DE2015841C3 - Method for producing a structured, preferably metallic layer on a base body - Google Patents
Method for producing a structured, preferably metallic layer on a base bodyInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer strukturierten, vorzugsweise metallischen Schicht auf einem Grundkörper aus halbleitendem oder isolierendem Material.The present invention relates to a method for producing a structured, preferably metallic layer on a base body made of semiconducting or insulating material.
Bei einem bekannten Verfahren zur Bildung einer strukturierten Metallschicht auf einer Unterlage (Substrat) wird zunächst auf diese eine Metallschicht aufgedampft. Die Metallschicht kann beispielsweise aus Aluminium bestehen. Aber auch andere Materialien, wie Titan, Kupfer, Molybdän oder Gold sind geeignet. Diese Metallschicht wird mit einer Schicht Fotolack versehen, der dann entsprechend den gewünschten Strukturen der Metallschicht belichtet wird. Nach dem Ablösen des belichteten Fotolacks werden die dadurch frei liegenden Teile der Metallschicht abgeätzt. Schließlich werden die restlichen Bereiche des Fotolacks abgelöst und entfernt.In a known method for forming a structured metal layer on a substrate (Substrate) is first vapor-deposited onto this a metal layer. The metal layer can for example consist of aluminum. However, other materials such as titanium, copper, molybdenum or gold are also suitable. This metal layer is provided with a layer of photoresist, which then corresponds to the desired Structures of the metal layer is exposed. After removing the exposed photoresist the exposed parts of the metal layer are etched away. Finally the remaining areas of the photoresist peeled off and removed.
Die auf diese Weise hergestellte Metallschicht enthält außer den gewünschten geätzten Strukturen möglicherweise noch kleine Löcher oder Poren. Diese unerwünschten Löcher haben ihre Ursachen in undichten Lackstellen beim Ätzen oder in Fehlern der Vorlagemaske beim Belichten der Lackschicht. Aber auch Primärlöcher in der zuerst aufgedampften Metallschicht, die von locker haftenden Partikeln auf dem Substrat vor dem Aufdampfen oder von Metallspritzern von der Aufdampfquelle herrühren können, führen zu derartigen Fehlern.In addition to the desired etched structures, the metal layer produced in this way may also contain any small holes or pores. These unwanted holes are caused by leaks Lacquer areas during etching or in errors in the template when exposing the lacquer layer. but also primary holes in the first vapor-deposited metal layer, caused by loosely adhering particles on the Substrate prior to vapor deposition or from metal splashes from the vapor deposition source to such errors.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, in einem einfachen Verfahren Schichten auf einem Grundkörper herzustellen, ohne daß diese Schichten unerwünschte Löcher aufweisen.It is therefore the object of the invention in a simple Method of producing layers on a base body without these layers being undesirable Have holes.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das folgende Verfahren gelöst:According to the invention, this object is achieved by the following method:
a) Aufbringen einer ersten, vorzugsweise metallischen Schicht auf den Grundkörper,a) applying a first, preferably metallic layer to the base body,
b) Aufbringen einer Maskierungsschicht auf die erste Schicht,b) applying a masking layer to the first layer,
c) Entfernen von Teilen der Maskierungsschicht derart, daß die Maskierungsschicht die für die erste Schicht gewünschte Struktur aufweist,c) removing parts of the masking layer in such a way that the masking layer is for the first layer has the desired structure,
d) Erwärmen der verbliebenen, strukturierten Maskierungsschicht derart, daß sich kleine unerwünschte, in der Maskierungsschicht vorhandene Poren oder Löcher schließen, d) Heating the remaining, structured masking layer in such a way that small, undesired pores or holes in the masking layer close,
e) Entfernen der durch die in die Maskierungsschicht, entsprechend der gewünschten Struktur, eingebrachten öffnungen freigelegten ersten Schicht,e) removing the through the in the masking layer, according to the desired structure, introduced openings exposed first Layer,
f) Entfernen der verbliebenen Maskierungsschicht. Durch das Erwärmen oder Ausheizen der verblie-f) removing the remaining masking layer. By heating or baking the remaining
benen, strukturierten Maskierungsschicht wird erreicht, daß sich kleine unerwünschte öffnungen in der Maskierungsschicht schließen. Darüber hinaus ist es aber auch möglich, daß sich die in die Maskicrungs-flat, structured masking layer is achieved that small unwanted openings in the Close masking layer. In addition, however, it is also possible that the masking elements
schicht zu deren Strukturierung eingebrachten Löcher etwas verkleinern. Dies kann aber dadurch vermieden werden, daß diese Löcher zunächst etwas größer als gewünscht in die Maskierungsschicht eingebracht werden. Nach dem Erwärmen oder Ausheizen weisen sie dann die angestrebte Größe auf.layer slightly reduce the holes made to structure them. But this can be avoided that these holes are initially introduced into the masking layer somewhat larger than desired will. After heating or baking, they then have the desired size.
Die Erfindung erlaubt die Herstellung von auf einem Grundkörper angeordneten Metallschichten, weiche keine unerwünschten Löcher aufweisen. Das angegebene Verfahren besitzt darüber hinaus noch den Vorteil, daß es lediglich einen zusätzlichen Schritt erfordert, um zum Ziel dieser Erfindung zu gelangen. Dieser Schritt, der im Ausheizen der Maskierungsschicht besteht, läßt sich zudem schnell durchführen und ist leicht kontrollierbar.The invention allows the production of metal layers arranged on a base body, soft have no unwanted holes. The specified procedure also has the advantage that it only requires one additional step to achieve the object of this invention. This step, which consists of baking out the masking layer, can also be carried out quickly and is easy to control.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird zur Lösung der oben gestellten Aufgabe das folgende Verfahren vorgeschlagen:In another embodiment of the invention, the following is achieved in order to achieve the above object Proposed procedure:
a) Aufbringen einer ersten, vorzugsweise metallischen Schicht auf den Grundkörper,a) applying a first, preferably metallic layer to the base body,
b) Aufbringen einer Maskierungsschicht auf die erste Schicht,b) applying a masking layer to the first layer,
c) Entfernen von Teilen der Maskierung--ichicht derart, daß die Maskierungsschicht die für die erste Schicht gewünschte Struktur aufweist,c) Removing parts of the masking - I don't such that the masking layer has the structure desired for the first layer,
d) Entfernender dadurch freigelegten Bereiche der ersten Schicht,d) removing the areas of the first layer exposed thereby,
e) Entfernender verbliebenen Maskierungsschicht,e) removing the remaining masking layer,
f) erneutes Aufbringen einer weiteren Maskierungsschicht auf die erste Schicht und den durch die erste Schicht freigelegten Grundkörper,f) reapplying a further masking layer to the first layer and the through the first layer exposed base body,
g) Entfernen der weiteren Maskierungsschicht, derart, daß die verbleibende weitere Maskierungsschicht die gewünschten öffnungen durch die erste Schicht zum Grundkörper bedeckt,g) removing the further masking layer in such a way that the remaining further masking layer covers the desired openings through the first layer to the base body,
h) Aufbringen einer zweiten, vorzugsweise metallischen Schicht auf die erste Schicht, die verbliebene
Maskierungsschicht und den durch unerwünschte Offnungen in der ersten Schicht an die
Oberfläche tretenden Grundkörper,
i) Entfernen der verbliebenen weiteren Maskierungsschicht, und der auf dieser vorhandenen
Bereiche der zweiten Schicht.
Dieses Verfahren kann zur Erzielung genauer Metallschichten beispielsweise auch dann mit Vorteil angewendet
werden, wenn die gesamte Anordnung eine Temperaturbehandlung nicht erlaubt 3der nicht wünschenswert
erscheinen läßt.h) applying a second, preferably metallic layer to the first layer, the remaining masking layer and the base body emerging through undesired openings in the first layer,
i) Removal of the remaining further masking layer and the regions of the second layer present thereon.
This method can also be used with advantage to achieve precise metal layers, for example, when the entire arrangement does not allow a temperature treatment or appears to be undesirable.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß als Maskierungsschicht eine etwa 1 μιη dicke fotoempfindliche Schicht verwendet wird.A further development of the invention consists in that an approximately 1 μm thick photosensitive layer is used as the masking layer Layer is used.
Schließlich ist auch noch vorteilhaft, daß als erste und zweite Schicht Chromrchichten verwendet werden. Diese können in einfacher Weise bis zu einer Schichtdicke von etwa 0,1 μπι auf den Grundkörper aufgedampft oder aufgesputtert werden.Finally, it is also advantageous that chrome layers are used as the first and second layers. These can be applied to the base body in a simple manner up to a layer thickness of about 0.1 μm be vapor-deposited or sputtered.
Die vorliegende Erfindung läßt sich besonders vorteilhaft bei der S'licium-Planartechnologie anwenden. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Technologie sind fotolithografische Prozesse. Dabei wird ein lichtempfindlicher Lack durch eine hell/dunkelstrukturierte Maske an definierten Stellen belichtet und wegentwickelt. Der verbleibende Lack dient als Schutzmaske für die nachfolgenden Ätzprozesse. Wie eingangs schon erwähnt, werden dadurch Fehler der Maske auf die Siliciumscheibe übertragen. Besonders Bausteine, die einen gi oßen Flächenbedarf haben, wie beispielsweise Leistungstrqnsistoren oder integrierte Halbleiterschaltungen mit hohem Integrationsgrad erfordern möglichst fehlerfreie Masken für die nachfolgenden Diffusionsprozesse. Besonders als Masken dienende Chromschichten haben sich für feinstrukturierte Bauelemente als zweckmäßig erwiesen.The present invention can be used particularly advantageously in the S'licium planar technology. Photolithographic processes are an essential part of this technology. This becomes a light-sensitive one Lacquer exposed through a light / dark structured mask at defined points and developed away. The remaining lacquer serves as a protective mask for the subsequent etching processes. As in the beginning already mentioned, errors in the mask are thereby transferred to the silicon wafer. Particularly Components that require a lot of space, such as power transistors or integrated ones Semiconductor circuits with a high degree of integration require the most error-free masks possible for the subsequent ones Diffusion processes. Chromium layers that serve as masks in particular have become finely structured Components proven to be useful.
Die in dieser Erfindung angebenen Verfahren erlauben die Herstellung derartiger Masken ohne unerwünschte und schädliche Löcher. Darüber hinaus können die angegebener. Verfahren jedoch auch all-The methods set forth in this invention allow such masks to be fabricated without undesirable and harmful holes. In addition, the specified. Procedure, however, also
gemein zur Herstellung von Schichten auf einem Grundkörper angewendet werden, wobei diese Schichten keine unerwünschten Löcher aufweisen. Insbesondere ist eine Anwendung der vorliegenden Erfindung zur Bildung von Metallschichten auf HaIbleiter- oder Isolatormaterial vorteilhaft.are commonly used for the production of layers on a base body, these Layers do not have any undesired holes. In particular, one application is the present Invention for the formation of metal layers on semiconductor or insulator material advantageous.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Figuren. Es zeigen Further features and details of the invention emerge from the following description of FIG Embodiments on the basis of the figures. Show it
Fig. 1 bis 5 ein erstes Ausführungsbeispiel an Hand von Schnitten,FIGS. 1 to 5 show a first exemplary embodiment on hand of cuts,
Fig ft his I I ein /weites Ausfühnmgsbeispiel an Hand von Schnitten.Fig. Ft up to I I a / further exemplary embodiment Hand of cuts.
den gleichen Bezugszeichen versehen.are given the same reference numerals.
Im folgenden werden zunächst die den beiden Ausführungsbeispielen gemeinsamen Schritte erläutert: Auf eine Glas- oder Quarzplatte 1 wird eine etwa 0,1 μπι dicke Metallschicht 2 aus Chrom aufgedampftIn the following, the steps common to the two exemplary embodiments are first explained: An approximately 0.1 μm thick metal layer 2 made of chromium is vapor-deposited onto a glass or quartz plate 1
j» oder gesputtert. Die Metallschicht 2 wirrt dann mit einer etwa 1 μπι dicken lichtempfindlichen Lackschicht 3 beschichtet (Fig. 1).j »or sputtered. The metal layer 2 then tangles with a about 1 μm thick light-sensitive lacquer layer 3 coated (Fig. 1).
Diese Lackschicht 3 wird, wie in der Fig. 2 dargestelt. durch eine Maske 10 teilweise belichtet. DabeiThis lacquer layer 3 is shown as shown in FIG. partially exposed through a mask 10. Included
r, ist das Loch 4 in der Maske 10 erwünscht, während mit 5 ein in der Maske 10 vorhandenes, auf einem Fehler beruhendes Loch bezeichnet ist. Die belichteten Stellen der Lackschicht 3 werden abgelöst, so daß ein erwünschtes Loch 6 und ein unerwünschtes LtKh 7r, the hole 4 in the mask 10 is desirable while 5 denotes a hole which is present in the mask 10 and is based on a defect. The exposed Areas of the lacquer layer 3 are peeled off, so that a desired hole 6 and an undesired LtKh 7
4n entstehen. Würde nun die Metallschicht 2 geätzt werden, dann würde sie auch unter dem Loch 7 entfernt werden, so daß hier die gesamte Anordnung einen Fehler hätte.4n arise. If the metal layer 2 were now to be etched, then it would also be removed under the hole 7 so that the entire arrangement would have an error here.
4-, betspiel erläutert:4-, betspiel explained:
Die Lackschicht 3 wird bei einer solchen Temperatur ausgeheizt, daß der Lack leicht zu fließen beginnt. Dabei bleiben die gewünschten Strukturen, wie das Loch 6, weitgehend erhalten. Kleine Löcher, wie das Loch 7, die auf Lackfehlern oder lokal belichteten Steilen beruhen, schließen sich dabei, so daß die in der Fig. 3 dargestellte Anordnung, die lediglich noch eine kleine Kerbe 8 an Stelle des Loches 7 aufweist, entsteht. Um zu vermeiden, daß das Loch 6 kleinerThe lacquer layer 3 is baked out at such a temperature that the lacquer begins to flow easily. The desired structures, such as the hole 6, are largely retained. Little holes like that Hole 7, which are based on lacquer defects or locally exposed parts, close, so that the in the arrangement shown in Fig. 3, the only a small notch 8 in place of the hole 7 is formed. To avoid making the hole 6 smaller
γ, wir J al·, gewünscht, kann man es vor dem Ausheizen etwas größer ausbilden. γ, we J al ·, if desired, it can be made a little larger before baking out.
Die unter dem Loch 6 freiliegende Metallschicht 2 wird abgeätzt (Fig. 4). Schließlich wird die verbliebene Lackschicht 3 abgelöst (Fig. 5). Die auf dieseThe metal layer 2 exposed under the hole 6 is etched away (FIG. 4). Eventually the remaining one will Lacquer layer 3 peeled off (Fig. 5). The on this
M) Weise erhaltene Anordnung weist nun die gewünschte Struktur auf: Lediglich unterhalb des ursprünglich erwünschten Loches 6 ist in der Metallschicht 2 ein Loch 16 entstanden.M) Wise obtained arrangement now shows the desired Structure on: Only below the originally desired hole 6 is a hole in the metal layer 2 16 emerged.
zweite Ausführungsbeispiel näher erläutert:second embodiment explained in more detail:
Ausgehend von de- in der Fig. 2 dargestellten Anordnung werden die durch die Löcher 6 und 7 freiliegenden Bereiche der Metallschicht 2 abgeätzt, so daßOn the basis of the arrangement shown in FIG. 2, the holes 6 and 7 are exposed Areas of the metal layer 2 etched away so that
in der Metallschicht 2 Löcher 16 und 17 entstehen. Das Loch 16 ist erwünscht, das Loch 17 unerwünscht (Fig. 6). Nach dem Ablösen der Lackschicht 3 (Fig. 7) wird die gesamte Anordnung erneut mit einer Lackschicht 13 versehen (Fig. 8).in the metal layer 2 holes 16 and 17 arise. The hole 16 is desirable, the hole 17 undesirable (Fig. 6). After the lacquer layer 3 has been removed (FIG. 7), the entire arrangement is again provided with a Lacquer layer 13 provided (Fig. 8).
Die Lackschicht 13 wird mit einer Maske 30 belichtet, die gegenüber der Maske 10 vertauschte Helligkeitswerte hat, das heißt, die Maske 30 ist ein »Negativ« der Maske 10. Die Möglichkeit, daß auch die Maske 30 den gleichen Fehler hat wie die Maske 10, ist praktisch ausgeschlossen. Nach dem Ablösen der belichteten Teile der Lackschicht 13 bleibt lediglich das Loch 16 mit der Lackschicht 13 bedeckt (Fig. 9).The lacquer layer 13 is exposed with a mask 30, the brightness values which are interchanged with respect to the mask 10 has, that is, the mask 30 is a "negative" of the mask 10. The possibility that the Mask 30 has the same error as mask 10, is practically impossible. After the exposed parts of the lacquer layer 13 have been detached, all that remains is the hole 16 is covered with the lacquer layer 13 (Fig. 9).
Wie in der Fig. IO dargestellt, wird die Anordnung der Fig. 9 mit einer zweiten Metallschicht 20 au? Chrom bedampft. Die Metallschicht 20 ist ebenfalls 0.1 μπι dick, so daß die Lackschicht 13 auf jeden Fall dicker ist als die Metallschichten 2 und 20 zusammen. Durch die Metallschicht 20 wird das unerwünschte Loch 17 geschlossen.As shown in Fig. IO, the arrangement 9 with a second metal layer 20 outside. Chrome vaporized. The metal layer 20 is also 0.1 μπι thick, so that the lacquer layer 13 in any case is thicker than the metal layers 2 and 20 combined. The metal layer 20 makes this undesirable Hole 17 closed.
Schließlich werden die restliche Lackschicht 13 und die auf ihr angeordneten Bereiche der Metallschicht 20 mittels Abhebetechnik entfernt (Fig. II).Finally, the remaining lacquer layer 13 and the areas of the metal layer arranged on it 20 removed by means of a lifting technique (Fig. II).
Die nach diesem Verfahren erhaltene Anordnung weist die gewünschte Struktur auf. Der Grundkörper 1 tritt lediglich durch das Loch 16 an die Oberfläche, während das unerwünschte Loch 17 durch einer Teil der Metallschicht 20 geschlossen ist.The arrangement obtained by this method has the desired structure. The basic body 1 only comes through the hole 16 to the surface, while the unwanted hole 17 through a Part of the metal layer 20 is closed.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |