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Brevets

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Numéro de publicationDE19938072 A1
Type de publicationDemande
Numéro de demandeDE1999138072
Date de publication16 mars 2000
Date de dépôt12 août 1999
Date de priorité9 sept. 1998
Numéro de publication1999138072, 99138072, DE 19938072 A1, DE 19938072A1, DE-A1-19938072, DE19938072 A1, DE19938072A1, DE1999138072, DE99138072
InventeursPeter Friedrichs, Reinhold Schoerner, Dethard Peters
DéposantSiemens Ag
Exporter la citationBiBTeX, EndNote, RefMan
Liens externes: DPMA (Office allemand des brevets et des marques), Espacenet
Self-aligned structure, especially for semiconductor, micro-optical or micromechanical devices, is produced using an existing substrate structure as mask for back face resist layer exposure
DE 19938072 A1
Résumé
Photolithographic self-aligned structure production on a structured substrate surface, by using the already existing structure as mask for back face resist layer exposure, is new. Self-aligned photolithographic production of a second structure on a substrate surface having a first structure comprises (a) forming the first structure as a first thin film and an overlying second thin film which is laterally under-etched by a preset distance; (b) removing the second thin film; (c) applying an opaque etch-stop layer which does not cover the etch edges of the first thin film; (d) laterally under-etching the etch-stop layer for complete removal of the first thin film; (e) applying and back face exposing a resist layer using the etch-stop layer as an optical mask; (f) developing the resist layer to expose the substrate surface for producing the second structures; and (g) removing the resist layer and the etch-stop layer.
Revendications(4)  Langue du texte original : Allemand
1. Verfahren zum selbstjustierenden Herstellen von zweiten Strukturen ( 10 ) auf einem Substrat ( 1 ), das an seiner ersten Oberfläche ( 2 ) erste Strukturen ( 9 ) aufweist, wobei die zweiten Strukturen ( 10 ) in Abhängigkeit von der Anordnung der ersten Strukturen ( 9 ) photolithographisch erzeugt werden, bei dem 1. A method for the manufacture of self-aligned second structures (10) on a substrate (1) provided at its first surface (2) having first patterns (9), wherein said second structures (10) in dependence on the arrangement of the first structures ( 9) can be generated photolithographically, in which
die erste Struktur ( 9 ) eine erste Dünnschicht ( 15 ) und eine darüberliegende zweite Dünnschicht ( 16 ) umfaßt und die zweite Dünnschicht ( 16 ) lateral unterätzt wird, so daß sich zwischen der ersten Dünnschicht ( 15 ) und den ersten Strukturen ( 8 , 9 ) ein vorgegebener Abstand ( 13 ) einstellt, the first structure (9) comprises a first thin film (15) and an overlying second thin film (16) and the second thin film (16) laterally is undercut, so that between the first thin film (15) and the first patterns (8, 9 ) a predetermined distance (13) sets,
die zweite Dünnschicht ( 16 ) entfernt wird, wobei die erste Dünnschicht ( 15 ) und das Substrat ( 1 ) unverändert bleibt, eine Ätzstoppschicht ( 17 ) aufgebracht wird, die optisch opak ist, wobei die Ätzkanten der ersten Dünnschicht ( 15 ) nicht bedeckt werden, the second thin film (16) is removed, wherein the first thin film (15) and the substrate (1) remains unchanged, an etch stop layer (17) is applied, which is optically opaque, wherein the etching edges of the first thin film (15) are not covered .
die Ätzstoppschicht ( 17 ) seitlich unterätzt wird, so daß die erste Dünnschicht ( 15 ) vollständig entfernt wird, the etch stop layer (17) is undercut at the side, so that the first thin film (15) is completely removed,
eine erste Resistschicht ( 4 ) aufgebracht wird, die von der Rückseite des Substrats ( 1 ) belichtet wird, wobei die Ätz stoppschicht ( 17 ) als optische Maske wirkt, a first resist layer (4) is applied which is exposed from the back side of the substrate (1), wherein the etch stop layer (17) as an optical mask acts,
die erste Resistschicht ( 4 ) zum Freilegen der Substratober fläche ( 2 ) für das Erzeugen der zweiten Strukturen ( 10 , 20 ) entwickelt wird und the first resist layer (4) to expose the substrate top surface (2) for generating the second structures (10, 20) is developed and
die erste Resistschicht ( 4 ) und die Ätzstoppschicht ( 17 ) entfernt werden. the first resist layer (4) and the etch stop layer (17) are removed.
2. Verfahren zum selbstjustierenden Herstellen von zweiten Strukturen ( 10 ) auf einem Substrat ( 1 ), das an seiner ersten Oberfläche ( 2 ) erste Strukturen ( 9 ) aufweist, wobei die zweiten Strukturen ( 10 ) in Abhängigkeit von der Anordnung der ersten Strukturen ( 9 ) photolithographisch erzeugt werden, bei dem 2. A method for the manufacture of self-aligned second structures (10) on a substrate (1) provided at its first surface (2) having first patterns (9), wherein said second structures (10) in dependence on the arrangement of the first structures ( 9) can be generated photolithographically, in which
eine zweite Resistschicht ( 18 ) aufgebracht wird, a second resist layer (18) is applied,
die zweite Resistschicht ( 18 ) ganzflächig von oben belichtet wird und bei einer vorgegebenen Temperatur ausgeheizt wird, the second resist layer (18) over the entire surface exposed from the top and is baked at a predetermined temperature,
so daß die Löslichkeit der zweiten Resistschicht ( 18 ) im Entwickler stark herabgesetzt wird, so that the solubility of the second resist layer (18) is greatly reduced in the developer,
eine erste Resistschicht ( 4 ) aufgebracht wird, a first resist layer (4) is applied,
die erste Resistschicht ( 4 ) von der Rückseite des Substrats ( 1 ) belichtet wird, wobei die ersten Strukturen als optische Maske wirken, the first resist layer (4) is exposed from the back side of the substrate (1), wherein the first structures to act as optical mask,
die erste Resistschicht ( 4 ) entwickelt wird, und the first resist layer (4) is developed, and
die erste ( 4 ) und die zweite ( 18 ) Resistschicht zum Freilegen der Substratoberfläche ( 2 ) für das Erzeugen der zweiten Strukturen ( 10 ) durch Trockenätzen über eine vorgegebene Dauer entfernt werden, so daß die zweite Resistschicht ( 18 ) über den ersten Strukturen ( 9 ) sowie Spacer-Strukturen ( 19 ) am Rand der ersten Strukturen ( 9 ) zurückbleiben, die einen vorgegebenen Abstand ( 13 ) zwischen den ersten Strukturen ( 9 ) und den zweiten Strukturen ( 10 ) definieren. the first (4) and (18) resist layer to expose the substrate surface (2) for generating the second structures (10) are removed by dry etching for a predetermined period the second, so that the second resist layer (18) over the first structures ( 9), and spacer structures (19) remain on the edge of the first structures (9) defining a predetermined distance (13) between the first structures (9) and the second structures (10).
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Vakuumwellenlänge λ vac des Lichtes ( 5 ) zum Belichten der Resistschicht ( 4 ) so gewählt wird, daß bei Halbleitern als Substrat ( 1 ) die Bedingung E gap < h × c/λ vac erfüllt ist, wobei E gap eine Bandlücke des Halbleiters, h die Planck'sche Wirkungskonstante und c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist. 3. The method according to any one of the preceding claims, in which the vacuum wavelength λ vac of the light (5) for exposing the resist layer (4) chosen so that for semiconductors as the substrate (1) the condition E gap <h × c / λ vac is satisfied, where E gap a band gap of the semiconductor, h is the Planck's constant and c is the speed of light in vacuum.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem als Substrat ( 1 ) SiC verwendet wird und die Vakuumwellenlänge λ vac des Lichtes ( 5 ) zum Belichten der Resistschicht ( 4 ) 436 nm oder 405 nm oder 365 nm beträgt. 4. The method of claim 3, wherein as the substrate (1) of SiC is used and the vacuum wavelength λ vac of the light (5) for exposing the resist layer (4) is 436 nm or 405 nm or 365 nm.
Description  Langue du texte original : Allemand

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum selbst justierenden Herstellen von zweiten Strukturen auf einem Substrat, das an seiner ersten Oberfläche erste Strukturen aufweist, wobei die zweiten Strukturen in Abhängigkeit von der Anordnung der ersten Strukturen angeordnet werden, das mindestens die Schritte umfaßt: Aufbringen einer Resist schicht auf der Oberfläche des Substrats, Belichten der Resistschicht in vorgegebenen Bereichen, so daß sich die Beschaffenheit der Resistschicht in den vorgegebenen Berei chen ändert, Entfernen der Resistschicht innerhalb der vor gegebenen Bereiche, Bearbeiten der Oberfläche des Substrats mit den ersten Strukturen in den vorgegebenen Bereichen, so daß sich die zweiten Strukturen ergeben. The present invention relates to a method for producing self-aligning structures on a second substrate having first structures on its first surface, wherein the second structures depending on the arrangement of the first structures are arranged, comprising at least the steps of: applying a resist layer on the surface of the substrate, exposing the resist layer in predetermined regions, so that the nature of the resist layer varies in the predetermined preparation Chen, removing the resist layer within the before given ranges, processing the surface of the substrate with the first structures in the predetermined areas so that the second structures arise. Ein solches photo lithographisches Verfahren ist insbesondere anwendbar auf die Herstellung von Halbleiterbauelementen, es findet aber ebenso gut Anwendung bei der Herstellung von mikrooptischen oder mikromechanischen Bauteilen. Such a photo lithographic process is particularly applicable to the manufacture of semiconductor devices, but it finds application as well in the production of micro-optical or micromechanical components.

Selbstjustierende Techniken haben bei der Herstellung von Bauelementen und insbesondere Halbleiterbauelementen eine große Bedeutung, weil man damit eine einmal auf dem Substrat bestehende Struktur präzise und maßgenau auf die nächste übertragen kann. Self-adjusting techniques are of great importance, because one can thus transmit a once existing on the substrate structure precisely and accurately to the next in the manufacture of components and in particular semiconductor devices. Solche Strukturen können z. B. dielektrische, halbleitende oder metallische Dünnschichten oder implantierte Halbleitergebiete sein. Such structures can be such. As dielectric, semiconducting or metallic thin films or implanted semiconductor regions. Selbstjustierung spart nicht nur teu re, zeitaufwendige Lithographieschritte, sondern ermöglicht auch höhere Präzision, Reproduzierbarkeit und Prozeßsicher heit. Self-adjustment not only saves teu re, time-consuming lithography steps, but also allows greater precision, reproducibility and process safety.

Ein typisches Problem, das bei der Herstellung mikroelektro nischer, mikromechanischer und mikrooptischer Bauelemente häufig auftritt, ist das folgende: Auf dem Substrat sei eine erste Struktur vorhanden. A typical problem that occurs frequently in the manufacture of micro-electro-nic, micro mechanical and micro-optical components, is the following: On the substrate, a first structure is present. Im nächstfolgenden Prozeßschritt soll eine zweite Struktur eingeprägt oder aufgebracht werden. In the next process step, a second structure to be impressed or applied. Die zweite Struktur kann sich von der ersten Struktur darin unterscheiden, daß ihre Kanten von der ersten Struktur einen definierten konstanten Abstand haben; The second structure may be different from the first structure in that its edges have a defined constant distance from the first structure; die zweite Struktur kann aber ebenso gut zu der ersten Struktur invers sein, oder die erste und zweite Struktur können identisch sein. the second structure may, however, equally well be inverse to the first pattern, or the first and second structures can be identical. Die zweite Struktur reproduziert also die Kanten von der ersten Struktur bzw. es entsteht zwischen den Strukturen eine Lücke oder eine Überlappung mit konstanter Breite. Thus, the second structure reproduces the edges of the first structure or arises between the structures a gap or an overlap with constant width.

Beim Stand der Technik werden zweite, dritte und weitere Strukturen hergestellt, indem die Photolithographie mit ent sprechenden Masken nacheinander so oft angewendet wird, wie es die Anzahl der zu strukturierenden Schichten erfordert. The prior art second, third and other structures are made by photolithography is applied with appropriate speaking masks successively as many times as required by the number of layers to be structured. Dabei wird jedoch die Lage der Strukturen zueinander von den Justierfehlern des einzelnen Photolithographieschrittes be stimmt, dh es ergeben sich Abweichungen im Abstand zwischen den Strukturen bzw. in ihrer Überlappung, die zu unerwünsch ten Beeinträchtigungen der elektrischen Eigenschaften der fertiggestellten Bauelemente führen können. However, the position of the structures is mutually agreed by the adjustment errors of the single photolithography step be, ie there are variations in the distance between the structures or in their overlap, which can lead to unerwünsch th impairment of the electrical properties of the finished components. Um Mindestgrößen für die Abstände bzw. Überlappungen zu garantieren, müssen beim Design der Strukturen entsprechende Vorhalte berücksich tigt werden, die sich nachteilig auf die Packungsdichte aus wirken. In order to guarantee minimum sizes of the gaps or overlaps, corresponding suspensions must be taken into account in the design of structures that have a negative effect on the packing density.

Bei der Herstellung der zweiten, dritten und weiterer Struk turen sollen die Abweichungen der zueinander justierten Pho tolithographieschritte möglichst gering gehalten werden. In the preparation of the second, third and further structural temperatures the deviations of each adjusted Pho tolithographieschritte should be kept as low as possible. Beim Stand der Technik läßt sich das Problem für viele Anwendungen nur mit hohem Kosten- und Zeitaufwand lösen. In the prior art can be solved only with high costs and time the problem for many applications. So werden bei selbstjustierenden Verfahren nach dem Stand der Technik be reits vorhandene, entsprechend strukturierte Schichten als Maskierschichten für andere Prozeßschritte verwendet. Thus, in self-aligning process according to the prior art be used already known, appropriately structured layers as masking layers for other process steps. Beim Si-MOSFET dient z. B. das Poly-Si-Gate als Maske für die Implantation von Source und Drain. When Si-MOSFET z. B. serves the poly-Si gate as a mask for the implantation of source and drain. Weitere Verfahren, die z. B. in D. Widmann, H. Mader, H. Friedrich, "Technologie integrierter Schaltungen", Springer-Verlag Berlin, Heidel berg, New York, 1988, 5. 31, S. 67 bis 72 und S. 76 bis 78 beschrieben sind, sind das Lift-Off-Verfahren, die Spacer technik und das LOCOS-Verfahren. Other procedures such. B. D. Widmann, H. Mader, H. Friedrich, "Technology of Integrated Circuits", Springer-Verlag, Berlin, Heidel berg, New York, 1988, 5. 31, pp 67 to 72 and p 76 to 78 are described, the lift-off method, the spacer technique and the LOCOS method is. Ferner können unterschied liche Diffusionskonstanten beim Dotieren von Halbleitern für die selbstjustierende Herstellung von zweiten Strukturen aus genutzt werden, was von T. Laska, A. Porst in "A low loss/high ly rugged IGBT-generation - based on a self aligned process with double implanted n/n⁺-emitter", Proc. Furthermore, different Liche diffusion constants in doping of semiconductors for the production of self-aligned second structures are used, which of T. Laska, A. Porst in "A low loss / high ly rugged IGBT generation - based on a self-aligned process with double implanted n / n + emitter ", Proc. of the 6th Int. of the 6th Int. Symp. on Power Semiconductor Devices & IC's, Davos, 31. Mai bis 2. Juni 1994 beschrieben wird, und es können Unterätztechniken eingesetzt werden. Symp. On Power Semiconductor Devices & IC's, Davos, May 31 will be described to 2 June 1994 and it can be used Unterätztechniken. Der Nachteil dieser Verfahren ist jeweils der hohe technische Aufwand, der die Herstellungszeit und die Herstellungskosten der Bauelemente in die Höhe treibt. The disadvantage of this method is the high technical complexity, which drives the manufacturing time and the manufacturing cost of the components in the altitude.

Aus JP 10-120 496 A ist ein Verfahren zum Entfernen von Defekten in Epitaxieschichten auf einem SiC-Substrat bekannt, bei dem ua die Epitaxieschicht derart belichtet wird, daß das UV-Licht zuerst durch das Substrat tritt. From JP 10-120496 A a process for removing defects in epitaxial layers on a SiC substrate is known in which, inter alia, the exposed epitaxial layer such that the UV light passes through the first substrate.

Aus JP 2-331 A ist ein Herstellungsverfahren für Halbleiter vorrichtungen bekannt, bei dem die Belichtung der Resist schicht zur Herstellung von Strukturen auf der Oberfläche des Substrats mit Infrarot von der Rückseite des Halbleitersub strats her erfolgt. From JP 2-331 A, a manufacturing method for semiconductor devices is known in which the exposure of the resist layer for the production of structures are strate forth on the surface of the substrate with infrared from the back of Halbleitersub. Dabei dient eine auf der Vorderseite des Substrats abgeschiedene Metallschicht als Blende bei der Be lichtung. This is a deposited on the front side of the substrate metal layer as a diaphragm at the Be glade.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein derartiges Verfahren wei terzuentwickeln, so daß die selbstjustierende Herstellung von Strukturen auf der Oberfläche eines Substrats mit einfachen und kostengünstigen Mitteln möglich ist, wobei die Strukturen präzise und flexibel in bezug auf bereits vorhandene Struktu ren orientierbar sind. The object of the invention is to provide such a method terzuentwickeln Wei, so that the self-aligning fabrication of structures on the surface of a substrate with simple and inexpensive means is possible, whereby the structures Ren precise and flexible with respect to already existing struc are orientable.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. This object is achieved by a method having the features of claim 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Preferred embodiments of the invention are subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung basiert auf dem Prinzip, die bereits vorhandene erste Struktur zur Erzeugung einer im wesentlichen gleich berandeten zweiten Struktur zu verwenden, wobei die erste Struktur als Maske für die Belichtung einer Resistschicht dient. The present invention is based on the principle that to use existing first structure for generating a substantially equal edged second structure, wherein the first pattern as a mask for the exposure of a resist layer is used. Durch geeignete Verfahrensschritte wird dann vor der Erzeugung der zweiten Strukturen die Resist schicht auf dem Halbleiter in ihren lateralen Ausmaßen reduziert oder erweitert. The resist is then by means of suitable process steps prior to the generation of the second layer on the semiconductor structures in their lateral dimensions collapsed or expanded.

Auf einem transparenten Substrat (z. B. SiC, Glas, LiNbO 3 etc.) befindet sich eine erste Struktur, die eine opake, strukturierte Dünnschicht umfaßt. On a transparent substrate (eg. As SiC, glass, LiNbO 3, etc.) is a first structure comprising an opaque, textured thin film. Diese strukturierte Dünn schicht kann insbesondere eine Metallisierung der Oberfläche des Substrats mit Öffnungen mit einer gegebenen Geometrie sein. This structured thin layer can be in particular a metallization of the surface of the substrate with openings at a given geometry. Auf das Substrat mit der strukturierten Dünnschicht wird ganz flächig eine lichtempfindliche Resistschicht auf gebracht. Onto the substrate with the patterned thin film a photosensitive resist layer is applied to the entire surface. Die folgende bereichsweise Belichtung erfolgt nun nicht wie im Stand der Technik von der Seite, auf der sich die lichtempfindliche Resistschicht befindet, sondern die Belichtung erfolgt von der Rückseite des Substrats. The following region-wise exposure is now not as in the prior art from the side on which the photosensitive resist layer, but the exposure is carried out from the back of the substrate. Die opake, strukturierte Dünnschicht auf der Vorderseite des Substrats wirkt dabei als Maske, so daß ihre Struktur direkt in die Resistschicht übertragen wird. The opaque structured thin layer on the front side of the substrate acts as a mask so that their structure is transferred directly into the resist layer. Der Entwicklungsprozeß der Resistschicht erfolgt nach dem üblichen Stand der Tech nik, wobei sowohl Positiv- als auch Negativlacke verwendbar sind. The development process of the resist layer, following the usual state of the tech technology, with both positive and negative resists can be used. Mit Positivlack wird eine identische Struktur erzeugt, mit Negativlack ist es möglich, die zur Metallschicht inverse Struktur zu erzeugen. With a positive photoresist, an identical pattern is produced, with negative resist, it is possible to generate the inverse to the metal layer structure.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum selbstjustierenden Her stellen von zweiten Strukturen auf einem Substrat, das an seiner ersten Oberfläche erste Strukturen aufweist, wobei die zweiten Strukturen in Abhängigkeit von der Anordnung der ersten Strukturen angeordnet werden, das mindestens die Schritte umfaßt: Aufbringen einer Resistschicht auf der Oberfläche des Substrats, Belichten der Resistschicht in vorgegebenen Bereichen, so daß sich die Beschaffenheit der Resistschicht in den vorgegebenen Bereichen ändert, Entfernen der Resistschicht innerhalb der vorgegebenen Bereiche, Be arbeiten der Oberfläche des Substrats mit den ersten Struk turen in den vorgegebenen Bereichen, so daß sich die zweiten Strukturen ergeben, ist dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Belichten das Licht erst durch das Substrat tritt und an schließend auf die Resistschicht trifft, wobei das Licht eine Wellenlänge hat, bei der das Substrat lichtdurchlässig ist und die ersten Strukturen auf der Oberfläche des Substrats licht undurchlässig sind. The inventive method for self-aligning Her set of second structures on a substrate, comprising first structures on its first surface, wherein the second structures depending on the arrangement of the first structures are arranged, comprising at least the steps of: applying a resist layer on the surface of the substrate, exposing the resist layer in predetermined regions, so that the nature of the resist layer varies in the predetermined regions, removing the resist layer within the predetermined areas, loading work of the surface of the substrate with the first structural temperatures in the predetermined areas such that the second structures shown is characterized in that, in the exposing, the light passes only through the substrate and on closing impinges on the resist layer, wherein the light has a wavelength at which the substrate is light transmissive and the first structures on the surface of the substrate are light-impermeable.

Unter Licht wird hier und im folgenden die elektromagnetische Strahlung in dem sichtbaren, infraroten und ultravioletten Spektralbereich verstanden. Under light is understood in the visible, infrared and ultraviolet spectral range, here and below, the electromagnetic radiation. Vorzugsweise wird bei Halbleitern als Substrat die Wellenlänge λ des Lichtes so gewählt, daß die Bedingung E gap < h × c/λ erfüllt ist, dh daß die Ener gie der Photonen kleiner als die Bandlücke des Halbleiters ist. Preferably is selected as a substrate for semiconductors, the wavelength λ of the light so that the condition E gap <h × c / λ is satisfied, that is that the energy of the photon energy smaller than the band gap of the semiconductor. Die vorliegende Erfindung ist damit insbesondere bei Substraten mit einem Bandabstand anwendbar, der größer als 2,84 eV ist, was einer Wellenlänge von etwa 436 nm ent spricht. The present invention is thus, in particular with substrates having a band gap applicable, is greater than 2.84 eV, which corresponds to a wavelength of about 436 nm ent. Für die Belichtung kann somit die sog. g-Linie aus dem Hg-Spektrum mit einer Vakuumwellenlänge λ vac = 436 nm verwendet werden, ebenso wie die h-Linie bei 405 nm und die i-Linie bei 365 nm. Eine Bandlücke in diesem Größenbereich liegt z. B. SiC der Polytypen 2H, 4H, 6H, 15R, 21R vor. For the exposure can thus the so-called. G line from the Hg spectrum with a vacuum wavelength λ vac = 436 nm are used, as is the h-line at 405nm and the i-line at 365 nm. A band gap in this size range is z. B. SiC polytypes before 2H, 4H, 6H, 15R, 21R.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfaßt das Bearbeiten der Oberfläche des Substrats mit den ersten Strukturen in den vorgegebenen Bereichen die Schritte Auf bringen einer Lift-Off-Schicht auf der gesamten Oberfläche des Bauelements, Lösen und Entfernen der Resistschicht unter der Lift-Off-Schicht, Abheben der Lift-Off-Schicht in den Bereichen, in denen die Resistschicht gelöst und entfernt wurde. In a preferred embodiment of the method the machining of the surface of the substrate with the first structures in the predetermined areas comprises the steps of bringing a lift-off layer on the entire surface of the device, dissolving and removing the resist layer by the lift-off layer , lifting off the lift-off layer in the areas where the resist layer was dissolved and removed.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens, wobei die erste Struktur eine erste (strukturierte) Dünn schicht und eine zweite (strukturierte) Dünnschicht sowie Im plantationen von ersten Fremdatomen in vorgegebenen Bereichen des Substrats umfaßt, werden vor dem Aufbringen einer Resist schicht auf der Oberfläche des Substrats die Schritte latera les Unterätzen der ersten Dünnschicht in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen der ersten Struktur und der zweiten Struk tur, Entfernen der zweiten Dünnschicht, wobei die erste Dünn schicht und das Substrat unverändert bleibt, Aufbringen einer Ätzstoppschicht, die optisch opak ist, wobei die Ätzkanten der ersten Dünnschicht nicht bedeckt werden, seitliches Unterätzen der Ätzstoppschicht, so daß die erste Dünnschicht vollständig entfernt wird (Lift-Off), durchgeführt, und das Bearbeiten der Oberfläche des Substrats mit den ersten Struk turen in den vorgegebenen Bereichen umfaßt das Implantieren von zweiten Fremdatomen. In a further preferred embodiment of the method, wherein the first structure comprises a first (patterned) thin layer and a second (patterned) thin film as well as in transplants of first impurities into predetermined regions of the substrate includes, be prior to applying a resist layer on the surface of the substrate, the steps latera les undercutting of the first thin film as a function of the distance between the first structure and the second structural structure, removing the second thin film, wherein the first thin layer and the substrate remains unchanged, depositing an etch stop layer, which is optically opaque, wherein the etching edges of the first thin film are not covered, lateral undercutting of the etch stop layer, so that the first thin film is completely removed (lift-off) is performed, and the processing of the surface of the substrate with the first structural temperatures in the predetermined regions comprises implanting second foreign atoms.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden vor dem Aufbringen einer Resistschicht auf der Ober fläche des Substrats, die Schritte Aufbringen einer zweiten Resistschicht, ganzflächiges Belichten des Substrats mit der ersten Struktur und Ausheizen bei einer vorgegebenen Tempera tur, so daß die Löslichkeit der zweiten Resistschicht im Ent wickler stark herabgesetzt wird, durchgeführt, und das Be arbeiten der Oberfläche des Substrats mit den ersten Struk turen in den vorgegebenen Bereichen umfaßt das Trockenätzen über eine vorgegebene Dauer, so daß die zweite Resistschicht entfernt wird. In a further preferred embodiment of the process of a resist layer on the top are prior to the application surface of the substrate, the steps of applying a second resist layer, the entire surface exposure of the substrate with the first structure and baking at a predetermined tempera ture, so that the solubility of the second resist layer developer is greatly reduced in the Ent performed, and the loading work the surface of the substrate with the first structural temperatures within the specified ranges comprising the dry etching for a predetermined time so that the second resist layer is removed.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die Mas kierschicht im Gegensatz zur üblichen Lithographie zum Sub strat idealen Kontakt hat. The process has the advantage that the Mas kierschicht in contrast to the usual lithography for sub strate ideal contact has. Damit wird die Struktur der Mas kierschicht exakt auf den Lack übertragen. Thus, the structure of the Mas kierschicht is transferred exactly to the paint. Außerdem kann die Struktur einer vorhandenen opaken Schicht ohne Justierung auf eine darüberliegende Lackmaske übertragen werden, ohne daß Justierfehler auftreten. In addition, the structure of an existing opaque layer without adjustment on an overlying photoresist mask can be transmitted without adjustment errors occur. Unter Verwendung von Negativlack bzw. Lacken mit der Möglichkeit zur Kontrastumkehr können die Strukturen auf leichte Weise invertiert werden. Using negative resist or coating materials with the possibility of reversal of contrast, the structures may be inverted in an easy manner.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, bei der Bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen. Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description, taken in reference to the accompanying drawings.

Fig. 1a und 1b zeigt jeweils zwei übereinander liegende Strukturen auf einem Substrat. FIGS. 1a and 1b shows two structures superimposed on a substrate.

Fig. 2a bis e zeigen die Schritte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erzeugen einer zweiten auf einer ersten Struk tur. FIGS. 2a to e show steps of the method according to the invention for generating a second on a first structural temperature.

Fig. 3a bis 3d zeigen eine erste Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens. Fig. 3a-3d show a first embodiment of the inventions to the invention process.

Fig. 4a bis 4d zeigen eine zweite Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens. Fig. 4a-4d show a second embodiment of the inventions to the invention process.

Fig. 5a und 5b ist jeweils eine photographische Darstellung einer Polysiliziumstruktur auf SiC mit bzw. ohne Resist schicht. FIGS. 5a and 5b are each a photographic representation of a polysilicon structure on SiC with or without resist layer.

Fig. 6a bis 6c zeigen eine dritte Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens. Fig. 6a to 6c show a third embodiment of the inventions to the invention process.

Fig. 7a bis 7g zeigen eine vierte Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens. Fig. 7a-7g show a fourth embodiment of the inventions to the invention process.

Fig. 8a bis 8f zeigen eine fünfte Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens. Fig. 8a-8f show a fifth embodiment of the inventions to the invention process.

In Fig. 1a und 1b sind in Draufsicht zwei übereinander lie gende Strukturen 9 und 10 auf einem Substrat 1 dargestellt. In Fig. 1a and 1b lie two superimposed structures constricting 9 and 10 are shown on a substrate 1 in plan view. In beiden Figuren ist die erste Struktur 9 doppelt schraf fiert dargestellt, während die zweite Struktur 10 einfach schraffiert dargestellt ist. In both figures, the first structure 9 is shown double hatched fiert, while the second structure 10 is shown simply hatched. In Fig. 1a wird durch die erste Struktur 9 eine vorgegebene Fläche auf dem Substrat 1 belegt, die von den geometrischen Vorgaben für die erste Struktur 9 und damit von ihrer Funktion abhängt. In Fig. 1a is the first structure 9 has a predetermined area on the substrate 1, which depends on the geometric requirements for the first structure 9 and therefore of their function. In der gezeigten Dar stellung in Fig. 1a wird durch die erste Struktur 9 ein Fen ster 11 offen gelassen, in dem mehrere Inseln 12 , nämlich vier kleinere und eine größere Insel angeordnet sind. In the illustrated Dar position in Fig. 1a-art 11 left open by the first structure of a 9 feet, in the several islands 12, namely four smaller and one larger island are located. Über diesem Fenster 11 ist die zweite Struktur 10 angeordnet. Through this window 11, the second structure 10 is arranged. Sie bedeckt in der gezeigten Darstellung nach Fig. 1a im wesent lichen den gesamten freien Bereich in dem Fenster 11 , wobei aber um die Inseln 12 der ersten Struktur und am Rand des Fensters 11 jeweils ein Randbereich 13 frei gelassen wird, in dem das darunter liegende Substrat 1 sichtbar ist. They covered in the view shown in FIG. 1a in wesent union all the free area of the window 11, but around the islands 12 of the first structure and at the edge of the window 11 are each an edge portion 13 is released, in which the underlying substrate 1 is visible.

In Fig. 1b ist ein ähnlicher Aufbau bei einem anderen Bauele ment gezeigt. In Fig. 1b, a similar structure with a different compo shown ment. Wie in Fig. 1a ist durch die erste Struktur 9 ein Fenster 11 auf der Oberfläche des Substrats 1 offen ge lassen, in dem mehrere Inseln 12 angeordnet sind. As shown in Fig. 1a is the first structure 9, a window 11 can open ge on the surface of the substrate 1, in which several islands 12 are arranged. Bei dem Bauelement nach Fig. 1b wird nach Fertigstellung der ersten Struktur 9 anschließend eine zweite Struktur 10 erzeugt, die an den Rändern der Inseln 12 und am Rand des Fensters 11 eine Überlappung 14 mit der ersten Struktur 9 aufweist. In the device according to Fig. 1b, a second structure 10 is generated after completion of the first structure 9 then, the overlap 14 has, at the edges of the islands 12 and the edge of the window 11 with the first structure 9.

Bei den in Fig. 1a und 1b gezeigten Beispielen wird die zwei te Struktur 10 an der ersten, bereits vorhandenen Struktur 9 ausgerichtet. In the examples shown in FIGS. 1a and 1b, the two TE structure 10 is aligned with the first existing structure 9. Daher muß die Positionierung der zweiten Struk tur 10 sehr sorgfältig erfolgen, dh die Positionierung ist in Abhängigkeit von der gewünschten Genauigkeit u. U. sehr aufwendig. Therefore, the positioning of the second structural structure 10 must be done very carefully, that is, the position u is a function of the desired accuracy. U. very expensive. Bei einer weniger genauen Positionierung wird eventuell nicht das gleiche Maß z. B. der Breite oder der ver tikalen Ausdehnung des Randbereichs 13 bzw. In a less accurate positioning may not provide the same level z. B. the width or the ver tical extent of the edge region 13 and der Überlappung 14 eingehalten. the overlap of 14 respected. Bei dem Stand der Technik bedeutet die exakte Positionierung aber eine längere Fertigungszeit des Bauele ments und damit erhöhte Kosten. In the prior art, but the exact positioning means a longer production time of the compo ment and thus increased costs.

Fig. 2 zeigt das Vorgehen bei dem erfindungsgemäßen Verfah ren. Auf einer ersten Oberfläche 2 eines Substrats 1 ist zu Beginn des Verfahrens bereits eine erste Struktur 9 vorhan den, die eine Strukturschicht 3 umfaßt. Fig. 2 shows the procedure for the inventive procedural Ren. On a first surface 2 of a substrate 1 is already at the beginning of the process a first structure 9 the IN ANY comprising a structural layer 3. Die Strukturschicht 3 der ersten Struktur 9 kann eine Metallisierung sein oder auch eine (nicht dargestellte) andere opake Zone innerhalb des Substrats 1 (dhz B. eine Zone unmittelbar unter der Ober fläche 2 des Substrats oder einen sog. burried layer im bulk). The structural layer 3 of the first structure 9 may be a metallization or a (not shown) other opaque zone within the substrate 1 (ie, for example a zone immediately below the upper surface 2 of the substrate or a so-called. Burried layer in bulk). Die Zusammensetzung der Strukturschicht 3 unterschei det sich in jedem Fall von der des Substrats 1 , und damit sind auch die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Substrat 1 und Strukturschicht 3 unterschiedlich. The composition of the structural layer 3 distinguish det in each case from that of the substrate 1, and therefore are also the chemical and physical properties of the substrate 1 and layer structure 3 different. Insbesonde re wird bei der Erfindung ausgenutzt, daß sich die optischen Eigenschaften von Substrat und Schicht unterscheiden, so daß eine Wellenlänge gefunden werden kann, bei der die beiden Materialien unterschiedliche Transmissionseigenschaften auf weisen. Insbesonde Re is exploited in the invention, that the optical properties of the substrate and layer are different, so that a wavelength can be found, in which the two materials have different transmission characteristics. Die opake Schicht kann damit den Zweck einer Maske für eine selektive Änderung der Eigenschaften des Substrats erfüllen, z. B. für eine bereichsweise Implantation. The opaque layer can thus serve the purpose of a mask for selective modification of the properties of the substrate, eg. As a regionally implantation. Dieser Ausgangszustand ist in Fig. 2a dargestellt. This output state is shown in Fig. 2a.

Es sollen zweite Strukturen 10 auf dem Substrat 1 erzeugt werden, wobei die zweiten Strukturen 10 eine vorgegebene Lage in Bezug auf die ersten Strukturen 9 einhalten müssen, dh in Abhängigkeit von der Anordnung der ersten Strukturen 9 an geordnet werden müssen. It should be 10 second structures formed on the substrate 1, wherein the second structures 10 a predetermined position with respect to the first 9 structures must comply, or 9 must be arranged depending on the arrangement of the first structures. Zur Herstellung der zweiten Struktur 10 auf dem Substrat 1 wird zunächst, wie in Fig. 2b gezeigt, eine Resistschicht 4 auf der Oberfläche des Substrats 1 mit der ersten Struktur 9 aufgebracht. For the preparation of the second structure 10 on the substrate 1, a resist layer 4 is first, as shown in Fig. 2b, deposited on the surface of the substrate 1 having the first structure 9. Die Resistschicht 4 ist insbesondere ein Photolack, dh eine lichtempfindliche Schicht, deren chemische bzw. strukturelle Beschaffenheit sich unter Lichteinwirkung verändert. The resist layer 4 is in particular a photoresist, that is, a photosensitive layer, the chemical and structural nature of which is altered under the action of light. Der belichtete oder unbelichtete Teil der Resistschicht 4 auf dem Substrat 1 mit der ersten Struktur 9 kann nach dem bereichsweisen Belichten selektiv innerhalb von vorgegebenen Bereichen entfernt wer den. The exposed or unexposed portion of the resist layer 4 on the substrate 1 having the first structure 9 can be selectively removed within the predetermined ranges who according to the area-wise exposure. Die Oberfläche 2 des Substrats 1 mit den ersten Struktu ren 9 kann anschließend in den vorgegebenen Bereichen be arbeitet werden, so daß sich die zweiten Strukturen 10 er geben. The surface 2 of the substrate 1 with the first struc ren 9 can then be within the specified ranges be working, so that the second structures 10 he passed. Der nicht entfernte Teil der Resistschicht 4 stellt dabei sicher, daß durch die nachfolgenden Prozeßschritte die unter der verbliebenen Resistschicht 4 liegenden Bereiche des Substrats mit der ersten Struktur durch Ätz-, Implantations- und sonstige Schritte nicht verändert werden. The non-removed portion of the resist layer 4 thereby ensures that the underlying layer 4 of the remaining resist regions of the substrate with the first structure by means of etching, implantation and other steps are not changed by the subsequent process steps.

Damit Unsicherheiten bei der Justierung und Orientierung der zweiten Struktur 10 in bezug auf die bereits vorhandenen ersten Strukturen 9 keine Rolle spielen, wird erfindungsgemäß die Resistschicht 4 durch das Substrat 1 hindurch belichtet, wobei die vorhandenen ersten Strukturen 9 auf der ersten Oberfläche 2 des Substrats 1 aufgrund ihrer optischen Eigen schaften, die sich von denen des Substrats 1 unterscheiden, als Maske verwendet werden. So that uncertainties in the adjustment and orientation of the second structure 10 with respect are irrelevant to the already existing first structures 9, the resist layer according to the invention 4 through the substrate 1 is exposed therethrough, said existing first structures 9 on the first surface 2 of the substrate 1 companies due to their optical properties that differ from those of the substrate 1 are used as a mask. Dies ist in Fig. 2c gezeigt. This is shown in Fig. 2c. Lichtstrahlen 5 zum Belichten der Resistschicht 4 treten zunächst durch eine zweite Oberfläche des Substrats 1 , die der Oberfläche mit der ersten Struktur gegenüberliegt, in das Substrat 1 ein und durchqueren das Substrat 1 , bis sie auf einen lichtundurchlässigen Bereich der opaken Dünnschicht 3 auf der Oberfläche 2 treffen. Light beams 5 for exposing the resist layer 4 contact first a by a second surface of the substrate 1, opposite to the surface having the first structure into the substrate 1, passing through the substrate 1 until an opaque region of the opaque thin film 3 on the surface 2 meet. Durch diesen werden sie an dem Eindringen in die Resistschicht 4 gehindert. By this, they are prevented from penetrating into the resist layer 4. Andere Licht strahlen 5 treten ungehindert durch das Substrat und durch Öffnungen in der ersten Struktur hindurch und durchqueren auch die Resistschicht 4 , wobei diese durch die Lichtein wirkung ihre chemischen oder strukturellen Eigenschaften (Polymerisation oder Aufbrechen von Bindungen) verändert. Other light rays 5 unhindered through the substrate and through openings in the first round structure and also pass through the resist layer 4, which changes its chemical or structural properties (polymerization or breaking of bonds) through the Lichtein effective. Wie oben bereits erläutert kann somit durch einen geeignete Ent wicklungsprozeß die Resistschicht 4 in den Bereichen selektiv entfernt werden, in denen sie belichtet wurde und die für die weitere Bearbeitung frei zugänglich sein müssen. As already explained above It is thus a suitable devel opment process, the resist layer 4 are selectively removed in the areas where it was exposed and must be freely accessible for further processing. Die übrigen Bereiche werden durch die verbleibende Resistschicht 4 bei den nachfolgenden Arbeitsschritten geschützt. The remaining areas are protected by the remaining resist layer 4 in the subsequent steps.

Fig. 2d und Fig. 2e zeigen die verbliebene Resistschicht 4 nach der bereichsweisen Belichtung und Entfernung der Re sistschicht 4 auf der Oberfläche des Substrats 1 . Fig. 2d and Fig. 2e show the remaining resist layer 4 according to the area-wise exposure and removal of the Re resist layer 4 on the surface of the substrate first In Fig. 2d ist das Ergebnis für einen sog. positiven Photolack und in Fig. 2e für einen sog. negativen Photolack gezeigt. In Fig. 2d the result for a so-called. Positive photoresist and in Fig. 2e for a so-called. Negative photoresist is shown. Im ersten Fall bleibt die Resistschicht 4 dort auf der Oberfläche, wo sie nicht belichtet wurde, im zweiten Fall ist es umgekehrt. In the first case, the resist layer 4 remains on the surface there, where it was not exposed in the second case, it is vice versa.

Nach der Durchführung der Schritte nach Fig. 2a bis d bzw. Fig. 2a bis c und e können Ätzschritte und weitere Beschich tungsschritte zur Herstellung des Bauelements folgen, wobei nun die Ausrichtung der zweiten Struktur in bezug auf die erste Struktur fehlerfrei ist. After performing the steps of FIGS. 2a-d and Fig. 2 a to c and e and etching steps can further Beschich processing steps for forming the device to follow, wherein now the orientation of the second structure with respect to the first structure is error-free. Wenn man sich die Situation in Fig. 1a noch einmal in Erinnerung ruft, so ist es also mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, die Randbereiche 13 bzw. Considering the situation in Fig. 1a again calls to mind, so it is therefore possible with the method of the invention, the edge portions 13 and die Überlappungen 14 mit exakt denselben Abmessungen bei allen Kanten der ersten Struktur herzustellen, anders als beim Stand der Technik, wo (unvermeidbare) Ungenauigkeiten bei der Justierung der Maske für die zweiten Struktur zu Abweichungen führen. produce the overlaps 14 with exactly the same dimensions for all edges of the first structure, unlike the prior art where lead (inevitable) inaccuracies in the adjustment of the mask for the second structural deviations.

Das Licht hat bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Wel lenlänge, bei der das Substrat 1 lichtdurchlässig ist und die ersten Strukturen auf der Oberfläche des Substrats licht undurchlässig sind. The light has in the process of the invention, a Wel wavelength at which the substrate 1 is translucent and the first structures on the surface of the substrate light-impermeable. Unter Licht wird hier und im folgenden jede elektromagnetische Strahlung in dem sichtbaren, infra roten und ultravioletten Spektralbereich verstanden. Under light is understood in the visible, infra-red and ultraviolet spectral range here and below any electromagnetic radiation. Damit das Licht ohne große Abschwächung durch das Substrat hin durchtreten kann, wird insbesondere bei Halbleitern als Substrat die Vakuumwellenlänge λ vac des Lichtes zum Belichten der Resistschicht vorzugsweise so gewählt, daß die Bedingung E gap < h × c/λ vac erfüllt ist. Allow the light to pass through without much attenuation through the substrate out the vacuum wavelength is preferably chosen λ vac light to expose the resist layer so particular in semiconductors as the substrate that the condition E gap <h × c / is λ vac met. Dabei ist E gap die Bandlücke des Halbleiter-Substrats, h die Planck'sche Wirkungskonstante und c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. In this case, E gap is the band gap of the semiconductor substrate, h is the Planck's constant and c is the speed of light in vacuum. Das sichtbare Spektrum liegt etwa zwischen 400 nm und 700 nm. In diesem Spektralbereich stehen die meisten Lichtquellen und die meisten Photolacke zur Verfügung. The visible spectrum is between about 400 nm and 700 nm. In this spectral range, the most light sources and most photoresists are available. Für Licht im sichtbaren Bereich muß die Bandlücke E gap daher zwischen ca. 1,77 eV und ca. 3,10 eV liegen. For visible light, therefore the band gap E gap should be between about 1.77 eV and 3.10 eV approx. Die vorliegende Erfindung ist damit ins besondere bei Substraten mit einem Bandabstand anwendbar, der größer als 2,84 eV ist, was einer Wellenlänge von etwa 436 nm entspricht. The present invention is therefore in particular with substrates having a band gap applicable, is greater than 2.84 eV, which corresponds to a wavelength of about 436 nm. Für die Belichtung kann somit die sog. g-Linie aus dem Hg-Spektrum mit einer Wellenlänge λ vac = 436 nm ver wendet werden. The so-called. G line from the Hg spectrum with a wavelength λ = vac can thus ver 436 nm are used for exposure. Eine Bandlücke dieser Größe hat z. B. SiC der Polytypen 2H, 4H, 6H, 15R, 21R. Has a band gap of this size z. B. SiC polytypes of the 2H, 4H, 6H, 15R, 21R. Das Verfahren eignet sich daher besonders für die photolithographische Erzeugung von zweiten Strukturen auf SiC als Substrat. Therefore, the method is particularly suitable for the photolithographic production of structures in the second SiC as a substrate.

In der Beschreibung wird unter den Begriffen lichtdurchlässig verstanden, daß Licht unter nur geringer Abschwächung durch das Medium hindurch tritt, wobei eine geringe Abschwächung bedeutet, daß das Licht noch ausreicht, eine anschließende Resistschicht innerhalb einer akzeptablen Zeit zu belichten. In the description, understood translucent under the terms that light passes under only little attenuation through the medium, with a low attenuation means that the light is still sufficient to expose a subsequent resist layer within an acceptable time. Lichtundurchlässig bedeutet, daß kein oder nur so wenig Licht durchdringt, daß es auf die lichtempfindliche Substanz der Resistschicht keinen Einfluß hat. Opaque means that no or as little light penetrates that the photosensitive substance of the resist layer has no influence. Üblicherweise sollte eine lichtundurchlässige Schicht die Lichtleistung mindestens um den Faktor 10, möglichst 100 gegenüber dem unbedeckten Fall schwächen. Typically, an opaque layer should have the light output by a factor of at least 10 preferably 100 opposite the uncovered case weaken.

Die nach dem oben beschriebenen Grundprinzip erzeugten Stru kturen erlauben in Verbindung mit weiteren transparenten Hilfsschichten zahlreiche Kombinationen, die im folgenden näher beschrieben werden. Kturen The Stru generated based on the principle described above permit in conjunction with another transparent auxiliary layers numerous combinations, which are described in more detail below. In Verbindung mit einigen der im folgenden erläuterten Verfahren läßt sich auch ein gegebener Abstand zwischen den Kanten der ersten Struktur und den Kan ten der zweiten Struktur einstellen. In conjunction with some of the illustrated in the following procedure is also a given distance between the edges of the first structure and the channels can be set the ten second structure.

In einem ersten Beispiel soll eine zweite Struktur über der ersten Struktur angeordnet werden, die in lateral er Ausdeh nung und Positionierung mit der ersten Struktur identisch ist bzw. zu ihr komplementär ist. In a first example to a second structure on said first structure are disposed, which is identical in lateral he expan voltage and positioning the first structure or to their complements. Das Vorgehen ist in Fig. 3a bis d bzw. 4a bis d gezeigt: Fig. 3 zeigt die Herstellung einer zweiten Struktur, die zu der ersten Struktur identisch ist, während Fig. 4 die Herstellung einer zweiten Struktur zeigt, die komplementär zu der ersten Struktur 9 ist. The procedure is shown in Figures 3a-d and 4a-d: Fig. 3 shows the preparation of a second structure which is identical to the first structure, while Figure 4 shows the production of a second structure which are complementary to the first.. structure 9.

Die auf dem transparenten Substrat 1 angeordnete erste Struk tur 9 umfaßt eine opake strukturierte Dünnschicht 3 , darge stellt in Fig. 3a bzw. Fig. 4a. Which is arranged on the transparent substrate 1, the first structural structure 9 comprises an opaque structured thin layer 3, shown by sets in Fig. 3a, Fig. 4a. Eine Zusatzschicht 6 , die die zweite Struktur bilden soll, wird auf der gesamten Oberfläche 2 des Substrats 1 abgeschieden. An additional layer 6 which is to form the second structure, is deposited on the entire surface 2 of the substrate 1. Die Zusatzschicht 6 muß lichtdurchlässig sein, dh sie kann z. B. aus SiO 2 , Si 3 N 4 , SiO x N y , BPSG (phosphor- oder borhaltiges Glas) bestehen. The additional layer 6 must be transparent, ie they can for. Example of SiO 2, Si 3 N 4, SiO x N y exist, BPSG (phosphorous or boron-containing glass). Die Zusatzschicht 6 wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren strukturiert. The additional layer 6 is patterned with the inventive method. Dazu wird eine Resistschicht 4 auf der Zusatz schicht 6 aufgetragen. For this purpose, a resist layer 4 on the auxiliary layer 6 is applied. Die Resistschicht 4 wird erfindungs gemäß von der Rückseite des Substrats 1 her belichtet. The resist layer 4 is exposed in accordance with Inventive from the back of the substrate 1. Dies ist in Fig. 3b bzw. 4b gezeigt. This is shown in Fig. 3b and 4b, respectively. Die Resistschicht 4 wird ent wickelt und wie oben erläutert bereichsweise wieder entfernt, so daß die Zusatzschicht 6 für die weiteren Herstellungs schritte bereichsweise zugänglich ist, dh die transparente Zusatzschicht 6 wird anschließend mit der verbliebenen Re sistschicht 4 als Maskierung geätzt. The resist layer 4 is developed and as explained above, partially removed, so that the additional layer 6 for further manufacturing is partially accessible steps, ie the transparent auxiliary layer 6 is then resist layer with the remaining 4 Re etched as a mask. Je nachdem, ob Positiv- oder Negativlack als Resist verwendet wird, erhält die Zu satzschicht 6 genau dieselbe bzw. die komplementäre Struktur von der bereits auf dem Substrat 1 vorhandenen Struktur 9 . Depending on whether positive or negative resist is used as a resist to get the facing layer 6 are exactly the same or complementary structure of the already existing structure on the substrate 1. 9 Dies ist in Fig. 3c und d bzw. 4c und d dargestellt. This is illustrated in Fig. 3c and 4c and d and d.

Ebenso ist die Kombination des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem Lift-Off-Verfahren möglich, um z. B. eine bereichs weise Metallisierung durchzuführen. Similarly, the combination of the method according to the invention with the lift-off method is possible to perform such. As a range-wise metallization. In Fig. 5a ist eine Poly siliziumstruktur auf einem SiC-Substrat gezeigt, die bei der erfindungsgemäßen Belichtung von der Rückseite des Substrats als lichtundurchlässige Maske dient. In Fig. 5a is a poly silicon structure is shown on a SiC substrate, which is used in the exposure according to the invention from the back side of the substrate as opaque mask. Bei der Verwendung von Positivlack als Resistschicht ergibt sich nach Belichten und Entfernen des überschüssigen Photolacks eine in Fig. 5b ge zeigte Struktur der Resistschicht. When using this resist as a resist layer is obtained by exposing and removing the excess photoresist an ge in Fig. 5b showed structure of the resist layer. Wie aus Fig. 5b ersicht lich, laufen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Kanten der entwickelten Resistschicht 4 nach dem Belichten von der Rückseite zur Oberkante der Resistschicht 4 hin auseinander. As shown in Fig. 5b ersicht Lich, the edges of the developed resist layer 4 run in the inventive process after the exposure of the back of the top of the resist layer 4 out apart.

Dies ist durch die über die Dicke der Resistschicht 4 ab nehmende Intensität des von der Rückseite her einfallenden Lichtes bedingt. This is due to the thickness of the resist layer 4 from participating intensity of the incident light from the rear side. Dadurch entsteht ein geringer Überlapp über die vorhandene Struktur. This creates a small overlap over the existing structure. Die so geformte überstehende Lack kante kann zur Strukturierung von Lift-Off-Schichten 7 wie z. B. thermisch aufgedampften Metallen benutzt werden. The thus-formed protruding edge paint can be used for structuring lift-off layers 7 such. As thermally evaporated metals.

In Fig. 6 ist der Ablauf des Lift-Off-Verfahrens mit Negativ lack schematisch dargestellt. In FIG. 6, the end of the lift-off process with negative photoresist is shown schematically. In beiden Fällen wird nach dem Belichten und bereichsweisem Entfernen der Resistschicht 4 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ( Fig. 6a) die Lift-Off-Schicht 7 auf der gesamte Oberfläche des Substrats 1 mit einer ersten Struktur mit einer opaken Dünnschicht 3 wie in Fig. 6b dargestellt abgeschieden. In both cases, after exposure and bereichsweisem removing the resist layer 4 by the inventive process (FIG. 6a), the lift-off layer 7 on the entire surface of the substrate 1 with a first structure with an opaque thin film 3 as shown in Fig. 6b shown deposited. Bei geeigneter Prozeß führung, wie z. B. gerichtetem Dampfen, werden nur die Flächen beschichtet, die parallel zur Substratoberfläche 2 liegen, nicht aber die Kanten (vertikale Flächen) der Resistschicht. With suitable process management, such. As directed Steaming, only the coated surfaces that are parallel to the substrate surface 2, but not the edges (vertical surfaces) of the resist layer. Nach dem Aufdampfen wird das SiC-Substrat mit Lösungsmittel bearbeitet, das die Resistschicht ausgehend von den nicht beschichteten Kanten unter der Lift-Off-Schicht 7 heraus löst, so daß die Lift-Off-Schicht 7 auf dem Photolack von der Ober fläche des SiC-Substrats abgehoben werden kann ( Fig. 6c). After the vapor deposition, the SiC substrate is processed with solvents which, starting dissolves the resist layer of the non-coated edges of the lift-off layer 7 out, so that the lift-off layer 7 on the photoresist on the upper surface of the SiC can be lifted -Substrats (Fig. 6c).

Damit liegen die Flächen auf dem Substrat frei, auf denen zunächst die Resistschicht 4 abgeschieden worden war. So that the surfaces are exposed on the substrate on which the resist layer 4 was deposited first. Die Oberfläche der ersten Struktur ist bereits metallisiert, und weitere Schritte zur Erzeugung der zweiten Struktur können sich anschließen. The surface of the first structure is already metallized, and further steps for generating the second structure can join.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Photolithographieverfahrens wird diese mit einer Unterätz technik kombiniert, womit sich Abstände zwischen einer ersten, bereits vorhandenen und einer zweiten Struktur ein stellen lassen. In a further embodiment of the photolithography process of the invention this is combined with an undercutting technology, which can set the space between a first and a second structure existing one. Insbesondere können verschieden implantierte Halbleitergebiete erzeugt werden, die einen definierten Abstand voneinander haben. In particular, different implanted semiconductor regions can be generated that have a defined distance from each other. Die Halbleitergebiete können bei dieser Ausführungsform des Verfahrens auch in einer Ebene erzeugt werden. The semiconductor regions can be generated in this embodiment of the method in a plane. Die entsprechenden Verfahrensschritte sind in Fig. 7 gezeigt. The respective process steps are shown in Fig. 7.

In Fig. 7a befindet sich auf der Substratoberfläche 2 eine erste Struktur mit zwei unterschiedlichen Dünnschichten 15 und 16 . In FIG. 7a is located on the substrate surface 2, a first structure having two different thin films. 15 and 16 Die Dünnschichten 15 und 16 sind gegeneinander und gegenüber dem Material des Substrats 1 selektiv naß ätzbar und mechanisch spannungsarm. The thin films 15 and 16 are against each other and against the material of the substrate 1 is selectively wet etched and mechanically stress. Vorzugsweise besteht die erste Dünnschicht 15 aus SiO 2 und die zweite Dünnschicht 16 aus Polysilizium. Preferably, the first thin film 15 made of SiO 2 and the second thin film 16 of polysilicon. In die Dünnschichten 15 und 16 werden Fenster geätzt, die durch die Funktion des Bauelements gegeben sind und deren Lage photolithographisch definiert wird. In the thin films 15 and 16 windows are etched, which are given by the function of the device and whose position is defined photolithographically. Anschlie ßend wird eine erste Implantation 8 ausgeführt. Connecting ßend a first implantation 8 is executed.

In Fig. 7b wird die erste Dünnschicht 15 lateral unterätzt; In Fig. 7b, the first film 15 is undercut laterally; und zwar soweit, wie es dem Abstand zwischen der vorhandenen ersten und einer nachfolgenden zweiten Implantation ent spricht. specifically so far as it corresponds to the distance between the existing first and a subsequent second implantation ent. Die Ätzung wird vorzugsweise mit gepufferter Fluß säure (BHF) ausgeführt, wenn die erste Dünnschicht 15 aus SiO 2 besteht. The etching is preferably with buffered hydrofluoric acid (BHF) is executed when the first thin film 15 is composed of SiO 2.

In Fig. 7c wird die zweite Dünnschicht 16 selektiv gegen die erste Dünnschicht 15 ganzflächig entfernt. In Fig. 7c, the second thin film 16 is selectively against the first thin-film 15 over the entire surface removed.

In Fig. 7d wird eine Ätzstoppschicht 17 aufgebracht, an die drei Anforderungen gestellt werden: In Fig. 7d an etch stop layer 17 is applied, are made on the three requirements:

  • (1) Sie muß beständig gegen Ätzlösungen sein, mit denen die erste Dünnschicht 15 geätzt wird, wobei die Ätzlösung vor zugsweise gepufferte Flußsäure (BHF) umfaßt; (1) It must be resistant to etching solutions with which the first thin film is etched 15, wherein the etching solution comprises preferably before buffered hydrofluoric acid (BHF);
  • (2) es darf zu keiner Bedeckung der Ätzkanten der ersten Dünnschicht 15 kommen; (2) there must be no coverage of the etching edges of the first film 15;
  • (3) die Ätzstoppschicht 17 muß optisch opak sein. (3) the etch stop layer 17 must be optically opaque. Als zweite Dünnschicht 16 wird vorzugsweise eine dünne Metallschicht verwendet, die thermisch aufgedampft wird. The second thin film 16 is a thin metal layer is preferably used, which is thermally evaporated.

In Fig. 7e wird die erste Dünnschicht 15 durch seitliches Unterätzen der Ätzstoppschicht 17 komplett entfernt. In Fig. 7e, the first film 15 by lateral undercutting of the etch stop layer 17 is removed completely. Auf dem Substrat 1 verbleibt die dünne Metallschicht 16 mit Öffnungen an genau den Stellen, wo sich vorher die erste Dünnschicht 15 befand. On the substrate 1, the thin metal layer 16 remains with openings at the exact locations where previously the first thin film 15 was. Diese Öffnungen sind aufgrund des verwendeten Ätzver fahrens exakt zur ersten Implantation 8 zentriert. These openings are due to the procedure used Ätzver exactly to the first implantation 8 centered.

Die Dicke der zweiten Dünnschicht bzw. Metallschicht 16 reicht jedoch nicht zur Maskierung einer zweiten Implantation aus. However, the thickness of the second thin film or metal layer 16 is not sufficient for masking a second implantation. In Fig. 7f wird sie jetzt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einer Resistschicht 4 (Photolack) so verstärkt, daß die Maskierfähigkeit für eine zweite Implantation 20 aus reichend ist. In Fig. 7f it will now be amplified by the inventive process with a resist layer 4 (photoresist) such that the Maskierfähigkeit for a second implantation of 20 is sufficient.

Schließlich werden in Fig. 7g alle Hilfsschichten entfernt. Finally, in Fig. 7g all auxiliary layers are removed. Die fertige Struktur besteht dann aus zwei unterschiedlich implantierten Gebieten an der Oberfläche des Substrats 1 , die exakt zueinander justiert und zentriert sind. The final structure then consists of two differently implanted regions at the surface of the substrate 1, which are precisely adjusted to one another and centered. Der Vorteil dieser Kombination des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der Unterätztechnik zur photolithographischen Herstellung einer zweiten Struktur mit gegebenem Abstand zu der ersten Struk tur, bereits vorhandenen Struktur besteht darin, daß nur ein einziger Photolithographieschritt nötig ist. The advantage of this combination of the method according to the invention with the Unterätztechnik for photolithographic manufacturing a second structure with a given distance from the first structural structure, existing structure is that only one photolithography step is required.

In Fig. 8 ist die Kombination des erfindungsgemäßen Verfah rens mit der Spacer-Technik dargestellt. In FIG. 8 according to the invention is the combination of the procedural procedure shown with the spacer technique. Damit läßt sich ebenfalls wie in der oben beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der Lift-Off-Technik ein definierter Abstand zwischen zwei Strukturen erreichen. This also can be as in the above-described embodiment of the method according to the invention with the lift-off technique, a defined distance between two structures reach.

Auf die Oberfläche 2 eines Substrats 1 mit einer ersten Struktur mit opaker Dünnschicht 3 wird eine zweite Resist schicht 18 , vorzugsweise Positivlack auf Novolackbasis, auf gebracht ( Fig. 8a). On the surface 2 of a substrate 1 having a first structure with an opaque thin film 3, a second resist layer 18, preferably made of a positive photoresist on Novolackbasis, (FIG. 8a). Danach wird das Substrat 1 ganzflächig flutbelichtet und bei einer geeigneten Temperatur ausgeheizt, so daß die Löslichkeit der zweiten Resistschicht 18 Lackes im Entwickler stark herabgesetzt wird ( Fig. 8b). Thereafter, the substrate 1 is flood exposed over the entire surface and annealed at a suitable temperature, so that the solubility of the second resist layer is greatly reduced paint 18 in the developer (Fig. 8b).

Die so erzeugte Struktur wird dann mit einer Resistschicht 4 versehen. The structure so produced is then provided with a resist film 4. Danach erfolgt die Belichtung der Resistschicht 4 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren von der Rückseite des Substrats her ( Fig. 8c). Thereafter, the exposure of the resist layer 4 is carried out by the process according to the invention from the back side of the substrate (Fig. 8c).

Durch ein Bad in einer Entwicklerlösung wird nur die obere Resistschicht 4 strukturiert, dh bereichsweise entwickelt, so daß sie in den entsprechenden Bereichen entfernt werden kann ( Fig. 8d). Through a bath in a developer solution, only the upper resist layer 4 is structured, ie partially developed so that it can be removed in the relevant areas (Fig. 8d).

In einem nachfolgenden, stark gerichteten Trockenätzprozeß (z. B. mit O 2 ) wird die gesamte zweite Resistschicht 18 zu rückgenommen, bis sie in den vorgegebenen Bereichen, dh den Bereichen ohne Maskierung entfernt ist ( Fig. 8e). In a subsequent, highly directional dry etching (z. B. O 2) the entire second resist layer is taken back to 18 until the predetermined areas, ie areas with no masking is removed (Fig. 8e). Es wird dadurch ein "Lack-Spacer" 19 erzeugt, dessen Breite durch die Dauer des Trockenätzprozesses eingestellt werden kann ( Fig. 8f). It is thus a "paint-spacer" 19 generated whose width can be adjusted by the duration of the dry etching process (FIG. 8f).

Somit kann mit der Kombination des erfindungsgemäßen Verfah rens mit der Spacer-Technik eine definierte Lücke 13 zwischen zwei Strukturen, wie sie in Fig. 1a gezeigt ist, erzeugt wer den. Thus, with the combination of procedural inventive method with the spacer technique a defined gap 13 between two structures, as shown in Fig. 1a, who produced the. Dazu wird lediglich eine zweite Resistschicht 18 mit einer Dicke von einigen µm benötigt. This only a second resist layer 18 is required with a thickness of several microns.

Die vorliegende Erfindung schafft somit für transparente Substrate ein elegantes und einfach umzusetzendes Verfahren zur selbstjustierenden Herstellung von zweiten Strukturen bei vorhandenen ersten Strukturen, bei dem auf kommerzielle Photolacke als Resistschicht zurückgegriffen werden kann. The present invention thus provides for transparent substrates a stylish and easy to use technology for the production of self-aligned second structures in existing structures first, in which can be used as a resist layer on commercial photoresists. Die Voraussetzung dafür ist die Lichtdurchlässigkeit des Sub strats in einem Bereich, in dem die üblichen Photolacke lichtempfindlich sind. The prerequisite for this is the transmittance of the sub strate in an area where the conventional photoresists are sensitive to light. Diese Bedingung ist insbesondere bei allen Siliziumkarbidsubstraten im sichtbaren Bereich des Spektrums erfüllt. This condition is met in all silicon carbide substrates in particular in the visible range of the spectrum.

Der Vorteil bei dem Verfahren ist dabei, daß die Maskier schicht im Gegensatz zur üblichen Lithographie idealen Kon takt zum Substrat hat. The advantage of the method is that the masking layer, in contrast to conventional lithography ideal con tact with the substrate has. Dadurch wird deren Struktur exakt auf den Lack übertragen. As a result, the structure of which is accurately transmitted to the paint.

Als Lichtquelle für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich je nach Transmissionsbereich bzw. Bandlücke des Sub strats, auf das neben einer ersten eine zweite Struktur aufgebracht werden soll, insbesondere Gasentladungslampen, Laser und sog. Superstrahler wie Excimer-Laser. As a light source for the process of the invention Super sources are suitable depending on transmission range or band gap of the sub strate, the addition of a first, a second structure is to be applied, in particular gas discharge lamps, lasers and sucked. As excimer laser. Als Gas entladungslampen sind Hg-Dampflampen mit den Emissions-Wel lenlängen 436 nm (g-Linie), 405 nm (i-Linie) und 365 nm (i-Linie) geeignet. The gas discharge lamps mercury vapor lamps are the emission wavelengths of 436 nm Wel (g line), 405 nm (i-line) and 365 nm (i-line) are suitable. Als Laser sind ua HeNe-Laser und N 2 -Laser einsetzbar, als Gasgemisch im Excimer-Laser kommt vorzugsweise XeF mit einer Wellenlänge von 351 nm in Frage. As the laser include HeNe laser and N 2 laser can be used, as in the gas mixture preferably is XeF excimer laser with a wavelength of 351 nm in question. Weitere Wellenlängen lassen sich mit Farbstofflasern in dem erforderlichen Spektralbereich und mit der erforderlichen Intensität erzeugen. Other wavelengths can be generated using dye lasers in the required spectral range and with the required intensity.

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Classification coopérativeG03F1/26, H01L21/312, G03F7/0035
Classification européenneG03F7/00R, H01L21/312, G03F1/14
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