DE19844418A1 - Protective layer, useful for protecting complementary metal oxide semiconductor circuits during wet alkali etching of micromechanical silicon elements, comprises a plasma deposited carbon-containing layer or plasma treated photoresist layer - Google Patents
Protective layer, useful for protecting complementary metal oxide semiconductor circuits during wet alkali etching of micromechanical silicon elements, comprises a plasma deposited carbon-containing layer or plasma treated photoresist layerInfo
- Publication number
- DE19844418A1 DE19844418A1 DE19844418A DE19844418A DE19844418A1 DE 19844418 A1 DE19844418 A1 DE 19844418A1 DE 19844418 A DE19844418 A DE 19844418A DE 19844418 A DE19844418 A DE 19844418A DE 19844418 A1 DE19844418 A1 DE 19844418A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- plasma
- layer
- protective layer
- photoresist
- oxide semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- H10P14/6902—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00777—Preserve existing structures from alteration, e.g. temporary protection during manufacturing
- B81C1/00785—Avoid chemical alteration, e.g. contamination, oxidation or unwanted etching
- B81C1/00801—Avoid alteration of functional structures by etching, e.g. using a passivation layer or an etch stop layer
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/01—Manufacture or treatment
- H10D84/0123—Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs
- H10D84/0126—Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs
- H10D84/0165—Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs the components including complementary IGFETs, e.g. CMOS devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/01—Manufacture or treatment
- H10D84/02—Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies
- H10D84/03—Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology
- H10D84/038—Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology using silicon technology, e.g. SiGe
-
- H10P14/6336—
-
- H10P14/687—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
- B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
- B81C2201/0174—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate for making multi-layered devices, film deposition or growing
- B81C2201/0181—Physical Vapour Deposition [PVD], i.e. evaporation, sputtering, ion plating or plasma assisted deposition, ion cluster beam technology
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
- B81C2201/05—Temporary protection of devices or parts of the devices during manufacturing
- B81C2201/053—Depositing a protective layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C2203/00—Forming microstructural systems
- B81C2203/07—Integrating an electronic processing unit with a micromechanical structure
- B81C2203/0707—Monolithic integration, i.e. the electronic processing unit is formed on or in the same substrate as the micromechanical structure
- B81C2203/0735—Post-CMOS, i.e. forming the micromechanical structure after the CMOS circuit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine CMOS-kompatible Schutzschicht für die Mikrostrukturtechnik sowie Verfahren zur Herstellung einer derartigen Schutzschicht.The invention relates to a CMOS-compatible protective layer for microstructure technology and manufacturing processes such a protective layer.
Bei der Integration der CMOS-Technologie (CMOS Complemen tary Metal-Oxide-Semiconductor) in die konventionelle Mikro mechanik ergibt sich das Problem, daß beim Naßätzen von mikromechanischen Silizium-Elementen eine bereits zuvor hergestellte CMOS-Schaltung durch das alkalische Ätzmedium beschädigt werden kann. In der Mikromechanik werden nämlich strukturierte Siliziumnitrid-Schutzschichten verwendet, um diejenigen Bereiche abzudecken, die nicht geätzt werden sollen. Soll eine derartige Schutzschicht allerdings nach der Naßätzung wieder entfernt werden, dann wäre eine Schutz schicht von Vorteil, welche gegenüber Siliziumnitrid selektiv ätzbar ist. Siliziumnitrid dient nämlich häufig als Abdeck schicht von CMOS-Schaltungen und diese Schicht würde dann ebenfalls entfernt werden.When integrating CMOS technology (CMOS Complemen tary metal oxide semiconductor) in the conventional micro mechanics there is the problem that when wet etching micromechanical silicon elements one before manufactured CMOS circuit by the alkaline etching medium can be damaged. In micromechanics namely structured silicon nitride protective layers used to to cover those areas that are not etched should. However, such a protective layer should the wet etching would be removed again, then protection would be layer advantageous which is selective towards silicon nitride is etchable. Silicon nitride is often used as a cover layer of CMOS circuits and this layer would then also be removed.
Um solche Probleme zu vermeiden, und auch aus Verfahrens gründen, werden die Wafer meistens von der Rückseite her ge ätzt; die Wafer-Vorderseite wird dabei durch eine spezielle aufwendige Vorrichtung vor dem Ätzmedium geschützt. Dies bedeutet aber, daß nur ein Single-Wafer-Prozeß möglich ist. Eine in einfacher Weise wieder zu entfernende Abdeckschicht würde dagegen die CMOS-Schaltung schützen und einen kosten günstigeren Batch-Prozeß ermöglichen.To avoid such problems, and also from procedural reasons, the wafers are usually ge from the back etches; the front of the wafer is covered by a special complex device protected from the etching medium. This means, however, that only a single wafer process is possible. A cover layer that can be removed again in a simple manner would protect the CMOS circuit and cost one enable cheaper batch process.
Es ist bekannt, daß Siliziumcarbid-Schichten bzw. Silizium- Schichten mit implantiertem Kohlenstoff gegen alkalische Ätz lösungen stabil sind (siehe: "Nuclear Instruments and Methods in Physics Research", Vol. B79 (1993), Seiten 668 bis 671, und "Journal of the Electrochemical Society", Vol. 138 (1991), No. 5, Seiten L3 und L4). Allerdings lassen sich derartige Schichten gegenüber Siliziumnitrid nicht selektiv entfernen.It is known that silicon carbide layers or silicon Layers with implanted carbon against alkaline etching solutions are stable (see: "Nuclear Instruments and Methods in Physics Research ", Vol. B79 (1993), pages 668 to 671, and "Journal of the Electrochemical Society", vol. 138 (1991), No. 5, pages L3 and L4). However, such layers are not selective with respect to silicon nitride remove.
Organische Materialien, wie Polyethylen, sind prinzipiell gegen alkalische Ätzlösungen stabil. Bei sehr dünnen Filmen kann aber die Ätzlösung durch die Schicht diffundieren, weil derartige Polymere nicht wirklich dicht sind, außer im hoch vernetzten Zustand. In diesem Fall besteht das Problem dann aber darin, hochvernetzte Polymerfilme auf ein Substrat auf zubringen; hochvernetzte Polymere sind nämlich unlöslich. Sollen die Polymere erst auf dem Substrat vernetzt werden, dann setzt dies funktionelle Gruppen voraus. Schichten aus derartigen Polymeren sind aber nicht ausreichend alkali beständig. So können beispielsweise durch Tempern von ent sprechenden Polymer-Vorstufen, die in üblichen Lösemitteln löslich sind und deshalb beispielsweise durch Spin-coating in dünnen Filmen auf das Substrat aufgebracht werden können, vollständig unlösliche Polybenzoxazol- und Polyimidfilme her gestellt werden. Derartige Schichten sind aber in heißen kon zentrierten alkalischen Silizium-Ätzlösungen nicht beständig.Organic materials, such as polyethylene, are in principle stable against alkaline etching solutions. For very thin films however, the etching solution can diffuse through the layer because such polymers are not really dense, except in the high networked state. In this case, the problem is there but in that highly cross-linked polymer films on a substrate bring to; highly cross-linked polymers are insoluble. If the polymers are first to be crosslinked on the substrate, then this requires functional groups. Layers out such polymers are not sufficiently alkali resistant. For example, by tempering ent speaking polymer precursors in common solvents are soluble and therefore, for example, by spin coating can be applied to the substrate in thin films, completely insoluble polybenzoxazole and polyimide films be put. Such layers are in hot con centered alkaline silicon etching solutions not resistant.
Aufgabe der Erfindung ist es, CMOS-stabile Schutzschichten für die Mikrostrukturtechnik bereitzustellen, die eine sehr hohe Stabilität gegenüber alkalischen Ätzlösungen aufweisen, insbesondere gegenüber heißen Alkalilösungen, wie Kalilauge (KOH), Natronlauge (NaOH) und Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH).The object of the invention is to provide CMOS-stable protective layers to provide for microstructure engineering which is a very have high stability to alkaline etching solutions, especially against hot alkali solutions, such as potassium hydroxide solution (KOH), sodium hydroxide solution (NaOH) and tetramethylammonium hydroxide (TMAH).
Dies wird erfindungsgemäß durch Schutzschichten erreicht, die durch Plasmaabscheidung einer kohlenstoffhaltigen Schicht oder durch Plasmabehandlung einer Photoresistschicht erhalten werden können.According to the invention, this is achieved by protective layers, by plasma deposition of a carbon-containing layer or obtained by plasma treatment of a photoresist layer can be.
Die Schutzschichten nach der Erfindung, die vorzugsweise eine Schichtdicke von 100 bis 2000 nm aufweisen, sind durch die Plasmaabscheidung bzw. durch die Plasmabehandlung (Plasma modifizierung) so verdichtet, daß sie auch in heißen konzen trierten alkalischen Silizium-Ätzlösungen beständig sind. Die hochvernetzten Schichten haben - zumindest an der Oberfläche - keine durch Hydroxylionen angreifbare Partialstrukturen, vielmehr weisen sie an der Oberfläche nur C-C-, C-F-, C-Cl- oder C-H-Bindungen auf.The protective layers according to the invention, which are preferably a Have layer thickness of 100 to 2000 nm are due to the Plasma deposition or by plasma treatment (plasma modification) so compressed that they can be used even in hot conc alkaline silicon etching solutions are stable. The have highly cross-linked layers - at least on the surface - no partial structures attackable by hydroxyl ions, rather, they only show C-C-, C-F-, C-Cl- or C-H bonds.
Die Herstellung der Schutzschichten nach der Erfindung kann auf verschiedene Weise erfolgen. Eine Möglichkeit besteht da rin, eine Photoresistschicht mit einem Halogenkohlenwasser stoff-haltigen Plasma zu behandeln, d. h. zu modifizieren. Die Photoresistschicht befindet sich dabei auf einem Substrat, und zwar auf einem Silizium-Substrat, das CMOS-Schaltungen aufweist. Photoresists sind lichtempfindliche, filmbildende Materialien (Photolacke), deren Löslichkeitsverhalten sich durch Belichtung oder Bestrahlung ändert. Zur Herstellung der Schutzschichten können sowohl positiv als auch negativ ar beitende Photoresists verwendet werden. Vorzugsweise werden Photoresists auf Novolak-Basis eingesetzt. Weitere geeignete Resists sind solche auf der Basis von Phenolharzen, Poly vinylphenol und dessen Derivaten sowie von Copolymeren mit Vinylphenol.The production of the protective layers according to the invention can done in different ways. There is a possibility rin, a layer of photoresist with a halocarbon treat substance-containing plasma, d. H. to modify. The Photoresist layer is on a substrate, on a silicon substrate, the CMOS circuits having. Photoresists are light-sensitive, film-forming Materials (photoresists) whose solubility behavior changes changes by exposure or radiation. To make the Protective layers can be both positive and negative processing photoresists can be used. Preferably be Novolak-based photoresists are used. More suitable Resists are those based on phenolic resins, poly vinylphenol and its derivatives as well as copolymers with Vinylphenol.
Als Halogenkohlenwasserstoffe können Verbindungen wie Tri fluormethan (CHF3), Chlortrifluormethan (CClF3), Dichlor difluormethan (CCl2F2), 1,2-Dichlortetrafluorethan (C2Cl2F4 = ClF2C-CClF2), 1,1,1-Trichlortrifluorethan (C2Cl3F3 = Cl3C-CF3), 1,1,2-Trichlortrifluorethan (C2Cl3F3 = Cl2FC-CClF2) und Chlor trifluorethen (C2ClF3 = ClFC = CF2) oder Gemische derartiger Verbindungen eingesetzt werden; geeignet sind aber auch viele andere Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW). Das Plasma kann ferner auch Schwefelhalogenide enthalten, insbesondere Schwe felhexafluorid (SF6).As halogenated hydrocarbons, compounds such as trifluoromethane (CHF 3 ), chlorotrifluoromethane (CClF 3 ), dichlorodifluoromethane (CCl 2 F 2 ), 1,2-dichlorotetrafluoroethane (C 2 Cl 2 F 4 = ClF 2 C-CClF 2 ), 1, 1,1-trichlorotrifluoroethane (C 2 Cl 3 F 3 = Cl 3 C-CF 3 ), 1,1,2-trichlorotrifluoroethane (C 2 Cl 3 F 3 = Cl 2 FC-CClF 2 ) and chlorine trifluoroethene (C 2 ClF 3 = ClFC = CF 2 ) or mixtures of such compounds are used; Many other chlorofluorocarbons (CFCs) are also suitable. The plasma can also contain sulfur halides, especially sulfur hexafluoride (SF 6 ).
Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung der Schutzschichten besteht darin, aus einem Kohlenwasserstoff-Plasma auf einem Substrat eine Schicht aus amorphem wasserstoffhaltigem Koh lenstoff (a-C : H) abzuscheiden; das Substrat ist dabei ein Silizium-Substrat, das CMOS-Schaltungen aufweist. Als Kohlen wasserstoff kann beispielsweise Methan (CH4), Ethan (C2H6), Ethen (C2H4), Ethin (C2H2), Hexan (C6H14), Cyclohexan (C6H12) und Toluol (C6H5-CH3) oder ein Gemisch derartiger Verbindungen dienen. Das Plasma kann ferner einen Halogenkohlenwasser stoff, wie Trichlortrifluorethan (C2Cl3F3), enthalten, ins besondere einen Fluorkohlenwasserstoff, wie Trifluormethan (CHF3), Tetrafluormethan (CF6, Hexafluorpropen (C3F6 = CF2 = CF-CF3) und Octafluorcyclobutan (C4H8). Der Anteil des Halogenkohlenwasserstoffs im Plasma beträgt dabei bis zu 50 Vol.-%, vorzugsweise bis zu 30 Vol.-%. Auf diese Weise werden a-C : H(F)-Schichten gebildet, d. h. Schichten aus amorphem Kohlenstoff, die sowohl Wasserstoff als auch Fluor enthalten.A further possibility for producing the protective layers is to deposit a layer of amorphous hydrogen-containing carbon (aC: H) from a hydrocarbon plasma on a substrate; the substrate is a silicon substrate that has CMOS circuits. Examples of hydrocarbons are methane (CH 4 ), ethane (C 2 H 6 ), ethene (C 2 H 4 ), ethine (C 2 H 2 ), hexane (C 6 H 14 ), cyclohexane (C 6 H 12 ) and toluene (C 6 H 5 -CH 3 ) or a mixture of such compounds. The plasma can also contain a halogenated hydrocarbon such as trichlorotrifluoroethane (C 2 Cl 3 F 3 ), in particular a fluorohydrocarbon such as trifluoromethane (CHF 3 ), tetrafluoromethane (CF 6 , hexafluoropropene (C 3 F 6 = CF 2 = CF- CF 3 ) and octafluorocyclobutane (C 4 H 8 ). The proportion of halogenated hydrocarbon in the plasma is up to 50% by volume, preferably up to 30% by volume. In this way, aC: H (F) layers are formed , ie layers of amorphous carbon, which contain both hydrogen and fluorine.
Ferner ist es möglich, ein Substrat, d. h. ein CMOS-Schaltun gen aufweisendes Silizium-Substrat, mit einer Sputter-Schicht aus amorphem Kohlenstoff (a-C), amorphem wasserstoffhaltigem Kohlenstoff (a-C : H) oder amorphem stickstoffhaltigem Kohlen stoff (a-C : N) zu beschichten. Dies erfolgt mittels eines Kohlenstoff-Targets in einem Plasma, insbesondere aus Argon, dem - bis zu 20 Vol.-% - Wasserstoff oder ein Kohlenwasser stoff, wie Methan, oder Halogenkohlenwasserstoff, wie Tri fluormethan (Bildung von a-C : H(F)-Schichten), bzw. Stickstoff zugesetzt sein kann.It is also possible to use a substrate, i. H. a CMOS circuit silicon substrate with a sputter layer made of amorphous carbon (a-C), amorphous hydrogen-containing Carbon (a-C: H) or amorphous nitrogenous carbon to coat fabric (a-C: N). This is done using a Carbon targets in a plasma, in particular from argon, the - up to 20 vol .-% - hydrogen or a hydrocarbon substance, such as methane, or halogenated hydrocarbon, such as tri fluoromethane (formation of a-C: H (F) layers), or nitrogen can be added.
Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung noch näher erläutert werden. The invention is intended to be based on exemplary embodiments are explained in more detail.
Ein CMOS-Schaltungen aufweisendes Silizium-Substrat wird mit einem kommerziellen positiven Photoresist, beispielsweise auf Novolakbasis, beschichtet. Die für das Naßätzen mit einer Alkalilösung vorgesehenen Bereiche werden mittels Photolitho graphie definiert, d. h. der Resist wird über eine Maske be lichtet und dann entwickelt, wobei die zu schützenden CMOS- Schaltungen abgedeckt bleiben. Danach werden die verbliebenen Resiststrukturen mit einem CCl2F2/CHF3- oder C2Cl3F3/SF6-Plasma behandelt. Durch das reaktive Ionenätzen (RIE = Reactive Ion Etching) wird die Oberfläche des Resists in eine Polytetra fluorethylen-artige Schicht umgewandelt (siehe Tabelle 1). Dieses Schichtmaterial weist eine sehr hohe Alkalibeständig keit auf, so daß im folgenden Naßätzschritt (20% KOH, 60°C, 60 min) alle Bereiche, die durch den modifizierten Resist abgedeckt wurden, geschützt sind. Nach der Naßätzung kann der modifizierte Resist in einem Sauerstoffplasma (Verascher) problemlos entfernt werden, ohne daß Metall-, Siliziumoxid- oder Siliziumnitrid-Schichten der CMOS-Schaltungen ange griffen werden.A silicon substrate having CMOS circuits is coated with a commercial positive photoresist, for example based on novolak. The areas intended for wet etching with an alkali solution are defined by means of photolithography, ie the resist is exposed through a mask and then developed, the CMOS circuits to be protected remaining covered. The remaining resist structures are then treated with a CCl 2 F 2 / CHF 3 or C 2 Cl 3 F 3 / SF 6 plasma. The surface of the resist is converted into a polytetra fluorethylene-like layer by reactive ion etching (RIE = Reactive Ion Etching) (see Table 1). This layer material has a very high alkali resistance, so that in the subsequent wet etching step (20% KOH, 60 ° C, 60 min) all areas that were covered by the modified resist are protected. After the wet etching, the modified resist can easily be removed in an oxygen plasma (asher) without metal, silicon oxide or silicon nitride layers of the CMOS circuits being attacked.
Mittels XPS-Untersuchungen (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) wurde festgestellt, daß die C-H-Gruppen des Resists durch die Plasmabehandlung in Polytetrafluorethylen-artige C-F-Verbin dungen umgewandelt werden.Using XPS examinations (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) it was found that the C-H groups of the resist were replaced by the Plasma treatment in polytetrafluoroethylene-like C-F compound be converted.
In einer Reihe von Versuchen wurde die Alkalibeständigkeit
des modifizierten Resists in Ätzlösungen bei verschiedenen
Temperaturen untersucht. Die Versuchsergebnisse sind in
Tabelle 2 zusammengefaßt.
The alkali resistance of the modified resist in etching solutions at various temperatures was investigated in a series of experiments. The test results are summarized in Table 2.
Ein CMOS-Schaltungen aufweisendes Silizium-Substrat wird ganzflächig mit einer ca. 300 nm dicken a-C : H- oder a-C : H(F)- Schicht versehen. Dies erfolgt mit einem Kohlenwasserstoff- Plasma aus Methan oder Ethan, dem - mit einem Anteil bis zu 30 Vol.-% - ein Fluorkohlenwasserstoff, wie Trifluormethan oder Octafluorcyclobutan, zugesetzt sein kann. Dazu wird eine Plasma-CVD-Anlage (4 Zoll-Reaktor, Flächenverhältnis Anode: Kathode = 2 : 1) verwendet, wobei zuerst mit einem Argonplasma (10 sccm, 0,2 mbar, 100 W RF-Leistung, 120 s) gereinigt und dann die a-C : H- bzw. a-C : H(F)-Schicht aus dem Kohlenwasser stoff- bzw. Kohlenwasserstoff/Fluorkohlenwasserstoff-Plasma (ca. 75 sccm, 0,2 bis 0,4 mbar, 200 bis 50 W RF-Leistung, ca. 150 s) abgeschieden wird. Zu Beginn der Abscheidung wird eine höhere Leistung eingestellt, um eine gute Haftung der Schicht zu erzielen. Nach ca. 30 bis 60 s wird die Leistung gedros selt und der Druck erhöht, um den Eigenstreß der Schicht zu minimieren. Nachfolgend wird das beschichtete Substrat mit einem kommerziellen positiven Photoresist, beispielsweise auf Novolakbasis, belackt; die Resistdicke sollte dabei min destens das 4fache der a-C : H- bzw. a-C : H(F)-Schichtdicke betragen. Die für das Naßätzen mit einer Alkalilösung vorge sehenen Bereiche werden mittels Photolithographie definiert, d. h. der Resist wird über eine Maske belichtet und dann ent wickelt, wobei die zu schützenden CMOS-Schaltungen abgedeckt bleiben. Danach erfolgt eine Strukturübertragung der verblie benen Resiststrukturen in einem Sauerstoff-RIE-Plasma (RIE = Reactive Ion Etching) in die a-C : H- bzw. a-C : H(F)-Schicht. Die Polyethylen-artige Schicht weist eine sehr hohe Alkali beständigkeit auf, so daß im folgenden Naßätzschritt (20% KOH, 60°C, 60 min) alle Bereiche, die durch den strukturier ten amorphen Kohlenstoff abgedeckt wurden, geschützt sind. Nach der Naßätzung kann die a-C : H- bzw. a-C : H(F)-Schutz schicht in einem Sauerstoffplasma (Verascher) problemlos ent fernt werden, ohne daß Metall-, Siliziumoxid- oder Silizium nitrid-Schichten der CMOS-Schaltungen angegriffen werden.A silicon substrate having CMOS circuits is produced all over with an approx. 300 nm thick a-C: H- or a-C: H (F) - Layer. This is done with a hydrocarbon Plasma from methane or ethane, which - with a share up to 30 vol% - a fluorocarbon such as trifluoromethane or octafluorocyclobutane. This will be a Plasma CVD system (4 inch reactor, area ratio anode: Cathode = 2: 1) used, first with an argon plasma (10 sccm, 0.2 mbar, 100 W RF power, 120 s) cleaned and then the a-C: H or a-C: H (F) layer from the hydrocarbon Substance or hydrocarbon / fluorocarbon plasma (approx. 75 sccm, 0.2 to 0.4 mbar, 200 to 50 W RF power, approx. 150 s) is deposited. At the beginning of the deposition, a higher performance set to good adhesion of the layer to achieve. After approx. 30 to 60 s, the power is reduced selt and the pressure increases to the self-stress of the layer too minimize. The coated substrate is then used a commercial positive photoresist, for example Novolak-based, coated; the resist thickness should be min at least 4 times the a-C: H or a-C: H (F) layer thickness be. The pre-for wet etching with an alkali solution areas are defined using photolithography, d. H. the resist is exposed through a mask and then ent wraps, covering the CMOS circuits to be protected stay. Then the remaining structure is transferred resist structures in an oxygen RIE plasma (RIE = Reactive Ion Etching) in the a-C: H or a-C: H (F) layer. The polyethylene-like layer has a very high alkali resistance so that in the following wet etching step (20% KOH, 60 ° C, 60 min) all areas that are structured by the amorphous carbon were protected. After wet etching, the a-C: H or a-C: H (F) protection can layer easily in an oxygen plasma (ashing) can be removed without metal, silicon oxide or silicon nitride layers of the CMOS circuits are attacked.
Ein CMOS-Schaltungen aufweisendes Silizium-Substrat wird mittels eines Kohlenstofftargets ganzflächig mit einer ca. 300 nm dicken a-C- oder a-C : N-Sputterschicht versehen. Dazu wird eine Sputteranlage (Z5/Leybold) verwendet, wobei zuerst mit einem Argonplasma (25 sccm, 0,002 mbar, 500 W RF-Lei stung, 180 s) gereinigt und dann die a-C- bzw. a-C : N-Schicht aus einem Argon- bzw. Argon/Stickstoff-Plasma (35 sccm Ar bzw. 30 sccm Ar und 5 sccm N2, 0, 004 mbar, 500 W DC-Leistung, ca. 1500 s) aufgesputtert wird. Nachfolgend wird das be schichtete Substrat mit einem kommerziellen positiven Photo resist, beispielsweise auf Novolakbasis, belackt; die Resist dicke sollte dabei mindestens das 4fache der a-C- bzw. a-C : N- Schichtdicke betragen. Die für das Naßätzen mit einer Alkali lösung vorgesehenen Bereiche werden mittels Photolithographie definiert, d. h. der Resist wird über eine Maske belichtet und dann entwickelt, wobei die zu schützenden CMOS-Schaltungen abgedeckt bleiben. Danach erfolgt eine Strukturübertragung der verbliebenen Resiststrukturen in einem Sauerstoff-RIE- Plasma (RIE = Reactive Ion Etching) in die a-C- bzw. a-C : N- Schicht. Diese Schicht weist eine sehr hohe Alkalibeständig keit auf, so daß im folgenden Naßätzschritt (20% KOH, 60°C, 60 min) alle Bereiche, die durch den strukturierten amorphen Kohlenstoff abgedeckt wurden, geschützt sind. Nach der Naß ätzung kann die a-C- bzw. a-C : N-Schicht in einem Sauerstoff plasma (Verascher) problemlos entfernt werden, ohne daß Metall-, Siliziumoxid- oder Siliziumnitrid-Schichten der CMOS-Schaltungen angegriffen werden.A silicon substrate having CMOS circuits is provided with an approximately 300 nm thick aC or aC: N sputter layer by means of a carbon target. A sputtering system (Z5 / Leybold) is used for this, first cleaning with an argon plasma (25 sccm, 0.002 mbar, 500 W RF power, 180 s) and then the aC or aC: N layer made of an argon or argon / nitrogen plasma (35 sccm Ar or 30 sccm Ar and 5 sccm N 2 , 0.004 mbar, 500 W DC power, approx. 1500 s) is sputtered on. The coated substrate is subsequently coated with a commercial positive photo resist, for example based on novolak; the resist thickness should be at least 4 times the aC or aC: N layer thickness. The areas intended for wet etching with an alkali solution are defined by means of photolithography, ie the resist is exposed through a mask and then developed, the CMOS circuits to be protected remaining covered. The remaining resist structures are then transferred to the aC or aC: N layer in an oxygen RIE plasma (RIE = Reactive Ion Etching). This layer has a very high alkali resistance, so that in the subsequent wet etching step (20% KOH, 60 ° C, 60 min) all areas that were covered by the structured amorphous carbon are protected. After the wet etching, the aC or aC: N layer in an oxygen plasma (asher) can be removed without problems without attacking metal, silicon oxide or silicon nitride layers of the CMOS circuits.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19844418A DE19844418A1 (en) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | Protective layer, useful for protecting complementary metal oxide semiconductor circuits during wet alkali etching of micromechanical silicon elements, comprises a plasma deposited carbon-containing layer or plasma treated photoresist layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19844418A DE19844418A1 (en) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | Protective layer, useful for protecting complementary metal oxide semiconductor circuits during wet alkali etching of micromechanical silicon elements, comprises a plasma deposited carbon-containing layer or plasma treated photoresist layer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19844418A1 true DE19844418A1 (en) | 2000-04-06 |
Family
ID=7882503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19844418A Ceased DE19844418A1 (en) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | Protective layer, useful for protecting complementary metal oxide semiconductor circuits during wet alkali etching of micromechanical silicon elements, comprises a plasma deposited carbon-containing layer or plasma treated photoresist layer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19844418A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1241703A1 (en) * | 2001-03-13 | 2002-09-18 | National Center for Scientific Research Demokritos Institute of Microelectronics | Method for masking silicon during anisotropic wet etching |
| EP1482539A1 (en) * | 2003-05-26 | 2004-12-01 | S.O.I. Tec Silicon on Insulator Technologies S.A. | Preparation method for protecting the back side of a wafer and back side protected wafer |
| DE102006007093A1 (en) * | 2006-02-15 | 2007-08-23 | Infineon Technologies Ag | Coating method for surface of semiconductor body, involves clearing away thin layer near surface within range of surface of semiconductor body, which is coated, by sputtering |
| US9511560B2 (en) | 2012-04-13 | 2016-12-06 | Infineon Technologies Ag | Processing a sacrificial material during manufacture of a microfabricated product |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4187331A (en) * | 1978-08-24 | 1980-02-05 | International Business Machines Corp. | Fluorine plasma resist image hardening |
| JPS60216304A (en) * | 1984-04-12 | 1985-10-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Preparation of diffraction grating |
| US5185293A (en) * | 1992-04-10 | 1993-02-09 | Eastman Kodak Company | Method of forming and aligning patterns in deposted overlaying on GaAs |
-
1998
- 1998-09-28 DE DE19844418A patent/DE19844418A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4187331A (en) * | 1978-08-24 | 1980-02-05 | International Business Machines Corp. | Fluorine plasma resist image hardening |
| JPS60216304A (en) * | 1984-04-12 | 1985-10-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Preparation of diffraction grating |
| US5185293A (en) * | 1992-04-10 | 1993-02-09 | Eastman Kodak Company | Method of forming and aligning patterns in deposted overlaying on GaAs |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| MATSUMOTO, Y. et.al.: Fluorocarbon film for pro- tection from alkaline etchant... In: Transducers 97. 1997 Int. Conf. on Solid-State Sensors and Actuators, IEEE 1997, Vol. 1, pp. 695-8. In: Datenbank STN, file INSPEC, AN 97:5760036 * |
| OBREJA, P. et.al.: Silicon elastomer as a protec- tive layer... In: Sensors and Actuators 74 (1999),Vol. 74, No. 1-3, 20.4.99, pp. 24-26 * |
| RANGELOW, I.W. et.al.: Fabrication of piezoresis- tive glused AfM cantilever... In: Proceedings of the SPIE, 1996, Vol. 2879, pp. 56-64 * |
| SARRO, P.M. et.al.: Lowstress PECVD SiC thin films for... In: Sensors and Actuators A 67 (1998), pp. 175-80 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1241703A1 (en) * | 2001-03-13 | 2002-09-18 | National Center for Scientific Research Demokritos Institute of Microelectronics | Method for masking silicon during anisotropic wet etching |
| EP1482539A1 (en) * | 2003-05-26 | 2004-12-01 | S.O.I. Tec Silicon on Insulator Technologies S.A. | Preparation method for protecting the back side of a wafer and back side protected wafer |
| DE102006007093A1 (en) * | 2006-02-15 | 2007-08-23 | Infineon Technologies Ag | Coating method for surface of semiconductor body, involves clearing away thin layer near surface within range of surface of semiconductor body, which is coated, by sputtering |
| DE102006007093B4 (en) * | 2006-02-15 | 2008-08-14 | Infineon Technologies Ag | Process for producing an adhesive layer on a semiconductor body |
| US9511560B2 (en) | 2012-04-13 | 2016-12-06 | Infineon Technologies Ag | Processing a sacrificial material during manufacture of a microfabricated product |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE112018005569B4 (en) | PROCESS FOR FORMING A THIN-LAYER STACK OF STRUCTURING MATERIAL WITH A METAL-CONTAINING OVERLAY FOR INCREASED SENSITIVITY IN EXTREME ULTRAVIOLET (EUV) LITHOGRAPHY | |
| DE2754396C2 (en) | ||
| KR102565142B1 (en) | Compound for forming organic film, composition for forming organic film, method for forming organic film, and patterning process | |
| DE69126586T2 (en) | Device manufacturing method | |
| DE2451902C3 (en) | Highly sensitive, positive photoresist layer structure made from radiation-degradable, developable organic polymers and a process for the production of a photoresist mask | |
| US4731155A (en) | Process for forming a lithographic mask | |
| DE112012004495B4 (en) | High fidelity patterning using a fluorocarbon-containing polymer | |
| DE4107006C2 (en) | ||
| DE3239613A1 (en) | LIGHT SENSITIVE COMPOSITIONS | |
| DE69228044T2 (en) | Process for structuring tungsten layers | |
| DE112014000485B4 (en) | Silicon-containing antireflective coatings containing non-polymers silsesquioxanes | |
| DE112014001478B4 (en) | Wet stripping process for an anti-reflective coating layer | |
| DE2617914A1 (en) | METHOD OF MANUFACTURING PATTERNS OF THIN FILM USING RELEASABLE MASKS | |
| DE69837112T2 (en) | METHOD AND COMPOSITION FOR REMOVING PHOTORESIS IN SEMICONDUCTOR PRODUCTION | |
| EP0292821A2 (en) | Image reversal process for normally positive photoresists | |
| EP0002669A1 (en) | Method for the removal of matter from a substrate by selective dry etching and application of this method to the manufacture of conductive patterns | |
| DE10238024B4 (en) | Method for integrating air as a dielectric in semiconductor devices | |
| EP0492256B1 (en) | Photolithographic patterning | |
| DE102013100079B4 (en) | Process for processing a contact pad | |
| DE69729553T2 (en) | SOLUTIONS AND METHODS FOR REMOVING SIDE DEPOSITS AFTER A DRY STEP | |
| DE10355319B4 (en) | Photoresist Entfernerzusammensetzungen | |
| DE2847764C2 (en) | Photosensitive material and process for forming ultrafine patterns | |
| DE19844418A1 (en) | Protective layer, useful for protecting complementary metal oxide semiconductor circuits during wet alkali etching of micromechanical silicon elements, comprises a plasma deposited carbon-containing layer or plasma treated photoresist layer | |
| DE60101953T2 (en) | Anti-reflective coating composition and method of manufacturing semiconductor devices | |
| DE10037957C1 (en) | Process for the anisotropic dry etching of organic anti-reflection layers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: B81C 1/00 |
|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: INFINEON TECHNOLOGIES AG, 81669 MUENCHEN, DE UNIVE |
|
| 8131 | Rejection |