Résine photosensible - Définition et Explications

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Résines photosensibles DUV

Les résines photosensibles DUV (pour deep ultraviolet - ultraviolet lointain) sont typiquement des polymères basés sur les polyhydroxystyrènes avec un générateur photoacide procurant le changement de solubilité. Cependant, ce type de matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de propriétés...) n'utilise pas le diazocouplage. Les mécanismes couplés des absorptions benzène-chromophore et DNQ-Novolac conduisent à une absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par une autre entité, par exemple, un atome qui fait une transition entre deux niveaux d'énergie électronique. Le...) plus importante par les résines DNQ-Novolac dans l'ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde intermédiaire entre celle de la lumière visible et celle des rayons X.) lointain, nécessitant une plus grande quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement...) pour atteindre une exposition suffisante. L'absorption forte dans l'ultraviolet lointain conduit à une diminution de la sensibilité de la résine photosensible (La résine photosensible (appelée aussi photorésine et parfois photorésist) est un matériau photosensible utilisé dans de nombreux procédés industriels, comme la photolithographie ou la...).

Résine photosensible DNQ-Novolac

Une résine photosensible positive très commune, utilisée avec les bandes I, G, et H d'une lampe à vapeur () de mercure, est basée sur un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une préparation aussi appelée mélange....) de diazonaphtoquinone (DNQ) et d'une résine Novolac (résine de phénolformaldéhyde). La DNQ inhibe la dissolution de la résine Novolac, cependant, sous exposition de lumière, le taux de dissolution croît même au delà de celui de la Novolac pure. Le mécanisme par lequel le DNQ non exposé inhibe la dissolution de la résine Novolac n'est pas encore bien compris, mais on pense qu'il est lié aux liaisons hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) (ou plus exactement un couplage diazoïque dans la région non-exposée). Les résines photosensibles DNQ-Novolac sont développées par dissolution dans une solution basique (habituellement dans une solution à 0,26 N d'hydroxyde de tétraméthylammonium dans de l'eau).

Amplification chimique

Les résines photosensibles utilisés en production pour les ultraviolets ou les longueurs d'ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) plus courtes nécessitent l'utilisation d'une amplification chimique afin d'accroître leur sensibilité à l'exposition à l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.). Cela est effectué afin de contrer l'absorption plus importante aux longueurs d'ondes courtes. L'amplification chimique est parfois aussi utilisée pour les expositions à une faisceau d'électrons afin d'accroître la sensibilité aux doses d'exposition. Des acides relachés durant le procédé par la radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement électromagnétique (par exemple :...) d'exposition diffusent durant l'étape de post-exposition. Ces acides rendent le polymère (Un polymère (étymologie : du grec pollus, plusieurs, et meros, partie) est un système formé par un ensemble de macromolécules de même nature chimique. Les termes...) d'entourage soluble dans le révélateur. Une seule molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de...) d'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) peut catalyser de nombreuses réactions de déprotection; par conséquent, moins de photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement interagissent, cette interaction se...) ou d'électrons sont nécessaires. La diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit, d'une information), voire de « vaporisation »...) d'acide est importante non seulement pour accroître la sensibilité et la qualité de la résine photosensible, mais aussi pour limiter la rugosité de la ligne de bord due au bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à...) statistique (Une statistique est, au premier abord, un nombre calculé à propos d'un échantillon. D'une façon générale, c'est le résultat de l'application d'une méthode statistique à un ensemble de...). Cependant, la longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou...) de diffusion de l'acide est en elle-même un limiteur potentiel de la résolution. De plus, trop de diffusion réduit le contraste chimique, conduisant encore à plus de rugosité. Une résine photosensible négative amplifiée très commune est basée sur des polymères de type époxyde et la libération d'acide de Lewis (Un acide de Lewis (du nom du chimiste américain Gilbert Newton Lewis) est une entité chimique dont un de ses atomes la constituant possède une lacune électronique, ce qui la rend...) par le photo-initiateur. Le nom commun de ce produit est la résine SU-8[5], qui peut être indifféremment exposée avec un rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) ultraviolet (i-line) ou un faisceau d'électrons.

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