DE2431311B2

DE2431311B2 - Verfahren zur Strukturierung einer Photolackschicht

Info

Publication number: DE2431311B2
Application number: DE19742431311
Authority: DE
Inventors: Jan T. Eindhoven Gerkema (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1973-07-06
Filing date: 1974-06-29
Publication date: 1980-08-21
Also published as: NL7309451A; DE2431311C3; GB1453253A; IT1037067B; FR2236336A1; DE2431311A1; CA1032397A; JPS5071273A; FR2236336B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Strukturierung einer Photolackschicht, die über eine metallische Photomaske belichtet und entwickelt wird, wonach die entwickelte Photolackschicht als Maskierung verwendet wird.

Vorrichtungen, die durch ein derartiges Verfahren hergestellt werden, sind z. B. Halbleiteranordnungcn oder Dünnfilmmagnetköpfe zum Einschreiben oder Auslesen von Informationen in einem magnctisierbaren Material.

Als Photomaske wird ein Positiv oder ein Negativ eines in der Photolackschicht gewünschten Musters verwendet, je nachdem die Photolackschicht aus einer positiven oder einer negativen Photolackschicht besteht.

Es ist bekannt, beim obengenannten Verfahren Photomasken zu verwenden, die z. B. aus einer gelochten Metallplatte, einer Emulsionsplatte oder einer durchsichtigen Glasplatte mit einer Metallschicht mit dem gewünschten Muster oder einem Negativ desselben bestehen. Zum Erhalten einer genauen Abbildung des Musters ist es erwünscht, dafür zu sorgen, daß sich derartige Photomasken genau und gleichmäßig der Photolackschicht anschließen. Dies ist oft ein Problem, wenn die Oberfläche der Photoiackschicht und/oder die Oberfläche der Photomaske nicht völlig flach ist (sind). Die Anwendung von Druck zum Erhalten eines vollständigen Anschlusses führt häufig zu Verformung oder Bruch der Photomaske und/oder des Körpers. Wenn sich die Oberflächen der Photolackschicht und der Photomaske nicht vollständig anschließen, läßt sich dies oft durch das Auftreten von Interferenzringen feststellen und hat zur Folge, daß eine weniger genaue Abbildung und auch Abrundung der Ränder des in der Photolackschicht gebildeten Musters erhalten werden.

Wenn nun z. B. das Photolackschichtmuster als Maskierung bei Materialentfernung von dem nicht von dem Muster bedeckten Teil des Körpers durch Zerstäubung verwendet wird, wird die Form des abgerundeten Randes des Mustere beim Zerstäuben auf den Körper übertragen. Dies ist ein wesentlicher

ίο Nachteil, wenn Spalte mit einer genau definierten Breite in einem Körper gebildet werden müssen.

Wenn das Photolackschichtmuster als Maskierung beim Anbringen z. B. genau definierter Metallbahnen durch Aufdampfen von Metall auf den ganzen Körper

is und beim anschließenden Entfernen des Photolackschichtmusters mit dem darauf liegenden Metall dient, wird diese Entfernung dadurch erschwert, daß das auf dem Lack liegende Metall über die abgerundeten Ränder oft mit dem direkt auf dem Körper liegenden

2« Metall verbunden ist.

Die Erfindung bezweckt u. a., die beschriebenen Schwierigkeiten wenigstens größtenteils zu vermeiden. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß dies erreicht werden kann, wenn sich die Phovomaske und die Photolackschicht völlig aneinander anschließen.

Dies wird erzielt, ohne daß praktisch Verformung oder Bruch der Photomaske oder des Körpers auftreten kann, wenn das eingangs genannte Verfahren da-

Ji) durch gekennzeichnet ist, daß die Photomaske in situ auf der Photolackschicht gebildet wird.

Bei einer so gebildeten Metallmaske wird ein vollständiger Anschluß an die Photolackochicht erhalten, ohne daß ein Relief an der Oberfläche des Körpers Schwierigkeiten herbeiführt. Die Photomaske wird z. B. durch Aufdampfen eines Metallmusters über eine Aufdampfmaske, wie eine gelochte Metallfolie, gebildet.

Vorzugsweise wird aber die Photomaske auf photomechanischem Wege aus einer auf der Photolackschicht angebrachten undurchsichtigen Schicht gebildet. Unter dem Ausdruck »undurchsichtig« ist hier zu verstehen, daß die Schicht praktisch keine Strahlung durchläßt, die für die Belichtung der Photolackschicht verwendet wird.

Unter dem Ausdruck »auf photomeehanischem Wege« ist hier zu verstehen, daß auf der undurchsichtigen Schicht eine zweite Photolackschicht angebracht wird, die über eine übliche (zweite) Photomaske belichtet und entwickelt wird und dann als Maske bei der Bildung des gewünschten Musters in der undurchsichtigen Schicht dient. Es ist auffallend, daß dieser Vorgang, der nicht bei der ersten, direkt auf dem Körper angebrachten Photolackschicht angewendet werden kann, bei der zweiten Photoiackschicht wohl zu einem günstigen Ergebnis führt.

Abrundung der zweiten Photoiackschicht durch Abbildungsungenauigkeit inlolge eines weniger genauen Anschlusses der zweiten Photomaske an die

Mi zweite Photoiackschicht ist in der Regel unbedenklich, weil die zweite Photoiackschicht nur als Maske für die Bildung eines gewünschten Musters in einer verhältnismäßig dünnen undurchsichtigen Schicht dient. Vorzugsweise wird eine undurchsichtige Schicht

(i5 angebracht, clic dünner als 4000 A ist. Vorzugsweise wird eine undurchsichtige, 600 bis 1000 A dicke Schicht unter Verwendung eines stromlosen Verfahrens gebildet.

Bei den genannten geringen Dicken wird, wenn in der undurchsichtigen Schicht das Muster durch Ätzen gebildet wird, nur eine geringe Unterätzung auftreten.

Mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfi.idung kann ein Muster in der auf dem Körper angebrachten Photolackschicht mit z. B. 0,65 bis 2 um breiten Spalten mit stellen Kanten erhalten werden.

Das Verfahren nach der Erfindung wird vorzugsweise verwendet, wenn die auf dem Körper angebrachte Photolackschicht eine Dicke von mehr als

2 μΐη aufweist. Photolackschichten mit einer derartigen Dicke werden als Maskierung verwendet, wenn Spalte in dem Körper durch Zerstäubung erhalten werden müssen. Dazu kann zunächst die als Photomaske dienende undurchsichtige Schicht entfernt is werden.

Dicke Metallbahnen, z. B. Platinbahnen, lassen sich oft schwer durch Ätzen erhalten. Bei einer Maskierung mit Hilfe einer Photolackschicht mit r*.eilen Kanten wird wenig Metall auf diesen Kanten abgelagert und es kann auf übliche Weise das auf der Photolackschicht liegende Metall mit dem Photolack entfernt werden.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Anordnung, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt ist.

Die Erfindung wird nunmehr für ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf eine durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Anordnung, und

Fig. 2 und 3 einen Teil cinncs Schnittes längs der Linie H-II durch die in Fig. 1 gezeigte Anordnung in aufeinanderfolgenden Stufen der Durchführung des .is Verfahrens nach der Erfindung.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen Magnetkopf zum Einschreiben und Auslesen von Informationen in einem magnctisicrbarcn Medium. Mit 12 ist ein schichtförmigcr Nickel-Eiscn-Kern bezeichnet, des- -to sen Schichtteil 16 von gegen diesen Teil isolierten Windungen 13und 14 umgeben ist. Die erhöhte Mitte 17 des Schichttcils 16 wird nach der Erfindung mit einem Spalt 15 verschen.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Mitte 17. Auf eine Oberfläche eines Körpers, der aus einem Substrat 21 aus Halbleitermaterial, z. B. Silicium, das mit einer Siliciumoxidschicht 22 und mit dem 1,5 μηι dicken Nickel-Eisen-Schichttcil 16 versehen ist, wird eine

3 (im dicke positive Photolackschicht 24 angebracht.

Diese Photolackschicht wird über eine metallische Photomask«: belichtet und einwickelt und dann als Maskierung beim Entfernen von Material von dem Nickel-Eisen-Schichttcil 16 verwendet.

Die Photomaske wird in situ auf der Photolackschicht 24 gebildet. Dazu wird auf übliche Weise auf der Photolackschicht 24 eine bei der anschließenden Behandlung undurchsichtige Nickelschicht 25 mit einer Dicke von 600 bis K)(K) A aus einem üblichen sauren Bad für stromloses Vernickeln abgelagert, mi

Die Photomaske wird auf photochemischem Wege in der undurchsichtigc.i Schicht 25 pcbildet.

Dazu wird auf der Schicht 25 eine eiwa 0,4 um dicke zweite positive Photolackschicht 26 angebracht, die z. B. über eine übliche auf einer Glasplatte angebrachte Chrommaske belichtet wird. Die Chrommaske enthält ein Bild des in dem Schichtteil 16 anzubringenden Spaltes 15 mit einer Breite von z. B. 1 μΐη.

Nach Entwicklung der Photolackschicht 26 wird die Schicht 25 auf übliche Weise geätzt, wobei die Photolackschicht 26 als Ätzmaske dient. Anschließend wird die Photolackschicht 24 unter Verwendung der Schicht 25 als Maske belichtet und entwickelt. Während der Entwicklung wird auch die Photolackschicht 26 entfernt. Die Schicht 25 kann auf übliche Weise entfernt werden (Fig. 3) oder während der darauffolgenden Behandlung erhalten bleiben.

Danach wird der Schichtteil 16 mit der entwickelten Photolackschicht 24 als Maske auf übliche Weise einer Zerstäubungsbehandlung unterworfen, wobei im Schichtteil 16 der Spalt 15 gebildet wird.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung weisen öffnungen in der Photolackschicht 24 infolge Belichtung über die sich eng an diese Schicht anschließende Schicht 25 steile Kanten auf. Die steilen Kanten der Öffnungen in der Photolackschicht 24 werden während der Zerstäubung in dem Schichtteil 16 reproduziert.

Etwaige nach der Zerstäubung verbleibende Teile eier Photolackschicht 24 können mit Hilfe eines üblichen Lösungsmittels entfernt werden.

Das Verfahren nach der Erfindung ist oben an einem Beispiel veranschaulicht, bei dem Material von dem Körper abgetragen wird. Die Erfindung kann aber auch verwendet werden, wenn Material auf dem Körper angebracht werden muß und z. B. metallische Muster mit steilen Profilkanten erwünscht sind, z. B. bei Anordnungen zum Erzeugen und Detektieren akustischer Oberflächenwellen, wobei kammartig ineinandergreifende Metallmuster mit in geringer Entfernung (z. B. 0,5 μΐη) voneinander liegenden schmalen Metallbahncnauf einem piezoelektrischen Körper angebracht werden müssen.

Insofern wird dann von dem oben beschriebenen Beispiel abgewichen, daß die mit Öffnungen versehene Photolackschicht 24 auf einem piezoelektrischen Körper angebracht ist und als Maske beim Aufdampfen eines gewünschten Metalls, wie Gold oder Aluminium, verwendet wird, wonach die Photolackschicht 24 zugleich mit dem auf der Photolackschicht befindlichen Metall vom piezoelektrischen Körper entfernt wird.

Dadurch, daß die Öffnungen in der Photolackschicht 24steile Kanten aufweisen, ist die Möglichkeit, daß beim Aufdampfen Brücken zwischen dem Metall auf der Photolackschicht und dem Metall in den Öffnungen gebildet werden, gering, wodurch sich die Photolackschicht mit dem darauf liegenden Metall leicht entfernen läßt.

Mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung können auch z. B. Muster aus Permalloy gebildet werden, die zur Fortbewegung magnetischer zylindrischer Domänen (Bubbles) in oxidischen magnetischen Materialien dienen.

Hierzu I Blatt Zeichnunccn

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Strukturierung einer Photolackschicht, die über eine metallische Photomaske belichtet und entwickelt wird, wonach die entwikkelte Photolackschicht als Maskierung verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Photomaske in situ auf der Photolackschicht gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Photomaske auf photomechanischem Wege aus einer auf der Photolackschicht angebrachten undurchsichtigen Schicht gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine undurchsichtige Schicht angebracht wird, die dünner als 4000 A ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als undurchsichtige Schicht eine Metallschicht mit einer Dicke von 600 bis 1000 A mit Hilfe eines stromlosen Verfahrens gebildet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Photolackschicht mit einer Dicke von mehr als 2 μΐη angebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als undurchsichtige Schicht eine Nickelschicht angebracht wird.