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Wesentliche Prozessschritte der Lithographie.
1- Aufbringen von Haftvermittler
Die Scheibe wird in einer N2 (Stickstoff) - Atmosphäre bei 700°C Ausgeheizt und danach mit einem Haftvermittler in einem Vakuum oder Atmosphärendruck in Stickstoffumgebung mit dem Dampf, der Flüssigkeit, die Oberfläche benetzt.
2- Belacken der Scheibe
Der Lack wird durch eine Schleuderbeschichtung aufgetragen. Dafür liegt die Scheibe auf einem drehbaren Teller ("Chuck"). Bei einer niedrigen Tellerdrehzahl wird der Lack im Zentrum der Scheibe aufgespritzt und bei 2.000 - 6.000 U/min aufgeschleudert.
Bestandteile des Lackes:
Matrixmaterial (Phenolharz)
Lichtempfindlicher Teil (Diazonaphtochinone)
Lösemittel
Parameter mit denen die Schichtdicke variiert werden kann.
- Umdrehungszahl
- Viskosität des Lacks
- Zeit, wie lange die Scheibe mit dem Lack gedreht wird
- Winkelbeschleunigung
3- Austreiben des Lösungsmittels aus dem Lack ("pre-pake")
Lösungsmittel im Lack in einem Umluftofen, 15min lang bei 100°C, austrocknen lassen oder bei modernen Lacken auf einer Heizplatte innerhalb von 60sec. Beim Umluftofen kann man mehrere gleichzeitig, im Ofen, austrocknen lassen und bei der Heizplatte benötigt man eine serielle Scheibenbearbeitung.
4- Belichten des Lackes über einer Maske oder direkt mit einem Elektronenstrahl
Der Lack wird meistens mit UV-Licht in einer Kontakt-, Nah- oder Projektionsbelichtung verfahren belichtet. Dabei ist die Maske bei der Kontaktbelichtung direkt auf dem Lack drauf. Bei der Nahbelichtung ist zwischen dem Lack und der Maske ein minimaler abstand, so das zwischen den beiden kein Kontakt ist. In der Projektionsbelichtung ist die Maske zwischen zwei linsen und die sorgen dafür, das die Maske "verkleinert" auf die Scheibe projektiert wird. Beim Elektronenstrahl wird die Scheibe mit Elektronen bestrahlt, welche an hand von Ionen Ausgelenkt wird und so die Struktur des Lackes verändert.
5- Entwicklung des Lackes:
Bei der Entwicklung des Lackes wird der belichtete oder der unbelichtete Teil, es kommt drauf an ob der Lack negativ oder positiv ist, weggeätzt.
Positiv: Während der Entwicklung löst sich, in der Positiv- Lacktechnik, der Fotolack an den belichteten Stellen beim Entwickeln auf, die nicht bestrahlten bleiben maskiert und lösen sich beim Entwickeln nicht auf.
Negativ: In der Negativ- Lacktechnik verhalten sich die belichteten Teilchen genau umgekehrt. Die belichteten Stellen bleiben maskiert, während der unbelichtete Lack beim Entwickeln aufgelöst wird. Außerdem sind die chemische Stabilität und die thermische Belastbarkeit der Negativlacke in der Regel höher als die der Positivlacke.
- Härten des Lackes ("post exposure bake")
- optische Kontrolle der erzeugten Strukturen
Chemischen Reaktionen beim Positivlack
- UV Belichtung
- Abspaltung von Sensitizer (Lichtempfindlicher) Stickstoffe
- Aufnahme von Umgebungs- Feuchtigkeit
- Bildet Indencarbonsäure
- Selektiver Abtragung
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