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 VerfahrenInfo
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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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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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