DE1790025C - Verfahren zur Herstellung galvanisch verstärkter metallischer Mikrostrukturen - Google Patents

Description

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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden Teil der Metallschicht 2 weggeätzt. Das Ätzen kann ^Ί? .·

im folgenden die einzelnen Schritte des erfindungs- in an sich bekannter Weise, beispielsweise mit . Sf

gemäßen Verfahrens im Vergleich zu dem bisher Kupferchlorid, erfolgen. Hierauf wird, gemäß ^l

üblichen Verfahren an Hand der Figuren be- Fig. 2e, der restliche Teil der Fotolackschicht 3 ent- ΐ

schrieben. 5 fernt, so daß die Metallschicht 2 ein Negativmuster ■'-")

Die Fig. la bis If zeigen die einzelnen Verfah- der zu erzeugenden Leiterbahnen zeigt. Hierauf wird,

rensschrittc eines bisher bekannten Verfahrens zur gemäß Fig. 2f. über dem gesamten Substrat, ein- _;

Herstellung galvanisch verstärkter Leitungszüge; schließlich der verbliebenen Teile der Metallschicht 2,

die Fig. 2a bis 21 zeigen die einzelnen Verfah- eine Schicht5 aus dem Metall aufgebracht, aus dem

rensschritte deb erfindungsgemäßen Verfahrens. to die Leiterbahnen erzeugt werden sollen, beispiels-

Bei dem bisher bekannten Verfahren zur Her- weise aus Gold. Diese Schicht 5 kann vorzugsweise stellung galvanisch verstärkter Leitungszüge wird, aus zwei oder mehr Teilschichten bestehen, z.B. , wie in F i g. 1 a dargestellt, auf einem isolierenden einer Chromhaftschicht und der eigentlichen Gold-Träger 1, z. B. aus Glas, durch Aufdampfen, Ka- leiterschicht. Die Aufbringung dieser zweiten Metallthodenzerstäubung oder stromlose Abscheidung eine 15 schicht 5 erfolgt ebenfalls durch Aufdampfen, Kadünne Metallschicht 2, z. B, eine Kupferschicht, her- thodenzerstäubung oder stromlose Abscheidung, gestellt. Wie Fig. Ib zeigt, wird dann auf diese Über die Metallschicht5 wird dann gemäß Fig. 2g Metallschicht 2 eine Schicht 3 aus Fotolack aufge- eine Fotolackschicht 6 aufgebracht, die nun nochmal-, bracht. Danach wird die hotolackschicht 3 durch durch eine eiilspiochende oder dieselbe Maske h^ eine entsprechende Maske belichtet. Wie in F i g. 1 c ao lichtet und entwickelt wird, so daß gemäß F i g. ? h gezeigt, werden durch" anschließende Entwicklung die Bereiche, innerhalb derer die Leitungsbahnen der Fotolackschicht 3 Teile der Fotolackschicht her- erzeugt werden sollen, frei von der Fotolackschicln ausgelöst, so daß an den Stellen, an denen die Lei- sind. Hierauf erfolgt durch galvanische Abscheidung tungsbahnen entstehen sollen, die Metallschicht 2 die Herstellung der gewünschten dicken Leitungsfreigelegt wird. Dort wird dann, wie in Fig. 1 d ge- as züge 7, gemäß Fig. 2i. Es gelangt hierbei das gleiche zeigt, auf galvanischem Weg das eigentliche Leit- Material zur Abscheidung, das bereits zur Herstellung bahnmaterial 4 niedergeschlagen. Diese Metall- der Schicht S gedient hat. Die Schicht 5 dient hierbei schicht 4 kann auch aus zwei verschiedenen Teil- als Stromanschlußkontakt. Nach Beendigung der schichten bestehen, z. B. aus einer Grundschicht aus galvanischen Abscheidung können die restlichen Nickel und dem Leitermaterial Gold. Anschließend 30 Teile der Fotolackschicht 6 entfernt werden, z. B. mil werden, wie in Fig. Ie gezeigt, auch die restlichen Aceton, wie das in Fig. 2k dargestellt ist. An-Teile der Fotolackschicht 3, beispielsweise mit schließend werden die restlichen Teile der Metall-Aceton, entfernt. Schließlich werden die überflüssigen schicht 2 durch Ätzen entfernt. Hierbei werden, wie Teile der Metallschicht 2 weggeätzt. Hierbei treten, bei dem bekannten Abhebeverfahren, die Teile der wie in F i g. 1 f dargestellt, Unterätzungen der Leiter- 35 zweiten Metallschicht S die auf der Metallschicht 2 bahnen 4 auf. aufgebracht sind, mit entfernt. Es verbleibt, wie in

Bei dem in F i g. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Fig. 21 dargestellt, allein der Leitungszug 5, 7,

Verfahren wird zunächst, wie bei dem bekannten dessen beide Teilschichten S und 7 aus dem gleichen

Verfahren, auf ein isolierendes Substrat 1 durch Material bestehen, und daher gut miteinander ver-

Metallbedampfung, Kathodenzerstäubung oder strom- 40 bunden sind. Eine Unterätzung, wie im Falle des in

loses Abscheiden eine dünne Metallschicht 2 nieder- Fig. 1 dargestellten bekannteh Verfahrens, kann

geschlagen. Asich hierauf wird nach Fig. 2b eine hier nicht auftreten, da auch die Schicht 5 von der

Fotolackschicht 3 aufgetragen und nach Fig. 2c Ätzflüssigkeit nicht angegriffen werden kann,

durch Belichten und Entwickeln der Fololackschicht Die Haftfestigkeit der Schicht 5 auf dem Substrat 1

der Teil der Metallschicht 2 freigelegt, an denen 45 kann noch dadurch erhöht werden, daß im Anschluß

später die Leiterungsbahnen erzeugt werden sollen. an den in Fig. 2e dargestellten Verfahrensschritt

Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren wird eine gründliche Reinigungsbehandlung durchgeführt

jetzt jedoch, wie in Fig. 2d gezeigt, der freigelegte wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. ι ²

   gesamte Fotolack entfernt und die nicht benötigten

   Patentanspruch: Teile der Metallschicht werden durch Ätzen entfernt.

   Verfahren zur Herstellung galvanisch ver- Dieses bekannte Verfah«« *£*!£" "?^he™?

   stärkter metallischer Mikrostrukturen, insbeson- 5 Nachteilen auf, um im ätzten Arbetsschnt durch

   dere Leitungsbahnen, bei dem auf ein isolierendes Ätzen die »gewünschten Teile der Me Jllsch cht

   Substrat zunächst eine dünne erste Metallschicht entfernen zu können während gle.chzeiüg das galva-

   aufgebracht wird, auf die eine Fotolackschicht nisch aufgebrachte Metall nicht angegriffen werden

   aufgetragen wird, aus der durch Belichten und soll, muß für die Herstellung der zunächst aufge-

   Entwickeln die erste Metallschicht im Bereich xo brachten Metallschicht ein selek iv atzbares Metall

   der vorgesehenen MikroStruktur freigelegt wird, üblicherweise Kupfer verwendet werden, wahrend

   dadurch gekennzeichnet, daß hierauf für die galvan.sche Abscheidung vorzugsweise em

   die freigelegten Teile der ersten Metallschicht Edelmetall, beispielsweise oold verwendet wird

   durch Ätzen abgetragen werden, sodann die ver- Die Leiterbahnen aus dem Edelmetall sind daher

   bliebenen Teile der Fotolackschicht entfernt 15 nicht direkt mit dem isolierenden Substrat verbun-

   wcrden. daß im folgenden Verfahrensschritt die den, sondern über eine dünne Kupterscnicht. Ua

   Oberfläche des Substrats einschließlich der Ober- diese Kupferschicht alleine in der Regel nicht alle

   fläche der verbliebenen Metallschichtteile mit an sie gestellten Forderungen erfüllen kann, wird an

   dem Material für die metallische Mikrostruktur Stelle einer einfachen Kupferschicht zweckmäßige

   überzogen wird, daß hierauf auf diese zweite ao weise eine Doppelschicht aufgebracht, z. B. aus enur

   Metallschicht eine Fotolackschicht aufgebracht unteren Kupferschicht und einer darüber aufgebrach -

   wird, aus der durch Belichten und Entwickeln ten Nickelschicht. Besonders schwierig im es. bei

   die zweite Metallschicht im Bereich der vorge- diesem Dekanmen Verfahren eine gute Haftfestigkeit

   sehenen Mikrostruktur freigelegt wird, und daß und einen guten elektrischen Kontakt zwischen der

   sodann die freigelegten Bereiche der zweiten Me- 25 galvanisch aufgebrachten Edelmetallschicht und der

   tallschicht galvanisch verstärkt werden, worauf aus Kupfer bzw. Kupfer und Nickel bestehenden

   die Fotolackschicht und die erste mit der zweiten Grundschicht herzustellen, weil die galvanische Ab-

   Metallschicht entfernt werden. scheidung der Edelmetallschicht unmittelbar im Anschluß an die Herstellung eines Negativmusters in 30 der Fotolackschicht erfolgen muß und eine gründliehe Reinigung der Basismetallschicht ohne Verletzung der Fotolackschicht nicht möglich ist.

   Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren Der größte Nachteil dieses bekannten Verfahrens zur Herstellung galvanisch verstärkter metallischer besteht jedoch darin, daß bei dem abschließenden Mikrostrukturen, insbesondere Leitungsbahnen, bei 35 Ätzvorgang die aus Kupfer bzw. Kupfer und Nickel dem auf ein isolierendes Substrat zunächst eine bestehende Basisschicht auch unter den aus Edeldünne erste Metallschicht aufgebracht wird, auf die metall bestehenden Leiterbahnen geätzt wird (Untereine Fotolackschicht aufgetragen wird, auf der durch ätzung), so daß die Basis des Leiters verkleinert wird. Belichten und Entwickeln die erste Metallschicht im Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-Bereich der vorgesehenen Mikrostruktur freigelegt 40 gründe, diese Nachteile des bisher bekannten Verwird, fahrens zu vermeiden und ein Verfahren zur Her-Die Erzeugung von Leitungsmustern auf dem Ge- stellung galvanisch verstärkter metallischer Mikrobiete der Mikroelektronik, insbesondere von Leiter- strukturen der eingangs genannten Art anzugeben, bahnen, erfolgt derzeit nach einer Reihe von be- bei dem die gewünschte Metallschicht direkt onne kannten Verfahren, die aber alle wesentliche Mängel 45 Zwischenschicht auf das isolierende Substrat aufgeaufweisen, wenn dicke Schichten benötigt werden. bracht wird.

   Die immer fortschreitende Miniaturisierung erfordert Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geandererseits aber gerade sehr kleine Leiterbreiten, löst, daß die freigelegten Teile der ersten Metalldie eine dicke Schichtstärke aufweisen müssen, damit schicht durch Ätzen abgetragen werden und sodann die elektrische Leitfähigkeit nicht zu klein wird. Die 50 die verbliebenen Teile der Fotolackschicht entfernt Erzeugung derart dicker Schichten nach den für die werden, daß im folgenden Verfahrensschritt die Erzeugung dünner Metailschirhten üblichen Ver- Oberfläche des Substrats einschließlich der Oberfahren, wie Aufdampfen oder Kathodenzerstäubung fläche der verbliebenen Metallschichtteile mit dem ist problematisch und unwirtschaftlich. Man muß Material für die metallische Mikrostruktur überdaher auf die galvanische Verstärkung dünner auf- 55 zogen wird und daß hierauf auf diese zweite Metallgedampfter, aufgestäubter oder stromlos abgeschie- schicht eine Fotolackschicht aufgebracht wird, in der dener Schichten zurückgreifen. durch Belichten und Entwickeln die zweite Metall-Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung schicht im Bereich der vorgesehenen Mikrostruktur galvanisch verstärkter elektrischer Leiterbahnen wird freigelegt wird und daß sodann die freigelegten Bedurch Aufdampfen, Aufstäuben oder stromlose Ab- 60 reiche der zweiten Metallschicht galvanisch verstärkt scheidung auf einem isolierenden Substrat eine dünne werden, worauf die Fotolackschicht und die erste Metallschicht aufgebracht, hierauf die Metallschicht mit der zweiten Metallschicht entfernt¹ wird, mit Fotolack beschichtet und durch Belichten und Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders ge- ■ Entwickeln des Fotolackes die Metallschicht an der eignet zur Herstellung verstärkter Leiterteile, soge-.Stelle der vorgesehenen Leitbahnstruktur freigelegt. 65 nannter Kontaktpilze, die für das »FliprChip-Hierauf werden die freigelegten Teile der Metall- Bonding« oder »Face-Down-Bonding«, wie es z. B. schicht galvanisch verstärkt, wobei diese Metall- in der Zeitschrift Electronics vom 4. Oktober 1965 schicht als Stromanschluß dient. Hiernach wird der auf S. 102 bis 109 beschrieben ist. benötiet werden.