Allresists neue Produktentwicklungen in den Startlöchern

In unserem 25. Jubiläumsjahr entwickelt unsere FuE-Abteilung drei weitere brandneue für unsere Kunden interessante Produkte:

• Thermoentwickelbarer Positivresist „Phoenix 81“, 
• „Atlas 46“ eine SU-8-Alternative, 
• Positiv CAR-E-Beamresist „EOS 72“.

 

Thermisch entwickelbarer Positivresist „Phoenix 81“

In den letzten AR NEWS stellten wir schon mehrmals Ergebnisse aus dem Eurostar-Projekt „PPA-Litho“ vor. Bei den Poly(Phthalaldehyden = PPA) handelt es sich um thermisch strukturierbare Resists. In dem Gerät NanoFrazor tippt eine heiße Nadel rasend schnell in den Resist und verdampft ihn so. Damit können sowohl 10-nm-Linien als auch dreidimensionale Strukturen geschrieben werden.

Abbildung: Europa mit dem PPA-Resist Phoenix 81 geschrieben

Aber auch für die Elektronenstrahl-Lithographie sind diese Resists geeignet. Die Energie der Elektronen verdampft die Polymere ebenso. Werden die Substrate nach der Bestrahlung aus der E-Beam-Maschine ausgeschleust, sind sie schon fertig entwickelt. Abschließende Arbeiten laufen z.Z. bei der Firma Raith GmbH.

In den 31. AR NEWS beschrieben wir bereits Zweilagensysteme mit den PPA-Resists für extrem auflösende Lift-off-Anwendungen. Dabei wird der PPA-Resist als Topresist mit dem NanoFrazor strukturiert, anschließend wird der optimierte Bottomresist AR-BR 5400 wässrig-alkalisch entwickelt. Dabei entstehen die Lift-off-Strukturen.

Um interessierten Anwendern die Möglichkeit zu geben, den PPA-Resist Phoenix 81 zu testen, werden sie ab Mitte Mai unter dem Namen SX AR-P 8100.04/1 angeboten. Darüber hinaus können die benötigten Resists für den Zweilagenprozess (AR-BR 5400 und PMMA-Resists) bestellt werden. Für den Phoenix 81 bieten wir aufgrund des geringen Mengenbedarfes des NanoFrazors beim Beschichten auch 10 ml Muster an.

Negativ-Photoresist „Atlas 46“ unsere wirkungsvolle Alternative zum SU-8

Die hervorragenden Eigenschaften des SU-8 sind allen Anwendern der Mikrosystemtechnik bekannt. Auf vielfältigen Wunsch unserer Kunden ist es uns jetzt gelungen, einen lösemittel-entwickelbaren Negativresist Atlas 46 S (S für Solid) auf einer reproduzierbaren Rohstoffbasis eines Kresol-Novolc-Epoxyharz zu konzipieren. Erste Versuche zeigten, dass sich die Atlas-Schichten gut beschichten, belichten und entwickeln lassen. Darüber hinaus wiesen sie eine hohe Reproduzierbarkeit der Eigenschaften aus, die beim SU-8 nicht immer gegeben ist.        

Die Resiststrukturen widerstanden erwartungs-gemäß allen Lösemittelangriffen. Damit ist der Atlas 46 S für alle Anwendungen geeignet, bei denen die Schicht permanent und widerstandsfähig auf dem Substrat verbleiben soll. In der Entwicklung sind Schichtdicken von wenigen bis mehreren Hundert Mikrometern.

Wir haben auch einen Atlas 46 R (R für Removing) entwickelt, der sich ähnlich, bei einer etwas höheren Dosis, strukturieren lässt. Diese R-Resiststrukturen lassen sich durch spezielle Zusätze, die den Vernetzungsgrad verringern, mit kommerziellen Removern wieder entfernen. Mit der einfachen Entfernbarkeit erweitern sich die Anwendungsmöglichkeiten in der Photo-lithographie. Außerdem kann dieser Lack bevorzugt für galvanische Anwendungen genutzt werden, da der Resist auch nach der Metallisierung einfach entfernt werden kann.

Abbildung: Resiststrukturen mit dem Negativresist Atlas 46 S

Ab Mitte Mai 2017 stehen auch vom Atlas 46 erste 10 µm Muster unter diesen Bezeichnungen zur Antestung bereit

Atlas 46 S: SX AR-N 4600-10/3
Atlas 46 R: SX AR-N 4650-10/4

Wie bei allen anderen Lacken sind kundenfreundliche Packungsgrößen ab ¼ l und Antestproben von 30 ml und 100 ml erhältlich.

Positiv CAR-E-Beamresist „EOS 72“ unsere Antwort auf den FEP 171

In den letzten Monaten ist es uns gelungen, einen chemisch verstärkten Positivresist erfolgreich zu entwickeln. Die ersten Testungen mittels Tief-UV-Lithographie (248 – 300 nm Wellenlänge) wiesen eine hohe Empfindlichkeit und einen hohen Kontrast aus. In bewährter Zusammenarbeit mit unserem langjährigen Partner IDM e.V., Teltow, werden nun die Polymerzusammensetzungen optimiert. Die Vorbereitungen für die Herstellung des optimierten Basispolymers bei Allresist haben bereits begonnen. Dies ist mit einer der Gründe für die Erweiterung unseres Firmengebäudes.

Ganz aktuell in der Osterwoche bekamen wir die ersten Ergebnisse der Elektronenstrahl-Lithographie von der MLU-Halle. Es wurde eine Dosisstaffel beginnend bei 2,0 µC/cm² belichtet. Bei jedem folgenden Schritt wurde die Dosis um 5 % erhöht. Die Dose to clear lag bei diesem Versuch bei 3 µC/cm². Der Kontrast ist mit 33 sehr hoch, eine Steigerung um lediglich 5 % Dosis bewirkt bereits den Sprung von leicht anentwickelt zu durchentwickelt.

Prozessparameter:

• Silizium-Substrat, Haftvermittler AR 300-80
• Spincoating: 4000 rpm, Schichtdicke: 200 nm
• Softbake: 85 °C, 5 min hot plate
• Beschleunigungsspannung: 30 kV
• Post Exposure Bake: 3 min bei 165° C
• Entwicklung: 60 s AR 300-26; 60 s H₂O

Abbildung: Gradationskurve des SX AR-P 7200.10/2

In den nächsten Wochen wird eine umfängliche Charakterisierung aller Resist-Parameter erfolgen, mit diesem kurzen Bericht soll das Interesse aller Anwender geweckt werden, die z.B. den FEP 171 benutzen. Unsere Zielstellung ist ein Produkt mit ähnlichen Eigenschaften wie der FEP 171, jedoch haltbarer, kostengünstiger und schneller lieferbar. Erste Muster des EOS 72 stehen für Applikationstests ab Juli/August unter der Bezeichnung SX AR-P 7200.10/2 zur Verfügung.