WO1996029729A1 - Verfahren zum aufbringen einer metallisierung auf einem isolator und zum öffnen von durchgangslöchern in diesem mittels derselben maske - Google Patents

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Abstract

Beschrieben ist ein Verfahren, mit dem auf einem Isolator eine Metallisierung aufgebracht werden kann und mit derselben Maske in dem Isolator Durchgangslöcher geöffnet werden. Ein Substrat (1) hat eine erste (3) und eine zweite (4) Isolierschicht auf der Oberfläche (2) des Substrats (1), eine Abdeckschicht (5) auf der zweiten Isolierschicht (4), eine strukturierte Maskenschicht (6) auf der Abdeckschicht (5) sowie von der Substratrückseite bis an die Substratoberfläche (2) reichende, mit Metall gefüllte Durchgangsöffnungen (7). Die Maskenschicht (6) ist so struckturiert, dass sie in den Bereichen über den Durchgangsöffnungen (7) und in den mit einer Metallschicht (8) zu belegenden Bereichen Öffnungen aufweist. Die Abdeckschicht (5) wird in den nicht von der strukturierten Maskenschicht (6) bedeckten Bereichen mittels eines ersten Ätzprozesses geöffnet. Danach wird die zweite Isolierschicht (4) in den über den gefüllten Durchgangsöffnungen (7) liegenden Bereichen unter Verwendung einer dielektrischen Maske laserablattiert. Anschliessend wird gleichzeitig die erste Isolierschicht (3) in den über den gefüllten Durchgangsöffnungen (7) liegenden Bereichen und die zweite Isolierschicht (4) in den mit einer Metallschicht (8) zu belegenden Bereichen mittels eines zweiten Ätzprozesses geöffnet, wobei die Durchgangsöffnungen (7) von der ersten Isolierschicht (3) vollständig befreit werden, in den mit einer Metallschicht (8) zu belegenden Bereichen die zweite Isolierschicht (4) vollständig entfernt wird und die erste Isolierschicht (3) auf der Substratoberfläche (2) im wesentlichen erhalten bleibt.

Description

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

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Verfahren zum Aufbringen einer Metallisierung auf einem Isolator und zum Öffnen von Durchgangslöchern in diesem mittels derselben Maske mit den folgenden Schritten:
Bereitstellen eines Substrats (1) mit einer ersten (3) und einer zweiten (4) Isolierschicht auf der Oberfläche (2) des Substrats (1), einer Abdeckschicht (5) auf der zweiten Isolierschicht (4), einer strukturierten Maskenschicht (6) auf der Abdeckschicht (5) sowie mit von der Substratrückseite bis an die Substratoberfläche (2) reichenden und mit Metall gefüllten Durchgangsöffnungen (7), wobei die Maskenschicht (6) so strukturiert ist, daß sie in den Bereichen über den Durchgangsöffnungen (7) und in den mit einer Metallschicht zu belegenden Bereichen Öffnungen aufweist;
Öffnen der Abdeckschicht (5) in den nicht von der strukturierten Maskenschicht (6) bedeckten Bereichen mittels eines ersten Ätzprozesses;
Laserablattieren der zweiten Isolierschicht (4) in den über den gefüllten Durchgangsöffnungen (7) liegenden Bereichen unter Verwendung einer dielektrischen Maske; gleichzeitiges Öffnen der ersten Islolierschicht (3) in den über den gefüllten Durchgangsöffnungen (7) liegenden Bereichen und der zweiten Isolierschicht (4) in den mit einer Metallschicht zu belegenden Bereichen mittels eines zweiten Ätzprozesses, wobei die Durchgangsöffnungen (7) von der ersten Isolierschicht (3) vollständig befreit werden, in den mit einer Metallschicht zu belegenden Bereichen die zweite Isolierschicht (4) vollständig entfernt wird und die erste Isolierschicht (3) auf der Substratoberfläche (2) im wesentlichen erhalten bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1 wobei der erste Atzprozess ein Ätzen mit reaktiven Ionen wie CHF3, CF4 oder C12/SF6 oder naßchemisches Ätzen umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 wobei der zweite Atzprozess ein Ätzen mit reaktiven Sauerstoffionen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 wobei die erste Isolierschicht (3) aus einem organischen Material besteht und vorzugsweise ein Polyimid ist.
Verfahren nach Anspruch 1 wobei das Laserablattieren die zweite Isolierschicht (4) in den über den gefüllten Durchgangsöffnungen (7) liegenden Bereichen nicht vollständig entfernt und wobei der zweite Atzprozess in zwei Teilschritten abläuft. 6. Verfahren nach Anspruch 5 wobei im ersten Teilschritt des zweiten Ätzprozesses die zweite Isolierschicht (4) in den über den gefüllten Durchgangsöffnungen (7) liegenden Bereichen vollständig entfernt wird und im zweiten Teilschritt des zweiten Ätzprozesses die zweite Isolierschicht (4) lateral so zurückgeätzt wird, daß die Abdeckschicht (5) über die zweite Isolierschicht (4) überhängt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6 wobei der erste Teilschritt des zweiten Ätzprozesses naßchemisches Ätzen oder ein Ätzen mit reaktiven Ionen in mehreren Schritten umfaßt und wobei der zweite Teilschritt des zweiten Ätzprozesses ein Ätzen mit reaktiven Sauerstoffionen ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7 wobei die erste Isolierschicht (3) ein anorganisches Material ist und das anorganische Material Siliziumoxid, Siliziumnitrid und Polysilizium umfaßt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 wobei die strukturierte Maskenschicht (6) auf der Abdeckschicht (5) eine strukturierte Photolackschicht umfaßt und die Abdeckschicht (5) aus Hexamethyldisilazan, Silizium, Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder einem Metall besteht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit den weiteren Schritten: Bedampfen des Substrats (1) mit Metall (8) und
Ablösen der aus der ersten (3) und der zweiten (4) Isolierschicht sowie der mit Metall (8) bedampften Abdeckschicht (5) bestehenden Strukturen von der Substratoberfläche (2), wobei die Durchgangsöffnungen (7) und die mit einer Metallschicht (8) zu belegenden Bereiche über der im wesentlichen erhaltenen ersten Isolierschicht (3) vollständig mit Metall (8) bedeckt bleiben.
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Families Citing this family (7)

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

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5173442A (en) * 1990-07-23 1992-12-22 Microelectronics And Computer Technology Corporation Methods of forming channels and vias in insulating layers

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4720470A (en) * 1983-12-15 1988-01-19 Laserpath Corporation Method of making electrical circuitry
US4904506A (en) * 1986-01-03 1990-02-27 International Business Machines Corporation Copper deposition from electroless plating bath
FR2598256B1 (fr) * 1986-04-30 1988-07-08 Thomson Csf Procede de gravure seche selective de couches de materiaux semi-conducteurs iii-v, et transistor obtenu par ce procede.
IT1191977B (it) * 1986-06-30 1988-03-31 Selenia Ind Elettroniche Tecnica per allineare con fotolitografia convenzionale una struttura sul retro di un campione con alta precisione di registrazione
US4807022A (en) * 1987-05-01 1989-02-21 Raytheon Company Simultaneous formation of via hole and tub structures for GaAs monolithic microwave integrated circuits
US5111278A (en) * 1991-03-27 1992-05-05 Eichelberger Charles W Three-dimensional multichip module systems
EP0536431B1 (de) * 1991-10-07 1994-11-30 Siemens Aktiengesellschaft Laserbearbeitungsverfahren für einen Dünnschichtaufbau
US5391516A (en) * 1991-10-10 1995-02-21 Martin Marietta Corp. Method for enhancement of semiconductor device contact pads
US5304511A (en) * 1992-09-29 1994-04-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Production method of T-shaped gate electrode in semiconductor device
US5374792A (en) * 1993-01-04 1994-12-20 General Electric Company Micromechanical moving structures including multiple contact switching system
US5426072A (en) * 1993-01-21 1995-06-20 Hughes Aircraft Company Process of manufacturing a three dimensional integrated circuit from stacked SOI wafers using a temporary silicon substrate
US5462897A (en) * 1993-02-01 1995-10-31 International Business Machines Corporation Method for forming a thin film layer
US5518956A (en) * 1993-09-02 1996-05-21 General Electric Company Method of isolating vertical shorts in an electronic array using laser ablation
US5524339A (en) * 1994-09-19 1996-06-11 Martin Marietta Corporation Method for protecting gallium arsenide mmic air bridge structures
EP0804806A1 (de) * 1994-12-22 1997-11-05 Benedict G. Pace Invertiertes chip modul hoher packungsdichte
US5616524A (en) * 1995-12-22 1997-04-01 General Electric Company Repair method for low noise metal lines in thin film imager devices

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5173442A (en) * 1990-07-23 1992-12-22 Microelectronics And Computer Technology Corporation Methods of forming channels and vias in insulating layers

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
G.T. CHIU ET AL.: "Process for Multilayer Metal Technology", IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN, vol. 25, no. 10, NEW YORK US, pages 5309 - 5314 *
J. PALLEAU ET AL.: "Fabrication d un réseau d interconnexions haute densité pour modules avancés multi-puces par une technique de lift-off", JOURNAL DE PHYSIQUE, vol. 3, no. 4, PARIS FR, pages 793 - 804 *
SPIE Physical Concepts of Materials for Novel Optoelectronic Device Applications I: Materials Growth and Characterization, Aachen, Deutschland, *

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