DE3938669A1 - Verfahren zur bekeimung einer zu metallisierenden oberflaeche - Google Patents
Verfahren zur bekeimung einer zu metallisierenden oberflaecheInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren mit
den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen
Merkmalen, die aus der Veröffentlichung von Esrom et al,
Mat. Res. Soc. Symp. Proc. (1989) 131, 581 bekannt sind.
Bei einem anderen Verfahren dieser Art wird zur Erzeugung
von Keimen für eine anschließende stromlose Metallisierung
Excimerlaserstrahlung mit Wellenlänge von 308 nm, 248 nm und
193 nm verwendet.
Bei den bekannten Verfahren werden Palladiumkeime durch
photothermische Zersetzung von Palladiumacetat mittels
KrF-Excimerlaserpulsen hoher Leistung, z. B. mit
Fluenz-Werten in der Größenordnung von 104W cm-2 und
Strahlungsleistungdichten in der Größenordnung von 1 Jcm-2
erzeugt.
Das vorliegende Verfahren löst, ausgehend von diesem Stand
der Technik, die Aufgabe, ein Verfahren der obengenannten
Art dahingehend weiterzubilden, daß eine höhere Ortauflösung
und/oder eine Bekeimung mit niedrigeren Flußdichten
erreicht werden können, dadurch, daß die Bekeimung mittels
Synchrotronstrahlung einer Wellenlänge im Vakuumultraviolett
erfolgt.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß eine Bekeimung
durch Bestrahlung einer geeigneten Vorläuferschicht, ins
besondere einer Palladiumacetatschicht, mit Synchrotron
strahlung im Vakuumultraviolett-Spektralbereich (VUV)
schon bei Flußwerten unter 1016 Photonen s-1 cm-2, z. B.
5 × 1015 Photonen s-1 cm-2 erreicht werden kann, wobei nicht
wie bisher hauptsächlich ein photothermischer Prozeß sondern
hauptsächlich ein photolytischer Prozeß wirksam ist.
Bei der rein photochemischen Bekeimung tritt also im Gegen
satz zur Excimerlaser-Bekeimung keine Fluenz-Schwelle auf,
und man kann daher auch sehr wärmeempfindliche Substrate
bekeimen, wie Heterostrukturen, Kunststoffe u. a. m.
Es kann beispielsweise Synchrotronstrahlung im Wellenlängen
bereich von etwa 40 bis 300 nm verwendet werden, vorzugs
weise wird Strahlung einer Wellenlänge unter 180 nm ver
wendet. Besonders vorteilhaft ist eine wellenlängenmäßig
im wesentlichen kontinuierliche Strahlung (im Gegensatz
zu einer Linienstrahlung.
Eine etwa 0,02 bis 1,5 µm dicke Schicht aus
Palladiumacetat (Pd(µ-O2CCH3)2)3 wird auf einer zu
metallisierenden Oberfläche eines Substrats durch Aufbringen
einer Lösung des Palladiumacetats in Chloroform mittels
Schleuderbeschichtung und Trocknen der Lösung hergestellt.
Bevorzugt wird eine Schichtdicke unter 0,05 µm.
Das Substrat kann beispielsweise aus Aluminiumoxidkeramik
oder Silicium bestehen, oder auch aus einem transparenten
Material, wie Quarz, oder einem Polymer wie Polyimid.
Das mit dem Palladiumacetatfilm beschichtete Substrat
wird dann in eine Hochvakuumkammer eingebracht, die auf
einen Druck von 7 × 10-7 Pa (5 × 10-9 Torr) evakuiert wird
und dann mit breitbandiger Synchrotronstrahlung im
Wellenlängenbereich von etwa 40 bis 300 nm bestrahlt. Die
Dauer der Bestrahlung kann z. B. 20 bis 60 min betragen.
Anschließend wird das Substrat aus der Vakuumkammer entnommen
und mit Chloroform gewaschen um das unzersetzte Palladium
acetat zu entfernen.
Das so vorbereitete Substrat wird dann zur stromlosen,
chemischen Metallisierung in eine handelsübliche Kupfer
metallisierungslösung eingebracht, z. B. ein Shipley-
Verkupferungsbad.
Die Dicke des Palladiumniederschlages auf dem gewaschenen
Substrat betrug etwa 2 × 10-3 µm. Es konnten gut haftende und
elektrisch gut leitende Kupferniederschläge einer Dicke
zwischen 0,15 bis 0,3 µm stromlos hergestellt werden.
Wegen der kurzen Wellenlängen der Synchrotronstrahlung lassen
sich mit geeigneten Masken, z. B. aus Wolfram- oder Molybdän
schichten, Strukturen, wie Leiterbahnen, mit Breiten unter
0,2 µm herstellen.
Mit dem oben beschriebenen Verfahren ließ sich die Ober
fläche eines transparenten Quarzsubstrates mit einem
mittleren Fluß von 5 × 1014 Photonen s-1 cm-2 (weniger als
3 mW cm-2) erfolgreich bekeimen. Die thermische Belastung
des Substrats ist bei diesen Bestrahlungsstärken vernach
lässigbar, so daß auch empfindliche Substrate ohne Beein
trächtigung, z. B. ohne Gefahr einer unerwünschten Nach
diffusion von Dotierungsstoffen, bekeimt und metallisiert
werden können.
Anstelle des erwähnten Palladiumacetats können auch andere
keimbildende Substanzen verwendet werden, insbesondere
metallorganische Verbindungen wie Gold-Siebdruckfarbe
(Engelhard Bright; Gold NW), Kupfer(II)acetyl-acetonat u. a. m.
Die Beschichtung kann auch durch andere Verfahren, wie
Tauchen, erfolgen. Die chemisch abgeschiedene Metallisierung
kann anschließend galvanisch verstärkt werden, oder durch
thermisches Abscheiden aus der Gasphase (CVD), da die
Aktivierungsenergie für die chemische Abscheidung aus der
Gasphase an den bekeimten Stellen abgesenkt ist. Dadurch
ist die selektive Abscheidung von z. B. Aluminium und
Wolfram möglich.
Claims (12)
1. Verfahren zur Bekeimung einer zu metallisierenden
Oberfläche eines Substrats, bei welchem die Oberfläche
mit einer Schicht aus einer Substanz überzogen wird,
welche Keime für ein Abscheiden von Metall zu liefern
vermag, und die Substanz durch kurzwellige optische
Strahlung unter Bildung der Keime zersetzt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zersetzung durch Synchrotron
strahlung mit Wellenlängen im Vakuumultraviolett und
einer Intensität, die im wesentlichen eine photolytische,
nicht jedoch thermische Zersetzung der Substanz bewirkt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß Synchrotronstrahlung mit Wellenlängen bis
herunter zu mindestens 40 Nanometer verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß Synchrotronstrahlung mit Wellenlängen
unter 180 Nanometer verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß wellenlängenmäßig kontinuierliche
Synchrotronstrahlung verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung der
Substratoberflache selektiv erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Substratoberfläche
mit Palladiumacetat beschichtet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Metall stromlos
chemisch abgeschieden wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Metall durch CVD abgeschieden
wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der Synchro
tronstrahlung pro Flächeneinheit des Substrats nicht
mehr als 1016 Photonen s-1 cm-2 beträgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungsdauer
mindestens 5 Minuten beträgt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Belichtungsdauer mindestens 10 Minuten
beträgt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungsdauer
bis zu etwa 30 Minuten beträgt.
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Non-Patent Citations (1)
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| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |