DE19501693C2

DE19501693C2 - Verfahren zum Herstellen von elektronischen Bauelementen und mit diesem Verfahren hergestelltes elektronisches Bauelement

Info

Publication number: DE19501693C2
Application number: DE19501693A
Authority: DE
Inventors: Yukio Sakemura; Mitsuru Usui; Tetsuya Watanabe
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-01-21
Filing date: 1995-01-20
Publication date: 2001-04-19
Anticipated expiration: 2015-01-21
Also published as: GB9500874D0; JPH07212045A; GB2285891A; DE19501693A1; GB2285891B; US5507403A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von elektronischen Bauelementen, etwa von LSI-Schaltungen (hochintegrierte Schaltungen), Mehrla genverdrahtungssubstraten und dergleichen sowie ein mit diesem Verfahren herge stelltes elektronisches Bauelement.

In Fig. 11 ist eine Schnittansicht eines herkömmlichen Mehrlagenverdrahtungs substrats für Schaltungsanwendungen mit hoher Integrations-Dichte gezeigt, das auf einem Hauptsubstrat mit einer Dünnfilm-Mehrlagenverdrahtung versehen ist, die einen organischen Isolierfilm und ein metallisches Verdrahtungsmuster enthält.

Das in Fig. 11 gezeigte Mehrlagenverdrahtungssubstrat besitzt auf der Vorderseite eines Keramiksubstrats 2 Anschlußflächen 3 für die Verdrahtungserweiterung sowie auf seiner Rückseite Anschlußflächen 4 für den externen Anschluß, wobei jede An schlußfläche an entsprechenden Positionen des beispielsweise aus Wolframpaste bestehenden Verdrahtungsmusters ausgebildet ist und wobei diese Anschlußflächen 3 und 4 an den entsprechenden Positionen durch Verdrahtungsmuster in Form gesinterter Metallisierungen 1 aus der gleichen Wolframpaste, die zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Hauptsubstrats verlaufen, miteinander elektrisch verbunden sind.

Diese Verdrahtungsmuster aus Wolfram haften nur schwer an metallischen Verdrah tungsmustern aus Aluminium oder dergleichen, die auf dem Substrat 2 vorgesehen sind, oder an einem Lötmittel für eine externe Verbindung, beispielsweise für eine Verbindung mit einer Hauptplatine. Um die Haftung an einem metallischen Ver drahtungsmuster oder an einem Lötmittel zu verbessern, sind auf den Anschlußflä chen 3 für die Verdrahtungserweiterung bzw. auf den Anschlußflächen 4 für die externe Verbindung Vernickelungsschichten 5 und 6 ausgebildet.

Wenn die Vernickelungsschicht 5 direkt mit dem als obere Schicht dienenden Aluminiumverdrahtungsmuster 10 verbunden wird, erfolgt an der Grenzfläche zwi schen der Vernickelungsschicht 5 und dem Aluminiumverdrahtungsmuster während der Wärmebehandlung zum Ausbilden eines organischen Isolierfilms 9 eine thermi sche Reaktion zwischen Nickel und Aluminium. Im Ergebnis wird an der Grenzflä che eine Schmelzschicht aus Nickel und Aluminium gebildet. Die Schmelzschicht besitzt eine so geringe elektrische Leitfähigkeit, daß die elektrische Leitfähigkeit zwischen der Vernickelungsschicht 5 und dem Aluminiumverdrahtungsmuster 10 abgesenkt wird. Um die Bildung der Schmelzschicht zu verhindern, wird auf der Vernickelungsschicht 5 eine als obere Grenzmetallschicht dienende Chromfilm schicht 8 ausgebildet. Das Aluminiumverdrahtungsmuster 10 ist mit der Vernicke lungsschicht 5 über die Chromfilmschicht 8 in in dem organischen Isolierfilm vor gesehenen Kontaktlöchern verbunden.

In Mehrlagenverdrahtungssubstraten, auf dessen Anschlußflächen für die Verdrah tungserweiterung zwei metallische Verdrahtungsfilme aus verschiedenen Materiali en vorgesehen sind, sind diese metallischen Verdrahtungsfilme gewöhnlich auf die folgende Weise gebildet worden.

Zunächst wird auf den Anschlußflächen für die Verdrahtungserweiterung als untere Schicht ein metallischer Verdrahtungsfilm ausgebildet und mit einem Muster verse hen. Dann wird als obere Schicht direkt auf der unteren Schicht ein weiterer metalli scher Verdrahtungsfilm ausgebildet und mittels eines Ätzmittels, das von den me tallischen Verdrahtungsfilmen der unteren und der oberen Schicht selektiv nur den jenigen der oberen Schicht ätzt, mit einem Muster versehen.

Wenn eine Photolithographietechnik für die Erzeugung des Musters des metalli schen Verdrahtungsfilms der oberen Schicht verwendet wird, wird der für die Er zeugung des Musters verwendete Photoresist vom metallischen Verdrahtungsfilm der oberen Schicht nach der Erzeugung des Musters durch ein Resistablösungsmittel abgelöst.

Diese herkömmliche Technik ist beispielsweise aus der JP 62-36868-A bekannt.

In der obengenannten Technik wird manchmal der metallische Verdrahtungsfilm der unteren Schicht durch das Ätzmittel für die Erzeugung des Musters des metalli schen Verdrahtungsfilms der oberen Schicht nicht geätzt oder korrodiert oder durch das Resistablösungsmittel für die Beseitigung des Mustererzeugungs-Photoresists verschlechtert. Wenn daher auf den metallischen Verdrahtungsfilmen in der Mehr lagenstruktur außerdem eine organische Isolierschicht ausgebildet wird, werden eine Verringerung der Zwischenschichthaftung zwischen dem offenliegenden metalli schen Verdrahtungsfilm der unteren Schicht und dem organischen Isolierfilm, sowie Zwischenräume an der Grenzfläche zwischen dem metallischen Verdrahtungsfilm der unteren Schicht und dem organischen Isolierfilm und dergleichen hervorgerufen.

Um diese Nachteile zu verhindern, ist die Wahl eines Ätzmittels gefordert worden, das selektiv nur den metallischen Verdrahtungsfilm der oberen Schicht ätzen kann und den metallischen Verdrahtungsfilm der unteren Schicht nicht ätzen kann; ferner ist die Wahl eines Resistablösungsmittels gefordert worden, das die metallischen Verdrahtungsfilme der oberen und der unteren Schicht nicht korrodieren oder ver schlechtern kann. Daher bestanden hinsichtlich der Wahl der Ätzmittel oder der Resistablösungsmittel oder aber hinsichtlich ihrer Verwendungsweisen Beschrän kungen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektronisches Bauelement zu schaffen, das zwei metallische Verdrahtungsfilme aus unterschiedlichen Materialien besitzt und eine unterschiedliche Haftung zwischen den einzelnen metallischen Verdrahtungsfilmen und einem darauf vorgesehenen organischen Isolierfilm auf weist, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, das hinsichtlich der Wahl der Mittel für die Mustererzeugung im metallischen Verdrahtungsfilm der oberen Schicht eine größere Freiheit aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen von elektronischen Bauelementen, das die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt, bzw. durch ein mit diesem Verfahren hergestelltes elektronisches Bauele ment, das die im Anspruch 7 angegebenen Merkmale besitzt.

Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegen den Erfindung gerichtet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements enthält die folgenden Schritte: Ausbilden zweier metallischer Verdrahtungsfilme aus unterschiedlichen Materialien nacheinander auf einem Hauptsubstrat, wobei ein er ster metallischer Verdrahtungsfilm auf dem Hauptsubstrat ausgebildet wird; an schließend Ausbilden eines Schutzfilms in gewünschten Bereichen auf dem Hauptsubstrat und dem ersten metallischen Verdrahtungsfilm; und schließlich Ausbilden des zweiten metallischen Verdrahtungsfilms auf dem ersten metallischen Verdrahtungsfilm.

Das erfindungsgemäße elektronische Bauelement enthält ein Hauptsubstrat, einen auf dem Hauptsubstrat ausgebildeten ersten metallischen Verdrahtungsfilm, einen ersten organischen Isolierfilm, der auf dem Hauptsubstrat ausgebildet ist und mit Kontaktlöchern über dem ersten metallischen Verdrahtungsfilm versehen ist, einen zweiten metallischen Verdrahtungsfilm, der auf dem ersten metallischen Verdrah tungsfilm ausgebildet ist, einen auf dem ersten organischen Isolierfilm und dem zweiten metallischen Verdrahtungsfilm ausgebildeten zweiten organischen Isolier film mit Kontaktlöchern über dem zweiten metallischen Verdrahtungsfilm, sowie ein metallisches Verdrahtungsmuster, das auf dem zweiten organischen Isolierfilm und auf dem zweiten metallischen Verdrahtungsfilm ausgebildet ist.

Da zwischen dem ersten und dem zweiten metallischen Verdrahtungsfilm erfin dungsgemäß ein Schutzfilm ausgebildet ist, kann der erste metallische Verdrah tungsfilm vor dem Mittel zum Erzeugen des Musters des zweiten metallischen Ver drahtungsfilms durch diesen Schutzfilm geschützt werden. Daher besteht hinsicht lich der Wahl des Ätzmittels oder des Resistablösungsmittels für die Verwendung der Mustererzeugung des zweiten metallischen Verdrahtungsfilms eine größere Freiheit, ferner können die Beschränkungen hinsichtlich der Verwendung der Mittel gelockert werden.

Da das erfindungsgemäße elektronische Bauelement zwischen dem ersten und dem zweiten Verdrahtungsfilm aus unterschiedlichen Materialien einen isolierenden Schutzfilm aufweist, kann die Oberfläche des ersten metallischen Verdrahtungs films vor einer Ätzung, einer Korrosion oder einer Verschlechterung geschützt wer den, so daß das Haftungsvermögen am organischen Isolierfilm der oberen Schicht verbessert werden kann.

Für den Schutzfilm können verschiedene Materialien verwendet werden. Vorzugs weise werden organische Isoliermaterialien verwendet, weil sie eine höhere Wär mebeständigkeit bei der Erwärmung des Substrats während der Bildung des zweiten metallischen Verdrahtungsfilms aufweisen und weil sie gegenüber dem Ätzmittel und dem Resistablösungsmittel eine höhere chemische Beständigkeit besitzen. Die organischen Isoliermaterialien können unverändert beibehalten werden, selbst nach der Erzeugung des Musters des zweiten metallischen Verdrahtungsfilms, weil sie die Isoliermaterialien darstellen, sie können jedoch auch teilweise oder vollständig beseitigt werden, falls dies gewünscht ist.

Weitere Merkmale der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Be schreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Mehrlagenverdrahtungssubstrats gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 den ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen des in Fig. 1 gezeigten Mehrlagenverdrahtungssubstrats;

Fig. 3 den zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen des in Fig. 1 gezeigten Mehrlagenverdrahtungssubstrats;

Fig. 4 den dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen des in Fig. 1 gezeigten Mehrlagenverdrahtungssubstrats;

Fig. 5 den vierten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen des in Fig. 1 gezeigten Mehrlagenverdrahtungssubstrats;

Fig. 6 den fünften Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen des in Fig. 1 gezeigten Mehrlagenverdrahtungssubstrats;

Fig. 7 eine Schnittansicht eines Mehrlagenverdrahtungssubstrats gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 den dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen des in Fig. 7 gezeigten Mehrlagenverdrahtungssubstrats;

Fig. 9 den vierten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen des in Fig. 7 gezeigten Mehrlagenverdrahtungssubstrats;

Fig. 10 den fünften Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen des in Fig. 7 gezeigten Mehrlagenverdrahtungssubstrats; und

Fig. 11 die bereits erwähnte Schnittansicht eines herkömmlichen Mehrlagen verdrahtungssubstrats für Schaltungsanwendungen mit hoher Integra tions-Dichte.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Mehrlagenverdrahtungssubstrats für Schaltungs anwendungen mit hoher Integrations-Dichte gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dem Mehrlagenverdrahtungssubstrat sind an ent sprechenden Positionen durch Drucken von Mustern aus Wolframpaste an der Vor derseite bzw. der Rückseite eines Keramiksubstrats zwei Anschlußflächen 3 für die Verdrahtungserweiterung bzw. Anschlußflächen 4 für den externen Anschluß aus gebildet, wobei durch das Keramiksubstrat zwei gesinterte Metallisierungen 1 bei spielsweise aus denselben Materialien wie diejenigen der Anschlußflächen ausge bildet sind.

Diese Verdrahtungsmuster aus Wolfram besitzen ein geringes Haftungsvermögen an einem metallischen Verdrahtungsmuster aus Aluminium oder dergleichen, das auf dem Substrat 2 oder auf einem Lötmittel vorzusehen ist. Um das geringe Haftungs vermögen zu verbessern, sind auf den Anschlußflächen 3 und 4 Vernickelungs schichten 5 bzw. 6 ausgebildet. Ferner ist auf den Vernickelungsschichten 5 ein Schutzfilm 7 aus organischem Isoliermaterial vorgesehen.

Wenn die Vernickelungsschichten 5, die auf den Anschlußflächen 3 für die Verdrah tungserweiterung auf dem Keramiksubstrat 2 vorgesehen sind, direkt mit dem Aluminium verbunden werden, das als Material für das metallische Verdrahtungs muster der auf dem Keramiksubstrat 2 auszubildenden Dünnfilm-Mehrlagenver drahtung dient, findet zwischen Nickel und Aluminium an der Kontaktfläche zwi schen dem Aluminiumverdrahtungsmuster und den Vernickelungsschichten wäh rend der Wärmebehandlung des organischen Isolierfilms 9 eine thermische Reaktion statt, wodurch an der Grenzfläche zwischen dem Aluminiumverdrahtungsmuster und den Vernickelungsschichten eine Schmelzschicht ausgebildet wird. Um daher die Bildung der Schmelzschicht dazwischen zu verhindern, wird auf den Vernicke lungsschichten 5 als obere Grenzmetallschicht eine Chromfilmschicht 8 ausgebildet. Auf diesen metallischen Verdrahtungsfilmen werden als obere Schichten ein organi scher Isolierfilm 9 sowie ein Aluminiumverdrahtungsmuster 10 ausgebildet, wobei das Aluminiumverdrahtungsmuster 10 mit den Chromfilmschichten 8 in im organi schen Isolierfilm 9 vorgesehenen Kontaktlöchern verbunden wird.

Im folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen des oben erwähnten Mehrlagen verdrahtungssubstrats und außerdem zum Herstellen eines oberen und eines unteren metallischen Verdrahtungsfilms, d. h. Vernickelungsschichten 5 und Chromfilm schichten 8, sowie dazwischen eines Schutzfilms 7 erläutert.

Erster Schritt

Wie in Fig. 2 gezeigt, sind an den entsprechenden Positionen an der Vorderseite bzw. an der Rückseite eines Keramiksubstrats 2 Anschlußflächen 3 für die Verdrah tungserweiterung bzw. Anschlußflächen 4 für den externen Anschluß ausgebildet, wobei durch das Keramiksubstrat 2 gesinterte Metallisierungen 1 aus denselben Materialien wie für die Anschlußflächen 3 und 4 ausgebildet sind. Die Bildung der Anschlußflächen 3 und 4 wird durch Anordnen einer metallischen Siebplatte wie etwa einer Siebplatte aus rostfreiem Stahl ausgeführt, wobei die Platte auf jeder Seite des Keramiksubstrats 2 gewünschte Musteröffnungen aufweist. Anschließend wird auf die Siebplatte Wolframpaste aufgebracht.

Dann wird das Keramiksubstrat 2 mit diesen Anschlußflächen 3 und 4 in eine Ver nickelungslösung eingetaucht, um auf den Anschlußflächen 3 und 4 Vernickelungs schichten 5 bzw. 6 auszubilden. In dieser Ausführungsform besitzen die Vernicke lungsschichten 5 und 6 eine Dicke von ungefähr 4 µm.

Zweiter Schritt

Wie in Fig. 3 gezeigt, wird auf der Vorderseite des Keramiksubstrats 2 ein Schutz film 7 ausgebildet. In dieser Ausführungsform wird für die Herstellung des Schutz films 7 ein lichtempfindliches Polyimid verwendet.

Zunächst wird das Substrat 2 auf einem Drehtisch angeordnet, anschließend wird auf das Substrat tropfenweise eine vorgegebene Menge des Polyimids aufgebracht. Das Substrat wird mit konstanter Drehzahl während einer gegebenen Zeitdauer schleuderbeschichtet, um einen Film zu bilden. D. h., der Film aus dem Polyimid wird auf dem Substrat mittels der sogenannten Schleuderbeschichtung mit einer ge wünschten Dicke ausgebildet.

Anschließend wird das Substrat einer Wärmebehandlung bei 85°C in einer Stick stoffatmosphäre unterworfen. Dann wird auf dem Substrat eine Photomaske ange ordnet, die lediglich an gewünschten Bereichen für Ultraviolettstrahlen undurchläs sig ist, woraufhin das Substrat durch die Photomaske mit Ultraviolettlicht bestrahlt wird. Daher wird das Polyimid in den von den Vernickelungsschichten 5 verschie denen Bereichen mit Ultraviolettlicht bestrahlt, um das Polyimid in diesen Berei chen mit Licht zu aktivieren (bei diesem Verfahren handelt es sich um das soge nannte Photolithographie-Verfahren). Dann wird das Substrat in eine Entwicklerlö sung eingetaucht, um eine Entwicklungsbehandlung auszuführen, wobei das Poly imid in den nicht mit Ultraviolettlicht bestrahlten Bereichen auf den Vernicke lungsschichten 5 in der Entwicklerlösung aufgelöst wird, wodurch in diesen Berei chen Kontaktlöcher ausgebildet werden. Anschließend wird das Substrat 2 einer Wärmebehandlung bei 400°C unterworfen, um den Schutzfilm auszubilden. In die ser Ausführungsform besitzt der Schutzfilm 7 eine Dicke von ungefähr 2 µm.

Dritter Schritt

Wie in Fig. 4 gezeigt, wird auf den Vernickelungsschichten 5 eine Chromfilm schicht 8 ausgebildet.

Zunächst werden durch Auftreffen von Plasmaionen auf einem Target mittels Ka thodenzerstäubung Chromatome auf dem Substrat abgelagert. Dadurch wird auf der gesamten Oberfläche des Substrats durch die sogenannte Kathodenzerstäubung eine Chromfilmschicht ausgebildet, die in der vorliegenden Ausführungsform eine ge wünschte Dicke von 0,15 µm besitzt.

Dann wird auf der Chromfilmschicht durch das Schleuderverfahren ein Resistfilm des negativen Typs als Ätzmaske ausgebildet, wobei der Resistfilm durch eine Photomaske mit Ultraviolettlicht bestrahlt wird, um die gewünschten Bereiche mit Licht zu aktivieren. Anschließend wird das Substrat 2 in eine Entwicklerlösung ein getaucht, um den Resistfilm des negativen Typs, d. h. den Resistfilm in den nicht mit Licht erregten Bereichen, aufzulösen, wodurch in dem Resistfilm des negativen Typs ein Muster erzeugt wird.

Dann wird das Substrat 2 in eine Ätzlösung eingetaucht, um den Chromfilm zu ät zen, wodurch auf den Vernickelungsschichten 5 eine Chromfilmschicht 8 als Sperrmetall ausgebildet wird. In dieser Ausführungsform wird als Ätzlösung eine wäßrige Lösung von Cerium-Ammoniumnitrat in einem Volumen-Verhältnis von Cerium-Ammoniumnitrat zu Wasser von 2500 : 14 verwendet. Nach der Bildung der Chromfilmschicht 8 wird das Substrat 2 in eine Resistablösungslösung einge taucht, um den Resistfilm 11 des negativen Typs zu entfernen.

In der obigen Ätzbehandlung und der obigen Resistablösungsbehandlung werden die Vernickelungsschichten 5 nicht in direkten Kontakt mit der Ätzlösung oder der Resistablösungslösung gebracht, so daß sie keine Ätzung, keine Korrosion und kei ne Verschlechterung erfahren, weil in den von der Chromfilmschicht freigelassenen Bereichen der Vernickelungsschichten 5 der Schutzfilm 7 ausgebildet ist.

Vierter Schritt

Wie in Fig. 5 gezeigt, wird ein organischer Isolierfilm 9 ausgebildet. In dieser Aus führungsform wird für den organischen Isolierfilm 9 ein Polyimidharz verwendet.

Zunächst wird das Polyimidharz mittels Schleuderbeschichtens auf das Kera miksubstrat 2 aufgebracht, anschließend wird das Substrat 2 einer Wärmebehand lung bei 400°C unterworfen, um auf der gesamten Oberfläche des Substrats einen Polyimidharz-Film auszubilden. In dieser Ausführungsform beträgt die Dicke des Polyimidharz-Films ungefähr 12 µm.

Anschließend wird auf dem Polyimidharz-Film als Ätzmaske ein Resistfilm des ne gativen Typs ausgebildet, wobei nur gewünschte Bereiche des Resistfilms des ne gativen Typs durch eine Photomaske mit Ultraviolettlicht bestrahlt werden, um die gewünschten Bereiche mit Licht zu aktivieren. Anschließend wird das Substrat 2 in eine Entwicklerlösung eingetaucht, um die nicht mit Licht erregten Bereiche des Resistfilms des negativen Typs aufzulösen, wodurch im Resistfilm 12 des negativen Typs ein Muster erzeugt wird.

Anschließend wird das Substrat 2 in eine Ätzlösung eingetaucht, um den Polyimid harz-Film zu ätzen, wodurch über den Chromfilmschichten 8 Kontaktlöcher aus gebildet werden. In dieser Ausführungsform wird für die Ätzung des Polyimidharz- Films eine Hydrazinlösung verwendet. Diese Hydrazinlösung wird auf ungefähr 30°C erwärmt.

Nach der Bildung der Kontaktlöcher wird das Substrat 2 in eine Resistablösungslö sung eingetaucht, um den Resistfilm 12 des negativen Typs zu entfernen, wodurch ein organischer Isolierfilm 9 ausgebildet ist.

Fünfter Schritt

Wie in Fig. 6 gezeigt, wird ein Aluminiumverdrahtungsmuster 10 ausgebildet.

Zunächst wird auf der gesamten Oberfläche des Substrats mittels Kathodenzerstäu bung ein Aluminiumfilm ausgebildet. In dieser Ausführungsform beträgt die Dicke des Aluminiumfilms ungefähr 4 µm.

Anschließend wird auf dem Aluminiumfilm mittels Schleuderbeschichtens ein als Ätzmaske dienender Resistfilm des positiven Typs ausgebildet, wobei die von den gewünschten Bereichen verschiedenen Bereiche des Resistfilms des positiven Typs durch eine Photomaske mit Ultraviolettlicht bestrahlt werden, um die erstgenannten Bereiche mit Licht zu aktivieren. Anschließend wird das Substrat 2 in eine Entwick lerlösung eingetaucht, um die mit Licht aktivierten Bereiche des Resistfilms des positiven Typs abzulösen, wodurch im Resistfilm 13 des positiven Typs ein Muster erzeugt wird.

Anschließend wird das Substrat 2 in eine Ätzlösung eingetaucht, um den Alumini umfilm zu ätzen, wodurch ein Aluminiumverdrahtungsmuster 10 gebildet wird. In dieser Ausführungsform wird für die Ätzung des Aluminiumfilms eine wäßrige Ätzlösung aus Phosphorsäure, Essigsäure und Salpetersäure in einem Gewichtsver hältnis von Phosphorsäure : Essigsäure : Salpetersäure : Wasser = 15 : 3 : 1 : 1 ver wendet.

Nach der Bildung des Aluminiumverdrahtungsmusters 10 wird das Substrat 2 in ei ne Resistablösungslösung eingetaucht, um den Resistfilm 13 des positiven Typs zu entfernen.

Durch Wiederholung des vierten und des fünften Schrittes kann ein Mehrlagenver drahtungssubstrat gemäß der ersten Ausführungsform erzeugt werden. In der ersten Ausführungsform wird für den Schutzfilm 7 ein organisches Isoliermaterial ver wendet, so daß dieser Schutzfilm 7 auch als Isolierfilm wirkt.

Im folgenden wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung be schrieben.

In Fig. 7 ist eine Schnittansicht eines Mehrlagenverdrahtungssubstrats gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. In diesem Mehrla genverdrahtungssubstrat sind Teile des Schutzfilms 7 der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform entfernt, so daß der organische Isolierfilm 9 mit den Vernicke lungsschichten 5 in direkten Kontakt gebracht wird.

Im folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen des Mehrlagenverdrahtungssub strats gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Die ersten bis dritten Schritte werden auf die gleiche Weise wie in der obigen ersten Ausführungsform ausgeführt, um auf den Vernickelungsschichten 5 eine Chrom filmschicht 8 auszubilden.

Dann werden in dieser Ausführungsform Teile des Schutzfilms entfernt, wie in Fig. 8 gezeigt ist. D. h., daß durch Auftreffen von Plasmaionen auf das Substrat 2 eine Ätzung in der Weise ausgeführt wird, daß der Resistfilm 11 des negativen Typs auf der Chromfilmschicht 8 bleibt. Daher werden Teile des Resistfilms 11 des negativen Typs und des Schutzfilms 7 durch die sogenannte Trockenätzung entfernt, wobei der Schutzfilm 7 unter der Chromfilmschicht 8 ungeätzt bleibt, weil die Chromfilm schicht 8 als Ätzmaske wirkt.

Bei der Trockenätzung wird die Trefferrate der Plasmaionen durch die angelegte Spannung gesteuert, so daß die Ätzung ohne Beeinflussung der Vernickelungs schichten 5 und der Chromfilmschicht 8 ausgeführt werden kann.

Anschließend wird der vierte Schritt auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausfüh rungsform ausgeführt, um einen organischen Isolierfilm 9 zu bilden, wie in Fig. 9 gezeigt ist. In diesem Fall werden die von der Chromfilmschicht 8 freigelassenen Bereiche der Vernickelungsschichten 5 mit dem organischen Isolierfilm 9 in direk ten Kontakt gebracht, die Vernickelungsschichten 5 werden jedoch wegen des Schutzfilms 7 niemals geätzt, selbst während der Ätzbehandlung der Chromfilm schicht 8, außerdem werden die Vernickelungsschichten 5 selbst während der Ätz behandlung des Schutzfilms 7 nicht beeinflußt. Daher kann ein gutes Haftungsver mögen ohne jegliche Verringerung der Zwischenschichthaftung zwischen den Ver nickelungsschichten 5 und dem organischen Isolierfilm 9 aufrechterhalten werden.

Dann wird der fünfte Schritt auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungs form ausgeführt, um ein Aluminiumverdrahtungsmuster 10 auszubilden, wie in Fig. 10 gezeigt ist.

Anhand der obigen Schritte kann in dieser Ausführungsform ein Mehrlagenverdrah tungssubstrat erzeugt werden.

Die vorliegende Erfindung ist oben unter Bezugnahme auf besondere Ausführungs formen im einzelnen beschrieben worden, sie ist jedoch nicht auf diese Ausfüh rungsformen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Arten abgewandelt werden, ohne von ihrem Geist oder ihrem Umfang abzuweichen. Beispielsweise ist die Be schreibung für den Fall erfolgt, in dem die elektronischen Bauelemente Mehrlagen verdrahtungssubstrate für Schaltungsanwendungen hoher Integrations-Dichte sind, die vorliegende Erfindung kann jedoch auf einen weiten Bereich von elektronischen Bauelementen angewandt werden, der beispielsweise LSI-Schaltungen und derglei chen umfaßt.

In den obigen Ausführungsformen ist der Fall beschrieben worden, in dem für den Schutzfilm 7 ein organisches Isoliermaterial verwendet wird, es kann jedoch der gleiche Isolierfilm wie beispielsweise der organische Isolierfilm 9 verwendet wer den. Ferner kann als Schutzfilm 7 der für die Erzeugung des Musters des metalli schen Verdrahtungsfilms verwendete Resistfilm verwendet werden.

Gemäß den Verfahren der vorliegenden Erfindung für die Herstellung eines elek tronischen Bauelements wird zwischen zwei metallischen Verdrahtungsfilmen aus unterschiedlichen Materialien, die auf dem Hauptsubstrat vorgesehen sind, ein Schutzfilm ausgebildet, so daß der metallische Verdrahtungsfilm der unteren Schicht vor dem Ätzmittel oder dem Resistablösungsmittel, die für die Erzeugung des Musters des metallischen Verdrahtungsfilms der oberen Schicht verwendet wer den, geschützt werden kann. Daher ist es nicht notwendig, ein besonderes Ätzmittel oder ein besonderes Resistablösungsmittel zu wählen, welches auf den metallischen Verdrahtungsfilm der unteren Schicht keinen Einfluß hat. Daher wird hinsichtlich der Wahl des Ätzmittels oder des Resistablösungsmittels eine erhöhte Freiheit ge schaffen, ferner bestehen hinsichtlich ihrer Verwendung weniger Beschränkungen. Mit anderen Worten: es besteht nicht die Notwendigkeit der Entwicklung und der Erzeugung spezieller Chemikalien, außerdem kann in dem metallischen Verdrah tungsfilm der oberen Schicht durch gewöhnliche, verhältnismäßig billige Chemika lien ein Muster erzeugt werden.

In den elektronischen Bauelementen der vorliegenden Erfindung ist zwischen den metallischen Verdrahtungsfilmen der oberen Schicht und der unteren Schicht ein isolierender Schutzfilm vorgesehen, so daß die Oberfläche des metallischen Ver drahtungsfilms der unteren Schicht vor dem Ätzen, einer Korrosion oder einer Ver schlechterung während der Erzeugung des Musters des metallischen Verdrahtungs films der oberen Schicht geschützt werden kann, was ein erhöhtes Haftungsvermö gen am organischen Isolierfilm zur Folge hat.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von elektronischen Bauelementen mit den folgenden Schritten:

a) Herstellen eines Hauptsubstrats (2), in dem gesinterte Metallisierungen (1) vorgesehen sind, die zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Hauptsubstrats (2) verlaufen,
b) Ausbilden von Anschlußflächen (3) für eine Verdrahtungserweiterung an Positionen der gesinterten Metallisierungen (1) auf der Vorderseite des Hauptsubstrats (2),
c) Ausbilden eines ersten Metallverdrahtungsfilms (5) auf den Anschlußflä chen (3) für die Verdrahtungserweiterung,
d) Ausbilden eines zweiten metallischen Verdrahtungsfilms (8) auf dem er sten metallischen Verdrahtungsfilm (5),
e) Ausbilden eines organischen Isolierfilms (9) in gewünschten Bereichen auf dem zweiten metallischen Verdrahtungsfilm (8) und
f) Ausbilden eines metallischen Verdrahtungsmusters (10) auf dem organi schen Isolierfilm (9) und dem zweiten metallischen Verdrahtungsfilm (8),

gekennzeichnet durch

a) Ausbilden eines Schutzfilms (7) in gewünschten Bereichen auf dem Hauptsubstrat (2) und dem ersten metallischen Verdrahtungsfilm (5) nach Schritt c).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt d) des Ausbildens des Schutzfilms die folgenden Schritte enthält:

1. Ausbilden des Schutzfilms (7) auf dem Hauptsubstrat (2) und dem ersten metallischen Verdrahtungsfilm (5) und
2. Ausbilden von ersten Kontaktlöchern im Schutzfilm (7) auf dem ersten metallischen Verdrahtungsfilm (5).

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt e) des Ausbildens des zweiten metallischen Verdrahtungsfilms die folgenden Schritte enthält:

1. Ausbilden des zweiten metallischen Verdrahtungsfilms (8) auf dem Schutzfilm (7) und dem ersten metallischen Verdrahtungsfilm (5),
2. Ausbilden eines Resistfilms (11) in gewünschten Bereichen auf dem zweiten metallischen Verdrahtungsfilm (8),
3. Ätzen des zweiten metallischen Verdrahtungsfilms (8), um dadurch auf dem ersten metallischen Verdrahtungsfilm (5) den zweiten metallischen Verdrahtungsfilm (8) zu bilden, und
4. Ablösen des Resistfilms (11) vom zweiten metallischen Verdrahtungs film (8).

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt f) des Ausbildens des organischen Isolierfilms die folgenden Schritte enthält:

1. Ausbilden des organischen Isolierfilms (9) auf dem Schutzfilm (7) und dem zweiten metallischen Verdrahtungsfilm (8) und
2. Ausbilden von zweiten Kontaktlöchern im organischen Isolierfilm (9) auf dem zweiten metallischen Verdrahtungsfilm (8).

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) Ablösen von Teilen des Schutzfilms (7) zwischen den Schritten e) und f) und
b) Ausbilden von zweiten Kontaktlöchern im organischen Isolierfilm (9) auf dem zweiten metallischen Verdrahtungsfilm (8) zwischen den Schritten f) und g).

6. Verfahren nach den Ansprüchen 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt e4) des Ablösens des Resistfilms (11) vom zweiten metallischen Ver drahtungsfilm (8) gleichzeitig der Resistfilm (11) und der Schutzfilm (7) abge löst werden.

7. Elektronisches Bauelement, das aufweist:

a) ein Hauptsubstrat (2), in dem gesinterte Metallisierungen (1) vorgesehen sind, die zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Hauptsubstrats (2) verlaufen,
b) Anschlußflächen (3) für eine Verdrahtungserweiterung, die auf dem Hauptsubstrat (2) ausgebildet und jeweils mit den gesinterten Metallisie rungen (1) im Hauptsubstrat (2) verbunden sind,
c) einen ersten metallischen Verdrahtungsfilm (5), der auf den Anschlußflä chen (3) für die Verdrahtungserweiterung ausgebildet ist,
d) einen zweiten metallischen Verdrahtungsfilm (8) aus einem Material, das von demjenigen des ersten metallischen Verdrahtungsfilms (5) verschie den ist, wobei der zweite metallische Verdrahtungsfilm (8) auf dem er sten metallischen Verdrahtungsfilm (5) ausgebildet ist,
e) einen organischen Isolierfilm (9), der auf dem zweiten metallischen Ver drahtungsfilm (8) ausgebildet ist,
f) zweite Kontaktlöcher, die im organischen Isolierfilm (9) und auf dem zweiten metallischen Verdrahtungsfilm (8) ausgebildet sind, und
g) ein metallisches Verdrahtungsmuster (10), das auf dem organischen Iso lierfilm (9) und dem zweiten metallischen Verdrahtungsfilm (8) ausge bildet ist,

gekennzeichnet durch

1. einen organischen Schutzfilm (7), der auf dem Hauptsubstrat (2) und dem ersten metallischen Verdrahtungsfilm (5) ausgebildet ist, und
2. erste Kontaktlöcher, die im organischen Schutzfilm (7) und auf dem er sten metallischen Verdrahtungsfilm (5) ausgebildet sind.

8. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des organischen Isolierfilms (9) (Merkmal f1)) von demjenigen des organischen Schutzfilms (7) (Merkmal d1)) verschieden ist.