DE102008021434A1 - Verfahren zum Ätzen von Gräben in ein Substrat mittels einer Maske - Google Patents
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Abstract
Auf einer Hauptoberfläche (202) eines Substrats (200) wird eine Maskenschicht (210) ausgebildet, in welche, ausgehend von einer Maskenoberfläche (212), eine Öffnung (218) mit einer ersten innenwand (215) eingebracht wird. Unterhalb der Öffnung (218) wird mittels eines Ionenstrahl-Ätzverfahrens ein Graben (208) mit einer zweiten Innenwand (208) in das Substrat (200) eingebracht, wobei eine Endschichtdicke (tp2) der Maskenschicht (210) am Ende des Ätzens größer einem auf die Maskenoberfläche (212) bezogenen mittleren Abstand (dm) gewählt wird, in dem Ionen (220) ein zweites Mal und mit einer zum Abtragen von Ätzprodukten des Substrats (200) ausreichenden Energie auf die Innenwände (205, 215) auftreffen.
Description
- Die Fertigung von integrierten Schaltkreisen umfasst unter anderem auch das Ätzen von Gräben, z. B. Lochgräben (trenches) oder Liniengräben (grooves) in ein Halbleitersubstrat, in eine auf oder über dem Halbleitersubstrat vorgesehene Schicht oder einen Schichtstapel mittels einer durch eine entsprechende Ätzmaske maskierten anisotropen Ätzung, etwa einer reaktiven Ionenstrahl-Ätzungen (RIE, reactive ion etching). Üblicherweise sind dabei die Anforderungen an die Profiltreue hoch, da raue Innenwände, diskontinuierliche Übergänge an den Innenwänden oder Unterschneidungen der Ätzmaske eine nachfolgende Prozessierung erschweren.
- Eine typische Erscheinung bei der Herstellung von Gräben mittels Ionenstrahlen ist das Aufweiten (retrograde bowing) des Grabens durch aus der Normalen ausgelenkte Ionen in einigem Abstand zur Grabenöffnung. In der
US 4,484,720 ist ein Grabenätzverfahren beschrieben, bei dem während einer Plasmaätzung im Plasma erzeugtes Material selektiv als Schutzschicht an den Innenwänden in den bereits geätztem Grabenabschnitten ablagert wird. In derEP 0450302 A1 ist ein Grabenätzverfahren mittels einer Maske beschrieben, die eine Opferschicht umfasst, welche schräg zur Normalen ausgelenkte Ionen absorbiert. - Den Ausführungsformen liegt das Bedürfnis zugrunde, ein ökonomisches Verfahren zur Ausbildung von Gräben mittels Ionenstrahlätzung zur Verfügung zu stellen.
- Die
1A –1B zeigen Querschnitte durch einen Substratabschnitt vor und nach Ätzen eines Grabens zur Erläuterung der Verfahren zum Ätzen von Gräben gemäß den Ausführungsformen. - Die
2A –2B zeigen Querschnitte durch einen Substratabschnitt vor und nach der Ausbildung eines Grabens mittels eines Verfahrens zum Ätzen von Gräben gemäß einem Ausführungsbeispiel mit ausreichend dicker Maskenschicht. - Die
3A –3B zeigen Querschnitte durch einen Substratabschnitt vor und nach der Ausbildung eines Grabens mittels eines Verfahrens zum Ätzen von Gräben gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit ausreichend weicher Maskenschicht. - Die
4 zeigt eine Draufsicht auf eine Anordnung mit Lochgräben zur Darstellung eines Verfahrens zum Ätzen von Gräben gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. - Die
5A –5B sind Flussdiagramme zur Darstellung von Verfahren zum Ätzen von Gräben gemäß weiteren Ausführungsbeispielen. - Die
1A zeigt ein Halbleitersubstrat100 im Zuge der Prozessierung eines integrierten Schaltkreises. Das Halbleitersubstrat100 umfasst beispielsweise eine Ausgangsschicht104 , etwa eine Siliziumnitridschicht, sowie eine auf der Ausgangsschicht104 ausgebildete erste Schicht106 . Die erste Schicht106 ist beispielsweise ein Siliziumoxid, bspw. Siliziumdioxid, zum Beispiel undotiertes oder dotiertes Silikatglas. Auf einer Hauptoberfläche102 des Halbleitersubstrats100 ist eine Maskenschicht110 mit einer Anfangsschichtdicke ta1 vorgesehen, in die mittels eines lithographischen Verfahrens ausgehend von einer Maskenoberfläche112 eine Öffnung118 mit einer ersten Innenwand115 eingebracht wird. Die Maskenschicht110 mit der Öffnung118 fungiert im Folgenden als Ätzmaske zur Ausbildung eines Grabens, zum Beispiel eines Lochgrabens, mittels Ionenstrahlätzung. - Entsprechend der Darstellung in der
1B wird dabei die Öffnung118 in die erste Schicht106 übertragen, wobei in der ersten Schicht106 ein Graben108 mit einer zweiten Innenwand105 ausgebildet wird. Während des Ätzens wird die Maskenschicht110 bis zu einer Endschichtdicke tp1 abgetragen. - Ionen
120 des Ionenstrahls, welche aus der Normalen ausgelenkt und an der ersten Innenwand115 der Öffnung118 reflektiert werden, treffen überwiegend in einem Bereich zwischen einer ersten Tiefe d1 und einer zweiten Tiefe d2 auf die zweite In nenwand105 des in der ersten Schicht106 ausgebildeten Grabens108 auf und erhöhen im Bereich zwischen d1 und d2 signifikant die laterale Ätzrate. Lage und Ausdehnung des maßgeblichen Bereichs sind dabei abhängig vom Abstand einander gegenüberliegender Abschnitte der zweiten Innenwand105 . Für Lochgräben mit einem Durchmesser a von etwa 80 nm liegt die Oberkante des fraglichen Bereichs bezogen auf die Hauptoberfläche102 bei etwa 100 nm und die Unterkante bei etwa 300 nm. Die erhöhte laterale Ätzrate in diesem Bereich führt zu einer Auswölbung109 des Profils. Der Betrag einer maximalen Auswölbung b1 in einer mittleren Tiefe dm kann, etwa bei der Ausbildung von Lochgräben von mehr als 500 nm, z. B. mehreren 1000 nm Tiefe, bis zwischen 10 bis 30 nm betragen. - Die
2A zeigt einen Querschnitt durch einen Abschnitt eines Halbleitersubstrats200 nach dem Ausbilden einer Maskenschicht210 mit einer Anfangsschichtdicke ta2 auf einer Hauptoberfläche202 des Halbleitersubstrats200 und nach dem Einbringen einer Öffnung218 mit einer ersten Innenwand215 in die Maskenschicht210 . Das Halbleitersubstrat200 ist beispielsweise ein Silizium- oder SoI(silicon-on-insulator)-Wafer, der bereits andere Prozessierungsschritte, z. B. Implantationen oder strukturgebenden Verfahren, erfahren haben kann. Die Öffnung218 kann ein linienartiger Graben oder ein Lochgraben sein. Beispielsweise ist die Öffnung218 eine näherungsweise elliptische oder kreisförmige Öffnung mit einem Durchmesser kleiner 100 nm. Das Halbleitersubstrat200 umfasst eine Ausgangsschicht204 , beispielsweise eine Ätzstoppschicht, z. B. aus Siliziumnitrid, und eine über der Ausgangsschicht204 angeordnete erste Schicht206 aus einem Material, das selektiv zum Material der Ausgangsschicht204 ätzbar ist, z. B. ein Siliziumoxid, wie z. B. Siliziumdioxid oder ein dotiertes oder nicht dotiertes Silikatglas, z. B. Bor- oder Bor-Phosphor-dotieres Silikatglas. Die Maskenschicht210 besteht aus einem Material, gegenüber dem das Material der ersten Schicht206 mit vergleichsweise hoher Selektivität ätzbar ist, z. B. Polysilizium, amorphes Silizium, Kohlenstoff, Siliziumkarbid oder ein anderes. - Bezug nehmend auf die
2B wird mittels eines Ionenstrahls unterhalb der Öffnung218 ein Graben208 mit einer zweiten Innenwand205 in das Substrat200 geätzt, wobei die Maskenschicht210 bis zu einer Endschichtdicke tp2 zurückgebildet wird. Die Endschichtdicke tp2 wird größer einem auf die Maskenoberfläche212 bezogenen mittleren Abstand dm gewählt, in dem Ionen ein zweites Mal und mit einer zum Abtragen von Ätzprodukten des Halbleitersubstrats200 ausreichenden Energie auf die Innenwände205 ,215 auftreffen. Damit trifft zu jedem Zeitpunkt der Ätzung weniger als die Hälfte der zum zweiten Mal auftreffenden Ionen im Bereich der zweiten Innenwand205 auf. Dadurch wird die Auswölbung der Innenwand205 reduziert bzw. vermieden. Die Endschichtdicke tp2 beträgt bspw. mindestens 350 nm, z. B. mehr als 500 nm. Die Ausgangsschichtdicke ta2 der Maskenschicht gemäß der2A wird entsprechend der Selektivität des Ätzprozesses und der gewünschten Tiefe des Grabens208 im Halbleitersubstrat200 gewählt. Beträgt beispielsweise die Schichtdicke der ersten Schicht206 etwa 1,5 bis etwa 2 Mikrometer, so kann die Ausgangsschichtdicke ta2 einer Maskenschicht210 aus Silizium oder Kohlenstoff etwa 750 nm betragen. Die Differenz zwischen der Endschichtdicke tp2 und der Ausgangsschichtdicke ta2 ergibt sich demnach in Abhängigkeit der Materialien der Maskenschicht210 sowie der zu ätzenden Substratschichten, dem gewählten Ätzprozess sowie der gewünschten Tiefe des Grabens208 , sowie der Weite der Öffnung des Grabens208 , z. B. des Durchmessers eines Lochgrabens. - Gemäß weiteren Ausführungsformen des Verfahrens kann durch gezielte Ablagerung z. B. von Abbauprodukten des Ätzprozesses während des Ätzens ein temporärer Schutzfilm
211 , etwa aus einem Polymer, ausgebildet werden, der, ausgehend von der Maskenoberfläche212 , einen an die Maskenoberfläche212 anschließenden Abschnitt der Innenwände bis zu einer von der Weite der Öffnung abhängigen Tiefe von bis zu etwa 100 nm derart bedeckt, dass er die Energie auftreffender Ionen bis unter einen zum Abtragen von Ätzprodukten des Substrats erforderlichen Betrag zu reduzieren vermag. - Die Wahl der Endschichtdicke tp2 hängt auch davon ab, zu welchem Prozentsatz die Anzahl der Ionen, die ein zweites Mal und mit einer zum Abtragen von Ätzprodukten des Substrats ausreichenden Energie auf die Innenwand auftreffen, reduziert werden soll. Beispielsweise kann die Endschichtdicke so gewählt werden, dass die Anzahl solcher Ionen um mindestens 84%, oder 99,5%, entsprechend der Standardab weichung σ bzw. 3σ reduziert wird, wobei sich ein effektiver Ausgleich zwischen Endschichtdicke und „Bowing” erzielen lässt.
- Gemäß einer Ausführungsform wird die Maskenschicht
210 mit einer solchen Anfangsschichtdicke ta2 vorgesehen und das Ätzen mit solchen Prozessparametern durchgeführt, dass die Endschichtdicken tp2 mindestens dem Vierfachen eines kleinsten Abstands zwischen einander gegenüberliegenden Abschnitten der Innenwand205 des Grabens208 an der Hauptoberfläche202 entspricht. Der Graben208 ist beispielsweise ein Lochgraben oder ein linienförmiger Graben. Beispielsweise ist der Graben ein Lochgraben, bei dem der kleinste Abstand zwischen einander gegenüberliegenden Abschnitten an der Hauptoberfläche kleiner 85 nm ist. In einem solchen Fall kann die Maskenschicht210 mit einer Anfangsschichtdicke ta2 vorgesehen werden und das Ätzen mit solchen Prozessparametern durchgeführt werden, dass die Endschichtdicke tp2 mindestens 350 nm beträgt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zum Ätzen ein Prozess mit geringer Selektivität zwischen Maskenschicht210 und Substrat200 gesteuert, so dass sich das Auswölben über einen vergleichsweise großen Bereich verschmiert und der Maximalbetrag der Auswölbung weiter reduziert wird. - Die
3A zeigt ein weiteres Substrat300 mit einer ersten Schicht306 , auf deren Hauptoberfläche302 eine Maskenschicht310 aus einem anderen, zweiten Material und mit einer Öffnung318 vorgesehen ist, die einen Abschnitt der ersten Schicht306 freilegt. Die Maskenschicht310 weist eine erste Schichtdicke auf, die mindestens das 8-fache eines mittleren Durchmessers a der Öffnung beträgt. - Gemäß einer ersten Ausführungsform ist das erste Material ein Silikatglas. Der mittlere Durchmesser a kann kleiner 85 nm sein.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, kann, wie in der
3B dargestellt, in der Folge mit einem Ätzprozess vergleichsweise geringer Selektivität mittels eines Ionenstrahls im Substrat300 unterhalb der Öffnung318 ein Graben308 mit einer Innenwand305 erzeugt werden. Da die Oberkante312 der Maskenschicht310 vergleichsweise schnell zurückgebildet wird, verschmiert die auf reflektierte Ionen320 zurückgehende Auswölbung entlang eines größeren Bereichs d, so dass der maximale Betrag b3 der Auswölbung319 deutlich kleiner ist als etwa die maximale Auswölbung b1 entsprechend der1B . - Die erste Schicht entsprechend den
2 bis3 kann zum Beispiel eine Maskenschicht zur Ätzung von Gräben in ein darunter liegendes Halbleitersubstrat sein oder eine Schicht, in der Kondensatoren ausgebildet werden. Gemäß anderen Ausführungsformen werden die Gräben zur Ausbildung von Vias oder von Leiterbahnen mit leitfähigem Material gefüllt. - Die
4 bezieht sich auf die Ausbildung einer Matrix mit Lochgräben in einem Substrat400 gemäß einer weiteren Ausführungsform, gemäß der eine Mehrzahl von Lochgräben mit einem Ausgangsumfang402 entsprechend einem der mit Bezug auf die2 und3 beschriebenen Verfahren in das Substrat400 eingebracht wird. Nach dem Einbringen der Lochgraben werden diese zumindest in einem unteren Abschnitt isotrop auf einen finalen Umfang404 aufgeweitet. Da die lokale Auswölbung reduziert ist, können die Lochgraben402 insgesamt mit größerem Volumen bzw. größerer Oberfläche vorgesehen werden, ohne dass benachbarte Lochgraben402 im Bereich der Auswölbungen miteinander verschmelzen. Ferner können die Lochgraben402 bereits mit größerer Tiefe vorgesehen werden, ohne dass benachbarte Lochgräben402 miteinander verschmelzen. - Das in der
5A dargestellte Flussdiagramm bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines integrierten Schaltkreises. Auf einer Hauptoberfläche eines Substrats wird eine Maskenschicht aufgebracht (502 ). In die Maskenschicht wird ausgehend von einer Maskenoberfläche der Maskenschicht eine Öffnung mit einer ersten Innenwand eingebracht (504 ). Unterhalb der Öffnung wird mit einem Ionenstrahl-Ätzverfahren ein Graben mit einer zweiten Innenwand in das Substrat eingebracht, wobei eine Endschichtdicke der Maskenschicht am Ende des Ätzens größer einem auf die Maskenoberfläche bezogenen mittleren Abstand gewählt wird, in dem während des Ätzens Ionen ein zweites Mal und mit einer zum Abtragen von Ätzprodukten des Substrats ausreichenden Energie auf die Innenwände auftreffen (506 ). - Das Flussdiagramm der
5B bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines integrierten Schaltkreises mit Speicherkondensatoren. Auf einer Hauptoberfläche eines Substrats wird eine Maskenschicht aufgebracht (512 ). In die Maskenschicht wird ausgehend von einer Maskenoberfläche der Maskenschicht eine Mehrzahl von regelmäßig angeordneten Öffnungen mit ersten Innenwänden eingebracht (514 ). Unterhalb der Öffnungen werden mittels eines Ionenstrahl-Ätzverfahrens Lochgraben mit zweiten Innenwänden in das Substrat geätzt, wobei eine Endschichtdicke der Maskenschicht am Ende des Ätzens größer einem auf die Maskenoberfläche bezogenen mittleren Abstand gewählt wird, in dem während des Ätzens Ionen ein zweites Mal und mit einer zum Abtragen von Ätzprodukten des Substrats ausreichenden Energie auf die Innenwände auftreffen (516 ). - Die Lochgraben können mittels einer isotropen Ätzung aufgeweitet werden. Beispielsweise wird jeweils auf den an die Oberfläche des Substrats anschließenden oberen Abschnitt jeder Innenwand ein Kragen vorgesehen und der jeweilige Lochgraben unterhalb des Kragens durch eine isotrop wirkende Ätzung aufgeweitet. Gemäß anderen Ausführungsformen wird auf den Innenwänden jeweils eine Speicherelektrode eines Speicherkondensators für eine DRAM-Speicherzelle (dynamic random access memory) ausgebildet. Gemäß weiteren Ausführungsformen werden die Lochgraben in eine Hartmaskenschicht eingebracht, wobei die Hartmaskenschicht als Ätzmaske zur Ausbildung von weiteren Lochgraben in einem unter der Hartmaskenschicht angeordneten Abschnitt des Substrats bereitgestellt wird.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- - US 4484720 [0002]
- - EP 0450302 A1 [0002]
Claims (19)
- Verfahren zur Herstellung eines integrierten Schaltkreises, umfassend: Ausbilden einer Maskenschicht (
210 ) auf einer Hauptoberfläche (202 ) eines Substrats (200 ); Einbringen einer Öffnung (218 ) mit einer ersten Innenwand (215 ) in die Maskenschicht (210 ) ausgehend von einer Maskenoberfläche (212 ); Ätzen eines Grabens (208 ) mit einer zweiten Innenwand (205 ) in das Substrat (200 ) unterhalb der Öffnung (218 ) unter Verwendung eines Ionenstrahls, wobei eine Endschichtdicke (tp2) der Maskenschicht (210 ) am Ende des Ätzens größer einem auf die Maskenoberfläche (212 ) bezogenen mittleren Abstand (dm) gewählt wird, in dem Ionen (220 ) ein zweites Mal und mit einer zum Abtragen von Ätzprodukten des Substrats (200 ) ausreichenden Energie auf die Innenwände (205 ,215 ) auftreffen. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endschichtdicke (tp2) so gewählt wird, dass mindestens 84% der Ionen (
220 ), die ein zweites Mal und mit einer zum Abtragen von Ätzprodukten des Substrats (200 ) ausreichenden Energie auf die Innenwände (205 ,215 ) auftreffen, in einem auf die Maskenoberfläche (212 ) bezogenen Abstand auftreffen, der kleiner ist als die Endschichtdicke (tp2). - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Ätzens ein temporärer Schutzfilm (
211 ) ausgebildet wird, der ausgehend von der Maskenoberfläche (212 ) einen an die Maskenoberfläche (210 ) anschließenden Abschnitt der Innenwände (215 ,205 ) bedeckt und die Energie auftreffender Ionen bis unter die zum Abtragen von Ätzprodukten des Substrats (200 ) erforderlichen Energie zu reduzieren vermag. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Maskenschicht (
210 ) mit einer solchen Anfangsschichtdicke (ta2) vorgesehen und das Ätzen mit solchen Prozessparametern durchgeführt wird, dass die Endschichtdicke (tp2) mindestens dem Vierfachen eines kleinsten Abstands zwischen einander gegenüberliegenden Abschnitten des Grabens (208 ) an der Hauptoberfläche (202 ) entspricht. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Graben (
208 ) umgebender Abschnitt des Substrats (200 ) aus einem Siliziumoxid vorgesehen wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Graben (
208 ) als ein Lochgraben ausgebildet wird, dessen kleinster Abstand zwischen einander gegenüberliegenden Abschnitten der zweiten Innenwand (205 ) an der Hauptoberfläche (202 ) kleiner 85 nm ist. - Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Maskenschicht (
210 ) als Siliziumschicht vorgesehen wird. - Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Maskenschicht (
210 ) mit einer solchen Anfangsschichtdicke (ta2) vorgesehen und das Ätzen mit solchen Prozessparametern durchgeführt wird, dass die Endschichtdicke (tp2) mindestens 350 nm beträgt. - Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ätzen mit Edelgas-Ionen erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ätzprozess mit einer Selektivität von kleiner 1:2 zwischen der Maskenschicht (
210 ) und dem Substrat (200 ) gesteuert wird. - Verfahren zur Herstellung eines integrierten Schaltkreises, umfassend: Ausbilden einer Maskenschicht auf einer Hauptoberfläche eines Substrats; Einbringen einer Mehrzahl von regelmäßig angeordneten Öffnungen mit ersten Innenwänden in der Maskenschicht ausgehend von einer Maskenoberfläche; und Ätzen von Lochgräben mit zweiten Innenwänden in das Substrat unterhalb der Öffnungen unter Verwendung eines Ionenstrahl-Ätzverfahrens, wobei eine Endschichtdicke der Maskenschicht am Ende des Ätzens größer einem auf die Maskenoberfläche bezogenen mittleren Abstand gewählt wird, in dem während des Ätzens Ionen ein zweites Mal und mit einer zum Abtragen von Ätzprodukten des Substrats ausreichenden Energie auf die Innenwände auftreffen.
- Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochgraben mittels einer isotropen Ätzung aufgeweitet werden.
- Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Innenwänden der Lochgräben jeweils eine Speicherelektrode ausgebildet wird.
- Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochgraben in eine Hartmaskenschicht eingebracht werden, wobei die Hartmaskenschicht als Ätzmaske zur Ausbildung von weiteren Lochgraben in einem unter der Hartmaskenschicht angeordneten Abschnitt des Substrats verwendet wird.
- Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Endschichtdicke so gewählt wird, dass mindestens 84% der Ionen, die ein zweites Mal und mit einer zum Abtragen von Ätzprodukten des Substrats ausreichenden Energie auf die Innenwände auftreffen, in einem auf die Maskenoberfläche bezogenen Abstand auftreffen, der kleiner ist als die Endschichtdicke.
- Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Maskenschicht mit einer solchen Anfangsschichtdicke vorgesehen und das Ätzen mit solchen Prozessparametern durchgeführt wird, dass die Endschichtdicke mindestens dem Vierfachen eines kleinsten Abstands zwischen einander gegenüberliegenden Abschnitten des jeweiligen Lochgrabens entspricht.
- Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinster Abstand zwischen einander gegenüberliegenden Abschnitten der zweiten Innenwand des jeweiligen Lochgrabens an der Hauptoberfläche kleiner 85 nm ist.
- Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Maskenschicht mit einer solchen Anfangsschichtdicke vorgesehen und das Ätzen mit solchen Prozessparametern durchgeführt wird, dass die Endschichtdicke mindestens 350 nm beträgt.
- Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ätzprozess mit einer Selektivität von kleiner 1:2 zwischen der Maskenschicht und dem Substrat gesteuert wird.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN103985672A (zh) * | 2013-02-08 | 2014-08-13 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 从半导体器件去除膜的方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4484720A (en) | 1981-04-06 | 1984-11-27 | Ryobi Limited | Drag mechanisms of fishing spinning reels |
DE3613181A1 (de) * | 1986-04-18 | 1987-10-22 | Siemens Ag | Verfahren zum erzeugen von graeben mit einstellbarer steilheit der grabenwaende in aus silizium bestehenden halbleitersubstraten |
EP0450302A1 (de) | 1990-04-03 | 1991-10-09 | International Business Machines Corporation | Verfahren zum reaktiven Ionenätzen von Gräben |
DE10324434A1 (de) * | 2003-05-28 | 2005-01-05 | Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale | Verfahren zum Einstellen der Ätzselektivität durch Anpassen von Aspektverhältnissen bei einem Mehrebenen-Ätzprozess |
-
2008
- 2008-04-29 DE DE102008021434A patent/DE102008021434A1/de not_active Ceased
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4484720A (en) | 1981-04-06 | 1984-11-27 | Ryobi Limited | Drag mechanisms of fishing spinning reels |
DE3613181A1 (de) * | 1986-04-18 | 1987-10-22 | Siemens Ag | Verfahren zum erzeugen von graeben mit einstellbarer steilheit der grabenwaende in aus silizium bestehenden halbleitersubstraten |
EP0450302A1 (de) | 1990-04-03 | 1991-10-09 | International Business Machines Corporation | Verfahren zum reaktiven Ionenätzen von Gräben |
DE10324434A1 (de) * | 2003-05-28 | 2005-01-05 | Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale | Verfahren zum Einstellen der Ätzselektivität durch Anpassen von Aspektverhältnissen bei einem Mehrebenen-Ätzprozess |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103985672A (zh) * | 2013-02-08 | 2014-08-13 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 从半导体器件去除膜的方法 |
CN103985672B (zh) * | 2013-02-08 | 2018-08-31 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 从半导体器件去除膜的方法 |
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