DE19527314A1 - Siliziummembran und Verfahren zur Herstellung einer Siliziummembran - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Siliziummembran und ein Verfahren zur Herstellung einer Siliziummembran mit vorbestimmten Spannungseigenschaften, insbesondere zur Verwendung in mikromechanischen Sensoren, wie z. B. Druck-, Kraft- oder Beschleunigungssensoren, oder als Maske für Lithographie mit elektromagnetischer Strahlung oder Korpuskularstrahlen, wie z. B. Röntgen-, Elektronen- oder Ionenstrahl- Projektionslithographie, wobei die Siliziummembran ausgehend von einem Siliziumsubstrat mit einem bestimmten Leitfähigkeitstyp durch Dotieren des Substrates mit einem Dotierstoff, dessen Leitfähigkeitstyp bezüglich des Substrates entgegengesetzte Polarität besitzt, und elektrochemisches Ätzen des im wesentlichen unbehandelten Teilabschnittes des Substrates hergestellt wird.

Verfahren zur Herstellung von Siliziummembranen, die in mikromechanischen Sensoren oder als Masken verwendet werden können, sind vielfach bekannt.

Eine einfache Möglichkeit zur Herstellung solcher Membranen bietet das Zeit-Ätzverfahren, bei welchem der Ätzvorgang des Siliziumsubstrates nach einer vorbestimmten Zeit abgebrochen wird. Anhand dieses Verfahrens ist es jedoch schwierig, eine gleichmäßig dicke Membran mit vorbestimmter Dicke herzustellen.

Weitere bekannte Methoden zur Herstellung von dünnen Siliziummembranen sind die sogenannten Ätzstoptechniken, bei welchen durch Vorbehandlung (Dotierung) des Siliziumsubstrates in einer bestimmten Tiefe ein Ätzstop gebildet wird.

Bei einem Verfahren dieser Art (p⁺⁺ Ätzstoptechnik) wird eine Oberflächenschicht des Siliziumsubstrates mit Bor in einer hohen Konzentration (größer 10¹⁹cm^-3) dotiert. Im Laufe des nachfolgenden alkalischen Ätzvorganges sinkt die Ätzrate bei Erreichen der bordotierten Schicht stark ab, so daß eine Membran entsteht, deren Dicke im wesentlichen dieser bordotierten Schicht entspricht. Verfahren dieser Art sind unter anderem in der US-PS 4256 532 (Magdo et al.) und in der US PS 4 589 952 (Behringer et al.) beschrieben. Da die Boratome, die kleiner als Siliziumatome sind, in dem Siliziumkristall eine Zugspannung erzeugen, steht die so hergestellte Membran in unerwünschter Weise unter einem starken Streß, welcher die mechanischen Eigenschaften dieser Membran nachteilig beeinflußt. Die Bordotierung erzeugt überdies eine hohe Versetzungsdichte, so daß die resultierende Membran äußerst brüchig ist. Eine Möglichkeit, die Zugspannung einer solchen Membran zu verringern, besteht darin, die bordotierte Schicht zusätzlich mit Germaniumatomen zu dotieren, welche größer als Siliziumatome sind und daher in dem Siliziumkristall eine Druckspannung erzeugen. Durch diese Druckspannung wird die seitens der Bordotierung erzeugte Zugspannung in der Membran zumindest teilweise kompensiert (vgl. Extended Abstracts, Band 82-1, Mai 1982, Seite 192 f). Durch diese Maßnahme wird die Gesamtspannung der Membran zwar verringert, jedoch werden die auf atomarer Ebene in dem Kristallverband herrschenden Spannungen dabei verstärkt. Die Gegendotierung hat weiters zur Folge, daß die Anzahl der Störstellenatome in dem Siliziumkristall unerwünscht hoch und die Membran daher stark brüchig ist.

Gute Ergebnisse werden hingegen mit einem elektrochemischen Ätzstop-Verfahren der eingangs genannten Art erzielt, welches beispielsweise aus der EP-A-367 750 (IMS) bekannt ist. Darin wird ein Verfahren beschrieben, bei welchem der Ätzstop mittels eines pn- Überganges realisiert ist, wobei die Konzentration des Dotierstoffes zur Dotierung der Oberflächenschicht des Substrates so gewählt wird, daß die resultierende Membran je nach Verwendungszweck die gewünschten Spannungseigenschaften besitzt, wobei die Art der Spannung (Zug- oder Druckspannung) von der Größe der Dotierungsatome im Verhältnis zu den Siliziumatomen und die Höhe der Spannung von der Konzentration des Dotierstoffes abhängig sind. Eine mittels des bekannten Verfahrens hergestellte Membran weist eine konstante Dicke auf.

Für spezielle Anwendungen im Bereich der Mikromechanik und insbesondere bei der Verwendung einer solchen Membran als Maske für Projektionslithographie sind die resultierenden Spannungseigenschaften der Siliziummembran von großer Bedeutung. In vielen Fällen ist es wünschenswert, den Herstellungsprozeß so zu gestalten, daß in der resultierenden Membran zumindest abschnittsweise möglichst geringe Spannungen herrschen.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, das oben angeführte Verfahren so zu verbessern, daß die resultierende Membran sehr geringe Spannungen aufweist und dennoch mechanisch stabil ist. Weiters sollte das Verfahren die Möglichkeit bieten, mechanische Beeinflussungen bei der Weiterverarbeitung der Membran bereits im Herstellungsprozeß zu berücksichtigen.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten Art in einfacher Weise dadurch gelöst, daß zumindest ein bestimmter erster Teilbereich der Oberfläche des Siliziumsubstrates maskiert wird, der nicht maskierte, zweite Teilbereich des Siliziumsubstrates mit einem Dotierstoff in einer vorbestimmten Konzentration dotiert wird, um in diesem nicht maskierten Teilbereich des Substrates eine dotierte Schicht mit einer bestimmten Dicke zu bilden, wonach die Maskierung von dem ersten Teilbereich des Siliziumsubstrates entfernt wird und das Siliziumsubstrat mit einem Dotierstoff in einer vorbestimmten Konzentration dotiert wird, um in dem nicht dotierten ersten Teilbereich des Substrates eine dotierte Schicht mit einer vergleichsweise geringeren Dicke zu bilden, und das Siliziumsubstrat abschließend elektrochemisch geätzt wird, um den unbehandelten Abschnitt des Substrates zu entfernen und eine aus der Summe zumindest eines ersten und zumindest eines zweiten Teilbereichs zusammengesetzte Siliziummembran zu bilden, deren Dicke in dem ersten Teilbereich kleiner als in dem zweiten Teilbereich ist.

Ebenso wird die oben genannte Aufgabe in vorteilhafter Weise durch ein Verfahren gelöst, bei welchem an der Oberfläche des Siliziumsubstrates eine Bremsschicht mit einer bestimmten Dicke hergestellt wird, welche in einen ersten und einen zweiten Teilbereich unterteilt wird, wobei die Dicke dieser Bremsschicht in dem zweiten Teilbereich um ein bestimmtes Maß verringert wird und das Siliziumsubstrat mittels Implantation oder Diffusion einer bestimmten Ionendosis durch die Bremsschicht in das Siliziumsubstrat dotiert wird, so daß eine Dotierschicht gebildet wird, deren Dicke aufgrund des unterschiedlichen Bremsverhaltens der Bremsschicht in dem ersten Teilbereich des Siliziumsubstrates vergleichsweise kleiner als in dem zweiten Teilbereich ist, wonach die Bremsschicht von der Oberfläche des Siliziumsubstrates entfernt und das Siliziumsubstrat abschließend elektrochemisch geätzt wird, um den unbehandelten Abschnitt des Substrates zu entfernen und eine aus zumindest einem ersten und zweiten Abschnitt zusammengesetzte Siliziummembran zu bilden, deren Dicke in dem ersten Teilbereich kleiner als in dem zweiten Teilbereich ist.

Aufgrund dieser Maßnahmen wird die Membran durch zumindest zwei unterschiedliche Teilbereiche gebildet, nämlich zumindest einen ersten Teilbereich, der eine bestimmte Dicke aufweist, und zumindest einen zweiten Teilbereich, dessen Dicke vergleichsweise größer ist. Durch einen dickeren Teilbereich wird einerseits eine mechanische Verstärkung der Membran erzielt, andererseits ist dieser dickere Bereich dazu geeignet, auf den dünneren Bereich eine Kraft auszuüben oder umgekehrt. Somit besteht durch eine gezielte Anordnung von ersten und zweiten Teilbereichen die Möglichkeit, die resultierenden mechanischen Eigenschaften der Membran nicht nur durch die Art bzw. Größe der Dotierungsatome und die Dotierungskonzentration der Membran, sondern auch durch eine selektiv unterschiedliche Dicke zu steuern. Das heißt, es wird ein weiterer Parameter geschaffen, der eine wesentlich flexiblere Gestaltung der Membraneigenschaften zuläßt. Das Verfahren ist überdies kostengünstig durchführbar und liefert in reproduzierbarer Weise Membranen mit genau vorbestimmten mechanischen Eigenschaften.

Aus praktischer Sicht ergeben sich aus dem obigen Verfahren mehrere Ausführungsformen einer Membran.

Bei einer ersten Ausführungsform ist der zweite, dickere Teilbereich im wesentlichen entlang der Berandung der Membran ausgebildet, wogegen der flächenmäßig größere erste Teilbereich zur Gänze innerhalb dieser Berandung angeordnet ist. Bei einer solchen Ausführungsform kann die Berandung mit einer höheren Dotierungskonzentration eines Dotierstoffes dotiert sein, welcher in der Siliziummembran eine Zugspannung erzeugt, so daß die so erzeugte Spannung auf den großflächigen, innerhalb dieser Berandung liegenden dünneren Teilbereich der Membran eine Kraft ausübt. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist darin zu sehen, daß eine mechanisch stabile Membran hergestellt werden kann, welche innerhalb des großflächigen dünnen Teilbereichs in vorteilhafter Weise eine besonders geringe Dotierung aufweist.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist der erste, dünnere Teilbereich im wesentlichen entlang der Berandung der Membran ausgebildet, wogegen der flächenmäßig größere zweite Teilbereich zur Gänze innerhalb dieser Berandung angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform bildet die dünne Berandung eine elastische Aufhängung des großflächigen, innerhalb dieser Berandung liegenden dickeren Teilbereichs. Die in dem Teilbereich innerhalb der Berandung herrschende Spannung wird durch diese elastische Aufhängung bis auf einen Wert verringert, bei welchem die dickere Membranfläche eine möglichst spannungsfreie und trotzdem ebene und mechanisch ausreichend stabile Membran bildet. Die elastische Aufhängung der Membran ermöglicht zusätzlich, daß zusätzliche Spannungen, die bei einer Weiterverarbeitung der Membran oder bei einer späteren Verwendung der Membran entstehen, verringert oder ausgeglichen werden.

Eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Siliziummembran ist zur Verwendung als Projektionsmaske für Lithographie mit elektromagnetischer Strahlung oder Korpuskularstrahlen vorgesehen, in welcher in Form von Öffnungen ausgebildete Maskenstrukturen mit einer in Abhängigkeit von der Position auf der Maske unterschiedlichen Öffnungsdichte vorgesehen sind, wobei die Projektionsmaske zumindest einen ersten Teilbereich der Siliziummembran mit einer bestimmten Dicke und einer vorbestimmten Öffnungsdichte aufweist, der mit einem Dotierstoff in einer vorbestimmten Konzentration dotiert ist, und zumindest einen zweiten Teilbereich der Siliziummembran mit einer vergleichsweise größeren Dicke und Öffnungsdichte, der mit einem Dotierstoff in einer vorbestimmten Konzentration dotiert ist, wobei die Summe des zumindest einen ersten Teilbereichs und des zumindest einen zweiten Teilbereichs die Siliziummaske bilden.

Bei einer solchen Ausführungsform wird zusätzlich zu den herstellungsbedingt auftretenden Spannungen der Membran auch auf die Probleme, die bei der nachfolgenden Ausbildung von lokal unterschiedlichen Maskenstrukturen (Öffnungen) entstehen bzw. auf die nach der Herstellung in der Maske herrschende Spannung Rücksicht genommen, um eine geringstmögliche Lageänderung oder Verzerrung der Maskenstrukturen zu erreichen. Bei einer strukturbedingt hohen Öffnungsdichte erfolgt eine stärkere relative Änderung des effektiven Elastizitätsmoduls, so daß üblicherweise in diesem Bereich eine größere Verzerrung der gebildeten Maskenstrukturen vorliegt. Durch Anordnen eines dickeren, zweiten Teilbereichs genau an dieser Stelle, kann diese Änderung des effektiven Elastizitätsmoduls zumindest teilweise abgefangen und somit einer strukturbedingten Verzerrung entgegengewirkt werden. In Bereichen mit niedrigen Öffnungsdichten der Maske unterliegt die Membran hingegen einer geringeren Änderung des effektiven Elastizitätsmoduls und kann daher als ein dünner, erster Teilbereich ausgebildet sein. Durch das Zusammenspiel zwischen ersten und zweiten Teilbereichen wird nun ein lokales Gleichgewicht hergestellt, welches eine geringstmögliche Verzerrung der Maskenstrukturen sicherstellt und überdies gewährleistet, daß die Membran mechanisch einwandfrei stabil bleibt. Zusätzlich kann die Projektionsmaske natürlich mit einer Berandung der oben genannten Art versehen sein, welche entweder als ein erster oder ein zweiter Teilbereich ausgebildet sein kann.

Weitere Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Siliziummembran oder -maske ergeben sich aus anderen Unteransprüchen.

Im folgenden wird anhand der beiliegenden Figuren näher auf das erfindungsgemäße Verfahren bzw. auf verschiedene Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Membranen eingegangen, wobei diese Figuren im einzelnen folgendes zeigen:

Fig. 1a, 1b und 1c eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2a und 2b eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Membran in einem Vertikalschnitt,

Fig. 4a und 4b eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Membran in einer Draufsicht (Fig. 4a) und einem Vertikalschnitt (Fig. 4b),

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine Silizium- Projektionsmaske gemäß der vorliegenden Erfindung.

Im folgenden wird auf die Fig. 1a, 1b und 1c Bezug genommen, in welchen ein Teilausschnitt eines Substrates in Form einer dünnen Siliziumplatte, z. B. eines Si-Wafers, dargestellt ist.

Durch die Auswahl des Silizium-Substrates (n- oder p-leitend) ist die Art des Dotierstoffes auf eine bestimmte Gruppe von Stoffen eingeschränkt, deren Leitfähigkeitstyp jenem des Substrates entgegengesetzt ist, um einen für den Ätzstop erforderlichen pn-Übergang herstellen zu können. Für p-leitende, z. B. bordotierte, Wafer wird der Dotierstoff aus der Gruppe der Donatoren, wie z. B. Phosphor oder Arsen, ausgewählt, wogegen für n-leitende Wafer der Dotierstoff aus der Gruppe von Akzeptoren, wie z. B. Bor oder Gallium, ausgewählt wird.

Die engere Wahl des Dotierstoffes ist davon abhängig, welche Art von Spannung in der Siliziummembran erzeugt werden soll. Dotieratome, deren Durchmesser größer als jener der Siliziumatome des Substrates sind, z. B. Gallium oder Arsen, erzeugen in der Membran eine Druckspannung, wogegen Dotieratome, deren Durchmesser kleiner als jener der Siliziumatome sind, z. B. Bor oder Phosphor, in der Membran eine Zugspannung hervorrufen. Für die Höhe der erzeugten Spannung ist einerseits der relative Größenunterschied der Atome, andererseits die Konzentration des Dotierstoffes hauptverantwortlich. Die Atomradien wichtiger Elemente, gemessen in 10^-12m, sind in der untenstehenden Tabelle zusammengefaßt (aus Römpp Chemielexikon, 9. Auflage).

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens soll beispielsweise ein bordotierter Wafer (p-leitend) verwendet werden, welcher entweder mit Phosphor dotiert werden kann, um eine Zugspannung zu erzeugen, oder mit Arsen dotiert werden kann, um eine Druckspannung zu erzeugen. Ebenso ist natürlich eine Kombination einer Phosphor- und Arsendotierung möglich, um eine zumindest teilweise Kompensation der erzeugten Zug- oder Druckspannung zu erreichen.

Bei dem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Oberfläche des Silizium- Wafers 1 in einem ersten Teilbereich A maskiert, so daß lediglich ein verbleibender zweiter Teilbereich B der Waferoberfläche exponiert ist.

Zu diesem Zweck wird die Silizium-Substratoberfläche vorerst mit einer für den Dotierstoff undurchlässigen Schicht 2, z. B. einer SiO₂-Schicht versehen, in welcher mittels eines bekannten lithographischen Verfahrens Strukturen freigeätzt werden, welche in der Folge die Oberfläche des zweiten Teilbereichs B des Siliziumsubstrates 1 bilden.

Als nächster Schritt erfolgt die Dotierung des Substrates mit einer bestimmten Dosis eines Dotierstoffes n₂. Wegen der SiO₂-Maskierung wird dabei jedoch, wie in Fig. 1a zu sehen ist, nur der nicht maskierte, zweite Teilbereich B des Substrates dotiert.

Der Dotierschritt kann grundsätzlich mit Hilfe jedes bekannten Verfahrens vorgenommen werden. Im Rahmen dieser Ausführungsform wird jedoch eine Dotierbelegung oder Ionen- Implantation, kombiniert mit Diffusion, z. B. Drive-In-Diffusion, oder thermischer Aktivierung, z. B. RTA (Rapid Thermal Annealing), bevorzugt, da mittels dieser Dotiermethoden die Dotierungskonzentration und -tiefe einfach und gut steuerbar sind. Es ist natürlich auch möglich, Dotierbelegung, Ionen-Implantation und Diffusion bzw. thermische Aktivierung beliebig miteinander zu kombinieren. Gegebenenfalls wird die gewünschte Dotierungstiefe durch eine thermische Nachbehandlung erreicht.

Nach erfolgter Dotierung n₂ des zweiten Teilbereichs B des Silizium-Wafers wird nun die noch immer den ersten Teilbereich A bedeckende Maskierung 2 entfernt. Dies geschieht im vorliegenden Fall in einfacher Weise durch ein geeignetes SiO₂-Lösungsmittel.

Bei einer hier nicht dargestellten Ausführungsform kann nun zusätzlich der bereits dotierte, zweite Teilbereich B des Silizium-Wafers (auf lithographischem Weg) mit einer Maskierung versehen werden, um die nachfolgende Dotierung auf den ersten Teilbereich A zu beschränken, wodurch eine weitere Dotierung des zweiten Teilbereichs B verhindert wird.

Bei dem nächsten Verfahrensschritt (vgl. Fig. 1b) wird in dem vorliegenden Fall die gesamte Oberflächenschicht des Si-Wafers, das heißt, der erste und der zweite Teilbereich A+B des Wafers mit einer bestimmten Dosis eines Dotierstoffes dotiert, so daß in dem ersten Teilbereich A eine entsprechende Dotierung n₁ gebildet wird. Die Wahl des Dotierstoffes hängt wiederum davon ab, welche Spannungseigenschaften die herzustellende Membran besitzen soll. Bei diesem zweiten Dotierschritt werden die Parameter jedoch so gewählt, daß die resultierende Dotierschicht n₁ in diesem ersten Teilbereich A eine wesentlich geringere Tiefe aufweist. Erforderlichenfalls kann auch bei diesem Verfahrensschritt eine thermische Nachbehandlung (Diffusion oder Aktivierung) vorgesehen sein.

Die Dicke der Dotierschichten n_1, n₂ in jedem Teilbereich A bzw. B ist durch den sogenannten pn-Übergang festgelegt, das heißt, durch jene Tiefe, bei welcher die Dotierungskonzentration (n-Dotierung) gleich der Konzentration der Grunddotierung des Wafers (p-Dotierung) ist.

Nach Beendigung des zweiten Dotierschrittes wird die n-dotierte Seite des Wafers für den elektrochemischen Ätzvorgang mit einem elektrischen Kontakt versehen. Beispielsweise wird auf diese Waferseite eine elektrisch leitende Schicht, z. B. eine Metallschicht, aufgebracht, um während des Ätzvorganges in dem Siliziumwafer eine im wesentlichen homogene Potentialverteilung sicherzustellen.

Der abschließende Verfahrensschritt ist erfindungsgemäß ein elektrochemischer Ätzvorgang. Der Si-Wafer wird dabei in eine elektrochemische Ätzzelle eingebracht, welche mit einer alkalischen Ätzlösung, z. B. einer wäßrigen KOH-Lösung, mit einer bestimmten Temperatur gefüllt ist. Eine Elektrode (Anode) der elektrochemischen Ätzzelle wird durch den Wafer selbst gebildet, nämlich durch die Kontaktierung (Metallauflage) der dotierten Waferseite gemeinsam mit der (n-leitenden) Dotierschicht, wogegen die zweite Elektrode (Kathode) durch eine leitfähiges, gegen die Ätzlösung resistentes Materialstück, z. B. eine Gold- oder Platinplatte, gebildet wird, welches in Abstand von dem Wafer in der Zelle angeordnet ist. Während des elektrochemischen Ätzvorganges wird nun zwischen den zwei Elektroden der Ätzzelle eine elektrische Spannung von beispielsweise 1 bis 1,5 Volt angelegt. Durch diese Spannung herrscht in der n-Dotierschicht ein ausreichend hohes Potential, welches eine Passivierung der Dotierschicht gegen die KOH-Ätzlösung bewirkt. Das übrige p-Wafermaterial liegt auf einem niedrigeren Potential, welches keine Passivierung gewährleistet, so daß dieser Abschnitt des Wafers weggeätzt werden kann.

Genauere Untersuchungen des elektrochemischen Ätzvorganges sind von Herrn Feng Shi im Rahmen seiner Dissertation an der Universität Kassel vorgenommen worden und in der (nachveröffentlichten) Dissertationsschrift mit dem Titel "Naßchemische Ätzprozesse zur Mikrostrukturierung des Siliziums für die Mikromechanik", Kassel 1994, im Detail erläutert.

Wie der oben genannten Dissertationsschrift zu entnehmen ist, stoppt der Ätzprozeß bereits vor Erreichen des pn-Überganges. Das heißt, die resultierende Membran besitzt eine Sandwichstruktur, bestehend aus einer n- und einer p-leitenden Schicht. Die Dicke des verbleibenden Wafermaterials verhält sich jedoch direkt proportional zur Tiefe des pn- Überganges, so daß die hergestellte Membran in dem ersten Teilbereich n₁ eine geringere Dicke aufweist als in dem zweiten Teilbereich n₂. In der folgenden Tabelle ist ein experimenteller Vergleich zwischen der Tiefe des pn-Überganges und der Membrandicke, gemessen in µm, angegeben. Die angeführten Daten entstammen der oben genannten Dissertationsschrift.

Die Konzentration des Dotierstoffes n₁ in dem ersten Teilbereich kann je nach Anforderung kleiner, gleich oder auch größer als die Konzentration des Dotierstoffes n₂ in dem zweiten Teilbereich gewählt werden. Abhängig von der Art und Konzentration des Dotierstoffes in dem jeweiligen Teilbereich herrscht nach der Herstellung in der Membran eine vorbestimmte Spannung.

Für praktische Zwecke ist die Dicke der Membran in dem ersten Teilbereich kleiner 3 µm, vorzugsweise zwischen 1-2,5 µm, wogegen die Membrandicke in dem zweiten Teilbereich größer ca. 3 µm, vorzugsweise 4-8 µm ist. Aufgrund der praktischen Erfahrungswerte mit dem elektrochemischen Ätzprozeß (siehe oben) muß die Dicke der Dotierschicht aufgrund der entstehenden pn-Struktur entsprechend geringer gewählt werden, um letztendlich eine Membran mit geeigneter Dicke zu erhalten.

Durch die unterschiedliche Dicke der Membran in dem ersten und zweiten Teilbereich, nämlich sowohl der n- als auch der p-leitenden Schicht der entstandenen pn-Sandwichstruktur (siehe Fig. 1c) werden die resultierenden Spannungseigenschaften nun zusätzlich beeinflußt. Die mit der Grunddotierung des Wafers versehene p-Schicht ist aufgrund der verhältnismäßig niedrigen Dotierungskonzentration relativ spannungsfrei, wogegen die stärker dotierte n-Schicht je nach Dotierung eine Druck oder Zugspannung aufweist. Die resultierende Spannung ergibt sich somit grundsätzlich aus dem Zusammenspiel der Spannungsverhältnisse in diesen zwei Schichten. Falls aus der Sandwichstruktur des ersten und jener des zweiten Teilbereichs eine unterschiedliche resultierende Spannung hervorgeht, wird sich sogleich nach Herstellung der Membran ein Gleichgewicht einstellen, bei welchem zusätzlich eine Beeinflussung der Teilbereiche untereinander stattfindet. Alle diese Effekte können im Sinne einer größtmöglichen Flexibilität bei der Herstellung von Membranen mit vorbestimmten Spannungseigenschaften eingesetzt werden.

Anhand des obigen Verfahrens ergibt sich jedoch ebenso die Möglichkeit, in einem ersten Dotierschritt das gesamte Substrat mit einer Dotierschicht zu versehen und danach eine Maskierung der ersten Teilbereiche bzw. eine Dotierung der zweiten Teilbereiche vorzunehmen. Das heißt, die Reihenfolge der oben erläuterten Verfahrensschritte kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung je nach den Erfordernissen in geeigneter Weise festgelegt werden.

In den Fig. 2a und 2b ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, bei welchem die Dotierung der Oberflächenschicht mittels Ionen-Implantation erfolgt.

Der Einfachheit halber wird als Ausgangspunkt wieder ein p-leitendendes Substrat (bordotiert) verwendet, welches im Laufe des Verfahrens mit einer n-Dotierung (Phosphor, Arsen) versehen wird.

Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens wird auf die Siliziumoberfläche anstelle einer Maskierung mit freigeätzten Strukturen eine Bremsschicht mit bestimmter Dicke aufgebracht. Diese Bremsschicht kann beispielsweise eine SiO₂-Schicht sein.

Auf lithographischem Weg wird die Bremsschicht in zumindest einen ersten und zumindest einen zweiten Teilbereich A, B unterteilt, wobei die Dicke dieser Schicht in dem zweiten Teilbereich B um einen bestimmten Betrag verringert wird, wogegen die Dicke in dem verbleibenden ersten Teilbereich A unverändert erhalten bleibt, so daß eine Bremsschicht mit bereichsweise unterschiedlicher Dicke und Bremskraft gebildet wird.

Bei dem nächsten Verfahrensschritt wird, beispielsweise mittels Ionen-Implantation, in das Siliziumsubstrat durch die Bremsschicht eine bestimmte Ionendosis eingebracht. Die in dem ersten Teilbereich A durch die SiO₂-Schicht implantierten Ionen werden vor Erreichen des Siliziumsubstrates stärker abgebremst als die in dem zweiten Teilbereich B durch die vergleichsweise dünnere SiO₂-Schicht implantierten Ionen, so daß die durchschnittliche Reichweite der implantierten Ionen in dem ersten Teilbereich A entsprechend geringer als in dem zweiten Teilbereich B ist. Im vorliegenden Fall ist die implantierte Ionendosis aufgrund des relativ geringen Absorptionsvermögens der SiO₂-Schicht in beiden Teilbereichen A, B im wesentlichen gleich groß, so daß die Konzentration der implantierten Ionen pro Volumen n₁, n₂ in dem ersten Teilbereich A höher als in dem zweiten Teilbereich B ist. Unter Dotierungskonzentration ist in diesem Zusammenhang natürlich eine mittlere Konzentration pro Volumseinheit zu verstehen, da die tatsächliche Konzentration des Dotierstoffes einen Kurvenverlauf annimmt, der im wesentlichen einer Gaußfunktion ähnlich ist. Mittels eines einzigen Ionen-Implantationsschrittes kann somit zugleich in dem ersten Teilbereich A eine höher dotierte Schicht n₁ mit geringerer Dicke und in dem zweiten Teilbereich B eine vergleichsweise niedriger dotierte Schicht n₂ mit einer größeren Dicke geschaffen werden.

Nach erfolgter Ionen-Implantation kann die SiO₂-Bremsschicht wieder entfernt werden. In einem nachfolgenden Schritt werden die implantierten Ionen in bekannter Weise thermisch aktiviert, um als Dotieratome (Donatoren) wirken zu können. Das heißt, nach erfolgter thermischer Aktivierung, bei welcher gegebenenfalls zusätzlich die Tiefe des pn-Überganges eingestellt werden kann, liegt in der Oberflächenschicht des Siliziumsubstrates eine erfindungsgemäße Dotierschicht n₁, n₂ vor, deren Dicke in dem ersten Teilbereich A vergleichsweise geringer als in dem zweiten Teilbereich B ist.

Das auf diese Weise vorbereitete Siliziumsubstrat kann wieder dem oben bereits ausführlich beschriebenen elektrochemischen Ätzvorgang unterzogen werden, um die gewünschte Membran herzustellen (vgl. Fig. 2b). Je nach Wahl der Parameter (Dicke der Bremsschicht, Dotierstoff, Ionenenergie, Ionendosis) kann nun entweder eine Siliziummembran mit bereichsweise unterschiedlicher Dicke und Spannung oder unterschiedlicher Dicke und homogener Spannung erzeugt werden.

Das oben erläuterte Verfahren ist jedoch nicht auf die Dotiermethode der Ionen-Implantation beschränkt. Ebenso besteht im Rahmen dieses Verfahrens die Möglichkeit, eine entsprechende Dotierschicht durch eine Dotierbelegung der Bremsschicht und anschließende Diffusion der Dotieratome durch diese Bremsschicht in das Si-Substrat herzustellen.

Im weiteren wird auf die Fig. 3 Bezug genommen, in welcher ein einfaches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Siliziummembran dargestellt ist. Diese Membran ist beispielsweise ausgehend von einem p-leitenden Wafer 1 durch Phosphor-Dotierung hergestellt worden, wobei ein zweiter Teilbereich n₂ lediglich entlang der Berandung der Membran ausgebildet ist und ein erster Teilbereich n₁ zur Gänze innerhalb dieser Berandung gelegen ist, wobei die Dotierungskonzentration in dem ersten Teilbereich n₁ vergleichsweise geringer als in dem zweiten Teilbereich n₂ ist. In dem hochdotierten Teilbereich n₂ der Membran herrscht somit eine verhältnismäßig hohe Zugspannung, wogegen der niedrig dotierte Teilbereich n₁ herstellungsbedingt nahezu spannungsfrei ist. Durch diese Konstellation wird nach Beendigung der Membranherstellung auf den niedrig dotierten Teilbereich n₁ durch die Berandung n₂ eine nach außen gerichtete Zugkraft ausgeübt. Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, daß eine Membranfläche mit bestimmten Spannungseigenschaften hergestellt werden kann, deren Dotierungskonzentration in vorteilhafter Weise geringer gewählt werden kann, als vergleichsweise jene einer Membran mit denselben Spannungseigenschaften, jedoch mit gleichbleibender Dicke.

Die in Fig. 3 dargestellte Berandung (zweiter Teilbereich n₂) der Membran besitzt weiters den Vorteil, daß die am äußeren Rand der Membran üblicherweise herrschende Kerbwirkung erheblich verringert ist, wodurch ein Brechen der Membran an dieser Stelle vermieden werden kann.

Die in der Berandung 3 herrschende Zugspannung muß so groß gewählt werden, daß der Membranteil 4 problemlos in einer Ebene gehalten wird. Die dafür erforderliche Zugspannung ist von der Art und Konzentration der Dotierung, der Dicke und der Größe des ersten Teilbereiches 4 bzw. der Dicke und Größe des zweiten Teilbereichs 3 der Membran abhängig und wird entweder empirisch oder analytisch ermittelt. Danach wird aufgrund der ermittelten Parameter die Dotierungskonzentration und Tiefe der entsprechenden Teilbereiche 3 u. 4 festgelegt.

Bei einem hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine großflächige Membran ist ein hochdotierter dicker Teilbereich in Form einer rechteckigen, vorzugsweise einer quadratischen Berandung ausgebildet. Innerhalb dieser Berandung sind eine Mehrzahl niedrig dotierter, dünner Teilbereiche ausgebildet, durch welche die Membran in flächengleiche, rechteckige, vorzugsweise quadratische Teilabschnitte unterteilt wird, die durch je eine Berandung voneinander getrennt sind, welche wiederum als ein hochdotierter dicker Teilbereich der Membran ausgebildet ist. Solche Ausführungsformen erfindungsgemäßer Membranen sind für Sensoren, insbesondere für großflächige mikromechanische Elemente gut geeignet.

Die Breitenausdehnung der Berandungen ist hinsichtlich der Gesamtabmessung der Membran vergleichsweise gering, so daß ein Großteil der Membranoberfläche durch die dünnen Teilbereiche gebildet wird, so daß diese als aktive Membranfläche zur Verfügung stehen, wogegen die Berandungen dieser dünnen Teilbereiche lediglich als mechanische Verstärkung und zum Aufbringen der erforderlichen Zugspannung dienen.

In den Fig. 4a und 4b ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Membran dargestellt, bei welcher im Unterschied zu den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ein erster Teilbereich n₁ entlang der Berandung 5 der Membran ausgebildet ist, wogegen ein zweiter Teilbereich n₂ der Membran innerhalb dieser Berandung 5 vorgesehen ist.

Diese Ausführungsform ist zur Verwendung als Projektionsmaske, insbesondere für Röntgen- oder Ionenstrahllithographie, vorgesehen. Der Durchmesser des Wafers 1 beträgt bei einem solchen Anwendungsfall beispielsweise ca. 150 mm, wobei die kreisförmig ausgebildete Berandung 5 einen mittleren Durchmesser von 110 mm aufweist, so daß innerhalb dieser Berandung 5 eine für Maskenstrukturen verfügbare Membranfläche 6 gebildet wird, die eine im allgemeinen quadratische Maskenfläche von ca. 75×75 mm zuläßt. Die erfindungsgemäße Herstellungstechnologie ermöglicht es, die in der Membran herrschende Spannung im Bereich der Maskenfläche auf ca. 2 bis 5 MPa zu verringern.

Wie Fig. 4a zu entnehmen ist, wird eine Projektionsmaske nach ihrer Herstellung durch Bonden an eine geeignete Halterung 7, z. B. einem massiven Glas- oder Siliziumrahmen, befestigt, welcher die Handhabung der mechanisch empfindlichen Maske erleichtert.

In Fig. 4b ist zu sehen, daß die Berandung 5 in Abstand von dem äußersten Rand der hergestellten Membran angeordnet ist, um die bereits erwähnte Kerbwirkung an dem Übergang von dem massiven Teil des Wafers auf die Membran zu verringern.

Aufgrund der Dicke und Dotierung des innerhalb der Berandung 5 liegenden Membranabschnittes 6 ist dieser mechanisch stabil. Jedoch ist bei der herstellungsbedingten Dotierung in diesem Membranbereich 3 eine bestimmte Spannung erzeugt worden. Diese Spannung wird bei der resultierenden Membran erfindungsgemäß durch die Berandung 5 ausgeglichen, welche durch die geringere Dicke einen verhältnismäßig elastischen Bereich bildet. In anderen Worten, die herstellungsbedingt induzierte Spannung ist durch die elastische Kopplung mit dem Rahmen des Wafers 1 geringer als vergleichsweise bei einer Membran mit durchgehend gleichbleibender Dicke. Die Kompensation herstellungsinduzierter Spannungen erfolgt in der Weise, daß die gute mechanische Stabilität zwar erhalten bleibt, jedoch später keine unerwünschten Verzerrungen der Maskenstrukturen auftreten. Aufgrund dieser elastische Verbindung können sich weiters auch während des Betriebes der Maske Vorteile ergeben. Zum Beispiel können dadurch thermische Spannungsänderungen oder durch die Lithographie-Strahlung (Ionen) entstehende Spannungen ausgeglichen werden.

Bei einer weiteren, in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Siliziummembran, welche ebenso zur Verwendung als Projektionsmaske für Ionenstrahllithographie vorgesehen ist, sind die ersten, dünneren Teilbereiche n₁ und die zweiten, dickeren Teilbereiche n₂ nicht wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen in einem geometrischen Muster, sondern in Abhängigkeit von der Öffnungsdichte der herzustellenden Maske angeordnet. Das heißt, in Bereichen 8 der Maske, in welchen wenige Maskenstrukturen oder solche mit geringen Abmessungen vorgesehen sind, werden dünne Teilbereiche n₁ angeordnet, wogegen in Bereichen 9 der Maske, in welchen viele oder großflächige Maskenstrukturen vorgesehen sind, je ein dicker Teilbereich n₂ angeordnet wird. Durch diese Aufteilung der unterschiedlichen Teilbereiche wird zusätzlich bereits der Einfluß der später gebildeten Maskenstrukturen auf die in der Maske herrschenden Spannungen berücksichtigt. In Bereichen 9 der Maske mit hoher Öffnungsdichte ist die relative Änderung des effektiven Elastizitätsmoduls bei einer Membran mit konstanter Dicke nämlich größer als in den Bereichen 8 mit geringer Öffnungsdichte, so daß durch die Ausbildung der Maskenstrukturen nachträglich eine Änderung des Spannungszustandes der Membran hervorgerufen wird. Diese Verringerung des effektiven Elastizitätsmoduls in Bereichen 9 hoher Öffnungsdichte wird bei einer erfindungsgemäßen Projektionsmaske jedoch nach Möglichkeit durch eine größere Dicke ausgeglichen, so daß nachträglich besonders geringe Verzerrungen der Maskenstrukturen zu erwarten sind.

Abschließend ist noch anzumerken, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung alle bekannten Methoden umfaßt sind, die zur Herstellung einer Siliziummembran mit bereichsweise unterschiedlicher Dicke geeignet sind. Beispielsweise können auch epitaktische Verfahren zur Anwendung gebracht werden. Ebenso ist es anhand der vorliegenden Erfindung möglich, Membranen herzustellen, die weitere Teilbereiche mit unterschiedlicher Dicke aufweisen, z. B. dritte oder vierte Teilbereiche, deren Dicke kleiner jener des ersten Teilbereichs oder größer jener des zweiten Teilbereichs sein kann. Das heißt, daß die oben angeführten Ausführungsformen sowohl des erfindungsgemäßen Verfahrens, als auch der erfindungsgemäßen Siliziummembranen oder Silizium-Projektionsmasken sind lediglich Beispiele einer Vielzahl von vorhandenen Möglichkeiten sind.

Claims (21)

1. Verfahren zur Herstellung einer Siliziummembran mit vorbestimmten Spannungseigenschaften, insbesondere zur Verwendung in mikromechanischen Sensoren, wie z. B. Druck-, Kraft- oder Beschleunigungssensoren, oder als Maske für Lithographie mit elektromagnetischen Strahlen oder Korpuskularstrahlung, wie z. B. Röntgen-, Elektronen- oder Ionenstrahl-Projektionslithographie, wobei die Siliziummembran ausgehend von einem Siliziumsubstrat mit einem bestimmten Leitfähigkeitstyp durch Dotieren einer Oberflächenschicht des Substrates mit einem Dotierstoff, dessen Leitfähigkeitstyp bezüglich des Substrates entgegengesetzte Polarität besitzt, und durch elektrochemisches Ätzen des unbehandelten Teilabschnittes des Substrates hergestellt wird, wobei das Verfahren das Ausführen folgender Schritte umfaßt:

• a) Maskieren zumindest eines bestimmten ersten Teilbereichs der Oberfläche des Siliziumsubstrates,
• b) Dotieren des nicht maskierten, zweiten Teilbereichs der Oberfläche des Siliziumsubstrates mit einem Dotierstoff in einer vorbestimmten Konzentration, um in diesem nicht maskierten Teilbereich des Substrates eine dotierte Schicht mit einer bestimmten Dicke zu bilden,
• c) Entfernen der Maskierung von dem ersten Teilbereich der Substratoberfläche,
• d) Dotieren des Siliziumsubstrates mit einem Dotierstoff in einer vorbestimmten Konzentration, um in dem nicht dotierten ersten Teilbereich des Substrates eine dotierte Schicht mit einer vergleichsweise geringeren Dicke zu bilden,
• e) elektrochemisches Ätzen des Siliziumsubstrates, um einen unterhalb des dotierten ersten und zweiten Teilbereichs gelegenen Abschnitt des Substrates zu entfernen und eine aus zumindest einem ersten und zweiten Teilbereich zusammengesetzte Siliziummembran zu bilden, deren Dicke in dem ersten Teilbereich kleiner als in dem zweiten Teilbereich ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ausführen des Schrittes c) der zweite Teilbereich des Siliziumsubstrates maskiert und diese Maskierung nach Ausführen des Schrittes d) wieder entfernt wird.

3. Verfahren zur Herstellung einer Siliziummembran mit vorbestimmten Spannungseigenschaften, insbesondere zur Verwendung in mikromechanischen Sensoren, wie z. B. Druck-, Kraft- oder Beschleunigungssensoren, oder als Maske für Lithographie mit elektromagnetischen Strahlen oder Korpuskularstrahlung, wie z. B. Röntgen-, Elektronen- oder Ionenstrahl-Projektionslithographie, wobei die Siliziummembran ausgehend von einem Siliziumsubstrat mit einem bestimmten Leitfähigkeitstyp durch Dotieren einer Oberflächenschicht des Substrates mit einem Dotierstoff, dessen Leitfähigkeitstyp bezüglich des Substrates entgegengesetzte Polarität besitzt, und durch elektrochemisches Ätzen des unbehandelten Teilabschnittes des Substrates hergestellt wird, wobei das Verfahren das Ausführen folgender Schritte umfaßt:

• a) Herstellen einer Bremsschicht mit einer bestimmten Dicke an der Oberfläche des Siliziumsubstrates, bestehend aus einem ersten und einem zweiten Teilbereich,
• b) Verringern der Dicke dieser Bremsschicht in dem zweiten Teilbereich um ein bestimmtes Maß,
• c) Dotieren des Siliziumsubstrates mittels Implantation oder Diffusion einer bestimmten Ionendosis durch die Bremsschicht, wobei die Dicke der gebildeten Dotierschicht aufgrund des unterschiedlichen Bremsverhaltens der Bremsschicht in dem ersten Teilbereich des Siliziumsubstrates vergleichsweise kleiner als in dem zweiten Teilbereich ist,
• d) Entfernen der Bremsschicht von der Oberfläche des Siliziumsubstrates,
• e) elektrochemisches Ätzen des Siliziumsubstrates, um den unbehandelten Abschnitt des Substrates zu entfernen und eine aus zumindest einem ersten und zweiten Teilbereich zusammengesetzte Siliziummembran zu bilden, deren Dicke in dem ersten Teilbereich kleiner als in dem zweiten Teilbereich ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsschicht eine SiO₂- Schicht ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Siliziummembran in dem ersten Teilbereich kleiner ca. 3 µm, vorzugsweise ca. 1-2,5 µm, ist und daß die Dicke der Siliziummembran in dem zweiten Teilbereich größer ca. 3 µm, vorzugsweise ca. 4-8 µm, ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliziumsubstrat p-leitend, z. B. bordotiert, ist und der Dotierstoff vom n-Leitungstyp, z. B. Phosphor oder Arsen, ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Phosphor als Dotierstoff sowohl für den ersten als auch für den zweiten Teilbereich verwendet wird.

8. Siliziummembran mit vorbestimmten Spannungseigenschaften, insbesondere zur Verwendung in mikromechanischen Sensoren, wie z. B. Druck-, Kraft- oder Beschleunigungssensoren, oder als Maske für Lithographie mit elektromagnetischen Strahlen oder Korpuskularstrahlung, wie z. B. Röntgen-, Elektronen- oder Ionenstrahl- Projektionslithographie, wobei die Siliziummembran ausgehend von einem Siliziumsubstrat mit einem bestimmten Leitfähigkeitstyp durch Dotieren des Substrates mit einem Dotierstoff, dessen Leitfähigkeitstyp bezüglich des Substrates entgegengesetzte Polarität besitzt, und durch elektrochemisches Ätzen des Substrates hergestellt ist, wobei die Siliziummembran folgendes aufweist:

• a) zumindest einen ersten Teilbereich, der eine bestimmte Dicke aufweist und mit einem Dotierstoff in einer vorbestimmten Konzentration dotiert ist,
• b) zumindest einen zweiten Teilbereich, der eine vergleichsweise größere Dicke aufweist und mit einem Dotierstoff in einer vorbestimmten Konzentration dotiert ist, wobei

die Summe des zumindest einen ersten Teilbereichs und des zumindest einen zweiten Teilbereichs die Siliziummembran bilden.

9. Siliziummembran nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke im Bereich des zweiten Teilbereichs größer 3 µm, vorzugsweise 4-8 µm, ist.

10. Siliziummembran nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke im Bereich des ersten Teilbereichs kleiner 3 µm, vorzugsweise zwischen 1-2,5 µm, ist.

11. Siliziummembran nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliziumsubstrat p-leitend, z. B. bordotiert, ist und der Dotierstoff vom n-Leitungstyp, z. B. Phosphor oder Arsen, ist.

12. Siliziummembran nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Teilbereich im wesentlichen entlang der Berandung der Membran ausgebildet ist und ein flächenmäßig größerer, zweiter Teilbereich zur Gänze innerhalb dieser Berandung angeordnet ist.

13. Siliziummembran nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Teilbereich im wesentlichen entlang der Berandung der Membran ausgebildet ist und ein flächenmäßig größerer, erster Teilbereich zur Gänze innerhalb dieser Berandung angeordnet ist.

14. Siliziummembran nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Berandung der Membran in Draufsicht gesehen quadratisch ausgebildet ist und hinsichtlich der Gesamtabmessung der Membran eine vergleichsweise geringe Breitenausdehnung aufweist.

15. Siliziummembran nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Berandung der Membran in Draufsicht gesehen kreisförmig ausgebildet ist und hinsichtlich der Gesamtabmessung der Membran eine vergleichsweise geringe Breitenausdehnung aufweist.

16. Silizium-Projektionsmaske für Lithographie mit elektromagnetischen Strahlen oder Korpuskularstrahlung, wie z. B. Röntgen-, Elektronen- oder Ionenstrahl-Lithographie, in welcher in Form von Öffnungen ausgebildete Maskenstrukturen mit einer in Abhängigkeit von der Position auf der Maske unterschiedlichen Öffnungsdichte vorgesehen sind, wobei die Projektionsmaske ausgehend von einem Siliziumsubstrat mit einem bestimmten Leitfähigkeitstyp durch Dotieren des Substrates mit einem Dotierstoff; dessen Leitfähigkeitstyp bezüglich des Substrates entgegengesetzte Polarität besitzt, und durch elektrochemisches Ätzen des Substrates hergestellt ist, wobei die Projektionsmaske folgendes aufweist:

• a) zumindest einen ersten Teilbereich der Siliziummembran mit einer bestimmten Dicke und einer vorbestimmten Öffnungsdichte, der mit einem Dotierstoff in einer vorbestimmten Konzentration dotiert ist,
• b) zumindest einen zweiten Teilbereich der Siliziummembran mit einer vergleichsweise größeren Dicke und einer vergleichsweise höheren Öffnungsdichte, der mit einem Dotierstoff in einer vorbestimmten Konzentration dotiert ist, wobei

die Summe des zumindest einen ersten Teilbereichs und des zumindest einen zweiten Teilbereichs die Siliziummaske bilden.

17. Silizium-Projektionsmaske nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Dotierungskonzentration in dem ersten Teilbereich gleich jener des zweiten Teilbereichs der Maske ist.

18. Silizium-Projektionsmaske nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Dotierungskonzentration in dem ersten Teilbereich geringer als in dem zweiten Teilbereich der Maske ist.

19. Silizium-Projektionsmaske nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Dotierungskonzentration in dem ersten Teilbereich größer als in dem zweiten Teilbereich der Maske ist.