SU-8 (Fotolack)

2023-09-25T11:07:09Z

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[[Datei:SU-8 photoresist.png|mini|350px|Struktur]]
'''SU-8''' ist ein [[Fotolack]] der Firma Microchem Corp. und gehört zu der Gruppe der Negativ-Fotolacke. Wie die meisten Fotolacke besteht SU-8 aus den drei Bestandteilen Grund[[Kunstharz|harz]], [[Lösungsmittel]] und [[Fotografie|fotoempfindlicher Komponente]]. Zum Einsatz kommt SU-8 meist in der [[Mikrosystemtechnik]] bei Ultraviolett-[[LIGA (Fertigungsverfahren)|LIGA]]-Verfahren.

Das Grundharz ist in diesem Fall EPON-Resin, ein [[Epoxidharz]] der Firma [[Royal Dutch Shell|Shell Chemical]], das insgesamt acht [[Epoxide|Epoxygruppen]] im Molekül aufweist. EPON besteht aus einem Glycidylether Abkömmling von [[Bisphenol A]]. Je nach Ausführung des Lackes kann dieses Grundharz in unterschiedlichen Lösungsmitteln gelöst werden. In der Standardausführung dient [[γ-Butyrolacton]] (GBL) als Lösungsmittel, die modernere Ausführung SU-8 2000 enthält dagegen [[Cyclopentanon]]. Die fotoempfindliche Komponente von SU-8 wirkt, im Gegensatz zu anderen (Positiv-)Fotolacken, nur indirekt auf die Löslichkeit des Resists. Als photoempfindliche Komponente wird dem Lack ein [[Fotoinitiator]]s (auch {{enS|Photo Acid Generator}} oder PAG genannt) hinzugefügt. Es handelt sich dabei um ein Triaryl[[sulfonium]]hexafluorantimonat zu ca. 10 Gew.%. Triarylsulfoniumhexafluoroantimonat ist eine [[Lewis-Säure]], die unter Einwirkung von UV-Licht eine Kettenreaktion im Photolack in Gang setzt. In der Folge dieser Kettenreaktion werden Wasserstoffionen vom EPON-Molekül abgetrennt und über die freiwerdenden Bindungsstellen kommt es zu einer [[Quervernetzung]] der Lackmoleküle, dem sogenannten Curing.

SU-8 ist in verschiedenen [[Viskosität]]en verfügbar, welche durch den Anteil des Lösungsmittels im Resist gesteuert werden. Die Viskosität legt auch den Bereich der Schichtdicke fest, der mit dem Resist erreicht werden soll. Dabei dient die Schichtdicke in µm, die bei einer Drehzahl von 3000 min<sup>−1</sup> erreicht wird, als Bezeichnung für die jeweilige Ausführung des Lackes. Gängige Viskositäten sind beispielsweise SU-8 2, SU-8 10 oder SU-8 100.

Mittels eines Backvorgangs auf einer [[Heizplatte]] oder in einem geeigneten [[Ofen]], dem sogenannten Soft- oder Prebake, wird bei einer typischen Temperatur von 95 °C der größte Teil des Lösungsmittels verdampft, wodurch sich der vorher flüssige Resist nach dem Abkühlen verfestigt. Ein Erwärmen des Lackes über die [[Glasübergangstemperatur]] von 55 °C führt zu einer Wiederverflüssigung der Schicht. Durch die [[Photochemische Verfahren|Belichtung]] wird das Fotoinitiatorsalz in eine [[Säure]] umgewandelt. Während des anschließenden, sogenannten Post Exposure Bake (PEB) induziert die Säure eine [[Polymerisation]], durch die sie regeneriert wird. Ein einzelnes [[Photon]] kann somit eine Reihe von Polymerisationen auslösen, was eine hohe Fotoempfindlichkeit des Lackes bedingt.

== Literatur ==
* {{Literatur | Autor=Friedemann Völklein, Thomas Zetterer | Titel=Praxiswissen Mikrosystemtechnik | Verlag=Vieweg+Teubner | Jahr=2006 | ISBN=978-3-5281-3891-2 | Auflage=2. }}

[[Kategorie:Lithografie (Halbleitertechnik)|Su-8]]

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