1. Bieten Sie auch Resiste für andere Schichtdickenbereiche an?

Standardmäßig bieten wir gebrauchsfertige Resiste für die angegebenen Schichtdickenbereiche an. Durch die Abmischung des Resists mit dem empfohlenen Verdünner (Lösungsmittelgemisch) kann der Resist zum Erreichen einer geringeren Schichtdicke entsprechend verdünnt werden. Wir garantieren die Einhaltung der Eigenschaften für alle gebrauchsfertigen Resiste innerhalb der angegebenen Haltbarkeit bei Lagerung bei den empfohlenen Lagerbedingungen.

2. Sind ihre Resiste auch zur Herstellung mittels Sprühbeschichtung geeignet? 

Standardmäßig sind die Resiste für eine Schichtherstellung mittels Schleuderbeschichtung qualifiziert. Die Schichtherstellung mittels Sprühen ist ebenfalls möglich, wir können aber im Moment keine Hinweise zur Prozessierung geben.

3. Für welche Anwendung empfehlen Sie den ma-N 400 bzw. den ma-N 1400?

Beide Resistserien unterscheiden sich in ihrem verfügbaren Schichtdickenbereich, in der Empfindlichkeit, der thermischen Stabilität der Resiststrukturen und im Profil der ausgebildeten unterschnittenen Strukturen.

Für eine Strukturübertragung mittels PVD (physical vapour deposition) und Lift-off wird der ma-N 400 für das Aufbringen der Metallisierungsschicht mittels Aufdampfen und für Sputterprozesse mit einem geringen Temperatureintrag empfohlen. Der temperaturstabilere ma-N 1400 wird für Sputterprozesse mit einem höheren Temperatureintrag empfohlen.

4. Worin besteht der Unterschied der Einschichtsysteme ma-N 400 und ma-N 1400 zum Bilayersystem (z.B. LOR und Positiv Resist) für eine Strukturierung mittels PVD und Lift-off und was ist die maximal mögliche Strukturauflösung beider Systeme?

Die Einschichtsysteme ma-N 400 und ma-N 1400 haben gegenüber einem Zweischichtsystem eine geringere Anzahl lithographischer Prozessschritte. Die thermische Stabilität des ma-N 1400 ist höher als die der ma-N 400 Serie und die eines Zweischichtsystems. Die Auflösung der Einschicht- und Zweischichtsysteme ist vergleichbar, wobei teilweise eine höhere Auflösung mit dem Zweischichtsystem erreicht werden kann.

Um den mit Metall bedeckten Resist nach erfolgtem PVD-Prozess sauber entfernen zu können, sollte die Resistschichtdicke mindestens das 1,5 – 2-fache der Schichtdicke des aufgebrachten Metalles betragen.

5. Worin besteht der Unterschied zwischen den Materialsystemen EpoCore/EpoClad und Ormocore/Ormoclad für die Herstellung von polymerbasierten Wellenleitern?

Beide Materialsysteme basieren auf unterschiedlichen Komponenten. Eine detaillierte Gegenüberstellung der Materialsysteme, der lithographischen Prozessierung, sowie der Eigenschaften der gefertigten Wellenleitern entnehmen Sie bitte der beigefügten Übersicht.

Übersicht als PDF ».

6. Welchen Haftvermittler empfehlen Sie für eine lithographische Strukturierung auf den Substraten auf Silizium (Si), Siliziumdioxid (SiO2), Glas, Kupfer oder Gold?

In jedem Fall sollte das Substrat frei von Verunreinigungen und adsorbierter Feuchtigkeit sein.
Die Substrate sollten bei 200 °C ca. 20-30 min ausgeheizt und unmittelbar vor der Beschichtung auf Raumtemperatur abgekühlt werden. Wahlweise ist eine Sauerstoff- oder Ozon-Plasmareinigung empfehlenswert.
Ein kurzer Sauerstoffplasmaschritt wird in jedem Fall, z.B. bei Halbleitersubstraten FR4 oder bei einer Mehrfachbeschichtung und -strukturierung (z.B. EpoClad/EpoCore/EpoClad) empfohlen.

7. Wie kann ein sehr stark vernetzter Negativ-Resist der Serien ma-N 2400, ma-N 400 und ma-N 1400 entfernt werden?

Standardmäßig erfolgt die Resistentfernung mit mr-Rem 660 (enthält NMP), mr-Rem 400/ 500 (NMP-frei),mr-Rem 700 (NMP und NEP-frei), ma-Rem 404/S oder Aceton. Bei Verwendung von mr-Rem 660 kann das Entfernen auch ultraschallunterstützt und bei höheren Temperaturen von 40 – 60 °C erfolgen. Sollte durch einen Strukturübertragungsprozeß eine stärkere Vernetzung der Resiststrukturen das Entfernen (Remove) erschweren, kann die rückstandslose Entfernung des ma-N 2400, ma-N 400 und ma-N 1400 in einem Sauerstoffplasmaschritt erfolgen.

8. Was sind typische Ätzraten für die ma-N 2400, ma-N 400 und ma-N 1400 Serien?

Die Negativ-Resiste zeigen generell eine gute Ätzbeständigkeit im Trockenätzprozeß mit z.B. CF4 oder SF6/ O2Plasma. Da die Ätzraten sehr stark durch die verschiedenen Parameter, wie z.B. Größe der zu ätzenden Fläche, Zusammensetzung des Ätzgases, sowie Druck, Temperatur und Energie während des Ätzprozesses abhängen, können wir keine genauen Angaben zu Ätzraten der Resiste geben.
Die Ätzstabilität der Resiste kann ebenfalls durch ein Trocknen der Resistschicht bei höherer Temperatur positiv beeinflußt werden. Meist beträgt die Ätzselektivität 1:1.

9. Gibt es einen geeigneten Resist für das HF-Ätzen?

Das HF-Ätzen ist etwas anspruchsvoll. HF greift den Resist nicht an. Aber es kann unter den Resist diffundieren und ihn von unten abheben, was eine schlechte Haftung auf dem Substrat verursacht. Darum sollte eine so hohe Schichtdicke wie möglich gewählt werden. Und der Resist sollte stabilisiert werden (stärkerer Prebake und Hardbake). Trotzdem hängt es stark von der HF-Konzentration und der Ätzzeit ab, wie weit der Photoresist dem Ätzen standhält.

10. Gibt es einen Entwickler, der Al und Al-haltige Substrate nicht angreift?

Wir empfehlen metasilikat-basierende Entwickler für die Verarbeitung von Resisten der ma-N–Serie auf Al oder Al-haltigen Substraten anzuwenden. Die Entwickler können von unserem Unternehmen bezogen werden. Metasilikat greift Al praktisch nicht an.

11. Wie kann man Aufladungseffekte in der Elektronenstrahllithographie beim Belichten auf nichtleitenden Substraten vermeiden?

Es gibt ein paar Ansätze, wie man die Aufladungseffekte vermindern bzw. vermeiden kann:
1.: Aufbringen einer dünnen Metallschicht als TopCoat: 
Dazu wird auf dem Resist eine dünne Metallschicht (z.B. 20 nm Cr oder 10 nm Al) aufgebracht, die nach der Belichtung und vor dem Entwickeln wieder entfernt wird. Eine Chromschicht kann z.B. mittels Chrometch 18 entfernt werden. Der Vorteil bei Verwendung von dünnen Aluminiumschichten z.B. auf dem e-beam Resist ma-N 2400 ist, dass die dünne Al-Schicht beim Entwicklungsprozess mit wässrig-alkalischen Lösungen einfach weggelöst wird. Ein zusätzlicher Prozessschritt ist nicht notwendig. 
2.: Aufbringen von leitfähigen Polymeren:
Die Verwendung von wasserlöslichen leitfähigen Polymeren als TopCoat wird in [Ji, Mohamed] beschrieben.

[Ji] J. Ji et al “High-Throughput Nanohole Array Based System to Monitor Multiple Binding Events in Real Time” Anal. Chem. 80 (2008) 2491-2498

[Mohamed_1] K. Mohamed et al “Surface charging suppression using PEDOT/PSS in the fabrication of three dimensional structures on a quartz substrate” Microelectronic Engineering Vol. 86 (2009) 535 - 538”

12. Gibt es Literatur über die Prozessierung oder Anwendung des ma-N 400, ma-N 1400, ma-N 2400, mr-EBL 6000, Epocore/ Epoclad und mr-DWL?

ma-N 2400: 
[Bilenberg] B. Bilenberg, M. Schøler, P. Shi, M. S. Schmidt, P. Bøggild, M. Fink, C. Schuster, F. Reuther, C. Gruetzner, A. Kristensen „Comparison of high resolution negative electron beam resists” J. Vac. Sci. Technol. B 24(4) (2006) 1776

[Blideran] M.M. Blideran, M. Häffner, B.-E. Schuster, C. Raisch, H. Weigand, M. Fleischer, H. Peisert, T. Chassé, D.P. Kern „Improving etch selectivity and stability of novolak based negative resists by fluorine plasma treatment” Microelectronic Engineering 86 (2009) 769–772

[Cardenas] J. Cardenas, C. B. Poitras, J. T. Robinson, K. Preston, L. Chen, M. Lipson “Low loss etchless silicon photonic waveguides” Optics Express Vol. 17, No 6 (2009) 4752

[Chen] S. C. Chen, Y. C. Lin, J. C. Wu, L. Horng, C. H. Cheng „Parameter optimization for an ICP deep silicon etching system” Microsyst Technol (2007) 13: 465–474

[Elsner_1] H. Elsner, H.-G. Meyer, A. Voigt, G. Gruetzner “Evaluation of the ma-N 2400 series DUV photoresists for the electron beam exposure“ Microelectron. Eng. 46 (1999), 389–392

[Elsner_2] H. Elsner, H.-G. Meyer “Nanometer and high aspect ratio patterning by electron beam lithography using simply DUV negative tone resists” Microelectronic Engineering Vol. 57-58 (2001), 291 - 296

[Gondarenko] A. Gondarenko, J. S. Levy, M. Lipson “High confinement micron-scale silicon nitride high Q ring resonator” Optics Express Vol. 17, No. 14 (2009) 11366

[Konijn] M. Konijn, M.M. Alkaisi , R.J. Blaikie “Nanoimprint lithography of sub-100 nm 3D structures” Microelectronic Engineering 78–79 (2005) 653–658

[Mohamed_2] K. Mohamed, M. M. Alkaisi, R. J. Blaikie “A Three-Dimensional Ultraviolet Curable Nanoimprint Lithography (3D UV-NIL)” American Institute of Physics (AIP) Conf. Proc. 1151, (2009) 114

[Verhagen] E. Verhagen, A. Polman, L. (Kobus) Kuipers "Nanofocusing in laterally tapered plasmonic waveguides” Optics Express Vol. 16, No. 1 (2008) 45

[Voigt_1] A. Voigt, H. Elsner, H.-G. Meyer, G. Gruetzner “Nanometer patterning using ma-N 2400 series DUV negative photoresist and electron beam lithography“ Proc. SPIE 3676 (1999) 485–491

[Yu] Q. Yu, S. Braswell, B. Christin, J. Xu, P. M. Wallace, H. Gong, D. Kaminsky “Surface-enhanced Raman scattering on gold quasi-3D nanostructure and 2D nanohole arrays” Nanotechnology 21 (2010) 355301 (9pp)

ma-N 400/ ma-N 1400:
[Voigt_2] A. Voigt, G. Gruetzner, E. Sauer, S. Helm, T. Harder, S. Fehlberg, J. Bendig „A series of AZ-compatible negative photoresists“ Proc. SPIE 2348 (1995) 413–420

[Voigt_3] A. Voigt, M. Heinrich, K. Hauck, R. Mientus, G. Gruetzner, M. Töpper, O. Ehrmann „A Single Layer Negative Tone Lift-Off Photo Resist for Patterning a Magnetron Sputtered Ti/Pt/Au Contact System and for Solder Bumps“ Microelectron. Eng. 78 – 79 (2005) 503 - 508

ma-N 1400:
[Goeppl] M. Goeppl, A. Fragner, M. Baur, R. Bianchetti, S. Filipp, J. M. Fink, P. J. Leek, G. Puebla, L. Steffen, A. Wallraff „Coplanar Waveguide Resonators for Circuit Quantum Electrodynamics” J. Appl. Phys. 104, 113904 (2008)

[Lysko] J. M. Lysko, B. Latecki, M. Nikodem „Gas micro-fow-metering with the in-channel Pt resistors” J. of Telecommunications & Information Technology (2005) 98

ma-N 400:
[Figi] H. Figi, M. Jazbinsek, C. Hunziker, M. Koechlin, P. Guenter „Electro-optic single-crystalline organic waveguides and nanowires grown from the melt” Optics Express Vol. 16, No. 15 (2008) 11310

[Guo] H.C. Guo, D. Nau, A. Radke, X.P. Zhang, J. Stodolka, X.L. Yang, S.G. Tikhodeev, N.A. Gippius, H. Giessen “Large-area metallic photonic crystal fabrication with interference lithography and dry etching” Appl. Phys. B 81 (2005) 271–275

Epocore/ Epoclad:
[Ceyssens] F. Ceyssens, M. Driesen, K. Wouters, R. Puers, K.U. Leuven „A low-cost and highly integrated fiber optical pressure sensor system” Sensors and Actuators A 145–146 (2008) 81–86

[DeDockera] H.W.J.A. De Doncker, T. Guan, M. Driesen, R. Puers "Biaxial and Uniaxial Epoxy Accelerometers” Procedia Chemistry 1 (2009) 572–575

[Driesen] M. Driesen, K. Wouters, R. Puers „Etch rate optimization in reactive ion etching of epoxy photoresists” Procedia Chemistry 1 (2009) 796–799

[Gijsenbergh] P. Gijsenbergh, K. Wouters, K. Vanstreels, R. Puers “Determining the physical properties of EpoClad negative photoresist for use in MEMS applications” J. Micromech. Microeng. 21 (2011) 074001 (6pp)

[Himmelhuber] R. Himmelhuber, M. Fink, K. Pfeiffer, U. Ostrzinski, A. Klukowska, G. Gruetzner, R. Houbertz, H. Wolter „Innovative materials tailored for advanced microoptic applications“ Proc- SPIE Vol. 6487 (2007) 

[Wouters_1] K. Wouters, R. Puers "Determining the Young’s modulus and creep effects in three different photo definable epoxies for MEMS applications” Sensors and Actuators A 156 (2009) 196–200

[Wouters_2] K. Wouters, H. De Doncker, R. Puers „Dynamic thermal mechanical characterization of Epoclad negative photoresist for micro mechanical structures” Microelectronic Engineering 87 (2010) 1278–1280

mr-DWL:
[Cadarso] V. J. Cadarso, K. Pfeiffer, U Ostrzinski, J. B. Bureau, G. A. Racine, A. Voigt, G. Gruetzner, J. Brugger “Direct writing laser of high aspect ratio epoxy microstructures” J. Micromech. Microeng. 21 (2011) 017003 (6pp)