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Photoresist su acciaio 20MnCr5

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Questa procedura si esegue su campioni in acciaio 20MnCr5, in forma di dischi di diametro 50 mm, spessore 3 mm, forati al centro per l'uso nel tribometro CSM. La superficie di interesse viene precedentemente lappata (dettagli). Se si prevede di eseguire successivamente un attacco elettrochimico, è consigliabile verniciare la superficie inferiore e laterale con vernice resistente alla temperatura (es. vernice Black Matt High Temperature Paint PNM400 della Electrolube, vedi scheda di sicurezza, disponibile fino a esaurimento scorte alla RS-Components, con codice 250-6976 ), per ridurre la corrente elettrolitica totale. La vernice PNM va lasciata asciugare per 1 h a temperatura ambiente, poi scaldata in forno a 300 °C per 1 h.

  1. trattamento HMDS: mettere un foglio di alluminio sotto i campioni per non sporcare il forno; procedura standard; raffreddamento su blocco di alluminio per qualche minuto.
  2. coating con photoresist S1813: si monta il chuck quadrato da 50 mm; il buco centrale del campione viene tappato con un O-ring e una vite M3 x 10 mm con dado; versare abbondante fotoresist a campione fermo; spread a bassa velocità  per 3"; coating a 3000 RPM fino a quando le frange di interferenza non si fermano (circa 30"); rimuovere la vite e l'O-ring.
  3. soft bake: 2' a 115 °C su hotplate; il chuck a vuoto non funziona a causa del buco, ma il campione è sufficientemente pesante.
  4. esposizione: 270 mJ/cm2 su CI2 (15 mW/cm2), ottenuta esponendo per 18".
  5. post-exposure baking (PEB): per stabilizzare il fotoresist e migliorare l'adesione: 4' a 140 °C su hotplate; raffreddamento su blocco di alluminio per qualche minuto.
  6. sviluppo: 2' 15" in MF321 a temperatura ambiente.
  7. risciacquare con H2O DI e asciugare con N2.

Note:

  • Lo spessore del fotoresist misurato con il profilometro risulta essere di 1.3 µm.
  • I tempi di esposizione e sviluppo sono maggiorati rispetto alla procedura standard a causa del PEB che riduce la sensibilità  del fotoresist.
  • I tempi di softbake e PEB sono maggiorati di 1' rispetto ai valori nominali a causa dell'inerzia termica del campione, quest'ultima stimata misurando la temperatura effettiva del campione con una termocoppia.