Фоторезист

Фоторезист (от фото и

В позитивных фоторезистах, проэкспонированные области становятся растворимыми и после проявления разрушаются. Такие фоторезисты, как правило, позволяют получать более высокие разрешения, чем негативные^[1][2][3], но стоят дороже^[4].

Для g-line и i-line фотолитографии при изготовлении микроэлектроники использовались позитивные двухкомпонентные фоторезисты на базе DQN (diazoquinone, DQ и novolac, N)

Распространены^[когда?] следующие типы позитивных фоторезистов для g-line (литографы с длиной волны 436 нм, техпроцессы до 0,5 мкм^[7][8]): Shipley 1805, Shipley 1813, Shipley 1822 (производитель Microchem^[9]).

В негативных фоторезистах, проэкспонированные области полимеризуются и становятся нерастворимыми, так что после проявления растворяются только непроэкспонированные области. Негативные фоторезисты, как правило, обладают более высокой адгезией по сравнению с позитивными и более устойчивы к травлению.

В целом, уже к 1972 году были достигнуты пределы классических негативных фоторезистов, и для техпроцессов лучше 2 мкм применялись позитивные фоторезисты^[2][10].

Обратимые фоторезисты (image reversal^[8]) — это особые фоторезисты, которые после экспонирования ведут себя как позитивные, но могут быть «обращены» посредством термической обработки и последующего экспонирования всего фоторезиста (уже без фотошаблона) ультрафиолетовым излучением. В этом случае, после проявления такие резисты будут вести себя уже как негативные. Основное отличие рисунков, полученных таким образом, от простого использования позитивного резиста заключается в наклоне стенок фоторезиста; в случае позитивного фоторезиста стенки наклонены наружу, что подходит для процесса травления, а при обращении рисунка фоторезиста, стенки наклонены внутрь, что является преимуществом при процессе обратной литографии.

Фоторезистами называют резисты, экспонируемые светом (

Толщина плёнки фоторезиста является одним из ключевых его параметров. Как правило, для получения высокого разрешения требуется толщина плёнки не более, чем в два раза превышающая требуемое разрешение. Разрешающая способность фоторезиста определяется, как максимальное количество минимальных элементов на единице длины (1 мм). R=L/2l, где L — длина участка, мм; l — ширина элемента, мм. И напротив, процессы глубокого травления или обратной литографии, требуют относительно большой толщины плёнки фоторезиста. Толщина плёнки в целом определяется вязкостью фоторезиста, а также методом нанесения. В частности, при нанесении центрифугированием толщина плёнки уменьшается при увеличении скорости вращения.

Перед нанесением фоторезистов на материалы с низкой адгезией сначала наносят подслой (например HMDS), усиливающий адгезию фоторезиста к поверхности. После нанесения, фоторезист иногда покрывают плёнкой антиотражающего покрытия для повышения эффективности экспонирования. С той же целью антиотражающее покрытие порой наносят и до нанесения фоторезиста. Сами фоторезисты наносятся следующими основными методами:

Центрифугирование — это наиболее широко распространённый метод нанесения фоторезистов на поверхность, который позволяет создавать однородную плёнку фоторезиста и контролировать её толщину скоростью вращения.

При использовании не подходящих для центрифугирования поверхностей, используется нанесение окунанием в фоторезист. Недостатками этого метода являются большой расход фоторезиста и неоднородность получаемых плёнок.

При необходимости нанести резист на сложные поверхности используется аэрозольное распыление, однако толщина плёнки при таком методе нанесения не является однородной. Для аэрозольного напыления, как правило, используют специально предназначенные фоторезисты.

Фоторезисты используются для получения рисунка на фольгированном диэлектрике при создании печатных плат. Для травления меди при этом используют хлорид железа или персульфат аммония. Различают два основных типа фоторезистов, используемых при производстве печатных плат: сухой плёночный фоторезист (СПФ) и аэрозольный «POSITIV». СПФ получил более широкое распространение в производстве, так как обеспечивает равномерный слой. Представляет собой трёхслойную структуру: два слоя защитной плёнки и слой фоторезиста между ними. К обрабатываемому материалу приклеивается при помощи ламинатора.

Фоторезисты наиболее часто используются в качестве маски для процессов травления при

Также фоторезисты в виде плёнок используются в качестве маски для пескоструйной обработки.

Некоторые виды резистов, такие как Сyclotene, используются как полимер для создания диэлектрических, закрывающих и герметизирующих слоёв, что позволяет сократить количество технологических операций в процессе

Фоторезисты нередко используются не по прямому назначению, а в качестве материала для создания различных структур для микроэлектроники. Например, специальные резисты применяются для создания полимерных волноводов нужной формы на поверхности подложки. Кроме того, из фоторезиста могут быть получены микролинзы. Для этого из фоторезиста сначала формируют нужную форму основания линзы, а затем с помощью температурной обработки оплавляют резист, придавая ему форму линзы.

• Позитивные — сульфо-эфиры ортонафтохинондиазида в качестве светочувствительного вещества и новолачные, феноло- или крезолоформальдегидные смолы в качестве пленкообразователя.
• Негативные — циклоолефиновые каучуки, использующие в качестве сшивающих агентов диазиды; слои поливинилового спирта с солями хромовых кислот или эфирами коричной кислоты; поливинилциннамат.

• Позитивные — сенсибилизированные полиметакрилаты и арилсульфоэфиры, использующие фенольные смолы
• Негативные — галогенированные полистиролы, диазиды с феноло-формальдегидными смолами

Также используются фоторезисты с химическим усилением скрытого изображения, состоящие из светочувствительных ониевых солей и эфиров нафтоловых резольных смол, в которых происходят химические реакции под действием солей.

• Позитивные — производные полиметакрилатов, полиалкиленкетонов и др.
• Негативные — полимеры производных
  метакрилата, бутадиена
  и др.

• Фотолитография и оптика, М. Берлин, 1974; Мазель Е. З., Пресс Ф. П., Планарная технология кремниевых приборов, М., 1974
• У. Моро. Микролитография. В 2-х ч. М., Мир, 1990.
• БСЭ, статья «Фоторезист»
• Photolithography. Theory and Application of Photoresists, Etchants and Solvents. К. Кох и Т. Ринке.
• Валиев К. А., Раков А. А., Физические основы субмикронной литографии в микроэлектронике, M., 1984;
• Светочувствительные полимерные материалы, под ред. А. В. Ельцова, Л., 1985. Г. К. Селиванов.
• Лапшинов Б. А. Технология литографических процессов. Учебное пособие — МИЭМ, 2011

• Изготовление печатной платы с помощью пленочного фоторезиста
• Изготовление ПП при помощи пленочного фоторезиста с заводским качеством на дому до 3 класса точности
• Изготовление ПП при помощи негативного фоторезиста.
• Способ сушки платы с нанесённым спреевым фоторезистом в домашних условиях