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DE2304685A1 - Verfahren zur herstellung mikroskopisch kleiner metall- oder metallegierungs-strukturen - Google Patents

Verfahren zur herstellung mikroskopisch kleiner metall- oder metallegierungs-strukturen

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DE2304685A1
DE2304685A1 DE2304685A DE2304685A DE2304685A1 DE 2304685 A1 DE2304685 A1 DE 2304685A1 DE 2304685 A DE2304685 A DE 2304685A DE 2304685 A DE2304685 A DE 2304685A DE 2304685 A1 DE2304685 A1 DE 2304685A1
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Description

SIEHEITS AIfTIEiTGESELISOHAFT 8 München 2 31. JAK 197
Berlin und München Witteisbacherplatz
73/1018
Verfahren zur Herstellung mikroskopisch kleiner Metall- oder Metalle^ierungs-Strulcturen
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung nikroskopisch kleiner Metall- oder Metallegierungs-Sirukturen.
Strukturen dieser Art und Verfahren zu ihrer Herstellung werden beispielsweise für Manipulationsmüster, für Zylinderdomänenspeicher und für die Mikroverdrahtung integrierter Schaltungen "benötigt. Beträgt die geforderte Strichbreite der Strukturen, zum Beispiel der magnetostriktionsfreien NiFe-Struktur des Manipulationsmusters eines Zylinderdomänenspeichers, etwa 3 bis 20 /um, so ha.t es sich als äußerst schwierig erwiesen, in diesen Fällen und bei Anwendung des Photoätzverfahrens die Unter ätzung, d.h. das seitliche Abtragen der Struktur, an den durch Photolack geschützten Strukturbereichen genügend klein zu halten. TJm diese Schwierigkeiten zu umgehen, wird daher eine Reihe anderer bekannter Verfahren angewendet, wie sie beispielsweise in "AIP Conference Proceedings", ITo. 5, 1971, Seite 215, in »Appl. Phys. letter», Band 17, Seite 328 (1970) und-in "Journal Appl. Phys.", Band 42, Seite 1362 (1971) beschrieben, sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung mikroskopisch kleiner Metall- oder Metallegierungs-Strukturen anzugeben, das die Unterätzung genügend klein hält.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß auf einen Träger, z.B. Glasträger, eine dünne geschlossene Metalloder Metallegierungs-Schicht, aufgedampft wird, daß auf die Me-
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tall- oder Metallegierungs-Schicht eine Photolackschicht aufgetragen wird, daß der gewünschten Metall— oder Metallegierungs-Struktur entsprechende Kanäle in an sich bekannter Weise aus der Photolackschicht herausgearbeitet werden, der-" art, daß in diesen Kanälen die Metall- oder Metallegierungs-Schicht freigelegt ist, daß auf die freigelegte Metall- oder Metallegierungs-Schicht eine dünne Goldschicht galvanisch abgeschieden wird, daß auf die Goldcchicht eine dickere Metalloder Metallegierungs-Schicht galvanisch abgeschieden wird, daß die restliche Photolackschicht abgetragen wird und daß die darunterliegende dünne Metall- oder Ketallegierungs-Schicht entfernt wird.
Dieses Verfahren ist einfach durchführbar. Die Kantenschärfe der Strukturen ist sehr groß. Die Abmessungen der Strukturen v/erden nicht durch Itzeffeicte, d.h. durch Unterätzen wesentlich beeinflußt. Zusätzlich stören kleine -Inhomogenitäten im Photolack, die sonst zu einem Durchätzen der Schichten führen können, nicht. Durch dieses Verfahren ist es möglich, Strukturen in den gewünschten Abmessungen, die vorzugsweise zwischen 5 bis 20 /um liegen, und den erforderlichen Schichtdicken maskentreu und reproduzierbar herzustellen. Die gleichmäßige Dicke und Kantenschärfe der Strukturen wird -insbesondere durch die dünne Goldschicht gewährleistet.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich bevorzugt zur Herstellung eines Manipulationsmusters für einen Zylinderdomänenspeicher, wobei als Metall-Legierung eine insbesondere magnetostriktionsfreie KiPe-Legierung verwendet und als dünne Metall-Legierungs-Schicht eine etwa 100 bis 500 A, insbesondere 300 A, dicke ITiFe-Schicht auf einen Glasträger aufgedampft wird.
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ο °
Auf die dickere, mehrere 1000 A, insbesondere etwa 10 000 A, dicke HiFe-Schicht wird "bevorzugt eine zweite dünne Goldschicht galvanisch abgeschieden, die als Schutzschicht beim wenigstens teilweisen Wegätzen der geschlossenen, dünnen HiFe-Schicht an den nicht verstärkten Stellen wirkt.
Das Gold wird vorzugsweise in einer Dicke von jeweils mehreren 100 A, insbesondere 600 A, auf die dünne bzw. dickere NiFe-Schicht galvanisch abgeschieden.
Zur Entfernung der unverstärkten, d.h. der dünnen NiFe-Schicht empfiehlt es sich, die in vorstehender Weise behandelten und von der restlichen Photolackschicht befreiten Träger bevorzugt in «in schwachsaures Goldbad zu tauchen, wobei die dünne HiFe-Schicht entfernt und durch eine entsprechend dicke Goldschicht ersetzt wird, die mühelos durch ein an sich bekanntes Goldätzmittel abgeätzt v/erden kann. Im Bad erfolgt eine Austauschreaktion, die durch die auftretenden Potentialunterschiede zwischen HiPe und Au hervorgerufen wird, wobei ITiFe in Lösung geht und durch eine äquivalente Au-Menge ersetzt wird. Die ge-
o ο
samte, üblicherweise 200 A bis 300 A dicke HiFe-Schicht wiri in einigen Minuten abgelöst und durch die entsprechend dicke Goldschicht ersetzt. Die Goldschicht läßt sich durch ein geeignetes Goldätzmittel, z.B. eine verdünnte KCH-Lösung wegätzen, ohne daß die galvanisch aufgetragene HiFe-Schicht angeriffen wird.
Im Unterschied hierzu hat sich gezeigt, daß die bisher verwendeten bekannten HiFe-Ätzlösungen, wie z.B. eine FeCl^-Lösung, bevorzugt die galvanisch verstärkten HiFe-Schicht angreifen,
ο ο
so daß, wenn die 200 A bis 300 A dicke HiFe-Schicht entfernt ist, auch die dicke HiFe-Schicht weitgehend weggeätzt ist.
Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Goldbad werden hingegen
ο ο von der dickeren HiFe-Schicht nur die 200 A bis 300 A HiFe
weggenommen.
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An dieser Stelle sei nochmals darauf hingewiesen, daß sich das vorstehend genannte Verfahren nach der Erfindung nicht nur zur Herstellung eines· Manipulationsmusters für Zylinderdomänenspeicher, sondern auch zur Herstellung der Mikroverdrahtung integrierter Schaltungen und dgl. eignet.
Das Verfahren nach der Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Schnittfiguren 1 "bis 3 näher erläutert :
Auf einen !rager 1, z.B. aus Glas, Keramik oder sonstigem Iso-
o ο lierstoff, wird eine etwa 200 A Ms 300 A dicke MFe-ScMcht 2 aufgedampft und auf diese Schicht eine Photolackschicht 3 aufgetragen. Aus der Photolackschicht 3 werden mit Hilfe der . Phototechnik der gewünschten NiFe-Struktur entsprechende Kanäle 7 herausgearbeitet, derart, daß in diesen Kanälen die KiFe-Schicht freigelegt ist.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird auf die freigelegte ITiFe-Schicht 2 in einem handelsüblichen Goldbad eine etwa 600 A dicke Goldschicht 4 galvanisch abgeschieden, die galvanisch
ο
durch eine etwa 10 000 A dicke NiFe-Schicht 5 verstärkt (s.
Pig. 2 u.3) wird. Auf die dicke HiFe-Sehieht 5 wird eine zweite, als Schutzschicht dienende Goldschicht 6 galvanisch abgeschieden.
Anschließend wird die restliche Photolackschicht 3 abgetragen und 'der derart beschichtete Träger in ein schwachsaures Goldbad gelegt, wobei nach einigen Hinuten die gesamte, im vorliegenden Fall 300 A dicke, unverstärkte MFe-Schicht 2 entfernt und durch eine entsprechendd dicke Goldschicht ersetzt wird, die mühelos durch ein Goldätzmittel, z.B. eine verdünne KCIT-Lösung, weggeätzt werden kann.
Beispielsweise zur Anordnung von Signal-Detektoren für Zylinderdomänenspeieher, empfiehlt es sich, die unverstärkte KiFe-Schicht nur bereiehsweise durch die Austausehreaktion im Goldbad und die nachfolgende Goldätzung zu entfernen.
9 Patentansprüche
3 Figuren 409833/0880

Claims (9)

Patentansprüche ·
1. Verfahren zur Herstellung mikroskopisch kleiner Metall- oder Metallegierungs-Strukturen, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen Träger, z.B. Glasträger, eine dünne geschlossene Metall- oder Metallegierungs-Schicht aufgedampft wird, daß auf die Metall- oder Metallegierungs-Schicht eine Photolaekschieht aufgetragen wird, daß der ge- wünschten Metall- oder Metallegierungs-Struktur entsprechende Kanäle in an sich bekannter V/eise aus der Photolaekschicht herausgearbeitet werden, derart, daß in diesen Kanälen die Metall- oder Metallegierungs-Schicht freigelegt ist, daß auf die freigelegte Metall- oder Metallegierungs-Schint eine dünne Goldschicht galvanisch abgeschieden wird, daß auf die Goldschicht eine dickere Metall- oder Metallegierungs-Schicht galvanisch abgeschieden wird, daß die restliche Photolaekschicht abgetragen wird und daß die darunterliegende dünne Metall- oder Metallegierungs-Schicht entfernt wird.
2. Verfahren zur Herstellung eines Manipulationsmusters für einen Zylinderdomänenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallegierung eine insbesondere magnetostriktionsfreie NiPe-Iegierung verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn-
o zeichnet, daß als dünne NiFe-Schicht eine etwa 100 A bis 500 A , insbesondere 300 A, dicke Nile-Sehicht auf einen Glasträger aufgedampft wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die dickere ITiPe-Schicht eine dünne Goldschicht galvanisch abgeschieden wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1,2 und 3> dadurch gekennzeichnet, daß eine jeweils mehrere 100 A dünne Goldschicht auf die dünne und dickere KiFe-Schicht galvanisch abgeschieden wird.
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6. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als dickere ITiPe-Sehieht eine mehrere 1000 A, insbesondere etwa 10 000 A, dicke FiFe-Schicht givanisch abgeschieden wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne NiPe-Schieht durch Ätzen entfernt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadur'ch gekenn ζ e i e h η e t, daß auf einen Träger eine dünne geschlossene HiEe-Schicht aufgedampft wird, daß auf die MFe-Sehieht eine Photolackschicht aufgetragen wird, daß der gewünschten ITiPe-Struktur entsprechende Kanäle in-an sich bekannter Weise aus der Photolacksehieht herausgearbeitet werden, derart, daß in diesen Kanälen die 2TiFe-Schicht freigelegt ist, daß auf die freigelegte liiPe-Schieht eine dünne Goldsehicht galvanisch abgeschieden wird, daß auf die Goldschicht eine dickere NIFe-Sehieht galvanisch abgeschieden wird, daß die restliche Photolacksehieht abgetragen wird, daß der beschichtete Träger in ein sehwachsaures Goldbad getaucht wird, wobei die dünne EiPe-Sehicht abgelöst und durch eine entsprechend dicke Goldschieht ersetzt wird, und daß diese Goldschicht durch ein an sich bekanntes Goldätzmittel abgeätzt wird.
9. Verfahrennach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Goldätzmittel eine verdünnte KCH-Lösung verwendet wird.
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