемые низкие скорости вращения увеличивают краевой валик, и ii) в случае резистов с положительным или перевернутым изображением, довольно высокая концентрация фотоактивного соединения (низкая оптическая прозрачность) в типичных «тонких резистах» требует высоких доз облучения для достаточного экспонирования, что затрудняет получение крутых профилей резиста и может вызвать лопание и вспенивание пузырьков N2, образующихся во время экспонирования.

Поперечное разрешение и соотношение сторон

Сам фоторезист, а также толщина пленки резиста ограничивают теоретическое разрешение. При оптимальных условиях тонкие резисты с высоким разрешением, такие как AZ ^® 701 MIR , позволяют получить элементы размером прибл. 300 нм с экспозицией i-line. Помимо высокого абсолютного разрешения, для некоторых процессов требуется высокое соотношение сторон (отношение высоты элемента к его ширине). Современные толстые резисты, такие как AZ ^® 9260 допускают соотношение сторон 6-10 и даже выше при оптимизированных условиях процесса. Во многих случаях не резист, а параметры оборудования и процесса ограничивают достижимое разрешение. Чтобы максимизировать разрешение данного резиста, помимо условий экспонирования (отсутствие зазора между маской и резистом, вызванного частицами, пузырьками или краевым валиком), а также параметры мягкого обжига, доза экспонирования и проявление (проявитель и его концентрация, время разработки) должны быть тщательно оптимизированы.

Спектральная чувствительность

Оптическое поглощение (рис. справа) неэкспонированных позитивных фоторезистов составляет прибл. 460 нм в видимой области спектра до ближнего УФ, что соответствует спектру излучения ртутных ламп в выравнивателях маски. Этот спектр поглощения обуславливает типичный красновато-коричневый цвет многих фоторезистов. Во время экспонирования фоторезисты почти полностью обесцвечиваются до ок. 310 нм. Некоторые современные позитивные резисты, такие как AZ ^® 5214E ​​ или AZ ^® 9260 не чувствительны к G-Line, в то время как большинство отрицательных противоречиев, таких как AZ ^® NLOF 2000 Series , или AZ ^® 15NXT и 125NXT . -линии и поэтому кажутся человеческому глазу почти бесцветными. Диапазон оптического поглощения не заканчивается резко в сторону более высоких длин волн. Таким образом, высокая интенсивность освещения (например, лазерное скрайбирование) или время позволяет экспонировать также около 10 нм в видимой части спектра.