Фоторезисты

Фоторезисты (ФР) представляют собой органические (природные или синтезированные) соединения моно- или полимерной структуры, которые после облучения актиничным светом (т.е. светом, вызывающим активацию молекул) изменяют свою растворимость в определенных средах. Для большинства ФР актиничным является ультрафиолетовое излучение с длиной волны 300…400 нм. Все ФР подразделяются на два типа: негативные и позитивные.

В негативных ФР при облучении протекает реакция фотополимеризации, в результате чего молекулы полимера укрупняются и их химическая стойкость повышается. В отличие от необлученных участков, облученные теряют способность к растворению в определенных растворителях (проявителях). В позитивных ФР при облучении протекает реакция фотораспада, в результате чего образуются молекулы более простой структуры. Облученные участки обладают пониженной химической стойкостью и, в отличие от необлученных, лучшей растворимостью в проявителях.

ФР используются для:

- получения контактных масок (КМ), представляющих собой рельефный рисунок (рис. 4.4) на плоских поверхностях заготовок (печатных плат, подложек ИС и т.п.); основное назначение КМ – защита покрываемых участков от травителей, гальванического или горячего осаждения, анодного оксидирования, коррозии и т.д., но иногда эти функции могут быть другими, например, маркировка.

- создания рисунка на заготовках сетчатых трафаретов в виде свободных ячеек и ячеек, заполненных обработанным ФР (рис. 4.5).

а	б
Рис.4.5. Сетчатый трафарет, изготовленный с применением жидкого ФР (а) и СПФ (б)

В производстве ПС применяются жидкие (как правило, на органических растворителях) и сухие пленочные фоторезисты (СПФ). Жидкие ФР наносят на плоские поверхности (заготовки печатных плат, подложки ИС и т.д.) или на заготовки сетчатых трафаретов с малым размеров ячеек, в которых жидкий ФР держится за счет сил поверхностного натяжения (рис. 4.5, а). Жидкие ФР наносят поливом, окунанием, валковым методом или распылением (рис.4.6).

а	б	в	г
Рис. 4.6. Методы нанесения жидких ФР: а – центрифугированием; б – окунанием; в – валковый; г – распылением: 1 – дозатор для подачи резиста; 2 – подложка; 3 – столик центрифуги; 4 – емкость с ФР; 5 – валки; 6 - нагреваемая планшайба; 7 - форсунка

СПФ используются для изготовления сетчатых трафаретов (рис.4.5, б) и в производстве печатных плат. СПФ наносят на специальных установках – ламинаторах.

Экспонирование ФР (рис. 4.7) может быть контактным (с прижатием ФШ стороной, содержащей рисунок к слою ФР) и бесконтактным (проекционным или на микрозазоре). Метод контактной печати и печать на микрозазоре позволяют получать элементы КМ из ФР в несколько мкм. Разрешающая способность проекционной печати на порядок выше, но на сравнительно небольшом поле, ограничиваемом характеристиками объективов.

Рис. 4.7. Методы экспонирования ФР: а – контактный (зазор Z = 0) и на микрозазоре (Z 10 мкм); б – проекционный; 1 – источник актиничного излучения; 2 – конденсор; 3 – фильтр; 4 – ФШ; 5 – объектив; 6 – ФР; 7 – подложка

Изображение ФШ при проекционном методе может передаваться как в масштабе 1:1, так и с уменьшением.

Избирательное облучение слоев ФР может также осуществляться лучом (лазерным, электронным, ионным), управляемым по специальной программе.