DE2739847A1 - Verfahren zum selektiven aetzen von silikone enthaltenden materialien - Google Patents

Verfahren zum selektiven aetzen von silikone enthaltenden materialien

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Description

Verfahren zum selektiven Atzen von Silikone enthaltenden Materialien.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum selektiven chemischen Ätzen von Polyimid-Silikon-Copolymeren.
Das Verfahren zum Herstellen von Polyimid-SiLikon-Copolymeren zum überziehen von Ha Ibleiterübergängen und deren Aufbringung auf ausgewählte Oberflachenbereiche elektronischer Elemente ist bekannt. Nachdem das Copolymer auf die OberflSchenbereiche aufgebracht ist, wird es notwendig, Fenster in dem überzug zu öffnen und/oder Material von ausgewählten Bereichen zu entfernen. Um die Halbleiterelement-Bearbeitung zu erleichtern, soll die Entfernung des Copolymermaterials so rasch und so leicht als möglich ausführbar fe.-in. Auch soll das dabei hergestellte Muster in seiner Ausrichtung und seinen Abmessungen beibehalten werden.
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Es ist daher eine lufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, u ι eine Schicht aus einem gehärteten PoIyimid-Silikon-Copolymermaterial mit einem Muster zu versehen.
Dieses» Verfahren soll das chemische Ätzen einer Schicht aus einem gehärteten Polyimid-Silikon-Copolymermaterial umfassen, das Titan als Maskierungsmaterial einschliesst. Dabei sollen unter anderem Fenster in der Schicht aus Copolymermateria 1 geöffnet werden, deren Kanten im wesentlichen nicht unterschnitten sind.
Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Schicht gehorteten Silion-Polyimid-Copolymermateriaι-*auf der Oberfläche eines Körpers angeordnet. Vorzugsweise besteht der Körper aus Halbleitermaterial. Die Schicht hat fine Dicke von 1 bis 10 /Jm. Eine Schicht aus Titan, vorzugsweise mit einer Schichtdicke in der Grössenordnung von 1000 ^, wird auf die Schicht aus Copolymermaterial aufgebracht. Auf der Schicht aus Titan wird eine Schicht aus positivem PhotoresistmateriaI aufgebracht.
Die Schicht aus PhotoresistmateriaI wird zur Öffnung eines oder mehrerer Fenster darin behandelt. In den geöffneten Fenstern sind ausgewählte Oberflächenbereiche der Schicht aus Titan freigelegt. Das freigelegte Titan wird dann bei Zimmertemperatur für eine ausreichende Zeit in Fluorborsäure geätzt, um in der Titan?; iiicht Fenster zu öffnen. Die Fenster in der Titanschicht sind mit denen in der Schicht aus Photoresistmaterial ausgerichtet und in diesen Fenstern in der Titanschicht sind dann ausgewählte OberfInchenbereiche der Schicht aus Copolymermaterial freigelegt. Die Schicht aus Photoresistmaterial wird dann mit TIi 1 fe von Aceton entfernt.
Das Copolymermaterial wird dann in einer ptienolhalt igen Lösung geätzt, wio sie z.B. als \-20 Stripping Solution von der B & A Division der Allied Chemical vertrieben wird. Das chemische Ätzen erfolgt, bis in der Copolymerschicht Fenster geöffnet sind, Ln denen OberfiTchenbereiche des Körpers freigelegt sind. Der s> behandelte Körper wird in ein gerührtes Acetonbad ge-
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taucht, in Isopropanol gespült und schleudergetrocknet.
In der Zeichnung sind in den Figuren 1 bis 7 Seitenansichten, teilweise im Schnitt, eines Körpers aus Halbleitermaterial gezeigt, die nach dem erf indungsgem'issen Verfahren behandelt sind.
Das gem^ss der vorliegenden Erfindung durch selektives Xtzen mit einem Muster versehene gehärtete Polyimid-Silikon-Copolymermaterial ist das Reaktionsprodukt eines siliziumfreien organischen Diamins, eines organischen TetracarbonsSuredianhydrids und eines Polysiloxandiamins, das ein Polymervorl^ufer ist, der in einem geeigneten organischen Lösungsmittel löslich ist. Beim Härten ergibt es ein Copolymer nut wiederkehrenden Struktureinheiten der folgenden Formt.· I:
I.
mit 15 bis 40 Molprozent und vorzugsweise 25 bis 35 Molprozent interkondensierter Struktureinheiten der folgenden Formel:
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worin R ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest, R' ein einwertiger Kohlenwasserstoifrest, R" ein vierwertiger organischer Rest, Q ein zweiwertiger siliziumfreier organischer Rest ist, der der Best eines organischen Diamins ist, χ eine ganze Zahl Mii t einem Wert \>n 1 bis 1 und m und η verschiedene ganze Zahlen grosser als 1 und zwar 10 bis ICX)OO oder mehr sind.
Die obengenannten BlocKcopolymere können hergestellt werden durch Umsetzung einer Mischung von Ingredienzien in den richtigen jnolaren Proportionen, die ein Diaminosi loxan der allgemeinen Foruui L:
eine siliziumfreie Diaminoverbindung der Formel: IV. NII2— Q NH2
und ein Tetracarbons*1 urodianhydrirl der Formel: V 0O
V* " Il !.
VV
umfasst, worin R, R1, R", O und χ die obengenannten Bedeutungen haben.
Es kann aber auch mil vergleichbarer Effektivität eine Polysiloxan-Imid-Zusammensetzung verwendet werden, indem man ein Polyimid, das nur aus wiederkehren len Struktureinheiten der Formel I, mit einem Polyimid, das nur aus wiederkehrenden Struktureinheiten der Formel II/vermengt, wobei man das Polyimid der
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ϊ >rmel II in einem solchen molaren \nteil einsetzt, dass die Struktureinheiten des letzteren im Bereich von 5 bis 50 Molprozent der genannten Einheiten ausmachen, basierend auf der gesamtmolaren Konzentration der Einheiten der Formel II und der Einheiten der Formel I.
Die bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung eingesetzte Polyimid-Siloxan-Zusammensetzung besteht im wesentlichen aus den in den Formeln I und II vorhandenen Imido-Strukturen. Die tatsächlichen Vorläufermaterialien, die sich aus der Umsetzung des Diaminosiloxans, des siliziumfreien organischen Diamins und des Tetracarbons^uredianhydrids ergeben, liegen jedoch anfänglich in Form einer Poly.iiuicsäure-Struktur vor, die aus Struktureinheiten der folgenden Formeln zusammengesetzt ist:
VI.
-(J— R H O
Il 		\ 0
Il 		R" 0
Il 		«MM
H 		Γ00Η
-N— — C / \ —C 1 -N-
HOOC COOH
I
N R' H
R1 Vl N-
0-J—Si-
;i 7i R-
/
ι1
L ^"——
A
HOOC
m —ι
worin R, Rf, R", Q, χ, m und η die obengenannten Bedeutungen haben.
Die Diaminosiloxane ler Formel III, die in der vorliegenden Erfindung ei. jesetzt worden können, schliessen Verbindungen mit den folgenden Formeln ein:
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-JtT-
CH.
CH,
Si O Si-
NH.
CH.
CH
CH,
CH.
I 3 I
HoN-(CH-). Si 0
Si-
CH.
(CH ) — 2 4
-NH
CH,
C6H5
Si 0 Si (CH2)t NH,
C6h5
C6H5
/J3 H2N-(CH2 ) j4— S i 0
CH
Ci.
Si (CH2):
3 CH.
CH
CH
[3 I 3 (CH2)J |l O SI—
^6H5 2'4
6H5
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H2N-CH2CH(CH3) Si
CH.
O Si CH(CH3)CH2- NH2
CH
und ähnliche.
Die Diamine der Formel IV sind bekannt und zu einem grossen Masse kommerziell erhältliche Materialien. Beispiele für solche Diamine, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, sind die folgenden:
m-Phenylendiamin, p-Phenylendiamin, 4,4'-Diaminodiphenylpropan, 4,4'-Diaminodipheny!methan, 4,4'-Methylendianilin, Benzidin,
4,4'-Diaminodiphenylsulfid, 4,4'-DiaminodiphenyIsulfon, 4,4'-Diaminodiphenylnther, ' 1,5-Diami nonaphthalin, 3,3'-Dimethylbenzidin, 3,3'-Dirnethoxybenzidin, 2,4-Bis( f> -amino-t-butyl )toluol, Bis(p-^ -amino-t-butylphenyDäther, Bis(p-K-methyl-o-aminopentyl)benzol, 1,3-Diamino-4-isopropylbenzol, 1,2-Bis(3-aminopropoxyMthan, m-Xylylendiamin,
p-Xylylendiamin,
Bis(4-aminocyclohexyl)methan, Decamet hy lemu amiη, 3-Methylheptamethy lendin miη,
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■1,4-Di me thy Iheptamet hy lendiamin,
2,11-Dodecandiamin,
2,2-Dlmethy!propylendiamin,
Octamethylendiamin,
3-Methoxyhexamethylendiamin,
2,5-Dimethylhexamethylendiamin,
2,5-Dimethyiheptamethylendiamin,
3-MethyIheptamethylendiamin,
5-Methylnonamethylendiamin,
1,4-Cyclohexandiamin,
1,12-Octadecandiamin,
Bis(3-aminopropyl)sulfid,
N-Methyl-bis(3-aminopropyl)amin,
Hexamethylendiair i n,
IIept ame thy lendiamin,
Nonamethylendiamin
sowie deren Mischungen. Die vorstehenden Diamine sind lediglich beispielsweise angegeben und sind daher nicht als allein verwendbar anzusehen. Andere nicht genannte Diamine sind dem Fachmann geläufig.
Die Tetracarbonsäuredianhydride der Formel V können weiter in der Weise definiert werden, daß R'' ein vierwertiger Rest
ist, z. B. ein Rest, der abgeleitet ist
.von oder enthSlt eine aromatische Gruppe mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen, die durch eine benzoide Ungesättigtheit charakterisiert ist, in der jede der 4 Carbonylgruppen des Dianhydrids an ein separates Kohlenstoffatom in dem vierwertigen Rest gebunden ist, wobei die Carbonylgruppen in Paaren vorliegen, in denen die Gruppen jedes Paares an benachbarte Kohlenstoffatome
ti Il
des R -Restes oder an Kohlenstoffatome in dem R -Rest gebunden sind, die nicht mehr als ein Kohlenstoffatom entfernt sind, wobei folgende 5- oder G-gliedrige Ringe entstehen:
0 0 0 0 0 0
Il Il Il Il , I· I'
C— 0 —C C— 0 C oder C 0 C
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Beispiele der in der vorliegenden Erfindung brauchbaren Dianhydride sind die folgenden:
Pyromellitsäuredianhydrid (PMDA),
2,3,6, 7-Naphthalin-tetracarbonsSuredianhydrid, 3,3* ,4,4 '-Diphenyl- tetracarbonsriuredianhydrid, 1,2,S.G-Naphthalin-tetracarbonsauredianhydrid, 2,2*,3,3'-Diphenyl-tetracarbonsauredianhydrid, 2,2-Bis(3,4-dicarboxyphenyI)propandianhydrid, Bis(3,4-dicarboxyphenyl)sulfondianhydrid, 2,2-Bis[4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyIJ propandianhydrid (BPA-dianhydrid),
2,2-Bis £4-(2,3-dicarboxyi,iienoxy)phenylJ propandianhydrid, Benzophenon-tetracarbonsäui·· Jianhydrid (BPDA ) , Perylen-1,2,7,ß-tetracarbonstfuredianhydrid, Bis (3 ,4-dicarboxyphenyDätherdianhydrid, und Bis(3,4-dicarboxyphenyl)methandianhydrid, sowie aliphatisch*» Anhydride wie Cyclopentan-tetracarbonsäuredianhydrid, Cyclohexan-tetracarbonsfiuredianhydrid, Butan-tetracarbonsäuredianhydrid usw. Die Einbeziehung anderer Anhydride, wie Trimellitsäureanhydrid, um Amid-Imid-Siloxan-Polymere zu erhalten, ist nicht ausgeschlossen.
Das Aufbringen der Block-Copolymeren oder von Mischungen der Polymere in einem geeigneten Lösungsmittel, wie N-Methylpyrrolidon, Ν,Ν-Dimethylacetamid, N.N-Dimethylformamid, allein oder kombiniert mit Nicht-Lösungsmitteln auf das Substratmaterial kann auf Übliche Weise erfolgen, wie durch Eintauchen, Aufsprühen, Anstreichen, Spinnen usw. Die Block-Copolymere oder die Mischungen der Polymere können in einer anfänglichen Heizstufe bei Temperaturen von etwa 75 bis 125°C für eine ausreichende Zeit und häufig unter Vakuum getrocknet werden, um das Lösungsmittel zu entfernen. Die Polyamicsäure wird dann durch Erhitzen auf Temperaturen von etwa 15O bis 300°C für eine ausreichende Zeit in das Polyimid-Siloxan umgewandelt und abschliess&nd gehärtet.
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Ein bevorzugter Härtungszyklus für Materialien der obigen allgemeinen Formel ist der folgende:
(a) 15 bis 30 Minuten auf 135 bis 150°C in trockenem
Stickstoff,
15 bis 60 M.
Stickstoff,
(b) 15 bis 60 Minuten auf 185°C + 10°C in trockenem
(c) 1 bis 3 Stunden bei etwa 225°C im Vakuum.
Man kann jedoch das Überzugsmaterial auch in anderen Atmosphären harten, wie Luft, um die kommerzielle Anwendung der Erfindung zu erleichtern.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung für einen Halbleiterkörper n*iher beschrieben. Ein Körper 10 aus TI;» lbleitermaterial mit n-Leitfähii;keit und gegenüberliegenden Oberflächen 12 und 14 wird zur Bildung von Regionen lfi und 18 aus P- bzw. N-LeitfShigkeit behandelt. An den aneinanders tossenden Oberflächen der Region li> mit dem Körper 10 bzw. der Regionen IG und 18 haben sich die P-N-Übergä'nge 20 bzw. 22 gebildet. Die äusseren Teile der P-N-Übergänge 20 bzw. 22 sind an der Oberfläche 12 freigelegt.
Das Material des Körpers 101 kann Silizium, Siliziumcarbid, Germanium, Galliumarsenid, eine Verbindung eines Elementes der Gruppe III und eines Elementes der Gruppe V oder eine Verbindung eines Elementes der Gruppe II und eines Elementes der Gruppe VI des Periodensystems sein. Für die folgende Beschreibung wird davon ausgegangen, dass der Körper aus Silizium bestellt.
An der Region 10 wird ein elektrischer Kontakt 24 so befestigt, dass ein Ohm'scher Kontakt besteht. An der Region 18 wird ein Ohm'scher Kontakt 2G befestigt. Eine Schicht 28 aus dem gehärteten Silikon-Polyimid-Copolymermaterial wird auf die Oberfläche 12 sowie die Kontakte 24 und 26 aufgebracht. Obwohl die Dicke der Schicht 28 in der Grössenordnung von 10yum oder
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mehr betragen kann, wird erne Dicke von 1 bis 5/um bevorzugt.
Eine Schicht 30 aus Titan wird auf die Schicht 28 aus gehärtetem Silikon-Polyimid-Copolymermaterial aufgedampft. Eine Dicke von 500 bis 3000 S hat sich für die Schicht 30 als geeignet zur Bildung einer Maske für das selektive chemische Ätzen des Materials der Schicht 28 erwiesen. Vorzugsweise hat die Schicht 30 eine Dicke in der Grössenordnung von 1000 8.
Unter Anwendung photolithographischer Techniken wird eine Schicht 32 aus Photoresistmateria1 auf die Schicht 30 aus Titan aufgebracht. Das Photoresistmaterial ist vorzugsweise ein positives Material, wie das kommerziell von der Firma Tokyo Ohka America, Inc. erhältliche OFPR-2. Das Photoresistmaterial wird vorgehärtet durch 15 minütiges Lufttrocknen bei Zimmertemperatur gefolgt von einem Erhitzen für etwa 30 Minuten auf 90°C in Stickstoff. Eine nicht dargestellte geeignete Maske wird auf die Photoresistschicht 32 richtig ausgerichtet aufgelegt, damit die in der Schicht 28 aus Silikon-Polyimidmaterial zu öffnenden Fenster richtig mit Bezug auf die Kontakte 24 und 26 und einen ausgewählten Oberflächenbereich der Schicht 12 ausgerichtet sind. Die maskierte Schicht 32 aus Photoresistmaterial wird für die richtige Zeitdauer UV-Strahlung ausgesetzt. Die belichtete Schicht 32 wird dann entwickelt. Wenn erwünscht, 'kann die entwickelte belichtete Schicht 32 durch 30 minütiges Erhitzen auf 140°C nachgehärtet werden, um ihre Haftung an der Titanschicht zu fördern. In jedem Falle entfernt das Entwickeln der belichteten Schicht 32 nicht fixiertes Photoresistmaterial aus den Fensterbereichen 34, 36 und 38 der Schicht 32. Der Rest des Materials der Schicht 32 ist fixiert.
Die Fenster 34, 36 und 38 legen ausgewählte Oberflächenbereiche der Schicht 30 aus Titan frei. Die Struktur ist in Figur 2 gezeigt.
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Die freigelegten ausgewählten Oberflachenbereiche der Schicht 30 aus Titan werden selektiv mittels F'uorborsäurelösung bei Raumtemperatur gefitzt. Das Ätzen des Titans, das in den Fenstern 34, 36 und 38 freigelegt ist, mit Fluorborsäure wird fortgesetzt, bis in der Titanschicht 30 Fenster 40, 42 und gebildet sind, die ausgewählte Oberf liichenbereiche der Schicht 30 aus Silikon-Polyimid-Copolymermaterial freilegen. Für eine Dicke der Titanschicht 30 in der Grössenordnung von lOOO S ist eine Ätzzeit von etwa 30 bis etwa 60 Sekunden als erforderlich bestimmt worden. Der behandelte Körper wird danach in Wasser gespült und durch Schleudern getrocknet.
Das "fixierte" Photoresistmaterial der Schicht 32 wird durch Einbringen des behandelten Körpers in ein /\cetonbad fUr eine ausreichende Zeit zur völligen Auflösung des "fixierten" Photoresistmaterials entfernt. Danach wird der Körper mit Isopropanol gespült und durch Schleudern getrocknet. Die erhaltene Struktur ist in Figur 3 gezeigt.
Die freigelegten Oberflächenbereiche der Schicht 28 werden dann in einer Phenol enthaltenden Lösung selektiv geätzt. Eine kommerziell erhältliche Lösung ist als "A-20 Stripping Solution" bekannt. Sie wird durch die D & A Division der Allied Chemical hergestellt und normalerweise zum Entfernen negativen Photoresistmaterials benutzt. Das «tzen wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 50 bis 80°C für eine ausreichende Zeit ausgeführt, um die Fenster 46, 48 und 50 in der Schicht 28 zu öffnen. Für eine Dicke der Schicht 28 von etwa 1,5 bis 2yum ist eine Ätzzeit von 2 Minuten bei 60°C ausreichend, um die genannten Fenster zu öffnen und selektive Oberflächenbereiche der Oberfläche 12 und der Kontakte 26 und 24 freizulegen.
Nach Abschluss des Ätzens der Schicht 28 wird der Körper 10 in ein gerührtes Acetonbad für eine ausreichende Zeit eingetaucht, um alle Spuren der Ätzlösung zu entfernen. Um die besten Ergebnisse zu erzielen wird vorzugsweise Ultraschall angewendet. Eine Ultraschallrühi urig für etwa 15 Sekunden reicht aus, das Ätzen zu beenden und die Oberflächen zu reini-
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gen. Der behandelte Körper wird lür etwa 1 Minute in Isopropano I gespült und getrocknet, vorzugsweise durcli Schleudern. Die erhaltene Struktur ist in Figur Λ gezeigt.
Es wird sorgfältig vermieden, den behandelten Körper direkt von der "1^t ζ lösung zu einem Spülen mit Wasser mit anschliessendem Trocknen zu überführen. Sollte dies versehentlich geschehen, dann bildet sich ein filmartiger trüber Rest auf den freigelegten OberfIndien der Schicht 28 und den Wänden der Fenster ΊΟ, Λί· und 50. Ein Ultrascha llrahron in Wasser oder Aceton entlernt diesen Film nicht.
Das Spülen mit \ceton unmittelbar nach dem Mzeii schlies.st die Möglichkeit der Di Idung des trüben Films nicht aus. Ein vollständiges Entfernen des Pi L ns ist jedoch durch UltraschaLL-rühren in \ceton möglich.
Es wird angenommen, dass der trübe Film ius einem olefinischen Reaktionsprodukt besteh f. Pi.: 'nwesenheit dieses tniben Filmes ist nachteilig, da er ..'as '!erstellen Ohm'fjcher Kontakte in den freigelegten Kontakt Bereichen ber-intr- htigen kann.
Teilweise kann man 'inter v,'eg lasstin,:; der separaten Stufe des Entfernens des "fixierten" Phot ores istmateri:>Is der Schicht Π2 mit Aceton den Photoresist gleichzeitig mit dom selektiven chemischen »tzen der Schicht V :ius Si lion-Polyimid-Copolymer mittels der "\-20 Stripping Solution" entfernen.
Die Titanmaske bzw. Schicht iO a is Titan wird bei Zimmertemperatur in FluorborsHurt entfernt, wobei /0 bis 10 Sekunden erforderlich sind, uη eine Schicht !0 nit einer Dicke von etwa 1000 H zu entfernen. D mach wird der behandelte Körper in Wasser gespilt und getrocknet, vorzugsweise durch Schleudern. Die dabei erhaltene Struktur is I in Figur 5 gezeigt.
Der Körper 10 kann im nach Colgendcn wie erforderlich weiterbehandelt werden. So kann z.H., wie in Figur f> gezeigt, eine Schicht 52 aus elektrischem Kont aktme ta 1 I, wie \ luminiuin, in
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dem Fenster 4·'ϊ aufgebracht werden, um einen Kontakt mit dem darin freigelegten Oberflächenbereich des Körpers 10 herzustellen. Pas dargestellte Ergebnis wird durch die üblichen photolithographischen Techniken gefolgt von einem selektiven Hzen erreicht. Weiter können elektrische Leitungen 54 und 5G an den entsprechenden Kontakten 2<> und 24 befestigt werden.
Das erfindungsgemösse Verfahren greift zu keiner Zeit die freigelegte Oberfläche der \luminiumkontnkte 24 und 2G an.
Soll eine Schicht aus Aluminium auf die Oberflache der Schicht 28 aus Silikon-Polyimid-Copolymermaterial und in irgendwelchen der Fenster -10, -1Γ. und SO darin aufgebracht werden, dann sollten die Wände der Fenster V>, 4Γ und 50 abgeschrägt werden.
Dieses \bschragen der Seitenwfinde der Fenster IG, 48 und 5O erreicht man durch Erhitzen der in Figur 5 gezeigten Struktur auf eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur des Silikon-Polyimid-CopolymermateriaIs. Ein 5 bis 10 Minuten dauerndes Erhitzen in Stickstoff auf eine Temperatur im Bereich von 4OC bis 45O C wird zum Abschrägen der Kanten von einer Neigung von ursp.-üngl ich 70 bis 80° zu einer Neigung von 50 bis Gü° führen. Dieses Erhitzen vor dem \ufbringen des Aluminiums hat den weiteren Vorteil, dass das Verdichten und das plastische Fliessen der Schicht 2R im wesentlichen vollständig erfolgt, bevor das Metall aufgebracht wird. Das nachfolgende Erhitzen der Struktur der Figur Π, um die Kontakt-Ohmigkeit zu verstärken, führt daher nicht zu Beschädigungen der Metallisierung aufgrund e.ner Bewegung des darunterliegenden Materials.
Der behandelte Körper lü der Figur "> ist in Figur 7 mit dem Kontakt 52 aus Aluminium gezeigt, der an dem freigelegt« n Teil der Oberfläche 12 befestigt ist.
Um die Lehre der vor liegenden Erfindung weiter zu veranschaulichen, wurden mehrere Scheiben au, Silizium-Halbleitermnteria 1, deren .jede einen Durchmesser von etwa 5 cm hatte, unter Bildung
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vieler Elemente in jeder Scheibe bearbeitet. Aluminium wurde auf die vorbestimmten OborfInchenbereiche der Elemente aufgebracht .
Eine Polymervorlnuferlösung wurde gebildet durch Umsetzen von Benzophenontetracarbonsnuredianhydrid mit Methylendianilin und Bis(<i -aminopropylHet ramethyldisiloxan, wobei die beiden letztgenannten Diaminmaterialien im molaren Verhältnis von 70:30 eingesetzt wurden. Die Um· ätzung führte man bei einer Temperatur von weniger als 50°C aus, wobei ausreichend gereinigte und getrocknete Materialien benutzt wurden, um die Bildung eines Polymers mit eirmm grossen Molekulargewicht zu begünstigen. Eine Lösung des Polymervorlhufers in Form der PoIyamicsäure, gelöst in N-Methyl-2-pyrrolidon mit 25 Gew.-T Feststoff gehalt wurde auf die Oberfläche der Elemente aufgebracht. Man brachte etwa 7 bis 10 Tropfen der Vorläuferlösung auf die Oberfläche der Scheiben und somit die Elemente auf. Die Scheiben wurden für 20 Sekunden mit etwa 2000 bis etwa 30OO Umdrehungen pro Minute geschleudert. Die überzogenen Scheiben härtete man für etwa 30 Minuten bei 1350C + 5°C in Stickstoff, für 30 Minuten bei 185 + 5°C in Stickstoff und für etwa 2 Stunden bei 225°C in einem Vakuum von etwa 71,Gf, cm Hg. Die Schicht aus Copolymermaterial hatte nach dem Härten eine Dicke von etwa 1,5 bis 2yum.
Durch Aufdampfen aus einer Titanquelle wurde in einem Elektronenstrahlverdampfer eine Schicht aus Titan mit einer Dicke von etwa lüOO S aufgedampft. Eine Schicht aus positivem Photoresistmaterial brachte man auf die Titanschicht auf und behandelte sie zur Öffnung der Fenster.
Die freigelegten T?ile der Titanschicht in den Fenstern des Photoresistmalerials wurden für etwa 30 bis GO Sekunden bei Zimmertemperatur in Fluorborsfiure geätzt. Die behandelten Scheiben wusch man in entionisiertem V/asser und trocknete sie durch Schleudern. Das Photoresistmaterial wurde durch Eintauchen in Aceton entfernt und die Scheiben danach in Isopropanol gespült und trockengeschleudert.
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Unter Verwendung der vorgenannten phenolhaltigen Λ-20 Stripp-Lösung wurde das in d.n Fenstern der i'itanmaske freigelegte Copolymermaterial für etwa 2 Minuten bei einer Temperatur von GO + 1°C gefitzt. Danach tauchte man die behandelten Scheiben in ein mittels Ultraschall gerührtes Acetonb.id für etwa 15 bekunden ein. Man spülte die Scheiben in Isoprop;mol und trocknete sie durch Schleudern. Die Titanmaske wurde während 30 bis GO Sekunden in Fluorborsäure bei Zimmertemperatur entfernt. Danach spülte man die Scheiben in entionisicrtem Wasser und trocknete sie durch Schleudern.
Die erhaltenen Scheiben wurden untersucht. Die freigelegten Mumi niumkontaktoberf liehen waren durch die Hzmateria I :en des erf indungsgemfissen Verfahrens nicht angegriffen worden. Die Fenster waren gut abgegrenzt in.J wiesen stabile Abmessungen auf. Die Kanten des Copolymers waren nicht sichtbar unterschnitten.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zum selektiven chemischen Atzen einer ijehi'rte· ten Schicht aus einem SiIikon-Polyimid-Copolymermaterial, das auf einer Oberfläche eines Körpers angeordnet
    ist, um darin Fenster zu öffnen und ausgewählte Obertlächenbereiche dos Körpers freizulegen , gekennzeichnet durch die folgenden Stufen·
    (a) Bilden einer Schicht eines gehorteten Silikon-Polyimid-CopolymermateriaIs auf einem behandelten Körper
    aus Halbleitermaterial, wobei das Copolymermaterial aus einem Reaktionsprodukt aus einem si liziurifreien organischen Diamin, einem organischen Tetracarbonsauredianhydrid und einem Polysiloxan besteht, rlas nach dem härten wiederkehrende! Ll t ι uki ureinhe iten der folgenden Formel au fweis t:
    I.
    Il
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    ORIGINAL INSPECTED
    und 5 bis 40 Molprozent interUondensierter Struktureinheiten der folgenden Formel enthnlt:
    /V\
    worin Π ein zweiwertiger Fohlenwasserstoffrest,
    R1 ein einwertiger Fohlenwasserstotf reu t ,
    R" ein vierwertiger organischer Rost,
    Q ein zweiwertiger s i liziu-nfreier organischer Rest ist,
    der der Rest eines organischen Pinmins ist,
    χ eine ganze Zahl von 1 l)is t und
    m und η ganze Zahlen grosser als 1 sind,
    (b) \ufbringen eintu Schicht aus Titan vorbestimmt er
    Dicke auf der Schicht aus dem Silikon-Polyimid-Copolymermateria1,
    Cc) Ulf bringen eines positiven Photoresistm;* teria Is auf der Titanschii .<l ,
    (d) Behandeln der Schicht aus Photoresistmateria 1, um
    ein oder mehrere Fenster darin zu öffnen, in denen eine ausgewählte Oberfläche der Schicht aus Titan freigelegt ist,
    (e) selektives chemisches /Hzen des freigelegten Titans in Fluorborsäure, um ein oder mehrere Fenster in der
    Titanschicht zu öi'fnen, die mit den entsprechenden Fenstern in der Schicht aus Photoresistmateria1 ausgerichtet siim' und ei ;>ei ausgewählte Oberfl^chenbereiche der
    Schicht aus Si likoii-l-olyimid-CopolymeiMnaterial freizulegen und
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    Cf) selektives chemisches Atzen der Schicht aus Silikon-Polyimid-Copolymermateria1 in einer Phenol enthaltenden Lösung, um ein oder mehrere Fenster in der Copolysnerschicht zu öffnen, die mil den entsprechenden Fenstern in der Titanschicht ausgerichtet sind, um ausgewählte Oberf Inchenbereiche der Oberfläche des ilalbleit erkörpers freizulegen.
    '2. Verfahren nach \nspruch 1 ,gekennzeichnet
    durch die weitere Stufe, dass nach der Stufe (f)
    (g) der behandeli e Körper in einem Acetonbad gespült wird.
    3. Verfahren nach \nspruch 1 ,gekennzeichnet
    durch die weitere Verfahrensstufe, dass nacli dem chemischen Ätzen der Titanschiciit die Schicht, aus PhotoresistmateriaI von der Titanschicht entfernt wird.
    Ί. Verfahren nach Anspruch 1 oder .!,dadurch gekennzeichnet , dass das Ätzen der Titanschicht bei Zimmertemperatur ausgeführt wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 2 , d a d u r c Ii gekennzeichnet , dass das Acetonbad durch Ultraschall gerührt wird.
    G. Verfahren nach Anspruch 1 ,gekennzeichnet
    durch die weitere Verf ;.arensstu fe des Eiitiernens der Titanschicht von der Copolymerschicht in Fluorborsäure.
    7. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , dass die Titanschicht mit einer Dicke in der Grössenordnung von 1000 H hergestellt wird.
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    R. Verfahren nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet , dass die Schicht aus Silikon-Polyimid-Copolymermaterial mit einer Dicke von 1 bis lOxim hergestellt wird.
    9. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , dass das Atzen des CopolymermateriaIs bei einer Temperatur von etwa GO C erfolgt.
    10. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , dass das Polymermaterial das Reaktionsprodukt von Benzophenon-tetracarbonsäuredianhydrid mit Methylendianilin und Bis((f -aminopropyDtetramethyldisiloxan ist.
    11. Verfahren nach \nspruch 10,dadurch gekennzeichnet , dass der Molprozentgehalt der interkondensierten Stltiktureinheiten im Dereich von 25 bis 35 liegt.
    12. Verfahren nach \nspruch !,dadurch gekennzeichnet , dass das Entfernen der Schicht des Photoresistmaterials von der Titanschicht gleichzeitig mit dem selektiven chemischen Atzen des Copolymermaterials erfolgt.
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