DE4029609A1 - Verfahren zur aufbringung eines aetzfesten musters auf ein substrat - Google Patents
Verfahren zur aufbringung eines aetzfesten musters auf ein substratInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zur Aufbringung eines ätzfesten Musters auf ein Substrat und
speziell auf ein Verfahren zur physikalischen Übertragung
eines vorgeformten Musters auf ein Substrat. Das Verfahren ist
für die Formation von Mikromustern und bei der Herstellung von
integrierten Schaltkreisen nützlich.
Bei der Produktion von integrierten Schaltkreisen und
Feinmeßlehren werden Muster im allgemeinen durch
Photolithographie bestimmt. Zur Bestimmung eines Musters auf
einem Halbleiterplättchen wird vor Änderungen am Bildaufbau
des Substratmaterials, wie Bedampfung, Ionenimplantation oder
Ätzung, ein Photoresist zur Erzielung eines Resistmusters
verwendet.
Photoresistmaterial wird üblicherweise durch
Drehbeschichtung auf ein Plättchensubstrat aufgetragen und
dann zur Erlangung einer ca. 1 µm dicken Dünnschicht
getrocknet. Dieser getrocknete Film wird bilderzeugend
photographiert, zum Beispiel Musterreproduktion von einer
Maske in einen photomechanischen Drucker. In der Industrie
werden mehrere Typen photomechanischer Drucker verwendet. Ein
solcher Typ ist ein Kontaktkopiergerät, bei dem die
Photoresistschicht die Musterträgermaske direkt kontaktiert.
Mit dieser die Lichtbrechung minimierenden Methode wird die
beste Bildwiedergabe erzielt. Allerdings schränken mögliche
Beschädigung der Maske und die Schwierigkeit bei ihrer
Ausrichtung die Anwendung dieser Methode ein.
Photographische Kopiergeräte sind eine weitere
Ausführungsart photomechanischer Drucker. Bei diesem
Druckertyp werden für die Projektion des Musters von der Maske
auf die Photoresistschicht des Substrats empfindliche optische
Instrumente verwendet. Bei Anwendung der Methode werden
während der Fertigung von feinzeiligen Mustern Probleme mit
der Lichtbrechung durch Verwendung von verkleinernden
Projektionsoptiken und eines vergrößerten Maskenmusters
minimiert. Der Verkleinerungsfaktor liegt normalerweise bei
fünf oder zehn. Allerdings schrumpft bei einer solchen Methode
auch das bilderzeugende Feld. Deshalb ist eine Repetier-
Bilderzeugung mit geringerem Durchsatz erforderlich. Dieser
photographische Kopiergerätetyp ermöglicht auch eine genaue
Schablonenausrichtung und kann Submikrometerbilder darstellen,
wenn Verbesserungen am höheren numerischen Aperturwert des
optischen Systems erfolgen und eine kürzere Strahlungs-
Wellenlänge verwendet wird.
Nach der Bemusterung wird das in der Photoresistschicht
gespeicherte Bild in einer geeigneten Lösung entwickelt. In
einer positiv wirkenden Photoresistschicht wird der belichtete
Bereich von der Entwicklerflüssigkeit abgewaschen, wohingegen
in einer negativ wirkenden Photoresistschicht der unbelichtete
Bereich im Entwicklungsstadium abgewaschen wird. Im
allgemeinen werden positive Photoresistschichten zwecks
Erzielung eines höheren Auflösungsvermögens häufiger
verwendet.
Ein Diazochinon-/Novolak-System ist als positiv wirkendes
Photoresistmaterial am meisten verwendet worden. Diazochinon,
eine lichtempfindliche Verbindung, wird durch Photobestrahlung
in Indencarbolsäure umgewandelt. Diese Umwandlung ermöglicht
die Entwicklung des Photoresistfilms in einer wässerigen
Alkalilösung.
In negativ wirkenden Photoresists erfolgt die
Polymerisation in der bestrahlten Zone, wodurch das Material
unlöslich wird. Das Muster wird durch Entfernung des nicht
polymerisierten Teils der Photoresistschicht entwickelt. Zu
typischen Negativphotoresiststoffen gehören
säuresensibilisierter Gummi, wie Cyclopolyisopren, und
Polyvinylcinnamat mit Benzothiazol als Lichtsensibilisator.
Während der Fertigung von integrierten Schaltkreisen
werden die Bemusterung des Photoresists und die darauf
folgenden Fertigungsprozesse mehrere Male auf einem
Halbleiterplättchensubstrat wiederholt. Die nicht ebene
Schaltkreismuster-Topographie resultiert in einer nicht ebenen
Photoresistbeschichtung, wodurch sich bei der Bildwiedergabe
der Beschichtung ein Fokussierungsproblem stellt. Dieses
Problem wird durch Auflage einer Planarisationsbeschichtung
vor Auftrag einer Photoresistschicht oder mehrerer
Photoresistbeschichtungen minimiert, allerdings mit dem
Nachteil einer langsameren Fertigung wegen der zeitaufwendigen
Extraschritte für Beschichtung und Trocknung. Die
Dickenvariation der Photoresistschicht auf dem Substrat
erschwert jedoch die Steuerung des Musterprofils. Außerdem
verursachen das unterschiedliche Lichtreflexionsvermögen der
verschiedenen Werkstoffe und der Streueffekt der von der
Substrat-Topographie reflektierten Strahlung Probleme mit dem
Seitenwandprofil, wodurch die Meßsteuerung der
Photoresistzeile schwierig wird. Demzufolge sind
Seitenwandeinkerbungen, Abweichungen der Zeilenbreite über der
Schritt-Topographie und Stehwelleneffekte bei der
konventionellen Bilderzeugung übliche Erscheinungen. Die
Inklusion eines Strahlungsabsorptions-Farbstoffs oder die
Verwendung einer Antireflex-Unterschicht haben sich zwar als
günstig für die Minimierung des Substrateinflusses erwiesen,
aber mit den Problemen, die sich bei reduzierter
Lichtempfindlichkeit und verengtem Verarbeitungsfenster
stellen.
Die vorstehend genannten Probleme führten zur Anwendung
der Trockenentwicklung in Verbindung mit dem Konzept der
"Bilderzeugung auf der Oberseite". Bei der Trockenentwicklung
wird das traditionelle Naßentwicklungsverfahren durch ein
Ätzreaktions-Selektivplasma ersetzt. Im Verfahren bei der
Bilderzeugung auf der Oberseite wird ein Muster in der oberen
Photoresistschicht eines mehrschichtigen Systems oder im
Oberflächenbereich eines einschichtigen Photoresists
definiert.
Beim im allgemeinen aus zwei oder drei Schichten
bestehenden Mehrschichtprozeß wird üblicherweise eine dünne
Photoresistschicht auf die Oberseite von Planarisierungs-
Unterschichten aufgetragen. Das Muster wird zunächst in der
oberen Photoresistschicht unter Anwendung eines
konventionellen Verfahrens definiert, das heißt, durch
Naßentwicklung. In einem Zweischichtensystem ist die obere
Photoresistschicht ätzfestes Sauerstoffplasma. Somit wird bei
nachfolgender Plasmaätzung, speziell bei
Sauerstoffplasmaätzung oder bei Ätzung mit sauerstoffreaktivem
Ion die belichtete Unterschicht abgeätzt und das oben liegende
Muster nach unten auf das anorganische Substrat übertragen.
Damit sind jedoch Probleme mit der Durchmischung der ätzfesten
Photoresistschicht und der Unterschicht verbunden. Diese
Probleme führen zu Schwierigkeiten bei der
Musterdefinitionssteuerung.
Im Dreischichtensystem wird eine zwischen oberer
Photoresistschicht und unterster Planarisierungsschicht
angeordnete Trennschicht verwendet. Die Trennschicht kann aus
einer anorganischen Verbindungsmasse, vorzugsweise
Siliziumoxid, Siloxan, Silan oder andere Metalle, bestehen.
Sobald das Obermuster definiert ist, wird der belichtete Teil
der zweiten Schicht im allgemeinen durch
Fluorkohlenstoffplasmaätzung oder durch Anwendung eines
Naßätzverfahrens, das die obere Photoresistschicht nicht
angreift, entfernt. Für die Übertragung des Musters nach unten
auf das Substrat wird Trockenentwicklung angewandt. Obwohl
Mehrschichtensysteme hochauflösend sind, wird ihre Verwendung
durch zeitaufwendige Mehrfachbeschichtung beeinträchtigt.
Deshalb kamen einfachere Einschichtphotoresists, die
trocken entwickeln können, zur Anwendung. Ein mit
Sauerstoffplasma ätzbares Photoresist wird durch bildweise
Inklusion eines ätzfesten Materials selektiv ätzfest gemacht.
Dieses Material ist im allgemeinen ein Organometall, das nach
der Photobemusterung der Photoresistschicht eingeführt wird.
Die Selektivinklusion des Organometalls wird durch die im
Abbildungsbereich eingetretene Photoreaktion unterstützt. Ein
typisches Beispiel ist ein Diazochinon-/Novolak-
Photoresistsystem, in dem der belichtete Bereich einer
Siliziumverbindung ermöglicht, in die Photoresistoberfläche
einzudringen. Diese geht eine Reaktion mit dem Novolakharz ein
und bildet so eine dünne ätzfeste Schicht, die einer
Behandlung mit Sauerstoffplasmaätzung oder sauerstoffreaktiver
Ionätzung standhalten kann. Bei Anwendung dieser Methode kann
die Photoresistschicht nur im Oberflächenbereich
photobemustert werden. Damit ergibt sich kein Problem mit der
Strahlungsreflexion vom Substrat. Dennoch muß bei einer
planaren Photoresistoberfläche immer noch das vorher erwähnte
Fokussierproblem ausgeschlossen werden. Aus diesem Grund
können mehrschichtige Photoresists zur Abdeckung der Substrat-
Topographie erforderlich werden.
Im allgemeinen werden diese jetzt zur Verfügung stehenden
mikrolithographischen Verfahren nach dem neuesten Stand der
Technik immer noch durch Probleme beeinträchtigt, die sich
beim Auftrag von 3 komplizierten Mehrfachphotoresist-
Musterschichten auf ein normalerweise unebenes Substrat
stellen. Außerdem müssen auch die Probleme berücksichtigt
werden, die sich aus der zeitaufwendigen Ausrichtung und
Fokussierung beim Repetierbetrieb eines photographischen
Kopiergeräts ergeben.
Mit der vorliegenden Erfindung wird das
Photoresistbemusterungsverfahren durch Anwendung einer neuen
Methode, mit der eine genauere Musterreproduktion mit
einfacher Schablonen-Paßgenauigkeit bei gleichzeitiger
Minimierung der Einflüsse der Substrat-Topographie erzielt
wird, vereinfacht.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren für
die Auflage eines ätzfesten Musters auf ein Substrat. Genauer,
die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur
Formung eines ätzfesten Musters auf einem Aufnahmesubstrat,
wobei das ätzfeste Muster durch ein entsprechend vorgeformtes
Photoresistmuster definiert wird. Das vorgeformte Photoresist
wird auf einem Trägersubstrat gebildet und dann durch
Laminierung der beiden Substrate unter Verwendung eines
härtbaren Flüssigklebers auf das Aufnahmesubstrat übertragen.
Mehrere Ausführungen werden genauer beschrieben. Im
allgemeinen bestehen die Verfahren der vorliegenden Erfindung
aus folgenden kennzeichnenden Schritten:
- a) Formung einer Photoresistschicht auf einem flachen durchsichtigen Trägersubstrat;
- b) Formung eines Photoresistmusters in der Photoresistschicht;
- c) Laminierung des Photoresistmuster-Trägersubstrats auf ein Aufnahmesubstrat unter Verwendung eines härtbaren Flüssigklebers zwischen den beiden Substraten, wobei die Photoresistseite des Trägersubstrats dem Aufnahmesubstrat gegenüber liegt;
- d) Aushärtung des Flüssigklebers durch Wärme oder vorzugsweise durch aktinische Photostrahlung und Entfernung des Trägersubstrats zur Übertragung besagten Photoresistmusters auf das Aufnahmesubstrat;
- e) Trockenentwicklung des Musters auf dem Aufnahmesubstrat, das dem von besagtem Trägersubstrat durch Sauerstoffplasmaätzung oder sauerstoffreaktive Ionätzung übertragenen entspricht.
In Fig. 1 wird das Verfahren der vorliegenden Erfindung
unter Verwendung eines gegen Sauerstoffätzung
widerstandsfähigen Photoresistwerkstoffs dargestellt.
In Fig. 2 wird das Verfahren der vorliegenden Erfindung
dargestellt, wenn das Photoresist nach Belichtung getrocknet
ist und dann photobestrahlt wird.
In Fig. 3 wird die Anwendung der Bildumkehrung und der
Bilderzeugung auf der Oberseite offengelegt, wobei sich der
ätzfeste Werkstoff in der oberen Photoresistschicht befindet,
aber nicht bis auf die Grundschicht reicht.
In Fig. 4 wird das Verfahren unter Verwendung eines
nicht ätzfesten Photoresists dargestellt, wobei der ätzfeste
Werkstoff vor der Trockenentwicklung selektiv eingeschlossen
wird.
In Fig. 5 wird die Methode dargestellt, bei der die
ätzfeste Schicht im Außenoberflächenbereich des Photoresists
nicht selektiv geformt wird.
In Fig. 6 wird die Verwendung des ätzfesten Werkstoffs
vor einem Trocknungs- und Bildumkehrungs-Entwicklungsprozeß
offengelegt und
Fig. 7 zeigt die Methode der vorliegenden Erfindung, bei
der die Kleberschicht mit dem ätzfesten Werkstoff eingebettet
wird.
Mehrere aus den oben beschriebenen fünf Grundschritten
[a) bis einschließlich e)] bestehende Methoden können bei der
Formung eines ätzfesten Musters auf einem Aufnahmesubstrat
angewandt werden. Diese Methoden können sich in einigen
Details etwas voneinander unterscheiden, speziell bei der
Bildung ätzfester Eigenschaften, die zusammen mit
schematischen Darstellungen in den folgenden bevorzugten
Ausführungen beschrieben werden:
- I)Eine erste Ausführung besteht aus der Bildung eines ätzfesten Maskenmusters durch Auftrag einer Dünnschicht (1) aus ätzfestem Photoresist auf ein durchsichtiges flaches Trägersubstrat (2) gemäß Darstellung in Fig. (1-A); wobei die Photoresistschicht mit Photostrahlung durch eine Photomaske, die ein entsprechend gespeichertes Bild in der Photoresistschicht gemäß Darstellung in Fig. (1-B) - in der der schraffierte Teil (3) die belichtete Fläche ist - erzielt, belichtet wird.
- Die belichtete Photoresistschicht wird bei einem positiv wirkenden Photoresist zu einem ausgeprägten Muster auf dem Trägersubstrat entwickelt (siehe Fig. (1-C)). Bei der Entwicklung eines positiv wirkenden Photoresists werden die belichteten Teile entfernt, und der unbelichtete Bereich (4) verbleibt auf der Substanz. Fig. (1-D) zeigt das gleiche Ergebnis bei einem negativ wirkenden Photoresist, dabei verbleiben die belichteten Teile (3) des Photoresists auf dem Substrat. Das so entstandene Muster kann wahlfrei zusätzlichen Aushärtungs- oder Stabilisierungsprozessen, wie ionisierender Strahlung und/oder Wärme, unterzogen werden.
- Bei der Formung eines ätzfesten Maskenmusters auf einem Trägersubstrat sind verschiedene konventionelle Werkstoffe und Methoden für die An- beziehungsweise Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignet. Speziell bevorzugte Verbindungen sind solche, die bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen verwendet werden.
- Photoresists, die anorganische Verbindungen wie Moleküle mit Silizium-, Titan- oder Zinngehalt enthalten, die in einer Sauerstoffplasma- oder in einer sauerstoffreaktiven Ionätzreaktion entsprechende Metalloxide bilden, können für die Produktion eines ätzfesten Musters auf einem flachen Trägersubstrat unter Anwendung der konventionellen Methode - Drehbeschichtung, Bilderzeugung, Belichtung und Entwicklung - verwendet werden. Geeignete Photoresists sind u. a. im Handel erhältliche gegen sauerstoffreaktive Ionätzung einwandfrei widerstandsfähige Photoresists. Dazu gehören das Photoresist RG8500P von Hitachi und in der Fachliteratur ("Semiconductor Lithography", Kapitel 12, von W.M. Moreau, 1988, Plenum Press, New York) und in den U.S.-Patenten 43 57 369; 44 33 044 und 43 96 704 (durch Verweis eingefügt) beschriebene Photoresists. Ebenfalls geeignete ätzfeste Photoresists können durch Beimengung von konventionellen nicht ätzfesten entweder positiv oder negativ wirkenden Photoresists mit besagten anorganisches Silizium, Titan oder Zinn enthaltenden Verbindungen angesetzt werden. Besagte konventionelle, nicht ätzfeste Photoresists werden aus denjenigen ausgewählt, die bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen verwendet werden. Besagte ätzfeste anorganische Verbindungen sind vorzugsweise Silizium-, Titan- oder Zinnatome enthaltende Organometalle und vorzugsweise wirksam bei Bilderzeugungsbestrahlung, speziell wenn sie einem Positivphotoresist beigemengt sind. Der auf dem Trockenphotoresistfilm basierende Massenanteil des Metallatoms ist vorzugsweise größer als 4% und darf bis zu diesem Grenzwert die Leistung des Photoresists nicht beeinträchtigen. Ein Dünnfilm- Photoresist mit einer Dicke von weniger als 1 µm wird bevorzugt, weil mit dünneren Photoresistschichten eine höhere Auflösung erzielt werden kann. Gefärbte Photoresists mit Vergütung können ebenfalls verwendet werden, wenn das Photoreflexionsvermögen des Trägersubstrats problematisch ist.
- Eine Planarisierungsschicht, wie die in mehrschichtigen Photoresistsystemen verwendete, kann vor Beschichtung der Photoresistschicht unter der Voraussetzung ebenfalls aufgetragen werden, daß die Ätzfestigkeit der Planarisierungsschicht geringer ist. Ein relatives Ätzfestigkeitsverhältnis von zwei oder mehr, vorzugsweise fünf oder mehr, wird zwischen dem ätzfesten Muster und den nicht ätzfesten Schichten oder Verbindungen bevorzugt.
- II) Die physikalische Übertragung des ätzfesten Maskenmusters erfolgt durch Laminierung des Musterträgersubstrats, Fig. (1-C) und (1-D) auf ein Aufnahmesubstrat (6) mit Hilfe eines Flüssigklebers (5) gemäß Darstellung in Fig. (1-E). Der Flüssigkleber (5) kann vor der Laminierung mit dem Musterträgersubstrat auf das Aufnahmesubstrat (6) aufgetragen werden. Alternativ kann der Flüssigkleber auf das Dünnfilmmuster auf dem Trägersubstrat vor der Laminierung aufgetragen werden.
- Während der Laminierung erfolgt eine Pressung zwecks gleichmäßiger Verteilung des Flüssigklebers auf die beiden Substrate und Reduzierung des Spalts zwischen dem Substrat auf einen wünschenswerten Wert. Siehe Darstellungen dieses Vorgangs bei Positiv- beziehungsweise Negativphotoresists in Fig. (1-F) und (1-G). Der Spalt zwischen den beiden Substraten kann in Verbindung mit einer Druckregelung optisch überwacht werden. Der Spalt darf vorzugsweise nicht größer sein als wenige Mikrometer. Der Flüssigkleber kann, wenn erforderlich, auch als Schmiermittel bei der Relativbewegung der beiden Substrate für die Ausrichtung verwendet werden.
- III) Die in den Fig. (1-F) und (1-G) dargestellten Vorrichtungen werden dann einem Verfahren zur Aushärtung des Flüssigklebers unterzogen. Dies geschieht entweder durch Wärme oder aktinische Bestrahlung, d. h., durch Ultraviolettlicht. Sobald der Kleber ausgehärtet ist, wird das Trägersubstrat entfernt. Dabei verbleibt das ätzfeste Muster auf dem Aufnahmesubstrat gemäß Darstellungen in den Fig. (1-H) und 1-I), entsprechend den in den Fig. (1-F) beziehungsweise (1-G) dargestellten Mustern. Das Trägersubstrat kann entweder unter Aufbringung von Kraft abgeschält oder in einem flüssigen Medium mit Hilfe von Ultraschallvibrationen entfernt werden.
- Geeignete Trägersubstrate sind u. a. elastische dünne Folien, Plättchen oder Scheiben mit mindestens einer flachen Seite. Die Oberflächenrauheit solcher Substrate darf vorzugsweise nicht höher sein als der Mikrometerbereich. Geeignete Materialien für Trägersubstrate können organische oder anorganische Stoffe sein.
- Wenn der Kleber thermal gehärtet wird, werden bis zu mindestens 100°C und vorzugsweise bis zu 150°C als gute Wärmewiderstandswerte des Trägersubstrats als wünschenswert erachtet. Während des Wärmeaushärtungsprozesses ist weiterhin Formbeständigkeit speziell als Ausdruck des Wärmeausdehnungskoeffizienten erforderlich. Je nach Maßtoleranz des Musters im Übertragungsprozeß wird ein Wärmeausdehungskoeffizient im Bereich von weniger als 100 × 10-6 In/In speziell bevorzugt, während für die Herstellung von integrierten Schaltkreisen ein Wert von weniger als 50 × 10-6 In/In wünschenswerter ist. Deshalb sind für die Verwendung als Trägersubstrat in Verbindung mit wärmeaushärtbaren Klebern geeignete Werkstoffe u. a. Glas, Keramik oder wärmebeständige Kunststoffe. Das Trägersubstrat muß eine flache Fläche und Wärmeeigenschaften aufweisen, die die vorstehenden Bedingungen erfüllen.
- Wenn der Kleber strahlungsfest ist, muß das Trägersubstrat für die gewünschte Wellenlänge strahlungsdurchlässig sein. Dieses Verfahren ist im Vergleich mit der Wärmeaushärtungsmethode, speziell im Hinblick auf Probleme mit der Wärmebeständigkeit der Abmessungen des Substrats, qualitativ besser und leichter zu handhaben. Zwecks Erzielung wirksamer Aushärtung wird eine Übertragung von min. 30% bevorzugt. Bei der Produktion von gedruckten und integrierten Schaltkreisen oder bei der Fertigung von Druckplatten werden für UV-Aushärtung von Beschichtungen oder für die Photolithographie im allgemeinen Strahlungsquellen verwendet. Typische Strahlungsquellen sind u. a. Quecksilber-Xenonlampen oder Quecksilberdampflampen mit bester Leistung bei einer Wellenlänge von 365 nm.
- Geeignete Trägersubstratwerkstoffe für die Verwendung bei Aushärtung des Klebers durch Photostrahlung sind u. a. Glas und elastische Polymere mit hoher optischer Transparenz, z. B. strukturlose(s) Polymethylmethacrylat, Polycarbonat oder Polyolefine oder Polyester usw.
- Für die vorliegende Erfindung nützliche Kleber sind nichtflüchtige Flüssigkleber mit einem Kochpunkt über 100°C, vorzugsweise über 150°C. Ein hoher Kochpunkt wird speziell für Kleberaushärtung durch Wärme bevorzugt. Die Viskosität der Kleber bei Raumtemperatur muß weniger als 10 000 cps, vorzugsweise weniger als 5000 cps betragen. Eine zu hohe Viskosität kann Schwierigkeiten verursachen, speziell, wenn Aufnahme- und Trägersubstrate ausgerichtet werden müssen.
- Geeignete durch Wärme aushärtbare Kleber sind u. a. die vernetzbaren Verbindungen, die im Verlauf eines Wärmeaushärtungsprozesses keine flüchtigen Nebenprodukte abgeben. Zu diesen Klebern gehören, ohne darauf beschränkt zu sein, Epoxidharz, ungesättigter Ester, Vinyl- oder Acrylverbindungen.
- Geeignete durch Strahlung speziell mit Ultraviolettlicht aushärtbare Kleber sind u. a. photopolymerisierbares Vinyl, Allyl- oder Acrylatverbindungen. Diese Verbindungen müssen vorzugsweise aus mehreren lichtempfindlichen ungesättigten Gruppen bestehen. Andere geeignete Kleber sind u. a. Expoxidharze, die photosensible Katalysatoren, wie z. B. Onium- und Iodoniumsalze, enthalten. Geeignete photoaushärtbare Kleber können aus einer Vielzahl von in der Fachliteratur beschriebenen Verbindungen ausgewählt werden, z. B. "Photopolymerization of Surface Coatings" von C.G. Roffey, John Wiley & Sons, 1982. Allerdings können Kleberverbindungen, die während der Aushärtung große Mengen flüchtiger Nebenstoffe produzieren, oder ätzfeste Sauerstoffplasmamaterialien, z. B. anorganische Verbindungen, in großem Umfang enthalten, bei Anwendung der vorliegenden Erfindung nur beschränkt eingesetzt werden.
- Vor Laminierung des Trägersubstrats auf das Aufnahmesubstrat muß der Kleber zuerst auf beide Substrate aufgetragen werden, zum Beispiel durch Auftröpfeln des Klebers aus einem Spender auf die Substrate. Die Substrate können mit dem Kleber wahlweise auch vorbeschichtet werden. Zur Eliminierung von Blaseneinschlüssen vor und während des Laminierungsprozesses kann ein Vakuum angesetzt werden.
- Ein mechanischer und optischer Ausrichtungsmechanismus, allgemein "Maskenausrichter" genannt, der üblicherweise für Kontaktabzüge bei der Herstellung von gedruckten Schaltkreisen verwendet wird, kann für die Ausführung von Laminierung und Ausrichtung sowie für die Aushärtung des Klebers im Rahmen der vorliegenden Erfindung angepaßt werden.
- Transparente Trägersubstrate sind zu bevorzugen, wenn optische Ausrichtung erforderlich ist. Strahlungsaushärtungen mit einem transparenten Trägersubstrat werden speziell empfohlen, weil dabei die relative Position beider Substrate schnell fixiert werden kann. Das Trägersubstrat kann nach Aushärtung des Klebers durch Anwendung mehrerer Verfahren entfernt werden.
- Die für die Entfernung einfachste und wirksamste Methode ist die Aufbringung einer mechanischen Kraft zur Abschälung des Trägersubstrats vom Laminat. Wenn mechanische Abschälung angewandt wird, ist die Verwendung einer das Haftvermögen fördernden Grundierungsschicht vor Auftrag der Photoresistschicht auf das Trägersubstrat im allgemeinen nicht zu empfehlen.
- Andere Verfahren sind u. a. Plasmaabätzung oder chemische Abätzung des anorganischen Trägersubstrats, oder die Verwendung eines depolymerisierbaren polymerischen Trägersubstrats. Die Höchsttemperatur depolymerisierbarer Polymere darf die Raumtemperatur nur um ein geringes überschreiten. Beispiele für solche depolymerisierbaren Polymere sind u. a. Polyaldehyde oder Polysulfone, die bei Erwärmung durch Kettenspaltung abbauen und dabei flüchtige Partikeln bilden. Zur Beschleunigung des thermalen Depolymerisationsprozesses muß mit Vakuum gearbeitet werden. Plasma oder chemische Verfahren dürfen den organischen Werkstoff unter dem Trägersubstrat nicht beeinträchtigen.
- IV) Die Vorrichtungen gemäß Fig. (1-H) oder (1-I) werden sodann zwecks Entfernung von Stoffen auf dem Aufnahmesubstrat, die vom ätzfesten Muster nicht geschützt sind, einer Plasmaätzreaktions-, speziell einer sauerstoffreaktiven Ionätzung unterzogen. Die so entstehenden Musterträger-Aufnahmesubstrate gemäß Darstellung in Fig. (1-J) und (1-K) entsprechen den in den Fig. (1-H) beziehungsweise (1-I) schematisch dargestellten Vorrichtungen. Das Aufnahmesubstrat muß gegen Sauerstoffplasma- oder sauerstoffreaktive Ionätzung widerstandsfähig sein. Dieses Substrat besteht vorzugsweise aus einem anorganischen Werkstoff oder aus Organometall.
Natürlich können auch im Rahmen dieser Erfindung andere
in der einschlägigen Industrie bei der Herstellung von
integrierten Schaltkreisen angewandte Verfahren zur Anwendung
kommen, zum Beispiel: Bildumkehrung, Bilderzeugung von oben
und selektiver Einschluß von ätzfesten Verbindungen in die
Photoresist- oder Klebschicht. Die ätzfeste Verbindung ist
normalerweise ein Organometall, das im Verlauf der
Trockenentwicklung in einer Sauerstoffplasma- oder
sauerstoffreaktiven Ionätzkammer ein ätzfestes Metalloxid
bildet.
Bei einem bildumkehrbaren, normalerweise positiv
wirkenden Photoresistsystem auf Diazochinon-/Novolak- oder
Polyvinylphenolbasis kann der photobelichtete Bereich in einem
Entwickler durch die Decarboxylasereaktion der mit Wärme
photoumgewandelten Diazochinon-Verbindung unlöslich gemacht
werden. Der unbelichtete Bereich wird dann in wäßrigem
Alkali durch Flutstrahlung löslich gemacht. Ein derartiges
Schema erleichtert die einwandfreie Steuerung des
Resistmusterprofils und kann bei dieser Erfindung angewandt
werden.
Sofern hierin nichts anderes bestimmt ist, sind die
hiernach beschriebenen Bestandteile und Methoden die gleichen,
wie die in der ersten Ausführung beschriebenen.
Eine weitere Ausführung der Erfindung besteht aus
Folgendem:
Bei Verwendung von ätzfesten bildumkehrbaren
Photoresists, zu denen auch das im Handel erhältliche AZ 5214
von Hoechst, USA, und die in den U.S.-Patenten 41 96 003 und
41 04 070 offengelegten Photoresists gehören (Offenlegung
durch Verweis eingefügt), wird, wenn es sich um ein
einschichtiges Photoresist handelt, im allgemeinen das gleiche
wie vorher beschriebene Verfahren angewandt. Allerdings wird
gemäß Darstellung in Fig. (2-A) nach der Belichtung noch
getrocknet, wobei das ätzfeste Dünnfilm-Photoresist (7) auf
ein transparentes Trägersubstrat (2) gemustert wird. Der
belichtete Teil (8) wird für Alkalientwickler unlöslich
gemacht, während der unbelichtete Teil während der
Nachbelichtungstrocknung in der Zusammensetzung unverändert
bleibt. Nach der Laminierung des Musterträgersubstrats (2) auf
das Aufnahmesubstrat (6) mit einem Kleber (5) gemäß
Darstellung in Fig. (2-B) wird der Kleber mit
Flutphotostrahlung ausgehärtet. Diese Behandlung macht
gleichzeitig den unbelichteten Teil (9) der Photoresistschicht
alkalilöslich. Alternativ kann die Flutstrahlung vor der
Laminierung des nach der Belichtung getrockneten Photoresists
auf das Aufnahmesubstrat erfolgen. Nach Entfernung des
Trägersubstrats wird ein Muster mit Negativtonung (8) auf der
Klebschicht (5) gemäß Darstellung in Fig. (2-C) aufgelöst.
Die anschließende Trockenentwicklung mit
Sauerstoffplasmaätzung produziert ein Muster direkt auf dem
Aufnahmesubstrat, wie vorher beschrieben und in Fig. (1-K)
dargestellt.
In einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung
werden sowohl Bildumkehrung als auch Bilderzeugung auf der
Oberseite angewandt und nachstehend beschrieben: Gemäß
Darstellung in Fig. (3-A) wird eine ätzfeste
Photoresistschicht (10) auf das Trägersubstrat (2) gemustert.
Die Belichtung der Resistschicht wird so gesteuert, daß der
belichtete Teil (11) nicht bis auf den Grund der das Substrat
kontaktierenden Resistschicht reicht. Im allgemeinen kann eine
derartige Bilderzeugung auf der Oberseite durch Beimengung
eines absorbierenden Farbstoffes in die Photoresistschicht,
die auf der Wellenlänge der Musterungsstrahlung stark
absorbiert, erfolgen. Alternativ können Bilder auf der
Oberseite durch Unterbelichtung des Resistfilms erzeugt
werden. Nach Formierung des latenten Bildes wird das für das
Bildumkehrschema beschriebene Verfahren angewandt. Jedoch ist
der in Kontakt mit dem Trägersubstrat (2) befindliche Teil der
Photoresistschicht nach
Strahlungshärtung des Klebers (5) gemäß Darstellung in
Fig. (3-B) infolge der Bildumkehrung in
Alkalientwicklerflüssigkeit löslich. Diese Anordnung
erleichtert die Entfernung des Trägersubstrats in einer
wäßrigen Alkalilösung. Nachdem das Trägersubstrat entfernt
worden ist, wird das Muster zwecks Absäuberung des löslichen
Teils weiter entwickelt, der dann gemäß Darstellung in Fig.
(3-C) einer wie vorher beschriebenen Plasmaätzung unterzogen
wird.
Noch eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung
ist ein Photoresist ohne ätzfeste Eigenschaften. Dieses
Material kann unter der Voraussetzung verwendet werden, daß
eine selektive Beimengung des ätzfesten Stoffes in die
Photoresistschicht auf dem Aufnahmesubstrat vor der
Trockenentwicklung möglich ist. Der selektive Einschluß des
ätzfesten Materials in die Photoresistschicht wird im
allgemeinen von der photochemischen Reaktion im Muster-
Bilderzeugungsschritt bestimmt. So wird zum Beispiel die
Bildung von Indencarbonsäure im bestrahlten Teil eines
gemeinsamen Diazochinon-/Novolak-Positivphotoresists mehr für
den Einschluß eines Aminosilans, wie Hexamethyldisilan,
aufnahmefähig sein, als der nicht bestrahlte Teil. Bei einem
Negativphotoresist wird die Photopolymerisation im bestrahlten
Bereich für das ätzfeste Material wegen des erhöhten
Molekulargewichts weniger aufnahmefähig sein, als der nicht
bestrahlte Bereich.
Ein solches Schema kann wie folgt beschrieben werden:
Gemäß Darstellung in Fig. (4-A) ist die ätzfeste Verbindung
selektiv in den belichteten Bereich (13) einer gemusterten
Photoresistschicht (12) auf einem Trägersubstrat (2)
eingeschlossen. Nach Laminierung, Aushärtung des Klebers und
Entfernung des Trägersubstrats ist die Vorrichtung für
Plasmaätzung ohne Naßentwicklung der Photoresistschicht gemäß
Darstellung in Fig. (4-B) bereit. Der das ätzfeste Material
enthaltende Bereich (13) ist die Schutzmaske für die
nachfolgende Trockenentwicklung des Aufnahmesubstrats. Das
Ergebnis ist in Fig. (4-C) zu sehen. Ein alternatives
Ergebnis ist in Fig. (4-D) dargestellt, nämlich das trocken
entwickelte Muster auf dem Aufnahmesubstrat (6), wenn der
selektive Einschluß des ätzfesten Materials sich im
unbelichteten Bereich der Photoresistschicht befindet. Zu den
für diese Art selektiven Einschlusses von ätzfestem Material
geeigneten Photoresists gehören die in den U.S.-Patenten
46 13 398 und 45 52 833 offengelegten Photoresists
(Offenlegung hierin durch Verweis), und im Handel erhältliche
Photoresists, wie Plasmask, Hersteller: UCB Electronics.
Typisch und vorzugsweise erfolgt der Einschluß einer ätzfesten
Verbindung, wie Silizium-, Zinn- oder Titanatome enthaltende
Verbindungen, durch Kopplung einer funktionellen Amino-Gruppe
auf dem Organometall mit der Phenoxy-Gruppe im Novolakharz des
belichteten Teils einer positiv wirkenden Photoresistschicht.
Andere für selektiven Einschluß mit einem negativ wirkenden
Photoresist geeignete anorganische Verbindungen im Rahmen
dieser Erfindung können die sein, die Funktionsgruppen, wie
Aminosäure, Carbonsäure, Hydroxysäure und Oxiran enthalten.
Somit muß das Photoresist eine entsprechende Funktionsgruppe
enthalten, z. B. eine Oxiran-Gruppe für Amino- oder
Carbonsäure-Gruppen, die ätzfestes Organometall enthalten,
oder eine Amino-Gruppe für Oxiran mit ätzfestem
Organometallgehalt.
Der selektive Einschluß muß nicht unbedingt von der
Differenz bestimmt werden, die durch die Photoreaktion
entsteht. Gemäß Darstellung in Fig. (4-E) ist die
Photoresistschicht (14) auf dem Trägersubstrat (2) nicht
selektiv mit ätzfesten Stoffen im Oberflächenbereich
(punktschattiert) gedopt. Dann wird durch Photobestrahlung des
Musters gemäß Darstellung in Fig. (4-F) ein latentes Bild
erzeugt, (die strichschattierten Flächen in Fig. (4-F)
stellen den der Strahlung ausgesetzten Teil dar). Bei einem
positiv wirkenden Photoresist wird der bestrahlte Bereich
gemäß Darstellung in Fig. (4-G) entwickelt. Alternativ kann
auch ein negativ wirkendes Photoresist verwendet werden;
Ergebnis ist dann ein Muster mit Negativtonung.
Im allgemeinen sollte der Einschluß der ätzfesten
Verbindung in die Bemusterung des Photoresists nicht störend
eingreifen. Das heißt, die ätzfeste Verbindung darf mit der
Funktionalität des Diazochinons keine Reaktion eingehen,
andernfalls würde bei einem Positivphotoresist die
Photoumwandlung in hälftig enthaltendem Carboxyl zunichte
gemacht werden. Deshalb kann die ätzfeste Verbindung zum
Beispiel eine Verbindung sein, die Silizium, Zinn oder Titan
enthält, die gegen Gruppen auf dem Photoresist reaktiv ist.
Ein Beispiel dafür ist die Kopplungsreaktion einer Phenoxy-
Gruppe auf dem Novolakharz mit einem Aminosilan. Alternativ
kann die ätzfeste Verbindung nicht reaktiv sein. In diesem
Fall wird sie zum Beispiel während der Wässerung in einer
Metallsalzlösung durch Flüssigphasen-Diffusion in die
Photoresistschicht eingebettet. Diese Art ätzfester Werkstoff
bleibt während der auf die Bilderzeugung folgenden
Entwicklungsschritte unwirksam.
Dies gilt aus den gleichen Gründen auch für negativ
wirkende Photoresists. Außerdem kann die ätzfeste Verbindung
so photoreaktiv sein, daß sie während der photoinitiierten
Vernetzungsreaktion reagiert. Alternativ kann eine nicht
reaktive ätzfeste Verbindung, die während der Bilderzeugungs-
und Entwicklungsschritte unwirksam bleibt, verwendet werden.
Sodann folgt ein wie vorher beschriebenes Verfahren,
einschließlich Laminierung und Aushärtung des Klebers. Die
sich nach der Entfernung des Trägersubstrats ergebende
Struktur eines positiv wirkenden Photoresists ist in Fig.
(4-H) dargestellt. Hier muß angemerkt werden, daß die mit
ätzfestem Werkstoff angereicherte Oberflächenschicht (14) des
Musters jetzt nach unten gerichtet ist und die Kleberschicht
(5) auf dem Aufnahmesubstrat (6) kontaktiert.
Nach der Plasmaätzreaktion wird das Muster gemäß
Darstellung in Fig. (4-I) auf das Aufnahmesubstrat
übertragen. Die ätzfeste Verbindungsschicht (15) im
Photoresistmuster schützt die vom Muster definierte
Kleberschicht (5).
Eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung
ermöglicht die Beimengung eines ätzfesten Werkstoffes, die
nach Laminierung und Entfernung des Trägersubstrats zu
erfolgen hat, auf ein bildumkehrbares positiv wirkendes
Photoresist. Gemäß Darstellung in Fig. (5-A) wird die
ätzfeste Schicht (17) nicht selektiv in der Außenfläche der
bemusterten Photoresistschicht (16) gebildet. Die
strichschattierte Fläche ist der Photobildbereich, der gegen
Alkalientwickler unter Anwendung des vorher für den
Bildumkehrungsprozeß beschriebenen Verfahrens unlöslich
gemacht wird. Die Photoresistschicht wird dann zur Entfernung
des Teils der Photoresistschicht, der durch Flutstrahlung vor
oder während des Kleber-Aushärtungsprozesses für
Alkalientwickler löslich gemacht wurde, entwickelt. Die sich
daraus ergebende Struktur ist in Fig. (5-B) dargestellt,
wobei das entwickelte Photoresistmuster auf der Oberseite der
Kleberschicht (5) von einer mit ätzfestem Werkstoff
angereicherten Oberschicht (17) zum Schutz der darunter
liegenden Werkstoffe überdeckt wird. Das durch die
nachfolgende Trockenentwicklung entstehende Muster ist in
Fig. (5-C) dargestellt.
In einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung
kann ein bildweises Einschlußschema aus ätzfestem Werkstoff in
Verbindung mit Oberseiten-Bilderzeugungs- und
Umkehrbildtechniken gemäß Darstellung in Fig. (6-A) angewandt
werden. Der von oben erzeugte Bildteil ist mit einem ätzfesten
Werkstoff (19) in die Photoresistschicht (18) auf dem
Trägersubstrat (2) eingebettet. Nach Trockung durch
Decarboxylierung und Laminierung gemäß Darstellung in Fig.
(6-B) werden sowohl der unbelichtete Bereich in der
Photoresistschicht (18) als auch die Flüssigkleberschicht (5)
photobestrahlt. Somit wird die Photoresistschicht (18) mit
Ausnahme des von oben erzeugten und ätzfesten Werkstoff
enthaltenden Bildteils während der Aushärtung des Klebers in
Alkalientwicklerflüssigkeit löslich. Das Trägersubstrat (2)
wird dann entfernt und das Muster gemäß Darstellung in Fig.
(6-C) entwickelt. Ein ätzfestes Photoresistmuster (19) kann
dann das Muster auf dem Aufnahmesubstrat (6) definieren. Nach
Sauerstoffplasmaätzung entsteht auf dem Aufnahmesubstrat ein
Muster gemäß Darstellung in Fig. (6-D).
Bei einer letzten Ausführung ist der Kleber gegenüber dem
ätzfesten Material aufnahmefähig. In diesem Fall ist das von
dem Photoresist definierte Muster nicht ätzfest. Fig. (7-A)
zum Beispiel zeigt bei einem nicht ätzfesten
Positivphotoresist (20) eine der in Fig. (1-H) dargestellten
ähnliche Struktur. Die belichtete Kleberschichtfläche (5) ist
mit einem (punktiert dargestellten) ätzfesten Werkstoff
eingebettet. Dieser bildet eine ätzfeste Oberschicht (21) nach
Entfernung des Trägersubstrats. Sodann wird in einem
Plasmaätzreaktor zur Erzielung eines Umkehrmusters vom
Photoresistmuster (20) auf dem Aufnahmesubstrat (6) gemäß
Darstellung in Fig. (7-B) trocken entwickelt. Alternativ kann
ein negativ wirkendes Photoresist verwendet werden. In diesem
Fall ergibt sich im Gegensatz zur Darstellung in Fig. (7-B)
ein Negativmuster.
Außerdem kann sowohl dem Positivphotoresist-Muster (20)
als auch dem Kleberbereich (5) ein ätzfestes Material nicht
selektiv unter der Voraussetzung beigemengt werden, daß der
Einschluß des ätzfesten Materials das Photoresistmuster in
einer wäßrigen Alkalientwicklerlösung nicht unlöslich macht.
Das Photoresistmuster (20), dessen Oberseitenfläche jetzt mit
ätzfester Verbindung angereichert ist, wird in einem
Alkalientwickler entwickelt. Bei der nachfolgenden
Trockenentwicklung wird das gleiche Ergebnis erzielt, wie das
in Fig. (7-B) dargestellte.
Noch ein anderes Schema, bei dem der Kleber als Träger
des ätzfesten Musters verwendet wird, ist von einer
Kombination der vorher beschriebenen Oberseitenbilderzeugungs-
und Bildumkehrschemata abgeleitet, siehe z. B. Fig. (3-A)
bis einschließlich (3-C). Bei dieser Version ist das
bildumkehrbare Photoresist nicht ätzfest. Es kann ein im
Handel erhältliches Produkt wie AZ 5214 sein. Fig. (7-C)
zeigt das laminierte Produkt, wobei das Trägersubstrat
entfernt und der lösliche Teil der Photoresistschicht in
Entwicklerflüssigkeit abgewaschen worden ist. Das Resistmuster
(22) ist der von oben erzeugte Bildteil, der durch Wärme, wie
vorher beschrieben, in Alkalientwicklerflüssigkeit unlöslich
gemacht worden ist. Die punktierte Fläche (23) stellt einen
mit ätzfestem Material angereicherten Bereich dar, der durch
Gasphasen- oder Flüssigphasen-Diffusion in der belichteten
Kleberschicht, nachdem der lösliche Photoresistteil durch
Waschen entfernt worden ist, produziert wurde. Mit der
nachfolgenden Plasmaätzung wird auf dem Aufnahmesubstrat (6)
gemäß Darstellung in Fig. (7-D) ein entsprechendes Muster
entwickelt.
Ein für die Verwendung bei den beiden vorgenannten
Schemata geeigneter Kleber kann aus den vorher beschriebenen
ausgewählt werden. Das Auflösungsvermögen des Klebers in bezug
auf Adsorption oder Diffusion des ätzfesten Materials muß
höher sein als das des Photoresists.
Vorzugsweise erfolgt zwischen Kleber und ätzfestem
Organometall während des Adsorptions- oder Diffusionsprozesses
unter der Voraussetzung eine Kopplungsreaktion, daß das
Photoresist keine Funktionsgruppe enthält, die mit dem
Organometall reaktionsfähig ist.
Deshalb können geeignete Funktionsgruppen-Kombinationen
auf Kleber und ätzfestem Organometall zum Beispiel folgende
sein: Epoxid- und Aminogruppen, Epoxid- und Anhydridgruppen,
Epoxid- und Carbonsäuregruppen, Hydroxyl- und Isocyanat-Vinyl-
und Thiolgruppen, Allyl- und Thiol- oder Acrylat- und
Thiolgruppen. Auch könnnen mehrere andere Kombinationen
wirksam verwendet werden, speziell in Verbindung mit Wärme
oder einem Katalysator.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die hierin
beschriebenen Ausführungen der vorliegenden Erfindung nur
erläuternd sind. Erfahrene Fachleute können die Erfindung in
ihrem Rahmen und auf ihren Grundsätzen basierend auch
modifizieren.
Zur Erläuterung des Konzepts der Ausführungen der
vorliegenden Erfindung wird im nachstehenden Beispiel ein
bildumkehrbares, eine ätzfeste Verbindung enthaltendes
Photoresist mit folgender chemischer Zusammensetzung
verwendet:
Gewichtsteil | |
AZ 5214 (Hoechst, USA) (getrocknet) | |
100 | |
Poly(phenylsilsequioxan) | 25 |
Cis(1,3,5,7-Tetrahydroxy)-1,3,5,7,-Cyclotetrasiloxan | 50 |
Die ätzfeste Verbindung wurde mit einem Festgehalt von
27% mit Propylenglykol-Monomethyl-Etheracetat als Lösemittel
angesetzt. Das Photoresist wurde mit einem Drehbeschichter
(Headway Research Inc.) bei 4000 UpM für die Dauer von 25 s
auf eine dünne Glasplatte aufgetragen. Ergebnis war ein ca.
1 µm dicker Dünnfilm, der dann in einem Konvektionsofen 16
Minuten bei 80°C getrocknet wurde. Zum Drucken mit einer
Emulsionsmaske mit 5-µm-Zeilenabstand wurde ein Oriel-
Maskaligner 85249 mit einer 220-320-nm-Lichtquelle verwendet.
Belichtungszeit: 60 s, was 35 mJ/cm2 entspricht.
Vor Laminierung auf ein Siliziumplättchen mit einem unter
UV härtbaren Kleber wurde nach der Belichtung 20 Minuten in
einem Konvektionsofen bei 90°C getrocknet. Der Kleber bestand
aus 100 Gewichtsteilen von Aldrich geliefertem Trimethylol-
Propan-Triacrylat und 10 Gewichtsteilen Benzyl-Dimethylketal
von Ciba-Geigy, Ltd. Das Laminat wurde vorsichtig mit einem
Finger aufgedrückt, um die Dicke der Kleberschicht vor der
Bestrahlung durch UV-Licht zur Aushärtung des Klebers zu
minimieren. Härtelichtquelle war ein photomechanischer 3-kW-
Drucker ORC HMW 532 mit max. Leistung bei 365 nm. Dosierung:
500 mJ/cm2. Das Trägerglas wurde dann weggezogen und das
Laminat für die Dauer von ca. 30 s in eine 4% wäßrige Lösung
aus Tetramethylammoniumhydroxid zwecks Entwicklung des
Photoresistmusters getaucht. Das Musterträger-
Siliziumplättchen wurde dann in einem Plasmareaktor
(Plasmalab-Serie, 80-V-Hochfrequenz-Netzspannung) für die
Dauer von 15 Minuten bei einer O-Gas-Durchflußmenge von 20
SCCM ("Standard Condition" cm3/min) mit einer
Gleichstromstabilisierung von 330 V einer
Sauerstoffplasmaätzung unterzogen. Danach wurde das Probestück
unter einem optischen Mikroskop und mit Talystep (Taylor
Hobson) geprüft. Feststellung: das Muster war einwandfrei
definiert.
Claims (22)
1. Ein aus folgenden Schritten bestehendes Verfahren
zur Aufbringung eines ätzfesten Musters auf ein Substrat:
- a) Formung einer Photoresistschicht auf einem flachen, transparenten Trägersubstrat.
- b) Formung eines Photoresistmusters in der Photoresistschicht.
- c) Laminierung des Photoresistmuster trägersubstrats auf ein Aufnahmesubstrat unter Anwendung eines härtbaren Flüssigklebers zwischen den beiden Substraten, wobei die Photoresistseite dem Aufnahmesubstrat gegenüber liegt.
- d) Aushärtung des Flüssigklebers durch Wärme oder vorzugsweise durch aktinische Photostrahlung und Entfernung des Trägersubstrats zur Übertragung des Photoresistmusters auf besagtes Aufnahmesubstrat und
- e) Trockenentwicklung des Musters, das dem von besagtem Trägersubstrat übertragenen entspricht, durch Sauerstoffplasma- oder sauerstoffreaktive Ionätzung auf dem Aufnahmesubstrat.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem besagtes
Trägersubstrat aus Werkstoffen gefertigt ist, die aus der aus
anorganischem Glas und strukturlosen organischen Verbindungen
bestehenden Gruppe ausgewählt werden, und bei dem besagtes
Trägersubstrat für besagte aktinische Photostrahlung
durchlässig ist.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem besagter
Flüssigkleber eine photopolymerisierbare organische Verbindung
mit einem Kochpunkt <100°C ist.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem besagtes
Aufnahmesubstrat gegen Sauerstoffplasma- oder
sauerstoffreaktive Ionätzung stark widerstandsfähig ist.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem besagtes
Photoresist ein positiv wirkendes Photoresist ist.
6. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem besagtes
Photoresist ein negativ wirkendes Photoresist ist.
7. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem besagtes
Photoresistmuster gegen Sauerstoffplasma- oder
sauerstoffreaktive Ionätzung ätzfest ist und auf besagtem
Trägersubstrat vor besagtem Laminierungsschritt explizit
entwickelt wird.
8. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem besagtes
Photoresist ein bildumkehrbares, sauerstoffplasmaätzfestes
Material enthaltendes Diazochinon-/Novolaksystem ist, das
besagte Photoresistmuster als latentes Bild in der
Photoresistschicht erscheint, und besagtes latentes Bild vor
besagter Trockenentwicklung auf dem Aufnahmesubstrat naß
entwickelt wird.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem besagtes
latentes Bild relativ zum Trägersubstrat der
Photoresistschicht in die Oberflächenschicht eingelassen ist.
10. Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem besagtes
Photoresist keinen besagten sauerstoffplasmabeständigen
Werkstoff enthält, und besagtes latentes Bild durch bildweisen
Einschluß von ätzfestem Material gegen Sauerstoffplasmaätzung
widerstandsfähig wird, und besagte Naßentwicklung des
ätzfesten Materials nicht erforderlich ist.
11. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem besagte
Photoresistschicht erst nach nicht exklusivem Einschluß des
ätzfesten Materials in der obersten Schicht vor Bildung
besagten Photoresistmusters gegen Sauerstoffplasma
widerstandsfähig wird.
12. Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem besagter
sauerstoffplasmaätzfester Werkstoff nicht exklusiv in besagte
Photoresistschicht nach Entfernung besagten Trägersubstrats
eingeschlossen wird.
13. Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem sich besagtes
latentes Bild relativ zum Trägersubstrat der
Photoresistschicht in der obersten Schicht befindet.
14. Verfahren gemäß Anspruch 7, bei dem besagtes
Photoresistmuster gegen Sauerstoffplasma- oder
sauerstoffreaktive Ionätzung nicht widerstandsfähig ist, und
die exponierte ausgehärtete Oberflächenschicht des
Flüssigklebers sich nach Entfernung des Trägersubstrats mit
ätzfestem Material vor der nachfolgenden Trockenentwicklung
abscheidet.
15. Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem besagtes
Photoresist die besagten ätzfesten Werkstoffe nicht enthält,
und die nach besagter Naßentwicklung exponierte ausgehärtete
Kleberoberfläche sich vor der nachfolgenden Trockenentwicklung
mit ätzfestem Material abscheidet.
16. Verfahren gemäß Anspruch 7, bei dem besagtes
ätzfestes Photoresist ein Organometall enthält, das während
der Sauerstoffplasma- oder sauerstoffreaktiven
Ionätzungsreaktionen ein stabiles Oxid bildet.
17. Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem besagter
ätzfester Werkstoff ein Organmetall ist, das während der
Sauerstoffplasma- oder Ionätzungsreaktionen ein stabiles Oxid
bildet.
18. Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem besagter
bildweiser Einschluß des ätzfesten Werkstoffs zu einer
selektiven Kopplungsreaktion besagten Novolakharzes mit einem
eine Amino-Gruppe enthaltenden Organometall führt, wobei das
Produkt besagter Kopplungsreaktion in Sauerstoffplasma- oder
sauerstoffreaktiven Ionätzungsreaktionen ein stabiles Oxid
bildet.
19. Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem besagter nicht
exklusiver Einschluß des ätzfesten Werkstoffs eine Flüssig-
oder Gasphasen-Durchdringung des stabilen Oxids ist, das in
der Oberflächenschicht besagter Photoresistschicht
Verbindungen enthaltendes Metall formt, wobei besagte
Verbindungen auf diejenigen beschränkt sind, die mit
lichtempfindlichen Werkstoffen innerhalb besagter
Photoresistschicht nicht reaktionsfähig sind.
20. Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem besagter
ätzfester Werkstoff ein stabiles Oxid ist, das ein eine
Verbindung enthaltendes Metall formt, wobei besagter ätzfester
Werkstoff durch Flüssig- oder Gasphasen-Durchdringung in die
Oberflächenschicht besagter Photoresistschicht abgeschieden
wird.
21. Verfahren gemäß Anspruch 14, bei dem besagter
ätzfester Werkstoff ein stabiles Oxid ist, das ein
Organometall mit einer Funktionsgruppe, die nur mit besagtem
Kleber reaktionsfähig ist, bildet.
22. Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem besagter
ätzfester Werkstoff ein stabiles Oxid ist, das ein
Organometall mit einer Funktionsgruppe, die nur mit besagtem
Kleber reaktionsfähig ist, bildet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904029609 DE4029609C2 (de) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | Verfahren zum Herstellen eines Reliefbildes auf einem Substrat |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904029609 DE4029609C2 (de) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | Verfahren zum Herstellen eines Reliefbildes auf einem Substrat |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4029609A1 true DE4029609A1 (de) | 1992-04-02 |
DE4029609C2 DE4029609C2 (de) | 1994-09-29 |
Family
ID=6414506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19904029609 Expired - Lifetime DE4029609C2 (de) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | Verfahren zum Herstellen eines Reliefbildes auf einem Substrat |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4029609C2 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE1912864A1 (de) * | 1968-03-15 | 1969-12-04 | Process Shizai Company Ltd | Verfahren und lichtempfindlicher UEbertragungsbogen zur UEbertragung eines Bildes |
EP0187421A2 (de) * | 1985-01-11 | 1986-07-16 | Philips Electronics Uk Limited | Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung |
EP0261315A1 (de) * | 1986-08-25 | 1988-03-30 | International Business Machines Corporation | Verfahren zum Erhöhen der Beständigkeit von Lackbildern gegen reaktive Ionenätzung und Wärmefluss |
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1990
- 1990-09-19 DE DE19904029609 patent/DE4029609C2/de not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4029609C2 (de) | 1994-09-29 |
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