Allresist Gesellschaft für chemische Produkte zur Mikrostrukturierung mbH Parametersammlung AR-Resists Inhalt 1. Gesamtübersicht Resistparameter Photoresists (2 seitige Tabelle) 2. Gesamtübersicht Resistparameter E-Beam Resists (2 seitige Tabelle) 3. Plasmaätzraten und Cauchy-Koeffizienten 4. Entwicklervergleiche und -eignungen 5. Lösemittelbeständigkeit von Resistschichten 6. Ätzresistenz von Resistschichten gegenüber Säuren 7. Absorptionsspektren Photo-/Negativ-Photoresists, Novolak, PMMA 8. Spinkurven Positiv-Photoresists AR-P 3000 9. Spinkurven Negativ-Photoresists/Umkehrresists AR-N/U 4000 10. Einfluss der Schichtdicke auf die Belichtung (Swingkurve) 11. Einfluss der Luftfeuchte auf die Schichtdicke 12. Einfluss des Feststoffgehaltes auf die Schichtdicke 13. Einfluss der Lagerdauer von AR-Resistschichten auf die Empfindlichkeit Allresist GmbH . Am Biotop 14 . 15344 Strausberg Inhalt Parametersammlung AR-Resists 10.10.08 18.03.2016 Allresist Gesellschaft für chemische Produkte zur Mikrostrukturierung mbH Photoresist Parameter / Spezifikation 1210, 1220, 1230 Do / 4000 rpm [µm] AR-P 3100 AR-P 1200 [ 0,5 - 10 ] Charakteristische Eigenschaften Anwendung 3120 3170 3210 3220 3250 1,0 0,6 0,1 10 10 5 positiv Galvanik, Mikrosystemtechnik IC s 4060 1,4 1,4 1,8 1,4 0,6 positiv / negativ höchste Auflösung, wahlweise positiv oder negativ 3840 eingefärbt arbeitend, lift-off VLSIC s IC s 0,7 / 0,5 0,4 0,8 0,7 0,5 3,0 2,0 2,0 2,5 4,0 / 4,5 4,5 / 5,0 6,0 3,0 3,0 3,5 3,0 2,0 2,5 3,3 4,2 2,5 / 3,3 2,0 / 2,8 2,3 2,0 1,2 i-, g-line, BB-UV i-, g-line, BB-UV 0,5 0,4 0,4 i-, g-line, BB-UV i-, g-line, BB-UV 3,5 3,5 i-, g-line, BB-UV i-, g-line, BB-UV 0,890 1,048 1,025 1,02 1,094 1,094 1,082 1,064 1,056 1,086 1,076 1,069 1,063 1,034 0,5 - 1,3 12 5 2 1990 1820 250 33 / 38 18 / 21 22 22 28 19 6 4 28 21 7 47 47 39 35 / 32 31 / 28 29 29 38 34 23 PGMEA PGMEA PGMEA Verdünner AR - 300-12 Haftvermittler / HMDS - 300-80 / HMDS Entwickler AR 300-26 Puffer (Tauch, Puddle) - 1:3 1:3 1:4 - pur 5:1 1:1 300-44 2 : 1 bis 3 : 1 300-47 1,5 : 1 300-47 1:1 300-47 1 : 1,5 Remover AR 4040 positiv Masken, Gitter PGMEA 1) Spray) 4030 positiv bis bis 40 µm bis 20 µm 100 µm PGMEA, MEK 3) Entwickler AR 300-35 Puffer (Tauch, Puddle) Entwickler AR 300-40 mif (Tauch, Puddle, 3840 0,8 / 0,6 Aspektverhältnis max. Hauptlösemittel 3740 1,2 3,0 Festkörpergehalt [%] positiv AR-U 4000 3 Kontrast (max. Gradat.) Viskosität 25°C [mPas] 1,4 AR-P 3700 / 3800 4 1,0 Dichte 20°C [g/cm²] 2,0 haftverstärkt Sprühresist, MEMS 3510 / 3510 T 3540 / 3540 T gr. Prozessbreite, hohe Empfindl. 3500 T für 0,26 n TMAH-Entw. hochempfindlich Auflösung [µm] max. Belichtung AR-P 3500 (T) 3110 positiv Typ AR-P 3200 600-71 300-73 300-76 300-73 PGMEA PGMEA PGMEA 300-12 300-12 300-12 300-12 300-80 / HMDS 300-80 / HMDS 300-80 / HMDS 300-80 / HMDS 1:3 pur bis 10 µm - 2:1 2 : 1 bis 3:2 1:5 1:2 1:5 1:2 1:3 1 : 5 positiv und negativ (1,4 µm) - - 1:1 pur 1:1 pur 4:1 1 : 1 positiv und negativ (1,4 µm) - - 300-47 1 : 1 300-47 1 : 1 300-44 pur 300-44 pur 300-46 pur 300-47 pur 1 : 2 positiv ; 2 : 3 negativ 300-47 (1,4 µm) 600-71 300-76 300-73 600-71 300-76 600-71 300-76 300-72 300-76 600-71 Die angegebenen Entwicklerkonzentrationen (Entwickler : DI-H2O) sind Richtwerte, die an die spezifischen Gegebenheiten anzupassen sind. Die optimal geeigneten Entwickler finden Sie grün markiert in dieser Parametersammlung unter Entwicklervergleichen. 1) PGMEA = 1-Methoxy-2-propyl-acetat (Safer solvent) 2) PM = 1-Methoxy-2-propanol (Safer solvent) Zu der Positivserie AR-P 1210 « 1230 gibt die parametergleiche Negativserie AR-N 2210 ... 2230, die aus Platzgründen hier nicht aufgeführt sind. Allresist GmbH . Am Biotop 14 . 15344 Strausberg . www.allresist.de Parametersammlung AR-Resists_20160318 Photoresists 1 10.10.08 18.03.2016 1 von 2 3) MEK = Methylethylketon Allresist Gesellschaft für chemische Produkte zur Mikrostrukturierung mbH Photoresist Parameter / Spezifikation Do / 4000 rpm [µm] Typ Charakteristische Eigenschaften AR-N 4400 (CAR 44) AR-PC 500 AR-P 5300 AR-P 5400 AR-N 4200 AR-N 4300 4240 4340 4400-05 4400-10 4400-25 4400-50 4450-10 503 504 5320 5350 5460 5480 1,4 1,4 5* 10 * 25 * 50 * 10 * 1,0 2,2 5,0 1,0 1,0 0,5 negativ negativ hochempfindlich, höchstempfindlich, hochauflösend hochaufl., CAR negativ - positiv positiv hohe Schichtdicken bis 100 µm, hohe Auflösung, einfaches Temperhandling, leichtes Removing Protective Coating, KOHresistent, 503 eingefärbt lift-off-Strukuren (1-Lagen-lift-off) 2-Lagen-lift-off Galvanik, Mikrosystemtechnik, LIGA Schutzschicht Aufdampfmuster Aufdampfmuster Anwendung IC s IC s Auflösung [µm] max. 0,6 0,5 1 2 3,5 5,0 2, 3,5 - 2 0,5 Kontrast (max. Gradat.) 2,8 5,0 4,0 4,0 5,0 6,0 10, lift-off - 4,0 5,0 Aspektverhältnis max. 2,3 2,8 5 5 7 10 5 - 2,5 2,0 - i-, g-line, BB-UV X-Ray, E-Beam, Tief-UV, i-line i-, g-line Belichtung 3,0 1,5 lift-off - - i-, g-line, BB-UV 1,054 1,052 1,086 1,086 1,098 1,106 1,086 1,100 1,120 1,082 1,045 0,980 0,890 Viskosität 25°C [mPas] 10 9 30 260 1970 6270 260 190 350 250 13 73 33 Festkörpergehalt [%] 30 32 33 45 52 58 45 10 13 39 28 12 Dichte 20°C [g/cm²] 9 2) PGMEA 1) PGMEA PGMEA Chlorbenzen PGMEA 300-12 300-12 300-12 600-01 300-12 600-07 Haftvermittler / HMDS 300-80 / HMDS 300-80 / HMDS 300-80 / HMDS 300-80 / HMDS 300-80 / HMDS 300-80 / HMDS Entwickler AR 300-26 Puffer (Tauch, Puddle) 1:1 1:1 - - - - - - 2 : 1 bis 3:2 1:7 1:4 1:4 - pur - - - - - - - 1:2 1:1 1:1 300-47 pur 300-475 pur - - 300-47 2:3 Hauptlösemittel Verdünner AR Entwickler AR 300-35 Puffer (Tauch, Puddle) Entwickler AR 300-40 mif (Tauch, Puddle, Spray) Remover AR 300-76 600-71 300-76 72 300-47 6 300-47 3 300-47 300-46 300-47 3 : 1 300- : 2 300- pur 300- pur 300- : 2 30047 pur 47 pur 46 pur 44 8 : 1 47 pur 300-76 (einfach vernetzt) 300600-70 (intensiv vernetzt) 300-76 600-71 300-76 300-73 PM 300-47 1:1 300-70, -76 (auch zum Liften) Die angegebenen Entwicklerkonzentrationen (Entwickler : DI-H2O) sind Richtwerte, die an die spezifischen Gegebenheiten anzupassen sind. Die optimal geeigneten Entwickler finden Sie grün markiert 1) in dieser Parametersammlung unter Entwicklervergleichen. PGMEA = 1-Methoxy-2-propyl-acetat (Safer solvent) 2) PM = 1-Methoxy-2-propanol (Safer solvent) 3) MEK = Methylethylketon Zu der Positivserie AR-P 1210 « 1230 gibt die parametergleiche Negativserie AR-N 2210 ... 2230, die aus Platzgründen hier nicht aufgeführt sind. * Beschichtung bei 1000 rpm Allresist GmbH . Am Biotop 14 . 15344 Strausberg . www.allresist.de Parametersammlung AR-Resists_20160318 Photoresists 1 10.10.08 18.03.2016 1 von 2 Allresist Gesellschaft für chemische Produkte zur Mikrostrukturierung mbH Photoresist Parameter / Spezifikation Do / 4000 rpm [µm] Typ Charakteristische Eigenschaften AR-N 4400 (CAR 44) AR-PC 500 AR-P 5300 AR-N 4300 4240 4340 4400-05 4400-10 4400-25 4400-50 4450-10 503 504 5320 5350 5460 5480 1,4 1,4 5* 10 * 25 * 50 * 10 * 1,0 2,2 5,0 1,0 1,0 0,5 negativ negativ hochempfindlich, hochempfindlic hochauflösend h, CAR negativ - positiv positiv hohe Schichtdicken bis 100 µm, hohe Auflösung, einfaches Temperhandling, leichtes Removing Protective Coating, KOHresistent, 503 eingefärbt lift-off-Strukuren (1-Lagen-lift-off) 2-Lagen-lift-off Galvanik, Mikrosystemtechnik, LIGA Schutzschicht Aufdampfmuster Aufdampfmuster Anwendung IC s IC s Auflösung [µm] max. 0,6 0,5 1 2 3,5 5,0 2, 3,5 - 2 0,5 Kontrast (max. Gradat.) 2,8 5,0 4,0 4,0 5,0 6,0 10, lift-off - 4,0 5,0 Aspektverhältnis max. 2,3 2,8 5 5 7 10 5 - 2,5 2,0 Tief-UV, i-line i-, g-line 1,054 1,052 1,086 1,086 1,098 1,106 1,086 1,100 Viskosität 25°C [mPas] 10 9 30 260 1970 6270 260 Festkörpergehalt [%] 30 32 33 45 52 58 45 Belichtung Dichte 20°C [g/cm²] AR-P 5400 AR-N 4200 1) 3,0 1,5 lift-off - - i-, g-line, BB-UV i-, g-line, BB-UV 1,120 1,082 1,045 0,980 0,890 190 350 250 13 73 33 10 13 39 28 12 X-Ray, E-Beam, Tief-UV, i-line - 9 2) PGMEA PGMEA Chlorbenzen PGMEA 300-12 300-12 300-12 600-01 300-12 600-07 Haftvermittler / HMDS 300-80 / HMDS 300-80 / HMDS 300-80 / HMDS 300-80 / HMDS 300-80 / HMDS 300-80 / HMDS Entwickler AR 300-26 Puffer (Tauch, Puddle) 1:1 1:1 - - - - - - 2 : 1 bis 3:2 1:7 1:4 1:4 Entwickler AR 300-35 Puffer (Tauch, Puddle) - pur - - - - - - - 1:2 1:1 1:1 Entwickler AR 300-40 mif (Tauch, Puddle, Spray) 300-47 pur 300-475 pur 300-46 pur 300-44 8 : 1 300-47 3 : 2 300-47 pur - - 300-47 2:3 Remover AR 300-76 600-71 300-76 300-72 Hauptlösemittel Verdünner AR PGMEA 300-47 6 : 1 300-47 3 : 2 300-47 pur 300-47 pur 300-47 pur 300-46 pur 300-76 (einfach vernetzt) 600-70 (intensiv vernetzt) 300-76 600-71 300-76 300-73 PM 300-47 1:1 300-70, -76 (auch zum Liften) Die angegebenen Entwicklerkonzentrationen (Entwickler : DI-H2O) sind Richtwerte, die an die spezifischen Gegebenheiten anzupassen sind. Die optimal geeigneten Entwickler finden Sie grün markiert in dieser Parametersammlung unter Entwicklervergleichen. 1) PGMEA = 1-Methoxy-2-propyl-acetat (Safer solvent) 2) PM = 1-Methoxy-2-propanol (Safer solvent) Zu der Positivserie AR-P 1210 « 1230 gibt die parametergleiche Negativserie AR-N 2210 ... 2230, die aus Platzgründen hier nicht aufgeführt sind. * Beschichtung bei 1000 rpm Allresist GmbH . Am Biotop 14 . 15344 Strausberg . www.allresist.de Parametersammlung AR-Resists_20160318 Photoresists 2 10.10.08 18.03.2016 1 von 2 3) MEK = Methylethylketon Allresist Gesellschaft für chemische Produkte zur Mikrostrukturierung mbH E-Beam Resist AR-P 6200 (CSAR 62) AR-P 617 AR-P 631 - 671 AR-P 639 - 679 AR-P 632 - 672 Copolymer PMMA/MA 33% PMMA 50K - 950K PMMA 50K - 950K PMMA 50K - 950K 6200.04 6200.09 6200.13 6200.18 PMMA 0,09 - 1,75 0,02 - 1,70 0,02 - 0,27 0,01 - 1,87 0,08 0,20 0,40 0,80 45-150 (350 rpm) positiv positiv hochauflösend, prozessstabil, univers. IC s, Masken positiv hochauflösend, prozessstabil, univers. IC s, Masken positiv positiv höchstauflösend, hochempfindlich, sehr plamaätzresistent, lift off Synchrotron, hohe Schichten bis 250 µm IC s, Masken positiv hochauflösend, prozessstabil, univers. IC s, Masken IC s, Masken, Sensoren Mikrobauteile Auflösung bester Wert Auflösung Industieanwend. 10 nm 100 nm 6 nm 100 nm 6 nm 100 nm 6 nm 100 nm 6 nm 100 nm 1 µm (X-Ray) 1 µm (X-Ray) Kontrast (max. Gradat.) 5-8* 5 - 10 * 5 - 10 * 5 - 10 * 15 Aspektverhältnis max. 8-5 10 - 6 10 - 6 10 - 6 E-Beam, Tief-UV E-Beam, Tief-UV E-Beam, Tief-UV E-Beam, Tief-UV 0,965 - 0,994 1,104 - 1,113 0,964 - 0,970 0,988 - 1,017 0,999 1,006 1,009 1,012 0,999 - 1,003 Viskosität 25°C [mPas] 7 - 235 1 - 285 1 - 43 3,8 - 503 2 6 11 29 24500 - 60500 Festkörpergehalt [%] 3 - 14 1-9 1-7 1 - 11 4 9 13 18 17 - 19 Chlorbenzen Ethyllactat Anisol Anisol PGMEA 1) 600-07 600-01 600-09 600-02 600-02 300-12 - - - - 300-80 / HMDS - 600-50, 600-55, -56 600-546, -548, -549 600-51, 600-56 - - - - - - - - - Parameter / Spezifikation Do / 4000 rpm [µm] Typ Charakteristische Eigenschaften Anwendung Belichtung Dichte 20°C [g/cm²] Hauptlösemittel Verdünner AR Haftvermittler / HMDS höchstauflösend, 2x empfindl. als PMMA PM 2) 600-50, 600-55, 600- 600-55, 600-56 (600- 600-50, 600-55, 600Entwickler AR 56 50) 56 Lösemittel (Tauch, Puddle) Entwickler AR 300-26 Puffer (Tauch, Puddle) Entwickler AR 300-35 Puffer (Tauch, Puddle) Entwickler AR 300-40 mif (Tauch, Puddle, Spray) 15 AR-P 6510 10 (X-Ray) 20 20 20 E-Beam, Tief-UV 10 X-Ray, E-Beam, Tief-UV Stopper AR AR 600-60 AR 600-60 AR 600-60 AR 600-60 AR 600-60 600-61 Remover AR 600-71, 300-76 60-71, 300-76 60-71, 300-76 60-71, 300-76 600-71, 300-76 300-76, 600-71 Die angegebenen Entwicklerkonzentrationen (Entwickler : DI-H2O) sind Richtwerte, die an die spezifischen Gegebenheiten anzupassen sind. Die optimal geeigneten Entwickler finden Sie grün markiert in dieser Parametersammlung unter Entwicklervergleichen. 1) PGMEA = 1-Methoxy-2-propyl-acetat (Safer solvent) Allresist GmbH . Am Biotop 14 . 15344 Strausberg . www.allresist.de 2) PM = 1-Methoxy-2-propanol (Safer solvent) Parametersammlung AR-Resists_20160318 E-Beam Resists 10.10.08 18.03.2016 1 von 2 * abhängig vom Entwickler Allresist Gesellschaft für chemische Produkte zur Mikrostrukturierung mbH E-Beam Resist Parameter / Spezifikation Do / 4000 rpm [µm] AR-N 7500 AR-P 7400 AR-N 7520 neu AR-N 7700 AR-N 7720 7400.23 7500.08 7500.18 7520.07 7520.11 7520.17 7700.08 7700.18 7720.13 7720.30 0,60 0,10 0,40 0,10 0,20 0,40 0,10 0,40 0,25 1,40 positiv, negativ negativ negativ negativ negativ hochempfindl., mix & match, plasmaätzresistent hochauflösend, mix & match, plasmaätzresistent höchstauflösend, mix & match, plasmaätzresistent CAR, hochauflösend, hochempfindlich, steile Gradation CAR, hochauflösend, flache Gradation f-. 3dimension. Str. IC s, Masken ICs, Masken ICs, Masken ICs, Masken Diffraktive Optiken Auflösung bester Wert Auflösung Industieanwend. 40 nm 150 nm 40 nm 100 nm 30 nm 70 nm 80 nm 100 nm 80 nm 200 nm Kontrast (max. Gradat.) 10 neg. 5,0 8,0 5,0 <1 <1 Aspektverhältnis max. 4 6 10 5 1,0 1,5 E-Beam, Tief-UV, i-, g-line E-Beam, Tief-UV, g-line E-Beam, Tief-UV, g-line E-Beam, Tief-UV Typ Charakteristische Eigenschaften Anwendung Belichtung E-Beam, Tief-UV 1,034 0,987 0,988 1,014 1,015 1,016 0,987 1,020 1,004 1,054 Viskosität 25°C [mPas] 6 2 4 2 3 4 2 4 3 20 Festkörpergehalt [%] 23 8 18 7 11 17 8 18 13 30 Dichte 20°C [g/cm²] Hauptlösemittel Verdünner AR Haftvermittler / HMDS Entwickler AR Lösemittel (Tauch, Puddle) Entwickler AR 300-26 Puffer (Tauch, Puddle) Entwickler AR 300-35 Puffer (Tauch, Puddle) Entwickler AR 300-40 mif (Tauch, Puddle, Spray) 1) PGMEA PGMEA PGMEA PGMEA 300-12 300-12 300-12 300-12 300-12 300-80 / HMDS 300-80 / HMDS 300-80 / HMDS 300-80 / HMDS 300-80 / HMDS - - - - - PGMEA (2 : 3) 1:2 - 1:8 pos. 1:7 1:4 1 : 2 pos. 1:1 4:1 AR 300-47 (1: 2) 1:3 pos. 300-47 4:1 300-47 4:1 1:1 3:1 3:1 300-47 300-46 300-46 300-46 2 : 1 bis 1 : 3 1:3 1:2 pur bis 3 : 1 - - 300-47 4:1 300-47 pur 4: 1 300-46 pur Stopper AR - - - - - Remover AR 300-76, 600-71 600-71, 300-73 600-71, 300-73 300-76, 300-73 300-76, 600-71 Die angegebenen Entwicklerkonzentrationen (Entwickler : DI-H2O) sind Richtwerte, die an die spezifischen Gegebenheiten anzupassen sind. Die optimal geeigneten Entwickler finden Sie grün markiert in dieser Parametersammlung unter Entwicklervergleichen. Allresist GmbH . Am Biotop 14 . 15344 Strausberg . www.allresist.de 1) PGMEA = 1-Methoxy-2-propyl-acetat (Safer solvent) 2) PM = 1-Methoxy-2-propanol (Safer solvent) Parametersammlung AR-Resists_20160318 E-Beam Resists 10.10.08 18.03.2016 1 von 2 Plasmaätzraten Parametersammlung Beding. Ar-Sputtern 5 Pa 245 V Bias O2-Plasma 5 Pa 250 V Bias CF4 5 Pa 240 V Bias Cauchy-Koeffizienten 80 CF4 + 16 O2 5 Pa 245 V Bias Do (nm) Ätzrate (nm/min) Ätzrate (nm/min) Ätzrate (nm/min) Ätzrate (nm/min) Do (nm) Substrat / AR-Resist der Messung Siliziumoxid / Silizium 33 / 84 43 / 93 N0 N1 N2 unbel. /belichtet unbel. /belichtet unbel. /belichtet 4010 8 169 38 90 4040 1,625 74,4 AR-P 2220 3980 8 173 33 93 3960 1,595 72,5 85 AR-P 3110 1071 7 165 38 89 1030 1,621 65,6 195,6 AR-P 3210 10250 7 170 39 90 9186 1,597 79,5 105,1 AR-P 3540 1030 8 168 39 90 1587 1,627 172,2 0 AR-P 3540 T 1058 7 165 37 88 1524 1,627 71,4 164,8 AR-P 3740 1472 8 164 38 88 1414 1,623 81,8 160,4 SX AR-P 3740/4 1472 8 168 42 90 1379 1,637 0 316,4 AR-P 3840 1472 8 164 38 88 1413 1,632 65,9 229,3 Photoresists AR-P 1220 170 1005 8 169 40 89 1410 1,620 / 1,618 57,0 / 82,8 220,4 / 130,5 1077 7 170 39 91 1424 1,610 / 1,609 82,4 / 88,0 93,0 / 85,8 2121 8 173 33 93 1452 1,593 / 1,599 75,4 / 81,4 80,0 / 81,4 AR-P 5350 1012 7 161 38 89 1018 1,623 166,8 10 AR-P 5910 (X 3100/10) 4885 8 174 40 92 4850 1,595 78,3 110 348 8 172 34 88 352 1,610 63,0 0 4887 3 122 31 81 5130 SX AR-P 5800/7 519 6 168 32 84 510 1,622 91,1 SX AR-P 5900/4 1334 7 165 31 83 1340 1,639 164,7 0 AR-P 617.10 1009 16 291 56 151 1338 1,488 44,1 1,1 AR-P 631.12 890 21 344 59 164 701 1,478 47,3 0 505 22 350 61 169 609 1,480 41,9 0 1318 14 283 51 133 1318 1,511 65,7 0 446 10 180 45 99 446 1,543 71,4 0 833 8 170 40 90 833 1,614 157,1 0 220 8 169 41 90 135 AR-N 7700.18 1047 8 168 38 89 469 SX AR-PC 5000/40 5785 - 185 68 120 6040 788 5 208 43 186 942 1,581 146,7 0 1701 5 199 41 188 1563 1,609 58,9 248,3 1210 20 340 61 160 1170 1,528 34,6 0 AR-U 4040 AR-N 4240 AR-N 4340 SX AR-N 4340/8 AR-P 671.05 AR-BR 5460 AR-P 6200 AR-N 7500.18 E-Beam Resists AR-N 4400-10 SX AR-PC 5000/80.2 SX AR-P 5000/82.7 AR-PC 503, 504, 5040 Spezialresists AR-N 7520 neu Allresist GmbH . Am Biotop 14 . 15344 Strausberg . www.allresist.de 1,615 / 1,614 1,622 / 1,640 77,6 / 83,8 123,2 / 140,4 77,0 / 85,5 1,596 / 1,604 Cauchymodell nicht geeignet Parametersammlung AR-Resists_20160318 Plasmaätzraten, Cauchy 10.10.08 18.03.2016 64,1 / 62,5 0 0/0 65,0 / 56,9 Parametersammlung Entwicklervergleiche wässrig-alkalische Entwickler Einsatzgebiete für die Entwicklung Entwicklervergleiche Lösemittel Tauch-, Puddle-, Sprüh- Tauch-, Puddle- Hauptinhaltsstoff Normalität (n) Boratpuffer Silikatpuffer TMAH TMAH TMAH TMAH 1,10 0,33 0,26 0,24 0,20 0,17 Ethylglycol, Isopropanol AR-Resists AR 300-26 AR 300-35 AR 300-44 AR 300-46 AR 300-47 AR 300-475 AR 600-50 AR 600-55 pur pur pur pur pur 600-548 600-549 AR-P 1200, AR-N 2200 Tauch-, Puddle-, Tauch-, Puddle-, Tauch-, Puddle-, Tauch-, Puddle-, SprühSprühSprühSprüh- 1:3 pur ; 5 : 1 1,5 : 1 bis 1 : 1 AR-P 3170 1:4 5:1 1 : 1,5 AR-P 3210 1:3 pur bis 10 µm AR-P 3220 2:1 AR-P 3250 2 : 1 bis 3 : 2 1:1 AR-P 3510T, 3540T 1:2 pur 1:3 4:1 1 : 4 ; 1: 5 +/- 1 : 1 ; 4 : 3 +/- 1:2+; 2:3- 1 : 8 ; 1 : 6 +/- 1 : 2 ; 2 : 3 +/- 1 : 3 ; 1 : 2 +/- AR-P 5320 Photoresists 1:5 AR-U 4060 Methylisobutylke- Methylisobutylketon, Isopropanol ton, Isopropanol pur pur 2 : 1 bis 3 : 2 1:7 1:2 2:3 AR-BR 5460, 5480 1:4 1:1 1:1 AR-P 5910 pur AR-N 4240 1:1 AR-N 4340 1:1 pur pur pur AR-N 4400-10, -05; 4450-10 3:2 ;6:1 AR-N 4400-25 5 : 1 bis pur AR-N 4400-50 8 : 1 bis pur pur pur AR-P 617 AR-P 6510 AR-N 7500.18 ; 7500.08 AR-N 7520.18, .11; .07 neu E-Beam Resists AR-P 631-671, 639-679, 632-672 AR-P 6200 (CSAR 62) AR 600-56 pur AR-P 5350 AR-P 7400.23 Tauch-, Puddle- 1:1 AR-P 3510, 3540 AR-U 4030, 4040 Tauch-, Puddle- 2 : 1 bis 3 : 1 AR-P 3110, 3120 AR-P 3740, 3840 Tauch-, Puddle- 2:3 ;1:6+ 1:2 1:2 ;1:3 600-546 600-51 1:4 ; 1:7 4:1 ; 1:2 3:1 ; 1:1 AR-N 7700.18 ; 7700.08 2:1 ; 1:3 AR-N 7720.30 ; 7720.13 1:2 ; 1:3 pur bis 3 : 1 pur bis 20 µm 4:1 pur pur pur ; 4 : 1 - ; pur pur ; 4 : 1 Die optimal geeigneten und angepassten Entwickler sind grün, die gut geeigneten gelb markiert. Die angegebenen Konzentrationen (Entwickler : DI-H2O) sind Richtwerte, die an die jeweiligen spezif. Gegebenheiten anzupassen sind. Allresist GmbH . Am Biotop 14 . 15344 Strausberg . www.allresist.de Parametersammlung AR-Resists_20160318 Entwicklervergleiche und -eignungen 10.10.08 18.03.2016 Lösemittelbeständigkeit von AR-Resistschichten Parametersammlung AR-Resists Temperung (°C) Aceton MEK NEP Butylacetat PMA PM Novolakbasiert: AR-P 1200 AR-P 3000 AR-U 4000 AR-P 5000 AR-P/N 7000 95 °C leicht leicht leicht leicht leicht leicht 150 °C leicht leicht mittel leicht leicht leicht 180 °C mittel mittel mittel schwer schwer schmier. Oberfl. klare Oberfl. schwer 1 - 60 min unlöslich >1h 95 °C 50K-950K leicht leicht 150 °C 50K-950K leicht 180 °C 50K-950K leicht schwer leicht unlöslich unlöslich belegte Oberfl. belegte Oberfl. schwer mittel unlöslich leicht unlöslich unlöslich schmier. Oberfl. trübe Oberfl. belegte Oberfl. trübe Oberfl. belegte Oberfl. belegte Oberfl. schwer unlöslich unlöslich schwer unlöslich unlöslich schmier. Oberfl. klare Oberfl. belegte Oberfl. schmier. Oberfl. klare Oberfl. klare Oberfl. schwer unlöslich leicht leicht leicht schwer mittel 60 - 180 s schwer 3 - 60 min unlöslich >1h mittel mittel leicht schwer mittel schwer schwer mittel schwer schwer schwer unlöslich leicht mittel schwer schwer mittel schwer schwer schwer unlöslich unlöslich schwer schwer 180 °C AR-P 6200 mittel mittel mittel schwer mittel unlöslich unlöslich unlöslich unlöslich mittel leicht unlöslich 95 °C Cop. 617 mittel schwer mittel unlöslich schwer mittel schwer leicht unlöslich schwer unlöslich unlöslich 150 °C Cop. 617 mittel schwer schwer unlöslich unlöslich schwer schwer mittel unlöslich unlöslich unlöslich 180 °C Cop. 617 schwer schwer schwer unlöslich unlöslich schwer schwer unlöslich unlöslich ak ba si e ba si er t 20 - 60 s mittel schmier. Oberfl. Isopropanol Butyrolacton Chlorbenzen Ethylbenzen < 60 s M A- mittel Ethanol leicht PM < 20 s rt PMMA-basiert: AR-PC 500(0) AR-P 600(0) unlöslich belegte Oberfl. leicht No vo l Legenden zur Löslichkeit schmier. Oberfl. Ethyllactat schwer schmier. Oberfl. schmier. Oberfl. schwer wasserfrei! unlöslich PMMA-Schichten mit 50K (AR-P 631, 632, 639) lösen sich generell schneller als 950K-Schichten (AR-P 671, 672, 679). Allresist GmbH . Am Biotop 14 . 15344 Strausberg . www.allresist.de Parametersammlung AR-Resists_20160318 Lösemittelbeständigkeit 10.10.08 18.03.2016 schwer schmier. Oberfl. schwer schmier. Oberfl. schmier. Oberfl. schwer schmier. Oberfl. unlöslich wasserfrei! Ätzresistenz von AR-Resistschichten gegenüber Säuren Parametersammlung Allgemeine Beschreibung AR-Resists AR-Photoresists: AR-P 1200 AR-P 3000 AR-U 4000 AR-N 4000 AR-P(C) 500(0) Königswasser Piranha HCl : HNO3 2:1 H2SO4 : H2O2 1:1 sehr schnelle Ablösung sehr schnelle Ablösung kein Angriff sehr schnelle Ablösung kein Angriff kein Angriff kein Angriff kein Angriff kein Angriff kein Angriff sehr schnelle Ablösung < 60 s schnelle Ablösung 1 - 3 min langsame Ablösung 3 - 20 min Temperung 95°C / Schichtdicke Salzsäure 20 %ig Salzsäure 37 %ig Schwefelsäure 50 %ig Schwefelsäure 96 %ig < 5 µm kein Angriff kein Angriff kein Angriff > 5 µm kein Angriff kein Angriff Flusssäure 2 %ig Flusssäure 6 %ig AR-P 5910 kein Angriff AR-PC 503, 504 SX AR-PC 5000/40 Flusssäure 50 %ig sehr schnelle Ablösung kein Angriff kein Angriff * sehr schnelle Ablösung sehr schnelle Ablösung kein Angriff kein Angriff * schnelle Ablösung * langsame Ablösung * kein Angriff schnelle Ablösung sehr schnelle Ablösung sehr schnelle Ablösung kein Angriff kein Angriff * schnelle Ablösung * langsame Ablösung * kein Angriff kein Angriff schnelle Ablösung sehr schnelle Ablösung sehr schnelle Ablösung kein Angriff kein Angriff * schnelle Ablösung * langsame Ablösung * kein Angriff kein Angriff schnelle Ablösung sehr schnelle Ablösung sehr schnelle Ablösung kein Angriff kein Angriff kein Angriff kein Angriff kein Angriff BOE 3:1 sehr schnelle langsame Ablösung Ablösung * BOE 10:1 kein Angriff Ausnahmen > 5 µm: Legende zur Säureresistenz von Resistschichten E-Beam Resists: AR-P 600(0) AR-P/N 7000 Konzentrierte oxidierende Säuren (Schwefelsäure, Salpetersäure, Königswasser, Piranha-Lösung) greifen schon bei Raumtemperatur die Resistschichten stark an und sind als Remover von hartnäckigen Resiststrukturen bekannt. Dabei werden Novolak-Resists schnell abgelöst, während PMMA-Resists erst anquellen und dann langsam abgehen. Aber schon relativ geringe Verdünnungen lassen ein Angriff der Säuren nicht mehr zu. Nichtoxidierende Säuren (Salzsäure) lassen die Resists auch in konzentrierter Form unbeschädigt. Allerdings schwimmen sie in konz. Flusssäure schnell ab. * Unterätzung durch HF-Diffusion kann nicht ausgeschlossen werden kein Angriff 2 h (>20' HF) bei Raumtemperatur < 2 µm kein Angriff kein Angriff kein Angriff sehr schnelle Ablösung sehr schnelle Ablösung sehr schnelle Ablösung kein Angriff langsame Ablösung * sehr schnelle langsame Ablösung Ablösung * kein Angriff < 2 µm kein Angriff kein Angriff kein Angriff sehr schnelle Ablösung sehr schnelle Ablösung sehr schnelle Ablösung kein Angriff langsame Ablösung * sehr schnelle langsame Ablösung Ablösung * kein Angriff Allresist GmbH . Am Biotop 14 . 15344 Strausberg . www.allresist.de Parametersammlung AR-Resists_20160318 Ätzresistenz geg. Säuren 10.10.08 18.03.2016 Absorptionsspektrum vom AR-Negativphotoresist (CAR) Absorptionsspektrum von AR-Positivphotoresists 1 1,1 0,9 durchbelichtet 1 0,8 0,9 teilbelichtet 0,8 nach Vernetzung grün unbelichtet 0,6 0,7 Absorption Absorption 0,7 0,5 0,4 0,3 nach Belichtung rot 0,6 0,5 nach Softbake blau 0,4 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1 0 320 340 360 380 400 420 440 460 480 0 500 320 340 360 380 420 440 460 480 500 Wellenlänge (nm) Wellenlänge (nm) Absorptionsspektrum Novolak Absorptionsspektrum PMMA 0,8 0,8 0,7 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 Extinktion Extinktion 400 0,4 0,3 0,2 0,4 0,3 0,2 0,1 0,1 0 240 260 280 300 320 340 Wellenlänge (nm) Allresist GmbH . Am Biotop 14 . 15344 Strausberg . www.allresist.de 360 380 400 0 200 210 220 230 240 Wellenlänge (nm) Parametersammlung AR-Resists_20160318 Absorptionssprektren (2) 10.10.08 18.03.2016 250 260 270 280 Spinkurven AR-P 3100 3,0 2,5 Do/µm 2,0 1,5 1,0 AR-P 3110 AR-P 3120 0,5 0,0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 rpm Spinkurven AR-P 3200 60 55 50 45 Do/µm 40 35 30 25 20 15 AR-P 3210, AR-P 3220 AR-P 3250 10 5 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 rpm Spinkurven AR-P 3500 (T) 6,0 5,5 5,0 Do/µm 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 AR-P 3510 T AR-P 3540 T 1,0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 rpm Parametersammlung AR-Resists_20160318 Spinkurven 3000 Allresist GmbH . Am Biotop 14 . 15344 Strausberg . www.allresist.de 10.10.2008 18.03.2016 Spinkurven AR-U 4000 6,0 5,5 5,0 4,5 Do/µm 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 AR-U 4030 AR-U 4040 AR-U 4060 1,0 0,5 0,0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 rpm Spinkurven AR-N 4200 und AR-N 4300 5,0 4,5 4,0 Do/µm 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 AR-N 4240 und AR-N 4340 rpm Spinkurven AR-N 4400 140 120 Do/µm 100 80 60 40 20 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 AR-N 4400-50 AR-N 4400-25 AR-N 4400-10 und 4450-10 rpm Parametersammlung AR-Resists_20160318 Spinkurven 4000 Allresist GmbH . Am Biotop 14 . 15344 Strausberg . www.allresist.de 10.10.08 18.03.2016 Einfluss der Schichtdicke auf die Belichtungsdosis (Swingkurve) Swingkurve AR-Photoresists bei i-line (365 nm) 39 38 37 36 35 34 33 Belichtungsdosis (mJ/cm²) 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 0,79 0,84 0,89 0,94 0,99 1,04 Schichtdicke (µm) 1,09 1,14 1,19 Parametersammlung AR-Resists_20160318 Swingkurve 10.10.08 Allresist GmbH . Am Biotop 14 . 15344 Strausberg . www.allresist.de 18.03.2016 Einfluss der Luftfeuchte auf die Schichtdicke Schichtdicke des AR-P 3510 in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit bei der Beschichtung 2 nm Schichtdickenabnahme je 1% Zunahme der Luftfeuchte 2,14 2,13 Schichtdicke (µm) 2,12 2,11 2,1 2,09 2,08 2,07 2,06 25 30 35 40 45 50 55 60 Luftfeuchte (%) Die empfohlene Luftfeuchte beträgt 30-50%. Ideal sind 43% Luftfeuchte. Mit steigender Luftfeuchte sinkt die Schichtdicke. Je Prozent Luftfeuchte sind das ca. 2 nm. Parametersammlung AR-Resists_20160318 Einfluss Luftfeuchte Allresist GmbH . Am Biotop 14 . 15344 Strausberg . www.allresist.de 10.10.08 18.03.2016 Einfluss des Feststoffgehaltes auf die Schichtdicke Feststoffgehalt versus Schichtdicke der AR-Resists bei 4000 rpm 10,0 9,0 8,0 Schichtdicke (µm) 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Feststoffgehalt (%) Parametersammlung Einfluss Feststoffgehalt 10.10.08 Allresist GmbH . Am Biotop 14 . 15344 Strausberg . www.allresist.de 18.03.2016 50 Einfluss der Lagerdauer auf die Empfindlichkeit Empfindlichkeit bei 1,4 µm (mJ/cm²) AR-P 3540 Abhängigkeit der Resistempfindlichkeit von der Lagerdauer der beschichteten Substrate 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 0:00 12:00 24:00 36:00 48:00 60:00 72:00 Zeitdifferenz zum Temperende (h) Beschichtete und getemperte Resistschichten können vor der Belichtung mehrere Wochen ohne Qualitätsverlust aufbewahrt werden. PMMA-E-Beamresists bleiben ohne Änderung in der Empfindlichkeit. Photoresists und novolakbasierte E-Beam Resists sind direkt nach der Beschichtung empfindlicher, als wenn die Schichten mehrere Stunden bzw. Tage gelegen haben. Der Abbau der Empfindlichkeit beträgt nach 3 h etwa 3%, nach 24 Stunden 6% und nach 72 Stunden 8% bezogen auf den Ausgangswert. Parametersammlung AR-Resists_20160318 Einfluss Lagerdauer Allresist GmbH . Am Biotop 14 . 15344 Strausberg . www.allresist.de 10.10.08 18.03.2016