DE4210400C1 - Local copper@ deposition from organo:metallic film on substrate - by forming film from mixt. of copper acetate and copper formate in specified ratio and depositing film by laser irradiation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur lokalen Abscheidung von Kupfer aus einem metallorganischen Film, wobei unter loka­ ler Erhitzung durch einen Laser das Kupfer auf der Oberfläche des mit dem Film belegten Substrates erzeugt wird.

Für die Herstellung von Leiterbahnen, beispielsweise auf Lei­ terplatten, ist eine Vielzahl von Verfahren bekannt. Insbeson­ dere für die Reparatur von Leiterbahnen, z. B. auch auf bereits bestückten Leiterplatten wird sehr häufig ein Verfahren verwendet, bei dem Kupfer aus einem auf die Leiterplatte aufgebrachten metallorganischen Film abgeschieden wird. Der dabei erzeugte feste Film wird lokal mit einem Laser derart erhitzt, daß sich entsprechend einer vorbestimmten Struktur, die vom Laser abgefahren wird, Kupfer abscheidet. In einem nachgeschalteten Verfahrensschritt kann diese Kupferabscheidung nachträglich galvanisch oder stromlos verstärkt werden.

Als metallorganische Stoffe zur Erzeugung des entsprechenden Filmes werden hauptsächlich Kupferformiat oder Kupferacetat eingesetzt. Beide Substanzen werden jeweils auf ein Substrat, beispielsweise einen Kunststoff, aufgebracht und getrocknet. Dabei ist es notwendig, daß die jeweilige, den Film bildende Substanz amorph vorliegt. Um dies in der Praxis zu erreichen, sind jedoch teilweise sehr aufwendige Vorgehensweisen notwen­ dig.

Kupferformiat kristallisiert in der Regel beim Trocknen aus. Kupferacetatschichten weisen nach dem Trocknen eine unten lie­ gende dünne, amorphe Schicht auf und eine darüberliegende kri­ stalline Schicht. In der Literatur beschriebene Methoden zur Erzeugung eines insgesamt amorphen Filmes verwenden entweder bestimmte Hilfssubstanzen und/oder eine sehr genaue Temperaturregelung für die Zeit der Abscheidung bzw. Trocknung. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß der amorphe Zustand möglichst über längere Zeit beibehalten werden muß, damit ein zeitlicher Spielraum für die nach­ folgende Laserbearbeitung existiert. Die bisher bekannten Methoden zur amorphen Abscheidung der genannten Substanzen sind jedoch sehr aufwendig.

Aus der DE-A-38 26 046 ist ein Verfahren zur Herstellung von metallischen Schichten bekannt. Es wird eine Schicht aus Palladiumacetat durch die Einwirkung von Laser­ strahlung thermisch zersetzt, wobei sich eine metallische Schicht aus Palladium ausbildet. Es wird erwähnt, daß eine flächenhafte Ausbildung der Schicht möglich ist, sowie eine strukturierte Ausbildung mittels einer Maske oder mittels gelenkter Laserstrahlung.

Die DE-A-38 40 201 beschreibt ein Kontaktierverfahren zur Beschichtung von Begrenzungsflächen unter Einsatz von metallorganischen Verbindungen. Die Kontaktierschicht kann beispielsweise durch ein Metall dargestellt werden.

Spezielle Hineise auf den Einsatz bzw. die Handhabung von Kupferacetat oder Kupferformiat sind den folgenden beiden Literaturstellen zu entnehmen: -′Fast laser writing of copper and iridium lines from thin solid surface layers of metalorganic compounds′; P. Hoffmann, B. Lecohier, S. Goldoni, H. van den Bergh; Applied Surface Science 43 (1989) 54-60; Elsevier Science Publishers B.V. (North- Holland) und -′Laser writing of copper lines from metal­ organic films′; A. Gupta, R. Jagannathan; Appl. Phys. Lett. 51 (26), 28.12.1987, S. 2254-2256; American Institute of Physics.

Beide Literaturstellen befassen sich mit der Metallisierung durch Laserstrahlung aus metallorganischen Filmen. Dabei wird im Artikel von Hoffmann et al auf der Seite 55 unter Punkt 3.1. vermerkt, daß Kupferformiat nach dem Aufsprühen auch auskristallisierte, jedoch nicht so schnell wie andere Substanzen. Der Artikel von Gupta et al vermerkt auf der Seite 2254, daß eine Lösung aus Kupferformiat beim Trocknen Kristallisationserscheinungen zeigt und daß der Film kristallin und rauh wirkt. Eine metallorganische Substanz bzw. ein Gemisch das beim Trocknen über längere Zeit im amorphen Zustand ist, ist aus der Literatur nicht bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur lokalen Kupferabscheidung aus metallorganischen Filmen bereitzustellen, wobei der metallorganische Film sich leicht aufbringen läßt, in amorphem Zustand vorliegt und diesen Zustand über längere Zeit hält.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht durch den Einsatz eines metallorganischen Filmes, der aus einem Gemisch von Kupferacetat und Kupferformiat hergestellt wird und einen amorphen Film auf einem Substrat bildet.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich ein Gemisch aus Kupferacetat und Kupferformiat leichter auf ein Substrat aufbringen läßt, als die einzelnen Substanzen für sich. Das Gemisch dieser beiden Substanzen bildet einen amorphen Film. Ein Substrat mit einem derartigen Film läßt sich zumindest mehrere Tage lang lagern, ohne daß Kristallisationsvorgänge im Film auftreten.

Neben der Notwendigkeit eines amorphen metallorganischen Filmes für lokalen Kupferabscheidungen, die mittels Laser erzeugt werden, ergibt sich somit auch der Vorteil einer variableren Weiterverarbeitungszeit.

Die bisher gängige Meinung besagte, daß beim Trocknen einer Schicht aus einem Gemisch von Kupferformiat und Kupferacetat eine Entmischung stattfindet und als Folge davon zumindest eine Substanz ausfällt bzw. über längere Zeit separiert wird und in kristallinem Zustand vorliegt. Infolge dessen würde der Einsatz einer entsprechenden Mischung als nicht sinnvoll Die Erfindung verwendet entgegen der bisher gängigen Meinung ein Gemisch aus Kupferformiat und Kupferacetat und erzielt da­ mit eine nicht vorhersehbare Wirkung. Es tritt weder beim Trocknen bzw. bei der Herstellung des Filmes noch in einer ab­ sehbaren Zeit danach eine Entmischung bzw. eine Kristallisation auf.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht ein Mi­ schungsverhältnis zwischen Kupferacetat und Kupferformiat von 1 : 5 vor. Bei Versuchen, in denen der metallorganische Film in einem Heizschrank durch entsprechendes Eintrocknen einer je­ weilig wäßrigen Lösung erzeugt wurde, hat sich dieses Mi­ schungsverhaltnis als besonders vorteilhaft erwiesen.

Claims (2)

1. Verfahren zur lokalen Kupferabscheidung aus metallorgani­ schen Filmen auf einem Substrat mittels eines Lasers, wobei der metallorganische Film im amorphen Zustand vor­ liegt, insbesondere zur Ausbildung von Leiterbahnen an elektronischen Einheiten, dadurch gekennzeichnet daß der metallorganische Film aus einem Gemisch von Kup­ feracetat und Kupferformiat hergestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Mischungsverhältnis zwischen Kupferacetat und Kup­ ferformiat 1 : 5 beträgt.