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  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    DerErfindung, die ein Verfahren zur Herstellung von Schichtaufbautenzur Signalverteilung betrifft, wobei auf einer Halbleiterscheibefolgende Prozessschritte durchgeführt werden: Aufbringen einermetallischen Keimschicht, Aufbringen einer Photolackschicht, Erzeugungvon im Querschnitt trapezförmigen Öffnungen inder Photolackschicht durch eine photolithographische Strukturierungder Photolackschicht, Elektrolytische Erzeugung von Schichtaufbautenzur Signalverteilung in den Öffnungender Photolackschicht und Entfernen der Photolackschicht, liegt dieAufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Schichtaufbautenzur Signalverteilung anzugeben, mit dem eine Korrosion oder Oxidationan den Seitenwändenvermieden und damit die Zuverlässigkeitdes Schaltkreises erhöhtwird. Dies wird dadurch gelöst,dass nach dem Entfernen der ersten Photolackschicht eine zweitePhotolackschicht aufgebracht wird, welche aus positiven Photolackbesteht und nach dem Aufbringen komplett belichtet wird.
    公开号:DE102004005645A1
    申请号:DE200410005645
    申请日:2004-02-04
    公开日:2005-09-22
    发明作者:Axel Brintzinger；Wolfgang Leiberg；Octavio Trovarelli
    申请人:Infineon Technologies AG；
    IPC主号:H01L21-44
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schichtaufbautenzur Signalverteilung wobei auf einer Halbleiterscheibe folgendeProzessschritte durchgeführtwerden – Aufbringeneiner metallischen Keimschicht – Aufbringeneiner Photolackschicht – Erzeugungvon im Querschnitt trapezförmigen Öffnungenin der Photolackschicht durch eine photolithographische Strukturierungder Photolackschicht – ElektrolytischeErzeugung von Schichtaufbauten zur Signalverteilung in den Öffnungender Photolackschicht – Entfernender Photolackschicht.
    [0002] Inder heutigen Halbleitertechnik ist es üblich, dass auf der Halbleiterscheibeplatzierte Anschlüssedurch Metallbahnen auf andere Anschlüsse umgeleitet werden. Diesermöglichtoder vereinfacht eine äußere Beschaltung.
    [0003] DieMetallbahnen werden in einer eigenen Ebene auf die Halbleiterscheibeaufgebracht, und bestehen aus geschichtetem Metall, wobei üblicherweisedie Metalle Kupfer, Nickel und Gold, in dieser Reihenfolge, verwendetwerden.
    [0004] ZurAufbringung der Metallbahnen wird die Halbleiterscheibe mit einerKupfer-Keimschicht beschichtet. Anschließend wird eine Photolackschicht aufgebracht,welche mittels einem photolithographischen Verfahren strukturiertwird und so eine Photomaske fürden darauf folgenden Elektrolyseprozess bil det.
    [0005] Dieentstandenen Öffnungenwerden mittels eines Elektrolyseverfahrens nun schichtweise mit Metallbefüllt.Nach dem Entfernen der Photolackschicht sowie dem Ätzen derKupfer-Keimschicht, welchefür dasElektrolyseverfahren notwendig ist, bleiben die Schichtaufbautenzur Signalverteilung zurück.
    [0006] Üblicherweisewird als obere Schicht der Schichtaufbauten ein Edelmetall, wiez.B. Gold, verwendet dadurch sind die Oberflächen der Schichtaufbauten vorUmwelteinflüssenweitestgehend geschützt.An den Seitenflächenjedoch, sind auch die unedlen Metalle des Schichtaufbaus zugänglich.
    [0007] DieserAspekt erweist sich als Problem, da Oxidations- und KorrosionsprozesseSeitenwänden derSchichtaufbauten angreifen, damit verringert sich die Lebensdauerder Schichtaufbauten und somit auch die Zuverlässigkeit des gesamten Schaltkreises.
    [0008] DerErfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zurHerstellung von Schichtaufbauten zur Signalverteilung anzugeben, mitdem eine der Korrosion oder Oxidation an den Seitenwänden vermieden,und damit die Zuverlässigkeitdes Schaltkreises erhöht.
    [0009] Gemäß der Erfindungwird die Aufgabe dadurch gelöst,dass nach dem Entfernen der ersten Photolackschicht eine zweitePhotolackschicht aufgebracht wird, welche aus positiven Photolackbesteht und nach dem Aufbringen komplett belichtet wird.
    [0010] Produktionsbedingterhalten die Schichtaufbauten zur Signalverteilung im Querschnittdie Form eines gleichschenklichen Trapezes, wobei sich die längere derparallelen Seiten an der Oberflächedes Schichtaufbaus befindet. Es ergibt sich somit ein Überhangvon der Deckschicht zum Boden der Struktur.
    [0011] Wirddie Struktur nun senkrecht von oben belichtet, wie es in dem erfindungsgemäßen Verfahren derFall ist, so fälltdurch den Überhangein Schatten, so dass die Seiten des Schichtaufbaus zwangsläufig unbelichtetbleiben.
    [0012] Wirdnun ein positiver Photolack verwendet, wie im erfindungsgemäßen Verfahrenbeschrieben, so werden nur die unbelichteten Stellen aktiviert.Bereiche, die im Schatten der Belichtung liegen, bleiben somit erhalten.
    [0013] DieserEffekt hat zur Folge, dass am Ende des erfindungsgemäßen Verfahrenseine Photolackschicht an den Seiten des Schichtaufbaus verbleibt. Folgtder Belichtung und Entwicklung nun ein Temperprozess, so härten dieverbliebenen Teile der Photolackschicht vollständig aus.
    [0014] DiesegehärtetePhotolackschicht schützt wirkungsvollvor Einwirkungen durch schädlicheUmwelteinflüsse,und verhindert damit eine Korrosion der in dem Schichtaufbau verwendetenMetalle.
    [0015] Ineiner anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wir die aufgebrachte Kupfer-Keimschichtvor dem Aufbringen der zweiten Photolackschicht mittels Ätzen entfernt.
    [0016] Desweiteren ist es fürdas erfindungsgemäße Verfahrenunerheblich, ob fürdie Herstellung des Schichtaufbaus zur Signalverteilung ein positiver odernegativer Photolack verwendet wird. Damit kann in einer Variantedes erfindungsgemäßen Verfahrenspositiver und in einer anderen Variante des er findungsgemäßen Verfahrensnegativer Photolack verwendet werden, je nachdem wie es sich technologischals günstigerweist.
    [0017] Dieerfindungsgemäße Aufgabewird auch dadurch gelöst,dass der bereits zur Herstellung der Schichtaufbauten verwendetepositive Photolack ein zweites weiteres Mal belichtet wird. DieseBelichtung geschieht zweckmäßigerweise über diegesamte Halbleiterscheibe und ohne Belichtungsmaske.
    [0018] Auchhier entsteht durch die günstigeGeometrie der Schichtaufbauten ein Schatten seitlich der Schichtaufbauten.Nach dem Entfernen des belichteten Teils des Photolacks verbleibtsomit seitlich der Schichtaufbauten eine Schutzschicht welche, nach demAushärtendurch einen Temperprozess, die schädlichen Einflüsse derUmwelt auf die Metalle unterbindet und die Schichtaufbauten somitvor den Effekten der Korrosion und Oxidation schützt. Hierbei wird erfindungsgemäß die Tatsacheausgenutzt, dass bei einem positiven Photolack die belichteten Teileentfernt werden, wie dies bei den Öffnungen im ersten Belichtungsschrittgeschehen ist.
    [0019] DieErfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.In den zugehörigenZeichnungen zeigt:
    [0020] 1 einestrukturierte Photomaske mit einer trapezförmigen Öffnung im Querschnitt (Stand derTechnik),
    [0021] 2 diestrukturierte Photomaske mit befüllter Öffnung nacheinem Elektrolyseprozess (Stand der Technik),
    [0022] 3 einenSchichtaufbau zu Signalverteilung, nach Entfernen der Photolackschicht(Stand der Technik),
    [0023] 4 denSchichtaufbau zur Signalverteilung nach einem erfindungsgemäßen Aufbringeneiner zweiten positiven Photolackschicht,
    [0024] 5 denSchichtaufbau zur Signalverteilung bei einem erfindungsgemäßen Belichtenin der positiven Photolackschicht,
    [0025] 6 denSchichtaufbau zur Signalverteilung nach dem Entfernen der positivenPhotolackschicht,
    [0026] 7 denSchichtaufbau zur Signalverteilung nach dem Ätzen der Kupfer-Keimschicht,
    [0027] 8 einestrukturierte Photomaske aus positivem Photolack mit einer trapezförmigen Öffnung imQuerschnitt (Stand der Technik),
    [0028] 9 diestrukturierte Photomaske mit befüllter Öffnung nacheinem Elektrolyseprozess (Stand der Technik),
    [0029] 10 denSchichtaufbau zur Signalverteilung bei einem erfindungsgemäßen zweitenBelichten in der positiven Photolackschicht,
    [0030] 11 denSchichtaufbau zur Signalverteilung nach dem Entfernen der positivenPhotolackschicht,
    [0031] 12 denSchichtaufbau zur Signalverteilung nach dem Ätzen der Kupfer-Keimschicht,
    [0032] Inden Zeichnungen ist der ist der erfindungsgemäße Herstellungsprozess vonSchichtaufbauten zur Signalverteilung nach zwei unterschiedlichen Verfahrendargestellt. 1 bis 7 zeigendabei ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren, 8 bis 12 zeigenein zweites erfindungsgemäßes Verfahren.
    [0033] Wiein 1 dargestellt wird auf eine Halbleiterscheibe 3 eineKupfer-Keimschicht 2 aufgebracht. Die Kupfer-Keimschicht 2 wirdanschließend durcheinen photolithographischen Prozess strukturiert. Die dabei entstandenen Öffnungen 4 habennäherungsweisedie Form eines gleichschenkligen Trapezes, wobei die sich längere derparallelen Seiten an der Oberseite der Öffnung 4 befindet.
    [0034] Über einean der Kupfer-Keimschicht 2 angelegte Spannung findet nunein elektrolytisches Verfahren statt, wobei die Öffnungen 4 schichtweisemit Metall befülltwerden. Bei dem Metall der Deckschicht handelt es sich dabei üblicherweiseum eine passivierende Edelmetallschicht, beispielsweise aus Gold. DasErgebnis dieses Prozesses ist in 2 dargestellt.Die unteren Schichten werden aus elektrisch leitfähigem Material,wie Kupfer oder Nickel, gefertigt und sind, wie in 3 dargestelltnach dem Entfernen der Photolackschicht 1, über dieSeitenwände desSchichtaufbaus 5 zugänglich.Dies birgt das Problem, dass die frei zugänglichen unedlen Metalle demEffekt der Korrosion oder Oxidation ausgesetzt sind.
    [0035] DiesesProblem wird erfindungsgemäß dadurchgelöst,dass nun erneut eine Photolackschicht 6 aufgebracht wird,welche aus positivem Photolack besteht. Dieser in 4 dargestelltepositive Photolack 6 wird, wie in 5 dargestellt,in einem weitern Prozessschritt belichtet. Durch die senkrecht von obenauftreffende Strahlung und der Geometrie des Schichtaufbaus bildensich nun Schattenbereiche 7, welche nicht belichtet werden.Da es sich bei dem verwendeten Lack um positiven Photolack handelt, werdenim anschließendenStrip-Prozess nur dessen belichtete Stellen entfernt. Dadurch verbleibenan den Seitenflä chendes Schichtaufbaus 5 die unbelichteten Teile des Photolackes 8,dargestellt in 6.
    [0036] Nacheinem Tempern der Photolackreste 8 und dem Ätzen derKupfer-Keimschicht 2 verbleibt dann ein seitlicher VersiegelterSchichtaufbau zur Signalverteilung.
    [0037] Ineinem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren,wird die Photolackschicht zum Aufbringen der Schichtaufbauten zurSignalverteilung aus positivem Photolack aufgebracht, wie in 8 dargestellt. Nachdemdie positive Photolackschicht 6 in einem photolithographischenVerfahren strukturiert wurde, entsteht eine Öffnung 4, welche näherungsweisedie Form eines gleichschenkligen Trapezes hat, wobei die sich längere derparallelen Seiten an der Oberseite der Öffnung befindet.
    [0038] Durcheine an der Kupfer-Keimschicht 2 angelegte Spannung findetnun ein Elektrolyseprozess statt, wobei der Schichtaufbau zur Signalverteilung 5 aufgebrachtwird. Als Resultat dieses Prozessschrittes wird ein Schichtaufbaugemäß 9 erzielt,wie es bereits in 2 und 3 beschriebenwurde. Nach dem Aufbringen des Schichtaufbaus 5 wird der verbliebenepositive Photolack 6 nun erneut belichtet. Dabei bildetsich durch die trapezförmigeGeometrie des Schichtaufbaus ein Schatten 7, dargestelltin 10. Die Photolackbereiche in diesem Bereich werdennicht belichtet und damit bei dem darauf folgenden Strip-Prozessnicht entfernt. Wie in 11 dargestellt, verbleibt somitein in Photolack 8 eingeschlossener Schichtaufbau 5.Nachdem die belichteten Teile des Photolackes entfernt sind, erfolgtein Temper-Prozess, wobei die Photolackreste 8 aushärten. Nacheinem anschließenden Ätzen derKupfer-Keimschicht 2 wird ein Endresultat gemäß 12 erzielt,wobei die Seitenflächendes Schichtaufbaus zur Signalverteilung durch den gehärteten Photolack geschützt sind.
    1 strukturiertePhotolackschicht 2 Kupfer-Keimschicht 3 Halbleiterscheibe 4 Öffnung derPhotolackschicht 5 Schichtaufbauzur Signalverteilung 6 Photolackschichtaus positivem Photolack 7 Schattenbereich 8 unbelichteterTeil des Photolackes
    权利要求:
    Claims (6)
    [1] Verfahren zur Herstellung von Schichtaufbautenzur Signalverteilung, wobei auf einer Halbleiterscheibe folgendeProzessschritte durchgeführtwerden – Aufbringeneiner metallischen Keimschicht – Aufbringen einer Photolackschicht – Erzeugungvon im Querschnitt trapezförmigen Öffnungenin der Photolackschicht durch eine photolithographische Strukturierungder Photolackschicht – ElektrolytischeErzeugung von Schichtaufbauten zur Signalverteilung in den Öffnungender Photolackschicht – Entfernender Photolackschicht, dadurch gekennzeichnet, dass nachdem Entfernen der ersten Photolackschicht (1) eine zweitePhotolackschicht (6) aus positivem Photolack aufgebrachtund danach belichtet wird, anschließend werden die belichtetenTeile entfernt.
    [2] Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass vor dem Aufbringen der zweiten Photolackschicht (6)die metallische Keimschicht (2) durch einen Ätzprozessentfernt wird.
    [3] Verfahren nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,dass die erste Photolackschicht (1) aus negativem Photolackaufgebracht wird.
    [4] Verfahren nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,dass die erste Photolackschicht (1) aus positivem Photolackaufgebracht.
    [5] Verfahren zur Herstellung von Schichtaufbauten zurSignalverteilung, wobei auf einer Halbleiterscheibe folgende Prozessschrittedurchgeführtwerden – Aufbringeneiner metallischen Keimschicht – Aufbringen einer Photolackschicht,welche aus positiven Photolack besteht – Erzeugung von im Querschnitttrapezförmigen Öffnungenin der Photolackschicht durch eine photolithographische Strukturierungder Photolackschicht – ElektrolytischeErzeugung von Schichtaufbauten zur Signalverteilung in den Öffnungender Photolackschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgebrachtePhotomaske (6) nach dem Elektrolyseverfahren und vor derenEntfernung ein zweites Mal belichtet wird und anschließend diebelichteten Teile entfernt werden.
    [6] Verfahren nach den Patentansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet,dass verbleibende Teile (8) der Photolackschicht (6)nach dem Belichten und Entfernen in einem anschließenden Temperprozessschrittausgehärtetwerden.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-09-22| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2006-07-06| 8364| No opposition during term of opposition|
    2009-12-17| 8339| Ceased/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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