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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

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Publication number
DE19938072A1
DE19938072A1 DE1999138072 DE19938072A DE19938072A1 DE 19938072 A1 DE19938072 A1 DE 19938072A1 DE 1999138072 DE1999138072 DE 1999138072 DE 19938072 A DE19938072 A DE 19938072A DE 19938072 A1 DE19938072 A1 DE 19938072A1
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DE
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layer
structure
etch
resist
film
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Withdrawn
Application number
DE1999138072
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German (de)
Inventor
Peter Friedrichs
Reinhold Schoerner
Dethard Peters
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • G03F1/26Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof

Abstract

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.

Description

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 self-aligning the manufacture of second structures on a substrate having on its first surface of the first structures, wherein said second structures depending on the arrangement of the first structures are arranged, comprising the steps of at least: 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 chen in the predetermined preparation, 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 result. 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 method is particularly applicable to the manufacture of semiconductor devices, but it is just as well use in the manufacture 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 have in the manufacture of devices and, in particular semiconductor devices is of great importance, because one can thus transfer an existing one on the substrate structure precisely and true to the next. Solche Strukturen können z. Such structures can for. B. dielektrische, halbleitende oder metallische Dünnschichten oder implantierte Halbleitergebiete sein. be 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, it also allows higher precision, reproducibility and process secure unit.

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 frequently encountered in the manufacturing micro electro-nic, micromechanical and micro-optical components is the following: On the substrate is a first structure available. Im nächstfolgenden Prozeßschritt soll eine zweite Struktur eingeprägt oder aufgebracht werden. In the next process step, a second structure is to be embossed 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. but the second structure may just as well be the inverse of the first structure, 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 it is created between the structures of a gap or an overlap with a 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. In the prior art second, third and other structures are made by photolithography is often used with ent speaking masks in succession, 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. The position of the structures, however, agrees with each other by the alignment errors of the individual photolithography step be ie there are variations in the distance between the structures or in their overlap, 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. To guarantee minimum sizes of the gaps or overlaps, in the design of structures, such suspensions must be taken into account, which are detrimental to 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 other structural temperatures the deviations of the mutually-aligned 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, the problem for many applications can be solved only at great cost and time. 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. When Si-MOSFET serves z. B. das Poly-Si-Gate als Maske für die Implantation von Source und Drain. As the poly-Si gate as a mask for the implantation of source and drain. Weitere Verfahren, die z. Other procedures such. 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. B. D. Widmann, H. Mader, H. Friedrich, "integrated circuit technology", Springer-Verlag Berlin, Heidel berg, New York, 1988, 5. 31, pp 67 to 72 and S. 76 to 78 described are, are the lift-off method, technique, the spacer and the LOCOS method. 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, can be used differed Liche diffusion constants in doping of semiconductors for the self-aligning production of second structures from what 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, is described to June 2, 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 always the high technical effort that drives the manufacturing time and the manufacturing costs of the components in the air.

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 substrate first.

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 manufacture of structures on the surface of the substrate with infrared from the back of Halbleitersub carried strats forth. Dabei dient eine auf der Vorderseite des Substrats abgeschiedene Metallschicht als Blende bei der Be lichtung. In this case serves a deposited on the front side of the substrate metal layer as a screen in the Be clearing.

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 white, so that the self-aligned fabrication of structures is possible on the surface of a substrate with simple and inexpensive means, the structures precise and flexible ren with respect to 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 subclaims.

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 bounded 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 its 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, structured film. Diese strukturierte Dünn schicht kann insbesondere eine Metallisierung der Oberfläche des Substrats mit Öffnungen mit einer gegebenen Geometrie sein. This structured thin layer may be a metallization of the surface of the substrate with openings having a given geometry in particular. Auf das Substrat mit der strukturierten Dünnschicht wird ganz flächig eine lichtempfindliche Resistschicht auf gebracht. To the substrate with the patterned thin film a photosensitive resist layer is placed on 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 then does not occur as in the prior art from the side on which the photosensitive resist layer, but exposure is effected from the rear side 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 film 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 is carried out according to the usual prior Tech nik, wherein 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 The inventive method for self-aligning Her set of second structures on a substrate having on its first surface of the first structures, wherein said second structures depending on the arrangement of the first structures are arranged, comprising the steps of at least: 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 is changed in the predetermined ranges, removing the resist layer within the predetermined ranges, loading work of the surface of the substrate with the first structural temperatures in the predetermined ranges, so that give the second structures, is characterized in that in exposing the light passes first through the substrate and applies to closing on the resist layer, wherein the light has a wavelength at which the substrate is light transmissive and the first structures on the surface des Substrats licht undurchlässig sind. light of the substrate are opaque.

Unter Licht wird hier und im folgenden die elektromagnetische Strahlung in dem sichtbaren, infraroten und ultravioletten Spektralbereich verstanden. Of light the electromagnetic radiation is understood in the visible, infrared and ultraviolet spectral region, here and below. 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. The wavelength, preferably in semiconductors as the substrate chosen λ of the light so that the condition E gap <h × c / λ is satisfied, that is, the Ener energy of the photons is 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 particularly applicable to substrates having a band gap larger than 2.84 eV, suggesting ent a wavelength of about 436 nm. 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. For the exposure g line A band gap can thus called. From the Hg spectrum 436 nm are used with a vacuum wavelength λ vac =, as well as the h-line at 405nm and the i-line at 365 nm. In this size range z is. B. SiC der Polytypen 2H, 4H, 6H, 15R, 21R vor. B. SiC polytypes of 2H, 4H, 6H, 15R, 21R before.

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 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 F In a further preferred embodiment of the method, wherein the first structure comprises a first (patterned) layer thin and a second (structured) thin film and In planta functions of the first impurities into predetermined regions of the substrate includes, be prior to applying a resist layer on the surface of substrate, the steps latera les undercutting of the first thin film depending on 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 machining of the surface of the substrate with the first structural temperatures in the predetermined regions comprises implanting second F remdatomen. remdatomen.

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 to be surface of the substrate prior to the application, 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 is developers greatly reduced in Ent carried out, and the loading work of the surface of the substrate with the first structural temperatures in the predetermined areas includes 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 inventive method has the advantage that the Mas kierschicht in contrast to conventional lithography to the sub strate has ideal contact. Damit wird die Struktur der Mas kierschicht exakt auf den Lack übertragen. Thus the structure of the Mas is kierschicht accurately transferred 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 to an overlying resist mask can be transferred without any 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 paints with the ability to contrast reversal, 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. Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description will be made 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 superimposed structures on a substrate.

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

Fig. 3a bis 3d zeigen eine erste Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens. Fig. 3a to 3d show a first embodiment of the method according OF INVENTION dung.

Fig. 4a bis 4d zeigen eine zweite Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens. FIGS. 4a to 4d show a second embodiment of the method according OF INVENTION dung.

Fig. 5a und 5b ist jeweils eine photographische Darstellung einer Polysiliziumstruktur auf SiC mit bzw. ohne Resist schicht. FIGS. 5a and 5b each show 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. FIGS. 6a to 6c show a third embodiment of the method according OF INVENTION dung.

Fig. 7a bis 7g zeigen eine vierte Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens. Fig. 7a to 7g show a fourth embodiment of the method according OF INVENTION dung.

Fig. 8a bis 8f zeigen eine fünfte Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens. FIG. 8a to 8f show a fifth embodiment of the method according OF INVENTION dung.

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 two superimposed lie constricting structures are shown on a substrate 1 9 and 10 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 a predetermined area occupied on the substrate 1 by the first structure 9 of the geometric requirements for the first structure 9 and therefore depends on 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 is a Fen is left open edge 11 by the first structure 9, in which a plurality of islands 12, namely four smaller and a larger island are arranged. 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. It covers in the illustration shown in FIG. 1 but using in each case an edge region 13 is left free around the islands 12 of the first structure and at the edge of the window 11, in which the underlying in Wesent union the entire free area of the window 11, substrate 1 is visible.

In Fig. 1b ist ein ähnlicher Aufbau bei einem anderen Bauele ment gezeigt. In Fig. 1b, a similar structure in another Bauele 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 blank 11 on the surface of the substrate open ge 1, in which a plurality of islands 12 are arranged through the first structure 9 a window. 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 having at the edges of the islands 12 and the edge of the window 11 overlap 14 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 examples te structure is aligned with the first existing structure 9 10. Daher muß die Positionierung der zweiten Struk tur 10 sehr sorgfältig erfolgen, dh die Positionierung ist in Abhängigkeit von der gewünschten Genauigkeit u. Therefore, the positioning of the second structural must be done very carefully structure 10, ie the positioning is u in function of the desired accuracy. U. sehr aufwendig. U. very expensive. Bei einer weniger genauen Positionierung wird eventuell nicht das gleiche Maß z. In a less accurate positioning may not provide the same level z. B. der Breite oder der ver tikalen Ausdehnung des Randbereichs 13 bzw. der Überlappung 14 eingehalten. For example, the width or the ver tical extent of the edge region 13 or 14 of the overlap observed. 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 longer production time of Bauele 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 in 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 EXISTING the 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 under det failed 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 differ the optical properties of the substrate and layer, 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. The opaque layer may thus serve the purpose of a mask for a selective change of the properties of the substrate, for example. B. für eine bereichsweise Implantation. 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 generated on the substrate 1 10 second structures, wherein the second structures 10 are on a predetermined position with respect to the first structures 9, that have to be sorted depending on the arrangement of the first structures to 9. 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 is first as shown in Fig. 2b, 4 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 who after the area-wise exposing selectively within predetermined ranges away. 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 worked in the predetermined ranges, 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 ensures here that are not changed by the subsequent process steps, the underlying layer 4 of the remaining resist regions of the substrate with the first structure by etching, implantation and other 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. Thus, uncertainties in the adjustment and orientation of the second structure 10 with respect to the already existing first structures 9 do not play a role, the resist layer according to the invention 4 exposed through the substrate 1 therethrough, said existing first structures 9 on the first surface 2 of the substrate 1 properties due to their optical properties, which 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 occur first a by a second surface of the substrate 1, opposite to the surface having the first structure into the substrate 1 and pass through the substrate 1 until an opaque region of the opaque thin film 3 on the surface take second 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 structure through and traverse the resist layer 4, which changed by the effective Lichtein its chemical or structural properties (polymerization or bond-breaking). 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, the resist layer 4 can thus by a suitable process devel opment be selectively removed in the areas where it was exposed to light 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 sistschicht 4 on the surface of the substrate 1. In Fig. 2d ist das Ergebnis für einen sog. positiven Photolack und in Fig. 2e für einen sog. negativen Photolack gezeigt. In Fig. 2d 2e for a so-called. Negative photoresist is the result of a so-called. Positive photoresist and shown in Fig.. 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 there on the surface where it has not been exposed in the second case it is reversed.

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 preparation steps for forming the device to follow the orientation of the second structure with respect to the first structure now 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. 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. Considering the situation in Fig. 1a again calls in memory, so it is possible with the inventive process to make the edge portions 13 and the overlaps 14 with exactly the same dimensions at all edges of the first structure, unlike the prior technique where inaccuracies in the alignment of the mask for the second structure lead (unavoidable) to 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 a lenlänge Wel in the inventive method, in which the substrate 1 is transparent and the first structures on the surface of the substrate are light-impermeable. Unter Licht wird hier und im folgenden jede elektromagnetische Strahlung in dem sichtbaren, infra roten und ultravioletten Spektralbereich verstanden. Under light any electromagnetic radiation in the visible, infra red and ultraviolet spectral range is understood here and in the following. 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. So that the light can pass without any great attenuation by the substrate, in particular for semiconductors as a substrate is the vacuum wavelength, is preferably chosen λ vac of light for exposing the resist layer so that the condition E gap <h × c / is satisfied λ vac. Dabei ist E gap die Bandlücke des Halbleiter-Substrats, h die Planck'sche Wirkungskonstante und c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Here E gap is the band gap of the semiconductor substrate, the Planck's constant and c the velocity of light in vacuo h. 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 approximately between 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, the band gap E gap therefore must be between about 1.77 eV and about 3.10 eV. 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 thus applicable in particular with substrates having a band gap larger 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. For the exposure, the so-called. G-line in the Hg spectrum with a wavelength λ = 436 nm vac ver applies can thus be. Eine Bandlücke dieser Größe hat z. A band gap of this size has z. B. SiC der Polytypen 2H, 4H, 6H, 15R, 21R. B. SiC polytypes of 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 photolithographic generation of structures on 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 is understood to mean transparent to light under the terms that light passes under only little attenuation through the medium, whereby 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 only as little light penetrates, that it has on the light-sensitive substance of the resist layer can not 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 of at least a factor 10 as possible 100 over 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 Swirl generated by the above described basic principle allow, in conjunction with further 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 connection with some of the methods explained in the following, also a given distance between the edges of the first structure and can Kan th set of the 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 of a second structure to the first structure to be disposed, which is identical in lateral he Ausdeh voltage and positioning of the first structure and is complementary to it. 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 illustrated in Figure 3a shown to 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 preparation of a second structure which is complementary to the first.. is 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 first structural structure 9 comprises an opaque structured thin film 3, shown by way, 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 of the substrate 2. 1 Die Zusatzschicht 6 muß lichtdurchlässig sein, dh sie kann z. The additional layer 6 must be transparent, ie they can for. B. aus SiO 2 , Si 3 N 4 , SiO x N y , BPSG (phosphor- oder borhaltiges Glas) bestehen. For example, from SiO 2, Si 3 N 4, SiO x N y, consist BPSG (boron-phosphorus or glass). Die Zusatzschicht 6 wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren strukturiert. The additional layer 6 is patterned using 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 side 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 wound ent and as explained above partially removed, so that the additional layer 6 is partially accessible steps for further manufacturing, that is, the transparent auxiliary layer 6 is then sistschicht 4 with the remaining 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 a positive or negative resist is used as a resist, to obtain the record layer 6 is exactly the same or the complementary structure of the already present on the substrate 1 structure. 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. Likewise, the combination of the method, the lift-off method is possible to z. B. eine bereichs weise Metallisierung durchzuführen. B. perform 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 inventive exposure 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 a positive photoresist as a resist layer results after exposure and removal of the excess photoresist a ge 5b in Fig. Pointed 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 method after exposure from the back side to the top edge of the resist layer 4 apart out.

Dies ist durch die über die Dicke der Resistschicht 4 ab nehmende Intensität des von der Rückseite her einfallenden Lichtes bedingt. This is caused by the over the thickness of the resist layer 4 from participating intensity of light incident from the back light. 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. The thus-formed supernatant paint edge can for structuring lift-off layers 7 such. B. thermisch aufgedampften Metallen benutzt werden. B. thermally evaporated metals are used.

In Fig. 6 ist der Ablauf des Lift-Off-Verfahrens mit Negativ lack schematisch dargestellt. In FIG. 6, the flow of the lift-off method 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 (Fig. 6a) after exposure and bereichsweisem removal of the resist layer 4 according to the inventive method, the lift-off layer 7 on the entire surface of the substrate 1 having a first structure with an opaque thin film 3 as shown in Fig. 6b shown deposited. Bei geeigneter Prozeß führung, wie z. With suitable process control, such. B. gerichtetem Dampfen, werden nur die Flächen beschichtet, die parallel zur Substratoberfläche 2 liegen, nicht aber die Kanten (vertikale Flächen) der Resistschicht. B. directed steaming, only the surfaces to be coated, which 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 a solvent which dissolves the resist layer starting from 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 substrate can be lifted off (FIG. 6c).

Damit liegen die Flächen auf dem Substrat frei, auf denen zunächst die Resistschicht 4 abgeschieden worden war. Thus, the surfaces are exposed on the substrate on which first the resist layer 4 was deposited. 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 has been metallized, and further steps for producing the second structure may be followed.

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 another embodiment, the photolithography process of the invention this is combined with an undercutting technique which can provide spacing between a first and a second pre-existing structure, a. 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 created in this embodiment of the method, in one 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 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. Subsequently, a first implantation ßend 8 is executed.

In Fig. 7b wird die erste Dünnschicht 15 lateral unterätzt; In FIG. 7b, the first thin film 15 is undercut laterally; und zwar soweit, wie es dem Abstand zwischen der vorhandenen ersten und einer nachfolgenden zweiten Implantation ent spricht. namely as far as it speaks ent to the distance between the existing first and a subsequent second implantation. Die Ätzung wird vorzugsweise mit gepufferter Fluß säure (BHF) ausgeführt, wenn die erste Dünnschicht 15 aus SiO 2 besteht. The etching is preferably buffered hydrofluoric acid (BHF) is executed when the first thin film is 15 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 selective to 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) They must be resistant to etching solutions, with which the first thin film 15 is etched, wherein the etching solution preferably before buffered hydrofluoric acid (BHF) comprising;
  • (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 thin film 15 is completely removed by laterally undercutting the etch stop layer 17th 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 precisely the locations where previously the first thin film 15 was located. Diese Öffnungen sind aufgrund des verwendeten Ätzver fahrens exakt zur ersten Implantation 8 zentriert. These openings are precisely centered on the first implantation 8 due to the used Ätzver driving.

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 present process with a resist layer 4 (photoresist) such that the masking ability for a second implantation 20 is sufficiently made.

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 tur, 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, the combination of procedural according to the invention is illustrated with proceedings of 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. Thus also a defined distance between two structures can be achieved as in the above described embodiment of the inventive method with the lift-off technique.

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). A second resist is applied to the surface 2 of a substrate 1 having a first structure with an opaque thin film layer 3 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 baked at a suitable temperature such that the solubility of the second resist layer 18 coating in the developer is greatly reduced (Fig. 8b).

Die so erzeugte Struktur wird dann mit einer Resistschicht 4 versehen. The structure thus produced is then provided with a resist layer. 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 inventive process 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 patterned, that is partially developed so that it can be removed in the respective regions (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 (eg. B. O 2) is added to redeemed the entire second resist layer 18, until it (8e Fig.) In the predetermined ranges, that is, removes the areas without masking. 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" generates 19 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, it can with the combination of procedural invention Rens with the spacer technique, a defined gap 13 between two structures, as shown in Fig. 1a generates who the. Dazu wird lediglich eine zweite Resistschicht 18 mit einer Dicke von einigen µm benötigt. For this purpose, a second resist layer is required only 18 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 an elegant and easy to be reacted method for producing self-aligned second structures in existing first structures in which can be accessed as a resist layer on commercial photoresists for transparent substrates. 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 light transmittance of the sub strats in a range in which the conventional photoresists are sensitive to light. Diese Bedingung ist insbesondere bei allen Siliziumkarbidsubstraten im sichtbaren Bereich des Spektrums erfüllt. This condition is particularly satisfied in all silicon carbide substrates in the visible region 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. Characterized the structure is exactly transferred 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 the light source for the present process Super emitters of the sub strats to which adjacent a first a second structure is to be applied, in particular gas discharge lamps, lasers, and the so-called suitable, depending on the transmission range or band gap. 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. Gas discharge lamps as Hg vapor lamps are connected to the emission Wel lenlängen 436 nm (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 2 laser can be used, inter alia, HeNe laser, and N, as a gas mixture in the excimer laser preferably XeF comes 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 created with dye lasers in the required spectral range and with the required intensity.

Claims (4)

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 self-aligning the manufacture of second structures (10) on a substrate (1) having on its first surface (2) comprises first structure (9), wherein said second structures (10) depending 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, said 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 laterally 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) which is exposed from the back side of the substrate (1) is applied, 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 self-aligning the manufacture of second structures (10) on a substrate (1) having on its first surface (2) comprises first structure (9), wherein said second structures (10) depending 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) is blanket exposed to light from above and is heated 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 the second (18) resist layer are removed to expose the substrate surface (2) for generating the second structures (10) by dry etching for a predetermined time so that the second resist layer (18) over the first structures ( 9) and spacer structures (19) are left on the edge of the first structures (9) defining a predetermined distance (13) between the first structures (9) and 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) is selected so that, when 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 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 SiC is used as the substrate (1) 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.
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