DE3022748A1 - Photoaetzverfahren - Google Patents

Photoaetzverfahren

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Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Photoätzverfahren, insbesondere ein Photoätzverfahren, mit dem man beispielsweise mikroskopische Verbindungen von Halbleiteranordnungen herstellen kann, ohne die Verbindungseigenschaften zu beeinträchtigen.
Es ist bekannt, daß Aluminium in sehr großem Umfang als Verbindungsmaterial für verschiedene Halbleiter verwendet wird. Die Gründe hierfür sind eine hohe Leitfähigkeit, geringe Kosten, ein niedriger Schmelzpunkt, aufgrund dessen ein dünner Film ohne weiteres durch Vakuumverdampfung hergestellt werden kann, leichtes Ätzen usw. Ein Verbindung unter Verwendung von Aluminium wird üblicherweise hergestellt, indem man mit einem photolithographischen Verfahren der nachstehend beschriebenen Art arbeitet.
Eine Al-Schicht wird durch Vakuumverdampfung auf die gesamte Oberfläche eines Si-Substrats aufgebracht, eine Isolierschicht o.dgl., auf der die Verbindung hergestellt werden soll, und ein Photoresistfrlm werden anschließend darauf aufgebracht. Die gewünschten Bereiche des Photoresistfilmes werden dem Licht durch ein Hilfsmittel, wie z.B. eine Maske zur Belichtung ausgesetzt und anschließend zur Bildung eines Widerstandsmusters entwickelt. Unter Verwendung des Widerstandmusters als Maske werden die freiliegenden Teile der Al-Schicht durch ein Trocken- oder Naßätzverfahren entfernt. Schließlich wird das Widerstandmuster entfernt. Dann wird die Verbindung mit einem gewünschten Muster hergestellt.
Wenn jedoch die Verbindung einer Halbleiteranordnung o.dgl. aus Al gebildet wird, treten die nachstehend beschriebenen Probleme auf.
Wenn eine Legierungsbehandlung durch Erwärmen durchgeführt wird, um den elektrischen Kontakt zwischen dem Al und dem Si-Substrat herzustellen, dringt das Al ?n das Si-Substrat aufgrund der Diffusionsreaktion in der festen Phase zwischen dem Si-Substrat und dem Al ein. In dem Falle,
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wo eine diffundierte Schicht innerhalb des Si-Sibstrats dünn ist, geht das hindurchgedrungene Al leicht durch die diffundierte Schicht hindurch und führt zu einem Verbindungskurzschluß. Darüber hinaus nimmt die Querschnittsfläche der Al-Verbindung ab, so daß die Gefahr besteht, daß eine Ionenwanderung stattfindet.
Al besitzt ein hohes Reflexionsvermögen für Licht. Wenn daher der Photoresistfilm darüber liegt und dann mit ultravioletter Strahlung bestrahlt wird, werden stehende Wellen innerhalb des Photoresistfilmes von dem von der Al-Schicht reflektierten Licht erzeugt. Infolgedessen sinkt die Schärfe des herzustellenden Musters drastisch ab, was es schwierig macht, mikroskopische Verbindungsmuster genau herzustellen.
Zur Lösung dieser Probleme ist ein Verfahren bekannt geworden, bei dem eine Si-Schicht auf der gesamten Oberfläche eines Al-Filmes aufgebracht wird, die Si-Schicht und der Al-Film selektiv durch Photoätzen entfernt werden, um ein Muster auszubilden, und der entstehende Aufbau anschließend beheizt wird (JP-OS 49-84788).
Mit dieser Maßnahme wird aufgrund der Beheizung nach der Herstellung des Musters die über dem Al-FiIm liegende Si-Schicht thermisch in diesen Al-Film hineindiffundiert, und es wird der Grenzwert der Löslichkeit in festem Zustand von Si in Al erreicht, so daß das Al nicht in das Si—Substrat eindringt. Darüber hinaus wird das Reflexionsvermögen bei der Belichtung gegenüber Licht verringert.
Damit jedoch der Grenzwert der Löslichkeit in festem Zustand von Si in Al erfüllt wird, muß die Dicke der auf dem Al-Film aufgebrachten Si-Schicht mindestens 100 nm dick sein. Wenn eine derartige dicke Si-Schicht aufgebracht und dann beheizt wird, so wird die Dichte von Si in der Oberfläche des Al-Filmes auch nach Beendigung der thermischen Diffusion bemerkenswert hoch. Infolgedessen findet beim Bonden der Verbindung in einem späteren Herstellungsstadium
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der Halbleiteranordnung ein sehr unzureichendes Bonden
statt.
Um eine derartige Verschlechterung der Verbindungseigenschaften zu verhindern, kann die auf den Al-Film
aufzubringende Si-Schicht dünner gemacht werden, um die Si-Dichte in der Oberfläche des Al-Filmes herabzusetzen.
Mit einer dünnen Si-Schicht ist es jedoch so,
daß die Si-Schicht durch die Beheizung bei 100 bis 300°C vor dem Aufbringen eines Photoresistfilmes zur Erhöhung des Anhaftens des Photoresistfilmes und eine vorherige
Wärmebehandlung bei 100 bis 300 C des Photoresistfilmes vor der Behandlung durch Licht vollständig in den Al-Film eindiffundiert wird, so daß die Si-Schicht nicht dazu
dient, die Reflexion bei der Belichtung mit Licht zu
verhindern.
In dem Falle, wo irgend ein Mangel beim Photoätzverfahren entstanden ist, werden das Aufbringen des Photoresistfilmes und die anschließenden Schritte wieder durchgeführt. In diesem Falle wird das Entfernen des mangelhaften Photoresistfilmes normalerweise mit dem O_-Plasmaätzen durchgeführt. Wenn die Si-Schicht dünn ist, ist sie vollständig in den Al-Film aufgrund eines Temperaturanstieges in diesem Zustand eindiffundiert und dient
ebenfalls nicht dazu, die Reflexion zu verhindern.
Andererseits ist, um das Eindiffundieren von Al in ein Si-Substrat zu verhindern, ein Verfahren bekannt geworden, bei dem eine Verbindung hergestellt wird, indem man anstelle von Al eine Al-Si-Legierung verwendet, die Si in einem Anteil von 2 Gewichts-% enthält (vgl. US-PS 3 382 568).
Die Al-Si-Legierung hat jedoch ein Reflexionsvermögen gegenüber ultravioletter Strahlung mit so hohen Werten, die zwischen 50 und 95 % liegen. Wenn daher darüber ein Photoresistfilm liegt und die so hergestellte Anordnung mit ultravioletter Strahlung bestrahlt wird, treten
stehende Wellen auf und machen es sehr schwierig, ein
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mikroskopisches Muster genau herzustellen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die eingangs geschilderten Probleme zu lösen und ein Photoätzverfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, die Reflexion bei der Belichtung mit Licht zu verhindern und mikroskopische Verbindungen präzise herzustellen, ohne die Verbindungseigenschaften zu verschlechtern.
Zur Erreichung dieses Zieles wird gemäß der Erfindung eine Verbindung hergestellt, in dem man eine Al-Si-Legierung als Material verwendet und darauf einen dünnen Si-FiIm aufbringt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 (a) bis 1 (e) ein Fließbild zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und Fig. 2(a) und 2(b) Mikrophotographien zur Erläuterung der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbaren Wirkungen.
Bei der nachstehenden Beschreibung soll zunächst auf das Fließbild zur Erläuterung des Verfahrens gemäß Fig. Bezug genommen werden. Obwohl in dieser Fig. 1 ein Teil dargestellt ist, bei dem eine Verbindung auf einer Isolierschicht hergestellt wird, versteht es sich von selbst, daß die Verbindung in direktem Kontakt mit einem Si-Substrat in einigen anderen Teilen steht.
Zuerst wird, wie in Fig. 1(a) dargestellt, ein SiO„-FiIm 2 mit einer Dicke von ungefähr 500 nm auf einem Si-Substrat 1 mit einem herkömmlichen Verfahren, wie z.B.
thermischer Oxidation, aufgebracht, und darauf ein Al-Si-Legierungsfilm 3 mit einer Dicke von 800 nm aufgebracht, indem man üblicherweise mit Vakuumverdampfung arbeitet. Vorzugsweise beträgt die Menge an Si,.die in dem Al-Si-35
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Legierungsfilm 3 enthalten sein soll, 1,0 bis 3,0 %, was der Grenzwert der Löslichkeit in festem Zustand bei einer Behexzungstemperatur im Falle der Herstellung eines Kontaktes ist. Ein derartiger Al-Si-Legierungsfilm kann sehr leicht in ganz ähnlicher Weise wie ein Al-Film hergestellt werden, indem man eine Al-Si-Legierung mit einem Gehalt von 1,5 bis 3,0 % sowie die herkömmliche Vakuumverdampfung verwendet.
In Fig. 1(b) dargestellt, wird ein Si-FiIm 4 mit einer Dicke von 50 nm mit einem herkömmlichen Verfahren, die z.B. Verdampfung und Zerstäubung aufgebracht. Dieser Si-FiIm 4 ist ein die Reflexion verringender Film, um die Reflexion von ultravioletten Strahlen durch die Oberfläche des Al-Si-Legierungsfilmes 3 beim Schritt der Belichtung mit Licht zu verhindern. Dementsprechend muß er nur in der Lage sein, die Reflexion des darauf projizierten Lichtes zu verhindern, und er braucht nicht sehr dick zu sein, wobei eine Dicke von ungefähr 20 nm oder mehr genügt. Vor dem Aufbringen des Photoresistfilmes wird das Substrat bei einer Temperatur von 200 C für eine Dauer von 20 min beheizt. Der PhotoresistfiIm (AZ135OJ von der Firma Shipley Inc.) wird auf die gesamte Oberfläche des Substrats aufgebracht und bei ungefähr 100 C einer Wärmcvorbehandlung unterworfen. Anschließend werden die Belichtung und Entwicklung mit einem herkömmlichen Verfahren durchgeführt.
Dann wird ein Muster eines Photoresistfilmes 5 hergestellt, wie es in Fig. 1(c) dargestellt ist. In diesem Falle fungiert der Si-FiIm 4 im wirksamer Weise als Reflexion verringender Film. Beispielsweise wird das Reflexionsvermögen gegenüber ultravioletter Strahlung im Falle eines Al-Si-^egierungsfilmes 3, das vorher ungefähr 50 bis 95 % betrug, aufgrund des Si-Filmes 4 auf ungefähr 10% verringert. Hinsichtlich des auf den Al-Si-Legierungsfilm 3 aufzubringenden Si-Filmes 4 erwiesen sich sowohl ein polykristalliner Film als auch ein amorpher Film als wirksam.
Unter Verwendung des so hergestellten Musters des Photo-
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resistfilmes 5 als Maske wurden die freiliegenden Teile des Si-Filmes 4 und des Al-Si-Legierungsfilmes 3 geätzt und entfernt, wie es in Fig. 1(d) dargestellt ist. Das Ätzen kann in diesem Falle ohne weiteres mit'.einem chemischen Naßätzverfahren unter Verwendung einer Ätzflüssigkeit erfolgen, jedoch ist die Verwendung eines reaktiven Zerstäubungsätzverfahrens günstiger, da ein Ätzen mit höherer Wiedergabetreue möglich ist. Das reaktive Zerstäubungsätzen kann zu diesem Zeitpunkt ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden, indem man einen bekannten Plasmareaktor mit parallelen Platten verwendet, wie beispielsweise in der Veröffentlichung von T.O. Herdon et al, "Plasma Etching of Aluminum", Kodak Microelectronics Seminar Proceedings, Interface 19 77, Seiten 33 bis 41 beschrieben ist.
Nach dem Entfernen des Musters des Photoresistfilmes 5 mit einem herkömmlichen Verfahren wird der Si-FiIm 4 entfernt. Dann wird das Verbindungsmuster in dem Al-Si-Legierungsfilm 3 hergestellt, wie es in Fig. 1(e) dargestellt ist. Obwohl man beim Entfernen des Si-Filmes 4 ohne weiteres ein chemisches Naßätzverfahren unter Verwendung von einer Ätzflüssigkeit auf der Basis von HF-HNO-. verwenden kann, ist es vorzuziehen, ein Plasmaätzverfahren, dessen Atmosphäre ein Freon enthaltendes Gas ist, oder ein reaktives Zerstäubungsätzverfahren einzusetzen.
Wenn der Si-FiIm dünn gemacht wird, braucht er nicht immer durch Ätzen o.dgl. entfernt werden, nachdem der Al-Si-Legierungsfilm 3 geätzt worden ist. In einem solchen Falle kann das Substrat nach dem Ätzen des Al-Si-Legierungsfilmes 3 auf etwa 400 C aufgeheizt werden, um das Si in den Al-Si-Legierungsfilm 3 hineinzudiffundieren. Auch mit dieser Maßnahme ist, sofern der Si-FiIm 4 dünn ist, die Menge an in den Al-Si-Legierungsfilm 3 eintretendem Si gering, und eine Schicht, die überschüssiges Si enthält, wird nicht in der Oberfläche ausgebildet. Somit ist nicht zu befürchten, daß die Verbindungseigenschaften verschlechtert werden.
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Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, verringert der erfindungsgemäß auf den Al-Si-Legierungsfilm aufgebrachte Si-FiIm sehr drastisch die Reflexion von ultravioletter Strahlung bei Belichtung, und somit wird das Auflösungsvermögen des Photoätzverfahrens gesteigert, so daß sich sehr gute Muster herstellen lassen.
Insbesondere zeigt Fig. 2(a) eine Mikrophotographie eines Photoresistmusters, das mit einem derartigen Verfahren hergestellt worden ist. Man erkennt deutlich, das Photoresistmuster 10, die jeweils eine Breite von 1 ym besitzen, in Abständen von 1 ym in sehr gutem Zustand hergestellt wurden und daß auch dann, wenn ein konvexer Teil in der darunterliegenden Schicht vorhanden war, eine Unterbrechung oder dergleichen überhaupt nicht auftrat, so daß keine Hindernisse entstanden.
Demgegenüber zeigt Fig. 2(b) einen Fall, wo ein Photoresistfilm direkt auf einen Al-Si-Legierungsfilm aufgebracht wurde, ohne einen Si-FiIm auf letzteren aufzubringen, und wo Photoresistmuster 11 mit einer Breite von 1 ym in Abständen von 1 ym hergestellt wurden.
Wie sich aus Fig. 2(b) entnehmen läßt, unterlagen die Photoresistmuster 11, die ohne das Aufbringen des Si-Filmes hergestellt worden waren, einem Kontakt zwischen benachbarten Mustern und einer Unterbrechung bei einem konvexen oder einem stufenförmigen Teil. Es versteht sich von selbst, daß derartige Photoresistmuster nicht in praktischen Gebrauch genommen werden können, so daß sich die bemerkenswerte Wirksamkeit des die Reflexion verringernden Films bei der Belichtung deutlich ergibt.
Nachdem ein Photoresistfilm auf die Oberfläche eines zu ätzenden Materials aufgebracht worden ist, wird üblicherweise eine Wärmebehandlung bei ungefähr 100 bis 300 C vor der Belichtung mit Licht durchgeführt, um das Anhaften zwischen dem Photoresistfilm und dor Mater!aloborfLächo sowie die Festigkeit des Photorcaistfilmes zu erhöhen.
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Diese Wärmebehandlung wird als vorbereitende Wärmebehandlung odor Vorheizen bezeichnet. Wenn ein Si-FiIm, der auf Al als Material aufgebracht ist, dünn ist, wird er als Reflexion verringernder Film nutzlos, da das Si durch das Vorheizen in das Al eindiffundiert wird. Somit kann der Si-FiIm nicht sehr dünn gemacht werden.
Damit der Si-FiIm in wirksamer Weise als Reflexion verringernder Film fungiert, wenn Al als Film für eine Verbindung verwendet wird, muß die Dicke des auf das Al aufgebrachten-Si-FiImes ungefähr 100 nm oder mehr betragen. Mit einem derartigen dicken Si—Film wird jedoch das Si nicht vollständig eindiffundiert, auch wenn eine Wärmebehandlung zur Legierungsbildung später ausgeführt wird, und es wird eine Schicht mit einem sehr hohen Si-Gehalt in der Oberfläche ausgebildet. Die Anwesenheit einer.derartigen Oberflächenschicht macht jedoch die Verbindungseigenschaften sehr minderwertig und mach den Al-Film als Verbindung unbrauchbar.
Das bedeutet, wenn Al als Material für die Verbindung verwendet wird und einen darauf aufgebrachten Si-FiIm besitzt, ist es sehr schwierig, erfolgreich sowohl die Reflexion bei der Belichtung zu verhindern als auch für ein wirkungsvolles Bonden zur Herstellung der Verbindung zu sorgen. Auch wenn die Dicke des Si-Filmes variiert wird, können das Verhindern der Reflexion und das Aufrechterhalten der Verbindungseigenschaften nicht gleichzeitig erzielt werden.
Demgegenüber wird gemäß der Erfindung der Si-FiIm auf den Al-Si-Legierungsfilm aufgebracht, und somit findet die Diffusion des Si-Filmes in den Al-Si-Legierungsfilm aufgrund der Beheizung bei ungefähr 100 bis 300°C bei der vorbereitenden Wärmebehandlung nicht statt. Der auf die Oberfläche des Al-Si'-LegierungsfiImes aufgebrachte Si-FiIm verschwindet somit nicht aufgrund der Vorbeheizung
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AA.
und arbeitet in wirksamer Weise als Reflexion verringernder Film.
Da nicht zu befürchten ist, daß der zur Verhinderung der Reflexion aufzubringende Si-FiIm aufgrund der Vorbeheizung eindiffundiert, kann er dünn sein, wobei eine Dicke von ungefähr 20 nm oder mehr genügt. Wenn, nachdem der Si-FiIm und der Al-Si-Legierungsfilm durch Photoätzen in eine gewünschte Form gebracht worden sind, die Wärmebandlung bei ungefähr 400 C durchgeführt wird, um den Kontaktbereich zwischen der Verbindungsschicht und dem Substrat zu legieren und das Anhaften der Verbindungsschicht mit dem Substrat zu erhöhen, wird der Si-FiIm, weil er so dünn ist, vollständig in den Al-Si-Legierungsfilm eindiffundiert. Infolgedessen wird kein Film, der Si in großer Menge enthält, in der Oberfläche der Verbindungsschicht ausgebildet, und das Bonden kann ohne Hindernis durchgeführt werden.
Es versteht sich von selbst, daß aus diesen Gründen das erfindungsgemäße Verfahren weitaus besser ist als die herkömmlichen Verfahren, bei denen der Si-FiIm auf den Al-Film aufgebracht oder der Al-Si-Legierungsfilm allein verwendet wird.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren versteht es sich von selbst, daß der Si-FiIm ohne weiteres durch Ätzen entfernt werden kann, nachdem das Verbindungsmuster ausgebildet worden ist. Da der Si-FiIm zur Verwendung bei dem hier beschriebenen Verfahren sehr dünn sein kann, kann er auch durch Ätzen sehr leicht wieder entfernt werden.
Um das Reflexionsvermögen gegenüber ultravioletter Strahlung bei Belichtung zu verringern, hat man bei der Herstellung von Magnetblasenspeichern daran gedacht, einen Chromoxidfilm auf einem Permalloyfilm aufzubringen und ein Permalloymuster unter Verwendung des Ionenfräsens herzustellen.
Wenn ein derartiger Chromoxidfilm als Reflexion verringernder Film anstelle des Si-Filmes verwendet wird, muß
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der Chromoxidfilm nach der Bestrahlung mit Licht perfekt entfernt werden/ um ein Verschlechtern der Verbindungseigenschaften zu verhindern. Das perfekte Entfernen von Chromoxid ist jedoch schwierig. Somit ist nicht nur eine Verschlechterung der Verbindungseigenschaften unvermeidlich, sondern es ist auch zu befürchten, daß die Eigenschaften der Halbleiteranordnung in schädlicher Weise in verschiedener Hinsicht durch das verbleibende Chrom beeinträchtigt werden. Aus diesen Gründen ist es ungünstig, einen Chromoxidfilm als Reflexion verringernden Film zu verwenden.
Im Gegensatz zum Chromoxidfilm kann der Si-FiIm beim erfindungsgemäßen Verfahren sehr leicht durch Vakuumverdampfung hergestellt werden. Da darüber hinaus der Si-FiIm ohne weiteres dünn sein kann, braucht er nicht immer durch Ätzen entfernt zu werden, nachdem das Verbincjungsmuster hergestellt worden ist, und er kann auf ungefähr 400 C aufgeheizt werden, um in das Verbindungsmuster hineinzudiffundieren. Somit wird das Herstellungsverfahren sehr einfach, und es ist keine Verschlechterung der Verbindungseigenschaften zu befürchten, da die Menge an Si, die in das Verbindungsmuster hineinzudiffundieren ist, aufgrund der dünnen Ausbildung des Si-Filmes sehr klein ist. Es ist offensichtlich, daß auch dann, wenn Si bis zu einem gewissen Grade übrig bleibt, es keinen Einfluß auf die Eigenschaften der Halbleiteranordnung hat, im Gegensatz zu schweren Metallen, wie Chrom. Somit ist das vorstehend beschriebene Verfahren weitaus besser als die verschiedenen bislang bekannt gewordenen Verfahren.
Gemäß der Erfindung sollte der Si-Gehalt des Al-Si-Legierungsfilmes vorzugsweise etwa 1,0 bis 3,0 Gew.-% betragen. Wenn der Si-Gehalt geringer als 1 % ist, treten die Diffusion von Al in das Substrat und die damit zusammenhängende Durchverbindung (Kurzschluß) auf. Wenn der Si-Gehalt mehr als 3 % ausmacht, so treten für die Verbindung ungeünstige Effekte auf, wie z.B. eine Zunahme des elektrischen Wider-
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Standes, und es besteht die Gefahr, daß Risse auftreten.
Die Dicke des Verbxndungsmusters beträgt im Falle von üblichen integrierten Halbleiterschaltungen und hochintegrierten Schaltungen etwa 400 nm bis 1,5 um. Gemäß der Erfindung können Verbindungen, die jeweils eine Breite von 1 μπι besitzen und in Abständen von 1 ym angeordnet sind, ohne Schwierigkeiten unter Verwendung von Al-Si-Legierungsfilmen hergestellt werden, deren Dicken innerhalb des genannten Bereiches liegen.
Da der Si-FiIm, der über dem Al-Si-Legierungsfilm liegen soll, zur Verhinderung der Reflexion aufgebracht wird, braucht er keine große Dicke zu haben, und es genügen Dicken von etwa 20 nm oder mehr, wie es oben bereits angegeben worden ist. Wenn der Si-FiIm zu dick ist und ungefähr 100 nm überschreitet, wird es schwierig, ihn vollständig einzudiffundieren, auch wenn er auf etwa 400 C nach der Herstellung des Verbindungsmusters aufgeheizt wird, und somit sollte vorzugsweise vermieden werden, die Dicke über 100 nm ansteigen zu lassen. Wenn die Dicke in einem Bereich von 20 bis 100 nm liegt, werden die Herstellung des Verbindungsmusters und das anschließende Bonden überhaupt nicht behindert, und es können ausgezeichnete Verbindungen hergestellt werden.
Bei der Herstellung eines Verbxndungsmusters auf einem Si-Substrat wird somit eine Al-Si-Legieruhg als Verbindungsmaterial verwendet, ein Si-FiIm auf den Al-Si-Legierungsfilm aufgebracht und die Belichtung mit Licht durchgeführt.Somit wird die Erzeugung von stehenden Wellen aufgrund der Reflexion bei der Belichtung verhindert, und es können mikroskopische Verbindungsmuster präzise hergestellt werden, wobei weder eine Durchverbindung aufgrund ' einer Wärmebehandlung noch eine Verschlechterung der Verbindungseigenschaften auftreten.
03006A/06Ö3

Claims (4)

  1. PAYEN ,"ANWÄLTE
    SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBB1NGHAUS FINCK
    MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÜNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MÖNCHEN 95 ^ 0 2 9 7 /l R
    HITACHI, LTD. 18· Juni 198°
    DEA-25 165
    Photoätzverfahren Patentansprüche
    Photoätzverfahren, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    (a) Ausbilden einer Schichtenanordnung durch Aufbringen eines Al-Si-Legierungsfilmes, eines Si-Filmes und eines Photoresistfilmes auf einer Oberfläche, auf der ein Muster auszubilden ist,
    (b) Belichten von gewünschten Teilen des Photoresistfilmes mit Licht und anschließendes Entwickeln des Photoresistfilmes zur Herstellung eines Photoresistmusters,
    (c) Ätzen und Entfernen von freiliegenden Teilen des Si-Filmes und des darunter liegenden Al-Si-Legierungsfilmes durch Verwenden des Photoresistmusters als Maske, und (d) Entfernen des Photoresistmusters.
  2. 2. Photoätzverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Al-Si-Legierungsfilm
    030064/0603
    ORIGINAL INSPECTED
    .S-
    mit einem Si-Gehalt von etwa 1,0 bis 3,0 Gew.-% verwendet wird.
  3. 3. . Photoätzverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein Al-Si-Legierungsfilm mit einer Dicke von etwa 400 nm bis 1,5 μπι verwendet wird.
  4. 4. Photoätzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Si-FiIm mit einer Dicke von etwa 10 bis 100 nm verwendet wird.
    030064/0883
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3428565A1 (de) * 1983-08-18 1985-03-07 General Electric Co., Schenectady, N.Y. Antireflexionsueberzug fuer optische lithographie
DE3435750A1 (de) * 1984-09-28 1986-04-10 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zum erzielen einer konstanten masshaltigkeit von leiterbahnen in integrierten schaltkreisen
DE3534600A1 (de) * 1985-09-27 1987-04-02 Siemens Ag Integrierte schaltung mit elektrischen leiterbahnen und verfahren zu ihrer herstellung
DE3930655A1 (de) * 1988-09-13 1990-03-22 Mitsubishi Electric Corp Halbleitervorrichtung mit vielschichtig gestapelter verbindungsschicht und verfahren zu deren herstellung

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5731144A (en) * 1980-07-31 1982-02-19 Fujitsu Ltd Mamufacture of semiconductor device
JPS5747876A (en) * 1980-09-03 1982-03-18 Toshiba Corp Plasma etching apparatus and method
JPS5812328A (ja) * 1981-07-16 1983-01-24 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
JPS596540A (ja) * 1982-07-05 1984-01-13 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPS6029748A (ja) * 1983-07-28 1985-02-15 Nec Corp 写真蝕刻方法
US4924287A (en) * 1985-01-20 1990-05-08 Avner Pdahtzur Personalizable CMOS gate array device and technique
JPS63205930A (ja) * 1987-02-21 1988-08-25 Ricoh Co Ltd 半導体集積回路装置の製造方法
IL82113A (en) * 1987-04-05 1992-08-18 Zvi Orbach Fabrication of customized integrated circuits
US4810619A (en) * 1987-08-12 1989-03-07 General Electric Co. Photolithography over reflective substrates comprising a titanium nitride layer
US5219788A (en) * 1991-02-25 1993-06-15 Ibm Corporation Bilayer metallization cap for photolithography
US5480748A (en) * 1992-10-21 1996-01-02 International Business Machines Corporation Protection of aluminum metallization against chemical attack during photoresist development
US5358574A (en) * 1993-11-22 1994-10-25 Midwest Research Institute Dry texturing of solar cells
US5429985A (en) * 1994-01-18 1995-07-04 Midwest Research Institute Fabrication of optically reflecting ohmic contacts for semiconductor devices
US6562544B1 (en) * 1996-11-04 2003-05-13 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for improving accuracy in photolithographic processing of substrates
US5897331A (en) * 1996-11-08 1999-04-27 Midwest Research Institute High efficiency low cost thin film silicon solar cell design and method for making
DE19828969A1 (de) * 1998-06-29 1999-12-30 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen
US6191046B1 (en) * 1999-03-11 2001-02-20 Advanced Micro Devices, Inc. Deposition of an oxide layer to facilitate photoresist rework on polygate layer

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3382568A (en) * 1965-07-22 1968-05-14 Ibm Method for providing electrical connections to semiconductor devices
JPS4984788A (de) * 1972-11-29 1974-08-14

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3609470A (en) * 1968-02-19 1971-09-28 Ibm Semiconductor devices with lines and electrodes which contain 2 to 3 percent silicon with the remainder aluminum
US4062720A (en) * 1976-08-23 1977-12-13 International Business Machines Corporation Process for forming a ledge-free aluminum-copper-silicon conductor structure

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3382568A (en) * 1965-07-22 1968-05-14 Ibm Method for providing electrical connections to semiconductor devices
US3567509A (en) * 1965-07-22 1971-03-02 Ibm Metal-insulator films for semiconductor devices
JPS4984788A (de) * 1972-11-29 1974-08-14

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IBM Technical Disclosure Bulletin, Bd. 12, Nr.11, April 1970, S. 1996 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3428565A1 (de) * 1983-08-18 1985-03-07 General Electric Co., Schenectady, N.Y. Antireflexionsueberzug fuer optische lithographie
DE3435750A1 (de) * 1984-09-28 1986-04-10 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zum erzielen einer konstanten masshaltigkeit von leiterbahnen in integrierten schaltkreisen
DE3534600A1 (de) * 1985-09-27 1987-04-02 Siemens Ag Integrierte schaltung mit elektrischen leiterbahnen und verfahren zu ihrer herstellung
DE3930655A1 (de) * 1988-09-13 1990-03-22 Mitsubishi Electric Corp Halbleitervorrichtung mit vielschichtig gestapelter verbindungsschicht und verfahren zu deren herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
JPS561533A (en) 1981-01-09
DE3022748C2 (de) 1984-01-26
NL8003539A (nl) 1980-12-22
US4321104A (en) 1982-03-23

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