Photolithographie und Haftung 

Ein häufiges Problem, das bei der Herstellung von Fotolithografien auftreten kann, ist die Haftung des Fotolacks auf dem Substrat. Ein Photoresist besteht aus einem Harz, einem Sensibilisator, einem Haftvermittler und einem Verdünner. Jede Komponente trägt zu den Gesamteigenschaften des Fotolacks bei. Ein Harz ist enthalten, um einer Ätzlösung zu widerstehen, die in den späteren Phasen der Herstellung verwendet werden kann. Ein Sensibilisator verleiht dem Fotolack ein lichtempfindliches Element, so dass er in bestimmten Bereichen belichtet werden kann und in anderen nicht. Ein Verdünner ist enthalten, um die Viskosität des gesamten Photoresists zu verändern und das Aufschleudern auf das Substrat zu erleichtern. Der enthaltene Haftvermittler ist oft nicht stark genug, um eine ausreichende Verbindung zwischen dem Fotolack und dem Substratmaterial herzustellen.  

Die fotolithografische Strukturierung hängt von der Qualität der Adhäsion zwischen den Grenzflächen ab. Sauberkeit und Oberflächenrauhigkeit wirken sich häufig auf die Dünnschichthaftung aus. Zu den beiden gängigsten Arten von Fotolacken gehören Positiv- und Negativlacke. Wenn ein Positiv-Fotoresist mit UV-Licht bestrahlt wird, trifft das Licht auf Bereiche, die entfernt werden sollen. Die mit UV-Licht belichteten Bereiche eines Substrats werden dann von einer Entwicklerlösung abgewaschen, die nicht belichteten Bereiche bleiben für den Entwickler unlöslich. Bei einem negativen Photoresist bewirkt die UV-Lichteinwirkung, dass der Photoresist polymerisiert oder vernetzt wird. Die Entwicklerlösung entfernt dann die unbelichteten Bereiche. Positive Fotolacke sind im Vergleich zu negativen Fotolacken aufgrund ihrer höheren thermischen Stabilität oft leichter zu ätzen.  

Eine Reihe von Einbrennschritten trägt dazu bei, die Haftung zwischen Substrat und Fotolack zu erreichen. Während der Herstellung ist ein weicher Einbrennschritt vorgesehen, um die vollständige Entfernung der Lösungsmittel an der Grenzfläche zwischen Fotolack und Substrat zu gewährleisten. Dieser Schritt ist von entscheidender Bedeutung, da er dazu beiträgt, eine Delamination des Fotolacks zu verhindern. Die Temperatur des Soft-Bake-Verfahrens hat jedoch großen Einfluss auf die Qualität des Fotolackfilms. Hohe Soft-Bake-Temperaturen können zur Blasenbildung führen, während niedrige Soft-Bake-Temperaturen eine geringere Haftung verursachen können. Gegen Ende der photolithographischen Strukturierung wird ein Post-Bake-Verfahren durchgeführt. In diesem Schritt wird die Sensibilisatorkomponente einer Fotolacklösung stabilisiert, was zu einer gleichmäßigeren Entwicklungsrate führt.  

Eine Möglichkeit, die Delaminierung des Fotolacks zu verhindern, ist die Anpassung der Einbrennschritte während der Herstellung der Fotolithografie. Zusätzliche Schritte wie eine Reinigungsbehandlung und die Zugabe eines Haftvermittlers können ebenfalls dazu beitragen, dieses Problem zu mildern. Eine UV-Ozon- oder Plasmareinigungsbehandlung vor der Verarbeitung kann die Oberfläche vor dem Auftragen des Fotolacks reinigen und dehydrieren. Haftvermittler sind eine weitere Alternative zur Verbesserung der Haftung von Fotolacken. Ein Promotor kann durch Schleuderbeschichtung auf ein Substrat aufgebracht werden, um die Haftung zu erhöhen.  

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