FR2687232A1 - PROCESS FOR THE SIMULTANEOUS DEVELOPMENT AND ATTACK OF LAMINATE LAYERS BASED ON PHOTOSENSITIVE RESIN AND POLYIMIDE. - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une structure en relief dans une couche, déposée sur un substrat, formé d'un polyimide, au moyen d'une résine photosensible opérant en mode positif, dans lequel le développement de la résine photosensible et l'attaque de la couche de polyimide sont réalisés en une opération avec le même fluide de traitement. Le fluide de traitement est un développeur de la résine photosensible opérant en positif et contient un additif et l'épaisseur des deux couches ainsi que la nature et la quantité de l'additif sont ainsi déterminées que le temps de mise en solution de la couche de polyimide représente 100 à 400%, de préférence 100 à 300%, du temps de mise en solution de la couche de résine photosensible. La présente invention a aussi pour objet la solution de traitement pour la mise en œuvre du procédé qui consiste en une solution aqueuse d'hydroxyde de tétraméthylammonium avec une normalité de 0,2 à 0,4 et une teneur en isopropanol de 2 à 8% en volume.The invention relates to a method of manufacturing a structure in relief in a layer, deposited on a substrate, formed of a polyimide, by means of a photosensitive resin operating in positive mode, in which the development of the resin photosensitive and etching of the polyimide layer are performed in one operation with the same process fluid. The treatment fluid is a developer of the photosensitive resin operating in positive and contains an additive and the thickness of the two layers as well as the nature and the quantity of the additive are thus determined as the dissolution time of the layer of polyimide represents 100 to 400%, preferably 100 to 300%, of the dissolution time of the photosensitive resin layer. The present invention also relates to the treatment solution for carrying out the process which consists of an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide with a normality of 0.2 to 0.4 and an isopropanol content of 2 to 8%. in volume.

Description

PROCEDE DE DEVELOPPEMENT ET ATTAQUE SIMULTANES DE COUCHESMETHOD OF SIMULTANEOUS DEVELOPMENT AND ATTACK OF LAYERS

STRATIFIEES A BASE DE RESINE PHOTOSENSIBLE ET DE POLYIMIDE  LAMINATES BASED ON PHOTOSENSITIVE RESIN AND POLYIMIDE

La présente invention a pour objet un procédé de fabri-  The subject of the present invention is a manufacturing process

cation d'une structure en relief dans une couche, déposée sur  cation of a relief structure in a layer deposited on

un substrat, formé d'un polyimide ou d'un précurseur de poly-  a substrate, formed of a polyimide or a poly-precursor

imide, au moyen d'une résine photosensible opérant en mode  imide, by means of a photosensitive resin operating in

positif, disposée provisoirement sur cette couche, dans le-  positive, arranged provisionally on this layer, in the-

quel le développement de la résine photosensible et l'attaque de la couche de polyimide sont réalisés en une opération avec  which the development of the photosensitive resin and the attack of the polyimide layer are carried out in one operation with

le même fluide de traitement.the same treatment fluid.

Au cours de la fabrication de composants électriques et  During the manufacture of electrical components and

électroniques, on utilise des structures en relief diélectri-  electronic structures, dielectrically

ques, aux températures élevées et à base de polyimides Ces couches sont fabriquées selon deux méthodes, soit on confère directement une structure à une couche à base de polyimide,  These layers are manufactured by two methods, ie a structure is directly imparted to a polyimide layer,

soit on prépare une matrice en relief à partir d'un précur-  either a relief matrix is prepared from a precursor

seur de polyimide (acide polyamique), le cas échéant déjà en  polyimide (polyamic acid), where appropriate already in

partie imidifié, que l'on soumet à un traitement thermique.  imidified part, which is subjected to heat treatment.

Dans ce qui suit, on comprendra le terme "polyimide" comme embrassant aussi plus particulièrement les acides polyamiques et les précurseurs de polyimide en partie imidifiés, qui par  In what follows, the term "polyimide" will also be understood as embracing more particularly polyamides and partially imidified polyimide precursors, which by

traitement thermique ne sont transformés en polyimide qu'a-  heat treatment are only converted into polyimide

près obtention de la structure en relief.  near obtaining the relief structure.

Pour la préparation de la matrice en relief, on peut utiliser des polyimides sensibles aux radiations Un procédé  For the preparation of the relief matrix, radiation-sensitive polyimides can be used.

usuel consiste en ce que l'on recouvre une couche de poly-  the usual practice is to cover a layer of poly-

imide insensible aux radiations avec une résine photosensible (photoresist), qui est soumise aux radiations au travers d'un  imide insensitive to radiation with a photoresist, which is subjected to radiation through a

masque constitué de la matrice souhaitée, puis développée.  mask consisting of the desired matrix, then developed.

Ensuite, on peut obtenir la matrice en relief à partir du  Then, one can get the relief matrix from the

précurseur de polyimide et, au cours de cette étape, on sou-  polyimide precursor and, during this step, it is

met à une attaque, à l'aide d'un agent de gravure, les en-  attacks, with the aid of an engraving agent, the

droits auparavant libérés de résine photosensible Enfin, la couche de résine photosensible est intégralement éliminée. Dans un but de simplification, il est souhaitable de mettre en oeuvre en une opération simultanément le développement de  previously freed photosensitive resin Finally, the photoresist layer is completely removed. For the sake of simplification, it is desirable to implement in one operation simultaneously the development of

la résine photosensible et la gravure du précurseur de poly-  the photosensitive resin and the etching of the poly-precursor

imide en n'utilisant qu'un fluide de traitement.  imide using only a process fluid.

GB-A-2 234 365 décrit un tel procédé Dans celui-ci, on prépare une couche de polyimide pour enrober à des fins de  GB-A-2,234,365 discloses such a method therein, a polyimide layer is coated for coating purposes.

protection la matrice métallique d'une jauge extensométrique.  protection the metal matrix of an extensometric gauge.

Cette couche présente des évidements pour les bancs de contact Ensuite, on place sur la matrice métallique l'une après l'autre une couche de polyimide et une couche de résine photosensible opérant en mode positif Après l'exposition pour la formation de la matrice, on procède à la liaison des couches à l'aide d'un agent de développement Comme tous les agents de développement de la résine photosensible positive imprègnent aussi le précurseur de polyimide, la gravure de la  This layer has recesses for the contact benches. Next, a layer of polyimide and a layer of photosensitive resin operating in positive mode are placed on the metal matrix one after the other. After the exposure for the formation of the matrix, the layers are bonded with the aid of a developing agent. As all the agents for the development of the positive photosensitive resin also impregnate the polyimide precursor, the etching of the

couche de polyimide se produit en même temps que le dévelop-  Polyimide layer occurs at the same time as the development of

pement de la matrice en résine photosensible.  of the photosensitive resin matrix.

Un procédé analogue est décrit dans l'article "Pyralin Polyimide Coatings" de E I Du Pont de Nemours & Co, Inc, Wilmington, Delaware, U S A (février 1990) Dans celui-ci, une couche placée sur une galette de silicium à base d'acide polyamique, en partie imidifiée, est recouverte d'une résine photosensible opérant en mode positif disponible dans le commerce, est exposée à travers un masque puis la couche de résine photosensible est développée en une opération, et la  A similar process is described in the article "Pyralin Polyimide Coatings" by EI Du Pont de Nemours & Co., Inc., Wilmington, Delaware, USA (February 1990). In this, a layer placed on a silicon wafer based on partly imidified polyamic acid is coated with a commercially available positive mode photoresist, is exposed through a mask, then the photoresist layer is developed in one operation, and the

couche de polyimide est gravée En tant que fluides de trai-  layer of polyimide is etched as processing fluids

tement, conviennent les agents de développement pour résine photosensible opérant en mode positif disponibles dans le  In addition, the positive-working photoresist developing agents available in the

commerce ou les solutions aqueuses d'une base telle que l'hy-  trade or aqueous solutions of a base such as hy-

droxyde de sodium ou de potassium ou l'hydroxyde de tétra-  sodium or potassium hydroxide or tetrahydroxide

alkylammonium L'épaisseur de la couche de polyimide est  alkylammonium The thickness of the polyimide layer is

comprise entre 1 et 2,5 pm.between 1 and 2.5 pm.

Si on applique les procédés connus à la fabrication de structures en polyimide dont les dimensions sont de l'ordre  If we apply the known methods to the manufacture of polyimide structures whose dimensions are of the order

de grandeur de 10 à 50 pm pour les couches ayant une épais-  10 to 50 μm for layers having a thickness of

seur jusqu'à 10 pm, c'est-à-dire dont le rapport est de l'or-  up to 10 pm, that is, the ratio of which is

dre d'environ 1, on conçoit qu'il est impossible d'un point de vue pratique de graver la couche à base de polyimide en même temps que de développer la résine photosensible, de sorte qu'elle corresponde de façon satisfaisante à la forme présenter par le masque d'exposition Dans des conditions optimisés d'exposition et de développement, on peut à peine obtenir un résultat satisfaisant La marge de transformation est si faible que, même avec des fluctuations minimes de  From about 1, it is conceivable that it is impossible from a practical point of view to etch the polyimide layer at the same time as to develop the photoresist, so that it corresponds satisfactorily to the shape to exhibit by the exposure mask Under optimized conditions of exposure and development, one can barely obtain a satisfactory result The transformation margin is so low that even with minimal fluctuations of

l'exposition, de la température ou de l'activité de dévelop-  exposure, temperature or development activity

pement, du temps de développement, la couche de polyimide peut être soit éliminée trop largement, soit insuffisamment  development time, the polyimide layer can either be eliminated too widely or insufficiently

éliminée aux endroits à découvrir.  eliminated in places to discover.

Un objet de la présente invention est donc de fournir un procédé pour le développement et la gravure simultanés d'un stratifié à base d'un précurseur de polyimide et d'une résine photosensible opérant en mode positif, qui n'est pas  An object of the present invention is therefore to provide a method for the simultaneous development and etching of a laminate based on a polyimide precursor and a photosensitive resin operating in positive mode, which is not

dépendant des fluctuations des conditions opératoires nota-  depending on the fluctuations of the operating conditions

bles dans la pratique et qui conduit à des structures en polyimide, de qualité élevée, qui correspondent autant qu'il  in practice and which leads to high quality polyimide structures, which correspond as much as

est possible aux dimensions du masque.  is possible to the dimensions of the mask.

Cet objet est atteint par un procédé de fabrication d'une structure en relief dans une couche, déposée sur un  This object is achieved by a method of manufacturing a relief structure in a layer, deposited on a

substrat, formé d'un polyimide ou d'un précurseur de poly-  substrate, formed of a polyimide or a precursor of poly-

imide, au moyen d'une résine photosensible opérant en mode  imide, by means of a photosensitive resin operating in

positif, disposée provisoirement sur cette couche, dans le-  positive, arranged provisionally on this layer, in the-

quel le développement de la résine photosensible et l'attaque de la couche de polyimide sont réalisés en une opération avec le même fluide de traitement, le procédé étant caractérisé en ce que le fluide de traitement est un agent de développement de la résine photosensible opérant en mode positif et en ce qu'il contient un additif et en ce que l'épaisseur des deux couches ainsi que la nature et la quantité de l'additif sont déterminées de façon que le temps de mise en solution de la couche de polyimide représente 100 à 400 % du temps de mise en  the development of the photosensitive resin and the etching of the polyimide layer are carried out in one operation with the same treatment fluid, the process being characterized in that the treatment fluid is a developer of the photosensitive resin operating in positive mode and in that it contains an additive and in that the thickness of the two layers as well as the nature and quantity of the additive are determined so that the dissolution time of the polyimide layer represents 100 at 400% of the time

solution de la couche de résine photosensible.  solution of the photoresist layer.

Selon un mode de réalisation, les conditions opératoi-  According to one embodiment, the operating conditions

res sont choisies de telle sorte que le temps de mise en solution du polyimide représente 100 à 300 % du temps de mise  res are chosen so that the dissolution time of the polyimide represents 100 to 300% of the setting time

en solution de la résine photosensible.  in solution of the photosensitive resin.

Par "temps de mise en solution du polyimide", on entend ici la durée qui est au moins nécessaire pour que l'action du  By "dissolution time of the polyimide" is meant here the duration which is at least necessary for the action of the

liquide de traitement élimine entièrement une couche de poly-  treatment liquid completely eliminates a layer of poly-

imide donnée, déposée en une fois sur le substrat utilisé, ayant l'épaisseur spécifié, et opérant dans les conditions opératoires prévues Par "temps de mise en solution de la  given imide, deposited in one go on the substrate used, having the specified thickness, and operating under the operating conditions provided by "dissolution time of the

résine photosensible", on comprendra le temps de développe-  photoresist ", the development time will be understood

ment optimal d'une couche déposée en une fois et exposée de  optimum performance of a layer deposited at one time and exposed

façon optimale, permettant la restitution fidèle des dimen-  optimally, allowing the faithful reproduction of the dimensions

sions. La demanderesse a maintenant découvert qu'un degré de transformation suffisant et une reproductibilité suffisante du résultat malgré les variations inévitables de l'exposition ne sont atteints que lorsque le déroulement dans le temps du  sions. The Applicant has now discovered that a sufficient degree of conversion and sufficient reproducibility of the result despite unavoidable variations in exposure are only achieved when the course of time of the

développement de la résine photosensible est en étroite rela-  development of the photosensitive resin is in close relation

tion avec le déroulement dans le temps de l'élimination du polyimide. La présente invention enseigne donc qu'il est possible, facilement, de déterminer à partir d'études préliminaires les conditions opératoires, qui permettent une transformation optimale. L'homme du métier dispose de plusieurs possibilités pour adapter son procédé à l'enseignement de la présente  with the time course of removal of the polyimide. The present invention therefore teaches that it is possible, easily, to determine from preliminary studies the operating conditions, which allow optimal transformation. The skilled person has several possibilities to adapt his method to the teaching of the present

invention Le temps de mise en solution de la couche de poly-  The time of dissolution of the poly-layer

imide dépend en particulier du degré d'imidification, de l'épaisseur de la couche, du genre et de la composition du  imide depends in particular on the degree of imidification, the thickness of the layer, the kind and the composition of the

fluide de traitement Au contraire, le temps de mise en solu-  On the contrary, the treatment time

tion de la résine photosensible est particulièrement sensible au genre et à l'épaisseur de celle-ci et, le cas échéant, du  of the photosensitive resin is particularly sensitive to the kind and thickness of the latter and, where appropriate,

genre et de la composition de la solution de traitement.  kind and composition of the treatment solution.

L'épaisseur de la couche de polyimide est dans la plu-  The thickness of the polyimide layer is in most cases

part des cas déterminée par le domaine d'utilisation et par vr  of the cases determined by the field of use and by vr

conséquent n'est pas librement modifiable Grâce à la pré-  Therefore, it is not freely modifiable.

sente invention, il est possible d'obtenir des couches de  In this invention, it is possible to obtain layers of

polyimide allant jusqu'à 10 pm et de leur conférer une struc-  polyimide up to 10 μm and to give them a

ture Il est courant d'imidifier en partie la couche de pré-  It is common to imitate part of the

curseurs de polyimide par traitement thermique avant le dépôt de la résine photosensible, pour améliorer l'adhésion du polyimide sur le substrat On préfère dans le cadre de la présente invention que le degré d'imidification au cours de  polyimide sliders by heat treatment before deposition of the photosensitive resin, to improve the adhesion of the polyimide to the substrate It is preferred in the context of the present invention that the degree of imidification during

cette étape de procédé soit au plus de 20 % Le degré d'imi-  this process step is not more than 20% the degree of im-

dification est défini ici comme la partie des groupes car-  is defined here as the part of the car-

boxyliques de l'acide polyamique susceptibles de s'imidifier, qui sont déjà transformés en groupe imide Il appartient aux connaissances générales de l'homme du métier, par exemple d'après l'article cité ci- dessus, de déterminer le degré d'imidification d'après le traitement thermique ou d'après une spectroscopie infrarouge d'échantillons partiellement imidifiés. L'épaisseur de la couche de la résine photosensible  It is for the general knowledge of a person skilled in the art, for example according to the article cited above, to determine the degree of polyurethanic acid, which is already converted into an imide group. imidification from heat treatment or from infrared spectroscopy of partially imidified samples. The thickness of the layer of the photoresist

peut, au contraire, être fixée en principe librement Cepen-  may, on the contrary, be fixed in principle freely

dant, pour des raisons économiques, on utilise des couches les plus minces possibles De telles couches se dissolvent  For economical reasons, the thinnest possible layers are used. Such layers dissolve

lors de leur exposition, pour la plupart relativement rapi-  during their exhibition, most of them relatively

dement, dans les agents de développement classiques pour résine photosensible opérant en mode positif et il n'est donc pas possible, en particulier lorsqu'on doit utiliser des  in conventional development agents for photoresist operating in a positive mode, and it is therefore not possible, particularly when

couches de polyimide épaisses, d'ajuster les conditions opé-  thick layers of polyimide, to adjust the operating conditions

ratoires du procédé pour que le rapport des temps de mise en solution soit compris dans l'intervalle selon la présente invention.  of the process so that the solution time ratio is within the range of the present invention.

La présente invention a donc aussi comme objet d'ajou-  The present invention therefore also has the object of adding

ter un additif à l'agent de développement, qui accélère la dissolution du polyimide et/ou ralentit la dissolution de la résine photosensible La quantité de cet additif est comprise entre 1 et 20 % en volume, de sorte que, d'une part, au cours de son emploi, il n'y ait pas d'appauvrissement et, d'autre  an additive to the developing agent, which accelerates the dissolution of the polyimide and / or slows down the dissolution of the photoresist. The amount of this additive is between 1 and 20% by volume, so that, on the one hand, during his employment, there is no impoverishment and, on the other hand,

part, il n'ait aucun effet négatif sur l'aptitude de la solu-  On the other hand, it has no negative effect on the ability of the solu-

tion de traitement en tant qu'agent de développement de la résine photosensible Un intervalle préféré est de 2 à 8 % en volume.  As a photoresist developing agent, a preferred range is 2 to 8% by volume.

On utilise comme additif de préférence de l'isopropanol.  Isopropanol is preferably used as the additive.

Les agents de développement utilisés dans la présente invention sont des solutions aqueuses alcalines Elles peu- vent contenir comme composant alcalin un hydroxyde alcalin ou de l'ammoniaque et, si besoin est, être tamponnées avec des  The developing agents used in the present invention are alkaline aqueous solutions. They can contain as an alkaline component an alkaline hydroxide or ammonia and, if necessary, be buffered with

sels On utilise de préférence des solutions aqueuses d'hy-  salts Aqueous solutions of

droxydes de tétraalkylammonium, dans lesquels les groupes  tetraalkylammonium droxides, in which the groups

alkyles qui contiennent de 1 à 4 atomes de carbone sont iden-  alkyl containing 1 to 4 carbon atoms are

tiques ou différents et peuvent aussi être substitués par des  ticks or different and may also be substituted by

groupes hydroxyles On utilise plus préférentiellement l'hy-  hydroxyl groups.

droxyde de tétraméthylammonium.tetramethylammonium dioxide.

Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, on fixe simultanément les caractéristiques des couches, la composition de la solution de traitement et les conditions de traitement de sorte que le temps de mise en solution de la couche formé de résine photosensible soit de à 20 secondes et celui de la couche en polyimide de 15 à  According to a preferred embodiment of the present invention, the characteristics of the layers, the composition of the treatment solution and the treatment conditions are fixed simultaneously so that the dissolution time of the photoresist layer is from 20 seconds and that of the polyimide layer from 15 to

60 secondes.60 seconds.

La présente invention a aussi pour objet une solution  The present invention also relates to a solution

de traitement préférée destinée à être utilisée dans le pré-  preferred treatment for use in the pre-treatment

sent procédé Celle-ci contient de l'hydroxyde de tétraméthyl-  This process contains tetramethylhydroxide

ammonium en solution aqueuse, selon une normalité de 0,2 à  ammonium in aqueous solution, according to a normality of 0.2 to

0,4, et 2 à 8 % en volume d'isopropanol.  0.4 and 2 to 8% by volume of isopropanol.

Les acides polyamiques utiles pour la préparation de couches de polyimide structurées sont synthétisés de manière  The polyamic acids useful for the preparation of structured polyimide layers are synthesized

connue à partir de dianhydride et de diamines primaires.  known from dianhydride and primary diamines.

Comme dianhydride, on peut utiliser à titre d'exemple: dianhydride d'acide pyromellitique, dianhydride d'acide benzophénonetétracarboxylique, 2,2-bis( 3,4- dicarboxyphényl)propanedianhydride, 2,2-bis( 3,4dicarboxyphényl)hexafluoropropanedianhydride; dianhydride d'acide 3,3 ', 4,4 '-biphényltétracarboxylique,  Examples of dianhydrides that may be used are: pyromellitic acid dianhydride, benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propanedianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropanedianhydride; 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride,

dianhydride d'acide 1,2,5,6-naphtalinetétracarboxylique.  1,2,5,6-naphthaletetracarboxylic acid dianhydride.

Comme diamine primaire, on peut utiliser: 4,4 '-diaminodiphényléther, mphénylènediamine, À p-phénylènediamine, À m ou p-xylylènediamine, À 4,4 '-diaminobenzophénone, À 4,4 '-diaminodiphénylméthane, 1,4-bis(paminophénoxy)benzène. Les acides polyamiques sont dissous dans un solvant, par exemple le N-méthylpyrrolidone, la concentration étant comprise de préférence entre 10 et 30 % en poids La solution est déposée sur le substrat selon un procédé d'enduction  As the primary diamine, there may be used: 4,4'-diaminodiphenyl ether, methylenediamine, p-phenylenediamine, α or p-xylylenediamine, 4,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 1,4-bis (paminophénoxy) benzene. The polyamic acids are dissolved in a solvent, for example N-methylpyrrolidone, the concentration being preferably between 10 and 30% by weight. The solution is deposited on the substrate according to a coating process.

classique, par exemple par centrifugation, qui permet l'ob-  conventional, for example by centrifugation, which allows the ob-

tention d'une épaisseur de couche déterminée Enfin, la cou-  of a determined layer thickness. Finally, the

che est soumise à un traitement thermique pour le séchage et  che is subjected to a heat treatment for drying and

le cas échéant à une imidification partielle, ledit traite-  where appropriate to a partial imidification, the said

ment thermique pouvant durer de 10 à 60 minutes, à une tempé-  temperature of up to 10 to 60 minutes, at a temperature of

rature de 80 à 140 C.from 80 to 140 C.

La couche de résine photosensible peut être obtenue à  The photoresist layer can be obtained at

partir de toutes résines photosensibles opérant en mode posi-  from all photosensitive resins operating in positive

tif disponibles dans le commerce Celles-ci contiennent clas-  These commercially available products contain

siquement un composant liant d'un polymère soluble en milieu basique, par exemple un polymère phénolique ou une novolaque,  a binder component of a soluble polymer in a basic medium, for example a phenolic polymer or a novolak,

et un composant sensible au rayonnement, par exemple un compo-  and a radiation sensitive component, for example a

sé quinonediacide ou composé conduisant à un acide Les rési-  quinonediacid or compound leading to an acid residues

nes "photoresist" peuvent par ailleurs contenir d'autres  "photoresist" may otherwise contain other

additifs pour influencer la sensibilité spectrale, pour obte-  additives to influence the spectral sensitivity, to obtain

nir le mouillage et l'adhésion sur le substrat, pour un effet plastifiant et pour augmenter la sensibilité à la lumière,  the wetting and adhesion on the substrate, for a plasticizing effect and to increase the sensitivity to light,

comme par exemple la trihydroxybenzophénone, comme l'ensei-  such as trihydroxybenzophenone, such as

gnent US-P-4 640 745 et US-P-4 626 492.  US Pat. No. 4,640,745 and US Pat. No. 4,626,492.

Le mélange de résine "photoresist" est utilisé sous la forme de solutions, les solvants pouvant consister en cétone, éther ou ester aliphatique ainsi qu'en des aromatiques A  The resin mixture "photoresist" is used in the form of solutions, the solvents may consist of ketone, ether or aliphatic ester as well as aromatic A

ceux-ci appartiennent à titre d'exemple: alkylèneglycolmono-  these belong for example: alkyleneglycolmono

alkyléther tel que éthylcellosolve ou butylglycol, cyclohexa-  alkyl ether such as ethylcellosolve or butylglycol, cyclohexane

none, butanone, butylacétal, toluène, xylène et leurs mélan-  none, butanone, butylacetal, toluene, xylene and their mixtures

ges Le choix du solvant et des mélanges se fait essentielle-  The choice of the solvent and the mixtures is essential.

ment selon la nature de l'agent de liaison et du composant  depending on the nature of the bonding agent and the component

sensible aux rayonnements.sensitive to radiation.

Grâce au procédé selon la présente invention, on peut obtenir des structures en relief qui présentent sensiblement  With the method according to the present invention, it is possible to obtain relief structures which have substantially

les dimensions du masque Mais il est aussi possible de pro-  the dimensions of the mask But it is also possible to

duire de façon reproductible des fenêtres, qui correspondent, selon des limites inférieures ou supérieures déterminées, aux dimensions du masque Ainsi, on peut travailler le cas échéant  reproducibly draw windows, which correspond, according to determined upper or lower limits, to the dimensions of the mask Thus, we can work if necessary

avec un nombre de masques coûteux plus restreint.  with a smaller number of expensive masks.

En général, le temps de traitement est réduit, lors-  In general, the treatment time is reduced,

qu'on utilise à la place d'un simple agent de développement de photoresist un fluide de transformation selon la présente invention Ceci apporte non seulement une rationalisation  instead of a simple photoresist developer a processing fluid of the present invention is used. This not only brings about a rationalization

mais aussi un avantage au niveau de la qualité, puisque l'a-  but also an advantage in terms of quality, since the

dhésion de la couche de polyimide sur le substrat est moins  adhesion of the polyimide layer to the substrate is less

influencée de manière négative.influenced in a negative way.

Dans le procédé selon la présente invention, le liquide de traitement peut être utilisé dans des conditions plus dures, c'est-à-dire que l'on peut traiter plus de pièces avec  In the process according to the present invention, the process liquid can be used under harsher conditions, that is, more parts can be processed with

une quantité donnée, puisque le résultat dépend moins forte-  a given quantity, since the result depends less

ment de l'activité du liquide de traitement De plus, l'addi-  In addition, the addi-

tif selon la présente invention peut prévenir la formation de  tif according to the present invention can prevent the formation of

dépôts formés des résidus des couches éliminées.  deposits formed from the residues of the removed layers.

Le présent procédé peut être utilisé pour la production de couches de polyimide structurées, qui sont des éléments constitutifs de circuits intégrés, circuits réduits montés  The present process can be used for the production of structured polyimide layers, which are constituent elements of integrated circuits, reduced circuits mounted

sur céramique ou autres composants électroniques.  on ceramic or other electronic components.

EXEMPLE DE MISE EN OEUVREEXAMPLE OF IMPLEMENTATION

On dépose sur une galette de silicium par un procédé d'enduction par centrifugation une couche d'apprêt d'adhésion puis une solution, dans de la N-méthylpyrrolidone, d'acide polyamique obtenu à partir d'anhydride d'acide pyromellitique et de 4,4 '-diaminodiphényléther (Pyralin type Pl 2540 de E.I Du Pont de Nemours & Co, Inc, Wilmington, Delaware, U.S A) On obtient, après un séchage de 30 minutes à 1200 C, une couche de 9 pm d'épaisseur de polyimide préimidifié; sur cette couche, on dépose une couche de 2,5 pm d'épaisseur  A layer of adhesion primer followed by a solution, in N-methylpyrrolidone, of polyamic acid obtained from pyromellitic acid anhydride and a polycrystalline acid, is deposited on a silicon wafer by a centrifugal coating process. 4,4'-diaminodiphenyl ether (Pyralin type Pl 2540 from El Pont Du Nemours & Co, Inc., Wilmington, Delaware, US A) After drying for 30 minutes at 1200 ° C., a 9 μm thick layer is obtained. preimidified polyimide; on this layer, a layer of 2.5 μm thick is deposited

d'une résine photosensible selon l'exemple 1 du brevet US-P-  of a photoresist according to Example 1 of US Pat.

4 626 492 Le stratifié est exposé au travers d'un masque, à l'aide d'une lampe à vapeur de mercure moyenne pression, avec une énergie totale de 120 m J/cm 2, et traité à 20 'C avec un  The laminate is exposed through a mask, using a medium pressure mercury vapor lamp, with a total energy of 120 m J / cm 2, and treated at 20 ° C with a

liquide dont la composition est donnée dans le tableau 1 En-  the composition of which is given in Table 1

fin, la couche de résine photosensible est éliminée par rin-  end, the photoresist layer is removed by rinse

çage avec du n-butylacétate.with n-butylacetate.

Le masque se compose de bandes laissant passer la lu- mière de 20 pm de large, espacées de 20 pm Chacune des zones du masque est recouverte d'un filtre de lumière neutre dont  The mask consists of light-diffusing strips of 20 μm wide, spaced 20 μm apart. Each of the mask areas is covered with a neutral light filter.

le facteur de transmission est de 1 à 60 %, de sorte que l'ex-  the transmission factor is 1 to 60%, so that the

position derrière les zones libres du masque est de 1,2 à  position behind the free areas of the mask is 1.2 to

72 m J/cm 2.72 m J / cm 2.

On estime les temps de mise en solution des couches de polyimide et résine photosensible déposées en une seule fois  The dissolution times of the polyimide and photoresist layers deposited at one time are estimated

sur le substrat comme il est indiqué dans la description.  on the substrate as indicated in the description.

TABLEAU 1TABLE 1

Essai A B Solution de hydroxyde de tétra 19 parts (en vol) d'hydroxyde de traitement méthylammonium dans tétraméthylammonium dans de l'eau, de l'eau, 0,27 N 0,27 N + 1 part (en vol) d'isopropanol Durée total de traitement12 120 60 Temps de mise en solution résine photosensible 20 20 Temps de mise en solution polyimide 10 100 40 Pour apprécier l'avancement de la transformation, ici pour détecter la zone d'exposition, on mesure à l'aide d'un  Test AB Tetra Hydroxide Solution 19 parts (in vol) of methylammonium hydroxide in tetramethylammonium in water, water, 0.27 N 0.27 N + 1 part (in vol) isopropanol Total treatment time 12 120 60 Solution time for photoresist 20 20 Polyimide dissolution time 10 100 40 To assess the progress of the transformation, here to detect the exposure zone, measure with the aid of a

microscope, sur les patrons de bandes du polyimide, la lar-  microscope, on the polyimide band patterns, the

geur des espaces ouverts ("fenêtres") La différence de la largeur de la fenêtre par rapport à l'écartement des bandes du masque en fonction du facteur de transmission du filtre en lumière neutre, c'est-à-dire l'exposition, est représentée sur la figure 1 On ne considère à cette fin que les bandes d'exposition ayant une structure nettement façonnée, pour lesquelles les fenêtres sont ouvertes jusqu'au substrat et  open spaces ("windows") The difference in the width of the window relative to the spacing of the bands of the mask as a function of the transmission factor of the filter in neutral light, that is to say the exposure, is represented for this purpose only the exposure bands having a clearly shaped structure, for which the windows are open to the substrate and

les bandes ne sont pas endommagées.  the tapes are not damaged.

Les résultats montrent que selon l'état de la technique (essai A), on n'obtient que des fenêtres avec une différence  The results show that according to the state of the art (test A), only windows with a difference are obtained.

négative par rapport à la dimension du masque; pour des expo-  negative in relation to the size of the mask; for exhibitions

sitions supérieures, les bandes subissent même un phénomène de gravure inverse En outre, la courbe se poursuit de façon  In addition, the bands are even subject to reverse etching.

raide, c'est-à-dire que pour des variations faibles de l'ex-  steep, that is to say that for small variations of the ex-

position, la largeur de la fenêtre change relativement beau-  position, the width of the window changes relatively

coup Le procédé selon la présente invention (essai B) montre en plus de cette caractéristique un domaine de traitement préféré pour un facteur de transmission compris entre 25 et  The process according to the present invention (test B) shows, in addition to this characteristic, a preferred treatment range for a transmission factor of between 25 and 25.degree.

%, pour lequel la largeur de la fenêtre ne dépend que fai-  %, for which the width of the window depends only on

blement de l'exposition et pour lequel la dimension du masque  exposure and for which the size of the mask

est reproduite sans différence.is reproduced without difference.

On obtient des résultats similaires lorsqu'on utilise, comme résine photosensible, un matériau du commerce (AZ 1350 J, Hoechst AG, Francfort) et, comme liquide de traitement, un agent de développement du commerce (AZ 312 MIF + eau, 1 + 1)  Similar results are obtained when a commercially available material (AZ 1350 J, Hoechst AG, Frankfurt) is used as the photoresist and, as a process liquid, a commercial developing agent (AZ 312 MIF + water, 1 +) is used. 1)

sans utiliser l'additif préféré selon l'invention, l'isopro-  without using the preferred additive according to the invention, the isopropanol

panol, selon un rapport 1 + 19.panol, according to a 1 + 19 report.

De même, on obtient des résultats similaires en utili-  Similarly, similar results are obtained by using

sant comme précurseur de polyimide un acide polyamique obtenu à partir de dianhydride d'acide benzophénonetétracarboxylique  polyimide precursor a polyamic acid obtained from benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride

et de 4,4 '-diaminophényléther avec une partie de m-phénylène-  and 4,4'-diaminophenyl ether with one part of m-phenylene

diamine (Pyralin type Pl 2550 de E I Du Pont de Nemours &  diamine (Pyralin type Pl 2550 from E I Du Pont de Nemours &

Co, Inc, Wilmington, Delaware, U S A).  Co, Inc., Wilmington, Delaware, U S A).

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de  Of course, the present invention is not limited to the embodiments described and shown but it is capable of numerous variants accessible to the man of

l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention.  art without departing from the spirit of the invention.

ilhe

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une structure en relief  1. Method of manufacturing a relief structure dans une couche, déposée sur un substrat, formé d'un poly-  in a layer, deposited on a substrate, formed of a poly- imide ou d'un précurseur de polyimide, au moyen d'une résine photosensible opérant en mode positif, disposée provisoire- ment sur cette couche, dans lequel le développement de la résine photosensible et l'attaque de la couche de polyimide  imide or a polyimide precursor, by means of a photosensitive resin operating in positive mode, disposed temporarily on this layer, in which the development of the photoresist and the etching of the polyimide layer sont réalisés en une opération avec le même fluide de traite-  are performed in one operation with the same treatment fluid. ment, caractérisé en ce que le fluide de traitement est un développeur de la résine photosensible opérant en positif et contient un additif et en ce que l'épaisseur des deux couches ainsi que la nature et la quantité de l'additif sont ainsi déterminées que le temps de mise en solution de la couche de polyimide représente 100 à 400 %, de préférence 100 à 300 %, du  characterized in that the treatment fluid is a developer of the positive-working photosensitive resin and contains an additive and in that the thickness of the two layers as well as the nature and the amount of the additive are thus determined that the dissolution time of the polyimide layer represents 100 to 400%, preferably 100 to 300%, of the temps de mise en solution de la couche de résine photosensible.  time of dissolution of the photoresist layer. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le développeur de la résine photosensible opérant en mode  2. Method according to claim 1, characterized in that the developer of the photosensitive resin operating in the positif est une solution aqueuse d'un hydroxyde de tétra-  positive is an aqueous solution of a tetrahydroxide alkylammonium, dans lequel le radical alkyle contient de 1 à  alkylammonium, in which the alkyl radical contains from 1 to 4 atomes de carbone et peut être substitué avec de l'hydroxy-  4 carbon atoms and can be substituted with hydroxy- le, de préférence une solution aqueuse d'hydroxyde de tétra-  the, preferably an aqueous solution of tetrahydroxide méthylammonium.  methylammonium. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'additif dans le fluide de traitement représente3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the additive in the treatment fluid represents de 1 à 20 % en volume, de préférence 2 à 8 % en volume.  from 1 to 20% by volume, preferably 2 to 8% by volume. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, ca-  4. Method according to one of claims 1 to 3, ractérisé en ce que l'additif est l'isopropanol.  characterized in that the additive is isopropanol. 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le degré d'imidation de la couche de polyimide est  5. Method according to claim 3 or 4, characterized in that the degree of imidization of the polyimide layer is d'au plus 20 %.not more than 20%. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, ca-  6. Method according to one of claims 1 to 5, ractérisé en ce que le temps de mise en solution de la résine photosensible est de 10 à 20 secondes et le temps de mise en  characterized in that the dissolution time of the photosensitive resin is 10 to 20 seconds and the setting time solution du polyimide est de 15 à 60 secondes.  Polyimide solution is 15 to 60 seconds. 7 Solution de traitement pour la mise en oeuvre du  7 Treatment solution for the implementation of the procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,  process according to one of claims 1 to 6, consistant en une solution aqueuse d'hydroxyde de tétra-  consisting of an aqueous solution of tetrahydroxide méthylammonium avec une normalité de 0,2 à 0,4 et une teneur  methylammonium with a normality of 0.2 to 0.4 and a en isopropanol de 2 à 8 % en volume.  isopropanol of 2 to 8% by volume.