DE3785826T2 - Maske zum Niederschlag von Pastenmaterial. - Google Patents

Maske zum Niederschlag von Pastenmaterial.

Info

Publication number
DE3785826T2
DE3785826T2 DE87106470T DE3785826T DE3785826T2 DE 3785826 T2 DE3785826 T2 DE 3785826T2 DE 87106470 T DE87106470 T DE 87106470T DE 3785826 T DE3785826 T DE 3785826T DE 3785826 T2 DE3785826 T2 DE 3785826T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mask
nitrogen
coating
electrically conductive
titanium
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
DE87106470T
Other languages
English (en)
Other versions
DE3785826D1 (de
Inventor
Kie Yeung Ahn
Saryadevara Basavaiah
Stephen Bruce Brodsky
Charles Anthony Cortellino
Joseph Eli Levine
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
Publication of DE3785826D1 publication Critical patent/DE3785826D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3785826T2 publication Critical patent/DE3785826T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1216Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by screen printing or stencil printing
    • H05K3/1225Screens or stencils; Holders therefor
    • 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 potential barriers, e.g. a 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
    • H01L21/4867Applying pastes or inks, e.g. screen printing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • 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
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/1517Multilayer substrate
    • H01L2924/15192Resurf arrangement of the internal vias
    • 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
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • 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
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • Y10T428/24298Noncircular aperture [e.g., slit, diamond, rectangular, etc.]
    • 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
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • Y10T428/24322Composite web or sheet
    • 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
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678Of metal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Printing Plates And Materials Therefor (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Manufacture Or Reproduction Of Printing Formes (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Masken zur Herstellung metallischer leitender Pfade zwischen Elementen einer halbleitenden elektrischen Schaltung und im Besonderen auf den Bau einer Molybdänmaske mit einer abriebfesten Beschichtung zur Verlängerung der Nutzlebensdauer der Maske durch Verhinderung von Kratzern und anderen Oberflächenfehlern, welche zu Defekten in den leitenden Pfaden führen.
  • Photolithographische Verfahren werden bei der Herstellung von halbleitenden elektrischen Schaltungen verwendet. Im typischen Fall liegt eine Reihe von Schaltkreismodulen oder Chips auf Trägern auf, die wiederum durch eine Basis, wie zum Beispiel eine Karte oder Platte, mechanisch abgestützt und elektrisch verbunden sind. Bei einer Bauart besteht die Basis aus Keramik mit elektrisch leitenden Pfaden aus hierauf niedergeschlagenem metallischem Material. Die Basis kann als Laminat mit einer Vielzahl keramischer Schichten gefertigt sein, von denen jede elektrisch leitende Pfade trägt, welche die Verbindung von Anschlußstellen der verschiedenen, auf dieser Basis aufliegenden Chips, ermöglichen.
  • Die leitenden Pfade werden mit Hilfe photolithographischer Techniken hergestellt, in denen eine Maske verwendet wird, durch die das Material für die leitenden Pfade in Form einer Paste durch eine Maske auf die keramische Basis aufgebracht wird, und zwar in einem ähnlichen Verfahren wie dem Siebdruckverfahren.
  • Das Druckverfahren wird vor Aushärten der Keramik im ungebrannten Zustand ausgeführt; danach werden die leitenden Pfade des Pastenmaterials und die keramische Basis zusammen gebrannt, um so die starre Basis mit den darauf befindlichen starren elektrisch leitenden Pfaden herzustellen. Vor dem Brand bezeichnet man die Basis manchmal als "green sheet", welches hauptsächlich aus Aluminium mit einem geringen Prozentsatz an Glas, zum Beispiel 90 % Aluminium und 10 % Glas, besteht. Diese Zusammensetzung ist vereinbar mit dem Ausdehnungs- und Kontraktionsverhalten von leitenden, aus Molybdän gebildeten Pfaden.
  • Das keramische "green sheet" hat im ungebrannten Zustand eine Nenndicke im Bereich von 0,2·10&supmin;³ Metern (0,2 Millimeter) bis 0,28·10&supmin;³ Metern (0,28 Millimeter) und ist eine Mischung aus Keramik und Glaspulver, das in einem organischen Bindemittel suspendiert ist. Die Paste zur Bildung der leitenden Pfade kann zum Beispiel aus Molybdän-Pulver bestehen, das gleichmäßig in einem Harz-Lösungsmittel-Gemisch dispergiert ist. Eine Metallisierung das green sheet erreicht man durch Extrudieren der Molybdän-Paste durch eine Düse, wobei diese in Längsrichtung an der Mass vorbeifährt. Die Maske hat während der Extrusion Kontakt mit dem green sheet. Das Muster der leitenden Pfade ist durch die Maske vorgegeben.
  • Die Maske besteht aus Metall, zum Beispiel Kupfer, Molybdän oder rostfreier Stahl, in Form einer dünnen Folie von einer Dicke im Bereich von 2,54·10&supmin;&sup5; bis 1,53·10&supmin;&sup4; Metern (0,001-0,006 Zoll). Die Maske kann quadratische oder rechteckige Form im Bereich 1,27·10&supmin;² bis 0,18 Meter (0,5 bis 7 Zoll) Seitenlänge haben. Die Masken werden in einer Verbundstruktur hergestellt, in der, bei Betrachtung von einer Oberfläche, die Maske als Geflecht oder Sieb erscheint, während sie von der gegenüberliegenden Oberfläche als Schablone mit länglichen Ausschnitten erscheint, welche die Form der leitenden Pfade bestimmen. Während der Extrusion des Pastenmaterials durch die Maske auf die Basis wird die Oberfläche mit der Schablone gegen die keramische Basis gelegt.
  • GB-A-1260468 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen auf mikroelektronischen Schaltkreisen unter Verwendung einer metallischen Maske.
  • Ein Problem besteht darin, daß das Hindurchpressen der metallischen Paste durch die Aperturen der Maske aufgrund von Reibung zwischen den Metallpartikeln in der Paste und dem Metall der Maske zu einem Verschleiß der Maske führt. In diesem Zusammenhang haben sich aus reinem Molybdän gefertigte Masken im Hinblick auf die Aufrechterhaltung der Maßhaltigkeit der Maske bei häufigem Gebrauch als äußerst erfolgreich bewährt, so daß die Reproduktion der feinen metallischen leitenden Pfade auf der keramischen Basis sichergestellt ist. Nach mehreren hundert Anwendungszyklen ist jedoch auch bei den Molybdänmasken ein Verschleiß festzustellen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Durch eine Maske mit Öffnungen zur Aufbringung einer extrudierten elektrisch leitenden Paste auf eine keramische Basis wird das oben beschriebene Problem überwunden und es werden andere Vorteile der Erfindung erreicht; die Maske ist gemäß der Erfindung mit einer Beschichtung aus einer Stickstoffverbindung und mindestens einem Element der Gruppe aus Titan, Zirkon und Silizium ausgestattet; hierdurch erreicht man, daß die metallischen Partikel in der Paste gleitfähig werden und daß die Maske gegenüber bestimmten Stoffen in der Paste abriebfest wird.
  • Die Maske besteht aus Metall, vorzugsweise Molybdän, und enthält eine Verbundstruktur aus einem Geflecht und einer Schablone, wobei die Anordnung der Aperturen des Geflechts auf einer Oberfläche der Maske erscheint, während die Struktur der Schablone auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Maske erscheint. Die Ausschnittbereiche der Schablone stehen in Verbindung mit den Aperturen des Geflechtes, das Geflecht dient als ein Sieb zur Aufbringung der leitenden Paste ähnlich dem Siebdruck. In der vorliegenden Erfindung erfolgt die Beschichtung durch Sputtern in einer Plasma-Umgebung, so daß beide gegenüberliegenden Maskenflächen gleichmäßig bedeckt sind, einschließlich der Aperturen des Geflechtes und der Ausschnitte der Schablone.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird Titannitrid auf die blanke Oberfläche der Molybdänmaske aufgesputtert. Die Oberfläche des Molybdäns wird mittels Argonplasma in einer Kammer gereinigt, aus der zuvor die Luft evakuiert wurde.
  • Das Titan und der Stickstoff des Titannitrids treffen aus getrennten Quellen in einer Sputterkammer aufeinander und verbinden sich in Anwesenheit eines elektrischen Feldes auf der Oberfläche des Molybdäns zu Titannitrid. Die Titan-Quelle ist ein wassergekühltes Titan-Target. Die Stickstoff-Quelle ist ein Düsensatz eines Verteilers, der an einen Stickstoffbehälter angeschlossen ist und den Stickstoff auf das Molybdän aufsprüht. Gemäß der bekannten Sputtertechnologie empfangen das Target und die Molybdänmaske ein Spannungspotential, durch das geladene Titan- und Argonplasmaatome geleitet werden.
  • Entsprechend einem besonderen Merkmal der Erfindung wird der Stickstoff vom Titan-Target weggeleitet, um einen Ansatz von Titannitrid auf dem Target zu verhindern, wodurch eine gleichmäßige Emission von Titan vom Target gewährleistet wird. Darüber hinaus sind die Düsen so angeordnet, daß eine gleichmäßige Verteilung des Stickstoffs in der Umgebung der Maske erreicht wird, um einen gleichmäßigen Niederschlag des Titannitrids zu gewährleisten. Das Titannitrid wird dünn niedergeschlagen, im Bereich von 2,0·10&supmin;¹³ bis 6,0·10&supmin;¹³ Metern (2000-6000 Angström), um eine starre Verbindung zwischen der Beschichtung und dem darunterliegenden Molybdän zu erreichen. Man nimmt an, daß andere Elemente aus der vierten Gruppe der Tabelle des Periodischen Systems, wie Zirkon und Silizium, eine ähnliche Beschichtung wie das Titannitrid ergeben. Das Plasma kann aus Argon oder einem anderen Element aus Gruppe VIII der Tabelle des Periodischen Systems bestehen. Die Erfindung sieht außerdem eine Beschichtung aus einem feuerfesten Verbundmaterial aus Titan, Zirkon und Stickstoff vor.
  • Man hat festgestellt, daß es bei Verwendung einer Maske mit einer Paste, welche metallische Partikel enthält, zu einem Abrieb zwischen diesen Partikeln und einer Molybdän-Oberfläche kommen kann, die sich als Kratzer äußert, in dem sich Stoffteilchen der Paste festsetzen können. Beim Aushärten des keramischen Materials und des Pastenmaterials, bei dem das keramische Material und das Pastenmaterial mit einer erhöhten Temperatur gebrannt werden, wird ein Teilchen Pastenmaterial, das sich in einem solchen Kratzer angesetzt hat, mitgebrannt. Bei einem nachfolgenden Gebrauch der Maske kann ein solches Partikelchen sich von der Maske lösen und in einem dünnen leitenden Streifen erscheinen. Dies bedeutet für diesen Streifen eine Ungleichmäßigkeit, die entweder zu einem Bruch des Streifens oder zu einer Verkürzung zwischen benachbarten leitenden Streifen führen kann. Auch das Vorhandensein einer Abriebstelle an einer Seitenwand eines Schablonenausschnitts kann einen niedergeschlagenen Streifen leitendes Material in ähnlicher Weise verformen. Das feste Anhaften der dünnen Beschichtung, die Gleitfähigkeit der Beschichtung für diese Stoffteilchen und die Abriebfestigkeit gegenüber diesen Stoffteilchen verhindert das Entstehen der oben genannten Defekte in der Maske und somit die Bildung von Fehlern der positiven leitenden Streifen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die bisher beschriebenen Aspekte und andere Merkmale der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung erläutert, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu sehen ist, in denen:
  • Fig. 1 eine in Einzelteile aufgelöste Darstellung eines Teils einer Halbleiter-Chip-Schaltung auf einer laminierten Basis zeigt, wobei einzelne Schichten der Basis elektrische Leiter in Form metallischer Filme enthalten;
  • Fig. 2 eine fragmentarische Ansicht einer Maske der Erfindung zeigt, die zum Niederschlagen der Leiter aus metallischem Film in der Struktur der Fig. 1 geeignet ist;
  • Fig. 3 ein Schnitt durch die Maske der Fig. 2 ist;
  • Fig. 4 eine teilweise stilisierte perspektivische Darstellung des Sputtergeräts zur Beschichtung der Maske der Fig. 2 gemäß der Erfindung ist; und
  • Fig. 5 eine teilweise stilisierte Seitenansicht des Gerätes der Fig. 4 ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Fig. 1 zeigt einen Teil eines elektrischen Schaltkreises, der in Form eines Mehrlagen-Multi-Chip-Moduls 10 aufgebaut ist, in dem die Schaltungschips 12 durch die leitenden Pfade 14, die durch Verwendung der in der Erfindung beschriebenen Maske hergestellt werden können, elektrisch miteinander verbunden sind. Die Chips 12 liegen auf einer Basis 16 auf, welche als Laminat mit einzelnen, aus keramischem Material gebildeten Schichten 18 aufgebaut ist und verschiedene leitende Pfade 14 trägt. Eine diskrete Verdrahtung 20 auf der obersten Schicht erlaubt die Verbindung mit einzelnen der Chips 12. Im Hinblick auf die Funktionen der leitenden Pfade 14 auf jeder der Schichten 18 können die Schichten der obersten Gruppe 22 als Umverteilungsschichten, die der mittleren Gruppe 24 als Signalverteilungsschichten und die der unteren Gruppe 26 als Leistungsverteilungsschichten verwendet werden.
  • Jede Schicht 18 wird mit Hilfe der in der Erfindung beschriebenen Maske einzeln aus einem weichen "green sheet" aus ungebranntem Keramikmaterial hergestellt; die Maske wird in Verbindung mit einer bekannten Extruderdüse (nicht dargestellt) verwendet, welche eine elektrisch leitfähige Paste durch die Aperturen in der Maske hindurchpreßt, um so die elektrisch leitenden Pfade 14 auf den jeweiligen Schichten 18 zu formen. Nachdem die leitfähige Paste niedergeschlagen ist, wird eine Keramikplatte mit der darauf niedergeschlagenen leitfähigen Paste bei erhöhten Temperaturen gebrannt, damit das Keramikmaterial und die Paste aushärten, um so eine feste und starre Struktur für die Schicht zu bilden, auf der sich die formstabilen stromleitenden Pfade befinden. Das Verfahren zum Aufdrucken der leitenden Pfade 14 auf einer einzelnen Schicht 18 mit Hilfe einer Maske ist bekannt und muß daher an dieser Stelle zum besseren Verständnis der Erfindung nicht erläutert werden. Darüber hinaus sind auch die photolithographischen Techniken zur Bildung der Maske mit einem Geflecht oder Sieb auf einer Seite der Maske und einem Schablonenformat auf der rückwärtigen Seite der Maske bekannt und bedürfen daher keiner näheren Beschreibung.
  • Fig. 2 zeigt eine fragmentarische Ansicht einer Maske 28, die entsprechend der Erfindung aufgebaut ist und eine Geflechtschicht 30 angrenzend an eine Schablonenschicht 32 enthält. Entsprechend der Schnittzeichnung der Maske 28 der Fig. 3 ist die Geflechtschicht 30 als Tragrahmen 34 ausgebildet, der über eine Anordnung von Aperturen 36 verfügt, durch die das durch die Maske 28 extrudierte Pastenmaterial hindurchgesiebt wird. In Fig. 2 wurde ein Teil der Schablonenschicht 32 entfernt, um die Anordnung der Aperturen 36 in der Geflechtschicht 30 darzustellen. Die Schablonenschicht 32 enthält Ausschnitte, die entsprechend den Merkmalen geformt sind, die als die elektrisch leitende Folie der Pfade 14 in Fig. 1 geformt werden sollen. Zu diesen Merkmalen gehören längliche Ausschnitte 38 zur Bildung eines leitenden Pfades und kreisförmige Ausschnitte 40 zur Herstellung elektrischer Verbindungen mit Verbindungslöchern 42 der Fig. l, wodurch Signale zwischen den Schichten 18 geleitet werden.
  • Beide Schichten 30 und 32 sind aus Metall aufgebaut, wie zum Beispiel Kupfer, rostfreier Stahl oder Molybdän.
  • Bei Kupfer wird zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischer Interaktion zwischen der Maske und dem Material der Paste eine Nickelbeschichtung verwendet. Nickel bietet jedoch keine gute Abriebfestigkeit und bringt somit keine Verlängerung der Gebrauchsdauer der Maske. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde aufgrund der besseren Formstabilität und der Abriebfestigkeit gegenüber dem Pastenmaterial Molybdän als Verbundwerkstoff des mit Nickel überzogenen Kupfers oder rostfreien Stahls verwendet. Die Paste, die bekannt ist, besteht aus in Harz und einem Lösungsmittel dispergiertem Molybdän-Pulver.
  • Auch wenn die Maske 28 aus reinem Molybdän aufgebaut ist, ist ihre Lebensdauer letztendlich auf mehrere hundert Durchgänge, möglicherweise bis zu 700 Durchgänge, beim Aufdrucken der leitenden Pfade 14 auf die Schichten 18 der Fig. 1 begrenzt. Durch die Bauweise der Maske 28 entsprechend der Erfindung, in der das Molybdän mit einer formstabilen und abriebfesten Beschichtung versehen wird, wird die Lebensdauer der Maske in einer Größenordnung verlängert, die wesentlich mehr Druckvorgänge mit der Maske 28 ermöglicht, als bisher erreicht werden konnten.
  • Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Herstellungsstufe der Maske, in der auf alle Oberflächen der Maske 28, die mit dem Pastenmaterial in Kontakt kommen können, eine Beschichtung aufgebracht wird; hierzu gehören die Außenflächen der Geflechtschicht 30 und der Schablonenschicht 32 sowie die Aperturen 36 in den Ausschnitten 38 und 40. Das Gerät der Fig. 4 und 5 wird für eine Titannitridbeschichtung gezeigt, wobei es sich versteht, daß das Gerät auch für andere Beschichtungen, wie z. B. Zirkonnitrid, verwendet werden kann.
  • Die Beschichtung wird in einem Sputterverfahren in einer Kammer 44 aufgetragen, die teilweise als Durchsichtsbild dargestellt ist. Die Kammer 44 wird nach Evakuierung der darin enthaltenen Luft mit Argon gefüllt, eine Argonquelle 46 ist graphisch in der Fig. 4 dargestellt. Eine Titannitridbeschichtung in Form eines dünnen Films mit einer Dicke im Bereich von 2,0·10&supmin;¹³-6,0·10&supmin;¹³ Metern (2000-6000 Angström) soll mit Hilfe des Kathodenzerstäubungsverfahrens in einer Umgebung eines Plasmas aus geladenen Argonatomen niedergeschlagen werden.
  • Das Titan wird von einem Titantarget 48 geliefert, welches oberhalb der Maske 28 angeordnet ist. Aus einer Quelle 50 wird Stickstoff über einen Verteiler 52 zugegeben, welcher das Target 48 umgibt und koaxial zu diesem angeordnet ist. Sowohl der Verteiler 52 als auch das Target 48 haben einer rechteckige oder quadratische Form. Der Verteiler 52 besteht aus vier Hohlarmen mit Öffnungen 54, die als Düsen für die Zerstäubung des Stickstoffgases in einem Winkel von etwa 45 Grad bezogen auf die Ebene des Targets 48 dienen, so daß der Stickstoff in dem Raum unmittelbar oberhalb der Maske 28 gleichmäßig verteilt wird. Die 45-Grad-Neigung der Stickstoffdüsen gewährleistet, daß der aus den Öffnungen 54 als Sprühstrahl austretende Stickstoff vom Target 48 weggeleitet wird und so eine Reaktion zwischen dem Stickstoff und dem Titan des Targets 48 an der Oberfläche des Targets 48 verhindert wird.
  • Das Target 48 und die Maske 28 werden entsprechend der Standard-Sputtertechnologie aus den Spannungsquellen 56 und 58 geladen. Die Maske 28 wird in einer Abtastvorrichtung 60 gehalten, welche die Maske 28 sowohl in Richtung X als auch in Richtung Y parallel zur Ebene des Targets 48 bewegt, um Titan- und Stickstoffatome gleichmäßig auf der Oberfläche der Maske 28 niederzuschlagen.
  • Beim Sputtern von Titan oder Zirkon wendet man das Gleichstrom-Magnetron-Sputterverfahren an. Bei Silikon wendet man das RF (Radiofrequenz)-Sputterverfahren an. Es wird eine konventionelle im Handel erhältliche Sputterkammer verwendet. Argon wird mit einem Druck von 10 Millitorr in der Kammer 44 angewendet. Der Verteiler 52 ist aus rostfreiem Stahl gefertigt. Die Öffnungen 54 im Verteiler 52 können verschieden groß sein; so sind die Öffnungen an den Ecken des Verteilers 52 zum Beispiel größer, um den größeren Abstand der Öffnungen von der Mitte des Targets 48 durch die Abgabe größerer Mengen von Stickstoff auszugleichen. Hierdurch wird eine gleichmäßigere Verteilung des Stickstoffs erzielt. Ein typischer Spannungswert, der von der Quelle 56 an das Titan-Target 48 angelegt wird, ist +400 V. Ein typischer Spannungswert der Quelle 58 an der Molybdänmaske 28 ist -150 V.
  • In Anwesenheit des Plasmas und der elektrischen Felder, die durch die Spannungsquellen 56 und 58 aufgebaut werden, reagieren die positiven Titanatome und die Stickstoffatome miteinander und bilden die Verbindung Titannitrid an der Oberfläche der Maske 28, wobei die negative Spannung der Maske 28 die positiven Titanionen entlädt. Die Titannitrid-Beschichtung hat einen spezifischen Widerstand von 40 Mikroohm-Zentimeter. Die Stöchiometrie des Titannitrids liegt vorzugsweise bei 1 : 1 für die Titan- und die Stickstoffatome, das Verhältnis kann durch Verändern des Stickstoffteildruckes verändert werden. Das Verhältnis von 1 : 1 erreicht man mit einem Stickstoffteildruck von 6 % und einem Argonteildruck von 94 %. Der Teildruck des Stickstoffs kann mit einem Restgasanalysator gemessen werden (nicht eingezeichnet), der zur Messung der Stickstoffkonzentration an die Kammer 44 angebaut wird. Entsprechend der von diesem Gasanalysator gemessenen Konzentration kann der Teildruck des Stickstoffs mit herkömmlichen Verfahren durch Regelung der Stickstoffmenge von der Quelle 50 gesteuert werden.
  • Es wurde festgestellt, daß durch andere Beschichtungsmethoden eine Beschichtung mit Siliziumnitrid durch chemische Aufdampfung (CVD) möglich ist. In diesem Verfahren werden Silan und Stickstoff verwendet, die durch Reaktion Siliziumnitrid und Wasserstoff erzeugen. Das Siliziumnitrid schlägt sich auf der Maske als dünne Schicht nieder, wenn sich die Maskentemperatur im Bereich von 500-600 Grad Celsius bewegt.
  • Der Erfolg des Titannitrids im Hinblick auf die Verlängerung der Lebensdauer der Maske im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist wahrscheinlich auf seine sehr hohe Abriebfestigkeit zurückzuführen. Titannitrid wird zum Beispiel für die Beschichtung von Gesteinsbohrmeißeln verwendet. Die Beschichtung durch Aufsputtern gewährleistet, daß die Titannitridmoleküle sich fest mit dem Molybdän verbinden. Das Molybdän ist formstabil, der dünne Film aus Titannitrid bleibt demnach formstabil und bietet gleichzeitig eine abriebfeste Oberfläche gegenüber der Paste, die durch die Maske extrudiert wird. Man ist der Ansicht, daß andere harte Substanzen, wie zum Beispiel Siliziumkarbid, auch als dünne Beschichtung auf einem formstabilen Material niedergeschlagen werden können, um eine Maske mit höherer Lebensdauer gemäß der Erfindung herzustellen.
  • Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung ist lediglich als illustratives Beispiel zu verstehen, für die Fachleute können entsprechende Änderungen möglich sein. Demnach ist diese Erfindung nicht als begrenzt auf das hierin beschriebene Ausführungsbeispiel zu betrachten, sondern begrenzt auf die Definitionen der Ansprüche im Anhang.

Claims (4)

1. Eine Maske für den Niederschlag einer elektrisch leitenden Paste, die folgendes enthält:
ein metallisches Substrat, eine erste Oberfläche des Substrats, die eine Schablone des vorbestimmten Formats bildet, und eine zweite Oberfläche gegenüber der ersten Oberfläche mit einer Anordnung von Aperturen, die mit der Schablonenfläche in Verbindung stehen, um den Durchtritt eines elektrisch leitenden Pastenmaterials durch diese zu ermöglichen; und
gekennzeichnet dadurch, daß die Maske mit einer Verbindung aus Stickstoff und mindestens einem Element der Gruppe bestehend aus Titan, Zirkon und Silizium beschichtet ist.
2. Eine Maske gemäß Anspruch 1, in der das metallische Substrat aus Molybdän gebildet ist und die Beschichtung eine Dicke von 0,2 um bis 0,6 um aufweist (2000 Å-6000 Å).
3. Verwendung einer Maske gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 2 für den Niederschlag eines elektrisch leitenden Pastenmaterials auf einer Basis bei der Herstellung einer elektrischen Schaltung, wobei die Maske über durch diese hindurchgehende Aperturen von der ersten Oberfläche zur zweiten Oberfläche der Maske verfügt, um die Formen der Bereiche des elektrisch leitenden Pastenmaterials festzulegen, welches auf der Basis aufgebracht wird,
wobei die genannte Beschichtung gleichmäßig in den genannten Aperturen und auf der genannten ersten Oberfläche und der genannten zweiten Oberfläche niedergeschlagen wird, um der genannten Maske gegenüber dem elektrisch leitenden Pastenmaterial eine gewisse Schmierfähigkeit und Abriebfestigkeit zu verleihen.
4. Ein Verfahren zur Herstellung einer Maske gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, welches folgende Stufen umfaßt:
Herstellung eines metallischen Substrats, einer ersten Oberfläche des Substrats, eine Schablone bildend, und einer zweiten Oberfläche gegenüber der ersten Oberfläche, mit einer Anordnung von Aperturen, welche mit der Schablonenfläche in Verbindung stehen;
Aufsputtern eines Elementes der Gruppe bestehend aus Titan, Zirkon und Silizium, durch Verwendung eines der genannten Elemente als Target;
gleichzeitige Entladung von Stickstoff in Richtung auf das metallische Substrat, wodurch eine Interaktion zwischen dem Stickstoff und dem Target vermieden wird, um eine Beschichtung aus einer Verbindung von Stickstoff und dem genannten Element auf dem metallischen Substrat zu erreichen.
DE87106470T 1986-09-15 1987-05-05 Maske zum Niederschlag von Pastenmaterial. Expired - Fee Related DE3785826T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/907,268 US4803110A (en) 1986-09-15 1986-09-15 Coated mask for photolithographic construction of electric circuits

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3785826D1 DE3785826D1 (de) 1993-06-17
DE3785826T2 true DE3785826T2 (de) 1993-10-28

Family

ID=25423797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE87106470T Expired - Fee Related DE3785826T2 (de) 1986-09-15 1987-05-05 Maske zum Niederschlag von Pastenmaterial.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4803110A (de)
EP (1) EP0267359B1 (de)
JP (1) JPS6377787A (de)
DE (1) DE3785826T2 (de)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5063660A (en) * 1988-05-26 1991-11-12 Siemens Aktiengesellschaft Method for manufacturing preforms coated with hard solder for repairing interconnect interruptions
US4953460A (en) * 1989-10-02 1990-09-04 At&T Bell Laboratories Method and apparatus for screen printing
JPH0661926B2 (ja) * 1990-02-14 1994-08-17 株式会社鈴寅整染工場 印刷用スクリーンの製造方法
US5195243A (en) * 1992-02-28 1993-03-23 General Motors Corporation Method of making a coated porous metal panel
US5527586A (en) * 1992-03-18 1996-06-18 Printron, Inc. Apparatus and method for depositing metal particles on a dielectric substrate
US5814367A (en) * 1993-08-13 1998-09-29 General Atomics Broadband infrared and signature control materials and methods of producing the same
US5502400A (en) * 1994-02-15 1996-03-26 International Business Machines Corporation Logically configurable impedance matching input terminators for VLSI
US6235105B1 (en) 1994-12-06 2001-05-22 General Atomics Thin film pigmented optical coating compositions
US5819652A (en) * 1994-12-14 1998-10-13 International Business Machines Corporation Reduced cavity depth screening stencil
TW289901B (de) * 1994-12-28 1996-11-01 Ricoh Microelectronics Kk
US5669972A (en) * 1995-04-27 1997-09-23 International Business Machines Corporation Flex tab thick film metal mask
GB2307446A (en) * 1995-11-25 1997-05-28 Ibm Solder paste deposition
JPH11510754A (ja) * 1996-06-11 1999-09-21 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ ステンシル印刷法による平基板上へのトラック形成方法
DE19640285C2 (de) * 1996-09-30 1998-11-12 Siemens Nixdorf Inf Syst Vorrichtung zum Auftragen von Lötpaste auf die Kontaktelemente von Ball Grid Array-Bauteilen
US5744214A (en) * 1997-01-30 1998-04-28 International Business Machines Corporation Corrosion resistant molybdenum mask
US6669781B2 (en) * 1997-09-23 2003-12-30 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for improving stencil/screen print quality
US6194085B1 (en) 1997-09-27 2001-02-27 International Business Machines Corporation Optical color tracer identifier in metal paste that bleed to greensheet
US5927193A (en) * 1997-10-16 1999-07-27 International Business Machines Corporation Process for via fill
US6002951A (en) * 1997-11-12 1999-12-14 International Business Machines Corporation Multi-layer ceramic substrate having high TC superconductor circuitry
US6045615A (en) * 1998-01-28 2000-04-04 International Business Machines Corporation Homogeneous screening nozzle
US6089151A (en) * 1998-02-24 2000-07-18 Micron Technology, Inc. Method and stencil for extruding material on a substrate
US5878661A (en) * 1998-07-13 1999-03-09 Ford Motor Company Self-shearing stencil
US6095041A (en) * 1999-07-22 2000-08-01 International Business Corporation Stencil mask with channels including depressions
US6217989B1 (en) 1999-12-10 2001-04-17 International Business Machines Corporation Conductive line features for enhanced reliability of multi-layer ceramic substrates
DE102005045350B4 (de) * 2005-09-22 2009-07-16 Siemens Ag Druckschablone eines SMT-Prozesses
JP2011201054A (ja) * 2010-03-24 2011-10-13 Panasonic Corp スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法
CN101928926A (zh) * 2010-07-20 2010-12-29 潘宇强 氮化铬新型复合材料的smt金属掩膜板之制作方法
CN101932200A (zh) * 2010-07-20 2010-12-29 潘宇强 碳化钛新型复合材料的smt金属掩膜板之制作方法
CN101906615A (zh) * 2010-07-20 2010-12-08 潘宇强 氮化钛新型复合材料的smt金属掩模板之制作方法
DE102011003287A1 (de) * 2011-01-27 2012-08-02 Christian Koenen Gmbh Druckschablone zum Aufbringen eines Druckmusters auf ein Substrat und Verfahren zum Herstellen einer Druckschablone
WO2013022097A1 (ja) * 2011-08-10 2013-02-14 太陽化学工業株式会社 プライマー薄膜を含む構造体及び該構造体の製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1564896A1 (de) * 1966-08-30 1970-01-08 Telefunken Patent Halbleiteranordnung
GB1260468A (en) * 1968-03-28 1972-01-19 Nat Res Dev Improvements in or relating to the formation of connections on microelectronic circuits
US3802078A (en) * 1971-06-07 1974-04-09 P Denes Cutting device and method for making same
AT350285B (de) * 1974-08-07 1979-05-25 Plansee Metallwerk Mit einem ueberzug versehene, metallische gebrauchsgegenstaende
US4006073A (en) * 1975-04-03 1977-02-01 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Thin film deposition by electric and magnetic crossed-field diode sputtering
US4169913A (en) * 1978-03-01 1979-10-02 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Coated tool steel and machining tool formed therefrom
CH640885A5 (de) * 1978-07-21 1984-01-31 Suisse Horlogerie Rech Lab Mit einem harten ueberzug versehene maschinenelemente.
US4260658A (en) * 1979-06-21 1981-04-07 Kobe, Inc. Erosion resistant surface
JPS581067A (ja) * 1981-06-26 1983-01-06 Toshiba Corp 装飾用金属窒化物皮膜の形成法
JPS5831336A (ja) * 1981-08-19 1983-02-24 Konishiroku Photo Ind Co Ltd ホトマスク素材
IL63802A (en) * 1981-09-11 1984-10-31 Iscar Ltd Sintered hard metal products having a multi-layer wear-resistant coating
US4411960A (en) * 1981-12-21 1983-10-25 Gte Products Corporation Articles coated with wear-resistant titanium compounds
EP0089818A3 (de) * 1982-03-23 1985-04-03 United Kingdom Atomic Energy Authority Beschichtung von Schneideklingen
US4406668A (en) * 1982-05-20 1983-09-27 Gte Laboratories Incorporated Nitride coated silicon nitride cutting tools
US4406670A (en) * 1982-05-20 1983-09-27 Gte Laboratories Incorporated Nitride coated composite modified silicon aluminum oxynitride cutting tools

Also Published As

Publication number Publication date
EP0267359B1 (de) 1993-05-12
JPS6377787A (ja) 1988-04-07
EP0267359A2 (de) 1988-05-18
US4803110A (en) 1989-02-07
DE3785826D1 (de) 1993-06-17
EP0267359A3 (en) 1989-04-26
JPH0583080B2 (de) 1993-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3785826T2 (de) Maske zum Niederschlag von Pastenmaterial.
DE3485829T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung eines isolierten substrates.
DE3316693C2 (de)
EP0195223B1 (de) Herstellung metallischer Strukturen auf Nichtleitern
EP1041169A1 (de) Vorrichtung zur Beschichtung von Substraten durch Aufdampfen mittels eines PVD-Verfahrens
EP0016306A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen Glas-Keramik-Packung für die Befestigung von Halbleitervorrichtungen
DE3810237C2 (de)
DE2300813C3 (de) Verfahren zum Herstellen eines verbesserten Dünnschicht-Kondensators
DE102008051921A1 (de) Mehrschichtsystem mit Kontaktelementen und Verfahren zum Erstellen eines Kontaktelements für ein Mehrschichtsystem
EP1711643A2 (de) Verfahren zur herstellung eines ultrabarriere-schichtsystems
DE3534886C2 (de)
EP0549791B1 (de) Mehrlagenleiterplatte und verfahren zu ihrer herstellung
DE68908520T2 (de) Durch Zerstäubung abgeschiedene Nickelschicht und Verfahren zu deren Abscheidung.
EP0136364B1 (de) Verfahren und Anordnung zum selektiven, selbstjustierten Aufbringen von Metallschichten und Verwendung des Verfahrens
WO2007054073A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur herstellung von licht emittierenden elementen mit organischen verbindungen
DE2251829A1 (de) Verfahren zur herstellung metallisierter platten
DE3716235A1 (de) Herstellung von polymer-metallverbindungen durch abscheidung in glimmentladungszonen
DE10041506A1 (de) Verfahren zur Erzeugung eines Leiterbildes auf einer Schaltplatte
EP0329845A1 (de) Verfahren zur Herstellung fest haftender metallischer Strukturen auf Polyimid
DE69228374T2 (de) Herstellungsverfahren für ein Substrat vom Filmträgertyp
DE4115316A1 (de) Duennfilm-mehrlagenschaltung und verfahren zur herstellung von duennfilm-mehrlagenschaltungen
DE3206421A1 (de) Verfahren zum herstellen von schichten aus hochschmelzenden metallen bzw. metallverbindungen durch abscheidung aus der dampfphase
DE10129313C1 (de) Sputterverfahren und Vorrichtung zur Beschichtung und/oder Oberflächenbehandlung von Substraten
EP0222739A2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Transmissionsmaske
DD281076A1 (de) Verfahren zur herstellung eines mehrebenensubstrates

Legal Events

Date Code Title Description
8339 Ceased/non-payment of the annual fee