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"Verfahren zur Entwicklung eines Positivfotolacks, insbesondere vom
o-Naphtochinondiazidtyp" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwicklung eines
insbesondere Positivfotolacksgvom o-Naphtochinondiazidtyp.
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Zur Aufzeichnung von Informationen großer Bandbreite im NHz-Bereich
mit hoher Speicherdichte, beispielsweise von Fernsehbildern auf plattenförmigen
Aufzeichnungsträgern, kommt neben der konventionellen, von der Schaliplattenfertigung
her bekannten "Schneidetechnik" noch die Technik der Aufzeichnung und Speicherung
mittels Laserstrahlen in Fotolackschichten in Frage.
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Das letztere Verfahren läßt sich besonders dann anwenden, wenn
man
mit dem nach Frequenzverdopplung des grünen Strahls der Wellenlänge 514,5 rm eines
Argonionenlasers erhaltenen ultravioletten Strahl der Wellenlänge 257,25 nm Positivfotolackschichten
belichtet, die sich dadurch auszeichnen, daß sie durch den Belichtungsvorgang chemisch
verändert werden und als Folge dieser Veränderung in einer Entwicklerlösung aufgelöst
und abgespült werden können. Mit dem Aufzeichnen von Fernsehbildinformationen durch
Laserstrahlbelichtung von Fotolackschichten ist eine erhebliche Zeitersparnis gegenüber
der Schneidetechnik verbunden. Jedoch ist eine Aufzeichnung in Echtzeit noch nicht
möglich, da die durch den Frequenzverdopplungsprozeß erhaltene ultraviolette Strahlung
nicht so intensiv ist, daß sie ausreichen würde, um eine Positivfotolackschicht
in der für Echtzeitanforderungen benötigten Zeit zu belichten.
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Diese Schwierigkeit ließe sich theoretisch durch den Einsatz von Argonionenlasern
höherer Leistung beheben. Diese stehen äedoch noch nicht zur Verfügung, überdies
dürften dann die eingesetzten Frequenzverdopplerkristalle nicht mehr einwandfrei
arbeiten bzw. irreversibel geschädigt werden.
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Der Erfindung liegt de Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entwicklung
eines Positivfotolacks, insbesondere eines Positivfotolacks vom o-Naphtochinondiazidtyp
anzugeben, durch das auch von wenig intensiver Strahlung getroffene Bereiche des
Photolacks vollständig entwickelt und abgelöst werden können.
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Ein Verfahren zur Entwicklung eines Positivfotolacks, insbesondere
eines Positivfotolacks vom o-Naphtochinondiazidtyp, ist erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, daß der Entwicklerflüssigkeit 1H - 1,2,3-Benzotriazol in einer Konzentration
von 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,3#Gewichtsprozent zugesetzt wird.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn einer Entwicklerflüssigkeit, die
in wässriger Lösung 5 Gewichtsprozent Trinatriumphosphat, 10 Gewichtsprozent Äthylenglycolmonomethyläther
enthält, 0,2 Gewichtsprozent 1H - 1,2,3-Benzotriazol zugesetzt wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele
eingehend erläutert.
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Handelsübliche Positivfotolacke, beispielsweise ein Fotolack mit der
Bezeichnung AZ-1350 der Fa. Shipley GmbH, Stuttgart/ besteherdaus einer lichtempfindlichen
Komponente und einem filmbildenden Füllstoff, die beide in einem Lösungsmittelsysem
gelöst sind. Der filmbildende Füllstoff ist im allgemeinen eine niedrig polymerisierte
Verbindung mit sauren Gruppen vom Noyolak-Typ und hat die Aufgabe, nach der Aufbringung
des Fotolacks auf eine beliebige Oberfläche, diese mit einem gleichmäßigen, poren-
und #1öcher#freien und nichtklebenden verzug
der gewünschten Dicke
zu überziehen. Die lichtempfindliche Komponente ist beispielsweise ein o-Naphtochinondiazid,
das sich gleichmäßig verteilt in der Fotolacklösung und später auch in der aufgebrachten
Fotolackschicht befindet. Bei einer Belichtung der Fotolackschicht tritt eine fotochemische
Reaktion mit der lichtempfindlichen Komponente ein, nach deren Ende sich eine Indencarbonsäure
gebildet hat. Es ist eine bekannte Tatsache, daß Säuren mit Alkalien Salze bilden,
die in der Regel wasserlöslich sind. Dies macht man sich beim Entwickeln zu Nutze.
Eine zur Entwicklung eines Positivfotolacks geeignete Entwicklungsflüssigkeit ist
beispielsweise eine wässrige Alkalilösung, die so eingestellt ist, daß sie den sauren
Füllstoff zusammen mit der sich beim Belichten gebildeten Säure unter Salzbildung
auflöst, eine Reaktion, die mit dem sauren Füllstoff allein und dem unbelichteten
Naphtochinondiazid nicht eintritt. Beim Entwickeln von belichteten Positivfotolackschichten
werden also die belichteten Partien aufgelöst und fortgespült, während die unbelichteten
Partien erhalten bleiben. Erhalten bleiben aber auch die Partien, die für die ablaufende
fotochemische Reaktion zu wenig zur Belichtung geeignete Strahlung erhalten haben.
Diese Partien lassen sich jedoch erfindungsgemäß ebenfalls abentwickeln, wenn man
der Entwicklerlösung eine kleine Menge einer Substanz mit dem Namen 111-1,2,3-Benzofriazol
zufügt Es gelingt auf diese Weise, noch Positivfotolackschichten zu entwickeln,
die nur mit dem fünften Teil der üblicherweise gebrauchten Strahlungsmenge belichtet
wurden.
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Wendet man das erfindungsgemäße Verfahren an, läßt sich eine lattenförmi
en Echtzeitaufzeichnung von Fernsehbildern auf Aufzeichnungsürägern mit den zur
Verfügung stehenden Lasersystemen durchführen, da die UV-Strahlungamenge beim Echtzeitbetrieb
ausreicht, um ein der aufgezeichneten Information entsprechendes Muster zu entwickeln.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Anwendung zur Aufzeichnung von
Videosighalen beschränkt. Bei den vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten interessiert
weiterhin besonders die der Belichtungszeitreduzierung bei Positivfotolackschichten
auf den verschiedenartigen Ob erflächen bei der Fertigung von Halbleiterbauteilen,
Schaltkreisen etc. in großen Stückzahlen. Hier stehen zwar genügend starke Strahlungsquellen
zur Verfügung, jedoch könnte bei Anwendung der Erfindung die Belichtungsdauer um
den Faktor fünf gesenkt werden, wodurch auch die Geaamtdauer des Herstellungs prozesses
entscheidend im günstigen Sinne beeinflußt würde.
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Weiterhin läßt sich auch die Entwicklungszeit senken.
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Beispiel 1 Blanke Nickelabschnitte der Abmessungen 1,7 x 3,0 cm2
und der Rauhtiefe Rt = 10-15nm werden sorgfältig gereinigt und elektolytisch entfettet
sowie mit einer 400 um dicken Schicht des Positivfotolacks AZ-1350 versehen. An
das Trocknen dieser
Schicht schließt sich der Belichtungsvorgang
an, für den unter den gewählten Bedingungen eine erforderliche Belichtungszeit von
3,0 min bei konventioneller Entwicklung in Vorversuchen ermittelt wurde. Dabei werden
eine Belichtungsmaske mit einem beliebigen Testmotiv, ein Vakuumbelichtungsrahmen
mit gläserner Deckplatte und der 50 W-Flächenstrahler einer Fotolackbelichtungsquelle
im Abstand von 15 cm von der Nickeloberfläche verwendet. Die Belichtungszeit bei
diesem Beispiel beträgt 36 Sekunden. Durch Entwickeln bei 250C für 45 Sekunden in
unverenthält, dünntem AZ-Developer, der 0,3% 1 H-1,2,3-Benzotriazol gelöste entsteht
eine vollständig ausentwickelte und bildmäßige Wiedergabe des Testmaskenmotivs in
der Fotolackschicht.
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B e i sp i e l 2 Verfahren nach Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied,
daß mit einer wäßrigen Lösung, enthaltend 5 Gew.-% Trinatriumphosphat Na3PO4x 12H20
10 Gew, -O/o Äthylenglycolmonomethyläther 0,2 Gew.-% 1 H-1,2,3-Benzotriazol bei
sonst gleichen Bedingungen entwickelt wird. Es entsteht eine vollständig ausentwickelte
und bildmäßige Wiedergabe des Tastmaskenmotivs in der Fotolackschicht.
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Beispiel 3 Verfahren nach Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied,
daß 3 Minuten lang belichtet wird unter Zuhilfenahme eines neutralen Graufilters,
das 4/5 der einfallenden Lichtmenge absorbiert. Es entsteht eine vollständig ausentwickelte
und bildmäßige Wiedergabe des Testmaskenmotivs in der Foto lacks schicht.
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Beispiel 4 Verfahren nach Beispiel 3, jedoch mit dem Unterschied,
daß gemäß Beispiel 2 entwickelt wird. Es entsteht wieder eine vollständig ausentwickelte
und bildmäßige Wiedergabe des Testmaskenmotivs in der Fotolackschicht.
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Beispiel 5 Verfahren nach Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied,
daß 3 Minuten lang ohne Graufilter belichtet wird. Nach einer Entwicklungszeit von
15 Sekungen entsteht eine vollständig ausentwickelte und bildgetreue Wiedergabe
des Testmaskenmotivs in der Fotolackschicht.
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Beispiel 6 Verfahren nach Beispiel 5, jedoch mit dem Unterschied,
daß gemäß Beispiel 2 entwickelt wird. Auch hier entsteht nach 20 Sekunden eine vollständig
ausentwickelte und bildgetreue Wiedergabe des Testmaskenmotivs in der Fotolackschicht.