DE4005345C2 - Verfahren zur Herstellung von Bildmustern in einer Schicht aus einem Siliconharz vom Leitertyp und Ätzlösung für das Verfahren - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Bildmustern in einer Schicht aus einem Siliconharz vom Leitertyp und Ätzlösung für das Verfahren

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bildmustern in einer Schicht aus einem Siliconharz vom Leitertyp gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Es ist bereits bekannt, bei der Ausbildung von elektronischen Vorrichtungen mit einer Mehrschicht-Bedrahtungsstruktur einen ausgehärteten Überzug aus leiterförmigem Siliconharz vorzusehen und diese Schicht zu ätzen, um darin Fenster oder Durchgangslöcher auszubilden, über die die einzelnen Bedrahtungsschichten elektrisch leitend verbunden werden können (EP-A 0 021 818). Zum Ätzen der Silikonharzschicht wird dabei ein NH₄F/HF/Ethylenglycol-Ätzmittel verwendet.
In der japanischen ungeprüften Patentpublikation 49540/1981 wird zum Zwecke der Feinbearbeitung eines Leitertyp-Siliconharzfilms ein nasses Ätzverfahren vorgeschlagen, bei dem Fluorwasserstoffsäure als Ätzflüssigkeit verwendet wird. Als die Erfinder die Leistungsfähigkeit dieser Ätzflüssigkeit untersuchten, wurde festgestellt, daß ein Siliconharz vom Leitertyp mit Fluorwasserstoffsäure nicht geätzt werden konnte.
Ferner wird in der japanischen ungeprüften Patentpublikation 125855/1981 ein trockenes Ätzverfahren beschrieben unter Verwendung von CF₄-Gasplasma. Es wurde jedoch festgestellt, daß auch dieses Verfahren unvorteilhaft ist, da seine Ätzrate niedrig ist, und daß im Falle eines dicken Films, wie bei einer Streß­ relaxierschicht, einer Passivierungsschicht, usw., die Ätzzeit verlängert ist.
Es steht somit bisher keine Technik zur Verfügung, mit der eine stabile Musterübertragung auf die dicke Schicht aus dem Siliconharz vom Leitertyp gelingt.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Bildmustern vorzuschlagen, mit dem eine stabile Musterübertragung in kurzer Zeit gelingt, selbst wenn eine Schicht aus einem Dick-Film aus einem Siliconharz vom Leitertyp vorliegt, sowie eine Ätzflüssigkeit anzugeben, die bei diesem Musterübertragungsverfahren verwendet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Bildmustern in einer Schicht aus einem Siliconharz vom Leitertyp, bei dem auf einen Schichtträger eine Schicht aus einem Siliconharz vom Leitertyp der allgemeinen Formel (I) aufgebracht wird
wobei R1 für eine Phenylgruppe oder eine niedere Alkylgruppe bezeichnet und zwei R₁-Gruppen gleich oder verschieden sein können; R₂ ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe und vier R₂-Gruppen gleich oder verschieden sein können; und n für eine ganze Zahl von 5 bis 1000 steht;
darauf eine Abdeckschicht aus einem positiven lichtempfindlichen Gemisch mit einem Cresol-novolak aufgebracht, bildmäßig belichtet und entwickelt wird und die freigelegten Bereiche der Siliconharzschicht mit einer Ätzflüssigkeit entfernt werden, dadurch gekennzeichent, daß als Ätzflüssigkeit ein aromatisches Lösungsmittel eingesetzt wird.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist die Verwendung von aromatischen Lösungsmitteln zum Ätzen von Siliconharzen vom Leitertyp.
Die erfindungsgemäßen Aufgaben sowie die spezielle Bedingungen der Durchführung des erfindungsgemäßen Ätzverfahrens sowie die Bestandteile, welche die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Ätzflüssigkeit ausmachen, werden anhand der folgenden, genauen Beschreibung in Verbindung mit den bevorzugten Beispielen noch deutlicher.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ätzverfahrens wird ein Siliconharz vom Leitertyp verwendet, das durch die folgende, allgemeine Formel (I) dargestellt werden kann
Dabei bedeutet R₁ eine Phenylgruppe oder eine niedere Alkylgruppe, wie Methylgruppe, Ethylgruppe und zwei R₁ können gleich oder verschieden sein; R₂ steht für ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe, wie Methylgruppe, Ethylgruppe; und vier R₂ können gleich oder verschieden sein; n bedeutet eine ganze Zahl von 5 bis 1000, vorzugsweise 50 bis 850. Diese Sili­ conharze vom Leitertyp sind gut bekannte Stoffe, wobei ein relativ hoch-molekulargewichtiges Harz und sein Her­ stellungsverfahren beispielsweise beschrieben werden in der japanischen Patentpublikation 15 989/1965, den japa­ nischen ungeprüften Patentpublikationen 1 11 197/1975, 1 11 198/1975 und 18 729/1982. Ein relativ nieder-moleku­ largewichtiges Harz ist im Handel als Glasharz erhältlich. Sowohl die hoch- als auch die nieder-molekulargewichtigen Harze können für die Zwecke der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Der Beschichtungsfilm, der aus dem Leitertyp-Siliconharz der obigen, allgemeinen Formel (I) erhalten wird, hat eine kleinere Restspannung, eine bessere Oberflächen­ glätte und eine höhere Reinheit als ein Beschichtungs­ film aus anorganischen Materialien. Aufgrund seiner vor­ teilhaften Eigenschaften eignet sich das Harzmaterial als Passivierungsschicht auf einem Feststoffelement, als Streß-Relaxierfilm, Isolierschicht, usw.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Leitertyp- Siliconharz der allgemeinen Formel (I) zunächst auf ein Substrat beschichtet und dann wird das beschichtete Harz getrocknet, um ein darin enthaltenes Lösungsmittel zu entfernen, wobei der Harzfilm gebildet wird.
Es ist von Vorteil, das Siliconharz vom Leitertyp mit ei­ nem Lösungsmittel zu vermischen, wie Benzoltyp-Lösungs­ mitteln, Alkoxybenzoltyp-Lösungsmitteln, N-Methylpyrroli­ don, usw., um seine Viskosität auf eine Größenordnung von 2000 bis 5000 cP. einzustellen, und die Harzlösung nach dieser Einstellung auf ein Substrat, wie Silicium- Wafers oder dergl., mittels einer Schleuderbeschich­ tungsmethode unter Verwendung einer Spinner-Vorrichtung zu applizieren. Die Bedingungen für das Trocknen der Harzlösung im beschichteten Zustand können von Lösungs­ mittel zu Lösungsmittel unterschiedlich sein. Im allge­ meinen liegt eine bevorzugte Trocknungstemperatur im Be­ reich von 80 bis 350°C. Bei diesem Temperaturniveau wird das Harz nicht gehärtet. Besonders bevorzugte Trocknungs­ bedingungen können von 100 bis 200°C während 15 bis 45 Minuten sein. Die Dicke des Harzfilms kann im allge­ meinen in einem Bereich von 1 bis 30 µm liegen. Die Dicke kann jedoch je nach dem Verwendungszweck variiert werden.
Als nächstes wird ein Positivphoto-Resist vom Cresol­ novolak-Typ auf den oben erwähnten, getrockneten, nicht­ gehärteten Harzfilm appliziert. Anschließend wird ein vorbestimmtes Muster auf dieser Photo-Resistschicht aus­ gebildet.
Hinsichtlich der Photo-Resistschicht bestehen keine spe­ ziellen Beschränkungen. Es kann ein Positivphoto-Resist vom Cresolnovolak-Typ, wie er allgemein im Handel er­ hältlich ist, verwendet werden.
Die Photo-Resistmuster werden ausgebildet, indem man das oben erwähnte Positivphoto-Resistmaterial vom Phenoltyp auf das Leitertyp-Siliconharz beschichtet, und zwar mittels der Schleuderbeschichtungsmethode, die auf die allgemein übliche Weise durchgeführt wird. Dann erfolgt ein enger Kontakt mit einer Photomaske, Bestrahlung der Photo-Resistschicht mit UV-Strahlen und Entwicklung des Photo-Resistmusters.
Daraufhin wird die folgende Vorbehandlung durchgeführt unter dem Gesichtspunkt, das Auftreten von Rissen in der Photo-Resistschicht zu unterdrücken, die aufgrund der Zunahme der Restspannung innerhalb der Photo-Resist­ schicht durch das Eintauchen in eine Ätzflüssigkeit für das Leitertyp-Siliconharz zum Zeitpunkt seiner Naß- Ätzung auftreten, wenn die weiter unten erläuterte Ätz­ flüssigkeit verwendet wird, wobei das erhaltene Photo- Resistmuster als Maske dient.
Beispiele der Vorbehandlungen seien im folgenden angege­ ben:
  • (i) Der Photo-Resist wird auf eine Temperatur von 125 bis 160°C, besonders bevorzugt von 130 bis 150°C, während 15 bis 60 min, besonders bevorzugt 30 bis 45 min, aufgeheizt und anschließend 3 h oder länger bei Raumtem­ peratur gehalten, besonders bevorzugt 4 h oder länger.
  • (ii) Es wird mit UV-Strahlen von 500 nm oder weni­ ger, besonders bevorzugt von 300 bis 500 nm, die gesam­ te Oberfläche des Photo-Resist bestrahlt.
Diese Vorbehandlung wurde von den Erfindern als Ergeb­ nis ihrer Bemühungen gefunden, das Auftreten von Rissen in der Photo-Resistschicht zu unterdrücken. Dabei wurde zum einen ein Verfahren in Erwägung gezogen, bei dem der Photo-Resistschicht eine Festigkeit verliehen wird, die die innere Spannung der Photo-Resistschicht übersteigt, und zwar durch die Hitzehärtung der Photo-Resistschicht.
Andererseits wurde eine Methode in Erwägung gezogen, bei der die Photo-Resistschicht von ihren inneren Spannun­ gen befreit wird, bevor sie in die Ätzflüssigkeit einge­ taucht wird.
Die oben unter (i) beschriebene Vorbehandlung, bei der die Photo-Resistschicht bei Raumtemperatur belassen wird, wurde von den Erfindern vorgeschlagen, die im Zuge ihrer Untersuchungen der Vorbehandlung der Photo-Resist­ schicht durch die Hitzebehandlung festgestellt hatten, daß die Bedingungen für das Auftreten von Rissen unter­ schiedlich sind, und zwar abhängig von der Länge der Zeitspanne, bis die Schicht in die Ätzflüssigkeit einge­ taucht wird, nachdem sie erhitzt und dann auf Raumtempe­ ratur abgekühlt wurde.
Mit einer Heiztemperatur bei der oben unter (i) be­ schriebenen Vorbehandlung von unter 125°C wird die Photo- Resistschicht nicht in ausreichendem Maße gehärtet und neigt zur Rißbildung, selbst wenn man die Schicht über einen Zeitraum von 3 h oder länger bei Raumtemperatur nach dem Erhitzen abkühlen läßt. Falls andererseits die Heiztemperatur 160°C übersteigt, neigt die Photo-Resist­ schicht dazu, Hitzeschäden zu erleiden. Die Heizzeit sollte derart sein, daß die Photo-Resistschicht in aus­ reichendem Maße gehärtet wird. Die Zeit hängt von der Heiztemperatur ab. Im allgemeinen wird eine geeignete Zeit ausgewählt von einem Bereich von 15 bis 60 min. Bei einer Zeitspanne, während der die Photo-Resistschicht bei Raumtemperatur belassen wird (d. h. die Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt, nachdem die Schicht nach der Hitzebehandlung wieder Raumtemperatur angenommen hat, bis zu ihrem Eintauchen in die Ätzflüssigkeit), von weniger als 3 h wird das Auftreten von Rissen nur unzu­ reichend unterdrückt.
Die Unterdrückung von auftretenden Rissen in der Photo- Resistschicht durch die Aufbewahrung der Schicht bei Raumtemperatur nach der Hitzebehandlung scheint darauf zu beruhen, daß Spannungszustände, die in der Photo- Resistschicht durch den linearen Expansionskoeffizienten zwischen der hitzegehärteten Photo-Resistschicht und dem Siliconharz vom Leitertyp auftreten, relaxiert werden, indem man die Photo-Resistschicht bei Raumtemperatur hält.
Wenn bei der oben unter (ii) beschriebenen Vorbehandlung die Wellenlänge der UV-Strahlen 500 nm übersteigt, kann ein ausreichender Bestrahlungseffekt mit UV-Strahlen nicht erzielt werden. Falls andererseits die Wellenlänge der UV-Strahlen 300 nm nicht erreicht, ist der Effekt der Unterdrückung von Rißbildung nicht ausreichend, ob­ wohl die Oberfläche der Photo-Resistschicht gehärtet wird. In diesem Fall muß somit, wie bei der oben unter (i) beschriebene Vorbehandlung, die Schicht bei Raum­ temperatur während mindestens 3 h nach der Bestrahlung mit UV-Strahlen belassen werden. Auf diese Weise kann das Auftreten von Rissen unterdrückt werden.
Die Strahlungsmenge der UV-Strahlen hängt von der Wel­ lenlänge der UV-Strahlen ab, und eine bevorzugte Inten­ sität ist 50 mJ/cm2 oder mehr. Bei UV-Strahlen mit einer Wellenlänge von 300 bis 500 nm sollte die Strahlungsin­ tensität vorzugsweise 100 mJ/cm2 oder mehr betragen. Zur Unterdrückung der Rißbildung sollte die Strahlungsmenge der UV-Strahlen vorzugsweise von einer solchen Intensi­ tät sein, daß das Absorptionssignal in der Nähe von 2120 cm-1, das von der Diazidgruppe im Infrarot-Absorp­ tionsspektrum stammt, verschwindet, d. h. 50 mJ/cm2 oder mehr betragen. Es scheint so zu sein, daß aufgrund der Tatsache, daß die Diazidgruppe durch die Bestrahlung mit den UV-Strahlen verschwindet, und zwar insbesondere wenn die UV-Strahlen eine Wellenlänge zwischen 300 und 500 nm aufweisen, die Diazidgruppe aus der Photo-Resistschicht in Form von Stickstoffgas entweicht, was eine Relaxie­ rung der inneren Spannungszustände innerhalb der Photo- Resistschicht zur Folge hat. Die Schicht wird weicher.
Die oben unter (ii) beschriebene Vorbehandlung durch die Bestrahlung mit UV-Strahlen mit einer Wellenlänge von 300 bis 500 nm mit einer Intensität von 100 mJ/cm2 oder mehr führt somit dazu, daß in der Photo-Resistschicht keine Risse auftreten, selbst wenn man die Schicht unmittelbar nach der UV-Bestrahlung in die Ätzflüssigkeit eintaucht.
Nach der oben erwähnten Vorbehandlung wird das Silicon­ harz vom Leitertyp geätzt, wobei das Photo-Resistmuster als Maske vorliegt.
Die Ätzlösung für das Siliconharz vom Leitertyp sollte notwendigerweise ein solches Lösungsmittel sein, welches das Harz auflöst, jedoch die Phenoltyp-Photo-Resist­ schicht nicht auflöst. Als Lösungsmittel für das Harz kennt man verschiedene Lösungsmitteltypen, wie haloge­ nierte Kohlenwasserstoff-Typ-Lösungsmittel, Ether-Typ- Lösungsmittel, Benzol-Typ-Lösungsmittel, Alkoxybenzol- Typ-Lösungsmittel, cyclische Keton-Typ-Lösungsmittel, N-Methylpyrrolidon, N,N′-Dimethylformamid und andere (siehe japanische ungeprüfte Patentpublikation 94 955/ 1980). Als Ergebnis verschiedener Untersuchungen dieser Lösungsmittel haben die Erfinder erkannt, daß solche aromatischen Lösungsmittel-Typen, wie Benzol, Alkylben­ zol (Toluol, Xylol, usw.) und Alkoxybenzol (Methoxyben­ zol, Ethoxybenzol, usw.), geeignet sind als Lösungsmit­ tel, welche die positive Photo-Resistschicht vom pheno­ lischen Typ nicht auflösen.
Die Ätzrate, die mit diesen Ätzflüssigkeiten erreicht wird, sollte vorzugsweise bei einer geeigneten Rate liegen, ausgewählt aus einem Bereich zwischen 1 und 10 µm/min, so daß das Ätzen des Leitertyp-Siliconharzes in einer Zeitspanne von 30 bis 150 sec vollständig ist. Die Einstellung der Ätzrate kann leicht durchgeführt werden, indem man z. B. Xylol, etc. vermischt, und zwar abhängig von dem Molekulargewicht des Siliconharzes vom Leitertyp.
Bevorzugte Beispiele der Ätzflüssigkeit sind: ein ge­ mischtes Lösungsmittel aus Alkoxybenzol und Xylol mit einem Volumenverhältnis des ersteren von 18% oder mehr, ein gemischtes Lösungsmittel von Toluol und Xylol mit einem Volumenverhältnis des ersteren von 20% oder mehr, ein gemischtes Lösungsmittel von Benzol und Xylol mit ei­ nem Volumenverhältnis des ersteren von 25% oder mehr und andere. Das Ätzen wird im allgemeinen bei einem konstanten Temperaturniveau durchgeführt, das zweckent­ sprechend in einem Bereich zwischen 20 und 28°C ge­ wählt wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Bei­ spiele näher erläutert. Diese Beispiele dienen lediglich der Erläuterung und stellen keine Beschränkung der Er­ findung dar.
Beispiel 1
Zu einem Siliconharz vom Leitertyp mit einem Molekular­ gewicht von etwa 120 000, in dem R1 in der oben angege­ benen, allgemeinen Formel (I) eine Phenylgruppe dar­ stellt und R2 für Wasserstoff steht, gibt man Benzol, um die Viskosität des Harzes auf 3000 cP. einzustellen. Anschließend wird die so hergestellte Lösung auf die Oberfläche eines Siliciumwafers appliziert, und zwar durch Schleuderbeschichtung mit einer Rate von 2000 U/min. Die Dicke des gebildeten Films beträgt 10 µm.
Die so gebildete Filmschicht wird 30 min bei einer Tem­ peratur von 150°C getrocknet. Anschließend wird ein im Handel erhältliches Photo-Resistmaterial auf diese Harzschicht appliziert, und zwar mittels der Schleuderbeschichtung mit einer Rate von 2000 U/min. Die Dicke der gebildeten Photo-Resistschicht beträgt 2 µm.
Nach dem Trocknen der Photo-Resistschicht bei einer Tem­ peratur von 80°C während 30 min wird eine Photo-Maske in engen Kontakt mit dieser Photo-Resistschicht gebracht. Dann wird mit UV-Strahlen bestrahlt, und zwar mittels einer Ultra-Hochdruckquecksilberlampe. Anschließend er­ folgt das Eintauchen in eine Entwicklungsflüssigkeit für OFPR während 60 sec, um auf diese Weise die belich­ tete Portion des Photo-Resist aufzulösen. Die so ent­ wickelte Photo-Resistschicht auf dem Siliconwafer wird mit reinem Wasser gespült und dann 30 min bei einer Tem­ peratur von 80°C getrocknet. Man erhält ein Photo- Resistmuster.
Anschließend wird die Photo-Resistschicht 30 min bei einer Temperatur von 130°C einer Hitzebehandlung unter­ worfen. Daraufhin wird das Ganze 4 h bei Raumtemperatur aufbewahrt. Dann wird die Photo-Resistschicht in eine Ätzflüssigkeit eingetaucht, die zusammengesetzt ist aus einer Mischung von Toluol und Xylol mit einem Volumen­ verhältnis von 1/1, bei 25°C während 60 sec. Auf diese Weise wird das Siliconharz vom Leitertyp geätzt. Nach dem Ätzen wird die so behandelte Photo-Resistschicht durch ein Mikroskop betrachtet. Man findet keine Riß­ bildung.
Als nächstes wird die Photo-Resistschicht unter Verwen­ dung eines Photo-Resistrelease-agent entfernt. Auf diese Weise erhält man einen Film aus dem Siliconharz vom Leitertyp, auf den ein vorbestimmtes Muster übertragen wurde. Die Größe der Öffnung auf dem Harzfilm beträgt 24 µm im Quadrat mit einer Maskengröße von 20 µm im Quadrat. Die Beobachtung durch ein rasterndes Elektro­ nenmikroskop zeigt ebenfalls, daß das Ergebnis der Be­ handlung zufriedenstellend ist.
Beispiel 2
Benzol wird zu dem Siliconharz vom Leitertyp, das in Beispiel 1 verwendet wurde, gegeben, um die Viskosität des Harzes auf 2700 cP. einzustellen. Die so erhaltene Harzlösung wird auf den Siliciumwafer mittels einer Schleuderbeschichtung bei einer Rate von 2000 U/min appliziert. Die Dicke der gebildeten Schicht beträgt 5 µm.
Die gebildete Harzschicht wird 30 min bei einer Tempera­ tur von 150°C getrocknet und dann werden unter Anwen­ dung der gleichen Verfahrensweisen wie bei Beispiel 1 das Photo-Resistmuster mit einer Mustergröße von 20 µm im Quadrat ausgebildet.
Nach der 30minütigen Hitzebehandlung bei 140°C wird das Photo-Resistmuster 5 h bei Raumtemperatur gehalten. An­ schließend wird es in Ethoxybenzol als Ätzflüssigkeit bei einer Temperatur von 25°C während 60 sec einge­ taucht. Dabei wird das Siliconharz vom Leitertyp geätzt.
Daraufhin wird die Photo-Resistschicht unter Verwendung eines Photo-Resistablösemittels entfernt; man erhält einen Film aus Siliconharz vom Leitertyp, auf den ein vorbestimmtes Muster transferiert wurde. Die Größe der Öffnung auf dem Harzfilm beträgt 23 µm im Quadrat bei einer Maskengröße von 20 µm im Quadrat. Auch die Form des Musters ist zufriedenstellend.
Beispiel 3
Zu einem Siliconharz vom Leitertyp mit einem Molekular­ gewicht von etwa 150 000, in dem R1 in der obigen, all­ gemeinen Formel (I) eine Phenylgruppe darstellt und R2 für Wasserstoff steht, gibt man Toluol, um die Viskosi­ tät des Harzes auf 5000 cP. einzustellen. Anschließend wird die so hergestellte Lösung auf die Oberfläche ei­ nes Siliciumwafers mittels einer Schleuder appliziert, die mit einer Rate von 2000 U/min rotiert. Die Dicke des gebildeten Films beträgt 20 µm.
Die gebildete Harzschicht wird 30 min bei einer Tempera­ tur von 150°C getrocknet. Dann wird unter Anwendung der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 1 eine Photo- Resistmuster mit einer Mustergröße von 20 µm im Quadrat ausgebildet. Anschließend werden UV-Strahlen mit einer Intensität von 300 mJ/cm2 auf die gesamte Oberfläche des Photo-Resistmusters mittels einer Ultra-Hochdruckqueck­ silberlampe bestrahlt, aus der Strahlen mit einer Wellen­ länge von kürzer als 300 nm entfernt wurden. Nach die­ ser Behandlung wird das Photo-Resistmuster in ein ge­ mischtes Lösungsmittel aus Methoxybenzol und Xylol mit einem Volumenverhältnis von 1/2 60 sec bei einer Tempe­ ratur von 25°C eingetaucht, um das Siliconharz vom Lei­ tertyp zu ätzen. Als nächstes wird die Photo-Resist­ schicht unter Verwendung eines Photo-Resistablösemit­ tels entfernt. Man erhält auf diese Weise das Silicon­ harz vom Leitertyp, auf das ein vorbestimmtes Muster übertragen wurde. Die Größe der Öffnung auf dem Harz­ film beträgt 29 µm im Quadrat. Die Gestalt des Photo- Resistmusters ist zufriedenstellend.
Beispiel 4
Zu einem Siliconharz vom Leitertyp mit einem Molekular­ gewicht von etwa 100 000, bei dem R1 in der oben erwähn­ ten, allgemeinen Formel (I) eine Methylgruppe bedeutet und R2 für Wasserstoff steht, gibt man Benzol, um die Viskosität des Harzes auf 2900 cP. einzustellen. Dann wird die so hergestellte Lösung auf die Oberfläche eines Siliciumwafers mittels einer Schleuder appliziert, die mit einer Rate von 2000 U/min rotiert. Die Dicke des gebildeten Films beträgt 8 µm.
Die gebildete Harzschicht wird 30 min bei einer Tempera­ tur von 140°C getrocknet und dann wird nach der glei­ chen Verfahrensweise wie in Beispiel 1 das Photo-Resist­ muster mit einer Mustergröße von 20 µm im Quadrat aus­ gebildet.
Anschließend wird die Photo-Resistschicht 30 min bei einer Temperatur von 150°C hitzebehandelt, wonach das Ganze 10 h bei Raumtemperatur stehengelassen wird. Dann wird die Photo-Resistschicht 60 sec bei 25°C in eine gemischte Lösung von Methoxybenzol und Xylol mit einem Volumenverhältnis von 1/3 eingetaucht, wobei das Silicon­ harz vom Leitertyp geätzt wird. Nach dem Ätzen wird die so behandelte Photo-Resistschicht durch ein Mikroskop beobachtet. Es wird keine Rißbildung festgestellt.
Als nächstes wird die Photo-Resistschicht unter Verwen­ dung eines Photo-Resistablösemittels entfernt. Man er­ hält das Siliconharz vom Leitertyp, auf das ein vorbe­ stimmtes Muster transferiert wurde. Die Größe der Öffnung auf dem Harzfilm beträgt 23 µm im Quadrat. Die Gestalt des Photo-Resistmusters ist ebenfalls zufriedenstellend.
Beispiel 5
Benzol wird zu dem Siliconharz vom Leitertyp, wie es in Beispiel 4 verwendet wurde, gegeben, um die Viskosität des Harzes auf 2400 cP. einzustellen. Die so erhaltene Harzlösung wird auf ein Siliciumwafer mittels einer Schleuder appliziert, die mit einer Rate von 2000 U/min rotiert. Die Dicke der gebildeten Schicht beträgt 3,0 µm.
Die gebildete Harzschicht wird 30 min bei einer Tempera­ tur von 140°C getrocknet und dann nach der gleichen Ver­ fahrensweise wie in Beispiel 1 das Photo-Resistmuster mit einer Mustergröße von 10 µm im Quadrat ausgebildet. Anschließend werden UV-Strahlen mit einer Intensität von 200 mJ/cm2 auf die gesamte Oberfläche des Photo- Resistmusters mittels einer Ultra-Hochdruckquecksilber­ lampe gestrahlt, aus der Strahlen mit einer Wellenlänge von kürzer als 300 nm entfernt wurden. Anschließend wird das Photo-Resistmuster in Ethoxybenzol 30 sec bei einer Temperatur von 25°C eingetaucht, um das Siliconharz vom Leitertyp zu ätzen. Als nächstes wird die Photo-Resist­ schicht unter Verwendung eines Photo-Resistablösemit­ tels entfernt, um das Siliconharz vom Leitertyp zu er­ halten, auf das ein vorbestimmtes Muster übertragen wur­ de. Die Größe der Öffnung auf dem Harzfilm beträgt 10,9 µm im Quadrat. Die Gestalt des Photo-Resistmusters ist zufriedenstellend.
Beispiel 6
Benzol wird zu dem Siliconharz vom Leitertyp, wie es in Beispiel 1 verwendet wurde, gegeben, um die Viskosität des Harzes auf 2800 cP. einzustellen. Die so erhaltene Harzlösung wird auf ein Siliciumwafer mittels einer Schleuder appliziert, die mit einer Rate von 2000 U/min rotiert. Die Dicke der gebildeten Schicht beträgt 6 µm. Gemäß dem Verfahren von Beispiel 1 wird dann ein Photo- Resistmuster mit einer Größe von 10 µm im Quadrat aus­ gebildet und anschließend wird die gesamte Oberfläche des Photo-Resistmusters mit UV-Strahlen mit einer Inten­ sität von 200 mJ/cm2 bestrahlt, wonach das Ganze 5 h bei Raumtemperatur stehengelassen wird.
Anschließend wird das Photo-Resistmuster in ein gemisch­ tes Lösungsmittel aus Toluol und Xylol mit einem Volu­ menverhältnis von 2/3 als Ätzflüssigkeit 50 sec bei einer Temperatur von 25°C eingetaucht, um das Silicon­ harz vom Leitertyp zu ätzen. Nach dem Ätzen wird der so behandelte Photo-Resist unter dem Mikroskop beob­ achtet. Es wird keine Rißbildung festgestellt.
Als nächstes wird die Photo-Resistschicht unter Verwen­ dung eines Photo-Resistablösemittels entfernt, wobei man das Siliconharz vom Leitertyp erhält, auf das ein vorbestimmtes Muster transferiert wurde. Die Größe der Öffnung auf dem Harzfilm beträgt 12,5 µm im Quadrat, wobei das Photo-Resistmuster eine Maskengröße von 10 µm im Quadrat aufweist.
Beispiel 7
Eine Benzollösung des Siliconharzes vom Leitertyp, wie in Beispiel 4 verwendet, wird auf ein Siliciumwafer mittels einer Schleudervorrichtung appliziert, die mit einer Rate von 3000 U/min rotiert. Die Dicke der gebil­ deten Harzschicht beträgt 5,0 µm.
Die gebildete Harzschicht wird 30 min bei einer Tempera­ tur von 140°C getrocknet. Dann wird gemäß dem Verfah­ ren von Beispiel 1 das Photo-Resistmuster mit einer Mustergröße von 10 µm im Quadrat gebildet. Anschließend wird die gesamte Oberfläche des Photo-Resistmusters mit­ tels einer Ultra-Hochdruckquecksilberlampe, aus der die Strahlen mit einer Wellenlänge von kürzer als 300 nm entfernt wurden, mit UV-Strahlen mit einer Intensität von 250 mJ/cm2 bestrahlt.
Hierauf wird das Photo-Resistmuster in eine gemischte Lösung von Toluol und Xylol mit einem Volumenverhält­ nis von 2/3 als Ätzflüssigkeit 50 sec bei einer Tem­ peratur von 25°C eingetaucht, wodurch das Siliconharz vom Leitertyp geätzt wird. Nach dem Ätzen wird keine Rißbildung auf dem Photo-Resistmuster beobachtet.
Als nächstes wird die Photo-Resistschicht unter Verwen­ dung eines Photo-Resistablösemittels unter Bildung des Siliconharzes vom Leitertyp entfernt, auf das ein vor­ bestimmtes Muster transferiert wurde. Die Größe der Öffnung auf dem Harzfilm beträgt 13,0 µm im Quadrat, wobei das Photo-Resistmuster eine Maskengröße von 10 µm im Quadrat besitzt.
Wie oben beschrieben, ist es erfindungsgemäß möglich, das Siliconharz vom Leitertyp während einer kurzen Zeitspanne zu ätzen unter Verwendung eines Lösungsmit­ tels vom aromatischen Typ und eine befriedigende Über­ tragung eines vorbestimmten Musters zu erreichen.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung von Bildmustern in einer Schicht aus einem Siliconharz vom Leitertyp, bei dem auf einen Schichtträger eine Schicht aus einem Siliconharz vom Leitertyp der allgemeinen Formel (I) aufgebracht wird wobei R₁ eine Phenylgruppe oder eine niedere Alkylgruppe bezeichnet und zwei R₁-Gruppen gleich oder verschieden sein können; R₂ ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe und vier R₂-Gruppen gleich oder verschieden sein können; und n für eine ganze Zahl von 5 bis 1000 steht;
darauf eine Abdeckschicht aus einem positiven lichtempfindlichen Gemisch mit einem Cresol-novolak aufgebracht, bildmäßig belichtet und entwickelt wird und die freigelegten Bereiche der Siliconharzschicht mit einer Ätzflüssigkeit entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Ätzflüssigkeit ein aromatisches Lösungsmittel eingesetzt wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ätzen eine Vorbehandlung durchgeführt wird, bei der die lichtempfindliche Abdeckschicht 15 bis 60 Minuten bei einer Temperatur im Bereich von 125 bis 160°C erhitzt und daraufhin 3 Stunden oder länger bei Raumtemperatur gehalten wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlung durchgeführt wird, indem man die lichtempfindliche Abdeckschicht 30 bis 45 Minuten bei einer Temperatur im Bereich von 130 bis 150°C erhitzt und daraufhin 4 Stunden oder länger bei Raumtemperatur hält.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlung durchgeführt wird, indem man die gesamte Oberfläche der lichtempfindlichen Abdeckschicht mit UV-Strahlen mit einer Wellenlänge von 500 nm oder darunter bestrahlt.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsmenge der UV-Strahlen 50 mJ/cm² oder mehr beträgt.
6. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Strahlen mit einer Wellenlänge von 300 bis 500 nm verwendet.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsmenge der UV-Strahlen 100 MJ/cm² oder mehr beträgt.
8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur beim Ätzen in einem Bereich von 20 bis 28°C liegt.
9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rate des Ätzens in einem Bereich von 1 bis 10 µ/min liegt.
10. Verwendung von aromatischen Lösungsmitteln zum Ätzen von Siliconharzen vom Leitertyp.
11. Verwendung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um ein Lösungsmittel handelt, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Benzol, Alkylbenzol, Alkoxybenzol und Mischungen beliebiger dieser Lösungsmittel.
12. Verwendung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um ein Lösungsmittel handelt, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Benzol, Toluol, Xylol, Methoxybenzol, Ethoxybenzol und Mischungen beliebiger dieser Lösungsmittel.
13. Verwendung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätzflüssigkeit ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Lösungsmittelgemisch von Alkoxybenzol und Xylol mit einem Volumenverhältnis des ersteren von 18% oder mehr; einem Lösungsmittelgemisch von Toluol und Xylol mit einem Volumenverhältnis des ersteren von 20% oder mehr; und einem Lösungsmittelgemisch von Benzol unnd Xylol mit einem Volumenverhältnis des ersteren von 25% oder mehr.
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