DE10260235B4

DE10260235B4 - Verfahren zum Strukturieren einer Resistschicht und Negativ-Resistschicht

Info

Publication number: DE10260235B4
Application number: DE10260235A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr. Schneegans; Werner Kröninger
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2010-10-28
Anticipated expiration: 2022-12-21
Also published as: TWI233540B; WO2004059393A2; DE10260235A1; US7351514B2; JP2006510064A; CN1729430A; US8415080B2; EP1573400A2; USRE42980E1; US20110269073A1; AU2003292253A1; US20080305428A1; US20050266353A1; US8003292B2; WO2004059393A3; AU2003292253A8; TW200413857A

Abstract

Verfahren zum Strukturieren einer Resistschicht (12),
bei dem auf eine Grundschicht (24, 104) eine Resistschicht (12) aufgebracht, selektiv bestrahlt und entwickelt wird, bei dem die Resistschicht im festen Zustand auf die Grundschicht (24, 104) aufgebracht oder aufgeklebt wird,
wobei eine druckempfindliche Resistschicht (12) verwendet wird, die einen Klebstoff enthält oder aus einem Klebstoff besteht oder eine Resistschicht (12) verwendet wird, die mit einer druckempfindlichen Klebeschicht beschichtet ist, dessen oder deren Klebekraft sich bei der Bestrahlung verringert,
wobei auf nach dem Entwickeln zwischen verbleibenden Bereichen (32 bis 36) der Resistschicht (12) angeordneten freiliegenden Bereichen der Grundschicht (24, 104) galvanisch Material aufgebracht wird,
wobei als Grundschicht (24, 104) eine auf einem Halbleitersubstrat angeordnete Schicht oder ein Halbleitersubstrat verwendet wird,
wobei als Entwickler ein organisches Lösungsmittel verwendet wird, und
wobei sich die Klebekraft an der Grundschicht (24, 104) um mehr als 50% verringert bezogen auf die Ursprungs-Klebekraft...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, bei dem auf eine Grundschicht eine Resistschicht aufgebracht, selektiv bestrahlt und entwickelt wird.
Ein solches Verfahren wird im Rahmen eines Lithografieverfahrens im Rahmen eines galvanischen Verfahrens eingesetzt, bei dem beispielsweise auf Anschlussinseln in der Grundschicht Kontaktflächen abgeschieden werden. Üblicherweise wird als Resistschicht ein Fotolack eingesetzt, der im flüssigen Zustand auf die Grundschicht aufgeschleudert wird. Nach dem Verdunsten oder Ausheizen eines im Fotolack enthaltenen Lösungsmittels härtet der Lack aus und wird dann belichtet. Beim Aufschleudern entstehen Schwankungen in der Dicke der entstehenden Fotolackschicht. Außerdem ist das Entfernen von Resten der Fotolackschicht nach dem Entwickeln aufwendig. Beispielsweise muss ein Lösungsmittel eingesetzt werden, dessen Entsorgung kostenintensiv ist. Die aufgeschleuderten Resistschichten sind meist dünner als 30 μm (Mikrometer). Sollen dickere Resistschichten erzeugt werden, so muss das Aufschleudern nach dem Aushärten einer zuvor aufgebrachten Resistschicht entsprechend oft wiederholt werden.
Aus den Schriften US 4,357,413 A ; JP 09147751 A ; US 4,571,374 A ; US 4,349,620 A ; EP 1 229 388 A2 ; US 4,318,975 A ; US 5,378,298 A ; EP 0 431 637 A1 und US 4,050,936 A sind Strukturierungsverfahren bekannt, bei denen feste Resistschichten aufgebracht werden. Die Resistschichten werden mit Hilfe von Lösungsmitteln oder mit Hilfe von Abziehbändern strukturiert, an denen die beim Entwickeln zu entfernenden Bereiche stärker haften als an einer Unterlage.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfahren zum Aufbringen einer Resistschicht anzugeben. Außerdem soll eine Negativ-Resistschicht angegeben werden, die insbesondere in einem solchen Verfahren eingesetzt wird.
Die auf das Verfahren bezogene Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Resistschicht im festen Zustand auf die Grundschicht aufgeklebt. Dies bietet eine Reihe von Vorteilen, insbesondere lässt sich die Resistschicht auf einer ebenen Unterlage mit sehr gleichmäßiger Schichtdicke bspw. in einer kontinuierlichen Fertigung herstellen.
Die Resistschicht lässt sich an der Grundschicht befestigen, wenn bei einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform unmittelbar vor dem Aufbringen der Resistschicht ein Klebematerial auf die Grundschicht und/oder auf die Resistschicht aufgebracht wird, bspw. aufgesprüht oder aufgestrichen. Alternativ wird jedoch erfindungsgemäß in einer fertigungstechnisch bzgl. von Kleberesten sauberen Variante eine Resistschicht verwendet, die schon lange vor dem Aufbringen auf die Grundschicht klebt bzw. mit einer Klebeschicht beschichtet ist.
Als bestrahlungsempfindliche Materialien in der Resistschicht sind viele der bisher in Resistschichten eingesetzten Materialien geeignet, z. B. im nicht erfindungsgemäßen Falle von Positivresist Diazonaphtochinon (Naphtochinondiazid) und im erfindungsgemäßen Falle von Negativresist partiell cyclisiertes Polyisopropen. Die Resistschicht enthält außerdem einen geeigneten Filmbildner, z. B. Phenolharzverbindungen. Zusätze in der Resistschicht sind u. a. Stabilisatoren und/oder Inhibitoren.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich bei der Produktion der Resistfolie eingesetztes flüssiges Resistmaterial vollständig verwerten. Beim herkömmlichen Aufschleudern werden nur 10 Prozent der Resistflüssigkeit verwendet. Eine Verwendung der übrigen 90 Prozent ist auf Grund von Oxidationsvorgängen nicht möglich.
Eine Weiterbildung geht von der Überlegung aus, dass die Auswahl des Resistschichtmaterials und auch das Belichten der Resistschicht schon unter Berücksichtigung des späteren Lösevorgangs vorgenommen werden sollten. Außerdem geht die Erfindung davon aus, dass es Klebstoffe gibt, die ihre Klebekraft bei Einwirkung einer Bestrahlung verändern. Beispielsweise werden durch die Bestrahlung aus Monomeren oder auch aus Oligomeren Polymere oder auch Copolymere erzeugt, wobei die dabei auftretende Vernetzung zu einer Herabsetzung der Klebekraft führt. Andererseits lassen sich nicht erfindungsgemäß durch eine Bestrahlung jedoch auch Polymere bzw. Copolymere in Monomere oder Oligomere aufspalten, wobei die Klebekraft erhöht wird. Eine andere Klasse von Klebstoffen enthält den Klebestoff zersetzende Stoffe, die durch eine Bestrahlung aktiviert oder deaktiviert werden können. Unterschiedlich stark vernetzte Bereiche der Resistschicht bzw. der Klebstoffschicht werden durch Lösungsmittel unterschiedlich schnell gellst, so dass eine Entwicklung der Resistschicht auf einfache Art und Weise möglich ist.
Somit lässt sich einerseits beispielsweise für ein nicht erfindungsgemäßes sogenanntes Positivresist eine Resistschicht einsetzen, die anfangs eine geringere Klebekraft hat. Beim Belichten werden Polymere aufgespalten, wodurch die Klebekraft in dem belichteten Bereich zwar steigt, diese Bereiche jedoch durch ein Lösungsmittel leichter entfernt werden können als die unbelichteten Bereiche.
Andererseits lässt sich bei einem erfindungsgemäßen Negativresist ein Material mit einer ursprünglich hohen Klebekraft einsetzen. Die belichteten Bereiche werden beim Belichten beispielsweise vernetzt, so dass die Klebekraft in diesen Bereichen herabgesetzt wird. Beim Entwickeln werden jedoch nur die unbelichteten Bereiche entfernt, d. h. die noch nicht vernetzten Bereiche.
Deshalb wird bei einer Weiterbildung des Verfahrens bzw. bei einem zweiten Aspekt der Erfindung eine Resistschicht aus einem Klebstoff verwendet, dessen Klebekraft sich bei der Bestrahlung erfindungsgemäß verringert oder nicht erfindungsgemäß erhöht. Durch diese Maßnahme entsteht ein einfaches Verfahren, bei dem auf der Grundschicht nach dem Entwickeln verbleibende Bereiche auf einfache Art und Weise entfernt werden können. Aufgrund der nicht erfindungsgemäß ursprünglich geringen Klebekraft bzw. der erfindungsgemäß beim Bestrahlen verringerten Klebekraft lassen sich diese Bereiche beispielsweise durch Verwenden eines Abziehklebebandes auf einfache Art entfernen, insbesondere ohne den Einsatz zusätzlicher Lösungsmittel oder mit einer verringerten Lösungsmittelmenge.
Bei der Negativresists betreffenden Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens verringert sich die Klebekraft bei einer Bestrahlung nicht erfindungsgemäß um mehr als 30% oder erfindungsgemäß um mehr als 50% oder um mehr als 90% bezogen auf die Ursprungsklebekraft an der Grundschicht. Herstellungsangaben beziehen sich bspw. auf die Klebekraft an Siliziumwafern oder an Polyimidwafern. Die ursprüngliche Klebekraft an Silizium ist bspw. größer als 1 N/20 mm oder sogar größer als 10 N/20 mm. Nach der Belichtung sinkt die Klebekraft bspw. auf 0,16 N/20 mm. Insbesondere sind auch Stoffe, bei denen sich die Klebekraft um mehr als 90% verringert, auf einfache Art und Weise herstellbar.
Bei einer nicht erfindungsgemäßen Weiterbildung erhöht sich die Klebekraft um mehr als 50% oder um mehr als 100%. Auch solche Stoffe sind auf einfache Art und Weise herstellbar und insbesondere für Positivresists geeignet.
Bei einer nächsten Weiterbildung wird die Resistschicht mit einer elektromagnetischen Strahlung, vorzugsweise mit einer ultravioletten Strahlung oder einer Röntgenstrahlung bestrahlt bzw. belichtet. Jedoch lassen sich alternativ auch Teilchenstrahlen einsetzen, beispielsweise Elektronenstrahlen oder Ionenstrahlen. Die Strahlung dient dazu, die Klebekraft zu verändern, indem bestimmte chemische Veränderungen durch die Strahlung hervorgerufen werden, beispielsweise eine erfindungsgemäße Polymerisation oder eine nicht erfindungsgemäße Aufspaltung von Polymeren.
Bei einer nächsten Weiterbildung haben nach dem Entwickeln auf der zu strukturierenden Schicht verbleibende Bereiche der Resistschicht eine verringerte Klebekraft im Vergleich zur unbestrahlten Resistschicht. Die verringerte Klebekraft erleichtert das spätere Entfernen der verbliebenen Bereiche. Falls es sich um einen zusammenhängenden Bereich handelt, lässt sich die verbliebene Resistschicht beispielsweise mit einer Pinzette auf einfache Art abziehen.
Bei einer anderen Weiterbildung werden die verbliebenen Bereiche mit einer Klebefläche abgezogen, deren Klebekraft größer als die verringerte Klebekraft der Resistschicht ist, vorzugsweise mit einem Klebeband oder einem Klebeblatt. Ein Klebeband oder ein Klebeblatt ermöglicht es, den Abziehwinkel in weiten Bereichen frei zu wählen und gegebenenfalls auch während des Abziehens zu verändern.
Bei einer anderen Weiterbildung werden die verbliebenen Bereiche mit einem Lösungsmittel entfernt. Die Entfernung mit einem Lösungsmittel ist einfacher als bisher, weil die Klebekraft der verbliebenen Bereiche stark verringert ist, insbesondere im Vergleich zu Fotolacken, die an der Grundschicht ausgehärtet sind.
Bei einer nächsten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Entwickler ein organisches Lösungsmittel verwendet, insbesondere N-Methylpyrrolidon oder Dimethylsulfoxid. Die Strukturformel für Dimethylsulfoxid lautet: H₃C-SO-CH₃
Die genannten Entwickler werden bei der Entwicklung von Fotolack auch bisher verwendet und sind kostengünstig verfügbar.
Bei einer nächsten Weiterbildung wird die Resistschicht mit Hilfe einer Klebefläche aufgebracht, deren Klebekraft kleiner als die Klebekraft der unbestrahlten Schicht an der Grundschicht ist. Bei einer Ausgestaltung wird ein Klebeband oder ein Klebeblatt verwendet. Ein solches Aufbringen der Resistschicht kann ohne das Entstehen von Kleberesten an den zum Aufbringen benutzten Maschinen oder Werkzeugen durchgeführt werden. Alternativ lässt sich die Resistschicht beispielsweise auch mit einem siebdruckähnlichen Verfahren auf die Grundschicht aufbringen.
Bei einer nächsten Weiterbildung wird ein Resist mit einer Antireflexionsschicht verwendet. Durch das Verwenden einer Antireflexionsschicht lassen sich die minimalen Strukturbreiten bei der Strukturierung der Resistschicht und damit beispielsweise auch bei der Strukturierung der Grundschicht verringern. Zwar wird das erfindungsgemäße Verfahren auch zum Erzeugen von Strukturen mit minimalen Abmessungen größer als 5 oder 10 μm eingesetzt. Jedoch lässt sich das Verfahren auch einsetzen, wenn die minimale Strukturbreite im Bereich von 1 μm oder darunter liegt.
Bei einer nächsten Weiterbildung hat die Resistschicht eine Dicke größer als 30 μm, größer als 50 μm oder sogar größer als 100 μm. Eine so dicke Resistschicht lässt sich in einem Aufbringvorgang aufbringen. Beim Verwenden von Fotolack sind mehrere Aufbringvorgänge erforderlich, d. h. abwechselnd Aufschleudern, Aushärten, Aufschleudern usw. Das Verfahren zum Aufbringen der Resistschicht wird also durch die Weiterbildung wesentlich vereinfacht.
Bei einer anderen nicht erfindungsgemäßen Weiterbildung wird die Grundschicht gemäß den nach dem Entwickeln verbleibenden Bereichen der Resistschicht strukturiert, vorzugsweise in einem Trockenätzprozess oder in einem nass-chemischen Ätzprozess. Alternativ wird erfindungsgemäß zwischen den verblei benden Bereichen der Resistschicht auf der Grundschicht Material aufgebracht, durch eine galvanische Abscheidung.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt außerdem die Verwendung eines Klebemittels, dessen Klebekraft sich bei einer Bestrahlung ändert zur selektiven Strukturierung einer Schicht oder zum selektiven Materialaufbringen auf eine Schicht.
Mit einem weiteren Aspekt wird die Verwendung eines Klebebandes oder eines Klebeblattes zum Entfernen von Resten einer Resistschicht beschrieben, insbesondere einer Resistschicht, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren oder einer seiner Weiterbildungen strukturiert worden ist.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Negativ-Resistschicht nach Anspruch 20, im Weiteren auch Klebeband oder Klebeblatt genannt, das eine Klebeschicht enthält, deren Klebekraft sich bei einer Bestrahlung ändert. Außerdem enthält das Klebeband bzw. das Klebeblatt auf einer Seite der Klebeschicht eine Außenschicht, die sich unter geringem Kraftaufwand im Vergleich zur Klebekraft der Klebeschicht an der Grundschicht von der Klebeschicht entfernen lässt. Bspw. ist die Adhäsionskraft kleiner als 0,5 N/20 mm (Newton je 20 Millimeter). Das bedeutet, dass zum Abziehen der Außenschicht von einer 20 mm breiten Klebeschicht eine Kraft von 0,5 Newton erforderlich ist. So beträgt die erforderliche Kraft beispielsweise nur 50% oder sogar nur 10% der Klebekraft, mit der die Klebeschicht an der Grundschicht klebt. Auf der anderen Seite der Klebeschicht ist eine weitere Außenschicht angeordnet, die ebenfalls mit einer kleinen Kraft gelöst werden kann. Ein solches Klebeband eignet sich zum einfachen Aufbringen der Klebeschicht auf die Grundschicht. So wird zuerst die eine Außenschicht entfernt. Danach wird das Klebeband bzw. das Klebeblatt auf die Grundschicht aufgeklebt. Erst danach wird die andere Außenschicht entfernt. Anschließend wird das erfin dungsgemäße Verfahren oder eine seiner Weiterbildungen durchgeführt.
Bei einer Weiterbildung wird die weitere Außenschicht durch eine Außenschicht eines anderen Abschnitts derselben Außenschicht eines zusammengerollten Klebebandes oder durch eine Außenseite eines anderen Klebeblattes eines Klebeblattstapels aus mindestens zwei Klebeblättern gebildet. Dadurch lassen sich die Außenschichten mehrfach nutzen, nämlich zum Bedecken von jeweils zwei Klebeschichten bzw. von jeweils zwei Abschnitten einer Klebeschicht.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Klebeband oder ein Klebeblatt, das eine Klebeschicht enthält, deren Klebekraft sich bei einer Bestrahlung ändert. Das Klebeband oder Klebeblatt enthält mindestens eine Antireflexionsschicht, die eine Reflexion der Strahlung verhindert oder verringert. Durch das Verwenden einer Antireflexionsschicht lassen sich die minimalen Strukturbreiten beim Strukturieren der Klebeschicht verringern.
Bei einer Weiterbildung wird die Antireflexionsschicht in der Mitte der Klebeschicht oder am Rand der Klebeschicht angeordnet. Die Antireflexionsschicht hat beispielsweise eine andere Brechzahl als die restliche Klebeschicht. Alternativ oder zusätzlich ist der Absorptionskoeffizient für die Strahlung in der Antireflexionsschicht größer als in der Klebeschicht.
Die genannten Klebematerialien werden insbesondere in dem erfindungsgemäßen Verfahren oder einer seiner Weiterbildungen eingesetzt.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:
1 ein Klebeband,
2A und 2B die Strukturierung einer Resistschicht auf einer integrierten Schaltungsanordnung und eine galvanische Abscheidung, und
3A und 3B die Strukturierung einer Resistschicht auf einer integrierten Schaltungsanordnung und die nachfolgende Strukturierung einer Schicht.
1 zeigt ein Klebeband 10, das eine Klebeschicht 12 und eine Außenschicht 14 enthält. Die Klebeschicht 12 enthält einen Stoff, dessen Klebekraft durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht verringert wird. Bei der Herstellung des Klebebandes 10 beträgt die Klebekraft der Klebeschicht 12 auf einem Siliziumwafer beispielsweise 2,0 N/20 mm. Die Dicke D1 der Klebeschicht 12 beträgt im Ausführungsbeispiel 50 μm. Ein Beispiel für die Zusammensetzung der Klebeschicht 12 wird weiter unten näher erläutert. Die Außenschicht 14 besteht beispielsweise aus PET bzw. PETP (Polyethylenterephthalat), oder aus Polyethylen, oder aus einem anderen geeigneten Kunststoff. Die Außenschicht 14 lässt sich leicht von der Klebeschicht 12 abziehen.
Das Klebeband 10 wird auf einer Rolle aufgerollt, so dass die Außenschicht 14 die Klebeschicht 12 von beiden Seiten einschließt.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel enthält das Klebeband 10 zusätzlich zur Klebeschicht 12 und zur Außenschicht 14 noch eine Antireflexionsschicht 16, die die gleiche Zusammensetzung wie die Klebeschicht 12 hat. Zusätzlich enthält die Antireflexionsschicht 16 jedoch noch Teilchen, welche die Absorption von ultravioletter Strahlung in der Antireflexionsschicht 16 erhöhen.
2A zeigt eine integrierte Schaltungsanordnung 20, die nicht dargestellte integrierte Bauelemente, z. B. Transistoren, enthält. Außerdem enthält die integrierte Schaltungsan ordnung 20 eine Oxidschicht 22, z. B. eine Siliziumdioxidschicht. In der Oxidschicht 22 befindet sich eine Metallisierungslage 24, die eine Vielzahl von Kupferleitbahnen enthält, von denen in 2A zwei Kupferleitbahnen 26 und 28 dargestellt sind. Barriereschichten sind zur übersichtlicheren Darstellung in 2A nicht eingezeichnet.
Nach der Durchführung eines CMP-Verfahrens (chemisches mechanisches Polieren) und eines Reinigungsverfahrens wurde das Klebeband 10 auf die integrierte Schaltungsanordnung 20 aufgeklebt. Anschließend wurde die Außenschicht 14 abgezogen, beispielsweise manuell mit Hilfe einer Pinzette oder mit Hilfe eines Abziehklebebandes und einer Abziehmaschine.
Danach wird eine selektive Belichtung unter Verwendung einer Fotomaske durchgeführt. Pfeile 30 symbolisieren das auftreffende ultraviolette Licht. Durch die Belichtung entstehen in der Klebeschicht 12 belichtete Bereiche 32 bis 36, die oberhalb der Zwischenräume zwischen den Kupferleitbahnen 26 und 28 liegen. Die belichteten Bereiche 32 bis 36 begrenzen unbelichtete Bereiche 38, 40, die oberhalb der Kupferleitbahn 26 bzw. 28 liegen. In den belichteten Bereichen 32 bis 36 bilden sich durch die Belichtung stark vernetzte Polymere, welche die Klebekraft der Klebeschicht 12 in den belichteten Bereichen 32 bis 36 herabsetzen. In den unbelichteten Bereichen 38 und 40 liegen dagegen nur vergleichsweise schwach vernetzte bzw. kurze Polymere vor, so dass die Klebekraft unverändert hoch bleibt.
Wie in 2B dargestellt, wird anschließend ein Entwicklungsvorgang mit Hilfe eines Lösungsmittels ausgeführt, welches die weniger vernetzten Bereiche, d. h. die unbelichteten Bereiche 38 und 40 stärker löst als die belichteten Bereiche 32 bis 36. Beim Entwickeln werden deshalb die unbelichteten Bereiche 36 und 40 der Klebeschicht 12 entfernt, so dass an ihrer Stelle Aussparungen 50 und 52 entstehen, deren Boden bis zur Kupferleitbahn 26 bzw. 28 reicht.
Anschließend werden mit Hilfe eines galvanischen Verfahrens in der Aussparung 50 und in der Aussparung 52 Kupferkontakte 54 bzw. 56 abgeschieden. Es wird ein galvanisches Verfahren mit Außenstrom oder ein außenstromloses galvanisches Verfahren verwendet.
Bei einem anderen nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird ein Klebemittel 12 eingesetzt, das als Positivresist arbeitet. In diesem Fall hat das Klebemittel 12 ursprünglich eine geringe Klebekraft. Beim Belichten werden die Bereiche 38 und 40 belichtet. In diesen Bereichen werden Polymere durch die Belichtung aufgespaltet. Gleichzeitig erhöht sich in diesen Bereichen die Klebekraft. Beim Entwickeln werden wiederum die Bereiche 38 und 40 entfernt und auch das weitere Verfahren ist so, wie oben an Hand der 2B erläutert.
Bei beiden an Hand der 2A und 2B erläuterten Verfahren wird nach dem Galvanisieren ein Abziehklebeband verwendet, das auf die Klebeschicht 12 aufgebracht wird und anschließend abgezogen wird. Beim Abziehen bleiben die verbliebenen Bereiche 32 bis 36 am Abziehklebeband hängen und werden von der integrierten Schaltungsanordnung 20 entfernt.
Wie in 3A dargestellt, lässt sich das Klebeband 10 auch zum Strukturieren einer Schicht verwenden. Eine integrierte Schaltungsanordnung 100 enthält eine Oxidschicht 102, z. B. eine Siliziumdioxidschicht oder eine BPSG-Schicht (Bor Phosphor Silikat Glas). Auf der Siliziumdioxidschicht 102 befindet sich eine zu strukturierende Metallschicht 104, die im Ausführungsbeispiel aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit geringen Zusätzen von unter 5 Gew.-% besteht.
Auf die Aluminiumschicht 104 wird das Klebeband 10 geklebt. Anschließend wird die Außenschicht 14 abgezogen, so dass nur noch die Klebeschicht 12 bzw. die Klebeschicht und die Antireflexionsschicht 16 auf der Metallschicht 104 verbleibt. Da nach wird die Klebeschicht 12 mit Hilfe einer Fotomaske selektiv belichtet, siehe Pfeile 130. Dabei entstehen belichtete Bereiche 132 bis 136, die unbelichtete Bereiche 138 und 140 begrenzen. Die Belichtung führt in den belichteten Bereichen 132 bis 136 zu einer stärkeren Vernetzung und zu einer Senkung der Klebekraft der Klebeschicht 12 an der Metallschicht 104.
Wie in 3B dargestellt, wird die Klebeschicht 12 anschließend mit Hilfe eines Lösungsmittels entwickelt. Dabei entstehen zwischen den belichteten Bereichen 132 bis 136 Aussparungen 150 und 152, die an den Stellen liegen, an denen sich ursprünglich die unbelichteten Bereiche 138 bzw. 140 befanden. Die belichteten Bereiche 132 bis 136 bleiben beim Entwickeln unverändert.
Wie in 3C dargestellt, wird anschließend nicht erfindungsgemäß mit Hilfe eines anisotropen Ätzprozesses die Metallschicht 104 gemäß der in der Klebeschicht 12 vorhandenen Struktur strukturiert. Dabei werden die Aussparungen 150 und 152 durch die Metallschicht 104 hindurch erweitert. Am Ende des Ätzprozesses liegt der Boden der Aussparung 150 auf der Oxidschicht 102. Der Boden der Aussparung 152 liegt ebenfalls auf dem Boden der Oxidschicht 102. Aus der durchgehenden Metallschicht 104 sind beim Strukturieren Metallleitbahnen 160 bis 164 entstanden.
Nach dem Ätzprozess werden die verbliebenen Reste 132 bis 136 der Klebeschicht 12 mit Hilfe eines Abziehklebebandes, so wie oben an Hand der 2B erläutert, entfernt.
Bei einem anderen nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird für das an Hand der 3A bis 3C erläuterte Verfahren ebenfalls eine Klebeschicht 12 eingesetzt, die als Positivresist wirkt. Auf die Ausführungen zu den 2A und 2B in Zusammenhang mit einem Positivresist wird verwiesen.
Die Klebeschicht 12 enthält bei einem Ausführungsbeispiel eine Verbindung mit kleinem molekularen Gewicht, die mindestens zwei fotopolymerisierbare Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen je Molekül enthält. Außerdem enthält die Klebeschicht 12 einen Fotopolymerisationsinitiator.
Die fotopolymerisierbare Verbindung hat ein zahlendurchschnittliches Molekulargewicht von etwa 10000 g/mol oder weniger, vorzugsweise von 5000 g/mol oder weniger. Die Anzahl der fotopolymerisierbaren Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen je Molekül sollte 2 bis 6 betragen, insbesondere 3 bis 6. Besonders bevorzugte Beispiele für diese fotopolymerisierbaren Verbindungen sind Trimethylolpropantriacrylat, Pentaerythrittriacrylat, Pentaerythrittetraacrylat, Dipentaerythritmonohydroxypentaacrylat und Dipentaerythrithexaacrylat. Zu anderen fotopolymerisierbaren Verbindungen, die verwendet werden können, gehören, 1,4-Butandioldiacrylat, 1,6-Hexandioldiaorylat, Polyethylenglycoldiacrylat und handelsübliches Oligoestheracrylat.
Diese fotopolymerisierbaren Verbindungen können allein oder gemischt verwendet werden. Die Menge, in der die fotopolymerisierbare Verbindung verwendet wird, liegt im Bereich von 1 bis 100 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Basispolymers. Wenn die Menge, in der die fotopolymerisierbare Verbindung verwendet wird, zu gering ist, wird die dreidimensionale Netzwerkstruktur bei Bestrahlen der druckempfindlichen Klebeschicht 12 mit Licht nur unzureichend gebildet und die Abnahme der Adhäsionskraft der dünnen Klebeschicht 12 an der integrierten Schaltungsanordnung 20 ist zu gering. Wenn andererseits ihre Menge zu groß ist, nimmt die Plastizität der resultierenden druckempfindlichen Klebstoffschicht deutlich zu und die ursprüngliche Klebekraft steigt übermäßig.
Beispiele für fotopolymerisierbare Initiatoren sind: Isopropylbenzoinether, Isobutylbenzoinether, Benzophenon, Michlers Keton, Chlorothioxanthon, Dodecylthioxanthon, Dimethylthio xanthon, Diethylthioxanthon, Acetophenondiethylketal, Benzyldimethylketal, α-Hydroxycyklohexylphenylketon und 2-Hydroxymethylphenylpropan. Diese Verbindungen können allein oder in Form von Mischungen verwendet werden.
Konkret wurde eine Zusammensetzung aus 100 Teilen Butylacrylat, 5 Teilen Acrylnitril und 5 Teilen Acrylsäure für eine Copolymerisation in Toluol zur Herstellung eines Acrylcopolymers mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 300000 g/mol verwendet.
Zu 100 Teilen des Acrylcopolymers wurden zugegeben: 5 Teile einer Polyisocyanatverbindung (Handelsname ”Coronate L”, hergestellt von der Firma Nippon Polyurethane Co. Ltd.), 15 Teile Dipentaerythritmonohydroxypentaacrylat und 1 Teil α-Hydroxycyklohexylphenylketon. Diese Teile wurden miteinander gemischt zur Herstellung der Klebeschicht 12.
Die Zusammensetzung wurde in Form einer Schicht auf die Oberfläche der Außenschicht 14 in einer Dicke D1 von 50 μm aufgebracht und dann mehrere Minuten lang, z. B. 3 Minuten lang, bei 130°C getrocknet.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Acrylcopolymer mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 3000 g/mol oder von 30000 g/mol hergestellt, dem dann die oben genannten Teile zugesetzt werden.
An Stelle der erläuterten Zusammensetzungen für die Klebeschicht 12 lassen sich auch andere bekannte Zusammensetzungen verwenden.
Durch die oben angegebenen Verfahren wird insbesondere eine gleichmäßige Dicke der Resistschicht erzielt. Toleranzen der Dicke kleiner als +/–3 Prozent können auf einfache Art und Weise eingehalten werden.
Bei bestimmten Waferbearbeitungsvorgängen muss bspw. der Scheibenrand unbelackt sein, um das problemlose Transportieren und Einlegen der Wafer in Maschinen oder einen Stromanschluss in einem galvanischen Verfahren zu gewährleisten. Das Entfernen des Randes mit einem nur am Rand aufgesprühten Lösungsmittel würde auf Grund von unvermeidlichem Lösungsmitteleintrag auch in das nicht zu entfernende Resist zu einer Resistdickenerhöhung am Scheibenrand um bis zu 15 Prozent führen.
Schritte zum zusätzlichen Entfernen eines umlaufenden Randbereiches werden vermieden, wenn die bandförmige oder blattförmige Resistschicht auf eine Größe vorgestanzt (precut) ist, die um mindestens 2 mm oder um mindestens 5 mm kleiner als der Waferdurchmesser ist. In diesem Fall ist ein Zentrierschritt erforderlich. Ein solcher Zentrierschritt ist auch erforderlich, wenn Folien mit dem Umriss des Wafers eingesetzt werden. Ist auf der vorgestanzten bzw. vorgeformten Folie ein Waferflat berücksichtigt, so ist beim Aufbringen der Resistfolie auch auf die richtige Lage des Flatbereiches zu achten.
Jedoch werden auch ungestanzte Bänder bzw. Blätter eingesetzt, wobei mit einer Schneide nach dem Aufbringen der Folie, z. B. von einer Rolle, entlang des Waferrandes ein passendes Resiststück ausgeschnitten wird. Zentriervorgänge entfallen in diesem Fall.
Tape-Laminierprozesse sind außerdem erheblich schneller und billiger als Belackungsprozesse. Die Belichtung lässt sich mit bisher verwendeten Mask-Aligner-Systemen ausführen.
Mit den Antireflexionseigenschaften der Folien können auch Metallleitbahnen über Topografien ohne Einschnürungen strukturiert werden.
Eine strahlungsempfindliche Komponente, z. B. eine UV-lichtempfindliche Komponente (ultraviolett), im Resist und/oder im Klebstoff ermöglicht das restfreie Entfernen von der Scheibenoberfläche, insbesondere ohne Einrisse.
Härtet das Resist beim Bestrahlen weiter aus, so wird es beständiger gegen Plasmaangriffe. Durch das Verwenden temperaturstabiler Komponenten im Resist lässt sich die Plasmaleistung beim Strukturieren einer unter dem Resist liegenden Schicht weiter erhöhen.

10: Klebeband
12: Klebeschicht, Resistschicht
14: Außenschicht, Schutzmaterial
16: Antireflexionsschicht
20: Integrierte Schaltungsanordnung
22: Oxidschicht
24: Metallisierungslage
26, 28: Kupferleitbahn
30: Pfeil
32 bis 36: belichteter Bereich
38, 40: unbelichteter Bereich
50, 52: Aussparung
54, 56: Kupferkontakt
100: integrierte Schaltungsanordnung
102: Oxidschicht
104: Metallschicht
130: Pfeil
132 bis 136: belichteter Bereich
138, 140: unbelichteter Bereich
150, 152: Aussparung
160, 162: Leitbahn

Claims

Verfahren zum Strukturieren einer Resistschicht (12), bei dem auf eine Grundschicht (24, 104) eine Resistschicht (12) aufgebracht, selektiv bestrahlt und entwickelt wird, bei dem die Resistschicht im festen Zustand auf die Grundschicht (24, 104) aufgebracht oder aufgeklebt wird, wobei eine druckempfindliche Resistschicht (12) verwendet wird, die einen Klebstoff enthält oder aus einem Klebstoff besteht oder eine Resistschicht (12) verwendet wird, die mit einer druckempfindlichen Klebeschicht beschichtet ist, dessen oder deren Klebekraft sich bei der Bestrahlung verringert, wobei auf nach dem Entwickeln zwischen verbleibenden Bereichen (32 bis 36) der Resistschicht (12) angeordneten freiliegenden Bereichen der Grundschicht (24, 104) galvanisch Material aufgebracht wird, wobei als Grundschicht (24, 104) eine auf einem Halbleitersubstrat angeordnete Schicht oder ein Halbleitersubstrat verwendet wird, wobei als Entwickler ein organisches Lösungsmittel verwendet wird, und wobei sich die Klebekraft an der Grundschicht (24, 104) um mehr als 50% verringert bezogen auf die Ursprungs-Klebekraft an der Grundschicht (24, 104).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Resistschicht vor dem Aufbringen auf die Grundschicht (24, 104) mit einem Schutzmaterial (14) bedeckt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzmaterial (14) ein Aushärten eines an der Resistschicht (12) angeordneten Klebstoffes oder eines in der Resistschicht enthaltenen Klebstoffes verhindert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzmaterial (14) vor dem Aufbringen entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzmaterial (14) weniger als 10 Minuten vor dem Aufbringen entfernt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Resistschicht (12) mit elektromagnetischer Strahlung oder mit einer Teilchenstrahlung bestrahlt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Resistschicht (12) auf eine Größe vorgestanzt ist, die um mindestens 2 mm kleiner als der Waferdurchmesser ist oder dass nach dem Aufbringen der Resistschicht (12) entlang des Waferrandes ein passendes Resiststück ausgeschnitten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Klebekraft um mehr als 90% verringert, nämlich bezüglich der Klebekraft an der Grundschicht (24, 104).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entwickeln auf der Grundschicht (24, 104) verbleibende Bereiche (32 bis 36) der Resistschicht (12) mit einer Klebefläche abgezogen werden, deren Klebekraft an den verbleibenden Bereichen (32 bis 36) größer als die Klebekraft der verbleibenden Bereiche bezüglich der Grundschicht (24, 104) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entwickeln auf der Grundschicht (24, 104) verbleibende Bereiche (32 bis 36) der Resistschicht (12) mit einem Lösungsmittel entfernt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Entwickler N-Methylpyrrolidon oder Dimethylsulfoxid verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Resistschicht (12) mit Hilfe eines als Hilfsfläche wirkenden Schutzmaterials (14) aufgebracht wird, das mit kleinerer Klebekraft an der Resistschicht (12) klebt als die Klebekraft der unbestrahlten Resistschicht an der Grundschicht (24, 104) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an der Resistschicht (12) bereits vor dem Aufbringen der Resistschicht (12) auf die Grundschicht (24, 104) eine Antireflexionsschicht (16) angeordnet ist, die eine Reflexion der Strahlung an der Resistschicht (12) verhindert oder verringert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Resistschicht (12) mit einer Dicke (D1) größer als 30 μm oder größer als 50 μm oder größer als 100 μm in einem Aufbringvorgang aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antireflexionsschicht (16) in der Resistschicht (12) oder an der Resistschicht (12) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antireflexionsschicht (16) eine andere Brechzahl als die Resistschicht (12) hat.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechzahl der Antireflexionsschicht (16) gleich dem geometrischen Mittel aus den Brechzahlen von bei der Strukturierung angrenzenden Schichten ist.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Antireflexionsschicht (16) gleich n λ/4 ist, wobei λ die Wellenlänge der Strahlung und n die Brechzahl der Antireflexionsschicht (16) sind.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antireflexionsschicht (16) eine höhere Absorption für die Strahlung als die Resistschicht (12) hat.
Negativ-Resistschicht (12), die einen Klebstoff enthält oder aus einem Klebstoff besteht, wobei sich die Klebekraft an einer Grundschicht (24, 104) um mehr als 50% beim Bestrahlen verringern lässt bezogen auf die Ursprungs-Klebekraft an der Grundschicht (24, 104), wobei die Negativ-Resistschicht (12) druckempfindlich ist, wobei auf einer Seite der Negativ-Resistschicht (12) ein Schutzmaterial (14) angeordnet ist, das mit einer Klebekraft kleiner als 1 N/20 mm an der Negativ-Resistschicht (12) klebt, und wobei die ursprüngliche Klebekraft der Negativ-Resistschicht (12) an Silizium größer als 2 N/20 mm ist.