JPH0566010B2 - - Google Patents

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

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔本発明の分野〕 本発明は、ポリイミドを食刻する方法、特に、
ポリイミドの光分野を可能にする、220nmよりも
短い波長の遠紫外線を用いて、ポリイミドを食刻
する方法に関する。そして、本発明は、支持基板
の加熱作用を伴わずに、バルク部分を劣化しない
で、少なくとも1000Åのポリイミドを光化学的に
食刻することを可能にする。
〔背景技術〕
ポリイミドは、周知の重合体であり、重合体の
骨格(backbone)又は側鎖にイミド結合を有す
るような重合体を含んでいる。ポリイミドは、
種々の商標名で市販されているが、電子回路のパ
ツケージングにおいては、良く知られている。ポ
リイミドは、非常に熱的に安定していて、電気特
性も優れているので有用である。ポリイミドは、
耐熱性及び誘電特性に優れており、溶剤に侵され
にくく、その上、簡単に適用することができる。
ポリイミドは、しばしば、成形及び複合を行う産
業で使用されているが、電子産業においては、広
くフイルムとして使用されている。
ポリイミドは多くの魅力ある特性を有している
が、ポリイミド・フイルムをパターン化すること
は、非常に困難である。なぜなら、普通の技術
で、ポリイミドを食刻即ち溶解することは、容易
でないからである。このように、ポリイミドを溶
液で溶かすことは、非常に困難である。当分野で
は、ポリイミド・フイルムをパターン化する技術
として、反応性イオン食刻が知られている。しか
しながら、この食刻は、CF3 +のような反応性イ
オンがポリイミドと反応する、非常に食刻速度の
遅いプロセスである。この食刻は、反応性イオン
をポリイミドの表面まで持つて来る機械的なプロ
セスである。
ポリイミド・フイルムは非常に有用なので、こ
のフイルムを確実にパターン化する信頼性のある
技術を確立することは、大変有益なことである。
特に、ポリイミド・フイルムを高分解能でパター
ン化できるプロセスを確立することが望ましい。
本発明は、このようなプロセス技術に関するもの
であり、ポリイミドの光分解を可能にする220nm
よりも短い波長の遠紫外線でポリイミドを、制御
良くフオトエツチして、パターンを形成するもの
である。食刻の深さは、少なくとも1000Åであ
り、ポリイミド・フイルムを全く貫通して食刻す
ることができる。
1982年7月9日出願の米国特許出願通し番号第
396985号は、220nmよりも短い波長の遠紫外線を
用いて、マイラー(デユポン社の商標)のような
ポリエステルをフオトエツチする方法を開示して
いる。
当業者には明らかなように、ポリイミドのよう
な物質とマイラーのような物質とは、その構造に
おいても使用においても、大きく異なつている。
例えば、マイラーは、テープ及びデイスク並びに
キヤパシタの絶縁体として使用されている。この
ように、マイラーは、パターン化する必要はな
く、しばしば、粗い処理のままでテープ物質とし
て用いることができる。他方、ポリイミドは、細
かいパターン化を欠くことができないパツケージ
ングその他の適用において、広く使用されてい
る。ポリイミドの表面を粗い処理のまま単に提供
するのでは、全く意味がない。
同じ波長範囲の遠紫外線をマイラー及びポリイ
ミドのフオトエツチに使用したが、効果の多くは
全く異なつている。例えば、真空中又は窒素雰囲
気中で遠紫外線をパルス的にマイラーに照射する
と、マイラーの食刻速度は速くなる。しかしなが
ら、放射源としてHgランプを用いると、マイラ
ーの食刻速度は遅くなる。このような照射は、ま
たフイルムの劣化を生じる。即ち、架橋構造にな
つたり、硬化したり、黄変したりする。これに対
して、真空中又は窒素雰囲気中でHgランプを用
いてポリイミドを露光しても、ポリイミドは、ほ
とんど化学変化しない。また、ポリイミドは、こ
れらの同じ条件でレーザを用いてポリイミドを露
光しても、ほとんど化学変化しない。
ポリエステルとポリイミドとの間の他の相異
は、空気雰囲気中でHgランプを用いて食刻する
ときに生じる。空気中では、マイラーは、真空中
又は窒素中よりも約10倍も速く食刻される。他
方、ポリイミドは、空気中、室温では、非常に遅
い食刻(マイラーの食刻の約6分の1)を示す。
この食刻速度は、ポリイミドを200℃まで加熱す
ると、6倍に増加する。
さらに、30mJ/cm2よりも大きな強度の紫外線
を出力するArFエクサイマー・レーザ(λ=
193nm)を用いて、マイラー・フイルムとポリイ
ミド・フイルムに遠紫外線を照射すると、他の相
異が生じる。350mJ/cm2のパルスを用いたときに
は、マイラーの食刻速度は、パルス当り1500Åと
なる。これに対して、同等のパルスを用いたとき
には、ポリイミドの食刻速度は、パルス当り750
Åとなる。温度が上昇しても、ポリイミドの食刻
には、何ら測定可能な効果は生じなかつた。
先に述べたように、ポリエステルとポリイミド
の構造は、大変異なつている。マイラーの鎖結合
は、以下に示すように、非常に簡単である。即
ち、 この鎖結合は、非常に簡単なので、分割するに
は、1つの破壊で十分である。小さな分子にして
除去するには、2つの破壊で十分である。このた
めに、マイラーは、遠紫外線に対して非常に良く
感応する。
ポリイミドは、次のような化学式によつて表わ
される。即ち、 全てのポリイミドは、次のようなイミド結合の官
能基を有している。即ち、 示したポリイミドでは、縮合環の性質から、単一
の結合が紫外線により破壊されても、ほとんどポ
リイミドの鎖結合を分割することにはならないで
あろう。小さくして除去するのに十分な程度にま
で、鎖結合を破壊するには、さらに多くの結合破
壊が必要である。また、ポリイミドは、マイラー
のようなポリエステルに比べて、水素に対する炭
素の割合が大きい。
ポリイミドがマイラーほど遠紫外線の影響を受
けない一般的な理由は、おそらく、ポリイミドが
非常に熱的に安定しているからである。重合体の
鎖結合を破壊する光子は、また、重合体を加熱す
ることになる。この加熱効果は、ポリエステルに
おいては分離をさらに促進するかも知れないが、
しかし、ポリイミド・フイルムにおいては、その
ようにはならないであろう。
米国特許第4247496号は、プラスチツク物質の
薄い表面層を処理する方法を開示している。この
米国特許では、プラスチツク物質は、紫外線で処
理され、その後、引き伸ばされる。紫外線の波長
は、180nm乃至400nmであり、紫外線は、水銀ラ
ンプ、螢光ランプ、キセノン・ランプ及び炭素ア
ーク・ランプのような発生源から放射される。
このような紫外線の処理は、プラスチツクの表
面層(50乃至100Å)に亀裂(cracking)を生じ
る。これらの亀裂によつて、プラスチツクは容易
に延伸してしまい、表面では亀裂が広くなつてし
まう。
米国特許第4247496号は、薄い表面層のみを処
理することが重要なので、フオトエツチングを含
んでいない。この米国特許では、その選択した波
長の紫外線を用いると、ポリイミドが効果的にフ
オトエツチできるということは、認識されていな
い。実際、ポリイミドは、延伸可能なプラスチツ
クではないし、延伸を可能とする直鎖状結合を有
していない。
〔本発明の概要〕
本発明の目的は、ポリイミドを効果的に食刻す
る方法を提供することである。
本発明は、その実施によつて、次のような効果
を達成し得るものである。即ち、 (1) 後で化学的な現像ステツプを必要とすること
なく、ポリイミドを食刻できる。
(2) 加熱効果を必要とすることなく、ポリイミド
をフオトエツチできる。
(3) 高分解能のパターンを生じるように、ポリイ
ミドを食刻できる。
(4) ポリイミドを光分解できる特定波長の紫外線
を用いて、ポリイミドを効果的に食刻できる。
(5) 液体の溶剤を必要とすることなく、また熱効
果に依存することなく、ポリイミドをフオトエ
ツチできる。
(6) ポリイミドのバルク部分を変更することな
く、また、ポリイミドの未食刻部分を劣化する
ことなく、ポリイミド・フイルムにパターンを
食刻できる。
(7) 従来よりも大変速い食刻速度で、ポリイミ
ド・フイルムを食刻できる。
このように、本発明は、化学的な溶剤乃至は加
熱効果を必要とせずに、ポリイミドを食刻する方
法である。ポリイミドは、バルク状又は薄いフイ
ルム状に形成して準備できるし、ポリイミドの貫
通を含むどのような深さにもポリイミドを食刻で
きる。本発明によつて食刻可能なポリイミドに
は、鎖結合の骨格又は側鎖にイミド結合を有する
ものが含まれる。本発明の実施においては、ポリ
イミドを少なくとも1000Å食刻する。
ポリイミドを食刻するために、220nmよりも短
い波長の遠紫外線をポリイミドに照射する。この
ような波長範囲の紫外線を放射する装置なら、ど
れでも使用できる。例えば、ArFエクサイマー・
レーザ(λ=193nm)及び低圧水銀ランプ(λ=
185nm)が、市販されており利用できる。パルス
動作する装置又は連続動作する装置のいずれも、
使用することができる。
このような装置の出力即ち放射する紫外線の強
度が、ポリイミドの食刻に最も重大な影響を及ぼ
しているようである。実験から、実質的なフオト
エツチング効果を生じるためには、少なくとも
60mJ/cm2の紫外線強度が必要であることがわか
つた。
220nmよりも短い波長の遠紫外線で露光するこ
とにより、ポリイミドを光分解して、除去可能な
揮発生成物を形成できる。この過程で、重合体の
鎖結合が破壊され、さらに再破壊されて、最終的
に、揮発生成物が生じる。ポリイミドをこのよう
な紫外線に露光することは、空気中で又は真空中
(食刻の効果は非常に小さい)で行うことができ
るが、酸素を含む雰囲気中では、フオトエツチン
グを最も速くしかも効果的に行える。
ポリイミドの露光の際に、マスクを用いたり、
紫外線ビームをスキヤンすることにより、ポリイ
ミドに選択的にパターンを形成することができ
る。
〔本発明の実施例〕
ポリイミドをフオトエツチするために、220nm
よりも短い波長の遠紫外線を、ポリイミド・フイ
ルム又はバルク・ポリイミドに照射する。エツチ
ングは、室温又は高温で並びに空気又は酸素を含
む種々の雰囲気中で生じる。以下の例において、
基板、雰囲気、温度及び紫外線源のような種々の
パラメータの影響を、詳細に説明する。
本発明の実施においては、220nmよりも短い波
長の遠紫外線を用いることができるし、この紫外
線を連続的に又はパルス的に与えることができ
る。次のような市販されている紫外線源を利用す
ることができる。即ち、このような波長範囲に設
計された低圧水銀共鳴ランプ(λ=185nm)と、
アルゴン・フツ化物のエクサイマー・レーザ(λ
=193nm)とである。この水銀共鳴ランプは、遠
紫外光の光子当り最小のコストで動作する連続発
生源である。しかしながら、これは、放電ランプ
の表面光度が低い。例えば、39ワツト入力のラン
プでは、ほぼ1mの距離位までである。この紫外
線源は、正味の反応が低い大面積の照射用とし
て、良く研究されている。185nmの紫外線を4.2
ミリワツト/cm2で9000cm2の面積に照射するため
に、6個のランプ列を用いる。
アルゴン・フツ化物のエクサイマー・レーザ
は、パルス的に動作するよう設計されており、典
型的には、300mJのパルス(1.5cm2の面積)を、
1秒当り10回の反復率で利用することができる。
パルスの強度は、何千個のパルスについて不変で
ある。このレーザを適切な光学手段で通常の写真
機構に結合すると、ポリイミド・フイルムを被覆
したウエハ即ち半導体装置を、マスクを通して投
射した遠紫外線に露光する装置が提供できる。
本発明の実施においては、220nmよりも短い波
長の紫外線を提供する源乃至システム(周波数を
乗除する光学手段を含む)も、ポリイミドの照射
に適している。この波長範囲では、フオトエツチ
ングの歩留りは高く、ポリイミドの鎖結合を破壊
する効率も高い。
しかしながら、温度を上げる(>100℃)こと
なくフオトエツチングを達成するためには、入射
紫外線の電力量即ち強度が重要である。ArFレー
ザでは、例えば、ポリイミドを食刻するときに、
ほとんど温度依存性が見られないような電力を達
成することができる。一般に、約60mJ/cm2より
も大きな強度では、食刻速度が温度に対して全く
不変となるような重要なフオトエツチングが生じ
る。小さな強度では、温度を約100℃よりも高く
すると、食刻は増加する。
大電力のレーザを用いるときは、フオトエツチ
ングの過程は、非線型となり、低圧のHgランプ
を用いるときよりも、ずつと速くなる。このよう
なレーザは、Hg共鳴ランプに比べると、入力電
力量について効率が大変良い。Hgランプの場合
には、フオトエツチングの過程は、線型となる
が、ArFレーザの場合に比べてかなり遅くなる。
紫外線は、ポリイミドの鎖結合を破壊して、ポ
リイミドを小さな構成部分に分割する。この構成
部分は入射紫外線を吸収し続けて、さらに小さな
構成部分へと壊れてゆき、最終的に、最終生成物
である小さな分子が蒸発して、光子の過剰エネル
ギを、並進、振動及び回転のエネルギとして持ち
去る。ほとんどないのであるが、もしポリイミド
の鎖結合において加熱効果があつたとしても、鎖
結合の光化学的分解が、フオトエツチングを生じ
る機構である。このような鎖結合では、1つの結
合の破壊は、結果的には鎖結合の分割を生じそう
もない。鎖結合を分解して、揮発性分子を除去す
るためには、多くの結合破壊が必要である。しか
しながら、光化学的分解では光が当つているとこ
ろで起きるので、光が当つているところの物質が
全て、最終的に除去されることになる。基板又は
フイルムのバルクへの加熱はほとんど起きない
し、入射紫外線によつて、ポリイミド・フイルム
の除去が起きる。さらに、光化学反応は、入射紫
外線を吸収する深さまでに限定される。ポリイミ
ドの最終的な食刻の深さは、入射紫外線の強度が
一定のときは、露光時間に依存する。
付着される前駆物質をそのポリイミド状態に硬
化する限り、ポリイミドの付着(噴霧、回転等)
又は硬化(ホツトプレート、赤外線ランプ等)の
方法は、この波長範囲の紫外線に対するポリイミ
ドの感応に影響を及ぼさない。
除去プロセスにおける酸素に働きは、2次的な
ものである。即ち、ポリイミドは、入射紫外線を
吸収して光分解する。この過程は、酸素が光を吸
収して開始するのではない。しかしながら、この
過程は、酸素の存在によつて加速される。なぜな
ら、酸素は、鎖結合が分解して出来る最終生成物
と結合して、これらの最終生成物が再結合するの
を防ぐと、考えられているからである。このよう
に、酸素によつて、光分解の過程は、揮発性の最
終生成物を生じるまで続く。また、酸素によつ
て、光分解の過程は、より容易に繰返され、さら
に、食刻速度も速くなる。
本発明の実施においては、紫外線は、波長が
220nmよりも短くなければならない。パルス化し
て入射する紫外線の強度は、効果的なフオトエツ
チングを生じるためには、少なくとも60mJ/cm2
でなければならないし、また、炭素物質の残留物
を生じないきれいな揮発性の光分解を生じるため
には、少なくとも約100mJ/cm2でなければならな
い。紫外線を連続的に入射するときは、強度は、
それらよりもずつと低くなる。
第1図に、本発明を実施するのに適した装置を
概略的に示す。紫外線発生源12が、矢印10で
示された紫外線を提供する。紫外線を集束するた
めにレンズ14を用いる。
紫外線は、透明な石英の窓16を通過して、チ
エンバ18に入る。そして、入つた紫外線は、マ
スク20を通過して、基板24に設けられたポリ
イミド層22に当たる。チエンバ18には、酸
素、空気等のような種々のガスを矢印28で示す
ように導入できる入口部分26がある。チエンバ
18には、また、ポンプ32に結合された出口部
分30がある。ポンプ32を用いて、ポリイミド
22をフオトエツチングすることにより出来る揮
発性の副産物を除去し、また、チエンバ18内の
雰囲気中における残留ガスを除去する。
ポリイミド層22は、必ずしも基板24で支え
る必要はなく、バルク状のものであつても良い。
基板24は、ポリイミド層22を上に形成した半
導体ウエハその他の基板である。紫外線への露光
時間は、適宜定められるが、ポリイミド層22を
基板24まで完全に食刻するような十分な長さに
定めると良い。
193nmの紫外線を発生する適切なレーザとして
は、アルゴンとフツ素の詰つたLambda Physik
社のEMG500(商標)というパルス・レーザがあ
る。このレーザの出力は、1Hzで13メガワツト/
cm2である。レンズによつてコリメイト可能なビー
ム中心径0.5cmの円を選択するために、アイリス
絞りを用いる。このレーザでは、ポリイミドへの
入射エネルギを、パルス当り100乃至300mJ/cm2
とすることができる。パルスの持続時間は、約
12n秒である。
第2図に、ポリイミド層を照射するために用い
る6個の低圧水銀共鳴ランプ36A乃至36Gか
ら成る列34を示す。第1図と同じ参照番号を用
いて、マスク20、ポリイミド層22及び基板2
4を示してある。これらのランプは、波長185nm
の紫外線を連続的に放射する。これらのランプの
出力は、調整可能であり、典型的には、照射面に
おいて1.6ミリワツト/cm2である。
〔例〕
第3図に、温度(℃)に対する食刻速度(Å/
時間)をプロツトして示す。2つのポリイミド層
を、前記の185nmの紫外線を発生する低圧Hgラ
ンプを用いて、フオトエツチングした。このフオ
トエツチングは、空気中で行なつた。一方のポリ
イミド層はシリコン基板上に設け、他方のポリイ
ミド層は、セラミツク基板上に設けた。
第3図のグラフから明らかなように、約100℃
よりも高い温度では、フオトエツチングの速度が
増加している。この速度の増加は、両方の基板に
みられた。これは、温度の上昇とともに、光分解
の過程が酸化を伴つて促進されるからである。入
射紫外線の強さは、60mJ/cm2よりも小さい。ポ
リイミドは縮合構造をなすので、放射線では容易
に食刻できない。しかしながら、温度が上昇する
と、副次的効果が生じて、正味の食刻速度が増加
する。酸素が存在していてさえも、約150℃より
も低い温度では、食刻速度は高速にならない。先
に述べたように、高出力のパルス・レーザを用い
るときは、温度の上昇は、測定可能な効果を生じ
ない。
窒素又は真空の雰囲気中での遠紫外線によるポ
リイミドのフオトエツチングは、最小になる。こ
れらの雰囲気中では、ポリイミドは、水銀共鳴ラ
ンプ及びArFエクサイマー・レーザからの紫外線
によつてはほとんど化学作用を生じない。
空気中の遠紫外線については、その波長に依然
して種々の効果が生じた。185nmの紫外線を発生
するHgランプを用いると、食刻速度は非常に遅
かつた。しかし、200℃まで加熱すると、食刻速
度は、室温のときに比べて約6倍に増加した。こ
の効果が、第3図に示されている。
193nmの紫外線を放射するレーザを用いて、空
気中でポリイミドを食刻すると、パルス当り
350mJ/cm2の紫外線がポリイミドに当るときは、
食刻速度は、パルス当り約750Åとなつた。パル
ス・レーザの出力は十分に大きい(>60mJ/cm2
ので、温度を上昇しても、温定可能な効果を生じ
なかつた。この場合には、重合体の鎖結合が数多
く破壊されて、フオトエツチングが容易に行なえ
る。ポリイミド乃至基板の加熱の形跡は、何ら見
られず、ポリイミドは容易に食刻された。レーザ
によるフオトエツチングは、全てのタイプのポリ
イミドを食刻するのに好ましい技術である。
他の例として、5μmの厚さのポリイミド・フイ
ルムを次のように処理した。即ち、公称エネルギ
がパルス当り0.300Jである波長193nmのレーザ・
パルスを300回照射するのである。このとき、適
切なレンズを用いて、レーザ・ビームを種々のサ
イズに集束した。ポリイミド・フイルムは、シリ
コン基板上に設けた。ポリイミド・フイルムの表
面には、クロムの配線パターンを設けた。ポリイ
ミド・フイルムへの実際の照射量は、レーザ・パ
ルスの数で制御した。紫外線を照射してポリイミ
ド・フイルムを食刻した。フイルムのうちの照射
した部分は、基板から完全に除去された。シリコ
ン表面の導電性測定によつて確かめられたのであ
るが、基板は、ポリイミドの残留物もなく、非常
にきれいであつた。紫外線は、クロムのストライ
プ・パターンに影響を及ぼさなかつた。
第4図乃至第6図に、220nmよりも短い波長の
遠紫外線によつてポリイミドを光分解する際に見
られる種々の効果を、定性的に示す。
第4図は、紫外線の強度に対する食刻の深さを
示している。破線は、水銀共鳴ランプを用いた場
合である。実線は、ArFレーザを用いた場合であ
る。明らかなように、水銀ランプを用いたとき
は、食刻の深さは原点から始まり、実質的に線型
になつている。これは、紫外線が連続的に当り、
このようなランプからの紫外線強度が先に示した
ように約60mJ/cm2のしきい値よりも小さいから
である。他方、ArFレーザは、連続的な出力より
も、パルス出力を生じる。それ故に、パルスの強
度が約60mJ/cm2のしきい値を越えるまで、ポリ
イミドのフオトエツチングは生じない。このしき
い値を越えると、典線で示されているように、食
刻の深さ(パルス当り)は、急激に増加する。こ
のようなしきい値効果が存在するので、紫外線の
強度と食刻の深さの関係は非線型となり、レー
ザ・パルス当りの食刻の深さは、急激に増加す
る。
第5図は、種々の雰囲気について、温度に対す
る食刻速度を示している。このグラフは、前述の
ArFエクサイマー・レーザからの波長193nmの紫
外線による光分解において、種々の雰囲気が有す
る効果を、概略的に示している。このレーザを用
いるときは、温度差の影響は、ほとんど測定でき
ない程度である。しかしながら、第5図から明ら
かなように、酸素雰囲気及び空気雰囲気での食刻
速度は、窒素雰囲気又は真空での食刻速度に比べ
て速い。窒素中での食刻速度と真空中での食刻速
度は、ほぼ同じに示されているが、明らかに真空
中での食刻速度の方が、窒素中での食刻速度より
もわずかに速い。しかし、その差は、無視できる
くらいに小さい。
第6図は、ポリイミドのフオトエツチングに
ArFパルス・レーザとHgランプとを用いたとき
の食刻速度の差を概略的に示している。このグラ
フは、温度に対する食刻速度を示している。先に
示したように、ArFパルス・レーザを用いた食刻
速度は、実質的に温度によつては変らない。しか
し、Hgランプを用いた連続的照射による食刻速
度は、約100℃後に、温度の上昇に伴なつて増加
する。温度が上昇して約100℃を越え副次的効果
が生じるようになるまで、Hgランプを用いたポ
リイミドの食刻は、非常に遅い。これに比べて、
ArFパルス・レーザは、パルス当り約60mJ/cm2
の最小強度を生じるまで、食刻を生じないような
しきい値効果を示す。出力がさらに大きくなる
と、本来の光分解機構がずつと優勢になつて、あ
る種の副次的効果を要することなく、フオトエツ
チングが生じる。
本発明の実施においては、約1000Åを越える深
さまでポリイミドを光化学的に食刻するために、
200nmよりも短い波長の紫外線を、ポリイミドの
フイルム又はバルクに照射する。この食刻は、ポ
リイミドの表面だけでなく、ポリイミドの厚さを
貫通して完全にポリイミドを除去できる。例え
ば、1乃至3μmの厚さのポリイミド・フイルム
を、この技術によつて、容易に基板まで完全に食
刻することができる。約60mJ/cm2の強度よりも
大きな所定強度の入射紫外線に対しては、食刻の
深さは、露光時間にのみ依存する。約60mJ/cm2
よりも大きな強度の紫外線を出すレーザが好まし
いが、220nmよりも短い波長範囲の紫外線を放射
する発生装置なら、どのようなタイプのものでも
用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施に使用できる装置の概
略図である。第2図は、ポリイミドのフオトエツ
チに使用するHgランプの列を示す概略図である。
第3図は、Hgランプ(λ=185nm)を用いて空
気中でセラミツク基板上のポリイミド・フイルム
とシリコン基板上のポリイミド・フイルムとをフ
オトエツチしたときの、温度に対する食刻速度を
示すグラフである。第4図は、Hgランプ又は
ArFレーザを用いてポリイミドをフオトエツチす
るときに生じる食刻速度の差及び食刻速度の変化
の違いを概略的に表わした、光強度に対する食刻
の深さのグラフである。第5図は、ArFレーザを
用いて種々の雰囲気でポリイミドをフオトエツチ
したときの、温度に対する食刻速度を示すグラフ
である。第6図は、ArFレーザ(λ=193nm)又
はHgランプ(λ=185nm)を用いてポリイミド
をフオトエツチしたときの、温度に対する食刻速
度のグラフである。 10……紫外線、22……ポリイミド層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 220nmよりも短い波長の紫外線をポリイミド
    に照射してこれを光分解して揮発性物を生じさせ
    ることにより、ポリイミドをフオトエツチするこ
    とを特徴とする、ポリイミドを遠紫外線で食刻す
    る方法。 2 前記フオトエツチが、約60mJ/cm2よりも大
    きな強度をもつ遠紫外線のレーザ・パルスを照射
    することによつて行われる、特許請求の範囲第1
    項記載の方法。 3 前記フオトエツチが、酸素を含む雰囲気中で
    行われる、特許請求の範囲第1項又は第2項記載
    の方法。
JP58112988A 1982-10-07 1983-06-24 ポリイミドを遠紫外線で食刻する方法 Granted JPS5969931A (ja)

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US43330382A 1982-10-07 1982-10-07
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JPS5969931A (ja) 1984-04-20
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