DE2015841C3 - Verfahren zur Herstellung einer strukturierten, vorzugsweise metallischen Schicht auf einem Grundkörper - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer strukturierten, vorzugsweise metallischen Schicht auf einem GrundkörperInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer strukturierten, vorzugsweise
metallischen Schicht auf einem Grundkörper aus halbleitendem oder isolierendem Material.
Bei einem bekannten Verfahren zur Bildung einer strukturierten Metallschicht auf einer Unterlage
(Substrat) wird zunächst auf diese eine Metallschicht aufgedampft. Die Metallschicht kann beispielsweise
aus Aluminium bestehen. Aber auch andere Materialien, wie Titan, Kupfer, Molybdän oder Gold sind geeignet.
Diese Metallschicht wird mit einer Schicht Fotolack versehen, der dann entsprechend den gewünschten
Strukturen der Metallschicht belichtet wird. Nach dem Ablösen des belichteten Fotolacks
werden die dadurch frei liegenden Teile der Metallschicht abgeätzt. Schließlich werden die restlichen Bereiche
des Fotolacks abgelöst und entfernt.
Die auf diese Weise hergestellte Metallschicht enthält außer den gewünschten geätzten Strukturen möglicherweise
noch kleine Löcher oder Poren. Diese unerwünschten Löcher haben ihre Ursachen in undichten
Lackstellen beim Ätzen oder in Fehlern der Vorlagemaske beim Belichten der Lackschicht. Aber
auch Primärlöcher in der zuerst aufgedampften Metallschicht, die von locker haftenden Partikeln auf dem
Substrat vor dem Aufdampfen oder von Metallspritzern von der Aufdampfquelle herrühren können, führen
zu derartigen Fehlern.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, in einem einfachen
Verfahren Schichten auf einem Grundkörper herzustellen, ohne daß diese Schichten unerwünschte
Löcher aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das folgende Verfahren gelöst:
a) Aufbringen einer ersten, vorzugsweise metallischen Schicht auf den Grundkörper,
b) Aufbringen einer Maskierungsschicht auf die erste Schicht,
c) Entfernen von Teilen der Maskierungsschicht derart, daß die Maskierungsschicht die für die
erste Schicht gewünschte Struktur aufweist,
d) Erwärmen der verbliebenen, strukturierten
Maskierungsschicht derart, daß sich kleine unerwünschte, in der Maskierungsschicht vorhandene
Poren oder Löcher schließen,
e) Entfernen der durch die in die Maskierungsschicht,
entsprechend der gewünschten Struktur, eingebrachten öffnungen freigelegten ersten
Schicht,
f) Entfernen der verbliebenen Maskierungsschicht. Durch das Erwärmen oder Ausheizen der verblie-
benen, strukturierten Maskierungsschicht wird erreicht, daß sich kleine unerwünschte öffnungen in der
Maskierungsschicht schließen. Darüber hinaus ist es aber auch möglich, daß sich die in die Maskicrungs-
schicht zu deren Strukturierung eingebrachten Löcher etwas verkleinern. Dies kann aber dadurch vermieden
werden, daß diese Löcher zunächst etwas größer als gewünscht in die Maskierungsschicht eingebracht
werden. Nach dem Erwärmen oder Ausheizen weisen sie dann die angestrebte Größe auf.
Die Erfindung erlaubt die Herstellung von auf einem Grundkörper angeordneten Metallschichten,
weiche keine unerwünschten Löcher aufweisen. Das angegebene Verfahren besitzt darüber hinaus noch
den Vorteil, daß es lediglich einen zusätzlichen Schritt erfordert, um zum Ziel dieser Erfindung zu gelangen.
Dieser Schritt, der im Ausheizen der Maskierungsschicht besteht, läßt sich zudem schnell durchführen
und ist leicht kontrollierbar.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird zur Lösung der oben gestellten Aufgabe das folgende
Verfahren vorgeschlagen:
a) Aufbringen einer ersten, vorzugsweise metallischen Schicht auf den Grundkörper,
b) Aufbringen einer Maskierungsschicht auf die erste Schicht,
c) Entfernen von Teilen der Maskierung--ichicht
derart, daß die Maskierungsschicht die für die erste Schicht gewünschte Struktur aufweist,
d) Entfernender dadurch freigelegten Bereiche der ersten Schicht,
e) Entfernender verbliebenen Maskierungsschicht,
f) erneutes Aufbringen einer weiteren Maskierungsschicht auf die erste Schicht und den durch
die erste Schicht freigelegten Grundkörper,
g) Entfernen der weiteren Maskierungsschicht, derart, daß die verbleibende weitere Maskierungsschicht
die gewünschten öffnungen durch die erste Schicht zum Grundkörper bedeckt,
h) Aufbringen einer zweiten, vorzugsweise metallischen Schicht auf die erste Schicht, die verbliebene
Maskierungsschicht und den durch unerwünschte Offnungen in der ersten Schicht an die
Oberfläche tretenden Grundkörper,
i) Entfernen der verbliebenen weiteren Maskierungsschicht, und der auf dieser vorhandenen Bereiche der zweiten Schicht.
Dieses Verfahren kann zur Erzielung genauer Metallschichten beispielsweise auch dann mit Vorteil angewendet werden, wenn die gesamte Anordnung eine Temperaturbehandlung nicht erlaubt 3der nicht wünschenswert erscheinen läßt.
i) Entfernen der verbliebenen weiteren Maskierungsschicht, und der auf dieser vorhandenen Bereiche der zweiten Schicht.
Dieses Verfahren kann zur Erzielung genauer Metallschichten beispielsweise auch dann mit Vorteil angewendet werden, wenn die gesamte Anordnung eine Temperaturbehandlung nicht erlaubt 3der nicht wünschenswert erscheinen läßt.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß als Maskierungsschicht eine etwa 1 μιη dicke fotoempfindliche
Schicht verwendet wird.
Schließlich ist auch noch vorteilhaft, daß als erste und zweite Schicht Chromrchichten verwendet werden.
Diese können in einfacher Weise bis zu einer Schichtdicke von etwa 0,1 μπι auf den Grundkörper
aufgedampft oder aufgesputtert werden.
Die vorliegende Erfindung läßt sich besonders vorteilhaft bei der S'licium-Planartechnologie anwenden.
Ein wesentlicher Bestandteil dieser Technologie sind fotolithografische Prozesse. Dabei wird ein lichtempfindlicher
Lack durch eine hell/dunkelstrukturierte Maske an definierten Stellen belichtet und wegentwickelt.
Der verbleibende Lack dient als Schutzmaske für die nachfolgenden Ätzprozesse. Wie eingangs
schon erwähnt, werden dadurch Fehler der Maske auf die Siliciumscheibe übertragen. Besonders
Bausteine, die einen gi oßen Flächenbedarf haben, wie beispielsweise Leistungstrqnsistoren oder integrierte
Halbleiterschaltungen mit hohem Integrationsgrad erfordern möglichst fehlerfreie Masken für die nachfolgenden
Diffusionsprozesse. Besonders als Masken dienende Chromschichten haben sich für feinstrukturierte
Bauelemente als zweckmäßig erwiesen.
Die in dieser Erfindung angebenen Verfahren erlauben die Herstellung derartiger Masken ohne unerwünschte
und schädliche Löcher. Darüber hinaus können die angegebener. Verfahren jedoch auch all-
gemein zur Herstellung von Schichten auf einem Grundkörper angewendet werden, wobei diese
Schichten keine unerwünschten Löcher aufweisen. Insbesondere ist eine Anwendung der vorliegenden
Erfindung zur Bildung von Metallschichten auf HaIbleiter- oder Isolatormaterial vorteilhaft.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen an Hand der Figuren. Es zeigen
Fig. 1 bis 5 ein erstes Ausführungsbeispiel an Hand
von Schnitten,
Fig ft his I I ein /weites Ausfühnmgsbeispiel an
Hand von Schnitten.
den gleichen Bezugszeichen versehen.
Im folgenden werden zunächst die den beiden Ausführungsbeispielen gemeinsamen Schritte erläutert:
Auf eine Glas- oder Quarzplatte 1 wird eine etwa 0,1 μπι dicke Metallschicht 2 aus Chrom aufgedampft
j» oder gesputtert. Die Metallschicht 2 wirrt dann mit einer
etwa 1 μπι dicken lichtempfindlichen Lackschicht
3 beschichtet (Fig. 1).
Diese Lackschicht 3 wird, wie in der Fig. 2 dargestelt.
durch eine Maske 10 teilweise belichtet. Dabei
r, ist das Loch 4 in der Maske 10 erwünscht, während
mit 5 ein in der Maske 10 vorhandenes, auf einem Fehler beruhendes Loch bezeichnet ist. Die belichteten
Stellen der Lackschicht 3 werden abgelöst, so daß ein erwünschtes Loch 6 und ein unerwünschtes LtKh 7
4n entstehen. Würde nun die Metallschicht 2 geätzt werden, dann würde sie auch unter dem Loch 7 entfernt
werden, so daß hier die gesamte Anordnung einen Fehler hätte.
4-, betspiel erläutert:
Die Lackschicht 3 wird bei einer solchen Temperatur ausgeheizt, daß der Lack leicht zu fließen beginnt.
Dabei bleiben die gewünschten Strukturen, wie das Loch 6, weitgehend erhalten. Kleine Löcher, wie das
Loch 7, die auf Lackfehlern oder lokal belichteten Steilen beruhen, schließen sich dabei, so daß die in
der Fig. 3 dargestellte Anordnung, die lediglich noch
eine kleine Kerbe 8 an Stelle des Loches 7 aufweist, entsteht. Um zu vermeiden, daß das Loch 6 kleiner
γ, wir J al·, gewünscht, kann man es vor dem Ausheizen
etwas größer ausbilden.
Die unter dem Loch 6 freiliegende Metallschicht 2 wird abgeätzt (Fig. 4). Schließlich wird die verbliebene
Lackschicht 3 abgelöst (Fig. 5). Die auf diese
M) Weise erhaltene Anordnung weist nun die gewünschte
Struktur auf: Lediglich unterhalb des ursprünglich erwünschten Loches 6 ist in der Metallschicht 2 ein Loch
16 entstanden.
zweite Ausführungsbeispiel näher erläutert:
Ausgehend von de- in der Fig. 2 dargestellten Anordnung werden die durch die Löcher 6 und 7 freiliegenden
Bereiche der Metallschicht 2 abgeätzt, so daß
in der Metallschicht 2 Löcher 16 und 17 entstehen. Das Loch 16 ist erwünscht, das Loch 17 unerwünscht
(Fig. 6). Nach dem Ablösen der Lackschicht 3 (Fig. 7) wird die gesamte Anordnung erneut mit einer
Lackschicht 13 versehen (Fig. 8).
Die Lackschicht 13 wird mit einer Maske 30 belichtet, die gegenüber der Maske 10 vertauschte Helligkeitswerte
hat, das heißt, die Maske 30 ist ein »Negativ« der Maske 10. Die Möglichkeit, daß auch die
Maske 30 den gleichen Fehler hat wie die Maske 10,
ist praktisch ausgeschlossen. Nach dem Ablösen der belichteten Teile der Lackschicht 13 bleibt lediglich
das Loch 16 mit der Lackschicht 13 bedeckt (Fig. 9).
Wie in der Fig. IO dargestellt, wird die Anordnung
der Fig. 9 mit einer zweiten Metallschicht 20 au? Chrom bedampft. Die Metallschicht 20 ist ebenfalls
0.1 μπι dick, so daß die Lackschicht 13 auf jeden Fall
dicker ist als die Metallschichten 2 und 20 zusammen. Durch die Metallschicht 20 wird das unerwünschte
Loch 17 geschlossen.
Schließlich werden die restliche Lackschicht 13 und die auf ihr angeordneten Bereiche der Metallschicht
20 mittels Abhebetechnik entfernt (Fig. II).
Die nach diesem Verfahren erhaltene Anordnung weist die gewünschte Struktur auf. Der Grundkörper
1 tritt lediglich durch das Loch 16 an die Oberfläche, während das unerwünschte Loch 17 durch einer
Teil der Metallschicht 20 geschlossen ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung einer strukturierten, vorzugsweise metallischen Schicht auf einem
Grundkörper aus halbleitendem oder isolierendem Material, gekennzeichnet durch folgende
Verfahrensschritte:
a) Aufbringen einer ersten, vorzugsweise metallischen Schicht auf den Grundkörper, ">
b) Aufbringen einer Maskierungsschicht auf die erste Schicht,
c) Entfernen von Teilen der Maskierungsschicht derart, daß die Maskierungsschicht
die für die erste Schicht gewünschte Struktur aufweist,
d) Erwärmen der verbliebenen, strukturierten Maskierungsschicht derart, daß sich kleine
unerwünschte, in der Maskierungsschicht vorhandene Poren oder Löcher schließen,
e) Entfe« i£n der durch die in die Maskierungsschicht, entsprechend der gewünschten
Struktur, eingebrachten Öffnungen freigelegten ersten Schicht,
f) Entfernen der verbliebenen Maskierungsschicht.
2. Verfahren zur Herstellung einer strukturierten, vorzugsweise metallischen Schicht auf einem
Grundkörper aus halbleitendem oder isolierendem Material, gekennzeichnet durch folgende $0
Verfahrensschritte:
a) Aufbrirqen einer erste, vorzugsweise metallischen
Schicht auf den Grundkörper,
b) Aufbringen einer Maskkrungsschicht auf die erste Schicht,
c) Entfernen von Teilen i.er Maskierungsschicht derart, daß die Maskierungsschicht
die für die erste Schicht gewünschte Struktur aufweist,
d) Entfernen der dadurch freigelegten Bereiche der ersten Schicht,
e) Entfernen der verbliebenen Maskierungsschicht,
f) erneutes Aufbringen einer weiteren Maskierungsschicht auf die erste Schicht und den
durch die erste Schicht freigelegten Grundkörper,
g) Entfernen der weiteren Maskierungsschicht derart, daß die verbleibende weitere Maskierungsschicht
die gewünschten Öffnungen durch die erste Schicht zum Grundkörper bedeckt.
h) Aufbringen einer zweiten, vorzugsweise metallischen Schicht auf die erste Schicht, die
verbliebene weitere Maskierungsschicht und den durch unerwünschte Öffnungen in der
ersten Schicht an die Oberfläche tretenden Grundkörper,
i) Entfernen der verbliebenen weiteren Maskierungsschicht, und der auf dieser vorhandenen
Bereiche der zweiten Schicht.
3. Verfahren rtäch Anspruch 1 öder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß als Maskierungsschicht eine etwa 1 μιπ dicke fotoempfindliche Schicht verwendet
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Schicht eine Chromschicht
verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daB die Chromschient bis zu einer
Schichtdicke von etwa 0,1 μιη aufgedampft wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Metallschicht eine
Chromschicht verwendet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2015841A DE2015841C3 (de) | 1970-04-02 | 1970-04-02 | Verfahren zur Herstellung einer strukturierten, vorzugsweise metallischen Schicht auf einem Grundkörper |
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DE3244856C1 (de) * | 1982-12-03 | 1984-02-16 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Fotolitographisches Verfahren zum Aufbringen einer Kennzeichnung |
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