DE10224215A1 - Verfahren zur Ausbildung einer Deckschicht auf einem Substrat - Google Patents

Verfahren zur Ausbildung einer Deckschicht auf einem Substrat

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Andreas Kurtenbach
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung einer Deckschicht auf einem Substrat, wobei ein Abscheidungsprozeß durchgeführt wird, bei dem auf einem Substrat (1) eine Deckschicht (2), die überwiegend aus einem kohlenstoffhaltigen Material besteht, abgeschieden wird. Erfindungsgemäß wird nach der Abscheidung der Deckschicht (2) eine Ionenimplantation durchgeführt, bei der ionisierter Kohlenstoff (4) oder ionisierter Stickstoff (4) in das kohlenstoffhaltige Material implantiert wird und das kohlenstoffhaltige Material in Diamant oder in ein Kohlenstoffnitrid der Zusammensetzung C¶x¶N¶y¶ umgewandelt wird. Die durch die Implantation großer Mengen von Kohlenstoff und Stickstoff erzielte Materialumwandlung kann in der Halbleiterfertigung zur Herstellung hoch ätzresistenter Hartmasken eingesetzt werden, um besonders maßhaltiger Ätzungen vorzunehmen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung einer Deckschicht auf einem Substrat, wobei ein Abscheidungsprozess durchgeführt wird, bei dem auf dem Substrat eine Deckschicht, die überwiegend aus einem kohlenstoffhaltigen Material besteht, abgeschieden wird.
  • In der Halbleiterfertigung werden Strukturen auf einem Halbleitersubstrat hergestellt, indem Schichten ganzflächig abgeschieden und bereichsweise mit Hilfe von Ätzmasken wieder entfernt werden. Auch Prozeßschritte wie Dotierungen oder Oxidationen erfordern eine Maske, um die oberste Schicht auf einem Substrat nur bereichsweise zu verändern.
  • Als Ätzmasken werden Lackmasken aus einem fotoempfindlichen Lack eingesetzt, die über der zu strukturierenden Schicht aufgetragen und lithographisch belichtet werden. Daneben werden im Vergleich zu den Lackmasken wesentlich dünnere Hartmasken aus beispielsweise Siliziumdioxid eingesetzt, die zunächst selbst mit Hilfe einer Lackmaske strukturiert werden und dann als Ätzmaske für die Ätzung einer unter ihnen gelegenen Schicht eingesetzt werden. Hartmasken halten den Ätzmitteln länger stand als Lackmasken. Dennoch ist die Selektivität der Ätzung, d. h. das Verhältnis der Ätzraten der zu strukturierenden Schicht und der Ätzmaske auch bei Hartmasken begrenzt.
  • Zum Strukturieren dicker Schichten oder zum Ätzen von Materialien geringer Selektivität im Vergleich zur Ätzrate des Maskenmaterials muß eine Ätzmaske (beispielsweise Hartmaske) aufgebracht werden, die eine ausreichend große Schichtdicke besitzt, damit die Maske nicht abgetragen ist, bevor die zu strukturierende Schicht darunter vollständig durchgeätzt ist. Andererseits erfordert die endliche Tiefenschärfe der lithographischen Belichtung der Maskenschicht eine möglichst dünne Hartmaske. Um mit einer dünnen Hartmaske dennoch zuverlässig dickere Schichten strukturieren zu können, muß die Selektivität der Ätzung erhöht werden.
  • Es ist bekannt, Hartmasken aus einem kohlenstoffhaltigen Material einzusetzen. Eine Kohlenstoffhartmaske wird durch eine plasma-unterstützte Gasphasenabscheidung (PECVD; plasmaenhanced chemical vapour deposition) auf ein Halbleitersubstrat aufgebracht. Solch eine Hartmaske besteht nicht aus reinem Kohlenstoff, sondern prozeßbedingt aus Kohlenwasserstoffen, da in den Edukten, die in der Gasphase an die Substratoberfläche herangeführt werden, Wasserstoff enthalten ist, etwa in Methan, Ethan, Ethen oder Ethin. Der Einbau von Wasserstoff in die Deckschicht führt zu einer amorphen Schichtstruktur. Stellenweise bildet sich auch Graphit aus, jedoch kann mit herkömmlichen Abscheideverfahren der Wasserstoffgehalt der Deckschicht nicht unter 15% gesenkt werden, so daß die Deckschicht nur eine begrenzte Härte und Ätzresistenz besitzt.
  • Aufgrund der Zusammensetzung einer kohlenstoffhaltigen Deckschicht kann diese nur bedingt als Hartmaske eingesetzt werden; ihre Ätzresistenz gegenüber den Ätzchemikalien bei einer Trockenätzung ist nicht hoch genug. Insbesondere der Anteil von Diamant, der zu einer drastischen Steigerung der Ätzselektivität führen würde, ist in herkömmlichen kohlenstoffhaltigen Deckschichten verschwindend gering.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, um Deckschichten größerer Härte und größerer Ätzresistenz bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem nach der Abscheidung der Deckschicht eine Ionenimplantation durchgeführt wird, bei der ionisierter Kohlenstoff oder ionisierter Stickstoff in das kohlenstoffhaltige Material implantiert wird und kohlenstoffhaltiges Material in Diamant oder in ein Kohlenstoffnitrid der Zusammensetzung CxNy umgewandelt wird.
  • Erfindungsgemäß wird eine Nachbehandlung in Form einer Implantation vorgeschlagen, um die Härte einer abgeschiedenen Deckschicht nachträglich zu erhöhen. Dadurch können weiterhin herkömmliche Abscheidungsverfahren für kohlenstoffhaltige Deckschichten mit hohem Wasserstoffanteil verwendet werden, ohne daß neuartige Abscheidetechniken entwickelt werden müssen.
  • Auch bei der nachfolgenden, erfindungsgemäßen Ionenimplantation können herkömmliche Implantationsanlagen und -verfahren, insbesondere aus der Halbleiterfertigung, eingesetzt werden. Mit Hilfe von Implantationen werden herkömmlich Dotierungen in Halbleitermaterialien eingebracht, um ihre elektrische Leitfähigkeit zu verändern. Erfindungsgemäß hingegen wird eine Implantation eingesetzt, um eine amorphe Schicht aus einem kohlenstoffhaltigen Material in eine kristalline Schicht aus Diamant oder aus Kohlenstoffnitrid CxNy umzuwandeln. Sowohl Diamant als auch Kohlenstoffnitride besitzen aufgrund ihrer festen Bindungen eine sehr hohe Härte und sind aufgrund dieser Eigenschaft sehr resistent gegen chemische Ätzungen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Implantationen, bei denen nur geringe Mengen von Dotierstoffen (höchstens etwa 1022 Atome pro cm3) in ein Grundmaterial einer Schicht eingebracht werden, wird die erfindungsgemäße Implantation so durchgeführt, daß das kohlenstoffhaltige Material der Deckschicht wesentlich verdichtet wird und dadurch insgesamt in ein neues Grundmaterial der Deckschicht, nämlich Diamant oder ein oder mehrere Kohlenstoffnitride oder eine Mischung aus Diamant und Kohlenstoffnitriden, umgewandelt wird. Eine solche Umwandlung kann nur stattfinden, wenn der implantierte Stoff nicht als Dotierung, sondern in vergleichbar großer Menge wie das Grundmaterial der Deckschicht implantiert wird. Erst dadurch wird eine nennenswerte Verdichtung und weitergehende chemische Umwandlung des Grundmaterials der Deckschicht erreicht.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der ionisierte Kohlenstoff oder Stickstoff in einer Menge, die zwischen 10 und 50% des Kohlenstoffgehalts der Deckschicht entspricht, in die Deckschicht implantiert wird. Diese Menge liegt jenseits der Konzentration herkömmlicher Dotierstoffe, die in nur geringen Mengen implantiert werden müssen, um die elektrische Leitfähigkeit eines Halbleiters maßgeblich zu verändern.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Dichte der kohlenstoffhaltigen Deckschicht durch die Menge implantierten Kohlenstoffs oder Stickstoffs auf über 2,5 g/cm3 erhöht wird. Die Dichte der durch die Implantation veränderte Schicht ist ein Maß für den Diamantanteil in der Deckschicht. Diamant besitzt eine Dichte von etwa 3,51 g/cm3 und damit eine noch größere Härte als Kohlenstoffnitride.
  • In einer ersten Ausführungsart ist vorgesehen, daß ionisierter Kohlenstoff implantiert wird, wobei vorzugsweise so viel Kohlenstoff implantiert wird, daß der Elastizitätsmodul der Deckschicht auf über 60 Gigapascal (GPa) erhöht wird. Es können auch deutlich höhere Härten der Deckschicht bis zum Elastizitätsmodul reinen Diamants von 1140 Gigapascal erzielt werden.
  • Bei einer anderen Ausführungsart wird ionisierter Stickstoff implantiert, vorzugsweise in einer Menge, bei der der Elastizitätsmodul der Deckschicht auf über 80 Gigapascal erhöht wird. Bei einer Implantation sowohl von Kohlenstoff als auch von Stickstoff, die beide in Form von ein- oder höherwertigen Ionen positiver Ladung implantiert werden, sind mittlere Härten in Höhe von einigen hundert Gigapascal durch die Zusammensetzung des Implantationsgemisches aus Kohlenstoff und Stickstoff einstellbar.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Deckschicht durch eine chemische Gasphasenabscheidung (CVD; chemical vapour deposition), vorzugsweise durch eine plasma-unterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD; plasmaenhanced CVD) abgeschieden wird. Bei der plasma-unterstützten Abscheidung wird ein Teil der aufwachsenden Schicht durch die Ionen des Plasmas wieder weggesputtert. Da aufgrund der erst nachträglich erzielten Verdichtung und Härtung des Deckschichtmaterials die Anforderungen an die zunächst abgeschiedene kohlenstoffhaltige Schicht gering ist, kommen auch andere Abscheideverfahren wie HDP-CVD (high-density plasma) in Frage.
  • Vorzugsweise wird eine Deckschicht abgeschieden, die vor der Durchführung der Ionenimplantation mindestens 75% Kohlenstoff enthält, insbesondere eine Deckschicht, deren kohlenstoffhaltiges Material amorph ist und überwiegend aus Kohlenwasserstoffen besteht. Der in den Kohlenwasserstoffen enthaltene Wasserstoffanteil von nicht unter 15% bei herkömmlichen Kohlenstoffschichten wird durch die nachträgliche Implantation reduziert.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Höhe der Implantationsenergie so gewählt wird, daß die Deckschicht ihre größte Dichte zwischen der Mitte ihrer Schichtdicke und der Grenzfläche zum Substrat erreicht. Das Implantationsmaximum, d. h. das Maximum der Konzentration implantierten Kohlenstoffs oder Stickstoffs liegt somit im unteren Bereich der Deckschicht und gewährleistet in demjenigen Bereich der Deckschicht, der im Falle einer Strukturierung der Deckschicht erst zuletzt angegriffen wird, eine besonders hohe Ätzresistenz. Insbesondere kann die Deckschicht auch als Gradientenschicht ausgebildet werden, deren schichtdickenabhängiger Konzentrationsverlauf implantierten Kohlenstoffs oder Stickstoffs bei der lithographischen Belichtung der Deckschicht zur Reflexminderung eingesetzt werden kann, ähnlich wie im Falle zweier übereinanderliegender Maskenschichten unterschiedlicher Dichte.
  • Die bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß das Substrat ein Halbleitersubstrat ist und die Deckschicht als Hartmaske hoher Ätzresistenz für eine nachfolgende Ätzung verwendet wird. Vorzugsweise wird die als Hartmaske eingesetzte Deckschicht mit Hilfe einer lithographisch strukturierten Lackmaske strukturiert und danach selbst als Ätzmaske zum Strukturieren einer daruntergelegenen Schicht oder des Substrats selbst eingesetzt. Durch die erfindungsgemäß eingesetzte Implantation wird das kohlenstoffhaltige Material der Deckschicht überwiegend in Diamant oder in ein oder mehrere Kohlenstoffnitride der Zusammensetzung CxNy umgewandelt. Diese Materialien sind aufgrund ihrer großen Härte sehr ätzresistent gegen die beispielsweise bei einer chemischen Trockenätzung verwendeten Ätzmittel. Daher können sehr dünne Hartmasken auf Kohlenstoffbasis hergestellt werden, mit denen dicke Schichten strukturiert werden können.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, daß das Halbleitersubstrat eine zu strukturierende Schicht aufweist, die mit Hilfe der Deckschicht als Hartmaske strukturiert wird. Als zu strukturierende Schichten kommen insbesondere dielektrische Schichten aus beispielsweise Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder Siliziumoxinitrid, aus anderen Oxiden, Nitriden oder Oxinitriden oder metallische Schichten etwa aus Polysilizium in Betracht. Alternativ zu einer auf einem Substrat angeordneten Schicht kann auch das Substrat selbst an seiner Oberfläche strukturiert werden.
  • Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die kohlenstoffhaltige Deckschicht in einer Kammer für eine chemische Gasphasenabscheidung auf das Substrat aufgebracht wird und daß das Substrat danach in eine Plasma- Immersionskammer überführt wird, in der die Deckschicht durch die Ionenimplantation gehärtet wird.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 8 beschrieben. Es zeigen:
  • Fig. 1 bis 7 verschiedene Stadien eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
  • Fig. 8 eine tabellarische Auflistung der Dichte und des Elastizitätsmoduls einer Deckschicht.
  • Fig. 1 zeigt ein Halbleitersubstrat 1, auf welchem optional eine zu strukturierende Schicht 1a aufgebracht sein kann, sofern das Halbleitersubstrat 1 nicht selbst strukturiert werden soll. Zum Strukturieren des Halbleitersubstrats oder der auf ihm angeordneten zu strukturierenden Schicht 1a wird eine Maske benötigt. Aus Gründen der lithographischen Schärfentiefe und der erforderlichen Ätzresistenz wird für die Strukturierung eine Hartmaske benötigt, die ihrerseits mit einer Lackmaske strukturiert werden muß.
  • Zur Abscheidung der Hartmaskenschicht wird das Halbleitersubstrat 1 in die in Fig. 2 dargestellte Abscheidekammer I eingeführt, in der durch beispielsweise eine plasma-unterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) eine Deckschicht 2 aus beispielsweise Kohlenwasserstoffen der Zusammensetzung CxHy abgeschieden wird. Die Deckschicht 2 bedeckt entweder das Substrat 1 selbst, beispielsweise ein Siliziumsubstrat, oder eine auf diesem angeordnete zu strukturierende Schicht 1a aus beispielsweise Siliziumdioxid. Es wird eine kohlenstoffhaltige Deckschicht abgeschieden, indem beispielsweise chemische Verbindungen wie CH4, C2H6, C2H4, C2H2, C3H6 usw. in der Gasphase an das erhitzte Substrat 1 herangeführt werden. Es entsteht eine kohlenwasserstoffhaltige Deckschicht 2, die typischerweise noch einen Wasserstoffgehalt von 15% besitzt. Aufgrund dieses Wasserstoffgehalts beträgt die Dichte der abgeschiedenen Deckschicht lediglich zwischen 1,4 und 1,7 g/cm3; der Elastizitätsmodul dieser Schicht ist typischerweise kleiner als 50 Gigapascal. Die Deckschicht 2 ist noch nicht ausreichend hart und ätzresistent, um als Hartmaske zur Strukturierung der darunterliegenden Schicht 1a oder des Substrats 1 eingesetzt zu werden. Zur erfindungsgemäßen nachträglichen Härtung wird das Substrat 1 in eine Plasma- Immersionskammer II eingebracht, in der eine hohe Dosis von Kohlenstoffionen und/oder Stickstoffionen aus dem Plasma in die Deckschicht 2 des Halbleitersubstrats 1 implantiert wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Implantationen, die lediglich zur Einbringung von Dotierstoffen in geringer Konzentration von höchstens etwa 1016 Atomen pro Kubikzentimeter dienen, ist erfindungsgemäß die Dosis eingebrachten Kohlenstoffs oder Stickstoffs so hoch, daß das kohlenstoffhaltige Material der Deckschicht 2 wesentlich verdichtet wird, wodurch beispielsweise im Falle einer Kohlenstoffimplantation sp2-Bindungen von Graphitbereichen der Schicht gebrochen und in sp3- Bindungen umgewandelt werden und der wesentlich härtere Diamant entsteht. Die Menge eingebrachten Kohlenstoffs (oder Stickstoffs) ist so groß, daß ein wesentlicher Anteil von vorzugsweise zwischen 10 und 50% des Kohlenstoffs der in Fig. 2 abgeschiedenen Schicht in Diamant oder in Kohlenstoffnitride der Zusammensetzung CxNy umgewandelt wird. Dadurch wird die Dichte der Deckschicht deutlich erhöht und die Deckschicht 2 sowohl härter als auch resistenter gegen übliche Ätzmittel, die in der Halbleiterfertigung etwa im Rahmen einer Trockenätzung eingesetzt werden.
  • Vorzugsweise wird die Implantationsenergie in Abhängigkeit von der Schichtdicke der abgeschiedenen Deckschicht 2 so gewählt, daß die maximale Konzentration an Diamant oder Kohlenstoffnitriden entweder in der Mitte der Deckschicht 2 oder unterhalb der Schichtdickenmitte in Richtung zur Grenzfläche 5, an die entweder das Substrat 1 oder die zu strukturierende Schicht 1a angrenzt, eingebracht wird. Dies ist vorteilhaft, weil die hohe Dichte und damit hohe Härte und Ätzresistenz der Maskenschicht 2 in der unteren, dem Substrat 1 zugewandten Hälfte der Schichtdicke d eine besonders hohe Maßhaltigkeit des Ätzvorgangs garantiert, wodurch laterale Ätzstrukturen weitgehend unverzerrt auf die nächst tiefergelegene zu strukturierende Schicht 1a übertragen werden.
  • Die gemäß Fig. 3 gefertigte Deckschicht 2 erhöhter Ätzresistenz kann gemäß den Fig. 4 bis 7 zum Strukturieren beispielsweise der Schicht 1a verwendet werden. Dazu wird die gehärtete, nun weitgehend aus Diamant oder Kohlenstoffnitriden bestehende Deckschicht 2 mit einer Maskenschicht auf einem Lack bedeckt, der lithographisch strukturiert wird und nach seiner Strukturierung die Ätzmaske 3 für die Ätzung der Hartmaske bildet. Gemäß Fig. 5 wird die Struktur der Lackmaske 3 durch eine Trockenätzung, vorzugsweise durch reaktives Ionenätzen (RIE) auf die gehärtete Hartmaske 2 übertragen. Die Lackmaske 3 wird entfernt und die in Fig. 6 dargestellte Struktur mit der strukturierten Hartmaske 2 verwendet, um die Schicht 1a des Halbleitersubstrats zu strukturieren. Dazu wird gemäß Fig. 7 eine Trockenätzung, wiederum vorzugsweise durch reaktives Ionenätzen, durchgeführt, bei der die strukturierte Deckschicht 2 als Hartmaske dient. Die Ätzprozesse in den Fig. 5 und 7 sind jeweils anisotrop in Richtung senkrecht zur Oberfläche des Halbleitersubstrats 1.
  • Die Abmessungen, insbesondere die Schichtdicken in den Fig. 1 bis 7 sind nicht maßstäblich dargestellt. In der Praxis werden die zu strukturierende Schicht 1a und die Lackschicht 3 wesentlich dicker sein als die als Hartmaske 2 eingesetzte Deckschicht, die typischerweise eine Dicke zwischen 10 und 100 nm besitzt. Aufgrund der hohen Ätzresistenz der weitgehend aus Diamant oder Kohlenstoffnitriden bestehenden Hartmaskenschicht 2 können selbst bei geringer Schichtdicke der Hartmaske darunterliegende Schichten 1a von mehreren Mikrometern bei gleichzeitig hoher Maßhaltigkeit der lithographischen Strukturierung geätzt werden. Die Ätzresistenz der gehärteten Deckschicht 2, die eine laterale Ätzung durch beispielsweise gängige Ätzchemikalien auf Halogenbasis verhindert, ermöglicht die Übertragung kleinster Strukturen zwischen 50 und 100 nm und die Verwendung dünner Lackschichten von weniger als 300 nm Schichtdicke. Die gehärtete Diamant- oder Kohlenstoffnitrid-Maske eignet sich für lithographische Belichtungen im UV-Bereich, vorzugsweise bei 193 oder 157 nm. Zudem kann die kohlenstoffhaltige Hartmaske mit einem sauerstoffhaltigen Rückätzprozeß zum Entfernen der Lackmaske mit entfernt werden. Nicht zuletzt die Verwendung herkömmlicher Implantationsanlagen ermöglicht eine kostensparende Herstellung hochresistenter Ätzmasken in der Halbleiterfertigung.
  • Fig. 8 zeigt tabellarisch typische Werte der Dichte und des Elastizitätsmoduls der Deckschicht im Falle eines herkömmlichen Verfahrens und im Falle zweier erfindungsgemäßer Ausführungsformen. Ferner sind für die erfindungsgemäßen Ausführungsformen typische Dotierungen und Implantationsenergien angegeben. Bei einem herkömmlichen Verfahren zur Ausbildung einer kohlenstoffhaltigen Deckschicht werden überwiegend Kohlenwasserstoffe, beispielsweise der Zusammensetzung CxHy gebildet, die typischerweise zu einer Dichte der Deckschicht zwischen 1,4 und 1,7 g/cm3 führen. Der Elastizitätsmodul E solch einer kohlenwasserstoffhaltigen Schicht beträgt typischerweise zwischen 20 und 60 GPa.
  • Durch die erfindungsgemäß durchgeführte Implantation, beispielsweise im Falle von implantiertem Kohlenstoff, wird der Kohlenwasserstoff der Deckschicht 2 in Diamant Cd umgewandelt, der aufgrund seiner hohen Dichte zu einer Deckschichtdichte p zwischen 2,5 und 3,51 g/cm3 führt. Auch im Fall einer Stickstoffimplantation kann ein ähnlicher Dichtebereich erzielt werden. Der gegenüber dieser Verdichtung für die Halbleiterfertigung bedeutendere Effekt ist die Steigerung der Härte, d. h. des Elastizitätsmoduls der Deckschicht 2. Diese Steigerung der Härte ist je nachdem, ob Kohlenstoff oder Stickstoff implantiert wird, unterschiedlich stark ausgeprägt. Im Falle einer Umwandlung in Diamant kann der Elastizitätsmodul der Deckschicht 2 zwischen 150 und 1140 GPa betragen. Im Falle einer Nitridierung wird der Elastizitätsmodul der Deckschicht auf zwischen 80 und 500 GPa erhöht. Um demgegenüber höhere Härten der Deckschicht zu erzielen, kann eine geringe Menge an Kohlenstoff allein oder zusätzlich zu Stickstoff implantiert werden.
  • Eine mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens verdichtete und gehärtete Deckschicht 2 läßt sich auch zu anderen Zwecken, etwa zur Oberflächenhärtung, zur Herstellung von Hochtemperatur-Halbleiterbauelementen auf Diamantbasis oder zur Herstellung von Diamantschichten oder Kohlenstoffnitridschichten zu anderen Zwecken verwenden. Bezugszeichenliste 1 Halbleitersubstrat
    1a zu strukturierende Schicht
    2 Deckschicht
    3 Lackmaske
    4 kohlenstoff- oder stickstoffhaltige Gasphase
    5 Grenzfläche

Claims (16)

1. Verfahren zur Ausbildung einer Deckschicht auf einem Substrat, wobei ein Abscheidungsprozeß durchgeführt wird, bei dem auf einem Substrat (I) eine Deckschicht (2), die überwiegend aus einem kohlenstoffhaltigen Material besteht, abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Abscheidung der Deckschicht (2) eine Ionenimplantation durchgeführt wird, bei der ionisierter Kohlenstoff (4) oder ionisierter Stickstoff (4) in das kohlenstoffhaltige Material implantiert wird und kohlenstoffhaltiges Material in Diamant oder in ein Kohlenstoffnitrid der Zusammensetzung CxNy umgewandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ionisierte Kohlenstoff (4) oder Stickstoff (4) in einer Menge, die zwischen 10 und 50% des Kohlenstoffgehalts der abgeschiedenen Deckschicht (2) entspricht, in die Deckschicht (2) implantiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte der kohlenstoffhaltigen Deckschicht (2) durch die Menge implantierten Kohlenstoffs (4) oder Stickstoffs (4) auf über 2,5 g/cm3 erhöht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ionisierter Kohlenstoff (4) implantiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß so viel Kohlenstoff (4) implantiert wird, daß der Elastizitätsmodul der Deckschicht (2) auf über 500 GPa erhöht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ionisierter Stickstoff (4) implantiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß so viel Stickstoff (4) implantiert wird, daß der Elastizitätsmodul der Deckschicht (2) auf über 80 Gigapascal erhöht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (2) durch eine chemische Gasphasenabscheidung, vorzugsweise durch eine plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung abgeschieden wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Deckschicht (2) abgeschieden wird, die vor der Durchführung der Ionenimplantation mindestens 75% Kohlenstoff enthält.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Deckschicht (2) abgeschieden wird, deren kohlenstoffhaltiges Material amorph ist und überwiegend aus Kohlenwasserstoffen besteht.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Implantationsenergie so gewählt wird, daß die Deckschicht (2) ihre größte Dichte zwischen der Mitte ihrer Schichtdicke (d) und der Grenzfläche (5) zum Substrat (1) erreicht.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (1) ein Halbleitersubstrat ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die in Diamant oder in ein Kohlenstoffnitrid umgewandelte Deckschicht (2) strukturiert wird und als Hartmaske hoher Ätzresistenz für eine nachfolgende Ätzung verwendet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die als Hartmaske eingesetzte Deckschicht (2) mit Hilfe einer lithographisch strukturierten Lackmaske (3) strukturiert wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat (1) eine zu strukturierende Schicht (1a) aufweist, die mit Hilfe der Deckschicht (2) als Hartmaske strukturiert wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die kohlenstoffhaltige Deckschicht (2) in einer Kammer (I) für eine chemische Gasphasenabscheidung auf das Substrat (1) aufgebracht wird und daß das Substrat (I) danach in eine Plasma-Immersionskammer (II) überführt wird, in der die Deckschicht (2) durch eine Ionenimplantation gehärtet wird.
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