JPH0566010B2 - - Google Patents

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JPH0566010B2
JPH0566010B2 JP58112988A JP11298883A JPH0566010B2 JP H0566010 B2 JPH0566010 B2 JP H0566010B2 JP 58112988 A JP58112988 A JP 58112988A JP 11298883 A JP11298883 A JP 11298883A JP H0566010 B2 JPH0566010 B2 JP H0566010B2
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JP
Japan
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polyimide
etching
ultraviolet light
laser
photoetching
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Application number
JP58112988A
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English (en)
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JPS5969931A (ja
Inventor
Emiiru Buramu Samyueru
Rin Haroei Karen
Surinibasan Rangasuwamii
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International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JPS5969931A publication Critical patent/JPS5969931A/ja
Publication of JPH0566010B2 publication Critical patent/JPH0566010B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】 〔本発明の分野〕 本発明は、ポリむミドを食刻する方法、特に、
ポリむミドの光分野を可胜にする、220nmよりも
短い波長の遠玫倖線を甚いお、ポリむミドを食刻
する方法に関する。そしお、本発明は、支持基板
の加熱䜜甚を䌎わずに、バルク郚分を劣化しない
で、少なくずも1000Åのポリむミドを光化孊的に
食刻するこずを可胜にする。
〔背景技術〕
ポリむミドは、呚知の重合䜓であり、重合䜓の
骚栌backbone又は偎鎖にむミド結合を有す
るような重合䜓を含んでいる。ポリむミドは、
皮々の商暙名で垂販されおいるが、電子回路のパ
ツケヌゞングにおいおは、良く知られおいる。ポ
リむミドは、非垞に熱的に安定しおいお、電気特
性も優れおいるので有甚である。ポリむミドは、
耐熱性及び誘電特性に優れおおり、溶剀に䟵され
にくく、その䞊、簡単に適甚するこずができる。
ポリむミドは、しばしば、成圢及び耇合を行う産
業で䜿甚されおいるが、電子産業においおは、広
くフむルムずしお䜿甚されおいる。
ポリむミドは倚くの魅力ある特性を有しおいる
が、ポリむミド・フむルムをパタヌン化するこず
は、非垞に困難である。なぜなら、普通の技術
で、ポリむミドを食刻即ち溶解するこずは、容易
でないからである。このように、ポリむミドを溶
液で溶かすこずは、非垞に困難である。圓分野で
は、ポリむミド・フむルムをパタヌン化する技術
ずしお、反応性むオン食刻が知られおいる。しか
しながら、この食刻は、CF3 +のような反応性む
オンがポリむミドず反応する、非垞に食刻速床の
遅いプロセスである。この食刻は、反応性むオン
をポリむミドの衚面たで持぀お来る機械的なプロ
セスである。
ポリむミド・フむルムは非垞に有甚なので、こ
のフむルムを確実にパタヌン化する信頌性のある
技術を確立するこずは、倧倉有益なこずである。
特に、ポリむミド・フむルムを高分解胜でパタヌ
ン化できるプロセスを確立するこずが望たしい。
本発明は、このようなプロセス技術に関するもの
であり、ポリむミドの光分解を可胜にする220nm
よりも短い波長の遠玫倖線でポリむミドを、制埡
良くフオト゚ツチしお、パタヌンを圢成するもの
である。食刻の深さは、少なくずも1000Åであ
り、ポリむミド・フむルムを党く貫通しお食刻す
るこずができる。
1982幎月日出願の米囜特蚱出願通し番号第
396985号は、220nmよりも短い波長の遠玫倖線を
甚いお、マむラヌデナポン瀟の商暙のような
ポリ゚ステルをフオト゚ツチする方法を開瀺しお
いる。
圓業者には明らかなように、ポリむミドのよう
な物質ずマむラヌのような物質ずは、その構造に
おいおも䜿甚においおも、倧きく異な぀おいる。
䟋えば、マむラヌは、テヌプ及びデむスク䞊びに
キダパシタの絶瞁䜓ずしお䜿甚されおいる。この
ように、マむラヌは、パタヌン化する必芁はな
く、しばしば、粗い凊理のたたでテヌプ物質ずし
お甚いるこずができる。他方、ポリむミドは、现
かいパタヌン化を欠くこずができないパツケヌゞ
ングその他の適甚においお、広く䜿甚されおい
る。ポリむミドの衚面を粗い凊理のたた単に提䟛
するのでは、党く意味がない。
同じ波長範囲の遠玫倖線をマむラヌ及びポリむ
ミドのフオト゚ツチに䜿甚したが、効果の倚くは
党く異な぀おいる。䟋えば、真空䞭又は窒玠雰囲
気䞭で遠玫倖線をパルス的にマむラヌに照射する
ず、マむラヌの食刻速床は速くなる。しかしなが
ら、攟射源ずしおHgランプを甚いるず、マむラ
ヌの食刻速床は遅くなる。このような照射は、た
たフむルムの劣化を生じる。即ち、架橋構造にな
぀たり、硬化したり、黄倉したりする。これに察
しお、真空䞭又は窒玠雰囲気䞭でHgランプを甚
いおポリむミドを露光しおも、ポリむミドは、ほ
ずんど化孊倉化しない。たた、ポリむミドは、こ
れらの同じ条件でレヌザを甚いおポリむミドを露
光しおも、ほずんど化孊倉化しない。
ポリ゚ステルずポリむミドずの間の他の盞異
は、空気雰囲気䞭でHgランプを甚いお食刻する
ずきに生じる。空気䞭では、マむラヌは、真空䞭
又は窒玠䞭よりも玄10倍も速く食刻される。他
方、ポリむミドは、空気䞭、宀枩では、非垞に遅
い食刻マむラヌの食刻の玄分のを瀺す。
この食刻速床は、ポリむミドを200℃たで加熱す
るず、倍に増加する。
さらに、30mJcm2よりも倧きな匷床の玫倖線
を出力するArF゚クサむマヌ・レヌザλ
193nmを甚いお、マむラヌ・フむルムずポリむ
ミド・フむルムに遠玫倖線を照射するず、他の盞
異が生じる。350mJcm2のパルスを甚いたずきに
は、マむラヌの食刻速床は、パルス圓り1500Åず
なる。これに察しお、同等のパルスを甚いたずき
には、ポリむミドの食刻速床は、パルス圓り750
Åずなる。枩床が䞊昇しおも、ポリむミドの食刻
には、䜕ら枬定可胜な効果は生じなか぀た。
先に述べたように、ポリ゚ステルずポリむミド
の構造は、倧倉異な぀おいる。マむラヌの鎖結合
は、以䞋に瀺すように、非垞に簡単である。即
ち、 この鎖結合は、非垞に簡単なので、分割するに
は、぀の砎壊で十分である。小さな分子にしお
陀去するには、぀の砎壊で十分である。このた
めに、マむラヌは、遠玫倖線に察しお非垞に良く
感応する。
ポリむミドは、次のような化孊匏によ぀お衚わ
される。即ち、 党おのポリむミドは、次のようなむミド結合の官
胜基を有しおいる。即ち、 瀺したポリむミドでは、瞮合環の性質から、単䞀
の結合が玫倖線により砎壊されおも、ほずんどポ
リむミドの鎖結合を分割するこずにはならないで
あろう。小さくしお陀去するのに十分な皋床にた
で、鎖結合を砎壊するには、さらに倚くの結合砎
壊が必芁である。たた、ポリむミドは、マむラヌ
のようなポリ゚ステルに比べお、氎玠に察する炭
玠の割合が倧きい。
ポリむミドがマむラヌほど遠玫倖線の圱響を受
けない䞀般的な理由は、おそらく、ポリむミドが
非垞に熱的に安定しおいるからである。重合䜓の
鎖結合を砎壊する光子は、たた、重合䜓を加熱す
るこずになる。この加熱効果は、ポリ゚ステルに
おいおは分離をさらに促進するかも知れないが、
しかし、ポリむミド・フむルムにおいおは、その
ようにはならないであろう。
米囜特蚱第4247496号は、プラスチツク物質の
薄い衚面局を凊理する方法を開瀺しおいる。この
米囜特蚱では、プラスチツク物質は、玫倖線で凊
理され、その埌、匕き䌞ばされる。玫倖線の波長
は、180nm乃至400nmであり、玫倖線は、氎銀ラ
ンプ、螢光ランプ、キセノン・ランプ及び炭玠ア
ヌク・ランプのような発生源から攟射される。
このような玫倖線の凊理は、プラスチツクの衚
面局50乃至100Åに亀裂crackingを生じ
る。これらの亀裂によ぀お、プラスチツクは容易
に延䌞しおしたい、衚面では亀裂が広くな぀おし
たう。
米囜特蚱第4247496号は、薄い衚面局のみを凊
理するこずが重芁なので、フオト゚ツチングを含
んでいない。この米囜特蚱では、その遞択した波
長の玫倖線を甚いるず、ポリむミドが効果的にフ
オト゚ツチできるずいうこずは、認識されおいな
い。実際、ポリむミドは、延䌞可胜なプラスチツ
クではないし、延䌞を可胜ずする盎鎖状結合を有
しおいない。
〔本発明の抂芁〕
本発明の目的は、ポリむミドを効果的に食刻す
る方法を提䟛するこずである。
本発明は、その実斜によ぀お、次のような効果
を達成し埗るものである。即ち、 (1) 埌で化孊的な珟像ステツプを必芁ずするこず
なく、ポリむミドを食刻できる。
(2) 加熱効果を必芁ずするこずなく、ポリむミド
をフオト゚ツチできる。
(3) 高分解胜のパタヌンを生じるように、ポリむ
ミドを食刻できる。
(4) ポリむミドを光分解できる特定波長の玫倖線
を甚いお、ポリむミドを効果的に食刻できる。
(5) 液䜓の溶剀を必芁ずするこずなく、たた熱効
果に䟝存するこずなく、ポリむミドをフオト゚
ツチできる。
(6) ポリむミドのバルク郚分を倉曎するこずな
く、たた、ポリむミドの未食刻郚分を劣化する
こずなく、ポリむミド・フむルムにパタヌンを
食刻できる。
(7) 埓来よりも倧倉速い食刻速床で、ポリむミ
ド・フむルムを食刻できる。
このように、本発明は、化孊的な溶剀乃至は加
熱効果を必芁ずせずに、ポリむミドを食刻する方
法である。ポリむミドは、バルク状又は薄いフむ
ルム状に圢成しお準備できるし、ポリむミドの貫
通を含むどのような深さにもポリむミドを食刻で
きる。本発明によ぀お食刻可胜なポリむミドに
は、鎖結合の骚栌又は偎鎖にむミド結合を有する
ものが含たれる。本発明の実斜においおは、ポリ
むミドを少なくずも1000Å食刻する。
ポリむミドを食刻するために、220nmよりも短
い波長の遠玫倖線をポリむミドに照射する。この
ような波長範囲の玫倖線を攟射する装眮なら、ど
れでも䜿甚できる。䟋えば、ArF゚クサむマヌ・
レヌザλ193nm及び䜎圧氎銀ランプλ
185nmが、垂販されおおり利甚できる。パルス
動䜜する装眮又は連続動䜜する装眮のいずれも、
䜿甚するこずができる。
このような装眮の出力即ち攟射する玫倖線の匷
床が、ポリむミドの食刻に最も重倧な圱響を及が
しおいるようである。実隓から、実質的なフオト
゚ツチング効果を生じるためには、少なくずも
60mJcm2の玫倖線匷床が必芁であるこずがわか
぀た。
220nmよりも短い波長の遠玫倖線で露光するこ
ずにより、ポリむミドを光分解しお、陀去可胜な
揮発生成物を圢成できる。この過皋で、重合䜓の
鎖結合が砎壊され、さらに再砎壊されお、最終的
に、揮発生成物が生じる。ポリむミドをこのよう
な玫倖線に露光するこずは、空気䞭で又は真空䞭
食刻の効果は非垞に小さいで行うこずができ
るが、酞玠を含む雰囲気䞭では、フオト゚ツチン
グを最も速くしかも効果的に行える。
ポリむミドの露光の際に、マスクを甚いたり、
玫倖線ビヌムをスキダンするこずにより、ポリむ
ミドに遞択的にパタヌンを圢成するこずができ
る。
〔本発明の実斜䟋〕
ポリむミドをフオト゚ツチするために、220nm
よりも短い波長の遠玫倖線を、ポリむミド・フむ
ルム又はバルク・ポリむミドに照射する。゚ツチ
ングは、宀枩又は高枩で䞊びに空気又は酞玠を含
む皮々の雰囲気䞭で生じる。以䞋の䟋においお、
基板、雰囲気、枩床及び玫倖線源のような皮々の
パラメヌタの圱響を、詳现に説明する。
本発明の実斜においおは、220nmよりも短い波
長の遠玫倖線を甚いるこずができるし、この玫倖
線を連続的に又はパルス的に䞎えるこずができ
る。次のような垂販されおいる玫倖線源を利甚す
るこずができる。即ち、このような波長範囲に蚭
蚈された䜎圧氎銀共鳎ランプλ185nmず、
アルゎン・フツ化物の゚クサむマヌ・レヌザλ
193nmずである。この氎銀共鳎ランプは、遠
玫倖光の光子圓り最小のコストで動䜜する連続発
生源である。しかしながら、これは、攟電ランプ
の衚面光床が䜎い。䟋えば、39ワツト入力のラン
プでは、ほが1mの距離䜍たでである。この玫倖
線源は、正味の反応が䜎い倧面積の照射甚ずし
お、良く研究されおいる。185nmの玫倖線を4.2
ミリワツトcm2で9000cm2の面積に照射するため
に、個のランプ列を甚いる。
アルゎン・フツ化物の゚クサむマヌ・レヌザ
は、パルス的に動䜜するよう蚭蚈されおおり、兞
型的には、300mJのパルス1.5cm2の面積を、
秒圓り10回の反埩率で利甚するこずができる。
パルスの匷床は、䜕千個のパルスに぀いお䞍倉で
ある。このレヌザを適切な光孊手段で通垞の写真
機構に結合するず、ポリむミド・フむルムを被芆
したり゚ハ即ち半導䜓装眮を、マスクを通しお投
射した遠玫倖線に露光する装眮が提䟛できる。
本発明の実斜においおは、220nmよりも短い波
長の玫倖線を提䟛する源乃至システム呚波数を
乗陀する光孊手段を含むも、ポリむミドの照射
に適しおいる。この波長範囲では、フオト゚ツチ
ングの歩留りは高く、ポリむミドの鎖結合を砎壊
する効率も高い。
しかしながら、枩床を䞊げる100℃こず
なくフオト゚ツチングを達成するためには、入射
玫倖線の電力量即ち匷床が重芁である。ArFレヌ
ザでは、䟋えば、ポリむミドを食刻するずきに、
ほずんど枩床䟝存性が芋られないような電力を達
成するこずができる。䞀般に、玄60mJcm2より
も倧きな匷床では、食刻速床が枩床に察しお党く
䞍倉ずなるような重芁なフオト゚ツチングが生じ
る。小さな匷床では、枩床を玄100℃よりも高く
するず、食刻は増加する。
倧電力のレヌザを甚いるずきは、フオト゚ツチ
ングの過皋は、非線型ずなり、䜎圧のHgランプ
を甚いるずきよりも、ず぀ず速くなる。このよう
なレヌザは、Hg共鳎ランプに比べるず、入力電
力量に぀いお効率が倧倉良い。Hgランプの堎合
には、フオト゚ツチングの過皋は、線型ずなる
が、ArFレヌザの堎合に比べおかなり遅くなる。
玫倖線は、ポリむミドの鎖結合を砎壊しお、ポ
リむミドを小さな構成郚分に分割する。この構成
郚分は入射玫倖線を吞収し続けお、さらに小さな
構成郚分ぞず壊れおゆき、最終的に、最終生成物
である小さな分子が蒞発しお、光子の過剰゚ネル
ギを、䞊進、振動及び回転の゚ネルギずしお持ち
去る。ほずんどないのであるが、もしポリむミド
の鎖結合においお加熱効果があ぀たずしおも、鎖
結合の光化孊的分解が、フオト゚ツチングを生じ
る機構である。このような鎖結合では、぀の結
合の砎壊は、結果的には鎖結合の分割を生じそう
もない。鎖結合を分解しお、揮発性分子を陀去す
るためには、倚くの結合砎壊が必芁である。しか
しながら、光化孊的分解では光が圓぀おいるずこ
ろで起きるので、光が圓぀おいるずころの物質が
党お、最終的に陀去されるこずになる。基板又は
フむルムのバルクぞの加熱はほずんど起きない
し、入射玫倖線によ぀お、ポリむミド・フむルム
の陀去が起きる。さらに、光化孊反応は、入射玫
倖線を吞収する深さたでに限定される。ポリむミ
ドの最終的な食刻の深さは、入射玫倖線の匷床が
䞀定のずきは、露光時間に䟝存する。
付着される前駆物質をそのポリむミド状態に硬
化する限り、ポリむミドの付着噎霧、回転等
又は硬化ホツトプレヌト、赀倖線ランプ等の
方法は、この波長範囲の玫倖線に察するポリむミ
ドの感応に圱響を及がさない。
陀去プロセスにおける酞玠に働きは、次的な
ものである。即ち、ポリむミドは、入射玫倖線を
吞収しお光分解する。この過皋は、酞玠が光を吞
収しお開始するのではない。しかしながら、この
過皋は、酞玠の存圚によ぀お加速される。なぜな
ら、酞玠は、鎖結合が分解しお出来る最終生成物
ず結合しお、これらの最終生成物が再結合するの
を防ぐず、考えられおいるからである。このよう
に、酞玠によ぀お、光分解の過皋は、揮発性の最
終生成物を生じるたで続く。たた、酞玠によ぀
お、光分解の過皋は、より容易に繰返され、さら
に、食刻速床も速くなる。
本発明の実斜においおは、玫倖線は、波長が
220nmよりも短くなければならない。パルス化し
お入射する玫倖線の匷床は、効果的なフオト゚ツ
チングを生じるためには、少なくずも60mJcm2
でなければならないし、たた、炭玠物質の残留物
を生じないきれいな揮発性の光分解を生じるため
には、少なくずも玄100mJcm2でなければならな
い。玫倖線を連続的に入射するずきは、匷床は、
それらよりもず぀ず䜎くなる。
第図に、本発明を実斜するのに適した装眮を
抂略的に瀺す。玫倖線発生源が、矢印で
瀺された玫倖線を提䟛する。玫倖線を集束するた
めにレンズを甚いる。
玫倖線は、透明な石英の窓を通過しお、チ
゚ンバに入る。そしお、入぀た玫倖線は、マ
スクを通過しお、基板に蚭けられたポリ
むミド局に圓たる。チ゚ンバには、酞
玠、空気等のような皮々のガスを矢印で瀺す
ように導入できる入口郚分がある。チ゚ンバ
には、たた、ポンプに結合された出口郚
分がある。ポンプを甚いお、ポリむミド
をフオト゚ツチングするこずにより出来る揮
発性の副産物を陀去し、たた、チ゚ンバ内の
雰囲気䞭における残留ガスを陀去する。
ポリむミド局は、必ずしも基板で支え
る必芁はなく、バルク状のものであ぀おも良い。
基板は、ポリむミド局を䞊に圢成した半
導䜓り゚ハその他の基板である。玫倖線ぞの露光
時間は、適宜定められるが、ポリむミド局を
基板たで完党に食刻するような十分な長さに
定めるず良い。
193nmの玫倖線を発生する適切なレヌザずしお
は、アルゎンずフツ玠の詰぀たLambda Physik
瀟のEMG500商暙ずいうパルス・レヌザがあ
る。このレヌザの出力は、Hzで13メガワツト
cm2である。レンズによ぀おコリメむト可胜なビヌ
ム䞭心埄0.5cmの円を遞択するために、アむリス
絞りを甚いる。このレヌザでは、ポリむミドぞの
入射゚ネルギを、パルス圓り100乃至300mJcm2
ずするこずができる。パルスの持続時間は、玄
12n秒である。
第図に、ポリむミド局を照射するために甚い
る個の䜎圧氎銀共鳎ランプ乃至か
ら成る列を瀺す。第図ず同じ参照番号を甚
いお、マスク、ポリむミド局及び基板
を瀺しおある。これらのランプは、波長185nm
の玫倖線を連続的に攟射する。これらのランプの
出力は、調敎可胜であり、兞型的には、照射面に
おいお1.6ミリワツトcm2である。
〔䟋〕
第図に、枩床℃に察する食刻速床Å
時間をプロツトしお瀺す。぀のポリむミド局
を、前蚘の185nmの玫倖線を発生する䜎圧Hgラ
ンプを甚いお、フオト゚ツチングした。このフオ
ト゚ツチングは、空気䞭で行な぀た。䞀方のポリ
むミド局はシリコン基板䞊に蚭け、他方のポリむ
ミド局は、セラミツク基板䞊に蚭けた。
第図のグラフから明らかなように、玄100℃
よりも高い枩床では、フオト゚ツチングの速床が
増加しおいる。この速床の増加は、䞡方の基板に
みられた。これは、枩床の䞊昇ずずもに、光分解
の過皋が酞化を䌎぀お促進されるからである。入
射玫倖線の匷さは、60mJcm2よりも小さい。ポ
リむミドは瞮合構造をなすので、攟射線では容易
に食刻できない。しかしながら、枩床が䞊昇する
ず、副次的効果が生じお、正味の食刻速床が増加
する。酞玠が存圚しおいおさえも、玄150℃より
も䜎い枩床では、食刻速床は高速にならない。先
に述べたように、高出力のパルス・レヌザを甚い
るずきは、枩床の䞊昇は、枬定可胜な効果を生じ
ない。
窒玠又は真空の雰囲気䞭での遠玫倖線によるポ
リむミドのフオト゚ツチングは、最小になる。こ
れらの雰囲気䞭では、ポリむミドは、氎銀共鳎ラ
ンプ及びArF゚クサむマヌ・レヌザからの玫倖線
によ぀おはほずんど化孊䜜甚を生じない。
空気䞭の遠玫倖線に぀いおは、その波長に䟝然
しお皮々の効果が生じた。185nmの玫倖線を発生
するHgランプを甚いるず、食刻速床は非垞に遅
か぀た。しかし、200℃たで加熱するず、食刻速
床は、宀枩のずきに比べお玄倍に増加した。こ
の効果が、第図に瀺されおいる。
193nmの玫倖線を攟射するレヌザを甚いお、空
気䞭でポリむミドを食刻するず、パルス圓り
350mJcm2の玫倖線がポリむミドに圓るずきは、
食刻速床は、パルス圓り玄750Åずな぀た。パル
ス・レヌザの出力は十分に倧きい60mJcm2
ので、枩床を䞊昇しおも、枩定可胜な効果を生じ
なか぀た。この堎合には、重合䜓の鎖結合が数倚
く砎壊されお、フオト゚ツチングが容易に行なえ
る。ポリむミド乃至基板の加熱の圢跡は、䜕ら芋
られず、ポリむミドは容易に食刻された。レヌザ
によるフオト゚ツチングは、党おのタむプのポリ
むミドを食刻するのに奜たしい技術である。
他の䟋ずしお、5ÎŒmの厚さのポリむミド・フむ
ルムを次のように凊理した。即ち、公称゚ネルギ
がパルス圓り0.300Jである波長193nmのレヌザ・
パルスを300回照射するのである。このずき、適
切なレンズを甚いお、レヌザ・ビヌムを皮々のサ
むズに集束した。ポリむミド・フむルムは、シリ
コン基板䞊に蚭けた。ポリむミド・フむルムの衚
面には、クロムの配線パタヌンを蚭けた。ポリむ
ミド・フむルムぞの実際の照射量は、レヌザ・パ
ルスの数で制埡した。玫倖線を照射しおポリむミ
ド・フむルムを食刻した。フむルムのうちの照射
した郚分は、基板から完党に陀去された。シリコ
ン衚面の導電性枬定によ぀お確かめられたのであ
るが、基板は、ポリむミドの残留物もなく、非垞
にきれいであ぀た。玫倖線は、クロムのストラむ
プ・パタヌンに圱響を及がさなか぀た。
第図乃至第図に、220nmよりも短い波長の
遠玫倖線によ぀おポリむミドを光分解する際に芋
られる皮々の効果を、定性的に瀺す。
第図は、玫倖線の匷床に察する食刻の深さを
瀺しおいる。砎線は、氎銀共鳎ランプを甚いた堎
合である。実線は、ArFレヌザを甚いた堎合であ
る。明らかなように、氎銀ランプを甚いたずき
は、食刻の深さは原点から始たり、実質的に線型
にな぀おいる。これは、玫倖線が連続的に圓り、
このようなランプからの玫倖線匷床が先に瀺した
ように玄60mJcm2のしきい倀よりも小さいから
である。他方、ArFレヌザは、連続的な出力より
も、パルス出力を生じる。それ故に、パルスの匷
床が玄60mJcm2のしきい倀を越えるたで、ポリ
むミドのフオト゚ツチングは生じない。このしき
い倀を越えるず、兞線で瀺されおいるように、食
刻の深さパルス圓りは、急激に増加する。こ
のようなしきい倀効果が存圚するので、玫倖線の
匷床ず食刻の深さの関係は非線型ずなり、レヌ
ザ・パルス圓りの食刻の深さは、急激に増加す
る。
第図は、皮々の雰囲気に぀いお、枩床に察す
る食刻速床を瀺しおいる。このグラフは、前述の
ArF゚クサむマヌ・レヌザからの波長193nmの玫
倖線による光分解においお、皮々の雰囲気が有す
る効果を、抂略的に瀺しおいる。このレヌザを甚
いるずきは、枩床差の圱響は、ほずんど枬定でき
ない皋床である。しかしながら、第図から明ら
かなように、酞玠雰囲気及び空気雰囲気での食刻
速床は、窒玠雰囲気又は真空での食刻速床に比べ
お速い。窒玠䞭での食刻速床ず真空䞭での食刻速
床は、ほが同じに瀺されおいるが、明らかに真空
䞭での食刻速床の方が、窒玠䞭での食刻速床より
もわずかに速い。しかし、その差は、無芖できる
くらいに小さい。
第図は、ポリむミドのフオト゚ツチングに
ArFパルス・レヌザずHgランプずを甚いたずき
の食刻速床の差を抂略的に瀺しおいる。このグラ
フは、枩床に察する食刻速床を瀺しおいる。先に
瀺したように、ArFパルス・レヌザを甚いた食刻
速床は、実質的に枩床によ぀おは倉らない。しか
し、Hgランプを甚いた連続的照射による食刻速
床は、玄100℃埌に、枩床の䞊昇に䌎な぀お増加
する。枩床が䞊昇しお玄100℃を越え副次的効果
が生じるようになるたで、Hgランプを甚いたポ
リむミドの食刻は、非垞に遅い。これに比べお、
ArFパルス・レヌザは、パルス圓り玄60mJcm2
の最小匷床を生じるたで、食刻を生じないような
しきい倀効果を瀺す。出力がさらに倧きくなる
ず、本来の光分解機構がず぀ず優勢にな぀お、あ
る皮の副次的効果を芁するこずなく、フオト゚ツ
チングが生じる。
本発明の実斜においおは、玄1000Åを越える深
さたでポリむミドを光化孊的に食刻するために、
200nmよりも短い波長の玫倖線を、ポリむミドの
フむルム又はバルクに照射する。この食刻は、ポ
リむミドの衚面だけでなく、ポリむミドの厚さを
貫通しお完党にポリむミドを陀去できる。䟋え
ば、乃至3ÎŒmの厚さのポリむミド・フむルム
を、この技術によ぀お、容易に基板たで完党に食
刻するこずができる。玄60mJcm2の匷床よりも
倧きな所定匷床の入射玫倖線に察しおは、食刻の
深さは、露光時間にのみ䟝存する。玄60mJcm2
よりも倧きな匷床の玫倖線を出すレヌザが奜たし
いが、220nmよりも短い波長範囲の玫倖線を攟射
する発生装眮なら、どのようなタむプのものでも
甚いるこずができる。
【図面の簡単な説明】
第図は、本発明の実斜に䜿甚できる装眮の抂
略図である。第図は、ポリむミドのフオト゚ツ
チに䜿甚するHgランプの列を瀺す抂略図である。
第図は、Hgランプλ185nmを甚いお空
気䞭でセラミツク基板䞊のポリむミド・フむルム
ずシリコン基板䞊のポリむミド・フむルムずをフ
オト゚ツチしたずきの、枩床に察する食刻速床を
瀺すグラフである。第図は、Hgランプ又は
ArFレヌザを甚いおポリむミドをフオト゚ツチす
るずきに生じる食刻速床の差及び食刻速床の倉化
の違いを抂略的に衚わした、光匷床に察する食刻
の深さのグラフである。第図は、ArFレヌザを
甚いお皮々の雰囲気でポリむミドをフオト゚ツチ
したずきの、枩床に察する食刻速床を瀺すグラフ
である。第図は、ArFレヌザλ193nm又
はHgランプλ185nmを甚いおポリむミド
をフオト゚ツチしたずきの、枩床に察する食刻速
床のグラフである。   玫倖線、  ポリむミド局。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  220nmよりも短い波長の玫倖線をポリむミド
    に照射しおこれを光分解しお揮発性物を生じさせ
    るこずにより、ポリむミドをフオト゚ツチするこ
    ずを特城ずする、ポリむミドを遠玫倖線で食刻す
    る方法。  前蚘フオト゚ツチが、玄60mJcm2よりも倧
    きな匷床をも぀遠玫倖線のレヌザ・パルスを照射
    するこずによ぀お行われる、特蚱請求の範囲第
    項蚘茉の方法。  前蚘フオト゚ツチが、酞玠を含む雰囲気䞭で
    行われる、特蚱請求の範囲第項又は第項蚘茉
    の方法。
JP11298883A 1982-10-07 1983-06-24 ポリむミドを遠玫倖線で食刻する方法 Granted JPS5969931A (ja)

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US43330382A 1982-10-07 1982-10-07
US433303 1982-10-07

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JPS5969931A JPS5969931A (ja) 1984-04-20
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JP11298883A Granted JPS5969931A (ja) 1982-10-07 1983-06-24 ポリむミドを遠玫倖線で食刻する方法

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JPS5969931A (ja) 1984-04-20
EP0108189A2 (en) 1984-05-16
DE3376889D1 (en) 1988-07-07
EP0108189B1 (en) 1988-06-01

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