DE2201129C3

DE2201129C3 - Verfahren und Maske zur Herstellung von strukturierten Schichten

Info

Publication number: DE2201129C3
Application number: DE19722201129
Authority: DE
Inventors: Helmut Ddr 8046 Dresden Bollinger; Hans-Dieter Dipl.-Ing. Ddr 8045 Dresden Cornelius; Detlef Dipl.-Chem. Ddr 9163 Gornsdorf Elbe; Werner Dipl.-Ing. Ddr 8036 Dresden Fleischer; Elimar Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Ddr 8053 Dresden Goering; Lothar Naumann; Klaus Petzold; Wolfgang Dipl.-Chem. Dr.Rer.Nat. Ddr 8017 Dresden Schwenke
Original assignee: VEB HOCHVAKUUM DRESDEN DDR 8020 DRESDEN
Current assignee: VEB HOCHVAKUUM DRESDEN DDR 8020 DRESDEN
Priority date: 1971-08-24
Filing date: 1972-01-11
Publication date: 1980-06-04
Also published as: HU169542B; GB1368351A; CH556917A; DE2201129B2; DE2201129A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von strukturierten Schichten, insbesondere von gedruckten Schaltungen und elektronischen Bauelementen, mittels Aufdampf-, Zerstäubungs- oder Sprühtechnik, bei dem Strahlen des aufzudampfenden Materials durch eine Maske geleitet werden, die auf dem Substrat aufliegt.

Bekannt sind Verfahren, bei denen Metallfolien bis 0,3 mm Dicke als Maske verwendet werden. Als Material findet vorwiegend Bronze und Stahl Verwendung. Diese Aufdampfmasken werden in starkem Maße bei der Fertigung von Dünnfilmschaltungen und integrierten Schaltkreisen eingesetzt. Schaltungen dieser Art lassen sich in den seltensten Fällen mit einer einzigen Aufdampfmaske herstellen. Besonders bei geometrisch unterschiedlich verlaufenden Leiterzügen würde eine derartige Maske unstabil werden, oder gar auseinanderfallen. Deshalb werden diese Schaltungen auf mehrere Masken verteilt, und die Einzelmasken werden innerhalb eines Bedampfungsvorganges der Reihe nach mit dem Substrat positioniert. Diese Teilung wirkt sich nachteilig auf den Fertigungsprozeß aus. Das Verfahren wird zeitlich verlängert, und es treten Schwierigkeiten bei der Positionierung auf. Außerdem kann es zu Kontaktschwierigkeiten an den Verbindungsstellen der einzelnen Maskenbilder kommen.

Die GB-PS 9 82 731 schlägt zur Herstellung einer gleichmäßigen Rasterung als Maske ein Siebgewebe vor. Das Siebgewebe übernimmt dabei die Funktion des abdeckenden Maskenteils. Die Lösung gestattet die Herstellung der Rasterstruktur mit nur einer Maske. Nachteilig ist, daß mit dem Siebgewebe als Maske keine unregelmäßigen Strukturen hergestellt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem es möglich ist, in einem Arbeitsgang auci. komplizierte strukturierte Schichten auf ein Substrat aufzubringen.

Die Erfindung löst die Aufgabe derart, daß die Strahlen des aufzutragenden Materials durch eine Maske geleitel werden, die auf dem Substrat aufliegt, wobei die Maske aus einem Siebgewebe, insbesondere einem Metallsieb besteht, auf welchem die Struktur der Maske aufgebracht ist und als Siebgewebe ein Sieb mit einer Maschenweite von 60 bis 100 μΐη und einer Drahtstärke von 30 bis 50 um verwendet wird. Ie feiner das Gewebe ist, desto exakter kann die Struktur der Maske ausgebildet werden. Ande'rerseits gelingt es bei derartig feinem Siebgewebe die Wirkung des Siebgewebes selbst, als »Maske« durch Schattenwirkung, zu unterdrücken. Als Strahlquellen werden zusatzlich flächige oder bewegte Quellen verwendet. Daini'. wird die Schattenwirkung des Siebgewebes soweit unterdrückt, daß die Strukturschicht als weitgehend homogene Fläche niedergeschlagen wird.

ίο Die Struktur der Maske wird in den meisten Fällen negativ aufgebracht, d. h., daß die Stellen, an denen auf dem Substrat Material niedergeschlager, werden soll, auf der Siebmaske unbedeckt bleiben. Bei fotochemischer Herstellung der Maskenstruktur ist es vorteilhaft, die Struktur der Maske, wie auch das freie Gewebe selbst, mit einer Schutzschicht zu versehen. Damit wird erreicht, daß sich die Maske nach entsprechender Benutzung leichler regenerieren läßt, z. B. derart, daß das Auftragungsmaterial abgeätzt wird, ohne daß die

gegen die Ätzlösung resistente Schutzschicht angegriffen wird. Bei Anwendung der Aufdampftechnik unter Vakuum z. B. hat die Schutzschicht außerdem die Aufgabe, den Wärmeschutz für die fotochemische Struktur zu übernehmen und ein Abgasen derselben im Vakuum zu vermeiden.

Als Schutzschicht muß ein Material verwendet werden, was gegen die Ätzlösung des Auftragungsmaterials resistent ist. Das können sowohl metallische als auch nichtmetallische Werkstoffe sein. Bei Kupfer als Auftragungsmalerial könnte z. B. Chrom verwendet werden. Die Schutzschicht wird zweckmäßigerweise durch Bedampfen der kompletten Maske im Vakuum aufgebracht.

Bei der Durchführung des Verfahrens kommt es darauf an, daß die Maske dicht am Substrat anliegt, damit die Struktur nicht unscharf wird (Schattenbildung). Günstig wirken sich flächige oder bewegte Strahlquellen aus, da dadurch das Material sicher hinter das Siebgewebe gelangt. Ebenso kann das maskierte

^A0 Substrat bewegt werden.

Die fotochemische Struktur kann auch positiv aufgebracht werden und die übrigen Stellen des Siebes durch bekannte Auftragungsverfahren zugesetzt werden, z. B. galvanisch. Danach wird die fotochemische

⁴' Struktur entfernt. Diese so erhaltene Maske mit Negativstruktur ist frei von fotochemischen Materialien.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht

vor allem darin, daß auch komplizierte Strukturen mit einer Maske aufgebracht werden können. Es gitb keine problematischen Positionierungen mehr und es entstehen keine Kontaktlücken. Die Regenerierung der Maske ist einfach.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung

" zeigt

Fig. 1: Die Arbeilsschritte zur Herstellung
Maske

F i g. 2: Die Anwendung der Maske im Verfahren.
In Fig. 1 ist unter a) ein Siebgewebe 1

nichtrostendem Stahl mit einer Maschenweite
80 μΐη und einem Drahtdurchmesser von 40 μηι mit einer fotochemischen Schicht 2 versehen.

Bei b) wurde diese fotochemische Schicht 2 in bekannter Weise entwickelt, so daß sich die fotochemi-

^M sehe Struktur 3 ausbildet Danach wurde die gesamte Maske unter Vakuum mit Chrom bedampft und damit eine Schulzschicht 4 ausgebildet, wie unter c) dargestellt. Die Schutzschicht 4 schützt sowohl die fotochemi-

aus von

sehe Struktur 3, als auch das Siebgewebe 1 selbst, vor allem bei der Regenerierung, wenn z. B. nach mehrmaligem Bedampfen die Maschenweite gering geworden ist und in einer Ätzlösung abgebeizt werden muß.

In F ig. 2 ist ein Substrat 5 aus Phenolharz dargestellt, auf welchem zur Verbesserung der Haftfestigkeit der aufgedampften Schicht 8 ein Haftvermittler 6 aufgebracht wurde. Die Maske aus dem Siebgewebe 1, der fotochemischen Struktur 3 und der Schutzschicht 4 liegen fest auf dem präparierten Substrat 5 auf. Der von

einer flächigen Verdampferquelle durch Verdampfung ausgehende Strahl des aufzutragenden Materials 7, z. B. Kupfer, gelangt durch seinen differierten Auftreffwinkel auf dem Substrat 5 auch hinter die dünnen 40 μπ> starken Drähte des Gewebes 1, bildet jedoch entsprechend der fotochemischen Struktur sehr scharfe Kanten aus.

Mit diesem Verfahren lassen sich z. B. Leiterplatten mit sehr hohen Anforderungen herstellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von strukturierten Schichten auf einem Substrat mittels Aufdampf-, Zerstäubungs- oder Sprühtechnik, bei dem Strahlen des aufzutragenden Materials durch eine Maske geleitet werden, die auf dem Substrat aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur der Maske auf ein an sich bekanntes Siebgewege, insbesondere ein Metallsieb aufgebracht ist, wobei als Siebgewebe ein Sieb mit einer Maschenweite von 60 bis 100 μπι und einer Drahtstärke von 30 bis 50 μτη verwendet wird.

2. Maske zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in an sich bekannter Weise auf dem Siebgewebe aufgebrachte Struktur mit einer Schutzschicht (4), die sich vom aufzutragenden Material unterscheidet, versehen ist.