DE2901697C3 - Verfahren zur Ausbildung von Leitungsverbindungen auf einem Substrat - Google Patents
Verfahren zur Ausbildung von Leitungsverbindungen auf einem SubstratInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ausbildung von Leitungsverbindungen auf
einem Substrat dessen Oberfläche entweder von sich aus ätzbar ist oder durch Aufbringen einer Abhebeschicht
ätzbar gemacht ist bei welchem Verfahren zuerst auf dem Substrat eine Maske mit einem negativen
Leitungsmuster aufgebracht ist bei welchem dann in der Folge die von der Maske nicht bedeckten Bereiche
der Substratoberfläche durch Ätzung abgesenkt werden, bei welchem dann wiederum über die gesamte
Substratoberfläche hinweg eine Leiterschicht, vorzugsweise
aus Aluminium, aufgebracht wird, und bei welchem schließlich durch Wegätzen der Maske eine Ablösung
der auf der Maske befindlichen Bereiche der Leiterschicht hervorgerufen wird.
Ein derartiges Verfahren ist bereits aufgrund der DE-OS 24 32 719 bekannt. Bei diesem Verfahren besteht
die das negative Leitungsmuster aufweisende Maske aus Fotolack, welcher am Ende des Verfahrensablaufs mit Hilfe eines Ätz- oder Lösungsmittels bearbeitet
wird, so daß es zu der gewünschten Ablösung der auf der Maske befindlichen Bereiche der Leiterschicht
kommt.
Es zeigt sich jedoch, daß bei Verwendung einer derartigen Maske aus Fotolack die Temperatur des Substrati
während des Aufdampfens der Leiterschicht auf Werten kleiner als 1000C gehalten werden muß, wodurch
die Qualität der hergestellten Leitungsverbindungen leidet. Dies führt dann in der Folge zu einer relativ
hohen Ausschußmenge.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das eingangs genannte Verfahren dahingehend weiterzubilden,
daß auch bei sehr kleinen Leitungsabmessungen Leitungsverbindungen hoher Qualität und mit geringem
Ausschuß herstellbar sind.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß bei Verwendung einer aus Molybdän oder einer Molybdänverbindung
bestehenden Maske die Ablösung der auf der Maske befindlichen Bereiche der Leiterschicht
durch elektrolytisches Wegätzen der Maske erfolgt.
Aufgrund der Tatsache, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Maske aus Molybdän oder einer
Molybdänverbindung verwendet wird, kann der folgende Aufdampfvorgang der Leiterschicht bei relativ
hohen Temperaturen bis oberhalb von 3500C durchgeführt werden, so daß wunschgemäß auch bei kleinen
Leitungsabmessungen eine hohe Qualität der hergestellten Leitungsverbindungen zustandekommt. Die
Ablösung erfolgt im Rahmen der Erfindung durch elektrolytisches Wegätzen der Maske, wobei dabei die Tatsache
ausgenützt wird, daß es sich bei der Maske um ein negatives Leitungsmuster handelt, so daß die einzelnen
Bereiche dieser Maske zwangsweise entlang der Ränder miteinander in Verbindung stehen. Zur
Durchführung des elektrolytischen Ätzvorgangs kann somit die eine Leitungsverbindung sehr leicht an der
Maske angeschlossen werden, wobei sichergestellt ist, daß die ganzen Maskenbereiche das gewünschte Elektrodenpotential
erhalten. Mit Hilfe des auf diese Weise
durchführbaren elektrolytischen Ätzvorgangs kann die Ätzwirkung sehr gezielt auf die verschiedenen Stege
der Maske gerichtet werden, so daß der Ablösevorgang
der oberhalb der Maske befindlichen Bereiche der Leiterschicht innerhalb eines relativ kurzen Zeitraumes
von beispielsweise 15 Minuten erreicht werden kann. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, daß die
sonstigen Bereiche des Substrats während des notwendigen elektrolytischen Ätzvorgangs nur geringfügig
ungewünschten Veränderungen ausgesetzt werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich anhand der Unteransprüche.
Die Erfindung soll nunmehr näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen
ist. Es zeigen
Fi g. la bis 1d einzelne Verfahrensschritte eines bekannten
Herstellungsverfahrens,
F i g. 2a eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Durchführung des im Rahmen de- vorliegenden
Erfindung vorgenommenen elektrolytischen Ätzvorgangs,
F i g. 2b eine vergrößerte Teilansicht der Anordnung von F i g. 2a mit Darstellung des im Rahmen der vorliegenden
Erfindung durchgeführten Ätzvorgangs anstelle des in Fig. Ic dargestellten bekannten Ätzvorgangs,
F i g. 2c bis 2e schematische Darstellungen von einzelnen Verfahrensschritten, welche im Anschluß an den
in Fig.2d dargestellten elektrolytischen Ätzvorgang
im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden.
Zunächst soll ein herkömmliches Verfahren zur Ausbildung von Verbindungsleitungen beschrieben
werden, das auf dem sogenannten Abheb-Verfahren beruht.
Fig. la zeigt einen Zustand, bei dem eine Schicht 2
zum Abheben aus beispielsweise einem Polyimidharz auf einem Substrat 1 ausgebildet ist, und auf dieser
Schicht 2 ist eine Maskenschicht 3 aus Chrom, Aluminium oder dergleichen ausgebildet. Das Muster der j
Maskenschicht weist eine zum Muster der zu bildenden Verbindungsleitung komplementäre Form auf.
Wie Fig. Ib zeigt, wird die Abhebschicht 2 danach geätzt und in eine Form gebracht, die mit der Maskenschicht
3 übereinstimmt. Als Ätzverfahren wird bei- : spielsweise das sogenannte Hochfrequenz-Sputter-Ätzen
verwendet. Danach werden Metallschichten 4a und 4b für die Vnrbindungsleitungen, die aus Aluminium,
Kupfer, Silizium oder einer Legierung oder Verbindung dieser Elemente bestehen, aufgebracht. ■■
Wie Fig. Ic zeigt, wird die unter der Abhebschicht 2 !iegende Maske durch Verwendung von Sauerstoffplasma
S oder dergleichen abgeätzt. Gleichzeitig fallen die Maskenschicht 3 und die darüberliegende Metallschicht
4b ab und werden auf diese Weise entfernt. -Dann ergibt sich der in Fig. Id dargestellte Zustand,
d. h. es sind Verbindungsleitungen mit einem vorgegebenen Muster gebildet worden.
Bei diesem herkömmlichen Verfahren ist jedoch der Bereich der geätzten Oberfläche der Abheb- h
schicht 2 klein (vgl. Fig. Ic), und die Dicke, die in
Querrichtung abgeätzt werden soll, ist groß. Daher ist ein relativ langer Zeitraum erforderlich, um die
Abhebschicht 2 mit dem Sauerstoffplasma 5 zu entfernen. Beispielsweise ist beim Abätzen der Abheb- n
schicht 2 mit Sauerstoffplasma die Geschwindigkeit,
mit der das Ätzen in Querrichtung fortschreitet, etwa 50 um/Stunde, wenn ein Sauerstoffdruck von 5 bis
10 Torr und eine Hocn<requenzleistung von 300 bis
ς00 Watt verwendet wird. Wenn die Breite s der Abhebschicht
2 (vgl. Fig. Ib) 300 μτπ beträgt, so sind
zum Entfernen der Abhebschicht drei Stunden erforüerlich. Es ist jedoch nicht nur im Hinblick auf eine
geringe Produktionsausbeute unvorteilhaft und nachteilig, die Metallschicht 4a über einen so langen Zeitraum
von drei Stunden hinweg dem Sauerstoffplasma auszusetzen. Dadurch oxidiert nämlich auch die
< Oberfläche der Metallschicht 4a, es entstehen Karbide oder Verunreinigungen aufgrund von anhaftenden,
nicht flüchtigen Substanzen. Dieses herkömmliche Verfahren ist in den JP-OS Nr. 50-86984 und
50-104870 beschrieben.
Als Metallisierungssubstrat kann
i) irgendein Halbleitersubstrat (auch eines bei dem Elemente in seinem Oberflächenbereich vorhanden sind),
i) irgendein Halbleitersubstrat (auch eines bei dem Elemente in seinem Oberflächenbereich vorhanden sind),
ii) ein Halbleitersubstrat, auf dem wenigstens eine isolierende Schicht oder Siliziumschicht, beispielsweise
eine Siliziumoxidschicht, eine Phosphorsilikatglasschicht, eine Borsilikatglasschicht,
eine Siliziumnitridschicht und/oder eine nicht photoempfindliche Polymerschicht ausgebildet
ist,
iii) ein isolierendes Substrat für die Verbindungsleitungs-Metallisierung,
das aus einem isolierenden Material, beispielsweise Glas oder Siliziumdioxid, besteht,
oder dergleichen verwendet werden. Das heißt, das Metallisierungssubstrat kann ein Substrat zur Verbindungsleitungsmetallisierung
sein, bei dem wenigstens eine Oberfläche aus einer Substanz besteht, die Siliziumdioxid,
Phosphcrsilikatglas, Borsilikatglas, Siliziumnitrid, Silizium und/oder ein nicht lichtempfindliches
Polymer ist. Darüber hinaus kann irgendein Substrat zur Ver'oindungsleitung-Metallisierung insoweit
verwendet werden, als wenigstens eine Oberfläche dieses Substrats aus einem Metall besteht, das
durch das sogenannte Sputter- oder Plasma-Ätzen ohne Schwierigkeiten abgeätzt werden kann.
Als nicht empfindliches Polymer wird ein Polyamidharz, ein Polyimid-Isoinro-Chinanzolindion-Harz
(nachfolgend als »PII-Harz« abgekürzt), Cyclo-Kautschuk-
bzw. Gummi, ein Polyamidharz, ein Polyamidimidharz und dergleichen verwendet. Zur
Isolierung einer Halbleiteranordnung bzw. eines Halbleiterelementes kann ein nicht lichtempfindlicher
Polymer verwendet werden.
Obgleich das Fotoätzen üblicherweise zur Ausbildung der Maske beim Verfahrensschritt a) verwendet
wird, kann auch das sogenannte Plasma-Ätzen verwendet werden. Wenn Molybdän als Maskenmaterial
verwendet wird, ist es manchmal schwierig, den Ätzvorgang zu steuern, nämlich wegen der außergewöhnlich
hohen Ätzgeschwindigkeit. In diesem Falle kann eine Molybdänlegierung, die höchstens etwa
10 Gew.-% Titan oder Wolfram enthält, verwendet werden. Ein Gehalt an Titan oder Wolfram über
10 Gew.-% hinaus ist unvorteilhaft, weil beim Waschen der Substratoberfläche mit einer Fluorsäurelösung
die metallische Maske gelöst wird oder das Reinigen der Substratoberfläche nicht möglich ist. Eine
Molybdänschicht oder eine Schicht aus einer Molybdänlegierung zur Ausbildung der Maske wird durch
Vakuumaufdampfen, Zerstäubungs-Aufdampfung, Ionenstrahlaufbringung oder dergleichen aufgebracht.
Die Dicke der Maske beträgt vorzugsweise
.0,08 bis 0,4 μιη und insbesondere 0,1 bis 0.2 μηι.
Wenn die Dicke der Maske kleiner als 0,08 μιη isl,
werden die Defekte bzw. die k leinen Löcher, die sogenannten »pinholes«, größer, und wenn die Maske dikker als 0,4 μηι ist, ist die Mas.kenmuster-Genauigkcit
gering. Beides ist von Nachteil.
Zum Ätzen des Metallisierungssubstrats beim Veifahrensschritt b) wird das Plasma-Ätzen oder das sogenannte Sputter-Ätzen verwendet, wobei das letztere im Hinblick auf die Genauigkeit der Abmessun- »
gen vorteilhafter ist. Das sogenannte Sputter-Ätzen und das Plasma-Ätzen sind bei der Herstellung von
Halbleiterelementen an sich bekannt. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann irgendeine Atmosphäre'beim Ätzen verwendet werden, die auch beim ι ·
Ätzen eines Materials benutzt wird, aus dem die Oberfläche des Metallisierungssubstrats besteht.
Das Muster der beim Verfahrensschritt b) auszubildenden Ausnehmungen entspricht dem Muster der
Verbindungsleitungen. -'"
Das Material der Verbindungsleitungen kann irgendein metallisches Material sein, das bis jetzt auch
schon für Mikro-Verbindungsleitungen verwendet wurde, und das eine ausreichend kleinere Ätzgeschwindigkeit beim elektrolyt ischen Ätzen als Molyb- ■ ■
dän aufweist. Als Material für die Verbindungsleitungen kann also beispielsweise Aluminium, Kupfer,
Silizium, Chrom, Wolfram, Gold oder eine Legierung bzw. Verbindung dieser Elemente verwendet werden. "
Um die Metallschicht für die Verbindungsleitungsmetallisierung aufzubringen, wird vorteilhafterweise
ein Verfahren mit einem Dampf verwendet. Üblicherweise wird ein Aufdampfen im Vakuum, das sogenannte Vakuum-Aufdampfen, verwendet. Es kann ;
jedoch auch das Aufbringen mit einem Laserstrahl oder das sogenannte Sputtering-Verfahren, oder auch
das Aufbringen mit einem Ionenstrahl oder dergleichen, benutzt werden.
Als Elektrolyt für das elektrolytische Verfahren der aus Molybdän oder einer Molybdänlegierung bestehenden Maske wird häufig eine wäßrige Lösung von
Oxalsäure, Borsäure, Sulfamidsäure, Ammoniumtetraborat, Chromsäure, Malonsäure oder dergleichen,
Phosphorsäure, eine Lösung mit Chromsäure oder -r, Wasser, die der Phosphorsäure zugesetzt wird, oder
dergleichen verwendet. In vielen Fällen wird die Konzentration der wäßrigen Lösung auf 0,5 Gew.-% der
Sättigungskonzentration eingestellt, und die Stromdichte wird auf etwa 1 bis 50 mA/cm: eingestellt. Was ,
die anodische Gxkiaikm von nioiybdan bcinffl, so
sind zahlreiche Untersuchungen durchgeführt worden, die auch zahlreiche elektrolytische Bedingungen
und Zustände ergeben haben.
Auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur «
Ausbildung von Verbindongsleitungen sind alle Zustände und Bedingungen geeignet, soweit nur Moh/bdän oder die Mctrybdinlegiening durch eine anodische
Oxidation oxidiert wird and schnell herausgelöst wmL
Es ist schwierig, die elektrolytischen Zustände, bei- «,
spiefcweise die Zusammensetzung des Elektrolyten,
die Temperatur des Elektrolyten and die Stromdichte beim etekrrolynschen Ätzvorgang speziell einzuschränken. Gokloder Platin wird oft als Karhodenmalerial verwendet. Es kann jedoch auch irgendein an- c5
deres Material benutzt werden, das die Aufgabe als Kathode erfüllt, wobei jedoch dieses Material sich jedoch nicht im Elektrolyten lösen sott. Auch Wer sind
darüber hinaus keine besonderen Einschränkungen bei der Auswahl des Materials erforderlich.
Das Metallisicrungssubstrat ist nach Abschluß des
Veifahrensschrittsd) mit einer Metallschicht verschen, die das vorgegebene Muster aufweist. Dieses
Metallisierungssubstrat kann nach Aufbringen einer Schutzschicht aus SiO2, Phosphorsilikatglas oder dergleichen, in Benutzung genommen werden.
Wenn der Verfahrensschritt d) abgeschlossen ist, steht ein Bereich, der unter der entfernten Maske gelegen hat, über die beim Verfahrensschritt b) gebildeten Ausnehmungen ab, weil dieser Bereich beim Verfahrensschritt b) nicht geätzt worden ist. Nach
Abschluß des Verfahrensschritts d) wird der vorstehende Teii des Meiaiiisicrüfigssubsirais in einem Verfahrensschritt e) entfernt, so daß dieser Bereich im
wesentlichen mit der Fläche oder Höhe der Ausnehmung in Übereinstimmung gebracht wird. Dann ergibt
sich ein Aufbau, bei dem die das vorgegebene Muster aufweisende Metallschicht auf dem im wesentlichen
flachen Metallisierungssubstrat vorhanden ist, wie dies Fig. Id zeigt. Zum Entfernen des vorstehenden
Teils kann ein Atzverfahren angewandt werden, mit dem die Ätzgeschwindigkeit des vorstehenden Teils
höher als die Ätzgeschwindigkeit für das Verbindungsleitungsmaterial ist. Obgleich das Plasmaätzen
üblicherweise verwendet wird, kann auch das sogenannte Sputter-Ätzen angewandt werden. Wenn der
vorstehende Teil aus Polyimid-Harz oder PH-Harz besteht, kann ein nasser Ätzvorang unter Verwendung
von Hydrazinhydrat benutzt werden.
Bei der vorausgegangenen Beschreibung wurde übet die Art und die Substanz des Metaüisserungssubstrats keine Aussage gemacht. Wenn ein Metallisierungssubstrat mit einer Isolierschicht oder einer Halbleiterschicht, beispielsweise einer Siliziumschicht (die
als Abheb-Schicht dient) verwendet wird, ist es oft der Fall, daß die Isolierschicht oder die Halbleiterschicht in spezieller Weise so auf ein Substrat aufgebracht wird, daß sie der Ausbildung der Verbindungsleitungen genügt, und daß das sich ergebende Substrat
als Metallisierungssubstrat für den Verfahrensschritt a) verwendet wird. In diesem Falle wird das
Aufbringen der Abhebschicht auf das Substrat vor dem Verfahrensschritt a) durchgeführt. Als Abhebschicht wird - wie dies bereits erwähnt wurde - Siliziumdioxid, Phosphorsilikatglas, Borsilikatglas, Siliziumnitrid, nicht lichtempfindliches Polymer, Silizium
oder dergleichen verwendet. Obgleich das Verfahren zum Aufbringen der Abhebschicht in Abhängigkeit
yoK dem verwendeten Material unterschiedlich ist.
kann in jedem Fall ein an sich bekanntes Verfahren dazu benutzt werden. Die Dicke der aufzubringenden
2,2 um. Wenn die Abhebschicht dünner als 0,3 um
ist, ergeben sich Defekte bzw. es entstehen sogenannte »Pinholes«, und wenn die Abhebschicht dicker als
Abhebschicht beträgt für beispielsweise Silizhnndioxid oder PhosphorsiHkatglas üblicherweise 0,3 bis
2^ am ist, ist die Gefahr, daß Risse oder Sprünge entstehen, groß. Bei Verwendung von nicht fachtempfmd&chem Harz ist die Abhebschicht oft etwa 0,5 μηι
dick oder dicker. Eine Dicke von weniger als O^ pm ist nachteffig, wefl dabei viele Defekte bzw. sogenannte »Pinholes« vorliegen- Üblicherweise wird die
aufzubringende Abhebschicht etwa gleich dick wie das Material der Verbindungsleitungen oder die Metallschicht gewarnt. Wenn ein solches MetalBsierungssubstrat mit der anf dem Substrat aufgebrachten Ab-
29 Ol 697
hebsehiehi verwendet wird, sind die Ätzbedingungen
für das Substrat und die Abhebschicht häufig unterschiedlich. In einem solchen Fall kann die Abhebschicht selektiv zufriedenstellend abgeätzt werden,
ohne daß das Substrat aufgrund des Abätzens der Abhebschicht beschädigt wird.
Beim Verfahrensschritt, des elektrolytischen Ätzens
für die anodische Oxidation und des Inlösunggehen der Maske wird häufig auf der Oberfläche der Metallschicht eine Oxidschicht gebildet. Diese Oxidschicht
kann ohne Schwierigkeiten mit einer wäßrigen Lösung von Sulfamidsäurc oder dergleichen entfernt werden,
und es ergibt sich eine Verbindung mit einer sauberen Oberfläche.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ausbildung von Verbindungsleitungen kann der Zeitraum, der zur Entfernung der Maske oder zur Entfernung der unnötigen Metallschicht erforderlich ist,
wesentlich verkürzt werden, und die Entfernung der Abhebschicht unter der Maske, die erforderlichenfalls
vorgesehen ist, kann sehr schnell durchgeführt werden, so daß die eingangs beschriebenen Nachteile der
herkömmlichen Verfahren umgangen werden bzw. nicht auftreten. Der Grund für das schnelle Entfernen
der Abhebschicht oder der Maske besteht darin, daß der Bereich der zu ätzenden bzw. geätzten Fläche größer als die entsprechende Fläche bei herkömmlichen
Verfahren ist, weil das Abätzen der Abhebschicht ohne das Vorhandensein der Maske durchgeführt
wird, und daß die abzuätzende Dicke der Dicke der Abhebschicht entspricht, wodurch das Abätzen der
Abhebschitht wesentlich schneller als beim herkömmlichen Verfahren durchgeführt werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also eine sogenannte Lift-Off- bzw. Abhebschicht, die aus
einem nicht lichtempfindlichen Kunstharz oder dergleichen besteht und auf einem Substrat aufgebracht
ist, unter Verwendung einer Molybdänmaske durch Ätzen in ein Muster gebracht, das dem Muster der
Verbindungsleitungen komplementär ist. Auf der gesamten Oberfläche der Abhebschicht wird eine Metallschicht für die Verbindungsleitung-Metallisierung
ausgebildet und die Molybdänmaske wird durch elektrolytisches Ätzen entfernt, wobei gleichzeitig die über
der Maske liegende Metallschicht abfällt und entfernt wird. Dadurch werden die Verbindungsleitungen gebildet. Diese Verbindungsleitungen können mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren in wesentlich kürzerer Zeit als bei dem herkömmlichen Lift-Off- bzw. Abhebverfahren ausgebildet werden.
Wie Fig. 1 a zeigt, wurde ein ΡΠ-Haiz (das von der
Firma Hitachi unter dem Handelsnamen »PIQc vertrieben wird) mit einer Dicke von 0,5 bis 2,5 um als
Abfeetechkht 2 auf einem Substrat 1 aufgebracht. Die
genaue Bezeichnung des ΡΠ-Harzes lautet Polymrid- · Isoindrodnnazolindion-Harz. Molybdän wurde auf
diese Abhebschkht 2 mit einer Dicke von 0,08 bis 0,3 um amigedampft, and es wurde eine Maskensclüdit 3 mit einem Muster, das dem vorgegebenen
Leitangsmuster invers ist, durch Fotoätzen ausgebildet. Danach wurde die Abhebschkfct 2 geätzt und
entsprechend der Maskenschicht 3 nrit dem Hochfxequenz-Spntter-Ätzen bearbeitet. Weiterhin wurde
Alu 4a, 46 nrit einer Dicke von 0,3 bis 2$. mn
über die gesamte Oberfläche des Metallisierungssnb
sttats aufgebracht. Dieser Zustand ist in Fig. 1 d dargestellt.
Wie Fig. 2azeigt, wurde das in Fig. 1 b dargestellte
Metallisierungssubstrat in einem Elektrolyten 25 oder eine 4 gew.%ige Lösung von Oxalsäure in Wasser bei
einer Temperatur von 24-26° C zusammen mit einer Gegenelektrode 29 aus Platin eingetaucht. Unter
Verwendung der Maskenschicht des Metallisierungssubstrats 21 als Anode und der Gegenelektrode 29
als Kathode wurde eine Spannung von 3 bis 5 V mit einer veränderlichen Spannungsquellc 27 angelegt,
um den elektrolytischen Ätzvorgang durchzuführen. Die geeignete angelegte Spannung hängt vom Elektrolyten oder der Musterkonfiguration der Maskenschicht ab, üblicherweise ist diese angelegte Spannung
jedoch zwischen 1 bis 10 Volt. Als Elektrolyt wird üblicherweise eine wäßrige Lösung verwendet, die
Oxalsäure, Sulfamidsäure, Chromsäure oder dergleichen enthält, und die üblicherweise für die anodische
Oxidation von Aluminium benutzt wird.
Durch den elektrolytischen Ätzvorgang wird die Maskenschicht 23 aus Molybdän, die für die Leitungsmetallisierung 246 unter der Metallschicht liegt,
schnell oxidiert und im Elektrolyten 25 gelöst, wie dies in Fig. 2b dargestellt ist. Gleichzeitig bilden sich
auf den Oberflächen der Metallschichten 24a und 246 dünne Oxidschichten 26 aus. Wenn der elektrolytische
Ätzvorgang während einer vorgegebenen Zeit, bis die Maskenschicht 23 entfernt ist, durchgeführt wird, fällt
die Metallschicht 246 ab, wie dies in Fig. 2c dargestellt ist. Die Oxidations- und Lösungsgeschwindigkeit
der Maskenschicht 23 beim elektrolytischen Ätzvorgang betrug 75 μπι/inin, und die Metallschicht 246,
die bis zu 2 mm breit war, konnte innerhalb von 15 Minuten durch den elektrolytischen Ätzvorgang entfernt werden. Die Abhebschicht 22 konnte leicht dadurch entfernt werden, daß sie 5 bis 15 Minuten lang
einem Sauerstoffplasma ausgesetzt wurde, und es ergab sich die in Fig. 2d dargestellte Leitung bzw. Leitungsverbindung.
Wie zuvor beschrieben, konnten mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Leitungen innerhalb eines Zeitraums ausgebildet werden, der nur '/,„ oder
kürzer als V10 des Zeitraumes war, der beim herkömmlichen Verfahren erforderlich ist.
Die auf der Oberfläche der Metallschicht 24a beim elektrolytischen Ätzvorgang ausgebildete Oxidschicht
26 kann erforderlichenfalls leicht mit einer wäßrigen Lösung von Sulfonamidsäure entfernt werden, wenn
dies erforderlich ist. Wenn diese Oxidschicht 26 entfernt wird, ergibt sich ein Lcitungsmustcr mit einer
sauberen Oberfläche.
Ein in Fig. 2c dargestelltes Leitungsmuster wurde
unter denselben Bedingtingen wie beim Ausführungsbeispiel -1 auf einem Metallisierungssubstrat ausgebildet, jedoch mit dem Unterschied, daß SiO2- oder
Phosphorsflikat-Glas mit einer Dicke von 0,3 bis
«, 2J. um im wesentlichen gleich dick wie die Metallschichten for die Lertungsmetallisierung 24a und 246
als Abhebschicht 22 verwendet wird, daß das Sprühbzw. Spotter-Atzen in einer Atmosphäre eines Gasgemisches aus Freongas und Helium für das Ätzen
der Abhebschicht verwendet wurde, und daß eine wäßrige Lösung von 5 Gew.-% Sulfamidsäure als
ylektroh/t verwendet wurde. Dae Oxidations- und Lösungsgeschwmdigkeit der Maskenschicht 23 war etwa
29 Ol 697
halb so groß wie beim Ausführtingsbcispiel 1. Auf
dem Metallisieruiigssubstrat mit dem in Fig. 2c dargestellten Aufbau wurde eine Schutzschicht 28 aus
SiO2, l'hosphorsilikatglas oder dergleichen mit dem
sogenannten CVD-Verfahren, d. h. einer chemischen Gasphasenabscheidung ausgebildet. Fs ergab sich
eine Leitung, wie sie in Fig. 2e dargestellt ist.
Auch wenn eine Mo-Ti-Legierung oder eine Mo-
Auch wenn eine Mo-Ti-Legierung oder eine Mo-
W-Legierung, die 1 Gew.-Vi Titan. 5 Gew.-'^ '"ilaii,
l()Gew.-% Titan, 1 Gew.-% Wolfram, 5 Gew.-'/,
Wolfram oder 10 Gew.-% Wolfram enthüll als Material für die Maskenschicht 23 verwendet wird, erhält
man dasselbe Ergebnis wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel, jedoch mit dem Unterschied,
daß die Ätzgeschwindigkeit zur Uildung des Musters der Maskenschicht 23 geringer ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Verfahren zur Ausbildung von Leitungsverbindungen
auf einem Substrat dessen Oberfläche entweder von sich aus ätzbar ist oder durch Aufbringen
einer Abhebeschicht ätzbar gemacht ist, bei welchem Verfahren zuerst auf dem Substrat eine Maske
mit einem negativen Leitungsmuster aufgebracht ist, bei welchem dann in der Folge die von der
Maske nicht bedeckten Bereiche der Substratoberfläche durch Ätzung abgesenkt werden, bei welchem
dann wiederum über die gesamte Substratoberfläche hinweg eine Leiterschicht, vorzugsweise
aus Aluminium, aufgebracht wird, und bei welchem schließlich durch Wegätzen der Maske eine Ablösung
der auf der Maske befindlichen Bereiche der Lederschicht hervorgerufen wird, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer
aus Molybdän oder einer Molybdänverbindung bestehenden Maske die Ablösung der auf der Maske
befindlichen Bereiche der Lederschicht durch elektrolytisches Wegätzen der Maske erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Oberfläche des Substrats
aus einer Substanz besteht, die Siliziumdioxid, Phosphorsilikatglas, Borsilikatglas, Siliziumnitrid.
Silizium und/oder nicht lichtempfindliches Polymer ist.
3. V/rfuiüen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine Oberfläche des Substrats aus einem nicht lichtempfindlichen Polymer
besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht lichtempfindliche Polymer
Polyimid-Harz, Polyimid-Isoindro-Chinazolindion-Harz, Cyclo-Kautschuk bzw. Gummiharz, Polyamid-Harz
und/oder Polyamid-lmid-Harz ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Maske aus einer
Molybdänlegierung gebildet wird, die höchstens etwa 10 Gew.-% Titan oder Wolfram enthält.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Sputter-Ätzen oder
Plasma-Ätzen zum Ätzen des Substrates verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolyt für das
elektrolytische Ät/.cn eine wäßrige Lösung von Oxalsäure, Borsäure, Sulfamidsäure, Ammoniumtetraborat,
Chromsäure und/oder Malonsäure verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolyt für das
elektrolytische Ätzen Phosphorsäure, eine wäßrige Lösung von Phosphorsäure und/oder eine gemischte
wäßrige Lösung aus Phosphorsäure und Chromsäure verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem elektrolytisches
Atzen ein Teii des Substnits, das unter der Maske liegt, entfernt wird, und dieses teils in Übereinstimmung
mit der Höhe der Absenkungen gebracht wird, dio mit dem Ätzen der Substratoberflächc
ausgebildet sind.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Teil des Substrats, der unter der Maske liegt, durch Plasma-Ätzen oder Sputterätzen
entfernt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abheb-Schicht aus einem isolierenden Material oder einem Halbleitermaterial
besteht
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