DE1771182B2 - Photolack - Google Patents

Description

sator doppelfunJctionell ist, liefert er die für S Ve -" netzung der polymeren Ketten des Photoicks ηοί wendige Brücke. rnoioiecics not-

Die siliziumorganische Verbindung verbessert die Haftung selektiv nur da, wo der Photolack <ZLl^ ausgesetzt wird. Sie ist in der Lage mkder ObSflnrh, des Schichtträgers zu reagierenfund Bindunln r£t ihm einzugehen. Geeignete^siSmörgamscSe VerbTn düngen sind z. B. AethacryloS ih" .ihn VinyltrichlorLilan, MXÄt

Sn ^Τ

Gruppe der silizi

leicht zu einer polyfu^el&Sj;

drolysiert werden, die sich wirksam an die OberfPirhV

des Schichtträger, ',indet fkispS^ se beHnd i h

auf der Schichtträueroberfläche Si u

_{wird vor2Ugsweise in}

⁰^ ^Sauerstoff· *' ^B· '" Stickstoff, S_n ?' ^Vm ™< ^ve™^eiden· ^d»° der Sauerstoff den JJotolack angreift. Ein Temperaturbereich von etwa pi ??· ° ^e.^r8\^bt annehmbare Verdampfungs- und *^^üon^hwindigkeiten. Die Vorwärmze-'t ändert p? Tv^Pho}?^l&ck *» «lotolack. sie ist auch von der £"^mdJ^cke **>*&"&■ fm allgemeinen erfordert das ^armen 5 ^{bis 20} Minuten, wenn es im obigen ^T™?'^"* ^durchg^efö^t wird, je nach der Verdj'npfungsgeschwindigkeit des jeweiligen Lösungs-

^S «* *» Photolack ^ ^{durch eine} Segnete Lichtmaske

^t'fienlampe im Bereich von 25ÜÜ bis 5500 A ^auSgeset^·. ^Die bel.chtete Schicht wird dann während "' ^Ml"^{Uten in cinem} Lösungsmittel für den nicht

_Phololack

Oberfläche erforderlich ist. Die Rcakl „n de, Gruppe mit der Oberfläche crfcto ",„J ίΐ

" ^Ober"^ä«^{he f}"^{r di}« Äuung berei,.

wichtsprozent der silmumoraümVlJ, ν I ι bezogen auf die feste, Si3er _PhlL· Γλ ^& hervorgebrach,. Eine we ter Ve Ls«ΐΐ der Ha? tung wird bei wachsender Kon/cntration er sil ,mm 3S organischen Verbindung beobaciteTΪ '_hT

Haftung bei höheren KonzcmrSonen Λ" werden kann, so ha? s"ch och i

._%^raktt,;e^tL;::i_ese:Sdie s.l.z.um_Organische Verbindung ein niedriges Molekuargew.cht aufweist und damit das polymere Mateg des Photolackes kann mit verschiedeT ^¹"¹"¹" ^{VCrfahren durch}S^eführt "«den. D» ^e _R ^rh-^ltcn.^e,f:^ützle Material ist im wesentlichen frei von ^Beem™^ch^™S™ der Schärfe der geätzten Linien,

^W'^C "u ^ub'^Icherwc'^{se durch} eindrinecndes Ätzmittel ^entstehen. Nach dem geschilderten Verfahren wurden

f^{ätZte FigUren in dcr} Größenabmessung von 10 » cm ^^-^DeididAt^

Beispiel

t₂StC?;LX

Grundsätzlich hat die vorliet-pnrl F r ι ·

selektive Verbesserung de Είπ« r Γ? " die Verhinderung Z Eindriinten« ? ^d"^Rdlcfs Ziel. DajedochdasProlicmdfr" ndrin I "T-bei Ätzprozessen vvetnl Kor 'Jon r⁵ der als bei den -- mTlderen F-Ί^ T ' .st, wird die FrfindunL an Ihnd ν S^CPr0ZeSSen geschildert. ^{trfmdUng an iIdnd von} Atzpro^cssen

Die siliziumorganischen Verbind,,,, _t

sich mit auf PolvScfnnamat und ρ'Ϊ .^veJ^trafⁿ enthaltenden PhoSS S ? ^PX^ISO _f ^b.^ut,^yIen schicht aus SiO₂ S N "der Λ O «^rflachen-Auf der Oberfläche soll wenL^fv ^her^^leU} Wassermenge vo'h.i I_n seTJ^STΐ hinzugefügten siliziumorga^^ sch
dern. Diese wird auf die Srhihil dem Photolack zus^m η^, mSSS In jedem Fall werden dfe _Materia Ten ,.! ,^f auf den Schichtträger aufSrieht ml Λ™ können z. B. durch Schleudern nd ς J Γ

werden.) Schleudern oder Sprühen gebildet

Dann wird vorgewärmt um d,v V₁ r λ

Lösungsmittels defEUTt₁. f" H ^Pi^Ung ^

Hydrof.se und dS Zti^^ZX Zdf*

lysierbarcn Gruppe mit der SchirhHra 1 Ύ,-Τ

ppe mit oer Schichttrageroberfiache

_{ς h} ^e ^ ^ein- Einkri.sta.l-Germanium-

Schichtträger wurde mit einem Überzug aus SiO₂ mit 4S ^⁶¹" ^Dick^'on 2000 A versehen. Eine Wassermenge, ^dle "^" normalen Bedingungen auf dem Oxydüberzug ^{Vorhanden ist}- ™"de ^d(^t belassen. Die Photolack ^Zusammenset^ng enthielt 20 Gewichtsprozent (be-^Z°^ge" ^{auf das Po|}y^mer) ymethactyloxypropyltri-,„ ™^lho^™ als Zusatz in einem Polyvinylcinnamat-Photolack. Die Photolack-Zusammensetzung wurde ^durctl on 1-Mikromc(er-Fi!ter direkt auf die mit Oxyd deckte Unterlagenoberfläche gefiltert, woraufhin Schleudern mit 15000 Umdrehungen pro Minute folgte, wodurch ein gleichmäßiger Film von 2800 A " entstand. Das Material wurde bei 80⁰C IO Minuten '^^{8 in StickSt}°^{ff Unter verri}"e-tem Druck vorge-

"T' ™ ί" ^ί'"^{1 ZU tr}°^ckne" ^U"^{d die} Hydroly«- reaktion zu beschleunigen.

«° ?" ^{mk dem Ph}°^{tolack bedeckte MateriaI wurde} ^^{m ultravioiette}n Licht einer Hochdruck-Quecksilber^b°g^enIamP^{e v}°" 200 Watt 2 Minuten lang ausgesetzt. ^{DaS Licht} Sⁱⁿ« ^{durch ein} Kollimatorobjektiv, ein neutrales Dichtefilter und ein fotographisches Negativ.

6, ^Das belichtete Muster wurde bei 23°C 5 Minuten '^a"^{g in Xy!o1 ein}.^taucht, um das Bild zu entwickeln, η \™ ^ ^{nichtbelichtete}" fotolack wegzulösen! ^{Das Muster wurde dann in} Methylalkohol und Azeton gespült, um das Xylol zu entfernen, danach wurde

durch 30 Minuten langes Anwärmen bei 150" C in einer Stickstoff-Atmosphäre getrocknet und gehärtet.

Die SiOg-Schicht wurde mit einer gepufferten Ätzlösung, die Flußsäure enthielt (113 g NH₁F, 170 ecm H₈O und 20 ecm 48 % H F), geätzt, wobei etwa 500 A je Minute abgetragen wurden.

Nach dem Ätzen wurde der Photolack von der Oberfläche entfernt, indem die Oberfläche mit heißem Chloroform (80⁰C) unter einem Druck von 7 kg/cm² besprüht wurde.

Die geätzten Muster bestanden aus Kontaktpröflöchern von etwa 0,00064 · 0,0025 cm. Die Qualität der erzeugten Löcher war gut, sie zeigten keine der Unregelmäßigkeiten, die durch eindringendes Ätzmittel entstehen. Eine Wiederholung des Verfahrens ohne den Zustand der siliziumorganischen Verbindung ergab Löcher, die unregelmäßig geformt waren.

Weitere Versuche mit Polyisobutylen-Photolack ergaben die gleichen verbesserten Muster bei Hinzufügung der siliziumorganischen Verbindung.

Claims (4)

größeren Abmessungen ist das Problem mehr auf die Patentansprüche: Ränder des Musters beschränkt. Wenn die Ober flächenschicht mit diffundierten Beimengungen dotiert

1. Photolack, der ein Polymer enthält, das an ist, z. B. mit Phosphor oder Bor, ist die Haftung des sich lichtempfindlich ist oder mit einem im Photo- 5 Reliefs im allgemeinen bei allen Abmessungen merklack vorhandenen zusätzlichen Sensibilisator licht- Hch schlechter.

empfindlich gemacht wurde, dadurch ge- Eine mögliche Lösung des Problems ist die Verwen-

kennzeichnet, daß im Photolack zusätzlich dung einer Haftschicht, welche die Haftung zwischen

eine siliziumorganische Verbindung enthalten ist, dem Photolack und der Unterlage verbessert. Jedoch die am Siliziumatom mindestens einen äthylenisch io weisen die meisten Haftschichten den Nachteil auf,

ungesättigten Substituenten und mindestens ein daß die bildfreien unbelichteten Stellen beim Ent-

durch Einwirken von Wasser abspaltbares Halogen- wickeln nicht vollständig ausgewaschen werden,

atom, eine Alkyloxy-oder Acetoxygruppe aufweist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

2. Photolack nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Photolack auszubilden, der auf einem Schichtträger zeichnet, daß das Polymer ein Polyisobutylen oder 15 nach dem bildweisen Belichten und Fntwickeln ein ein Polyzimtsäureester des Polyvinylalkohole bzw. Relief bildet, das selbst bei geringeren Abmessungen der Zellulose ist. als 10 ~° cm auch bei der weiteren Verarbeitung de-,

3. Photolack nach Anspruch I oder 2, dadurch Materials eine hervorragende Schärfe des projizieren gekennzeichnet, daß die Menge der siliziumorgani- Musters gewährleistet.

sehen Verbindung 5 bis 40 Gewichtsprozent, be- ²⁰ Die gestellte Aufgabe wird gemäß dem Anspruch i

zogen auf das Polymer, beträgt. gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung erfol-

4. Photolack nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gen entsprechend den Unteransprüchen.
gekennzeichnet, daß die siliziumorganische Ver- Der neue Photolack enthält bestimmte siliziumbindung aus mindestens einem der folgenden Be- organische Verbindungen die in der Lage sind, sich standteile besteht: y-methacryloxypropyltrimeth- ²5 mit dem eigentlichen Photolack zu verbinden, wenn oxysilan, Viniltrichlorosilen, Methylvinyldichloro- dieser dem Licht ausgesetzt wird. Diese Verbindungen silan und/oder Vinyltriacetoxysilan. verbessern bei dem Photolack die Haftung mit der

Oberfläche des Schichtträgers selektiv nur an den belichteten Stellen, während die Haftung an den nicht-30 belichteten Teilen unbeeinflußt bleibt. Wenigstens eins

der Subsituten der siliziumorganischen Verbindung

kann leicht zu einer Hydroxygruppe hydrolysiert werden, die dann mit der Unterlage reagiert, und der äthylenisch ungesättigte Substituent ist in der Lage.

Die Erfindung betrifft einen Photolack, der ein 35 sich während der Belichtung an den polymeren BePolymer enthält, das an sich lichtempfindlich ist oder standteil des Photolacks zu binden. Als Beispiel von mit einem im Photolack vorhandenen zusätzlichen Verbindungen, die sich an den polymeren Photolack Sensibilisator lichtempfindlich gemacht wurde. binden lassen, sind die Vinylsilane zu nennen. Die

Bei der Herstellung von Elektronikseilen ist es oft- hydrolysierbnre Gruppe kann durch -Si(R)₃ dargemals notwendig, nur einen ausgewählten Teil der ⁴° stellt werden. R kann unter anderem Halogen eine Oberfläche einer Unterlage zu bearbeiten, z. B. bei Alkyloxy- oder Acetoxy-Gruppen umfassen,
gedruckten Schaltungen oder bei ebenen Halbleiter- Wenn die siliziumorganischen Verbindungen erfin-

bauteilen. Hierbei wird üblicherweise ein Photolack dungsgemäß angewendet werden, entsteht eine wcsentverwendet, um nach dessen Belichtung und teilweiser liehe Verbesserung der Schärfe der elektrolytisch aufEntfernung nur die ausgewählten Oberflächengebiete *5 gebrachten oder geätzten Linien, weil vermieden wird. dem anzuwendenden Prozeß auszusetzen, z. B. der daß zwischen dem Relief und der Oberfläche des elektrolytischen Abscheidung oder der Ätzung. Grund- Schichtträgers Lösung eindringt,
sätzlich erleiden Photolacke bei der Belichtung ehe- Bekanntlich ist ein wesentlicher Bestandteil aller

mische Änderungen derart, daß sie im wesentlichen Photolacke ein polymeres lichtempfindliches Material, unlöslich in einem bestimmten Lösungsmittel werden, ⁵° dessen Lösbarkeit sich als Ergebnis einer durch Licht das für nichtbelichtete Lichtabdeckungsmaterialien aktivierten Vernetzungsreaktion ändert. Für diesen ein gutes Lösungsmittel ist. Indem eine mit einem Zweck sind die polymeren Zimtsäureestcr und PoIy-Photolack bedecktes Material durch eine Lichtmaske isobutylene hervorragende Materialien. Ein vielbeselektiv dem Licht ausgesetzt wird und indem der nutzter Zimtsäureester ist Polyvinylcinnamat, da dies Photolack mitdem geeigneten Lösungsmittel entwickelt ⁵⁵ ein gutes Bindemittel für den lichtempfindlichen Aktiwird, bleibt nur der bildweise belichtete Teil des Photo- vator ist und da es selbst lichtempfindlich ist. Es wird lackes als Relief auf dem Material und schützt es. gewöhnlich mit einem polynuclearen Chinon-Sensibili-Nachdem weitere Bearbeitungsstufen durchgeführt sator kombiniert, wenn auch andere bekannte Sensibisind, wird auch das Relief entfernt. lisatoren verwendet werden können. Nach der Belich-

Das Relief muß während der Photolackentwicklung ^6o tung durch UV-Licht vernetzt sich das lichtempfind- und der elektrolytischcn Abscheidung oder des Ätzens liehe Polyvinylcinnamat. Im vernetzten Zustand ist fest an der Oberfläche des Materials haften. Andern- das Polymer nicht mehr in dem Lösungsmittel löslich, falls werden vor allem die Ränder des abgedeckten das zum Entwickeln verwendet wird.
Musters unscharf. Bei anderen Materialien, wie Polyisobutylen, ist

Es ist schwierig, die erforderliche Schärfe bei Ab- ^6s zur Lichtvernetzung das Vorhandensein von Sensibilimessungen in der Größenoidnung von \0~* cm oder satoren notwendig. In den Sensibilisatoren, die typiweniger zu erzielen. Bei diesen Abmessungen unter- scherweise in derartigen Photolacken zu finden sind, wandern die Lösungen das Relief fast vollständig. Bei gehören aromatische Diazide, die nach der Belichtung