Claims (2)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Verwendung eines photosensitiven Glases, das in einem Belichtungsvorgang mit anschliessendem Tempern im Volumen schwarz und optisch dicht eingefärbt werden kann, zur Herstellung von Hartmasken für photolithographische1. Use of a photosensitive glass, which can be colored black and optically dense in volume in an exposure process with subsequent tempering, for the production of hard masks for photolithographic
. Verfahren.. Procedure.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das photosensitive Glas mit einer dem gewünschten Muster entsprechenden Maske abgedeckt, das Glas dann mit senkrecht einfallendem, parallelem UV-Licht belichtet und nach Abnehmen der Maske einer Wärmebehandlung unterzogen wird, so dass die belichteten Stellen schwarz und optisch dicht werden.2. Use according to claim 1, characterized in that the photosensitive glass is covered with a mask corresponding to the desired pattern, the glass is then exposed to perpendicularly incident, parallel UV light and, after removing the mask, is subjected to a heat treatment so that the exposed areas become black and optically dense.
BESCHREIBUNGDESCRIPTION
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines photosensitiven Glases nach Patentanspruch 1. Hartmasken werden heute bei zahlreichen Prozessen der Massenfertigung benötigt. Überall dort, wo sehr feine Strukturen auf einen Träger aufgebracht werden müssen, scheiden Druckverfahren aus. Als Alternative bleibt nur ein photolithographischer Prozess. Bei Flüssigkristallanzeigen (LCD) zum Beispiel müssen das Elektrodenmuster und die Zuleitungen in einem Ätzprozess erzeugt werden. Hierzu werden die Glasplatten, welche eine dünne Leitschicht tragen, mit einem Photoresist beschichtet. Nach dem Trocknen wird das beschichtete Glas mit Hilfe einer Maske, welche das gewünschte Elektrodenmuster aufweist, belichtet, entwickelt und geätzt. Für den beschriebenen Belichtungsprozess kommt bei Stückzahlen von mehr als 100 im allgemeinen eine Hartmaske zur Anwendung, welche in den Strahlengang einer Belichtungseinrichtung mit parallelem Licht eingeschoben wird. Weichmasken - das sind Masken aus herkömmlichen Photoemulsionen auf Kunststoff- oder Glasträger - werden durch Auswechseln der zu belichtenden Substrate sehr rasch verkratzt, was zu Ausbeuteeinschränkungen führt. Sie können aus Kostengründen auch nicht ständig ausgewechselt werden, so dass man Hartmasken benutzt, die nicht verkratzt werden können. Derartige Hartmasken bestehen heute aus einer Glasplatte, auf die eine optisch dichte Metallschicht aufgedampft wird. Danach wird in einem photolithographischen Prozess das gewünschte Muster einbelichtet und herausgeätzt. Dieses Verfahren stellt hohe Ansprüche an die Qualität der aufgedampften Schicht und die korrekte Durchführung des Ätzvorganges und ist daher sehr teuer. Da es sich darüber hinaus bei der Metallschicht um eine Oberflächenschicht handelt, ist auch hier die Gefahr von Beschädigungen der Schicht nicht auszu-schliessen.The invention relates to the use of a photosensitive glass according to claim 1. Hard masks are required today in numerous mass production processes. Wherever very fine structures have to be applied to a substrate, printing processes are ruled out. The only alternative left is a photolithographic process. In the case of liquid crystal displays (LCD), for example, the electrode pattern and the leads must be produced in an etching process. For this purpose, the glass plates, which have a thin conductive layer, are coated with a photoresist. After drying, the coated glass is exposed, developed and etched using a mask which has the desired electrode pattern. For the exposure process described, a hard mask is generally used for quantities of more than 100, which is pushed into the beam path of an exposure device with parallel light. Soft masks - these are masks made from conventional photo emulsions on plastic or glass carriers - are scratched very quickly when the substrates to be exposed are changed, which leads to yield limitations. For reasons of cost, they cannot be constantly replaced, so that hard masks are used that cannot be scratched. Such hard masks today consist of a glass plate onto which an optically dense metal layer is vapour-deposited. The desired pattern is then exposed and etched out in a photolithographic process. This method places high demands on the quality of the vapor-deposited layer and the correct execution of the etching process, and is therefore very expensive. Since the metal layer is also a surface layer, the risk of damage to the layer cannot be ruled out here either.
Hartmasken können ausser bei den genannten Flüssigkristallanzeigen auch beispielsweise bei der Herstellung von Formätzteilen sowie bei Prozessen der Halbleiterherstellung und auf anderen Gebieten verwendet werden.In addition to the liquid crystal displays mentioned, hard masks can also be used, for example, in the manufacture of etched-form parts and in semiconductor manufacturing processes and in other areas.
Aus der DE-PS 2 914 682 ist ein Verfahren zur Herstellung einer als Lichtblende wirkenden Glasplatte bekannt, bei dem eine aus einem lichtempfindlichen Glas hergestellte, dünne Platte mit einer Maske bedeckt wird, die durch schmale, äquidistante Streifen unterbrochen ist, die von der Maske bedeckte Glasplatte mit im wesentlichen parallelen UV-Licht bestrahlt wird und die Glasplatte danach einer Wärmebehandlung derart unterworfen wird, dass die belichteten Streifen lichtundurchlässig werden. Dabei kann das UV-Licht, je nach dem Effekt, den man haben möchte, entweder senkrecht zur Plattenaberfläche oder schräg zu dieser einstrahlen. Es bilden sich nach einer anschliessenden Wärmebehandlung in dem Glas äquidistante schwarze Streifen, die entsprechend dem gewählten Lichteinfall verlaufen und dazu dienen sollen, eingestrahltes Licht in einer bestimmten Richtung durchzulassen und in einer anderen Richtung voll zu absorbieren.DE-PS 2 914 682 discloses a method for producing a glass plate acting as a light screen, in which a thin plate made of light-sensitive glass is covered with a mask which is interrupted by narrow, equidistant strips which are covered by the mask covered glass plate is irradiated with substantially parallel UV light and the glass plate is then subjected to a heat treatment such that the exposed strips become opaque. Depending on the effect you want to have, the UV light can shine either perpendicularly to the plate surface or at an angle to it. After a subsequent heat treatment, equidistant black stripes are formed in the glass, which run according to the selected incidence of light and are intended to allow incident light to pass in a certain direction and to fully absorb it in another direction.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention
Die erfindungsgemässe Verwendung eines derartigen photosensitiven Glases zur Herstellung von Hartmasken für photolithographische Verfahren hat gegenüber den bisher verwendeten Hartmasken den Vorteil, dass sie zum einen schnell und mit einfachen Arbeitsgängen herzustellen sind und die Kosten daher nur etwa eLi Viertel der herkömmlichen Technik der Hartmaskenherstellung betragen, und dass zum anderen derartige Hartmasken vollkommen kratzfest sind und eine hohe Temperaturfestigkeit aufweisen. Schliesslich bietet sie überraschenderweise die Möglichkeit, auch feinste Strukturen im jim-Bereich in das Glas einzube-lichten und daher diese Hartmasken auch zur Herstellung entsprechend feiner Strukturen verwenden zu können.The inventive use of such a photosensitive glass for the production of hard masks for photolithographic processes has the advantage over the hard masks used hitherto that they can be produced quickly and with simple work steps and the costs are therefore only about eLi quarter of the conventional technology of hard mask production, and on the other hand, such hard masks are completely scratch-resistant and have a high temperature resistance. Finally, it surprisingly offers the possibility of exposing even the finest structures in the jim range into the glass and therefore of being able to use these hard masks to produce correspondingly fine structures.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 die Herstellung einer Hartmaske und Fig. 2 die Hartmaske als Ergebnis des Herstellungsvorganges.An embodiment is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. 1 shows the production of a hard mask and FIG. 2 shows the hard mask as a result of the production process.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Zur Herstellung der Hartmaske wird gemäss Fig. 1 eine Platte aus photosensitivem Glas 1 von etwa 1 mm Dicke mit einer Maske 2 abgedeckt, die die gewünschte Struktur aufweist. Dann wird die Glasplatte von der Maskenseite her mit parallelem UV-Licht eines Quecksilber-Hochdruckbrenners ca. 2 Stunden lang bestrahlt. Die Strahlen sind durch die Pfeile 3 angedeutet. Nach dem Entfernen der Maske 2 wird die Glasplatte 1 sodann einer etwa einstündigen Wärmebehandlung bei etwa 600 °C unterworfen, wobei sich die belichteten Stellen 4 durch die gesamte Plattendicke hindurch dunkel färben und undurchsichtig werden, während die unbelichteten Stellen 5 farblos und durchsichtig bleiben. Nach dem Abkühlen der Glasplatte liegt nunmehr die fertige Hartmaske vor, die kratzfest, hochtemperaturfest und unempfindlich ist, so dass sie beliebig oft zur Herstellung entsprechender Ätzmuster verwendet werden kann. Als photosensitives Glas kann beispielsweise eines verwendet werden, das unter dem Handelsnamen «Foturan» von der Fa. Schott im Handel ist.To produce the hard mask, according to FIG. 1, a plate of photosensitive glass 1 about 1 mm thick is covered with a mask 2 that has the desired structure. The glass plate is then irradiated from the mask side with parallel UV light from a high-pressure mercury burner for about 2 hours. The rays are indicated by the arrows 3. After removing the mask 2, the glass plate 1 is then subjected to a heat treatment for about one hour at about 600° C., with the exposed areas 4 turning dark throughout the plate thickness and becoming opaque, while the unexposed areas 5 remain colorless and transparent. After the glass plate has cooled down, the finished hard mask is now available, which is scratch-resistant, high-temperature-resistant and insensitive, so that it can be used as often as required to produce corresponding etched patterns. The photosensitive glass used can be, for example, one that is commercially available from Schott under the trade name “Foturan”.
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1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings