DE2610014A1

DE2610014A1 - Zerstaeubungsaetzen mit hoher aufloesung

Info

Publication number: DE2610014A1
Application number: DE19762610014
Authority: DE
Inventors: David Bruce Fraser; David Yuan Kong Lou
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1975-03-14
Filing date: 1976-03-10
Publication date: 1976-09-23
Also published as: FR2303866B1; GB1533620A; DE2610014C2; JPS626339B2; NL7602566A; FR2303866A1; NL184444C; US3975252A; JPS51114073A

Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237

Western Electric Company, Incorporated Fräser 11-3

New York, N. Y. 10007, USA

Zerstäubungsätzen mit hoher Auflösung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zerstäubungsätzung mit hoher Auflösung.

Es ist bekannt, eine mit Muster versehene Schicht aus Titan für eine darunter liegende Goldschicht als Maske zum Zerstäubungsätzen zu verwenden (siehe beispielsweise US-PS 3 649 503). Dabei kann das so gebildete Goldmuster beispielsweise direkt als Teil einer integrierten Schaltung oder als röntgenstrahlenabsorbierende Komponente einer zur Röntgenstrahl en-Lithographie verwendeten Maskenstruktur· dienen. (Eine besonders vorteilhafte Maskens-cruktur, die eine mit einem Muster versehene Goldschicht aufweist, ist in der deutschen Patentanmeldung P 2 506 266.2 angegeben.)

Natürlich muß die Zwischenmaskierungsschicht aus Titan zunächst selbst in Musterstruktur gebracht werden. Gemäß der US-PS 3 649 503 wird die gewünschte Maskenkonfiguration in

München: Kramer. Dr.Weser · Harsch —Wiesbaden: Blumbach · Dr.Bergen · Zvvirner

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der Titanschicht dadurch erzeugt, daß in einer auf dem Titan aufgebrachten Fotolackschicht ein primäres Maskenmuster gebildet wird. Nach der Lehre dieser US-PS 3 649 503 werden diejenigen Teile der Titanschicht, die nicht mit der Fotolackmaske bedeckt sind, dadurch entfernt, daß das freiliegende Titan chemisch abgeätzt wird. Das nicht abgeätzte oder übriggebliebene Titan dient dann als die zuvor erwähnte Maske für das Zerstäubungsätzen des darunter liegenden Goldes.

Bei zahlreichen, praktisch wichtigen Anwendungen, bei welchen eine sehr hohe Auflösung in der Goldschicht erwünscht ist, hat es sich gezeigt, daß die zunächst in der Fotolackschicht erhaltene Auflösung ernsthaft verschlechtert wird, und zwar wegen Unterschneidens der Lackschicht und übermäßigen Ätzens des Titans während des erwähnten chemischen Ätzschrittes.

Insbesondere können die bemerkenswerten Vorteile der Submikrometerauflösung, die man in einem Elektronen-Lack (d. h. gegenüber Elektronenbestrahlung empfindlicher "Foto"-Lack) mittels einer Elektronenstrahlenbündel-Beaufschlagungsanlage erhält, in der Praxis für die darunterliegende Schichten oft nicht verwirklicht werden, und zwar auf Grund der zuvor beschriebenen Unterschneidungserscheinung. In manchen Fällen ist ein Unterschneiden bis zu 5 Mikrometer auf Grund chemischen Ätzens beobachtet worden. Dies macht offensichtlich die der Elektronenstrahlenbündel-Lithographie

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innewohnenden Möglichkeiten der Submikrometerauflösung vollständig zunichte. (Eine Beschreibung eines Elektronenstrahl lenbündel-Expositionssystems, das ein Submikrometermuster in einer Elektronenlackschicht zu erzeugen vermag, ist in der deutschen Patentanmeldung P 25 16 390.0 angegeben.)

Es ist auch versucht worden, in einer mit Lack maskierten Titanschicht mittels herkömmlicher Zerstäubungsätzmethoden ein Muster zu erzeugen. In vielen praktisch wichtigen Fällen hat es sich jedoch gezeigt, daß das Lack-Maskenmaterial beim Zerstäubungsvorgang weggeätzt ist, bevor im darunterliegenden Titan das Muster vollständig erzeugt ist. Dies ist ein besonders ärgerliches Problem dann, wenn eine sehr hohe Auflösung erwünscht ist, da in solchen Fällen eine dünne und deshalb leicht wegzuätzende Schicht aus Maskierungslack verwendet wird.

Die Erfindung macht ein Verfahren verfügbar zur Herstellung eines Musters in einer Schicht, auf der sich eine Zwischen-Maskierungsschicht und darüber eir Maskierungslack befindet, und dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die mit Maskierungslack maskierte Zwischen-Maskierungsschicht in einer Kammer in halogenkohlenstoffhaltiger Atmosphäre einer Zerstäubungsätzung unterzogen wird, um in der Zwischen-

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maskierungsschicht eine durch den Maskierungslack definierte Maske zu bilden.

Die Zwischen-Maskierungsschicht wird auf diese Weise im Verhältnis zur Geschwindigkeit, mit welcher eine sehr dünne Schicht aus darüberliegendem Maskierungslack entfernt wird, rasch geätzt.

Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Vorteile an Hand spezieller Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine mit Muster zu versehende spezielle Vielschichtstruktur genereller Art;

Fig. 2 bis 5 Formen der Struktur gemäß Fig. 1 bei verschiedenen Stufen des Verfahrens zur Musterherstellung; und

Fig. 6 eine weitere mit Muster versehene Struktur, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt ist.

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Eine spezielle als Beispiel aufzufassende Vielschichtanordnung 10 ist in Fig. 1 gezeigt. Sowohl die Gesamtstruktur gemäß Fig. 1 als auch die zu deren Herstellung erforderlichen Herstellungsmethoden sind unkompliziert und herkömmlich. Von oben nach unten enthält Fig. 1 eine 0,3 Mikrometer dicke Schicht 12 aus beispielsweise Elektronen-Lack; eine 0,05 Mikrometer dicke Schicht 14 aus beispielsweise Titan; eine 0,8 Mikrometer dicke Schicht 16 aus beispielsweise Gold; eine 0,1 Mikrometer dicke Schicht 18 aus beispielsweise Platin und eine 0,1 Mikrometer dicke Schicht 20 aus beispielsweise Titan. Diese angegebenen Schichten werden von einem Substrat 22 getragen, das beispielsweise aus Polyäthylenterephthalat hergestellt ist, das unter der Handelsbezeichnung "Mylar" erhältlich ist. Eine Mylar-Schicht weist eine attraktive Kombination von Merkmalen auf,-wie mechanische Festigkeit, geringe Röntgenstrahlenabsorption, Widerstandsfähigkeit gegenüber organischen Lösungsmitteln, optische Transparenz, thermische Stabilität und leichte Erhältlichkeit in verschiedenen Dicken mit Oberflächen optischer Qualität.

Die Struktur gemäß Fig. 1 wird behandelt, um ein Muster hoher Auflösung in der relativ dicken Goldschicht 16 zu erzeugen. Ein solches vom Substrat 22 getragenes

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Muster ist beispielsweise als Rön^nstrahlenmaske nützlich, wie ausführlich in der erwähnten Patentanmeldung P 25 06 266.2 beschrieben ist.

Es sind viele Elektronen-Lackmaterialien (d. h., gegenüber Elektronenbestrahlung empfindliche Lacke) bekannt, die zur Verwendung als Schicht 12 in Fig. 1 geeigiet sind. Es sind sowohl negative als auch positive Elektronen-Lacke verfügbar. Eine beispielsweise Liste solcher Lacke, zusammen mit einer Beschreibung von deren Eigenschaften und deren Gebrauch bei der Elektronen-Lithographie, ist enthalten in einem zweiteiligen Artikel von L. F. Thompson mit dem Titel "Design of Polymer Resists for Electron Lithography", Solid State Technology, Teil 1: Juli 1974, Seiten 27 bis 30; Teil 2: August 1974, Seiten 41 bis 46.

Bei Verwendung der Elektronen-Lithographieverfahren (beispielsweise die im Thompson-Artikel und in der erwähnten Patentanmeldung P 25 16 390.0 beschriebenen) wird ein Muster mit hoher Auflösung in der obersten Schicht 12 in Fig. 1 gebildet. Diejenigen Teile der Lackschicht 12, die an der darunterliegenden Schicht '4 nach diesem anfänglichen Verarbeitungsschritt haften bleiben, werden in Fig. 2 durch Bezugsziffern 23 bis 25 repräsentiert. Diese zurückbleibenden Teile 23 bis 25 dienen dazu, direkt darunterliegende Teile der Titanschicht 14 dagegen zu

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maskieren oder zu schützen, daß sie während des nächsten Verarbeitungsschrittes entfernt werden.

Die ungeschützten Teile der Titanschicht 14 werden dann durch eine einmalige Zerstäubungsätzmethode entfernt.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Zerstäubungsätzmethoden bekannt. Wie beispielsweise in "Sputter Etch Removal Rates of Insulators, Semiconductors and Conductors" von L. L. Fritz, Solid State Technology, Dezember 1971, Seiten 43 bis 48, beschrieben ist, umfassen diese Methoden eine physikalische Erosion einer selektiv maskierten Targetoberfläche durch Ionenbeschuß. Insbesondere umfaßt eine Zerstäubungsätzung generell ein Teilchen- oder Ionenstrahlenbündel, das senkrecht auf die Maske und die Targetoberflächen auftrifft. Die Maskierungsmaterialien sind so gewählt, daß sie gegenüber dem Zerstäubungsätzen unempfindlicher als die unmaskierten Targetoberflächen sind. Die maskierenden Bereiche schützen das direkt darunterliegende Material davor, erodiert zu werden, was dazu führt, daß die ungeschützten Targetschichten mit relativ scharf definierten senkrechten Seitenwäncen vollständig entfernt werden.

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Um in der Elektronen-Lackschicht 12 gemäß Fig. 1 eine sehr hohe Auflösung zu erreichen, muß diese Schicht sehr dünn sein (typischerweise etwa 0,3 Mikrometer). Folglich sind die Lackteile 23 bis 25 (Fig. 2), die zur Maskierung der Titanschicht 14 gemäß Fig. 2 dienen, ebenfalls sehr dünn. Wenn man ein herkömmliches Zerstäubungsätzen der maskierten Schicht 14 versucht (beispielsweise in reiner ArgonätmoSphäre), findet man, daß die maskierenden Teile 23 bis 25 weggeätzt sind, bevor die unmaskierten Teile der Schicht 14 vollständig entfernt sind. Wenn dies auftritt, ist es natürlich unmöglich, die gewünschte Musterbildung in der Schicht 14 zu erreichen.

Die Zerstäubungsätzung der in Fig. 2 gezeigten Anordnung wird ausgeführt in einer Atmosphäre gasförmigen Halogenkohlenstoffs, die hergestellt ist-in einer herkömmlichen Dioden-Zerstäubungsätzkammer, die entweder für Gleichstrom- oder für Hochfrequenzbetrieb geeignet ist. Folgende spezielle Halogenkohlenstoffe sind beispielsweise zur Ausführung dieses Verfahrensschrittes geeignet: CCIa, CF/, CHCl₃, CCl₃F, CCl₂F₂, CHCl₂F, CHCl₂F, CHClF₂, (CCl₂F)₂ und CCl₂FCClF₂. Allgemeiner ausgedrückt: Halogenkohlenstoffe der Form CCl F.,, oder C HCl_1nF_01n . . wobei

m η 2m+2-n m η 2m-f1-n*

m und η positive ganze Zahlen sind, eignen sich zur Durchführung des beschriebenen Schrittes. Diese Materialien sind

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relativ stabil und korrosionsfrei im Vergleich "beispielsweise zu HF.

Vorteilhafterweise wird in der Zerstäubungsätzkammer ein Halogenkohlenstoff-Gasdruck im Bereich von 0,1 bis 50 Millitorr eingestellt. Wenn das mit dem Muster zu versehende Substrat der Anordnung nichtleitend ist, ist eine Hochfrequenzaktivierung der Zerstäubungsvorrichtung erforderlich. In diesem Fall können Aktivierungsfrequenzen im Bereich von 150 kHz einige hundert MHz verwendet werden. Wenn eine Gleichstromaktivierung verwendet wird (mit einem leitenden Substrat), werden typischerweise Spannungen im Bereich von 200 bis 2.000 V verwendet.

Wenn in der Zerstäubungsvorrichtung eine Halogenkohlenstoffatmosphäre allein erzeugt wird, bombardieren Ionen, die während der elektrischen Aktivierung der Vorrichtung erzeugt werden, die oben liegenden Oberflächen der in Fig. 2 gezeigten Struktur. Es besteht die Theorie, daß die Lombardierenden Teilchen Halogenionen oder andere Ionen aufweisen, was vom Grad der Dissoziation des Halogenkohlenstoffes abhängt. Zusätzlich tritt in der Kammer eine chemische Reaktion zwischen dem Halogenkohlenstoff und dem zu zerstäubenden Material (Titan) auf und dadurch werden hochflüchtige Halogenide gebildet. Als Folge davon wird die Zerstäubungsgeschwindigkeit der Schicht 14 wesentlich verbessert

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gegenüber beispielsweise einer reinen Argonatmosphäre, bei welcher lediglich ein physikalisches Bombardement auftreten würde.

Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft der Halogenatmosphäre ist die, daß sie mit irgendwelchem in der Zerstäubungskammer vorhandenen Sauerstoff reagiert und drastisch die Wirkung des Sauerstoffs sowohl auf die Lackteile 23 bis 25 als auch die Titanschicht 14 begrenzt. Jeglicher in der Kammer vorhandene Sauerstoff, der nicht auf diese Weise eingefangen wird, führt zur Tendenz, die Ätzgeschwindigkeit der Schicht 14 zu verlangsamen und diejenige der Lackteile 23 bis 25 zu beschleunigen, und diese Tendenzen sind generell unerwünscht.

Der zuvor beschriebene, in einer Halogenkohlenstoff-Atmosphäre ausgeführte reaktive Zerstäubungsätzschritt ist wirksam, um die unmaskierten Teile der Titanschicht 14 zu entfernen. Anschließend werden die Lackteile 23 bis 25 entfernt, und zwar z. B. durch ein Zerstäubungsätzen mit einer sauerstoffhaltigen Gasmischung. An diesem Punkt im Musterherstellungsablauf erscheint die Mehrschichtstruktur so, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist. In Fig. 3 handelt es sich bei den Bereichen 27 bis 29 um die zuvor lackmaskierten Teile der ursprünglichen Titanschicht 14. Obwohl sie relativ dünn sind, dienen diese Titanteile 27 bis 29 nun als wirksame ätzbeständige Maske

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beim Zerstäubungsätzen der relativ dicken Goldschicht 16.

Bevor mit der Beschreibung der Musterbildung in der Goldschicht 16 fortgefahren wird, werden einige Varianten des zuvor beschriebenen reaktiven Zerstäubungsätzschrittes spezifiziert. An Stelle der Verwendung einer reinen Halogenkohlenstoff-Atmosphäre bei diesem Schritt kann in der Zerstäubungskammer eine Gasmischung eingestellt werden. Beispielsweise kann einer der zuvor aufgelisteten Halogenkohlenstoffe mit einem edlen oder im wesentlichen edlen Gas,wie beispielsweise Argon, Helium, Krypton, Neon, Xenon oder Stickstoff, gemischt werden. Beispielsweise ist eine Mischung aus 75 bis 80 % Argon und 20 bis 25% Tetrachlorkohlenstoff als vorteilhafte reaktive Zerstäubungsätzatmosphäre bestimmt worden. In einer solchen Mischung verbessert das zugefügte Gas (beispielsweise Argon) den zuvor beschriebenen physikalischen Bombardementvorgang und reduziert zudem die Wahrscheinlichkeit, daß schädliche Kohlenstoffablagerungen auf dem während des Ätzschrittes wegzuätzenden Material auftreten.

Alternativ kann ein Halogenkohlenstoff mit einem anderen reaktiven Gas (beispielsweise Sauerstoff) kombiniert werden, um die zur Ätzung der Titanschicht 14 (Fig. 2) erforderliche Atmosphäre zu erzeugen. Ein solches zugefügtes Gas (Sauerstoff) ist besonders nützlich, um Kohlenstoffniederschläge möglichst

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klein zu machen, hat jedoch die schädliche Wirkung, daß das Verhältnis der Titanätzgeschwindigkeit zur Lackätzgeschwindigkeit ernsthaft reduziert wird. Trotzdem ist eine Mischung von weniger als 20% Sauerstoff kombiniert mit einem Halogenkohlenstoff bei einem Druck von 1 bis 25 Millitorr eine mögliche Alternative für einige Anwendungen, für die praktisches Interesse besteht.

Die Mustererzeugung in der titanmaskierten Goldschicht 16 (Fig. 3) wird vorteilhafterweise durch Zerstäubungsätzen in einer oxidierenden Atmosphäre durchgeführt. Eine solche Atmosphäre bewirkt, daß auf den Oberflächenteilen der Titanbereiche 27 bis 29 eine gegen Ätzen hoch widerstandsfähige Oxidschicht gebildet wird. Als Folge davon werden diese Titanbereiche während des Zerstäubungsätzens der relativ dicken unmaskierten Goldteile der Schicht 16 lediglich in einem kleinen Ausmaß erodiert.

Für das Zerstäubungsätzen der Goldschicht 16 (und ebenfalls der Platinschicht 18), wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, sind verschiedene oxidierende Atmosphären geeignet. Beispielsweise ist irgendein edles oder praktisch edles Gas (Argon, Helium, Krypton, Neon, Xenon oder Stickstoff), das mit Luft oder mit Sauerstoff kombiniert ist, geeignet. Oder es kann ein Halogenkohlenstoff der vorstehend spezifizierten Art mit Sauerstoff kombiniert werden, um die zum Ätzen der

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Schicht 16 erforderliche Atmosphäre zu erzeugen. Auch Luft oder Sauerstoff alleine erzeugen eine zufriedenstellende Zerstäubungsatmosphäre. Es wurde bestimmt, daß Drücke von 1 bis 50 Millitorr und Mischungen mit 10 bis 100$ Luft oder Sauerstoff für diesen Verfahrensschritt möglich sind.

Eine Umstellung von einer Halogenkohlenstoffatmosphäre zu einer oxidierenden Atmosphäre erfordert einfach einen Austausch der in der Zerstäubungskammer vorhandenen Gase. Es ist nicht nötig, während dieses Austauschs die mit einem Muster zu versehende Struktur aus der Kammer zu entfernen. Eine Handhabung der Struktur wird demgemäß überflüssig gemacht, und deshalb ist ein kostengünstiger, kontinuierlicher Verfahrensablauf ermöglicht.

In den in Fig. 3 gezeigten Gold- und Platinschichten bzw. 18 wird ein Muster hergestellt durch den zuvor beschriebenen Zerstäubungsätzvorgang, der in einer oxidierenden Atmosphäre ausgeführt wird, um die in Fig. dargestellte Struktur zu erzeugen. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, liegen die Titanmaskenbereiche 27 bis 29 direkt über Teilen 31 bis 33 der Goldschidt 16,die während des zuletzt erwähnten Zerstäubungsätzschrittes geschützt waren. Außerdem bleiben entsprechende Teile 35 bis 37

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der direkt unter den Goldteilen 31 "bis 33 liegenden Platinschicht 18 ungeätzt. Die in Fig. 4 gezeigte untere Titanschicht 20 "bleibt während des selektiven Ätzens der Schichten 16 und 18 praktisch unberührt (ungemustert). Dies beruht darauf, daß auf der Schicht 20 eine gegenüber Ätzen hochwiderstandsShige Oxidschicht gebildet wird. Folglich ist das Substrat 22 während des Entfernens der nichtmaskierten Teile der Schichten 16 und 18 durch die Schicht 20 vor einer Beschädigung geschützt.

Anschließend wird in der Zerstäubungskammer wieder eine Halogenkohlenstoffatmosphäre der zuvor beschriebenen Art eingestellt, und die Titanbereiche 27 bis 29 und die ungeschützten Teile der unteren Titanschicht 20 werden geätzt, bis sie fast vollständig entfernt sind. An diesem Punkt wird mit der Zerstäubungsätzung aufgehört. Die Anordnung oder Struktur wird aus der Zerstäubungskammer genommen und die Titanreste werden mit Hilfe eines geeigneten chemischen Ätzmittels (beispielsweise HBF^) entfernt. Auf diese Weise wird eine Beschädigung des Substrats 22 möglichst klein gemacht. Die endgültige Musterstruktur hat dann die in Fig. 5 gezeigte Form (in Fig. 5 bilden die Bereiche 39 bis 41 die ungeätzten Teile der unteren Titanschicht 20).

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Die in den Fig. 1 bis 5 gezeigte spezielle Struktur stellt lediglich ein Beispiel einer Vielzahl von Vielschichtanordnungen dar, die mit einem Verfahren gemäß der Erfindung mit einem Muster versehen werden können. Bei manchen Anwendungen kann die Lackschicht 12 einen Fotolack oder einen Röntgenstrahlenlack an Stelle eines Elektronen-Lackmaterials aufweisen. (Muster in der Lackschicht 14 können dann durch Licht oder Röntgenstrahlen festgelegt werden.) Die Schicht 14 kann anstatt von Titan aus Nickel, Chrom oder Aluminium (oder anderen Elementen der Gruppe IV, wie Silicium oder Germanium) hergestellt werden« Tatsächlich kann jegliches Material als Schicht 14 verwendet werden, das in einer Halogenkohlenstoffatmosphäre im Verhältnis zu einem darüberliegenden Lackmaterial eine schnelle Zerstäubungsätzung zeigt und das eine stabile, atzwxderstandsfähige Oberflächenoxidschicht zu bilden vermag. Überdies kann die mit einem Muster zu versehende relativ dicke Schicht 16 beispielsweise Permalloy, Silber, Platin, Palladium, Rhodium, Silicium, Galliumarsenid, Germanium, Wolfram, Siliciumdioxid oder Siliciumnitrid an Stelle von Gold aufweisen. Außerdem kann die Schicht 18, die beispielsweise die Galvanisierung von Gold zur Erzeugung der Schicht 16 ermöglicht, Palladium, Rhodium oder Nickel an Stelle von Platin aufv/eisen. Bei manchen Anwendungen kann die Schicht 18 gänzlich weggelassen werden. Ferner kann die Schicht 20, die generell sowohl zur

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Verbesserung der Haftung am Substrat 22 als auch als Zerstäübungsätzungsbegrenzungsschicht dient, bei manchen strukturellen Anordnungen ebenfalls weggelassen werden. Wenn sie nicht weggelassen wird, kann die Schicht 20 alternativ aus Nickel, Chrom oder Aluminium hergestellt sein.

Eine in Fig. 6 gezeigte vereinfachte Struktur genereller Art kann durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt werden. Fig. 6 entspricht der in Fig. 4 der zuvor erwähnten deutschen Patentanmeldung P 25 06 266.2 gezeigten grundsätzlichen Röntgenstrahlenmaskenstruktur. In Fig. 6 ist ein Substrat 46, das aus einem dünnen, optisch transparenten Blatt aus Polyäthylenterephthalat hergestellt ist, über ein Tragelement 48 gespannt und an diesem befestigt. Das Tragelement 48 ist beispielsweise hergestellt aus einem starken, dauerhaften und abmessungsstabilen Material, wie einem geeigneten Metall, Silicium oder Quarzglas, das in Ringform hergestellt ist. Ein Goldmuster mit hoher Auflösung, das in Fig. 6 durch Streifen 50 bis 52 dargestellt ist, ist auf dem Substrat 46 unter Anwendung des hier zuvor beschriebenen Zerstäubungsätzverfahrens hergestellt.

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Bei der Herstellung der vereinfachten Struktur gemäß Fig. 6 wird die mit Muster zu versehende Goldschicht direkt auf dem Substrat 46 niedergeschlagen, ohne daß zwischen der Goldschicht und dem Substrat 46 irgendwelche Zwischenschichten erzeugt werden. In diesem Fall umfaßt die ursprüngliche Mehrschichtstruktur, aus welcher durch Anwendung der zuvor beschriebenen Zerstäubungsätzmethode die vereinfachte Maske gemäß Fig. 6 hergestellt wird, lediglich darüberliegende Schichten aus Titan und Lack (in Fig. 6 nicht gezeigt).

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich generell auf die Herstellung einer Vielzahl anderer elektronischer Strukturen hoher Auflösung anwenden, einschließlich beispielsweise Magnetdomänen-Schaltungen, Galliumarsenid-Feldeffekttransistoren, Galliumarsenid-Laser mit verteilter Rückkopplung und bipolare Silicium-Mikrowellentransistoren.

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Claims

BLUMBACH · W£SER . BERGEN . KRAMER ZWIRNER . HIRSCH 2610 014 PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radedcestraße 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237 Fräser 11-3 Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Musters in einer Schicht, auf der sich eine Zwischen-Maskierungsschicht und darüber ein Maskierungslack befindet,

dadurch gekennzeichnet, daß die mit Maskierungslack maskierte Zwischen-Maskierungsschicht (14) in einer Kammer in halogenkohlenstoffhaltiger Atmosphäre einer Zerstäubungsätzung unterzogen wird, um in der Zwischen-Maskierungsschicht (14) eine durch den Maskierungslack (12) definierte Maske zu bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die mit Muster zu versehende Schicht (16) durch die Zwischenmaske (14) einer Zerstäubungsätzung unterzogen wird, um in der Schicht (16) ein dem Muster im Lack (12) entsprechendes Muster zu erzeugen.

München: Kramer - Dr. Weser · Hirsch —Wiesbaden: Blumbach - Dr. Bergen · Zwirner R Π Q O O (ι / 1 f. '> <">

3. Verfahren nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Zerstäubungsätzen der Schicht (16) in einer oxidierenden Atmosphäre ausgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die halogenkohlenstoffhaltige Atmosphäre eine reine Halogenkohlenstoffatmosphäre aufweist, die zur Ionendissoziation in der Kammer und zur chemischen Reaktion mit Material der Zwischen-Maskierungsschicht (14) unter Erzeugung flüchtiger Verbindungen in der Kammer in der Lage ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine halogenkohlenstoffhaltige Atmosphäre verwendet wird, bei der es sich um einen Halogenkohlenstoff handelt, der entweder ^{aus C}m^C1n^F2m+2-n ^{oder C}m^HCln^F2m₊1-n ausgewählt ist, wobei m und η ganze positive Zahlen sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Halogenkohlenstoff verwendet wird, der ausgewählt ist aus CCIa, CF., CHCl₃, CCl₃F, CCl₂F₂, CHCl₂F, CHClF₂, (CCl₂F₂)₂ und CCl FCClF₂.

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7. Verfahren nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer ein Halogenkohlenstoff-Gasdruck von 0,1 bis 50 Millitorr verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine halogenkohlenstoffhaltige Atmosphäre verwendet wird, die eine gasförmige Mischung aus einem Halogenkohlenstoff und einem inerten oder im wesentlichen inerten Gas aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß das inerte oder im wesentliche inerte Gas aus Argon, Helium, Krypton, Neon, Xenon und Stickäoff ausgewählt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,

dadurch gekennzeichnet, daß ein halogenkohlenstoffhaltiges Gas mit einer Mischung aus 75 bis 80% Argon und 20 bis 25 % Kohlenstofftetrachlorid bei einem Druck von 1 bis 25 Millitorr verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Muster gebildet wird in einer relativ dicken Schicht einer Mehrschichtstruktur (10), die ein Substrat (22) auf-

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weist, wobei die relativ dicke Schicht (16) auf dem Substrat (22) niedergeschlagen ist, die relativ dünne Zwischenmaskierungsschicht (14) auf der relativ dicken Schicht (16) und eine relativ dünne Schicht aus Maskierungslackmaterial (12) auf der Zwischenmaskierungsschicht (14) niedergeschlagen ist, und daß im Rahmen des Verfahrens ein Muster im Maskierungslack (12) erzeugt wird, um ausgewählte Oberflächenteile der Zwischenmaskierungsschicht (14) freizulegen, die freigelegten Teile der Zx/ischenmaskierungsschicht (14) in einer Halogenkohlenstoffatmosphäre einer Zerstäubungsätzung unterzogen werden, um ausgewählte Oberflächenteile der relativ dicken Schicht (16) freizulegen, und die freigelegten Teile der relativ dicken Schicht (16) in einer oxidierenden Atmosphäre einer Zerstäubungsätzung unterzogen werden, um ein Muster mit hoher Auflösung in der relativ dicken Schicht (16) zu erzeugen.

12. Verfahren nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß als Maskierungslack (12) ein Elektronen-Lack verwendet wird und daß im Elektronen-Lack (12) ein Muster mittels Elektronenlithographie festgelegt wird.

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13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenmaskierungsschicht (14) verwendet wird, die ein aus der Gruppe Titan, Nickel, Chrom, Silicium, Germanium und Aluminium ausgewähltes Material aufweist.

14. Verfahren nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite relativ dünne Schicht (20) aus demselben Material wie die Zwischenmaskierungsschicht (14) vorgesehen wird, die zwischen der relativ dicken Schicht (16) und dem Substrat (22) angeordnet wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüchi bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß für die relativ-dicke Schicht (16) ein Material verwendet wird, das ausgewählt ist aus der Gruppe Gold, Permalloy, Silber, Platin, Palladium, Rhodium, Silicium, Galliumarensid, Germanium, Wolfram, Siliciumdioxid und Siliciumnitrid.

16. Verfahren nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten Schicht (20) und der relativ dicken Schicht (16) eine weitere Zwischenschicht (18) angeordnet wird, die aus Palladium, Rhodium, Nickel und Platin ausgewählt wird.

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