NO162686B

NO162686B - METHOD AND APPARATUS FOR AA HOLD A SUBSTRATE IN A CONTAINER.

Info

Publication number: NO162686B
Application number: NO83833927A
Authority: NO
Inventors: Jeffery Alden Whalin; Charles William Shanley; Michael Nicholson Scansaroli; Lawrence Noah Dworsky
Original assignee: Motorola Inc
Priority date: 1982-03-29
Filing date: 1983-10-28
Publication date: 1989-10-23
Also published as: NO833927L; NO162686C; HK690A

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører området for behandlingsprosesser for dannelse av metalliseringsmønstre eller -innretninger på overflaten av et substrat eller mer spesielt prosesser for å lage høyoppløsnings-metallmønstre på overflaten av kvartskrystaller, hybrid-kretser eller halv-ledermønstre ved å bruke foto^itografi-teknikker som er allerede tilpasset automatisering. The present invention relates to the field of processing processes for the formation of metallization patterns or devices on the surface of a substrate or, more particularly, processes for creating high-resolution metal patterns on the surface of quartz crystals, hybrid circuits or semiconductor patterns using photolithography techniques such as is already adapted to automation.

Den vanligvis aksepterte tilvirkningsprosessen for The generally accepted manufacturing process for

å lage metalliseringsområder på kvartskrystallprodukter er en sjablongmetode kalt "shadow masking". Ved denne prosessen er en maske med en åpning eller spalte plassert i kontakt med en blank krystall som noen ganger er slepet eller polert. Åpningene i masken danner et sjablong- eller avtrykksmønster på steder hvor metall isering er ønsket og vil bli plassert. Krystallen med "maske" er plassert i et passende vakuum- creating metallization areas on quartz crystal products is a stenciling method called "shadow masking". In this process, a mask with an opening or slit is placed in contact with a blank crystal that is sometimes ground or polished. The openings in the mask form a stencil or impression pattern in places where metallization is desired and will be placed. The crystal with "mask" is placed in a suitable vacuum

kammer. Metall blir så fordampet inne i kammeret og festes til krystolloverflaten på de stedene som er tilgjengelige på grunn av åpningene. I en slik prosess er oppløsningen moderat, best ved en dimensjonsnøyaktighet bare innen om- chamber. Metal is then vaporized inside the chamber and attached to the crystal surface at the sites accessible by the openings. In such a process, the resolution is moderate, best at a dimensional accuracy only within

trent 0,025 mm. Oppløsningen er begrenset av med hvilken nøyaktighet en "shadow mask" kan lages ved forskjellige teknikker. trained 0.025 mm. The resolution is limited by the accuracy with which a "shadow mask" can be created by different techniques.

Dersom metall skal plasseres på begge krystallflåtene ved "shadow masking", er innretting av de ønskete mønstre forfra og bakover vanskelig å kontrollere. Denne innrett- If metal is to be placed on both crystal rafts by "shadow masking", alignment of the desired patterns from front to back is difficult to control. This furnish-

ingen varierer fra en krystall til en annen, noe som resulterer i uoverensstemmelser i krystallens bevegelsesparametre. Krystallens bevegelsesparametre bestemmer senter-frekvensen , passband form, uønsket respons og andre elektriske parametre. Haskene er typisk laget av rustfritt stål eller annet none varies from one crystal to another, resulting in discrepancies in the crystal's motion parameters. The crystal's movement parameters determine the center frequency, passband shape, unwanted response and other electrical parameters. The hasks are typically made of stainless steel or something else

metall med tykkelse på omtrent 0,075 mm. Kompliserte sjab-longer i dette tynne metallet blir lett bøyd eller ødelagt på annen måte. metal with a thickness of approximately 0.075 mm. Complicated stencils in this thin metal are easily bent or otherwise damaged.

I tillegg er, på grunn av maskenes sjablong-egenskaper, ikke alle mønstre produserbare på denne måten uten å bruke to eller flere gjentakelser av prosessen. Dette er generelt resultat av at maskene er laget fra et enkelt metall-ark. Mønstre som ikke på noen måte er forbundet med kanten av krystallen er umulig å lage. I tillegg er slike masker vanskelig og tidkrevende å lage. Dette er en alvorlig ulempe ved de eksperimentelle trinnene av krystall-framkallingen. In addition, due to the stenciling properties of the masks, not all patterns can be produced in this way without using two or more repetitions of the process. This is generally the result of the masks being made from a single sheet of metal. Patterns that are not connected in any way to the edge of the crystal are impossible to create. In addition, such masks are difficult and time-consuming to make. This is a serious drawback in the experimental steps of the crystal development.

I en metode for å lage en bånd "bærer" for å lodde In a method of making a ribbon "carrier" for soldering

ved integrerte kretser er et fleksibelt klebende isolasjons-bånd brukt til å bære tynne metall-ark av folie på overflaten for å lodde integrerte kretser. Det klebende båndet har en hel ublandet overflate dekket med klebemiddel og er gjennom-hullet i overflaten, noe som gir tilgang til begge sider av deler av kopperfolien for tilvirking ved fotolitografiske teknikker. Bare den delen av folien som er tilgjengelig ved åpninger eller hull i båndbæreren er tilgjengelig for fotolitografisk tilvirkning på overflaten i kontakt med klebemidlet. Feste av folien til båndet er oppnådd ved båndets klebeegenskaper. in integrated circuits, a flexible adhesive insulating tape is used to carry thin metal sheets of foil on the surface to solder integrated circuits. The adhesive tape has an entire unmixed surface covered with adhesive and is through-holed in the surface, giving access to both sides of parts of the copper foil for fabrication by photolithographic techniques. Only the part of the foil that is accessible by openings or holes in the tape carrier is available for photolithographic production on the surface in contact with the adhesive. Attaching the foil to the tape is achieved by the tape's adhesive properties.

En må være omhyggelig for å sikre at den ferdige sammenstillingen ikke er utsatt for høye temperaturer som kan forårsake at klebeevnen avtar i styrke. En må også være omhyggelig ved utvelging av framkallings- og etsingsmidler Care must be taken to ensure that the finished assembly is not exposed to high temperatures which may cause the adhesive to decrease in strength. Care must also be taken when selecting developing and etching agents

som brukes for å lodde også for å sikre at dette ikke reagerer ugunstig med klebemidlet. Klebemidlet er tilbøyelig til å trekke til seg skitt og støv som kan forurense kjemikaliene som brukes i videre tilvirking av båndbærer-sammenstillingen. which is used for soldering also to ensure that this does not react adversely with the adhesive. The adhesive is prone to attracting dirt and dust which can contaminate the chemicals used in further manufacturing of the tape carrier assembly.

Selv om andre tidligere kjente innretninger er Although other previously known devices are

egnet for å lage fleksibel lodding i metall, er de ikke godt egnet for tilvirking av mer skjørt eller sprøtt materiale, så som keramiske eller kvarts krystall substrater. Det er klart at å skille slike materialer fra den klebende overflaten av en båndbærer kan resultere i skade på et stort antall substrater. Dette vil gjøre produksjonsutbyttetlavt og kostnadene ufor-holdsmessig høye. En videre ulempe ved båndbæreren er at' suitable for making flexible soldering in metal, they are not well suited for making more fragile or brittle material, such as ceramic or quartz crystal substrates. It is clear that separating such materials from the adhesive surface of a tape carrier can result in damage to a large number of substrates. This will make the production yield low and the costs disproportionately high. A further disadvantage of the tape carrier is that'

den tydeligvis er brukbar bare én gang idet gjenbruk vil svekke klebe-egenskapene til båndbæreren, slik at klebe-evnen it is clearly usable only once as reuse will weaken the adhesive properties of the tape carrier, so that the adhesive ability

blir upålitelig. becomes unreliable.

Det er også kjent at begge sider .av en silisiumflate kan bli-eksponert samtidig ved bruk av dobbeltsidig fotolitograf i. Slike eksponeringer lages normalt ved å bruke en "alligator maske", som holder fotolitografiske masker i direkte kontakt med fotodekkmiddel dekkete sil isiumflater, Andre metoder for dobbelt-sidig fotolitografi er kjent. Det er et mål for den foreliggende oppfinnelsen å lage en forbedret metode for å skape høy-oppløselige metall iseringsmønstre på en eller begge flatene av et substrat. Det er et annet mål for oppfinnelsen å forbedre innrettingen forover og bakover og linjeoppløsningen av metalliseringsmønstre på kvartskrystaller. It is also known that both sides of a silicon surface can be exposed at the same time using double-sided photolithography. Such exposures are normally made by using an "alligator mask", which keeps photolithographic masks in direct contact with photoresist-covered silicon surfaces. Other methods for double-sided photolithography are known. It is an object of the present invention to create an improved method for creating high-resolution metallization patterns on one or both surfaces of a substrate. It is another object of the invention to improve the forward and backward alignment and line resolution of metallization patterns on quartz crystals.

Et videre mål for oppfinnelsen er å lage en forbedret metode for å holde et substrat innenfor en holder under til-virkingen. Et videre mål for oppfinnelsen er å skape en metode for å holde en kvartskrystall i en holder under fotolitografisk behandling for en enkelt- eller dobbeltsidig prosess. A further aim of the invention is to create an improved method for holding a substrate within a holder during manufacture. A further object of the invention is to create a method for holding a quartz crystal in a holder during photolithographic processing for a single or double sided process.

Disse og andre mål for oppfinnelsen vil framgå av These and other objectives of the invention will be apparent from

den følgende beskrivelsen av oppfinnelsen. the following description of the invention.

Den foreliggende oppfinnelsen skal skape en metode for å holde et substrat med to motstående flater inne i en holder. Holderen har to motstående hovedflater, og i det minste et hull eller åpning er passende formet for å oppta substratet. The present invention is to create a method for holding a substrate with two opposing surfaces inside a holder. The holder has two opposing main surfaces, and at least one hole or opening is suitably shaped to receive the substrate.

Substratet er plassert inne i holderens hull og The substrate is placed inside the holder's hole and

en tørr film fotopolymer-dekkmiddel er laminert til i det minste en av overflatene til holderen og substratet. Fotopolymer-dekkmidlet holder derfor substratet innenfor holderen. Den tørre filmen fotopolymer-dekkmiddel polymeriserer i ønskete områder. Et av disse ønskete mønstrete områdene blir et uavbrutt område som strekker seg fra holderens overflate til substratets overflate. De uønskete områdene av den tørre filmen fotopolymer-dekkmiddel blir så fjernet. Det gjenstår da en dekkmiddeltapp i et korresponderende uavbrutt ønsket område som strekker seg fra holderens overflate til substratets overflate. Mange slike tapper kan dannes. Substratet er derfor holdt innenfor holderens hull av den tørre film fotopolymer-dekkmiddel f^r den er framkalt og ved en eller flere gjenstående tapper etter at den er framkalt. a dry film photopolymer resist is laminated to at least one of the surfaces of the holder and the substrate. The photopolymer masking agent therefore holds the substrate within the holder. The dry film photopolymer masking agent polymerizes in desired areas. One of these desired patterned areas becomes an uninterrupted area extending from the surface of the holder to the surface of the substrate. The unwanted areas of the dry film photopolymer resist are then removed. There then remains a covering agent tab in a corresponding uninterrupted desired area which extends from the surface of the holder to the surface of the substrate. Many such studs can be formed. The substrate is therefore held within the hole of the holder by the dry film photopolymer masking agent before it is developed and by one or more remaining pins after it is developed.

Trekk ved oppfinnelsen som er antatt nye framgår Features of the invention which are believed to be new appear

av de vedlagte patentkravene. Oppfinnelsen, sammen med videre mål og fordeler forstås best ved hjelp av følgende beskriv-else med henvisning til vedlagge tegninger, hvor of the attached patent claims. The invention, together with further aims and advantages, is best understood with the help of the following description with reference to the attached drawings, where

fig. 1 viser et riss av substratholderen hvor den relative plasseringen av substratene og fotodekkmidlet er vist, fig. 1 shows a diagram of the substrate holder where the relative position of the substrates and the photomasking agent is shown,

fig. 2 viser substrathclderen i fig. 1 etter laminering, fig. 2 shows the substrate charger in fig. 1 after lamination,

fig. 3 visex et tverrsnitt av fig. 2 langs linja 3-3, fig. 3 shows a cross-section of fig. 2 along the line 3-3,

fig. 4 viser eksponeringsprosessen for den tørre film fotopolymerdekkmidlet, fig. 4 shows the exposure process for the dry film photopolymer coating agent,

fig. 5 viser en del av tverrsnittet av fig. 3 etter eksponeringen og framkallingen av fotopolymerdekkmidlet, fig. 5 shows part of the cross-section of fig. 3 after the exposure and development of the photopolymer resist,

fig. 6 viser et tverrsnitt av fig. 5 etter at metalliseringen ér etset eller radert bort, fig. 6 shows a cross section of fig. 5 after the metallization is etched or erased,

fig. 7 viser krystallen holdt i holderen av gjenstående tapper etter eksponering, framkalling og radering; fig. 7 shows the crystal held in the holder by remaining pins after exposure, development and etching;

fig. 8 viser den fullstendige kvartskrystallen. fig. 8 shows the complete quartz crystal.

I fig. 1 av den foretrykne utførelsesformen er legemet 15 av en holder 20 fortrinnsvis satt sammen av fleksibelt rustfritt stål "shim stock" med tykkelse omtrent 0,075 mm. I den foretrukne utførelsesformen er holderen presset, radert eller på annet vis gitt en formi medl format lik 35 mm fotografisk film.. In fig. 1 of the preferred embodiment, the body 15 of a holder 20 is preferably composed of flexible stainless steel "shim stock" with a thickness of approximately 0.075 mm. In the preferred embodiment, the holder is pressed, erased or otherwise given a shape with a format similar to 35 mm photographic film.

Hull 215 er: plas:s e rt la-mgs- hver kant og benyttes for transport av holderen; gjientvonr et tilvirknings system. Den foretrukne utførelsesformen bruker 3 5 mm fotografisk film-utstyr for dette formålet.. Hole 215 is: plas:s e rt la-mgs- each edge and is used for transporting the holder; gjientvonr a manufacturing system. The preferred embodiment uses 3 5 mm photographic film equipment for this purpose.

Hull eller åpninger har samme form og noe større dimensjoner enn substratet holderen vil holde på. Hullet Holes or openings have the same shape and somewhat larger dimensions than the substrate the holder will hold. The hole

og substratet kan eller kan ikke inneholde en låse-mekanisme for å sikre at substratet er plassert med en passende orient-ering. I en utførelsesform er denne prosessen brukt for å and the substrate may or may not contain a locking mechanism to ensure that the substrate is positioned with an appropriate orientation. In one embodiment, this process is used to

produsere høyoppløselige metalliseringsmønstre på kvartskrystaller. Liknende holdere kan imidlertid lages for bruk med keramiske, metall- eller silisiumsubstrater. Mønstret av hull 30 kan gjentas med regulære intervall gjennom hele lengden av holderen, selv om et gjentatt spesifikt mønster på åtte (8) hull er vist for den foretrukne utførelsesformen, kan hvilket som helst ønsket antall benyttes. produce high-resolution metallization patterns on quartz crystals. However, similar holders can be made for use with ceramic, metal or silicon substrates. The pattern of holes 30 may be repeated at regular intervals throughout the length of the holder, although a specific repeating pattern of eight (8) holes is shown for the preferred embodiment, any desired number may be used.

I fig. 1 og igjen i fig. 2 kan en se at substratet 35, som er illustrert som en blank kvarts-krystall jevnt dekket på en eller begge flatene med et metall så som aluminium, er plassert inne i hull i holderen. Rommmet 45 mellom hull-veggene og krystallene er vist overdrevent for å illustrere. I den foretrukne utførelsesformen er omtrent 0,13 mm åpenrom til-stede mellom krystallen og holderen. I en utførelsesform er svært liten avstand holdt mellom hullet i holderen og substratet for å sikre god innretting og registrering. En tørr film fotopolymerdekkmiddel 40 er laminert til bunnflaten av holderen. In fig. 1 and again in fig. 2, one can see that the substrate 35, which is illustrated as a blank quartz crystal uniformly covered on one or both surfaces with a metal such as aluminum, is placed inside holes in the holder. The space 45 between the hole walls and the crystals is shown exaggerated for illustration. In the preferred embodiment, approximately 0.13 mm of open space is present between the crystal and the holder. In one embodiment, a very small distance is kept between the hole in the holder and the substrate to ensure good alignment and registration. A dry film photopolymer coating agent 40 is laminated to the bottom surface of the holder.

En tørr film fotopolymer-dekkmiddel (heretter kalt "dekkmiddel") er en substans som kommer som tynt ark og polymeriserer når ønskete områder er eksponert ved spesielle bølgelengder for lys. I den foretrukne utførelsesformen kan Riston <®> , laget av Dupont, bli brukt og en har funnet at A dry film photopolymer masking agent (hereafter called "masking agent") is a substance that comes as a thin sheet and polymerizes when desired areas are exposed to particular wavelengths of light. In the preferred embodiment, Riston <®> , made by Dupont, can be used and it has been found that

en 0,028mm tykk motstand er optimalt for denne prosessen. Tørr film fotopolymerdekkmiddel har en fordel framfor væske fotopolymerdekkmidler ved at brukeren ikke trenger å sørge for en jevn tykkelse med uniformt dekke på materialet. Etter polymerisering kan de upolymeriserte områdene av det tørre dekkmidlet lett bli vasket bort ved å senke dekkmidlet ned i en passende framkaller som anbefalt av tilvirkeren. a 0.028mm thick resistor is optimal for this process. Dry film photopolymer coating agent has an advantage over liquid photopolymer coating agents in that the user does not need to ensure a uniform thickness with uniform coverage of the material. After polymerization, the unpolymerized areas of the dry coating agent can be easily washed away by immersing the coating agent in a suitable developer as recommended by the manufacturer.

Som vist i fig. 2 er dekkmidlet skåret i striper As shown in fig. 2, the covering agent is cut into strips

noe smalere enn bredden av holderen, men brede nok til å fullstendig dekke alle hull 30 av holderen uten å hindre hullene 25. Dekkmidlet blir så laminert, ved å bruke en varm lamineringsprosess, til holderen^ og substratene er innelukket i hullene i holderen. I den foretrukne utførelsesformen er dekkmidlet 40 laminert til den nedre flaten av holder 20 somewhat narrower than the width of the holder, but wide enough to completely cover all holes 30 of the holder without obstructing the holes 25. The cover is then laminated, using a hot lamination process, to the holder^ and the substrates are enclosed in the holes in the holder. In the preferred embodiment, the covering means 40 is laminated to the lower surface of holder 20

før kvartskrystallen 35 er plassert i hullene 30. Men krystallene kan plasseres i holderen før laminering finner sted. before the quartz crystal 35 is placed in the holes 30. But the crystals can be placed in the holder before lamination takes place.

Bruk av varm laminering eliminerer klebebåndet brukt i andre prosesser. Derfor er det ingen klebing som forurenser kjemi-kalier' brukt senere i prosessen og behandling er mye enklere. The use of hot lamination eliminates the adhesive tape used in other processes. Therefore, there is no adhesive that contaminates chemicals used later in the process and treatment is much easier.

I det neste trinnet av prosessen blir et andre lag In the next step of the process becomes a second layer

av dekkmiddel 55 laminert til den øvre flaten av holderen, og slik holde substratet på begge sider med det tørre dekkmidlet. Sett forfra er denne sammenstillingen vist som 60 i fig. 2. of masking agent 55 laminated to the upper surface of the holder, thus holding the substrate on both sides with the dry masking agent. Seen from the front, this assembly is shown as 60 in fig. 2.

En bør registrere at selv om den foretrukne utfør-elsesformen viser begge sider av holder 20 laminert med dekkmiddel er en enkeltsidig prosess også mulig siden bare et lag dekkmiddel er nødvendig for å holde på substratet. Dekkmidlet 55 er også smalere enn bredden av holderen 20, men bredere enn nødvendig for å dekke huli 30. Dekkmidlet 55 er også vafmelaminert til overflaten av holderen 20 og overflaten, It should be noted that although the preferred embodiment shows both sides of holder 20 laminated with masking agent, a single-sided process is also possible since only one layer of masking agent is needed to hold the substrate. The covering means 55 is also narrower than the width of the holder 20, but wider than necessary to cover the hole 30. The covering means 55 is also wafer laminated to the surface of the holder 20 and the surface,

av substratet 30. Prosessen kan utføres i følgende rekkefølge: laminering av den første siden, plassering av substratet i hullet, laminering av den andre siden, den andre lamineringsprosessen for dekkmiddel 55 (den øvre siden) skal forårsake at både det nedre og øvre lag av dekkmidlet klebes til krystallsubstratet. Lamineringsprosessen kan bli fullført ved at laminatet passerer mellom varme ruller eller valser. of the substrate 30. The process can be carried out in the following order: lamination of the first side, placement of the substrate in the hole, lamination of the second side, the second lamination process for masking agent 55 (the upper side) shall cause both the lower and upper layers of the masking agent adheres to the crystal substrate. The lamination process can be completed by passing the laminate between hot rollers or rollers.

Et tverrsnitt av sammenstillingen 60 i fig. 2 langs linjene A cross section of the assembly 60 in fig. 2 along the lines

3-3 er vist i fig. 3. Dette viser klarere at substratet 35 3-3 is shown in fig. 3. This shows more clearly that the substrate 35

blir holdt innenfor hullene 50 av holderen 20 ved dekkmiddels-lag 55 og 40. Her er det vist at kvartssubstratet 70 har metalliseringslag 65 og 75 på begge flater. Selv om substratet er vist å ha samme tykkelse som krystallen, er ikke dette nødvendig om et elastisk dekkmiddel blir benyttet. Dette skyldes en egenskap dekkmidlet har, kjent som "tenting". is held within the holes 50 of the holder 20 by covering agent layers 55 and 40. Here it is shown that the quartz substrate 70 has metallization layers 65 and 75 on both surfaces. Although the substrate is shown to have the same thickness as the crystal, this is not necessary if an elastic covering agent is used. This is due to a property the covering agent has, known as "tenting".

Som tidligere nevnt, er i den foretrukne utførelsesformen substratet kvarts og metalliseringen aluminium. Rommene 45 mellom holderlegemet 15 og substratet 70 kan være større enn vist for å la dekkmiddellagene synke sammen og berøre hverandre. Dette lager en mer sikker binding for å holde substratet As previously mentioned, in the preferred embodiment the substrate is quartz and the metallization aluminum. The spaces 45 between the holder body 15 and the substrate 70 can be larger than shown to allow the cover agent layers to sink together and touch each other. This creates a more secure bond to hold the substrate

på plass. I dette trinnet av prosessen er det øvre dekkmiddellaget 55 tett bundet til holderlegemet 15 og den øvre metalliseringen 65. Det nedre dekkmiddellaget 45 er tett bundet til holderlegemet 15 og det lavere metalliseringslaget 45. in place. In this step of the process, the upper masking agent layer 55 is tightly bonded to the holder body 15 and the upper metallization 65. The lower masking agent layer 45 is tightly bonded to the holder body 15 and the lower metallization layer 45.

Selv om denne utførelsesformen viser at substratet er dekket med metalliseringslag 65 og 75, er det ikke nødvendig for klebingen av dekkmidlet. Det er bare en funksjon for denne utførelsesformen siden en metallraderingsprosess følger etter. Det vil være klart for fagmannen at et: umetallisert substrat kan være maskert med dekkmiddel for å gi selektiv påføring av metall i umaskerte områder. Although this embodiment shows that the substrate is covered with metallization layers 65 and 75, it is not necessary for the adhesion of the covering agent. It is only a feature for this embodiment since a metal etching process follows. It will be clear to those skilled in the art that: an unmetallized substrate can be masked with masking agent to provide selective application of metal in unmasked areas.

Fig. 4 viser en fotolitografisk maske 80. Denne masken vil bli brukt i neste trinn i denne prosessen. Masken tillater lys å treffe noen deler av dekkmiddellagene og skygger for lyset for andre deler. I den foretrukne ut-førelsesf ormen vil de klare områdene la lys nå dekkmidlet og forårsake polymerisasjon. Det vil imidlertid være klart for fagmannen at selv om denne utførelsesformen er.en posi-tiv prosess, kan prosessen også bli redskap for en negativ prosess ved å bruke det negative av denne masken og en annen type dekkmiddel og/eller framkaller. En av de mange fordelene ved å bruke en litografisk maske slik som masken 80 er at enhver type mønster som kan tegnes og/eller bli fotografert kan realiseres på overflaten av substratet innenfor opp-løsningsnøyaktighet for filmen og dekkmidlet. Fig. 4 shows a photolithographic mask 80. This mask will be used in the next step of this process. The mask allows light to hit some parts of the masking agent layers and shades the light for other parts. In the preferred embodiment, the clear areas will allow light to reach the masking agent and cause polymerization. However, it will be clear to the person skilled in the art that even if this embodiment is a positive process, the process can also become a tool for a negative process by using the negative of this mask and another type of masking agent and/or developer. One of the many advantages of using a lithographic mask such as mask 80 is that any type of pattern that can be drawn and/or photographed can be realized on the surface of the substrate within the resolution accuracy of the film and resist.

I en utførelsesform er krystallelektrode-mønstre In one embodiment, crystal electrode patterns

95 formet på et kvartssubstrat ved denne framgangsmåten. 95 formed on a quartz substrate by this method.

Kodetall og tegn 90 kan også lages ved denne framgangsmåten. Som det vil bli forklart senere, kan disse tallene og tegnene, som vist ikke bli laget på det ferdige produktet med en enkel "shadow masking"-prosess. Slike fotolitografiske masker kan lages av mange typer materiale. I den foretrukne utførelsesformen er glassmasker brukt. I den fotolitografiske prosessen, er fotolitografisk maske 80 motparten til "shadow mask" i en "shadow masking"-prosess. Siden det er laget fotografisk er dens oppløselighet tilnærmet en faktor på 10 bedre enn den for en mekanisk boret eller kjemisk etset "shadow" maske. Dette resulterer i en direkte forbedring i krystallens elektriske parametre. Code number and character 90 can also be created using this procedure. As will be explained later, these numbers and characters, as shown, cannot be made on the finished product by a simple "shadow masking" process. Such photolithographic masks can be made from many types of material. In the preferred embodiment, glass masks are used. In the photolithographic process, photolithographic mask 80 is the counterpart of the shadow mask in a shadow masking process. Since it is made photographically, its resolution is approximately a factor of 10 better than that of a mechanically drilled or chemically etched "shadow" mask. This results in a direct improvement in the crystal's electrical parameters.

Som nevnt tidligere, er "shadow masks" typisk laget av "shim stock" på omtrent 0^075 mm. På grunn av deres egenskaper, er lange frittstående mønsterdeler ikke mulig i et produksjonsområde, siden normal belastning og slitasje vil skade eller slite ut disse maskene på svært kort tid. Slike lange deler laget av slikt tynt materiale kan knapt bære deres egen vekt og kan lett skades. Siden mønstrene på fotolitografiske masker er fotografiske, utgjør de ikke noe slikt problem. As mentioned earlier, shadow masks are typically made from shim stock of approximately 0^075 mm. Due to their characteristics, long free-standing pattern pieces are not possible in a production area, as normal stress and wear will damage or wear out these meshes in a very short time. Such long parts made of such thin material can barely support their own weight and are easily damaged. Since the patterns on photolithographic masks are photographic, they pose no such problem.

I den foreliggende oppfinnelsen er et eller flere klare tappområder 85 plassert på omkretsen av hvert substrat plassert på glassmaske. Disse tappområdene 85 danner gjenstående tapper i dekkmiddelmaterialet. Disse tappene vil bli festet både til substratet og til holderen slik det vil bli vist i senere trinn. In the present invention, one or more clear tap areas 85 are placed on the circumference of each substrate placed on the glass mask. These pin areas 85 form remaining pins in the covering agent material. These tabs will be attached both to the substrate and to the holder as will be shown in later steps.

Fig. 4 viser videre framgangsmåten for eksponering Fig. 4 further shows the procedure for exposure

av fotodekkmidlet 'i en dobbelt-sidig versjon av den foreliggende framgangsmåten. Selv om fig. 4 viser to lys- of the photomasking agent' in a double-sided version of the present method. Although fig. 4 shows two light-

kilder 100 og lOOA, er mange teknikker kjent og kan brukes for å eksponere begge sider ved å bruke bare en kilde. Enhver slik teknikk kan lett tjene samme formål. sources 100 and lOOA, many techniques are known and can be used to expose both sides using only one source. Any such technique could easily serve the same purpose.

I eksponeringstrinnet er sammenstillingen 60 lagt In the exposure stage, the assembly 60 is laid

inn mellom og plassert i kontakt med fotomasker 80 og 80A. Siden disse er optimale masker, kan de være ferdig innrettet ved mange metoder før sammenstillingen 60 plasseres innimellom. Det fastholdte substrat inne i sammenstillingen 60 er så omhyggelig innrettet med de på forhånd innstilte maskene 80 inserted between and placed in contact with photomasks 80 and 80A. Since these are optimal meshes, they can be fully aligned by many methods before the assembly 60 is placed in between. The retained substrate within the assembly 60 is then carefully aligned with the preset meshes 80

og 80A. Den totale sammenstillingen er så holdt strengt på mens eksponeringen av lyskilder 100 og 100A finner sted. and 80A. The overall assembly is then held tightly while the exposure of light sources 100 and 100A takes place.

I den foretrukne utførelsesformen er lyskildene In the preferred embodiment, the light sources are

100 og 100A kortbølge-ultraviolette lyskilder. Dette er imidlertid en funksjon av det karakteristiske for tørr film fotopolymer-dekkmidlet. Etter at eksponeringen er fullstendig, er sammenstillingen 60 fjernet fra mellom glassmaskene. En bør legge merke til at en særlig fordel ved denne prosessen er at masker 80 og 80A enkelt er duplikert fotografisk. Derfor, om en maske ødelegges, kan den lett bli erstattet 100 and 100A short-wave ultraviolet light sources. However, this is a function of the characteristic dry film photopolymer masking agent. After the exposure is complete, the assembly 60 is removed from between the glass masks. It should be noted that a particular advantage of this process is that masks 80 and 80A are easily duplicated photographically. Therefore, if a mask is destroyed, it can be easily replaced

ved lave kostnader. Dette er i skarp kontrast til "shadow masks". at low costs. This is in sharp contrast to "shadow masks".

Fig. 5 viser en del av det samme tverrsnittet som Fig. 5 shows part of the same cross-section as

det vist i fig. 5 etter at eksponeringen har funnet sted og de uønskete upolymeriserte områdene av dekkmidlet er fjernet. Fjerning av de uønskete dekkmiddel-områdene,blir utført ved eksponering,i hele sammenstillingen 60 til et passende framkallingsmiddel som spesifisert av dekkmiddel-tilvirker. En bør legge merke til at holdertapper 115 that shown in fig. 5 after the exposure has taken place and the unwanted unpolymerized areas of the masking agent have been removed. Removal of the unwanted masking agent areas is accomplished by exposure of the entire assembly 60 to a suitable developer as specified by the masking agent manufacturer. One should notice that retaining pins 115

holder substratet sikkert på plass og videre tjener til å absorbere "sjokk" og"stress" dersom sammenstillingen 110 holds the substrate securely in place and further serves to absorb "shock" and "stress" if the assembly 110

bøyes eller foldes. De utgjør dermed bærer og beskyttelse for det skjøre krystallsubstratet mens det tillater folding eller rulling av holderen. Dette gjør at en holder med stor lengde kan rulles bort til en reell bevegelse av bildefilm uten å skade substratet. bent or folded. They thus provide support and protection for the fragile crystal substrate while allowing folding or rolling of the holder. This means that a holder of great length can be rolled away to a real movement of image film without damaging the substrate.

I områdene 127 har dekkmiddel blitt oppløst til eksponeringsmetalliseringer 65 og 75. Dekkmiddelområder 120 og 125 maskerer nå hhv. metalliseringsområdene 65 og 75 som vil bli hhv. øvre og nedre krystallelektroder. Disse områdene vil bli beskyttet ved dekkmidlet i løpet av prosess-trinnene som følger. I den foretrukne utførelsesformen ønsker en å radere bort metallisering som tidligere fantes på overflatene av substratet 70. Kjemikaliene som brukes til å utføre raderingsprosessen skal ikke virke på holder-materialet dersom holderen skal brukes om igjen.Det vil for fagmannen være klart at en påf^ringsprosess eller andre typer prosesser kan utføres ved å bruke denne fotolitografiske maskeringsteknikken. In areas 127, masking agent has been dissolved into exposure metallizations 65 and 75. Masking agent areas 120 and 125 now respectively mask the metallization areas 65 and 75 which will be respectively upper and lower crystal electrodes. These areas will be protected by the masking agent during the process steps that follow. In the preferred embodiment, one wishes to erase metallization that previously existed on the surfaces of the substrate 70. The chemicals used to carry out the etching process should not act on the holder material if the holder is to be used again. It will be clear to the person skilled in the art that a ring process or other types of processes can be performed using this photolithographic masking technique.

Fig. 6 viser den samme sammenstillingen 130 Fig. 6 shows the same assembly 130

etter at en raderingsprosess har funnet sted. Metallisering som tidligere dekket områdene 142 er radert bort med en egnet løsning, og den bare krystallen er eksponert. Fig. 7 viser sett forfra sammenstillingen 130. Tverrsnitt av 130 tas langs linja 6-6 i fig. 7. Her ser en klart gjenstående tapper 115 holde krystall 155 på plass innenfor holderen 20. Tapper 115 er uforstyrret i et område fra overflaten av substratet til overflaten av holderen. Også vist er den dekkmiddeldekkete elektroden 120 og dekkmiddeldekkete tegn og tall 160. Dekkmidlet på disse gjenstående dekkete områdene kan nå vaskes bort med et egnet løsningsmiddel og derved frigjøre substratet fra holderen. I den foretrukne utførelsesformen er løsningsmidlet aceton. Alternativt kan fjerningen fra holderen fullstendig gjøres ved en gjennom-hullings-operasjon, en skjæreoperasjon eller også skjære bort de gjenstående tappene med laser. Et slikt trinn vil normalt bli fulgt av å oppløse eller smelte bort det gjen-værende dekkmidlet på substratet. Fig. 8 viser det ferdige krystallproduktet 190. Metalliseringsområder 165 er igjen der de gjenstående tappene 115 en gang var. after an erasure process has taken place. Metallization that previously covered the areas 142 is erased with a suitable solution, and the bare crystal is exposed. Fig. 7 shows a front view of the assembly 130. A cross-section of 130 is taken along the line 6-6 in fig. 7. Here a clearly remaining stud 115 is seen holding crystal 155 in place within the holder 20. Stud 115 is undisturbed in an area from the surface of the substrate to the surface of the holder. Also shown is the masking agent-covered electrode 120 and masking agent-covered characters and numbers 160. The masking agent on these remaining covered areas can now be washed away with a suitable solvent and thereby release the substrate from the holder. In the preferred embodiment, the solvent is acetone. Alternatively, the removal from the holder can be done completely by a through-hole operation, a cutting operation or also cutting away the remaining studs with a laser. Such a step will normally be followed by dissolving or melting away the remaining covering agent on the substrate. Fig. 8 shows the finished crystal product 190. Metallization areas 165 are left where the remaining pins 115 once were.

Denne.' tappmetalliseringen skal enten være strategisk plassert slik at det ikke interfererer med krystalloperasjonen (eller andre innretninger) eller blir fjernet. Alternativt kan metalliseringsområdene 165 brukes som en del av substrat-elektrodene eller selve metallmønstret. På denne måten vil de tjene flere funksjoner og fjerning er ikke nødvendig ellerrønsket. This.' the pin metallization must either be strategically placed so that it does not interfere with the crystal operation (or other devices) or be removed. Alternatively, the metallization areas 165 can be used as part of the substrate electrodes or the metal pattern itself. In this way, they will serve more functions and removal is not necessary or desirable.

Frontelektroden 170 og baksideelektroden 175 utgjør nå eksponerte metalliseringsområder hvor de før var dekket med fotodekkmiddel. For illustrering er bokstaver og tall 180 vist; på det ferdige produktet. En bør legge merke til at de -frittstående områdene så som 185 av alfa- eller numeriske tegn eller 167 av elektrodemønster ikke er laget ved bruk av "shadow masking"-sjablonger. Dette skyldes sjablongegenskapene ved "shadow mask"-prosessen. På liknende måte kan frittstående elektrodemønstre bli enklere laget ved bruk' av fotolitografi. Slike mønstre kunne bare bli laget tidligere ved "shadow masking" med "multiple shadow masks" eller andre kompliserte prosesser som i høy grad øker produksjonskostnadene og risikoen for å skade substratet og maskene under behandlingen. Slike frittstående områder som 167 er kjent for å forbedre uønskete eller falske responer, men var vanskelig å lage inntil nå. En kan derfor se at metoden nevnt ovenfor virkelig holder substratet på plass under prosessen. Holderen kan bli brukt om igjen mange ganger, og det er ikke tilsatt noe "klebrig" som forurenser prosessen. I tillegg er det funnet at mønster-oppløsning med fotolitografi.sk prosess er tilnærmet 10 ganger bedre enn med "shadow masks". Dimensjoner kan holdes innenfor 0,0025 mm med fotolitografi sammenliknet med 0,025 mm med "shadow masks". Fotolitografi blir også brukt ved mange kjente metoder for å oppnå god for- til baksideinnretting. Alle disse faktorene virker sammen til å forbedre krystallens elektriske egenskaper. The front electrode 170 and the back electrode 175 now form exposed metallization areas where they were previously covered with photomasking agent. For illustration, letters and numbers 180 are shown; on the finished product. It should be noted that the free-standing areas such as 185 of alpha or numeric characters or 167 of electrode pattern are not created using shadow masking stencils. This is due to the stencil properties of the "shadow mask" process. In a similar way, free-standing electrode patterns can be made more easily using photolithography. Such patterns could only be made previously by "shadow masking" with "multiple shadow masks" or other complicated processes that greatly increase production costs and the risk of damaging the substrate and the masks during processing. Such stand-alone areas as 167 are known to improve unwanted or spurious responses, but were difficult to create until now. One can therefore see that the method mentioned above really holds the substrate in place during the process. The holder can be reused many times, and nothing "sticky" has been added to contaminate the process. In addition, it has been found that pattern resolution with the photolithographic process is approximately 10 times better than with "shadow masks". Dimensions can be kept within 0.0025 mm with photolithography compared to 0.025 mm with shadow masks. Photolithography is also used in many known methods to achieve good front-to-back alignment. All these factors work together to improve the crystal's electrical properties.

Claims

1. Method for enclosing a substrate (35) in a holder for photolithographic processing, where substrate (3E>) with two opposite main surfaces is arranged in the holder (20), which holder has two opposite main surfaces and at least one opening (30) dimensioned to receive the substrate (35), characterized in that it comprises the following steps: - lamination of a dry film polymer resist (40,55) on at least one side of the holder (20) and the substrate (35), whereby the substrate ( 35) is enclosed in the opening (30) of the holder (20); - polymerization of the resist (40,55) in desired areas, comprising at least one unbroken area extending from one surface of the holder (20) to the corresponding surface of the substrate (35); - removing the resist (40,55) from the unwanted areas (127), so that a resist strip is left at least on an unbroken area extending from a surface of the holder to a surface of the substrate.

2. Method in accordance with claim 1, characterized in that the polymerization is carried out by exposing the dry film resist (40,55) to light of a certain wavelength for a certain period of time.

3. Method in accordance with claim 2, characterized in that the lamination is carried out as a heat lamination process.

4. Method in accordance with claim 3, characterized in that the substrate (35) is removed from the holder (20) after the resist has been removed from unwanted areas.

5. Method in accordance with claim 4, characterized in that removal of the substrate (35) from the holder (20) is carried out by breaking the binding strips (115).

6. Method in accordance with claim 4, characterized in that removal of the substrate (35) from the holder (20) is performed as a punching process.

7. Method in accordance with claim 4, characterized in that all resist (40,55) is dissolved from the surface of the substrate (35) with a suitable solvent as a final step.

8. Method in accordance with claim 7, characterized in that an acetone solution is used as solvent.

9. Method in accordance with claim 7, characterized in that the dry film polymer resist (40,55) is exposed through a photolithographic mask (80) during the exposure step.

10. Method according to claim 3, characterized in that the photolithographic masks (80) are in contact with the dry film polymer resist (40,55) during the exposure step.

11. Method in accordance with claim 10, characterized in that the holder (20) is equipped with transport holes (25) which are located at a certain distance from each other along the length of the holder near its side edge, before adapting the substrate.

12. Method in accordance with claim 11, characterized in that the transport holes (25) are compatible with 35 mm photographic film.

13. Method in accordance with claim 11, characterized in that the holder (20) is made of stainless steel.

14. Method in accordance with claim 11, characterized in that a metal is galvanized on the surface of the substrate (35) after the resist (40,55) has been removed from unwanted areas (127).

15. Method in accordance with claim 11, characterized in that the metal galvanization of the substrate (35) on one surface is carried out before the substrate (135) is adapted in the holder (20).

16. Method in accordance with claim 15, characterized in that the metal galvanization is etched after the resist (40,55) is removed from unwanted areas.

17. Method in accordance with claim 15, characterized in that the galvanization is carried out with aluminium.

18. Method in accordance with any of the preceding claims, characterized in that quartz is used as substrate material (35).