RU2437181C1 - Manufacturing method of deep-shaped silicon structures - Google Patents

Manufacturing method of deep-shaped silicon structures Download PDF

Info

Publication number
RU2437181C1
RU2437181C1 RU2010135064/28A RU2010135064A RU2437181C1 RU 2437181 C1 RU2437181 C1 RU 2437181C1 RU 2010135064/28 A RU2010135064/28 A RU 2010135064/28A RU 2010135064 A RU2010135064 A RU 2010135064A RU 2437181 C1 RU2437181 C1 RU 2437181C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
protective layer
silicon
photolithography
etching
layer
Prior art date
Application number
RU2010135064/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Федорович Былинкин (RU)
Сергей Федорович Былинкин
Андрей Николаевич Шипунов (RU)
Андрей Николаевич Шипунов
Original Assignee
Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") filed Critical Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА")
Priority to RU2010135064/28A priority Critical patent/RU2437181C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2437181C1 publication Critical patent/RU2437181C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

FIELD: instrument making.
SUBSTANCE: manufacturing method of deep-shaped silicon structures involves creation of protective layer on silicon plate; formation in it by means of in-series photolithography and etching operations the structure of the specified shape till silicon appears in the area of its maximum depth, and then silicon and the rest protective layer is etched till the specified shape is obtained. According to the invention, after creation of protective layer and prior to the first photolithography operation, along the protective layer surface there created is contrast layer from the material differing from protective layer material, and after each photolithography operation prior to etching of protective layer there etched is contrast layer.
EFFECT: improving manufacturing accuracy of deep-shaped silicon structures.
10 dwg

Description

Изобретение относится к приборостроению и может применяться при изготовлении полупроводниковых микромеханических устройств, например чувствительных элементов интегральных датчиков.The invention relates to instrumentation and can be used in the manufacture of semiconductor micromechanical devices, for example, sensitive elements of integrated sensors.

Известен способ изготовления глубокопрофилированных кремниевых структур [1], заключающийся в том, что на защитный слой кремниевой пластины наносят фоторезист, при помощи фотолитографии формируют контур в фоторезисте, удаляют защитный слой в контуре фоторезиста до появления кремния, вытравливают кремний до нужной глубины, после чего производят повторные операции до формирования в кремнии заданного профиля.A known method of manufacturing deeply profiled silicon structures [1], which consists in the fact that a photoresist is applied to the protective layer of the silicon wafer, a contour in the photoresist is formed using photolithography, the protective layer in the photoresist contour is removed until silicon appears, the silicon is etched to the desired depth, and then produced repeated operations until a predetermined profile is formed in silicon.

Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:

- неравномерность нанесения пленки фоторезиста на полученную рельефную поверхность;- uneven deposition of a photoresist film on the resulting embossed surface;

- разрывы пленки фоторезиста на острых кромках травленной поверхности;- tears of the photoresist film on the sharp edges of the etched surface;

- большая толщина в протравленных канавках.- large thickness in etched grooves.

Это приводит к большой трудоемкости проведения операции фотолитографии и к большому количеству брака.This leads to the great complexity of the operation of photolithography and to a large number of defects.

Прототипом предлагаемого технического решения является способ [2], при котором формируют структуру заданного профиля в защитном слое при помощи последовательных операций фотолитографии и травления, создают заданный профиль в кремнии путем чередования операций травления защитного слоя и кремния.The prototype of the proposed technical solution is the method [2], in which the structure of a given profile is formed in the protective layer using sequential photolithography and etching operations, and the specified profile is created in silicon by alternating the etching operations of the protective layer and silicon.

Недостатком такого способа является сложность и неточность совмещения фотошаблонов при 2-й и последующих операциях фотолитографии относительно контура, сформированного после 1-й фотолитографии. Трудности совмещения фотошаблонов возникает из-за недостаточной видимости контура через нанесенный фоторезист.The disadvantage of this method is the complexity and inaccuracy of combining photo masks with the 2nd and subsequent photolithography operations relative to the contour formed after the 1st photolithography. Difficulties in combining photo masks arise due to insufficient visibility of the contour through the applied photoresist.

Задачей изобретения является повышение точности изготовления глубо-копрофилированных кремниевых структур.The objective of the invention is to increase the accuracy of manufacturing deeply profiled silicon structures.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе изготовления глубокопрофилированных кремниевых структур, заключающемся в создании на кремниевой пластине защитного слоя, формировании в нем последовательными операциями фотолитографии и травления структуры заданного профиля до появления кремния в области максимальной глубины структуры и последующем чередовании травления кремния и оставшегося защитного слоя до получения в кремнии заданного профиля, согласно изобретению после создания защитного слоя и перед первой операцией фотолитографии на поверхности защитного слоя создают контрастный слой из материала, отличающегося от материала защитного слоя, а после каждой операции фотолитографии перед травлением защитного слоя стравливают контрастный слой.The problem is solved due to the fact that in the method of manufacturing deeply profiled silicon structures, which consists in creating a protective layer on a silicon wafer, forming in it successive operations of photolithography and etching the structure of a given profile until silicon appears in the region of the maximum depth of the structure and subsequent alternating etching of silicon and the remaining a protective layer until a predetermined profile is obtained in silicon according to the invention after creating a protective layer and before the first operation otolitografii on the surface of the protective layer provide the contrast layer of a material different from the material of the protective layer, and after each operation photolithography etching to etch away the protective layer of the contrast layer.

Существенным отличием предложенного способа от известного является создание контрастного слоя из материала, отличающегося от материала защитного слоя, в результате чего сформировавшийся контур в защитном слое после 1-й фотолитографии отчетливо виден на фоне контрастного слоя, что повышает точность создания глубокопрофилированных кремниевых структур за счет уменьшения погрешности совмещения фотошаблонов.A significant difference between the proposed method and the known one is the creation of a contrast layer from a material that is different from the material of the protective layer, as a result of which the formed contour in the protective layer after the 1st photolithography is clearly visible against the background of the contrast layer, which increases the accuracy of creating deeply profiled silicon structures by reducing the error combining photo masks.

На чертежах фиг.1-10 показана последовательность операций, применяемых для реализации предложенного способа. На кремниевой пластине 1 создается защитный слой 2, на котором расположен контрастный слой 3. Поверх контрастного слоя 3 нанесен фоторезист 4, в котором формируются окна 5 и образуется структура 6 заданного профиля 7.In the drawings, Figures 1-10 show the sequence of operations used to implement the proposed method. A protective layer 2 is created on the silicon wafer 1, on which a contrast layer 3 is located. A photoresist 4 is deposited on top of the contrast layer 3, in which windows 5 are formed and a structure 6 of a given profile 7 is formed.

Пример реализации предложенного способа описан ниже.An example implementation of the proposed method is described below.

На кремниевой пластине 1 создают защитный слой 2, например, из пленки окисла кремния толщиной 2 мкм (фиг.1). На защитный слой 2 наносят контрастный слой 3, например, из пленки алюминия толщиной 1 мкм (фиг.2). Проводят операцию фотолитографии, заключающуюся в нанесении фоторезиста 4 на контрастный слой 3 (фиг.3), экспонировании через фотошаблон, проявлении и термообработке фоторезиста 4. На фиг.4 изображены сформированные окна 5 в фоторезисте 4 после его проявления. В местах сформированных окон 5 стравливают контрастный слой 3 до появления защитного слоя 2 (фиг.5). Затем вытравливают защитный слой 2 до нужной глубины (фиг.6) и удаляют оставшуюся пленку фоторезиста 4 со всей пластины 1. Последовательными операциями фотолитографии и травления формируют структуру 6 заданного профиля в защитном слое 2 кремниевой пластины 1 (фиг.7) до появления кремния в области максимальной глубины структуры 6 заданного профиля, после чего смывают фоторезист 4 и удаляют контрастный слой 3 (фиг.8). В травителях, не реагирующих или плохо реагирующих с защитным слоем 2, вытравливают кремний до нужной глубины (фиг.9). Затем, чередуя травление защитного слоя 2 до вскрытия следующего контура и травление кремния, получают заданный профиль 7 в кремнии, после чего удаляют весь защитный слой 2 с кремниевой пластины 1 (фиг.10).On the silicon wafer 1 create a protective layer 2, for example, from a film of silicon oxide with a thickness of 2 μm (figure 1). A contrast layer 3 is applied to the protective layer 2, for example, from an aluminum film 1 μm thick (FIG. 2). A photolithography operation is carried out, which consists in applying photoresist 4 to a contrast layer 3 (Fig. 3), exposing through a photo mask, developing and heat treating photoresist 4. Fig. 4 shows formed windows 5 in photoresist 4 after its development. In places of the formed windows 5, the contrast layer 3 is etched until the protective layer 2 appears (Fig. 5). Then, the protective layer 2 is etched to the desired depth (Fig. 6) and the remaining photoresist film 4 is removed from the entire wafer 1. By subsequent photolithography and etching, a predetermined profile structure 6 is formed in the protective layer 2 of the silicon wafer 1 (Fig. 7) until silicon appears in the maximum depth of the structure 6 of a given profile, after which the photoresist 4 is washed off and the contrast layer 3 is removed (Fig. 8). In etchants that do not react or react poorly with the protective layer 2, silicon is etched to the desired depth (Fig. 9). Then, alternating the etching of the protective layer 2 until the next circuit is opened and the etching of silicon, the desired profile 7 in silicon is obtained, after which the entire protective layer 2 is removed from the silicon wafer 1 (Fig. 10).

В результате применения предложенного способа повысилась точность изготовления глубокопрофилированных кремниевых структур.As a result of the application of the proposed method, the manufacturing accuracy of deeply profiled silicon structures has increased.

Источники информацииInformation sources

1. Пресс Ф.П. Фотолитографические методы в технологии полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. - М.: Советское радио, 1978, с.78, 79.1. Press F.P. Photolithographic methods in the technology of semiconductor devices and integrated circuits. - M .: Soviet Radio, 1978, p. 78, 79.

2. Авторское свидетельство СССР 1228720, кл. H01L 21/306, опубл. 1995 (прототип).2. Copyright certificate of the USSR 1228720, cl. H01L 21/306, publ. 1995 (prototype).

Claims (1)

Способ изготовления глубокопрофилированных кремниевых структур, заключающийся в создании на кремниевой пластине защитного слоя, формировании в нем последовательными операциями фотолитографии и травления структуры заданного профиля до появления кремния в области максимальной глубины структуры и последующем чередовании травления кремния и оставшегося защитного слоя до получения в кремнии заданного профиля, отличающийся тем, что после создания защитного слоя и перед первой операцией фотолитографии на поверхности защитного слоя создают контрастный слой из материала, отличающегося от материала защитного слоя, а после каждой операции фотолитографии перед травлением защитного слоя стравливают контрастный слой. A method of manufacturing deeply profiled silicon structures, which consists in creating a protective layer on a silicon wafer, forming in it successive operations of photolithography and etching the structure of a given profile until silicon appears in the region of the maximum depth of the structure and then alternating the etching of silicon and the remaining protective layer until a specified profile is obtained in silicon, characterized in that after the creation of the protective layer and before the first photolithography operation on the surface of the protective layer ayut contrast layer of a material different from the material of the protective layer, and after each operation photolithography etching to etch away the protective layer of the contrast layer.
RU2010135064/28A 2010-08-20 2010-08-20 Manufacturing method of deep-shaped silicon structures RU2437181C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010135064/28A RU2437181C1 (en) 2010-08-20 2010-08-20 Manufacturing method of deep-shaped silicon structures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010135064/28A RU2437181C1 (en) 2010-08-20 2010-08-20 Manufacturing method of deep-shaped silicon structures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2437181C1 true RU2437181C1 (en) 2011-12-20

Family

ID=45404474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010135064/28A RU2437181C1 (en) 2010-08-20 2010-08-20 Manufacturing method of deep-shaped silicon structures

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2437181C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2539767C1 (en) * 2013-10-03 2015-01-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МИЭТ" Method of manufacturing deeply profiled silicon structures
RU2572288C1 (en) * 2014-09-30 2016-01-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" Method of manufacturing deep profiled silicon structures
RU2680264C1 (en) * 2017-12-11 2019-02-19 Публичное акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" Method of manufacturing deep-grade structures in silicon plate
RU2691162C1 (en) * 2018-11-19 2019-06-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" Method of forming deeply profiled silicon structures
RU2809344C1 (en) * 2023-01-27 2023-12-11 Альберт Георгиевич Битуев Method for manufacturing microcircuits

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2539767C1 (en) * 2013-10-03 2015-01-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МИЭТ" Method of manufacturing deeply profiled silicon structures
RU2572288C1 (en) * 2014-09-30 2016-01-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" Method of manufacturing deep profiled silicon structures
RU2680264C1 (en) * 2017-12-11 2019-02-19 Публичное акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" Method of manufacturing deep-grade structures in silicon plate
RU2691162C1 (en) * 2018-11-19 2019-06-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" Method of forming deeply profiled silicon structures
RU2809344C1 (en) * 2023-01-27 2023-12-11 Альберт Георгиевич Битуев Method for manufacturing microcircuits

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5359430B2 (en) Pattern forming method, imprint mold and photomask
RU2437181C1 (en) Manufacturing method of deep-shaped silicon structures
JP2014167992A (en) Pattern forming method
CN107168010B (en) Method for manufacturing photoetching mask
CN104216233B (en) Exposure method
RU2572288C1 (en) Method of manufacturing deep profiled silicon structures
CN112782803A (en) Method for improving robustness of silicon-based optical waveguide process
JP4761934B2 (en) Semiconductor substrate with alignment mark and method of manufacturing alignment mark
JP6086245B2 (en) Slope and method for forming the slope
JP5682202B2 (en) Pattern forming method, pattern forming body
CN111463171B (en) Method for manufacturing pattern structure
CN111273524B (en) Process method for realizing accurate alignment
RU2691162C1 (en) Method of forming deeply profiled silicon structures
CN108109910B (en) Method for forming step on semiconductor substrate
CN107219579B (en) Preparation method of multi-frequency-multiplication groove type periodic grid array
JP5515564B2 (en) Method for manufacturing stencil mask for ion implantation
KR20060136174A (en) Method for manufacturing fine pattern
JP2010183208A (en) Wet etching method and method for processing tuning fork type piezoelectric element strip
US11211258B2 (en) Method of addressing dissimilar etch rates
JPH0544169B2 (en)
RU2680264C1 (en) Method of manufacturing deep-grade structures in silicon plate
RU2325000C1 (en) Method of photolithography
CN114361099A (en) Deep silicon etching method
KR100866681B1 (en) Method for forming pattern of semiconductor device
JP6638493B2 (en) Method of manufacturing template having multi-stage structure

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180821