DE19752218A1 - Verfahren zur Adhäsionsvermeidung an einer Halbleiteroberfläche, Halbleiterwafer und mikromechanische Struktur - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermei­ dung von Adhäsion an einer Halbleiteroberfläche bzw. zwischen zwei sich mit Abstand gegenüberliegenden Halbleiteroberflä­ chen. Sie betrifft auch einen Halbleiterwafer und eine mikro­ mechanische Struktur.

In modernen, auf der Siliziumtechnologie beruhenden Sensoren und Aktuatoren besteht häufig das Problem, daß sich Silizium­ oberflächen (eventuell auch in oxidierter Form) berühren und dann aneinander haften bleiben. Dies führt zur Funktionsunfä­ higkeit und ist unerwünscht und oft gefährlich. Beispielswei­ se sind Beschleunigungssensoren bekannt, die in Fahrzeuge zur Ermittlung der Fahrzeugverzögerung bei einem Unfall eingebaut sind, wobei das Sensorsignal nach entsprechender Auswertung für die Auslösung des Airbag-Systems oder für die Betätigung eines Gurtstraffers herangezogen werden kann.

Wenn ein Bestandteil dieses Sensors, der sich bei einer Ver­ zögerung bewegen soll, auf unerwünschte Weise an einer Siliziumoberfläche innerhalb des Sensors haften bleibt, so ist die Funktionsfähigkeit des Airbag-Systems bzw. des Gurt­ straffersystems nicht mehr gewährleistet.

Eine bekannte Methode zur Vermeidung des Haftens besteht dar­ in, die Oberflächen mikroskopisch oder makroskopisch aufzu­ rauhen oder durch geeignete Spitzen zu strukturieren.

Die Anwendung von Spitzen, um die unerwünschte Adhäsion zu vermeiden, ist in dem Aufsatz "Adhäsion mikromechanischer Strukturen" von Dr. Markus Biebl, Phys. Bl. 52 (1996) Nr. 10 auf den Seiten 1010 bis 1012 beschrieben. Bei diesem Vor­ schlag wird zunächst auf einem Siliziumsubstrat eine Opfer­ schicht aus Siliziumdioxid gebildet, in der anschließend Löcher erzeugt werden, auf welche dann eine weitere Schicht aus polykristallinem Silizium aufgewachsen wird. Diese Schicht erstreckt sich durch die Löcher in der Opferschicht hindurch und verbindet sich in diesen Bereichen mit dem Siliziumsubstrat. Die Löcher definieren somit die Ankerberei­ che, an denen die Schicht aus polykristallinem Silizium mit dem Siliziumsubstrat verbunden ist. Die mikromechanische Struktur wird anschließend durch lithographische Verfahren in der polykristallinen Siliziumschicht ausgebildet. Die Opfer­ schicht wird dann durch ein Ätzverfahren unterhalb der struk­ turierten polykristallinen Siliziumschicht entfernt. Hier­ durch können freistehende mikromechanische Strukturen in der polykristallinen Siliziumschicht erzeugt werden.

Wie im Aufsatz nachzulesen ist, wird die Struktur nach dem Freiätzen mit deionisiertem Wasser gespült, um Säurereste und Ätzresiduen zu entfernen. Bei Strukturen, die flexibel sind, besteht die Gefahr, daß sie in einer ersten Phase während des Abtropfens der Flüssigkeit durch die großen Kapillarkräfte in Richtung zum Substrat hin ausgelenkt werden, wonach bei sin­ kendem Abstand der beiden Oberflächen der Einfluß kurzreich­ weitiger Kräfte wie der Van-der-Waals-Kraft oder elektrosta­ tischer Kräfte aufgrund von Ladungen auf den Schichten an­ wächst und zu der unerwünschten Adhäsion zwischen Bereichen der freigeätzten Struktur und dem Substrat führt. Es können sich anschließend auch Wasserstoffbrücken zwischen Hydroxyl­ gruppen auf beiden Oberflächen bilden, wodurch relativ hohe adhäsive Kräfte erzeugt werden, die durch die elastische Rückstellkraft der flexiblen Struktur nicht ohne weiteres überwunden werden können.

Nach der dort vorgeschlagenen Lösung werden in der Struktur­ schicht in regelmäßigen Abständen Löcher vorgesehen, die gleichzeitig mit der Strukturierung der mikromechanischen Elemente hergestellt werden. Die Strukturen werden nun zum großen Teil durch diese Löcher hindurch unterätzt, wobei die Ätzdauer so eingestellt wird, daß die Oxidschicht nicht voll­ ständig weggeätzt wird, sondern kleine Oxidspitzen auf dem Substrat im Bereich unterhalb der Mitte zwischen mehreren be­ nachbarten Löchern verbleiben. Die Höhe dieser Spitzen wird durch entsprechende Einstellungen der Ätzbedingungen so ge­ wählt, daß die Unterseite der Strukturschicht bei Berührung mit den Spitzen eine Entfernung vom Substrat einhalten muß, die ausreicht, um die adhäsiven Kräfte wesentlich herabzuset­ zen und Adhäsion zu vermeiden.

Dieses Verfahren ist zwar interessant, aber schwierig zu rea­ lisieren. Einerseits ist es schwierig, während des Unter­ ätzens der Strukturschicht solche Oxidspitzen dort vorzuse­ hen, wo die Gefahr der Adhäsion besteht, da die entsprechende Strukturierung der Strukturschicht an diesen Stellen den Zu­ gang des Ätzmittels erleichtert, so daß nicht ohne weiteres sichergestellt werden kann, daß die Oxidspitzen dort entste­ hen, wo man sie wirklich braucht. Andererseits ist es schwie­ rig, die Dauer des Ätzverfahrens so einzustellen, daß die Spitzen in der erwünschten Größe entstehen. Entweder werden sie zu kurz und erfüllen dann nicht mehr den vorgeschriebenen Zweck, oder sie werden zu groß und verhindern dann die freie Beweglichkeit der unterätzten Strukturen.

Im genannten Aufsatz wird auch erklärt, wie man sonst bei dem Aufbau von Mikrostrukturen durch das Wegätzen einer Opfer­ schicht vorgeht, um die Adhäsion der freistehenden Elemente zu vermeiden. Einerseits wird ein Sublimationsverfahren be­ schrieben, bei dem die Spülflüssigkeit nach dem Freiätzen der Struktur durch eine geschmolzene Chemikalie wie z. B. Dichlor­ benzol ersetzt wird. Es wird zum Ausdruck gebracht, daß dann, wenn man die Temperatur unter 53°C senkt, diese Verbindung erstarrt und damit das freigeätzte, mikromechanische Element fixiert wird. Die Probe wird anschließend in einem Behälter angeordnet, und der Druck wird verringert, so daß das Dichlorbenzol sublimiert und damit das unterätzte mikromecha­ nische Element befreit, ohne daß dieses durch die Austrock­ nung einer Flüssigkeit an das Substrat herangezogen wird.

Auch ist von einem kritischen Punktverfahren die Rede, bei dem die Spülflüssigkeit durch beispielsweise flüssiges Koh­ lendioxid ersetzt wird. Bei Erhöhung der Temperatur über 31°C und des Drucks über 24 bar wird der kritische Punkt von Koh­ lendioxid überschritten. Dieses geht schlagartig in einen Gaszustand über und verhindert auf diese Weise die Adhäsion der mikromechanischen Struktur.

Mikromechanische Strukturen werden aber nicht nur durch das Freiätzen einer Strukturschicht erzeugt, sondern es besteht durchaus auch die Möglichkeit, solche mikromechanischen Strukturen durch Wafer-Bonding zu erzeugen. Bei diesem Ver­ fahren werden ein oder zwei oder häufig auch mehrere einzelne, strukturierte Wafer durch Wafer-Bonding miteinander ver­ bunden, um auf diese Weise eine mikromechanische Struktur zu erreichen. Auch wenn es möglich wäre, Spitzen zu verwenden, um Adhäsion bei solchen Strukturen zu vermeiden, stellt diese eine wesentliche Komplikation dar, die nicht wünschenswert erscheint.

Auch müssen Siliziumteile häufig nach einer Antihaftbehand­ lung ausgeheizt werden, und zwar häufig bei Temperaturen bis ca. 600°C oder höher, bei denen die Antihaftmaßnahmen noch wirksam bleiben müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives Verfahren vorzusehen, bei dem Siliziumoberflächen ohne die Anwendung von Spitzen gegen Adhäsion geschützt werden können, wobei das Verfahren sowohl bei freigeätzten Strukturen als auch insbesondere bei Strukturen, die mittels Wafer-Bonding hergestellt werden, preisgünstig anwendbar und kompatibel mit der üblichen Halbleiterfertigungsumgebung sein soll. Des wei­ teren soll mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein gegen Ad­ häsion geschützter Halbleiterwafer sowie eine gegen Adhäsion geschützte mikromechanische Struktur geschaffen werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung verfah­ rensmäßig so vorgegangen, daß die Halbleiteroberfläche bzw. mindestens eine der sich gegenüberliegenden Halbleiterober­ flächen, bei der bzw. bei denen Adhäsion zu befürchten ist, mit einem fluorhaltigen bzw. fluor- und sauerstoffhaltigen Plasma zur Bildung einer fluorgesättigten Oberfläche behan­ delt wird. Es handelt sich bei der behandelten Halbleiter­ oberfläche vor allem um eine Siliziumoberfläche. Dennoch kann auch bei anderen Halbleiterelementen eine fluorgesättigte Oberfläche vorgesehen werden, um ebenfalls Adhäsion bei sol­ chen Halbleitern zu vermeiden.

Besonders bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens gehen aus den Unteransprüchen 3 bis 6 hervor. Der Halbleiterwafer der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 7 definiert, und die erfindungsgemäße mikromechanische Struktur ist Gegenstand von Anspruch 8.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von drei Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu­ tert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht einer Halbleiter­ struktur, die eine Zwischenstufe bei der Herstel­ lung eines beweglichen Fingerelements darstellt,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Struktur von Fig. 1, bei der das Fingerelement selbst erkennbar ist,

Fig. 3 die Behandlung der Struktur von Fig. 1 in einer Plasmabehandlungseinrichtung,

Fig. 4 eine Skizzenserie zur Darstellung von einer Mög­ lichkeit zur Herstellung der Struktur von Fig. 2 durch das Wafer-Bonding-Verfahren, und

Fig. 5 Skizzen, die eine mögliche Abwandlung des Verfah­ rens nach Fig. 4 darstellen.

Fig. 1 zeigt zunächst ein Zwischenstadium bei der Herstel­ lung einer mikromechanischen Struktur 10. Fig. 1 zeigt näm­ lich ein Substrat 12 aus Silizium, worauf zunächst eine durchgehende Siliziumdioxidschicht 14 in an sich bekannter Weise aufgewachsen wird. Diese Opferschicht 14 wird dann durch Lithographie und Ätzverfahren stellenweise weggeätzt und dann in ebenfalls an sich bekannter Weise mit einer Schicht 16 aus polykristallinem Silizium abgedeckt. Die Stel­ len, an denen die Opferschicht 14 vollständig bis zum Substrat weggeätzt wurde, bilden Ankerbereiche 18, an denen die polykristalline Siliziumschicht 16 am Substrat 12 veran­ kert ist.

Nach Bildung der Struktur gemäß Fig. 1 kann auch die poly­ kristalline Siliziumschicht 16 durch Lithographie und Ätzen profiliert werden, um beispielsweise die Fingerstruktur 20 gemäß Fig. 2 zu erzeugen, wobei diese Fingerstruktur durch Ausbildung eines entsprechenden Fensters 22 in der Schicht 16 definiert wird. Durch das Fenster 22 kann das Fingerelement 20 unterätzt werden, d. h. die gesamte Opferschicht 14 der Fig. 1 wird entfernt.

Durch die gebrochenen Seitenkanten in den Fig. 1 und 2 wird zum Ausdruck gebracht, daß es sich hier eigentlich nur um einen Teil einer mikromechanischen Struktur handelt. Übli­ cherweise werden mehrere, zum Teil unterschiedliche Struktu­ ren nebeneinander auf einem Chip oder Wafer hergestellt.

Um zu verhindern, daß bei der Struktur von Fig. 2 das Fin­ gerelement 20 an seinem Kopfende 24 an der darunterliegenden Substratoberfläche 26 haftet, wird die gesamte Struktur 10 in einer Plasmabehandlungskammer 28 angeordnet und bei Unter­ druck mit einer Plasmabehandlungseinrichtung 30 behandelt. Das Behandlungsgas, in diesem Fall eine Mischung aus CF₄ und O₂, wird durch den Stutzen 32 in die Kammer eingeführt, wie es durch den Pfeil 34 schematisch dargestellt ist.

Die Erfindung ist keineswegs auf die Benutzung von CF₄ und O₂ beschränkt. Im Prinzip kann jedes Gas verwendet werden, das Fluor enthält und sich für Anwendungen in einem Gasplasma eignet, wobei Chemikalien zu bevorzugen sind, die kompatibel mit der Halbleiterfertigung sind.

Bei dieser Behandlung, die nur wenige Minuten dauert, wird durch die Anwendung eines fluor- und sauerstoffhaltigen Gases für die Unterdruckatmosphäre der Plasmakammer auf allen frei­ gelegten Oberflächen der mikromechanischen Struktur 10, d. h. auch an der Oberfläche 26 und unterhalb des Fingerelements 20, eine mit Fluor gesättigte Oberfläche gebildet. Es ist er­ findungsgemäß festgestellt worden, daß bei solchen fluorge­ sättigten Oberflächen das Problem der Adhäsion nicht mehr auftreten kann. Sollen bestimmte Oberflächenbereiche der mikromechanischen Struktur nicht mit Fluor gesättigt werden, beispielsweise weil sie in einer späteren Verfahrensstufe mit weiteren Schichten überwachsen oder gebondet werden sollen, so können diese Oberflächen vor Einführung in die Plasmabe­ handlungskammer mit einer entsprechenden Maske abgedeckt wer­ den, die nach der Plasmabehandlung wieder weggeätzt wird, so daß reine Oberflächen für das nachfolgende Verfahren bzw. die nachfolgenden Verfahrensstufen vorliegen.

Bei der Mikrostruktur gemäß Fig. 2 wurde die Struktur sozu­ sagen zunächst fertiggestellt und erst danach, zumindest in den kritischen Bereichen, behandelt, um Adhäsion zu vermei­ den. Es besteht aber auch die Möglichkeit, solche mikromecha­ nischen Strukturen durch Wafer-Bonding herzustellen, bei dem die einzelnen Wafer aneinander gebondet werden. Es ist zwar auch bei diesem Verfahren durchaus möglich, die fertigge­ stellte Struktur oder bereits aneinander gebondete Wafer, die zwar selbst keine fertige Struktur darstellen, jedoch an­ schließend behandelt werden, entsprechend der Vorgehensweise gemäß den Fig. 2 und 3 gegen Adhäsion zu schützen. Es ist aber auch möglich, die einzelnen Wafer getrennt zu behandeln und erst dann zu einer fertigen Struktur zusammenzusetzen.

Eine mögliche Vorgehensweise dieser Art ist in Fig. 4 sche­ matisch dargestellt, wobei für die Darstellung Wafer gezeigt sind, die zur Bildung der Struktur gemäß Fig. 2 durch Wafer-Bon­ ding verwendet werden können.

Auf der rechten Seite in Fig. 4A ist der erste Wafer in Form des Substrats 12 gezeigt, der eine Maske 40 von quadratischer Gestalt mit einem quadratischen Fenster 42 aufweist. Im Be­ reich des Fensters 42 liegt somit die Oberfläche 26 des Substrats 12 frei.

Auf der linken Seite in Fig. 4A ist ein zweiter Wafer zu er­ kennen, der aus Silizium besteht und der Schicht 16 der Aus­ führung von Fig. 2 entspricht. Der Wafer 16 ist bereits vollständig profiliert, d. h. weist bereits das Fingerelement 20 sowie das Fenster 22 auf.

Da eine Fluorsättigung in den Ankerbereichen 18 unerwünscht ist, ist auch der Randbereich des quadratischen Wafers 16 von Fig. 4A mit einer Maske 44 abgedeckt. Dagegen sind die Ober­ fläche der Fingerstruktur und die Unterseite des Fingerele­ ments sowie gewisse Randbereiche des Fensters 22 nicht mit einer Maske versehen, so daß dort bei der anschließenden Plasmabehandlung eine fluorgesättigte Oberfläche ausgebildet werden kann.

Die Pfeile 46 und 48 zeigen schematisch die Einbringung der beiden Wafer in die Plasmabehandlungskammer 28 von Fig. 4B, wobei diese Kammer hier lediglich als Block dargestellt ist. Die beiden Wafer 12 und 16 werden in der Kammer 28 an allen Flächen mit dem fluor- und sauerstoffhaltigen Gas behandelt und es bildet sich an allen Flächen eine Fluorsättigung der Oberfläche. An den maskierten Bereichen wird anschließend jedoch durch ein selektives Ätzverfahren die Maske entfernt, so daß in den maskierten Bereichen eine reine Oberfläche ent­ steht.

Nach entsprechender Vorbehandlung, um beispielsweise hydro­ phobe oder hydrophile Oberflächen in diesen Bereichen zu er­ zeugen oder die Oberflächen gründlich zu reinigen, werden die beiden Wafer 12 und 16 durch ein Wafer-Bonding-Verfahren an­ einander gebondet, wodurch die fertige Struktur gemäß Fig. 4D entsteht. Der Bereich 26 der Oberfläche des Substrates 12 und der Bereich um das Fingerelement 20 herum sowie auf der oberen Fläche des Wafers 16 weisen noch die Fluorsättigung auf, so daß eine Haftung zwischen dem Fingerelement 20 und der Oberfläche 26 des Substrats 12 oder eine Haftung des Fin­ gerelements an einer darüberliegenden Struktur, falls eine solche vorgesehen wird, ausgeschlossen bleibt.

Obwohl gemäß Fig. 4 beide Wafer 12 und 16 mit dem fluor- und sauerstoffhaltigen Plasma behandelt wurden, ist dies nicht unbedingt notwendig. Es würde bei der dort gezeigten Struktur ausreichen, beispielsweise lediglich das Substrat 12 oder le­ diglich den Wafer 16 mit dem Plasma zu behandeln.

Üblicherweise werden nicht nur zwei, sondern durchaus auch mehrere verschiedene Wafer zu einer fertigen Struktur zusam­ mengebondet. Beispielsweise könnte ein dritter Wafer (nicht gezeigt) mit einer quadratischen Vertiefung in der Unterseite auf die Struktur der Fig. 4D gebondet werden, so daß sich das Fingerelement 20 in einer allseits geschlossenen Kammer befindet und nach oben oder nach unten ausgelenkt werden kann (bei der waagerechten Anordnung gemäß Fig. 4D). In diesem Fall sollte die Oberfläche des zweiten Wafers 16 im Randbe­ reich um das Fenster 22 herum nicht mit Fluor gesättigt sein, so daß auch hier eine entsprechende Maske gegebenenfalls an­ zuwenden wäre. Die Sättigung sollte deshalb nicht erfolgen, weil der Randbereich 16 um das Fenster 22 herum bei Anwendung eines dritten Wafers einen Ankerbereich zu diesem dritten Wafer darstellen würde.

Fig. 5 zeigt eine zu dem Verfahren gemäß Fig. 4 alternative Vorgehensweise, wobei hier davon ausgegangen wird, daß ledig­ lich das Substrat 12 behandelt wird, um eine fluorgesättigte Fläche 26 zu erzeugen.

Bei dieser Verfahrensweise wird das Substrat in Form eines ersten Wafers 12 gemäß Fig. 5A, wie durch den Pfeil 60 dar­ gestellt, in die Plasmabehandlungskammer 28 eingeführt und voll flächig mit einem fluor- und sauerstoffhaltigen Plasma behandelt, damit eine vollflächige Fluorsättigung erreicht wird. Danach wird im mittleren Bereich des Substrats 12 ent­ sprechend der Fläche 26 eine Maske 62 aufgebracht, wobei die­ ser Verfahrensschritt durch den Pfeil 64 schematisch darge­ stellt ist. Danach wird der mit der Maske 62 versehene Wafer 12 einem Ätzverfahren unterzogen, wodurch der Wafer im Rand­ bereich um die Fläche 26 herum teilweise weggeätzt und die fluorgesättigte Oberfläche in diesem Bereich entfernt wird.

Danach wird, wie durch den Pfeil 66 angedeutet, die Maske im mittleren Bereich des Wafers 12 entfernt, wodurch die fluor­ gesättigte Oberfläche im Bereich 26 freigelegt wird. Danach wird der Wafer 12 beispielsweise entsprechend den Pfeilen 54 und 56 in Fig. 4 durch Wafer-Bonding mit einem weiteren Wafer 16 zu der fertigen Struktur gemäß Fig. 4 zusammenge­ bondet.

Obwohl in Fig. 5 nicht gezeigt, wäre es durchaus auch mög­ lich, den Wafer 16 vollflächig zu behandeln und durch ent­ sprechende Maskierung und Ätzverfahren dafür zu sorgen, daß die fluorgesättigte Oberfläche nur an den erwünschten Berei­ chen vorliegt, beispielsweise unterhalb des Fingerelements 20. Dieser Schritt ist jedoch in Fig. 5 nicht gezeigt und auch nicht zwingend erforderlich, da es ausreicht, wenn eine der Oberflächen, an denen es zu Adhäsion kommen kann, mit der Fluorsättigung versehen wird.

Wichtig bei der vorliegenden Erfindung ist auch die Feststel­ lung, daß die fluorgesättigte Oberfläche es erlaubt, Sili­ ziumoberflächen so zu modifizieren, daß sie auch nach Aus­ heizschritten bei hohen Temperaturen (1000°C) nicht aneinan­ der haften. Die Antihafteigenschaft bleibt somit auch noch nach einer Ausheizung bei 1000°C erhalten.

Typische Plasmabehandlungen im Sinne der vorliegenden Erfin­ dung können beispielsweise mittels reaktivem Ionenätzen (RIE - Reactive Ion Etching) durchgeführt werden. Zusätzlich sind andere Plasmabehandlungsprozesse (wie ECR - Electron Cyclo­ tron Resonance, ICP - Inductive Coupled Plasma) geeignet. Wahrscheinlich können auch andere Plasmaprozesse verwendet werden. Der Arbeitsdruck in dem Reaktor und auch die Dauer der Behandlung werden dem gewählten Verfahren entsprechend festgelegt.

Im allgemeinen werden gemäß der Erfindung RIE-Behandlungen aus Kostengründen (Kosten der Anlage), insbesondere aber we­ gen ihrer allgemeinen Verfügbarkeit, bevorzugt. Für die in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ausgeführten Ex­ perimente wurde beispielsweise eine Produktionsanlage Alcatel MCM 200 verwendet. Zusätzlich wurde für die Einzelbearbeitung der Wafer Gebrauch von anderen Anlagen gemacht, nämlich von einer Anlage Oxford Plasmalab 100 und einer Sentech Plasma­ ätzanlage. Typische Parameter für die Behandlung in CF₄- oder CF₄/O₂-Plasmen umfaßten Drücke von 100 Pa bei einer Leistung (HF-Leistung) von 80 W. Für die Behandlung in SF₆-Plasmen wurden demgegenüber niedrigere Drücke (zwischen 1 Pa und 25 Pa - entsprechend der erforderlichen Leistung) verwendet. Die experimentellen Parameter, wie Druck, Leistung usw. sind in jedem Fall variierbar und hängen im wesentlichen von den vorhandenen gerätetechnischen und prinzipiellen technologi­ schen Voraussetzungen ab. In jedem Fall erzeugt die Behand­ lung in einem reinen Fluorplasma hydrophobe Oberflächen. Die Zugabe von Sauerstoff zu dem Ätzgas führt dann zu einem Über­ gang zu hydrophilen, d. h. bondbaren Oberflächen. Diese werden beispielsweise erreicht, wenn Mischungsraten von CF₄ : O₂ = 30 : 10 oder SF₆ : O₂ = 60 : 14 gewählt werden. Die Dauer der Behandlungen liegt dann im Bereich von 1 bis 10 Mi­ nuten (sowohl für die Behandlung im Fluorplasma als auch in den Mischungen mit Sauerstoff).

Claims (8)

1. Verfahren zur Vermeidung von Adhäsion an einer Halblei­ teroberfläche bzw. zwischen zwei sich mit Abstand gegen­ überliegenden Halbleiteroberflächen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halbleiteroberfläche bzw. mindestens eine der sich gegenüberliegenden Halbleiteroberflächen mit einem fluorhaltigen bzw. fluor- und sauerstoffhalti­ gem Plasma zur Bildung einer fluorgesättigten Oberfläche behandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der behandelten Halbleiteroberfläche um eine Siliziumoberfläche handelt.

3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine mikromechanische Struktur behandelt wird, bei­ spielsweise mit einer die mikromechanische Struktur de­ finierenden Schicht aus einem ersten Halbleiter, die an einem Ankerbereich oder an mehreren Ankerbereichen eine mechanische Verbindung zu einem Substrat aufweist, jedoch außerhalb dieses Ankerbereichs oder dieser Anker­ bereiche vom Substrat beabstandet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach der Herstellung der mikromechanischen Struktur die freiliegende Substratoberfläche und/oder die der Substratoberfläche gegenüberliegende, freilie­ gende Oberfläche des Halbleiters mit dem fluorhaltigen bzw. fluor- und sauerstoffhaltigen Plasma behandelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem eine mikromechanische Struktur durch ein Wafer-Bonding-Ver­ fahren erzeugt wird, indem aus einem Halbleitermate­ rial ein erster Wafer gefertigt wird, der entsprechend der erwünschten Struktur profiliert ist und an einem zweiten, das Substrat bildenden Wafer an einem Ankerbe­ reich oder an mehreren Ankerbereichen durch Wafer-Bon­ ding befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wafer und/oder der zweite Wafer außerhalb des An­ kerbereichs bzw. der Ankerbereiche vor dem Durchführen des Wafer-Bonding-Verfahrens mit dem fluor- bzw. fluor- und sauerstoffhaltigen Plasma behandelt werden/wird, während der Ankerbereich bzw. die Ankerbereiche durch eine entsprechende Maske vor der Einwirkung des Plasmas geschützt ist bzw. sind, die vor dem Wafer-Bonding-Ver­ fahren gegebenenfalls durch ein selektives Ätzverfah­ ren, beispielsweise ein Trockenätzverfahren wie z. B. ein Plasmaätzverfahren, zur Freilegung des Ankerbereichs bzw. der Ankerbereiche für das Wafer-Bonding-Verfahren entfernt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem eine mikromechanische Struktur durch ein Wafer-Bonding-Ver­ fahren erzeugt wird, indem aus einem Halbleitermate­ rial ein erster Wafer gefertigt wird, der entsprechend der erwünschten Struktur profiliert ist und an einem zweiten, das Substrat bildenden Wafer an einem Ankerbe­ reich oder an mehreren Ankerbereichen durch Wafer-Bon­ ding befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wafer und/oder der zweite Wafer vollflächig mit dem fluorhaltigen bzw. fluor- und sauerstoffhaltigen Plasma behandelt werden/wird, daß die Bereiche um den Ankerbereich bzw. die Ankerbereiche herum an beiden Wafern mittels einer Maske abgedeckt werden, daß die fluorgesättigten, nicht maskierten Bereiche durch ein Ätzverfahren behandelt werden, um die fluorgesättigten Schichten dort abzutragen, und daß die Maske von den maskierten Bereichen entfernt wird und die Wafer im An­ kerbereich bzw. in den Ankerbereichen durch das Wafer-Bon­ ding-Verfahren aneinander gebondet werden.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Plasma um ein Gemisch aus CF₄ und O₂ handelt, das in einen Plasmazu­ stand versetzt wird.

7. Halbleiterwafer, insbesondere nach einem der vorherge­ henden Verfahren hergestellt, dadurch gekennzeichnet, daß er in mindestens einem Oberflächenbereich eine Fluorsättigung, d. h. eine mit Fluor gesättigte Oberflä­ che, aufweist.

8. Mikromechanische Struktur, insbesondere nach einem der vorhergehenden Verfahren hergestellt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie mindestens in einem Bereich, wo keine Adhäsion zwischen Flächenbereichen der Struktur er­ wünscht ist, eine mit Fluor gesättigte Oberfläche auf­ weist.