Enmascarado y micropatinado

El microestampado suele realizarse mediante máscaras. La creación de una fotomáscara implica especificaciones importantes que pueden afectar directamente a la transferencia del patrón resultante. Hay que tener en cuenta el material de la máscara, las condiciones ambientales y el tipo de resistencia. Pero antes del procesado, deben determinarse las características de diseño de la fotomáscara.  

Las dimensiones y el grosor de la máscara pueden especificarse en función del tipo de exposición. Existen dos formas principales de herramientas de exposición conocidas como impresión por contacto y por proyección. En la fotolitografía de contacto, se fabrica un patrón de máscara deseado del mismo tamaño que debe replicarse en la superficie de un sustrato. En la impresión por contacto, la escala de la fotomáscara es de 1X, lo que indica que no hay ajustes. Mientras que la impresión por proyección suele ser más complicada e implica características alteradas que pueden necesitar hacerse más grandes o más pequeñas en función de la aplicación. En la impresión por proyección, la escala de la fotomáscara suele ajustarse a una reducción de 4X o 5X.  

Fotomáscaras 

Las fotomáscaras pueden ser duras o blandas. Las máscaras duras están hechas de vidrio o cuarzo y las máscaras blandas consisten en películas flexibles de poliéster. La rigidez de las máscaras duras permite una mayor resistencia a los disolventes, la ausencia de dilatación inducida por la temperatura, una mejor resolución de las características y una limpieza más cómoda. La desventaja de las máscaras duras es que son relativamente más caras que las blandas. Las máscaras blandas ofrecen una solución de bajo coste para un proceso de fabricación más rápido.  

La mayoría de las fotomáscaras utilizadas en fotolitografía tienen dos tonos, oscuro y claro. Las regiones oscuras especifican las zonas que se absorben y los tonos claros son no absorbentes y reflejan la luz. El material absorbente puede seleccionarse en función de las preferencias del usuario. Entre los materiales absorbentes más comunes se encuentran el cromo y el aluminio debido a sus elevadas propiedades de reflexión. El tipo de fotorresistencia que se aplique a un sustrato también determinará las zonas expuestas a la luz UV. Con una resistencia positiva, las áreas expuestas a la luz UV dictan la eliminación de la resistencia. Por el contrario, en el caso de las lacas negativas, las zonas expuestas se reticulan. La densidad óptica de un material absorbente también debe tenerse en cuenta, ya que este valor indica la cantidad de transmisión de luz. En el espectro UV, este valor debe estar en torno a tres.  

Diversas condiciones ambientales pueden afectar a la longevidad de las fotomáscaras. Estas condiciones suelen incluir la temperatura, la humedad y la tensión. El envejecimiento de la máscara puede producirse cuando varían las condiciones de procesamiento. Por lo tanto, todas las máscaras que intervienen en los procesos fotolitográficos deben realizarse en un entorno de sala limpia. La temperatura a la que se expone una máscara afecta directamente a lo que se conoce como coeficiente de expansión térmica. Este valor se correlaciona con el grado en que un material de enmascaramiento cambia en respuesta a los cambios de temperatura. Un coeficiente de expansión térmica ideal debe ser relativamente bajo para evitar distorsiones inducidas por la temperatura. La humedad también viene determinada por un coeficiente de expansión de humedad. Cuando aumenta la humedad, puede producirse una expansión, mientras que la disminución de la humedad provoca una contracción. Las máscaras duras no se ven afectadas por los cambios de humedad. Puede producirse tensión mecánica debido al contacto con el equipo de exposición y debe tenerse en cuenta si se utiliza una fotomáscara blanda.  

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