DE19509231C2 - Verfahren zum Aufbringen einer Metallisierung auf einem Isolator und zum Öffnen von Durchgangslöchern in diesem - Google Patents

Verfahren zum Aufbringen einer Metallisierung auf einem Isolator und zum Öffnen von Durchgangslöchern in diesem

Info

Publication number
DE19509231C2
DE19509231C2 DE19509231A DE19509231A DE19509231C2 DE 19509231 C2 DE19509231 C2 DE 19509231C2 DE 19509231 A DE19509231 A DE 19509231A DE 19509231 A DE19509231 A DE 19509231A DE 19509231 C2 DE19509231 C2 DE 19509231C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
insulating layer
openings
metal
areas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19509231A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19509231A1 (de
Inventor
Otto Koblinger
Werner Stoeffler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Priority to DE19509231A priority Critical patent/DE19509231C2/de
Priority to PCT/EP1995/001960 priority patent/WO1996029729A1/de
Priority to JP8528006A priority patent/JP3055176B2/ja
Priority to EP95920869A priority patent/EP0760161A1/de
Priority to US08/700,472 priority patent/US5966633A/en
Publication of DE19509231A1 publication Critical patent/DE19509231A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19509231C2 publication Critical patent/DE19509231C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4814Conductive parts
    • H01L21/4846Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4814Conductive parts
    • H01L21/4846Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
    • H01L21/486Via connections through the substrate with or without pins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0011Working of insulating substrates or insulating layers
    • H05K3/0017Etching of the substrate by chemical or physical means
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4644Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S438/00Semiconductor device manufacturing: process
    • Y10S438/94Laser ablative material removal

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, mit dem auf einem Isolator eine Metallisierung aufgebracht werden kann und bei dem gleichzeitig in dem Isolator Durchgangslöcher geöffnet werden können. Ein solches Verfahren ist im Bereich der Dünnfilmtechnologie oder der Halbleitertechnologie einsetzbar, insbesondere zur Dünnfilmverdrahtung von Mehrschichtkeramiksubstraten.
In der Dünnfilmtechnologie ist es vorteilhaft, auf einem ebenen Untergrund zu arbeiten. Dadurch lassen sich Fehler beim Metallisieren, vor allem Kurzschlüsse und Löcher im Untergrund vermeiden oder zumindest minimieren. Bei rauhem Untergrund versucht man üblicherweise diese Rauhigkeit durch Einbringen einer Zwischen- oder Planarisierungslage abzufangen, bevor der Dünnfilm aufgebracht wird. Diese Planarisierungslage ist zusätzlich auch als Isolator verwendbar, um erwünschte und/oder unerwünschte metallische Rückstände von vorgeschalteten Prozessen auf der Oberfläche von der nachfolgenden Metallisierungsebene zu isolieren. Allerdings stellt diese Planarisierungslage zusätzliche Anforderungen an den Prozeßablauf, da erst einmal die elektrischen Kontakte zum Untergrund geöffnet werden müssen. Denkbar sind z. B. Prozesse wie das Zurückpolieren der Planarisierungslage auf das Niveau der elektrischen Kontakte des Untergrunds. Da die Metallisierung des Untergrunds dabei nicht beschädigt werden darf, erweist sich dies als ein sehr schwieriger Prozess.
Naheliegender ist es daher, Durchgangsöffnungen in den Isolator zu ätzen und diese metallisch zu füllen. Dies stellt allerdings wieder sehr hohe Anforderungen an den Ätzprozeß, da für eine kontinuierliche und verläßliche Metallverbindung über den Durchgangsöffnungen flache Flanken in den Isolator zu ätzen sind. Sind aus technischen Gründen nur steile Kanten im Isolator möglich, so erfordert dies die Metallabscheidung mit anschließendem Zurückpolieren. Hinzukommt, daß außer den Zusatzkosten für diesen Zwei-Maskenprozeß (die Bildung von Durchgangsöffnungen und von Metall-Leitungen), zusätzlicher Platz für die Justierungs- und Prozeßtoleranzen notwendig ist, der die aktive Fläche vergrößert und die Ausbeute verringert.
Entscheidend ist auch die Wahl des Isolatormaterials. So kann wegen des fehlenden Ätzstops beim reaktiven Ionenätzen mit Sauerstoffionen im Zwei-Maskenprozeß kein organischer Isolator wie z. B. Polyimid bei sich anschließenden Ablöse- oder Lift-Off-Prozessen verwendet werden.
Ein Hochtemperatur Lift-Off-Prozeß für Polyimidstrukturen ist im IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 23, No. 6, November 1980, Seiten 2293/2294 beschrieben. Ein solcher Hochtemperatur Lift-Off-Prozeß erfordert das Ätzen in Sauerstoffplasma und kann daher nicht auf einer ungeschützten Polyimidoberfläche ausgeführt werden, da das Polyimid durch diesen Ätzprozeß ebenfalls angegriffen wird. Als Ätzstop wird daher während des reaktiven Ionenätzens eine dünne Siliziumnitridschicht verwendet.
K. Prased und E. Perfecto beschrieben in IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology-Part B: Advanced Packaging, Vol. 17, No. 1, 1994, S. 38 ff. einen sogenannten Dual Level Metallization (DLM) Prozeß, in dem zunächst eine Polyimidschicht aufgebracht und ausgehärtet wird, gefolgt von einer Schicht photosensitiven Polyimids. In dieser photosensitiven Polyimidschicht werden dann die Leiterzüge durch Photolithographie definiert und anschließend die Vias in der darunterliegenden Polyimidschicht durch Projektionslaserablation unter Verwendung einer dielektrischen Maske ausgeführt. Es schließt sich eine Metallisierung durch Sputtern oder Elektroplating an. Anschließend wird durch mechanisches Planarisieren überschüssiges Material entfernt und die Leiterzugmerkmale werden definiert (Fig. 7(a)).
In IEEE Transactions on Components, Hybrids, and Manufacturing Technology, Vol. 16, No. 8, Dezember 1993, S. 817-821, wird die Herstellung eines Dünnfilm-Multilayer-Substrats dargestellt, die folgende Schritte umfaßt: 1) Herstellen von CCP-Sheets mit hohem thermischem Widerstand, 2) Auflaminieren von Dünnfilmresisten auf die Kupferfolien und Ausbilden der Leiterzugmuster durch eine Belichtungs- und Entwicklungstechnik, 3) Ausbilden der Kupfer-Leiterzugmuster durch subtraktives Ätzen, 4) Auflaminieren der mit den Leiterzugmustern versehenen Sheets auf Substrate, 5) Herstellen der Via-Löcher durch Laserablation unter Verwendung des mit einem Muster versehenen Kupfers als Lasermaske, und 6) Metallisieren der Via-Löcher durch electroless copper plating.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem auf einfache und zuverlässige Weise gleichzeitig Leiterbahnen und elektrische Kontakte hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Bereitgestellt wird ein Substrat mit einer ersten und einer zweiten Isolierschicht auf der Oberfläche des Substrats, einer Abdeckschicht auf der zweiten Isolierschicht, einer strukturierten Maskenschicht auf der Abdeckschicht sowie mit von der Substratrückseite bis an die Substratoberfläche reichenden und mit Metall gefüllten Durchgangsöffnungen. Die Maskenschicht ist so strukturiert, daß sie in den Bereichen über den Durchgangsöffnungen und in den mit einer Metallschicht zu belegenden Bereichen Öffnungen aufweist. Die Abdeckschicht wird in den nicht von der strukturierten Maskenschicht bedeckten Bereichen mittels eines ersten Ätzprozesses geöffnet. Danach wird die zweite Isolierschicht in den über den gefüllten Durchgangsöffnungen liegenden Bereichen unter Verwendung einer dielektrischen Maske laserablattiert. Anschließend wird gleichzeitig die erste Islolierschicht in den über den gefüllten Durchgangsöffnungen liegenden Bereichen und die zweite Isolierschicht in den mit einer Metallschicht zu belegenden Bereichen mittels eines zweiten Ätzprozesses geöffnet, wobei die Durchgangsöffnungen von der ersten Isolierschicht vollständig befreit werden, in den mit einer Metallschicht zu belegenden Bereichen die zweite Isolierschicht vollständig entfernt wird und die erste Isolierschicht auf der Substratoberfläche im wesentlichen erhalten bleibt.
Dieses Ein-Masken-Verfahren stellt im Vergleich zum bekannten Zwei-Masken-Verfahren eine wesentliche Verfahrensvereinfachung dar und gewährleistet, daß in den mit einer Metallschicht zu belegenden Bereichen der Substratoberfläche diese immer mit der ersten Isolierschicht bedeckt ist und damit verfahrensbedingte Ausfälle durch Fehler bei/in der Metallisierung weitestgehend ausgeschlossen werden und damit die Zuverlässigkeit des späteren Endprodukts stark erhöht wird. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß die Kanten der zweiten Isolationsschicht steil geätzt werden können, da die Metall-Leitungen erst dort auf den Isolator übergehen, wo die äußere Begrenzung der dielektrischen Maske für das Laserablattieren endet und die erste Isolationsschicht durch den sich anschließenden Ätzschritt eine flache Kante hat.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nun ausführlich mittels Ausführungsbeispielen beschrieben unter Bezugnahme auf Abbildungen, die im einzelnen folgendes darstellen:
Fig. 1A)-D) zeigt die einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer organischen Schicht als erster Isolierschicht;
Fig. 2A)-E) zeigt die einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer anorganischen Schicht als erster Isolierschicht;
Fig. 3A) zeigt die Umgebung einer Durchgangsöffnung nach dem Aufbringen einer Metallschicht in der Aufsicht und Fig. 3B) verdeutlicht dies im Querschnitt und zeigt gleichzeitig beispielhaft die gute Kantenbedeckung der Isolatorstufe durch das Metall;
Fig. 4A) und 5A) zeigen jeweils in der Aufsicht und Fig. 4B) und 5B) als Querschnittsbild Beispiele für häufig auftretende Fabrikationsprobleme, die durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden werden; in Fig. 4 sind dies Kurzschlüsse im Bereich von Doppel-Durchgangsöffnungen und in Fig. 5 sind dies radial- oder C-förmige, mit Metall gefüllte Risse im Substrat.
Fig. 1A) zeigt ein Substrat 1 mit einer ersten 3 und einer zweiten 4 Isolierschicht auf der Oberfläche 2 des Substrats 1. Das Substrat kann aus einem Halbleitermaterial bestehen oder ein keramisches Material sein wie z. B. Aluminiumoxidkeramik oder Glaskeramik. Die erste Isolierschicht 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus organischem Material hergestellt, vorzugsweise aus Polyimid, und die zweite Isolierschicht 4 besteht ebenfalls aus organischem Material und vorzugsweise aus Polyimid.
Über der zweiten Isolierschicht 4 liegt eine Abdeckschicht 5, die aus Hexamethyldisilazan, Silizium, Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder auch aus einem Metall bestehen kann. Auf der Abdeckschicht 5 ist eine nach den herkömmlichen photolithographischen Methoden strukturierte Maskenschicht 6 aufgebracht, die geeigneterweise aus einem Photolack besteht. Mit Metall gefüllte Durchgangsöffnungen 7 reichen von der Substratrückseite bis an die Substratoberfläche 2. Im an die Substratoberfläche 2 angrenzenden Bereich ist das Füllmetall der Durchgangsöffnungen 7 mit einer aufplattierten Metallschicht 7a, vorzugsweise einer Nickelschicht, belegt. Die Maskenschicht 6 ist so strukturiert, daß sie in den Bereichen über den Durchgangsöffnungen 7 sowie in den später mit einer Metallschicht zu belegenden Bereichen Öffnungen aufweist.
Im Substrat 1 sind lochartige 9 und rißartige 10 Fehlerstrukturen angedeutet.
Fig. 1A) zeigt den Zustand nach dem Öffnen der Abdeckschicht 5 in den nicht von der strukturierten Maskenschicht 6 bedeckten Bereichen. Die Abdeckschicht wurde in den gewünschten Bereichen mittels eines Ätzprozesses entfernt. Dazu ist ein naßchemisches Ätzverfahren oder ein Ätzen mit reaktiven Ionen wie z. B. mit CHF3, CF4 oder C12/SF6 gleichermaßen geeignet.
In Fig. 1B) ist dargestellt, wie unter Verwendung einer dielektrischen Maske durch Laserablattieren der zweiten Isolierschicht 4 in den über den gefüllten Durchgangsöffnungen 7 liegenden Bereichen und in den mit einer Metallschicht zu belegenden Bereichen Öffnungen in der zweiten Isolierschicht 4 geschaffen werden. Wie mittels Laserablation Durchgangslöcher in einer organischen Schicht, z. B. aus Polyimid, hergestellt werden ist z. B. in IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 26, No. 7B, December 1983, Seite 3586/3587 oder auch in IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 28,, No. 5, October 1985, Seite 2034 beschrieben.
Die Öffnungen der dielektrischen Maske sind deutlich größer als die Öffnungen der wesentlich genaueren Maske 6, die die zu schaffenden Öffnungen in den Isolierschichten 3 und 4 über den Durchgangsöffnungen 7 definiert und justiert. Durch die relativ dicke Maskenschicht 6 ist jedoch die Abdeckschicht 5 geschützt und kann durch das Laserablattieren nicht zerstört werden.
In den später mit einer Metallschicht zu belegenden Bereichen werden die Öffnungen in der zweiten Isolierschicht 4 sogar noch etwas vergrößert, sodaß sich ein sanfter Winkel im Kantenbereich der zweiten Isolierschicht 4 einstellt und eine scharfe Kantenbegrenzung durch die Kante der Abdeckschicht 5 vermieden wird. Somit wird gewährleistet, daß bei der späteren Metallabscheidung die Isolatorstufe durch das Metall abrißfrei bedeckt wird.
Nach dem Laserablationsschritt werden durch einen zweiten Ätzschritt gleichzeitig sowohl die erste Isolierschicht 3 in den über den gefüllten Durchgangsöffnungen 7 liegenden Bereichen als auch die zweite Isolierschicht 4 in den mit einer Metallschicht zu belegenden Bereichen geöffnet. Das Ergebnis dieses Ätzschritts, der besonders vorteilhaft ein Ätzen mit reaktiven Sauerstoffionen umfaßt, ist in Fig. 1C) dargestellt. Die Durchgangsöffnungen 7 wurden vollständig von der ersten Isolierschicht 3 befreit und in den mit einer Metallschicht zu belegenden Bereichen wurde die zweite Isolierschicht 4 vollständig und die erste Isolierschicht 3 auf der Substratoberfläche 2 teilweise entfernt. Ein wichtiges Ergebnis dieses Ätzschritts ist, daß die erste Isolierschicht 3 auf der Substratoberfläche 2 in den Bereichen, die nicht direkt mit Metall beschichtet werden sollen, im wesentlichen erhalten bleibt, auch wenn, um ein vollständiges Entfernen der ersten Isolierschicht 3 von den Durchgangsöffnungen 7 sicherzustellen, ein leichtes Überätzen beabsichtigt ist. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs liegt im wesentlichen darin, daß die Öffnungen in den mit Metall zu belegenden Bereichen an der Substratoberfläche infolge des Ätzvorsprungs durch das Laserablattieren nur soweit lateral in die erste Isolationsschicht 3 eindringen, daß noch eine genügende Schichtdicke des Isolatormaterials über der Substratoberfläche vorhanden ist, das Material der zweiten Isolationsschicht 4 aber sicher entfernt wird.
In Fig. 3A) ist die Umgebung einer Durchgangsöffnung 7 nach dem Aufbringen einer Metallschicht 8 in der Aufsicht und in Fig. 3B) im Querschnitt dargestellt. Nur der schraffierte schmale Bereich 2A zwischen der Öffnung der genaueren Maske 6 und der deutlich größeren Öffnung der dielektrischen Maske 6A wird in der ersten Isolatorschicht 3 ungewollt beim zweiten Ätzschritt geöffnet. Solche kleinen Bereiche lassen sich durch geschickte Änderung der Anordnung von Leiterbahn 8 und Durchgangsöffnung 7 in kritischen Bereichen umgehen. Selbst Metallreste wie zum Beispiel die in Fig. 5A) in der Aufsicht und in Fig. 5B) im Querschnitt dargestellten radial- oder C- förmigen, mit Metall gefüllte Risse 11, 12 im Substrat wirken in diesen kleinen Bereichen nicht störend, da diese ohnehin durch die darüber verlaufende Metalleitung 8 kurzgeschlossen würden. Nur in den Fällen, in denen der Abstand der Durchgangsöffnung 7 zur nächsten Metallinie 8 den Differenzabstand 2A zwischen der Öffnung der genaueren Maske 6 und der deutlich größeren Öffnung der dielektrischen Maske 6A unterschreitet, können die beschriebenen Defekte zu Ausfällen durch Kurzschlüsse führen. Ein zufälliges Zusammentreffen von einem Versatz der Maske 6A in bezug auf Maske 6 und den oben beschriebenen Defekten 11, 12 ist jedoch höchst unwahrscheinlich.
In Fig. 1D) wurde das Substrat mit Metall 8 bedampft und in den mit den vorhergehenden Prozeßschritten dafür vorbereiteten Bereichen auf der Substratoberfläche und auf der ersten Isolierschicht 3 befindet sich nun eine Metallschicht 8.
In den Fig. 2A)-2E) wird die entsprechende Prozeßsequenz des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer anorganischen Schicht als erster Isolierschicht 3 dargestellt. Die anorganische Schicht kann beispielsweise aus Materialien wie Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder Polysilizium bestehen. Dies in den Fig. 2A)-2E) gezeigte Verfahren unterscheidet sich von dem oben beschriebenen Verfahrensablauf dadurch, daß das Laserablattieren in Fig. 2B) die zweite Isolierschicht 4 in den über den gefüllten Durchgangsöffnungen 7 liegenden Bereichen nicht vollständig entfernt und der zweite Ätzprozess in zwei Teilschritten abläuft, deren jeweiliges Teilergebnis in den Fig. 2C)-2E) dargestellt ist. Im ersten Teilschritt des zweiten Ätzprozesses wird die zweite Isolierschicht 4 in den über den gefüllten Durchgangsöffnungen 7 liegenden Bereichen vollständig entfernt, Fig. 2C) und 2D). Im anschließenden zweiten Teilschritt des zweiten Ätzprozesses wird die zweite Isolierschicht 4 lateral so zurückgeätzt, daß die Abdeckschicht 5 über die zweite Isolierschicht 4 überhängt, Fig. 2E).
Der erste Teilätzschritt des zweiten Ätzprozesses ist bevorzugt ein naßchemisches Ätzen in mehreren Sequenzen oder ein Ätzen mit reaktiven Ionen in mehreren Schritten. Durch diese speziellen Ätztechniken, mehrere Naßätzsequenzen oder Mehrschrittätzen mit reaktiven Ionen, läßt sich der spätere Übergang der Metallinie 8 auf die Isolationsschicht 3 flach halten. Der zweite Teilätzschritt des zweiten Ätzprozesses ist vorzugsweise ein Ätzen mit reaktiven Sauerstoffionen.
Wie in Fig. 2D) angedeutet ist es möglich, daß beim zweiten Teilätzschritt die Abdeckschicht 5 etwas angegriffen wird. Durch geeignete aufeinander abgestimmte Wahl des Isolatormaterials, des Materials für die Abdeckschicht sowie der Ätzmedien kann dies minimiert werden.
Im Anschluß an die Ätzschritte wird das Substrat ebenso wie im ersten Ausführungsbeispiel ganzflächig mit Metall bedampft. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahrensablauf zu erreichende gute Kantenbedeckung der Isolatorstufe durch das Metall 8 ist beispielhaft in Fig. 3B) verdeutlicht.
Abschließend werden die aus der ersten 3 und der zweiten 4 Isolierschicht sowie der mit Metall 8 bedampften Abdeckschicht 5 bestehenden nicht mehr benötigten Strukturen von der Substratoberfläche 2 abgelöst, wobei die Durchgangsöffnungen 7 und die mit einer Metallschicht 8 zu belegenden Bereiche über der im wesentlichen erhaltenen ersten Isolierschicht 3 vollständig mit Metall 8 bedeckt bleiben.
Dies ist ein großer Vorteil gegenüber den bisher bekannten Verfahren und trägt ursächlich dazu bei, verfahrensbedingte Ausfälle durch Fehler bei/in der Metallisierung, wie u. a. die in Fig. 4A) und 4B) dargestellten Kurzschlüsse im Bereich von Doppel-Durchgangsöffnungen weitestgehend auszuschließen.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung einer Metallisierung auf einem mit Isolierschichten versehenen Substrat, bei dem gleichzeitig Leiterbahnen und elektrische Kontakte hergestellt werden, mit den folgenden Schritten:
  • 1. Bereitstellen eines Substrats (1) mit einer ersten (3) und einer zweiten (4) Isolierschicht auf der Oberfläche (2) des Substrats (1), einer Abdeckschicht (5) auf der zweiten Isolierschicht (4), einer strukturierten Maskenschicht (6) auf der Abdeckschicht (5) zum Schutz der Abdeckschicht (5) während eines Laserablattierens der zweiten Isolierschicht (4), so dass die Abdeckschicht (5) nicht zerstört, sondern allenfalls angegriffen werden kann, sowie mit von der Substratrückseite bis an die Substratoberfläche (2) reichenden und mit Metall gefüllten Durchgangsöffnungen (7), wobei die Maskenschicht (6) so strukturiert ist, daß sie in den Bereichen über den Durchgangsöffnungen (7) und in den mit einer Metallschicht zu belegenden Bereichen Öffnungen aufweist;
  • 2. Öffnen der Abdeckschicht (5) in den nicht von der strukturierten Maskenschicht (6) bedeckten Bereichen mittels eines ersten Ätzprozesses;
  • 3. Laserablattieren der zweiten Isolierschicht (4) in den über den gefüllten Durchgangsöffnungen (7) liegenden Bereichen unter Verwendung einer sich nicht auf dem Substrat (1) befindlichen dielektrischen Maske (6a) und/oder den Öffnungen in der strukturierten Maskenschicht (6) bzw. der Abdeckschicht (5);
  • 4. gleichzeitiges Öffnen der ersten Islolierschicht (3) in den über den gefüllten Durchgangsöffnungen (7) liegenden Bereichen und der zweiten Isolierschicht (4) in den mit einer Metallschicht zu belegenden Bereichen mittels eines zweiten Ätzprozesses, wobei die Durchgangsöffnungen (7) von der ersten Isolierschicht (3) vollständig befreit werden, in den mit einer Metallschicht zu belegenden Bereichen die zweite Isolierschicht (4) vollständig entfernt wird und die erste Isolierschicht (3) auf der Substratoberfläche (2) im wesentlichen erhalten bleibt;
  • 5. Bedampfen des Substrats (1) mit Metall (8).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Ätzprozess ein Ätzen mit reaktiven Ionen wie CHF3, CF4 oder C12/SF6 oder naßchemisches Ätzen umfaßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Ätzprozess ein Ätzen mit reaktiven Sauerstoffionen ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Isolierschicht (3) aus einem organischen Material besteht und vorzugsweise ein Polyimid ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Laserablattieren die zweite Isolierschicht (4) in den über den gefüllten Durchgangsöffnungen (7) liegenden Bereichen nicht vollständig entfernt und wobei der zweite Ätzprozess in zwei Teilschritten abläuft.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei im ersten Teilschritt des zweiten Ätzprozesses die zweite Isolierschicht (4) in den über den gefüllten Durchgangsöffnungen (7) liegenden Bereichen vollständig entfernt wird und im zweiten Teilschritt des zweiten Ätzprozesses die zweite Isolierschicht (4) lateral so zurückgeätzt wird, daß die Abdeckschicht (5) über die zweite Isolierschicht (4) überhängt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei der erste Teilschritt des zweiten Ätzprozesses naßchemisches Ätzen oder ein Ätzen mit reaktiven Ionen in mehreren Schritten umfaßt und wobei der zweite Teilschritt des zweiten Ätzprozesses ein Ätzen mit reaktiven Sauerstoffionen ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die erste Isolierschicht (3) ein anorganisches Material ist und das anorganische Material Siliziumoxid, Siliziumnitrid und Polysilizium umfaßt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die strukturierte Maskenschicht (6) auf der Abdeckschicht (5) eine strukturierte Photolackschicht umfaßt und die Abdeckschicht (5) aus Hexamethyldisilazan, Silizium, Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder einem Metall besteht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit dem weiteren Schritt:
  • 1. Ablösen der aus der ersten (3) und der zweiten (4) Isolierschicht sowie der mit Metall (8) bedampften Abdeckschicht (5) bestehenden Strukturen von der Substratoberfläche (2), wobei die Durchgangsöffnungen (7) und die mit einer Metallschicht (8) zu belegenden Bereiche über der im wesentlichen erhaltenen ersten Isolierschicht (3) vollständig mit Metall (8) bedeckt bleiben.
DE19509231A 1995-03-17 1995-03-17 Verfahren zum Aufbringen einer Metallisierung auf einem Isolator und zum Öffnen von Durchgangslöchern in diesem Expired - Fee Related DE19509231C2 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19509231A DE19509231C2 (de) 1995-03-17 1995-03-17 Verfahren zum Aufbringen einer Metallisierung auf einem Isolator und zum Öffnen von Durchgangslöchern in diesem
PCT/EP1995/001960 WO1996029729A1 (de) 1995-03-17 1995-05-23 Verfahren zum aufbringen einer metallisierung auf einem isolator und zum öffnen von durchgangslöchern in diesem mittels derselben maske
JP8528006A JP3055176B2 (ja) 1995-03-17 1995-05-23 絶縁層上にメタライゼーション層を設け同一マスクを使用して貫通孔を開ける方法
EP95920869A EP0760161A1 (de) 1995-03-17 1995-05-23 Verfahren zum aufbringen einer metallisierung auf einem isolator und zum öffnen von durchgangslöchern in diesem mittels derselben maske
US08/700,472 US5966633A (en) 1995-03-17 1995-05-23 Method for providing a metallization layer on an insulating layer and for opening through holes in the said insulating layer using the same mask

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19509231A DE19509231C2 (de) 1995-03-17 1995-03-17 Verfahren zum Aufbringen einer Metallisierung auf einem Isolator und zum Öffnen von Durchgangslöchern in diesem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19509231A1 DE19509231A1 (de) 1996-09-19
DE19509231C2 true DE19509231C2 (de) 2000-02-17

Family

ID=7756654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19509231A Expired - Fee Related DE19509231C2 (de) 1995-03-17 1995-03-17 Verfahren zum Aufbringen einer Metallisierung auf einem Isolator und zum Öffnen von Durchgangslöchern in diesem

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5966633A (de)
EP (1) EP0760161A1 (de)
JP (1) JP3055176B2 (de)
DE (1) DE19509231C2 (de)
WO (1) WO1996029729A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19646970A1 (de) * 1996-11-14 1998-05-20 Iris Bohnet Verfahren zur Bildung einer elektrischen Verbindung bei Multi-Layer-Leiterplatten und Verfahren zur Herstellung einer solchen
US6259148B1 (en) * 1998-08-13 2001-07-10 International Business Machines Corporation Modular high frequency integrated circuit structure
US6512198B2 (en) 2001-05-15 2003-01-28 Lexmark International, Inc Removal of debris from laser ablated nozzle plates
DE10154017A1 (de) * 2001-11-02 2003-05-15 Atmel Germany Gmbh Verfahren zum Schutz einer kunststoffgehäusten elektronischen Baugruppe
EP1440608B1 (de) 2001-11-02 2006-02-15 ATMEL Germany GmbH Verfahren zum offnen eines kunststoffgehauses einer elektronischen baugruppe
TW200746534A (en) * 2006-06-06 2007-12-16 Univ Yuan Ze Manufacturing method of fuel cell having integrated catalyst layer and micro-sensor
US8187795B2 (en) * 2008-12-09 2012-05-29 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Patterning methods for stretchable structures

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4904506A (en) * 1986-01-03 1990-02-27 International Business Machines Corporation Copper deposition from electroless plating bath

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4720470A (en) * 1983-12-15 1988-01-19 Laserpath Corporation Method of making electrical circuitry
FR2598256B1 (fr) * 1986-04-30 1988-07-08 Thomson Csf Procede de gravure seche selective de couches de materiaux semi-conducteurs iii-v, et transistor obtenu par ce procede.
IT1191977B (it) * 1986-06-30 1988-03-31 Selenia Ind Elettroniche Tecnica per allineare con fotolitografia convenzionale una struttura sul retro di un campione con alta precisione di registrazione
US4807022A (en) * 1987-05-01 1989-02-21 Raytheon Company Simultaneous formation of via hole and tub structures for GaAs monolithic microwave integrated circuits
US5173442A (en) * 1990-07-23 1992-12-22 Microelectronics And Computer Technology Corporation Methods of forming channels and vias in insulating layers
US5111278A (en) * 1991-03-27 1992-05-05 Eichelberger Charles W Three-dimensional multichip module systems
DE59103714D1 (de) * 1991-10-07 1995-01-12 Siemens Ag Laserbearbeitungsverfahren für einen Dünnschichtaufbau.
US5391516A (en) * 1991-10-10 1995-02-21 Martin Marietta Corp. Method for enhancement of semiconductor device contact pads
US5304511A (en) * 1992-09-29 1994-04-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Production method of T-shaped gate electrode in semiconductor device
US5374792A (en) * 1993-01-04 1994-12-20 General Electric Company Micromechanical moving structures including multiple contact switching system
US5426072A (en) * 1993-01-21 1995-06-20 Hughes Aircraft Company Process of manufacturing a three dimensional integrated circuit from stacked SOI wafers using a temporary silicon substrate
US5462897A (en) * 1993-02-01 1995-10-31 International Business Machines Corporation Method for forming a thin film layer
US5518956A (en) * 1993-09-02 1996-05-21 General Electric Company Method of isolating vertical shorts in an electronic array using laser ablation
US5524339A (en) * 1994-09-19 1996-06-11 Martin Marietta Corporation Method for protecting gallium arsenide mmic air bridge structures
WO1996019829A1 (en) * 1994-12-22 1996-06-27 Pace Benedict G Device for superheating steam
US5616524A (en) * 1995-12-22 1997-04-01 General Electric Company Repair method for low noise metal lines in thin film imager devices

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4904506A (en) * 1986-01-03 1990-02-27 International Business Machines Corporation Copper deposition from electroless plating bath

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GUZZO, E.E. and PRESTON, J.S.: Laser Ablation as a Processing Technique for Metallic and Polymer Layered Structures. In: IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing, Vol. 7, No. 1, Feb. 1994, pp. 73-78 *
MIURA, Osamu et.al.: Fabrication of Thin-Film Multilayer Substrate Using Copper Clad Polyimide Sheets. In: IEEE Transactions on Components, Hybrids, and Manufacturing Technology, Vol. 16, No. 8, Dec. 1993, pp. 817-821 *
PRASAD, Keshav and PERFECTO, E.: Multilevel Thin Film Packaging: Applications and Processes for High Performance Systems. In: IEEE Transactions on Components, Hybrids, and Manufacturing Techno- logy - Part B: Advanced Packaging, Vol. 17, No. 1,Feb. 1994, pp. 38-49 *
SCHILTZ, A.: A Review of Planar Techniques for Multichip Modules. In: IEEE Transactions on Components, Hybrids, and Manufacturing Technology,Vol. 15, No. 2, April 1992, pp. 236-244 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP3055176B2 (ja) 2000-06-26
JPH09511875A (ja) 1997-11-25
EP0760161A1 (de) 1997-03-05
WO1996029729A1 (de) 1996-09-26
DE19509231A1 (de) 1996-09-19
US5966633A (en) 1999-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19808990C2 (de) Dünnschichttransistor und Herstellungsverfahren dafür
DE2729030C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Leiterzugsmusters für monolithisch integrierte Halbleiterschaltungen
DE2709986C2 (de) Verfahren zum Herstellen einer koplanaren Schichtstruktur
DE3117950C2 (de)
DE2430692C2 (de) Verfahren zum Herstellen von Verbindungslöchern in Isolierschichten
EP0002185A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen zwei sich kreuzenden, auf der Oberfläche eines Substrats verlaufenden Leiterzügen
DE69133409T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtstrukturen
DE2746778A1 (de) Verfahren zur herstellung von mehrlagen-leitungssystemen fuer integrierte halbleiteranordnungen
DE2346565A1 (de) Verfahren zur herstellung von mehrlagen-metallisierungen bei integrierten halbleiteranordnungen
DE2709933C2 (de) Verfahren zur Herstellung von leitenden Verbindungen zwischen übereinander angeordneten Metallisierungsschichten
DE3933965C2 (de)
DE2636971C2 (de) Verfahren zum Herstellen einer isolierenden Schicht mit ebener Oberfläche auf einer unebenen Oberfläche eines Substrats
DE4102422A1 (de) Verfahren zur herstellung einer in mehreren ebenen angeordneten leiterstruktur einer halbleitervorrichtung
DE2723944A1 (de) Anordnung aus einer strukturierten schicht und einem muster festgelegter dicke und verfahren zu ihrer herstellung
DE3803511C2 (de)
DE2713532A1 (de) Verfahren zur herstellung von ober- und unterhalb einer erdungsebene, die sich auf einer seite eines substrats befindet, verlaufenden verdrahtungen
DE19509231C2 (de) Verfahren zum Aufbringen einer Metallisierung auf einem Isolator und zum Öffnen von Durchgangslöchern in diesem
CH693158A5 (de) Verfahren zur Herstellung metallischer Mikrostrukturen.
DE3638799A1 (de) Verfahren zum elektrischen miteinanderverbinden von leitern auf einem substrat sowie dafuer geeignetes substrat
EP0013728B1 (de) Verfahren zur Herstellung von elektrischen Verbindungen zwischen Leiterschichten in Halbleiterstrukturen
EP0177845A1 (de) Integrierter Schaltkreis mit Mehrlagenverdrahtung und Verfahren zu seiner Herstellung
EP0103690B1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Isolierschicht zwischen Metallisierungsebenen von integrierten Halbleiterschaltungen
DE3128982C2 (de) Verfahren zur Herstellung mindestens eines Josephson-Tunnelelementes
DE4437963C2 (de) Mehrschicht-Leiterplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE19750896A1 (de) Halbleitereinrichtung mit einer leitenden Schicht und Herstellungsverfahren derselben

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee