DE2953117A1

DE2953117A1 - Fabrication of integrated circuits utilizing thick high-resolution patterns

Info

Publication number: DE2953117A1
Application number: DE792953117A
Authority: DE
Inventors: D Fraser; D Maydan; J Moran
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1978-09-11
Filing date: 1979-09-07
Publication date: 1980-11-27
Also published as: ES483987A1; BE878667A; IE791715L; WO1980000639A1; IT7925589A0; SE8003378L; GB2043345B; JPS55500646A; IT1122539B; SE434896B; CA1123118A; GB2043345A; NL7920069A; US4244799A; FR2435819A1; IE48479B1

Description

" ¹D-

Strukturierungsschicht, um auf diese die Strukturierung hoher Auflösung zu übertragen, und (7) Behandeln der nichtplanaren Oberfläche des Schaltkreis-Wafers, wobei als Maske die mit der Strukturierung versehene Strukturierungsschicht verwendet wird.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens läßt sich die Zwischenmaske auch weglassen. Für diesen Fall wird nur eine relativ dünne Schicht zur Strukturierung auf der oberseitigen. Fläche der relativ dicken Strukturierungsschicht aufgebracht. Für die dünne Schicht wird ein Material ausgewählt, das geeignete Widerstandseigenschaften für den Ätzvorgang aufweist, wie er für die Strukturierung der Strukturierungsschicht eingesetzt wird. ^:

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die mit der Strukturierung versehene dicke Strukturierungsschicht als Maske verwendet, um ein Metall mittels Elektroplattierung auf die belichteten Bereiche einer dünnen metallischen Schicht aufzubringen. Auf diese Weise kann eine relativ dicke metallische Strukturierungsvorlage gebildet werden (wie sie beispielsweise als Röntgenstrahlen absorbierenden Teile einer Maske für Röntgenstrahlen eingesetzt werden kann).

Ferner wird bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine auf einer planaren Oberfläche aufgebrachte Strukturierungsschicht mit einer Strukturierung hoher Auflösung versehen, wobei dann diese Schicht als Maske z.B. für Ionenimplantationsprozesse verwendet werden kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigt:

Fig. 1 eine von der Seite gesehene Schnittansicht eines Teils eines standardmäßigen integrierten Schaltkreises, die die Strukturierung der Oberfläche eines derartigen Schaltkreises darstellt, wenn herkömmliche Verfahren nach dem Stand der Technik verwendet werden;

_3/ 030601/€037

Fig. 2 eine von der Seite gesehene Schnittansicht eines Teils eines integrierten Schaltkreises, dessen Oberfläche nach einer Ausführungsform der Erfindung behandelt werden soll; und

Fig. 3 bis 5 aufeinanderfolgende Ansichten des nach Fig. 2 gegebenen Aufbaus, wenn die Behandlung nach der erfindungsgemäßen Lehre vorgenommen wird.

Ausführliche Beschreibung

In Fig. 1 ist ein Teil eines standardmäßigen integrierten Schaltkreises schematisch dargestellt. Der dargestellte Schaltkreis umfaßt zwei leitende Teile 10 und 12, die auf dem Substrat 14 angeordnet sind. Für eine beispielhafte Anordnung soll hier angenommen werden, daß die Teile 10 und 12 aus dotiertem polykristallinem Silizium und das Substrat 14 aus Silizium bestehen. Auf der oberseitigen Fläche des Substrats 14 ist eine übliche passivierte Schicht 16 aus Phosphorglas aufgebracht, die die Elemente 10 und 12 mit abdeckt.

Gemäß den Verfahrensschritten der herkömmlichen Verfahren für die Schaltkreis-Herstellung werden in die Schicht 16 von Fig. 1 Öffnungen oder Fenster in deckungskonformer Ausrichtung mit den leitenden Teilen 10 und 12 eingebracht. Danach wird ein leitendes Material wie Aluminium auf der oberseitigen Fläche des Bauteils aufgebracht, das auch in die ausgerichteten Fenster reicht, um auf diese Weise elektrischen Kontakt mit den darunterliegenden Teilen 10 und 12 herzustellen.

Wie nach dem herkömmlichen Stand der Technik bekannt, lassen sich die zuvor festgelegten Fenster dadurch in die Schicht 16 einbringen, daß eine strahlungsempfindliche Resistschicht 18 auf der Schicht 16 aufgebracht wird. Mit bekannten Strukturierungstechniken werden in der Resistschicht 18 Öffnungen an denjenigen Stellen vorgesehen, die sich unmittelbar über den auszubildenden Fenstern der passivierten Schicht

³/⁴ 030601/0037

16 befinden. Unter Verwendung der mit der Strukturierung versehenen Resistschicht als Maske wird dann die Ausbildung der vorgesehenen Fenster in der Schicht 16 beispielsweise mit herkömmlichen Ätzverfahren vorgenommen.

In einer beispielhaften Ausführungsform eines Schaltkreises weisen die aissteile Stufen ausgebildeten Teile 10 und 12 von Fig. 1 eine Höhe von etwa 1 Mikrometer (,um) über der Oberseite des Substrats 14 auf. Als Folge der durch die Elemente 10 und 12 verursachten unregelmäßi- ■·■■ gen Topologie stellt sich für die aufgebrachte Schicht 16 eine nichtplanare oberseitige Fläche mit ungleichmäßiger Dicke ein. Wie bereits weiter --oben angeführt muß die Schicht 18 aus praktischen Gründen dicker als erwünscht vorgesehen werden, um für die Stufungen auf der nichtplanaren oberseitigen Fläche der passivierten Schicht 16 eine ausreichen-, de Stufenüberdeckung sicherzustellen. Als Auswirkung dieser Maßnahme ergab sich für die Praxis, daß Mikrominiatur-Bauteile, die mit Techniken nach der Art von Fig. 1 hergestellt wurden, durch unzureichende Auflösung und ungenügende Steuerung der Strukturbreiten in vielen Fällen nicht die strengen Anforderungen erfüllen, die für bestimmte Kategorien hoch- und höchstintegrierte Schaltkreise festgelegt sind.

Um die Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Herstellung integrierter Schaltkreise darzulegen, soll eine beispielhafte Schaltkreis'anordnung von der gleichen Art betrachtet werden, wie sie in Fig. 1 angenommen wurde. Es ist indessen offensichtlich, daß der Erfindungsgedanke von allgemeiner Art ist und damit für die Herstellung einer großen Vielfalt integrierter Schaltkreise als auch diskreter Bauteile herangezogen werden kann. Obwohl das Schwergewicht der Anwendungen bei der Herstellung von Silizium-Schaltkreisen liegen wird, ist es überdies naheliegend, daß sich der Erfindungsgedanke auch auf die Herstellung verschiedener bekannter magnetischer Bauteile, integrierte Optiken oder dgl. anwenden läßt. 4/5

0 30 6.Q1 /00 3 7

Wie Fig. 1 zeigen auch die Fig. 2 bis 5 einen Teil eines beispielhaft . dargestellten Schaltkreises, der aus einem Substrat 14, den leitenden Teilen 10 und 12 und einer passivierten Schicht 16 besteht. Nach dem Grundgedanken der Erfindung wird eine relativ dicke Strukturierungsschicht auf der nichtplanaren oberseitigen Fläche der Schicht 16 aufgebracht. Wie in Fig. 2 angedeutet, paßt sich diese dicke Schicht (Bezugnummer 18) mit ihrer Unterseite den Unebenheiten der oberseitigen Fläche der Schicht 16 an. Entsprechend der erfindungsgemäßen Lehre, wie sie im einzelnen weiter unten dargelegt wird, kann jedoch die oberseitige Fläche der Schicht 18 in der Praxis so genau und reproduzierbar beeinflußt werden, daß sich eine im wesentlichen ebene Oberfläche ausbildet. Mit dieser oberseitigen im wesentlichen ebenen Fläche wird eine geeignete Unterlage für das Aufbringen einer extrem dünnen und gleichmäßigen Schicht für die Strukturierung vorgegeben. Die Rücksichtnahme auf die Stufenüberdeckung wird damit praktisch als Einflußgröße für die Dickenfestlegung der für die Strukturierung verwendeten Schicht ausgeräumt. Auf diese Weise wird eine Strukturierung mit sehr hoher Auflösung bei ausgezeichneter Steuerung der Strukturbreiten erreicht.

In Fig. 2 ist die vorstehend erwähnte dünne für die Strukturierung verwendete Schicht mit der Bezugszahl 20 gekennzeichnet. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine sog. Zwischenmaske 22 zwischen den Schichten 18 und 20 vorgesehen. Unter bestimmten Umständen, die weiter unten genauer dargelegt werden, kann auf die Schicht 22 verzichtet werden. In einem solchen Fall wird naturgemäß die Schicht 20 unmittelbar auf die im wesentlichen ebene oberseitige Fläche der Strukturierungsschicht 18 aufgebracht. Für die jetzige Betrachtung soll die Schicht 22 Bestandteil des dargestellten Aufbaus sein.

Erfindungsgemäß besteht die in Fig. 2 dargestellte dünne Schicht 20 aus einem positiven oder negativen Resistmaterial, das beispielsweise durch Bestrahlung mit Licht, Elektronen, Röntgenstrahlen oder Ionen

5/6 03060 1/0037

selektiv mit der Strukturierung versehen werden kann. Eine Vielzahl solcher Materialien sind nach dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Zahlreiche herkömmliche Verfahren sind für die selektiv erfolgende Belichtung und Entwicklung dieser Materialien verfügbar, um eine festgelegte Strukturierung hoher Auflösung in der Schicht 20 vorzunehmen.

Gemäß der Erfindung besteht in Fig. 2 die Strukturierungsschicht aus einem organischen Material, das die Fähigkeit besitzt, sich der nichtplanaren oberseitigen Fläche der passivierten Schicht 16 anzupassen und auf dieser festzuhaften. Vorteilhafterweise wird dieses Material durch eine herkömmliche Schleudertechnik auf der Oberseite der Schicht 16 aufgebracht. In der Praxis hat sich gezeigt, daß mit zunehmender Dicke der Strukturierungsschicht 18 sich das Maß der Ebenheit für die oberseitige Fläche entsprechend erhöht.

In einer beispielhaften Ausführungsform gemäß der Erfindung, in der jeder der Teile 10 und 12 von Fig. 2 eine Höhe "h" von 1 ,um und die Schicht 16 eine Dicke "m" von 1 ,um aufweisen, stellt die Schicht 18 eine aufgeschleuderte Schicht aus einer positiven, kunstharzhaltigen (novalac-resin) Photoresistsubstanz dar, die eine Dicke "n" von etwa 2, 6 ,um aufweist. In einem ausgeführten Beispiel betrug der gemessene Unterschied zwischen den Kuppen und Tälern der oberseitigen Fläche der Schicht 18 maximal nur etwa 1000 Angström (A). Im folgenden wird eine derartige.Fläche als im wesentlichen eben bezeichnet. Im Gegensatz dazu wurde der entsprechende Unterschied "p" in der nicht planaren oberseitigen Fläche der Schicht 16 mit etwa 1 ,um gemessen.

Erfindungsgemäß lassen sich eine Vielzahl von organischen Substanzen, die sich durch einfache Anwendung (Aufschleudern, Aufsprühen oder dgl.) und gute Haftwirkung auf der darunterliegenden Fläche auszeichnen, zur Bildung der Strukturierungsschicht 18 in Fig. 2 verwenden. Für den Gebrauch in der Verfahrensfolge eines photolithographischen

030 601/0 0 37

Prozesses ist es vorteilhaft, wenn das Material der Schicht 18 eine hohe Absorption für das Licht aufweist, das für die selektiv wirkende Belichtung der darüber befindlichen Resistschicht verwendet wird. Weiterhin ist es in einer derartigen Verfahrensfolge oft von Vorteil, wenn der Brechungsindex der Schicht 18 weitgehend mit denjenigen der Schichten 20 und 22 übereinstimmt. Auf diese Weise lassen sich die üblichen Schwierigkeiten be't photolithographischen Prozessen mit stehenden Wellen und Streuung auf ein Mindestmaß herabsetzen. Des weiteren ist es für eine Anwendung in der Elektronenstrahl- und Röntgenstrahl-Lithographie zweckmäßig, für die Schichten 18 und 22 Materialien mit geringer Elektronenstreuung einzusetzen, um Proximity-Effekte in dem darüberliegenden Resistmaterial möglichst gering zu halten.

Erfindungsgemäß sind eine Reihe von verfügbaren organischen Substanzen zur Bildung der Strukturierungsschicht 18 in Fig. 2 geeignet. Solche Substanzen schließen eine Vielzahl von bekannten positiven und negativen Resiststoffen ein wie z.B. Standard Novalac-Kunstharze, Polymethyl-Methacrylate, Poly-2, 3-Dichlor-l-Propylacrylat, PoIy-Glycidyl-Methacrylat-co-Äthylacrylat, Kombinationen der beiden letztgenannten Substanzen und andere Polyisoprene, wobei Substanzen dieser Art in den US-PS 3 201 239 und 3 770 433 beschrieben sind, sowie Hunt HPR-104, das bei der Phillip A. Hunt Chemical Corporation, Palisades Park, New Yersey, USA käuflich ist. Des weiteren sind eine Vielzahl von bekannten Polyanaiden wie Kapton (eingetragenes Warenzeichen der Fa. E. I. Dupont de Nemours und Co.) oder Pyralin für die Bildung der Schicht 18 verfügbar. Andere geeignete Substanzen sind durch die Gruppe der standardmäßigen Epoxidharze gegeben.

In einer beispielhaften Ausführungsform gemäß der Erfindung besteht die Anordnung nach Fig. 2 aus einer 1 ,um dicken Schicht 20 aus PoIy-2, 3-Dichlor-l-Propylacrylat (einem negativen Röntgenstrahl-Resist),

ο
einer 1500 A dicken Schicht 22 aus Siliziumdioxid und einer 2, 6 Aim

dicken Schicht eines aus einem Standard Novalac-Kunstharz bestehen-

030601/O037

den positivem Photoresist. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist die Schicht 18 durch eine im wesentlichen ebene oberseitige Fläche (mit einem maximalen Unterschied zwischen Kuppen und Tälern von

ο
1500 A) gekennzeichnet. Die oberseitige Fläche der Schicht 22 ist in gleicher Weise eben. Als Folge davon ergibt sich für die darüberliegende dünne Resistschicht 20 eine weitgehend gleichmäßige Dicke.

Die Strukturierung der Schicht 20 in Fig. 2 läßt sich mit den herkömmlichen Lithographieverfahren durchführen. Bei Ausführung der Schicht 20 aus einem Röntgen-Resistmaterial wird die Strukturierung mittels einer bekannten Röntgenstrahl-Belichtungseinrichtung vorgenommen. Nach Belichtung und Entwicklung in herkömmlicher Weise zeigt die strukturierte Schicht 20 üblicherweise eine gleichmäßige Dicke von. verringertem Betrag. Die verbliebenen Teilbereiche der Schicht 20, die die festgelegte Strukturierung beinhalten, sind in Fig. 24 gezeigt, wobei jeder Teilbereich mit der Bezugsnummer 24 gekennzeichnet ist.

Unter Verwendung der Teilbereiche 24 von Fig. 3 als Maske wird anschließend die Schicht 22 in entsprechender Weise strukturiert. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird diese Strukturierung vorteilhafterweise (aber nicht notwendigerweise) mit einer der zahlreichen bekannten Methoden vorgenommen, die nahezu senkrecht verlaufende Kanten hervorruft und ein Hinterschneiden der zu strukturierenden Schicht weitgehend verhindert. Dementsprechend stimmt die sich ergebende Strukturierung der Schicht 22 nahezu vollständig mit der anfänglich in der Resistschicht 20 gebildeten Strukturierung überein. Die verbleibenden übereinstimmenden Teilbereiche der Schicht 22 sind in Fig. 4 gezeigt, wobei jeder Teilbereich mit der Bezugsnummer 26 gekennzeichnet ist.

Die Strukturierung der Schicht 22 (Fig. 3) kann beispielsweise durch ein reaktives Sprühätzverfahren der Art vorgenommen werden, wie

030.601./O037

es von H.W. Lehmann und R. Widmer in dem Artikel "Profile Control by Reactive Sputter Etching", Journal of Vacuum Science and Technology, März/April 1978, Seiten 319 bis 326 beschrieben wird. Alternativ läßt sich der Ätzvorgang auch durch den Aufbau eines Plasmas durchführen, das sowohl Rekombinationsbereiche als auch aktive Ätzteilchen aufweist. In einer selektiv steuerbaren Weise beenden die Rekombinationsbereiche die effektive Lebensdauer der Ätzteilchen in der unmittelbaren Nachbarschaft der geätzten Kanten, um auf diese Weise eine Handhabe für eine präzise Steuerung des anisotropen Ätzvorganges zu haben.

Auch andere bekannte trockenchemische Prozesse, die einen steuerbaren anisotropen Ätzvorgang verwenden, können für die Strukturierung der Schicht 22 von Fig. 3 eingesetzt werden. Die relativen Ätzraten für Schicht 22 und die darüberliegenden Maskenbereiche 24 stellen einen wichtigen Gesichtspunkt bei der Wahl eines geeigneten Strukturierungsverfahrens für eine bestimmte Materialienkombination dar.

Obwohl es in einigen Fällen vorteilhaft sein kann, für die Strukturierung der Schicht 22 einen trockenchemischen Prozeß zu verwenden, der durch einen anisotropen Ätzvorgang gekennzeichnet ist, soll hier vermerkt werden, daß auch isotrope Ätztechniken, wie die herkömmlichen naßchemischen Verfahren zum Einsatz kommen können.

Unter Verwendung der strukturierten Teile entsprechend Fig. 4 als Maske wird im nächsten Schritt die dicke Strukturierungsschicht 18 in entsprechender Weise strukturiert. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Strukturierung der Schicht 18 vorteiihafterweise z.B. durch Ionen-Ätzen, Sputter-Ätzen oder reaktives Sputter-Ätzen vorgenommen, wobei diese trockenchemischen Prozesse weiter unten näher erläutert werden. Als bedeutungssames Ergebnis hat sich herausgestellt, daß die erwähnten Prozesse in der Lage sind, dicke organische Schichten der hierin beschriebenen Art zu strukturieren, wobei

9/

030601/003 7

-43-

nahezu senkrecht verlaufende Kanten hervorgerufen werden, während ein Hinterschneiden weitgehend vermieden wird.

Wie weiter oben angeführt, läßt sich die Strukturierungschicht 18 in Fig. 4 mittels Ionenbestrahlung ätzen. Dies kann mit einer herkömmlichen Ionenstrahl-Ätzeinrichtung vorgenommen werden, die beispielsweise eine inerte oder weitgehend inerte Atmosphäre aus Argon, Helium, Kryton, Neon, Xenon oder Stickstoff bei einem Druck im Bereich von 1 bis 100,um und einer A rbe its spannung im Bereich von 50 bis 2000 Volt aufweist. Alternativ läßt sich für die Strukturierung der Schicht 18 auch " Sputter-Ätzen verwenden, wobei z.B. eine inerte oder weitgehend inerte" Atmosphäre aus Argon, Helium, Krypton, Neon, Xenon oder Stickstoff : bei einem Druck im Bereich von 1 bis 100 ,um in einer Einrichtung besteht, in der ein asymmetrisch verlaufender Dunkelbereich vorgesehen ^: ist. Diese letztgenannte Vorkehrung ist notwendig, um Verunreinigunger; in der Sputter-Ätzeinrichtung während des Ätzvorganges möglichst gering zu halten und um sicherzustellen, daß in der Einrichtung eine genügend hohe Ionen-Beschleunigungsspannung zwischen dem Plasma und der Kathode, auf der die herzustellenden Bauteile befestigt sind, besteht.

Weiterhin läßt sich die Strukturierung der Schicht 18 in Fig. 4 mittels reaktivem Sputter-Ätzen vornehmen, wobei beispielsweise eine Atmosphäre, die einen Halogenkohlenstoff wie Kohlenstofftetrafluorid und/ oder Sauerstoff enthält, bei einem Druck im Bereich von 1 bis 100 ,um in einer Einrichtung aufrechterhalten wird, in der ein asymmetrisch verlaufender Dunkelbereich vorgesehen ist.

Während des Ätzvorganges der Strukturierungsschicht 18 in Fig. 4 werden die strukturierten Teilbereiche 24 der Resistschicht abgetragen. Im Gegensatz dazu sind die strukturierten Teilbereiche 26 gegenüber den oben erwähnten trockenchemischen Verfahren äußerst resistent und verbleiben deshalb weitgehend unbeeinflußt. In einer bei-

9/10 .

0 3060 1/0037

spielhaften Ausführungsform, in welcher die Zwischenmaske 22 ur-

o
sprünglich eine 1200 A dicke Schicht aus Plasma-eingelagertem

Siliziumdioxid aufwies, betrug der Dickenverlust der strukturierten Teilbereiche 26 der Zwischenmaske während des Sputter-Ätzens der

ο Strukturierungsschicht 18 weniger als 200 A.

Gemäß der weiter oben gegebenen Verfahrensbeschreibung weist die Strukturierungsschicht 18 in Fig. 4 nach ihrer Bearbeitung Strukturen auf, die mit den Strukturen übereinstimmen, wie sie durch die Teilbereiche 26 der Zwischenmaske festgelegt wurden. Die verbleibenden strukturierten Teilbereiche der Schicht 18 sind in Fig. 5 gezeigt und mit der Bezugsnummer 28 versehen. Es ist von Bedeutung, daß die die vorgeschriebene Strukturierung tragenden Gräben oder Furchen der Strukturierungsschicht sich dadurch auszeichnen, daß die sich ausbildenden Kanten nahezu senkrecht verlaufen und praktisch keine Hinterschneidung aufweisen. Damit ergibt sich als wichtiges Ergebnis, daß die in der dicken Schicht entstandene Struktürierung praktisch identisch ist mit der hochauflösenden Strukturierung, wie sie ursprünglich in der dünnen Schicht 20 vorgenommen wurde.

Unter Verwendung der strukturierten Teilbereiche 2 8 (Fig. 5) als Maske wird dann die Schicht 16 des herzustellenden integrierten Schaltkreises einer Bearbeitung unterzogen, um durch diese Fenster in übereinstimmender Lage mit den leitenden Teilen 10 und 12 vorzusehen, wie dies weiter oben beschrieben wurde. Dieser Arbeitsvorgang kann beispielsweise mit einem herkömmlichen Plasma-Ätzverfahren vorgenommen werden. .

Es ist offenkundig, daß die aufgezeigte Verfahrensfolge zur Ausbildung von Fenstern nur eine beispielhafte Anwendungsform der Erfindung für die Herstellung integrierter Schaltkreise darstellt. So sind die mit einer Strukturierung versehenen dicken Teilbereiche in Fig. 5 auch dafür einsetzbar, belichtete tieferliegende Bereiche einer Bauteil-Ober-

030601/0037

fläche einer Vielzahl herkömmlicher Fertigungsprozesse (wie Abscheidung, Diffusion, Ätzen, Implantation oder dgl.) zur Bearbeitung zuzuführen.

Nachdem die strukturierten Teilbereiche 28 (Fig. 5) in der oben dargestellten Weise als Maske verwendet wurden, ist es üblich, diese Teilbereiche 2 8 von der Oberfläche des herzustellenden Bauteils zu entfernen. Dies kann beispielsweise durch Einwirkung eines geeigneten Lösungsmittels auf die in Fig. 5 dargestellt Anordnung oder durch Behandlung der bestehenden Anordnung in einem weiteren Plasma-Ätzvorgang unter Sauerstoff-Atmosphäre vorgenommen werden. In beiden Fällen werden dadurch die Teilbereiche 28 und die darüberliegenden Teilbereiche 26 abgetragen. Das Bauteil ist dann für den nächsten Verfahrensschritt innerhalb einer vorgegebenen Herstellungsfolge bereit, wobei weitere Bearbeitungsschritte unter Verwendung der erfindungsgemäßen Strukturierungsschicht durchgeführt werden können.

In einigen Fällen von praktischem Interesse konnte beobachtet werden, daß die Anwesenheit von Metallen in der Kammer, in der die trockenchemische Bearbeitung der Strukturierungsschicht 18 vorgenommen wird, die Ausbildung einer, sog. Textur (aus Metalloxidfasern) auf der Oberfläche des Bauteils auslöste. Diese Faserbildung kann dadurch verhindert werden, daß die Verwendung von irgendwelchen belichteten metallischen Oberflächen in der behandelnden Kammer vermieden wird. Dies ergibt beispielsweise die Vorschrift, daß für die Zwischenmaske 22 ein nichtmetallisches Material (wie das vorgenannte Siliziumdioxid, oder Bornitrid oder Siliziumnitrid oder Glas) verwendet wird. (Der Ausdruck¹Glas", wie er in dieser Beschreibung gebraucht wird, soll beispielsweise die Vielfalt flüssiger Glasgespinste, Silicafilme, glasartiger Harze oder gespinstartiger Oxide, die im wesentlichen aus Ta O oder TiO bestehen, umfassen.)

Erfindungsgemäß kann die Zwischenmaske 22 in einigen Fällen auch vollständig weggelassen werden. Dies ist immer dann möglich, wenn

ⁿ/¹² 030601/0037

'Γ'

die zur Bildung der dünnen Resistschicht 20 und der dicken Strukturierungsschicht verwendeten Materialien relativ nieder- und hochohmig in bezug auf den im besonderen benutzten trockenchemischen Prozeß sind, der für die Strukturierung der Schicht 18 eingesetzt wird. So kann beispielsweise eine 0,5 ,um dicke Schicht 20 aus einer Silberhalogenid-Emulsion nach ihrer Strukturierung als Maske für eine korrespondierende Strukturierung der Schicht 18 mittels Idnen- oder Sputter-Ätzen dienen.

Abschließend sei auf den naheliegenden Sachverhalt hingewiesen, daß die vorstehend beschriebenen Anordnungen und Verfahren nur beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung darstellen. So lassen sich zahlreiche Modifikationen und Alternätivlösungen durch den mit dem Stand der Technik vertrauten Fachmann angeben, ohne sich vom Erfindungsgedanken zu entfernen. Obwohl in den vorstehenden Ausführungen das Schwergewicht der Anwendung des Erfindungsgedankens insbesondere auf der Herstellung von integrierten Schaltkreisen lag, ist es naheliegend, daß der Grundgedanke der Erfindung beispielsweise auch für die Herstellung hochauflösender Maskenstrukturen anwendbar ist, die dann wiederum zur Herstellung integrierter Schaltungen eingesetzt werden können. Auf diese Weise lassen sich z.B. strukturierte Bereiche (die den mit 26 und 28 gekennzeichneten Bereichen in Fig. entsprechen) auf einem im wesentlichen ebenen 0,02 um dicken Goldfilm herstellen, der sich auf der Oberseite einer 0, 01 ,um dicken Schicht aus Titan befindet, die als Träger einen planaren Polyamid-Film verwendet. Unter Verwendung der strukturierten Bereiche als Maske kann eine relativ dicke Schicht aus Gold mittels Elektroplattierung auf die belichteten Bereiche des Goldfilms aufgebracht werden. In dieser Weise lassen sich hochauflösende Flächenteile aus Gold mittels einer vorgegebenen Maskenstruktur herstellen, um diese dann beispidsweise in einem Röntgenstrahl-Lithographieverfahren einzusetzen.

030601/O037

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine dicke die Strukturierung tragende Strukturierungs schicht auf einer planaren Oberfläche als Maske für die Anwendung der Ionenimplantation dienen.

0 3080 1/00 37.

Claims

-I VJ

BLUMBACH · WESER -BERGEN · KRAMER ZWIRNER - HOFFMANN

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patenlconsult Palomconsult Sonnenbercjer Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Palenlconsull

Patentansprüche

/lj Verfahren zur Herstellung einer hochauflösenden Strukturierung auf der Oberfläche eines Grundkörpers (14) mit folgenden Verfahrensschritten:

Aufbringen einer relativ dünnen Schicht (20) auf den Grundkörper, selektives Ätzen der dünnen Schicht zur Herstellung einer Strukturierung, und

Verwenden der selektiv geätzten Schicht als Maske, um die Oberfläche des Grundkörpers zu strukturieren, dadurch gekennzeichnet,

- daß eine relativ dicke Schicht (18) zwischen die Oberseite des Grundkörpers und die relativ dünne Schicht eingebracht wird;

- daß die relativ dünne Schicht als Maske für die Strukturierung der dicken Schicht in der Weise verwendet wird, daß die Strukturierung durch im wesentlichen senkrecht verlaufende Kanten bestimmt ist; und

- daß die relativ dicke Schicht als Maske für die Strukturierung der Oberfläche des Grundkörpers verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die relativ dünne Schicht aus einem strahlungsempfindlichen Material besteht, das relativ resistent gegenüber Einwirkungen des Herstellungsprozesses ist, der für die Strukturierung der relativ dicken Schicht verwendet wird.

14/

München: R. Kramer Dipl.-Ing. . W. Weser Dlpl.-Phys. Dr. rer. nat. · E. Hoffmann Dipl.-Ing.

<■, ^beden: P.G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Prof. Dr. jur.Dipl.-Ing., PaL-ASs^oL-AnW.bis 1979 · G. Zwirner Pipl.-lng. Dipl.-W.-Ing.

030601/0037

-43-

3. Verfahren nach Anspruch 2, oncoii>7

Z αOO I I / dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen der dicken, strukturbehafteten Schicht von der Oberfläche einer gegebenen Anordnung erst dann erfolgt, wenn die Oberfläche selektiv behandelt wurde.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die relativ dicke Schicht aus einem organischen Material zur : Verwendung in einem trockenchemischen Prozeß hergestellt ist, um dadurch nahezu senkrecht verlaufende Kanten ohne wesentliches Hinterschneiden zu erreichen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem organischen Material bestehende Schicht durch Ionen-Ätzen strukturiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, . dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem organischen Material bestehende Schicht durch Sputter-Ätzen strukturiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem organischen Material bestehende Schicht durch reaktives Sputter-Ätzen strukturiert wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Anordnung Stufungen aufweist, die mit Überdeckungen zu versehen sind, wobei, die Dicke der relativ dünnen Schicht für eine sichere Stufenüberdeckung allein nicht ausreichend ist, wenn die relativ dünne Schicht direkt auf die Oberfläche aufgebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, ΔΌΟ J I I /

daß sich die aus einem organischen Material bestehende Schicht mit ihrer Unterseite den Unebenheiten der Gegenfläche anpaßt und eine ausreichende Dicke aufweist, uni eine im wesentlichen plänare

10. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß eine Zwischenschicht (22) zwischen der relativ dicken Schicht und der relativ dünnen Schicht eingebracht wird, und daß der Verfahrensschritt zur Strukturierung der dicken Schicht die Maßnahme einschließt, die dünne Schicht als Maske zum Strukturätzen der Zwischenschicht zu verwenden.

Ii Verfahren nach Anspruch 10, -

dadurch gekennzeichnet,

daß die Zwischenmaske aus einem Material hergestellt ist, das aus der Stoffgruppe mit Siliziumdioxid, Bornitrid, Siliziumnitrid und Glas ausgewählt ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Zwischenmaske durch Ätzen in einem Plasma, das durch Rekombinationsbereiche und aktive Ätzteilchen gekennzeichnet ist, strukturiert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Zwischenmaske durch reaktives Sputter-Ätzen strukturiert wird.

^15/16 030801/0037

-χ-

14. Verfahren nach jedem der vorgenannten Ansprüche, 9 Q C Q 1

dadurch gekennzeichnet,

daß der Grundkörper aus einem Halbleitermaterial besteht und das die Strukturierung zumindest eine Teilstruktur für einen integrierten Schaltkreis bestimmt.

0 30601/0037