マスキングとマイクロパターニング

マイクロパターニングは一般的にマスキングによって行われる。フォトマスクの作成には、結果のパターン転写に直接影響する重要な仕様が含まれる。マスクの材質、環境条件、レジストの種類などを考慮する必要がある。しかし、加工に先立ち、フォトマスクの設計特性を決定しなければならない。  

マスクの寸法と厚さは、露光の種類に基づいて指定することができる。露光装置には、主にコンタクトとプロジェクションの2種類がある。接触型フォトリソグラフィでは、所望のマスクパターンが基板表面に複製されるべきサイズと同じになるように作製される。コンタクト印刷では、フォトマスクの目盛りは1倍で、調整不要であることを示す。投影印刷はより複雑な場合が多く、用途に応じて大きくしたり小さくしたりする必要がある。投影印刷では、フォトマスクのスケールは通常4倍または5倍に調整される。  

フォトマスク 

フォトマスクにはハードマスクとソフトマスクがある。ハードマスクはガラスや石英でできており、ソフトマスクは柔軟なポリエステルフィルムでできている。ハードマスクは剛性が高いため、耐溶剤性が高く、温度による膨張がなく、解像度が向上し、洗浄が容易です。ハードマスクの欠点は、ソフトマスクに比べて比較的高価なことである。ソフトマスクは、より迅速な製造プロセスのための低コストなソリューションを提供します。  

フォトリソグラフィーに使用されるフォトマスクの多くは、ダークとクリアの2つの色調を持つ。ダーク領域は吸収される領域を指定し、クリアトーンは非吸収で光を反射する。吸収体の材質は、ユーザーの好みに応じて選択することができる。一般的な吸収体材料には、反射率が高いクロムやアルミニウムがあります。基板に塗布されるフォトレジストの種類によっても、UV光にさらされる領域が決まります。ポジ型レジストでは、UV光にさらされる部分がレジストの除去を決定します。一方、ネガ型レジストでは、露光された部分が架橋されます。吸収体材料の光学密度も考慮する必要があります。UVスペクトルでは、この値は3程度であるべきである。  

様々な環境条件がフォトマスクの寿命に影響を与える。温度、湿度、張力などである。処理条件が変化すると、マスクの老化が起こる可能性がある。そのため、フォトリソグラフィープロセスに関わるすべてのマスキングはクリーンルーム環境で行う必要があります。マスクがさらされる温度は、熱膨張係数と呼ばれるものに直接影響します。この値は、マスキング材料が温度変化に対してどの程度変化するかを表しています。理想的な熱膨張係数は、温度による歪みを防ぐために比較的低いことが望ましい。湿度も湿度膨張係数によって決まります。湿度が上がると膨張し、湿度が下がると収縮します。ハードマスクは湿度変化の影響を受けません。接触露光装置により機械的な張力が発生することがあり、ソフトフォトマスクを使用する場合は考慮する必要があります。  

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