Grayscale positive photoresist
Grayscale positive photoresist
Publikationen
11.05.2020

Grayscale lithography creates 3D film profiles with gradually varying thickness1, see Fig.1. The grayscale lithography is especially advantageous for the micro- structures where reflow patterning2 does not produce the desired result, e.g.:

Applications with high structure density, where adjacent reflow patterns could merge;
Complex shapes such as random microlense arrays;
Additional patterns on bigger lenses;
Microlenses with different heights, or patterns for diffractive optics;
Other free-form profiles used for e.g. light-beam-shaping and steering, MEMS, MOEMS. etc.

REQUIREMENTS TO PHOTORESISTS FOR GRAYSCALE TECHNOLOGY
A standard positive photoresist exhibits an inhibition at low doses, i.e. the solubility in the developer (trans-

lating into the remaining film thickness after devel- opment) increases only after the exposure to a certain minimum dose. Above this dose, a standard photores- ist shows a very steep decrease in thickness after development, the resulting thickness depending on the exposure dose in a non-linear fashion (Fig. 2).

  • An ideal resist for grayscale lithography should have:
  • A more linear response than a standard photoresist;
  • A smaller contrast than that of standard binary resists to allow true grayscale response;
  • Yet, the response curve should be sufficiently steep to avoid long exposure times;
  • None or negligible initial solubility inhibition;
  • Low residual absorption to enable exposure and development to the bottom even in very thick films.

Furthermore, due to the comparatively narrow pro- cess window, especially in grayscale mask litho- graphy, the resist should have a high batch-to-batch reproducibility of the response curve.

Direct laser writing often uses high laser intensity during exposure, which can cause an „explosive“ N2 release from the resist. A resist suitable for direct laser writing in grayscale mode should have a strongly reduced tendency for this kind of outgassing during exposure.

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Lithographie-Service & Anwendungs-entwicklungen

Auf Basis unserer langjährigen Prozesserfahrungen bieten wir produktbegleitende lithographische Dienstleistungen an.
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Herstellung dreidimensionaler optischer Strukturen mittels Grauton-Lithographie und UV-Abformung

Eine ausgezeichnete Methode zur Herstellung dreidimensionaler optischer Strukturen ist die Grauton-Lithographie mit dem Positiv-Resist ma-P 1200G und anschließender Strukturübertragung mittels UV-Abformung mit OrmoStamp® und OrmoComp®.
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Resist Alliance

micro resist technology ist in Europa zentrale Anlaufstelle für Spezialchemikalien mit Anwendung in der Mikro- und Nanofabrikation. Das Portfolio der eigengefertigten Produkte wird durch den strategischen Vertrieb assoziierter Produkte ergänzt, die durch unsere internationalen Partner hergestellt werden. Hier agieren wir als High-Service-Distributor und bieten dem europäischen Mittelstand ein breites Spektrum an komplementären Produkten aus einer Hand, die sowohl für etablierte als auch für innovative Produktions- und Fertigungsverfahren eingesetzt werden können.

DuPont Electronic Solutions (ehm. DOW Electronic Materials / Rohm and Haas Europe Trading ApS)
Wir bieten Produkte für Semiconductor Technologies, Advanced Packaging und Trockenfilmresiste unseres Partners DuPont an, mit dem wir seit mehr als 20 Jahren zusammenarbeiten. 

Kayaku Advanced Materials, Inc. (ehm. MicroChem Corp.)
Wir bieten Photoresiste und Spezialchemikalien für MEMS und Mikroelektonik-Anwendungen unseres Partners Kayaku Advanced Materials an, mit dem wir seit mehr als 20 Jahren zusammenarbeiten.

DJ MicroLaminates, Inc.
Wir bieten Trockenfilmresiste für MEMS, Mikrofluidik und Packaging-Anwendungen unseres Partners DJ MicroLaminates an, mit dem wir seit über zwei Jahren kooperieren.

 

Ansprechpartner

Franziska Kopp

DuPont

E-Mail: f.kopp@microresist.de

Telefon: +49 30 64 16 70 100

Dr. Anja Voigt

Kayaku Advanced Materials, DJ Mikrolaminates

E-Mail: a.voigt@microresist.de

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Anja Hinz

Kayaku Advanced Materials, DJ Mikrolaminates

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Trockenfilmresiste

Trockenfilme sind anwendungsfertige Polymerfilme als Laminat mit einer hohen Schichtdickengenauigkeit und exzellenten Haftungseigenschaften auf verschiedensten Untergründen. Sie sind einfach in der Verarbeitung, foto-strukturierbar und sowohl als zugeschnittene Bögen als auch als Rollenmaterial verfügbar.

  • Verfügbar in verschiedenen Dicken
  • UV-vernetzend – wie negativ Fotoresiste
  • Hohe Aspektraten möglich
  • Senkrechte Seitenwände
  • Mehrfachlaminierung möglich – bis zu 6 Schichten  komplexe Multilayer-Designs
  • Hohe chemische Resistenz
  • Anwendung als Permanentmaterial für optische Anwendungen (Linsen, Wellenleiter …), in der Mikrofluidik

Ansprechpartner

Carsten Schröder

E-Mail: c.schroeder@microresist.de

Telefon: +49 30 64 16 70 100

Funktionelle Materialien für Inkjet-Printing

Spezielle Funktionsmaterialien aus den Produktgruppen Hybridpolymere, Photoresiste und Nanoimprint Polymere für die Beschichtung und alternative Strukturierung mittels Inkjet-Printing-Verfahren

  • Verfügbar in verschiedenen Viskositäten (einstellbar)
  • Anwendbar in kommerziellen Inkjet-Printing Geräten
  • Ausgerichtet auf stabile Reproduzierbarkeit in der Tropfengeneration
  • UV-aushärtende Formulierungen
  • Anwendung als Permanentmaterial für optische Anwendungen (Linsen, Wellenleiter, optische Koppler, diffraktive Elemente, …)
  • Als Packagingmaterial in der Mikroelektronik
  • Beschichtung / Strukturierung auf Substraten mit Oberflächentopographie 
  • Imprintmaterial in der Nanostrukturierung mit hoher Dosiergenauigkeit

Ansprechpartner

Dr. Anja Voigt

E-Mail: a.voigt@microresist.de

Telefon: +49 30 64 16 70 100

Dr. Jan Klein

E-Mail: j.klein@microresist.de

Telefon: +49 30 64 16 70 100

Hybridpolymere

micro resist technology bietet ein breites Portfolio an UV-härtbaren Hybridpolymer Produkten für mikrooptische Anwendungen. Durch ihre ausgezeichnete optische Transparenz  und hohe thermische Stabilität sind diese besonders geeignet zur Herstellung polymerbasierter optischer Komponenten und Wellenleiter. Die Hauptanwendungsgebiete sind die Herstellung von Mikrolinsen, diffraktiven optischen Elementen (DOE), Gitterstrukturen sowie Singlemode- oder Multimode-Wellenleitern.

OrmoComp®: DE 30 210 075 433; IR 1 091 982 ; TW 100030626; OrmoClear®: DE 30 210 075 434; IR 1 091 359 ; TW 100030628; OrmoStamp®: DE 30 210 075 435; IR 1 092 621 ; TW 100030629; OrmoPrime®: DE 30 210 075 436

Ansprechpartner

Dr. Jan Klein

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Anja Hinz

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Positive Photoresiste

Positiv-Photoresiste für die UV-Lithographie (Mask Aligner-, Laser-, Grauton-Belichtung) und Elektronenstrahllithographie

  • Verschiedene Viskositäten für 0,1 µm – 60 µm Schichtdicke in einem Schleuderbeschichtungsschritt
  • Geeignet für Breitband-, g-Linien- , h-Linien-oder i-Linien-Belichtung, Laser-Direktschreiben bei 350…450 nm und Elektronenstrahllithographie
  • Kein Post Exposure Bake
  • Leichte Entfernbarkeit
     
  • Für die Strukturübertragung: Ätzmaske, Galvanikform, Form für die UV-Abformung
  • Anwendung in Mikrosystemtechnik, Mikroelektronik, Mikro-Optik – Herstellung von z.B. MEMS, LEDs, IC-Bausteinen, MOEMS, Glasfaserkommunikations-Bausteinen, Flachbildschirmen

Ansprechpartner

Dr. Christine Schuster

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Anja Hinz

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Negative Photoresiste

Photoresiste für UV (Mask Aligner, Laser)/ Elektronenstrahl- und Tief-UV-Lithographie

  • Geeignet für Breitband- und i-Linien-Belichtung, Tief-UV- oder Elektronenstrahlbelichtung,  oder Laserdirektschreiben @ 405 nm
  • Lift-off Resiste mit einstellbarem Kantenprofil, hohe Temperaturstabilität bis zu 160 °C
  • ​Verschiedene Viskositäten für unterschiedliche Schichtdicken in einem Schleuderbeschichtungsschritt
     
  • Für die Strukturübertragung: Physical vapour deposition (PVD) und Lift-off als Einschichtsystem, Ätzmaske, Galvanikform 
  • Für die Permanentanwendung: Polymerbasierte Wellenleiter
  • Anwendung in Mikrosystemtechnik, Mikroelektronik, Mikro-Optik – Herstellung von z. B. LEDs, ICs, MEMS, Flachbildschirmen, Glasfaserkommunikations-Bausteinen

Ansprechpartner

Dr. Anja Voigt

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Nanoimprint-Resiste

Resiste für die Nanoimprint-Lithographie (NIL)

Die Nanoimprint Lithographie (NIL) ist eine sehr einfache und kostengünstige Technologie zur Herstellung von Strukturen mit Größen weniger Nanometer, die effizient in einem Prozessschritt auch auf großen Flächen realisiert werden kann. Hauptanwendungsfelder der NIL sind photonische Komponenten, unterschiedliche Bauelemente für die nächste Generation der Verbraucherelektronik, sowie Bio- und Life-Science-Sensoren.

Die micro resist technology GmbH bietet seit 1999 maßgeschneiderte Resistformulierungen für die Nanoimprint-Lithographie (NIL) an. Wir legen dabei besonderen Wert auf herausragende Filmbildungs- und Prägeeigenschaften sowie eine exzellente Plasmaätzstabilität und Strukturtreue. Weiterhin bieten wir hochinnovative Materialien, die eng an dem technischen Fortschritt in der Industrie entwickelt wurden. Wir sind in der Lage unsere Materialien an die Kundenwünsche anzupassen, sowohl in den gewünschten Schichtdicken, als auch in deren intrinsischen Materialeigenschaften. Die Nanoimprint-Resiste werden meist als Ätzmaske zur Strukturübertragung in unterschiedliche Substrate wie Si, SiO2, Al oder Saphir, eingesetzt.

Prinzipiell existieren zwei unterschiedliche NIL-Technologien: die thermische NIL (T-NIL), in der thermoplastische Polymere Verwendung finden, und die Photo-NIL bzw. UV-NIL, in der photo-vernetzbare Formulierungen eingesetzt werden. Mit unserer langjährigen Erfahrung sind wir in der Lage, den für Sie passenden Prozess und das am besten geeignetste Material für Ihre Anwendung zu finden. Kontaktieren Sie uns für tiefergehende Informationen.

Ansprechpartner

Dr. Manuel Thesen

E-Mail: m.thesen@microresist.de

Telefon: +49 30 64 16 70 100

Anja Hinz

E-Mail: a.hinz@microresist.de

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