DE19901002B4 - Verfahren zum Strukturieren einer Schicht - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Strukturieren einer Schicht mit folgenden Schritten:
– ein Substrat (5) mit zumindest einer dauerhaft zu strukturierenden Schicht (15, 20, 60, 62) wird bereitgestellt;
– auf diese Schicht (15, 20, 60, 62) wird direkt eine Ätzmaske (25) aus einem Lackmaterial aufgebracht;
– die Schicht (15, 20, 60, 62) wird mittels eines ausschließlich physikalischen Ätzverfahrens mit hoher physikalischer Ätzkomponente unter Verwendung der Ätzmaske (25) geätzt, so daß dabei sehr steile Ätzflanken (32) in der Schicht (15, 20, 60, 62) geschaffen werden, wobei durch das Ätzen zumindest auf der Schicht (15, 20, 60, 62) und/oder auf dem Substrat (5) festhaftende und mechanisch relativ stabile Materialablagerungen (30) entstehen, die weitestgehend umverteiltes und abgetragenes Material der Schicht (15, 20, 60, 62) enthalten und die Ätzrückstände darstellen; und
– die Schicht (15, 20, 60, 62) wird nachfolgend mit einem auf die Schicht (15, 20, 60, 62) gerichteten Flüssigkeitsstrahl (45) eines...

Description

  • Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Halbleitertechnologie und betrifft ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht.
  • Zur Herstellung von mikroelektronischen Bauelementen, beispielsweise Halbleiterspeichern, muß eine Vielzahl von unterschiedlichen Materialien, die z.B. in Form von Schichten auf einem Grundsubstrat aufgebracht sind, strukturiert werden. Dazu werden die zu strukturierenden Schichten mit einer geeigneten Ätzmaske bedeckt und anschließend einem Ätzmedium ausgesetzt. Dieses führt durch physikalischen und/oder chemischen Abtrag zu einem Entfernen der zu strukturierenden Schicht von den nicht durch die Ätzmaske bedeckten Bereiche des Grundsubstrats. Beim Ätzen kann es jedoch durch den Angriff des Ätzmediums auch zu einem teilweisen Entfernen der Ätzmaske kommen, in dessen Folge die Schicht nicht mehr maßhaltig geätzt wird. Dies äußert sich beispielsweise in geneigten Ätzflanken der zu strukturierenden Schicht. Derartig geneigte Ätzflanken sollen jedoch möglichst weitestgehend vermieden werden, um den durch sie verursachten zusätzlichen Platzbedarf zu vermindern. Auch eine Maßaufweitung durch geneigte Ätzfahren kann beobachtet werden.
  • Besondere Schwierigkeiten bereitet das Ätzen von Metall- und Metalloxidschichten. So erhält man beispielsweise beim Ätzen von Platin mit einem Ätzverfahren mit hoher physikalischer Komponente relativ steile Ätzflanken, jedoch bilden sich dabei gleichzeitig Materialablagerungen an der Ätzmaske aus, die nur äußerst schwer entfernbar sind. Daher wird neben der physikalischen Komponente dem Ätzverfahren zusätzlich eine reaktive chemische Komponente zugeordnet, um diese Materialablagerungen während des Ätzens zu unterdrücken bzw. abzutra gen. Derartige Ätzverfahren werden beispielsweise in den Fachartikeln Yoo et al. "Control of Etch Slope during Etching of Pt in Ar/Cl/O2 Plasmas", Japanese Journal of Applied Physics Vol. 35, 1996, Seiten 2501 bis 2504 und Park et al. "Platinium Etching in an Inductively Coupled Plasma" 26th Essderc 1996, Seiten 631 bis 634 beschrieben. In beiden Fachartikeln wird Platin in einem Argonplasma anisotrop geätzt, wobei dem Argonplasma Chlorionen als chemische Komponente zur Reduzierung der Materialablagerungen beigesetzt sind. Ungünstigerweise entstehen jedoch bei diesen Verfahren stark geneigte Platinätzflanken, die zu einer unerwünschten Vergrößerung der Ätzstruktur führen.
  • Das Ätzen von Platin in einem reinen Argonplasma wird in beiden Fachartikeln vermieden, da die sich beim Ätzen ausbildenden Materialablagerungen nur schwer entfernbar sind. Da die Materialablagerungen aus dem gleichen Material wie die zu strukturierende Schicht bestehen, würde z.B. ein naßchemisches Entfernen der Materialablagerungen auch zu einem unerwünschten Angreifen der Schicht führen.
  • Es ist auch möglich, Platin bei stark erhöhten Temperaturen zu ätzen, da das Platin bei hohen Temperaturen mit den Ätzgasen flüchtige Verbindungen bildet. Voraussetzung hierfür ist jedoch die Verwendung von sogenannten Hartmasken aus relativ temperaturstabilen Maskenmaterialien. Der nachfolgend erforderliche Abtrag der Hartmasken führt jedoch gleichzeitig zu einem Abtrag freigelegten Grundsubstrats und damit zu einer unerwünschten Erhöhung der Topologie der zu prozessierenden Struktur.
  • Die Verwendung von Ätzverfahren mit hoher physikalischer Komponente wird auch in der JP 5-21405 A vermieden, um die Bildung von schwer entfernbaren Materialablagerungen zu verhindern. Zwar entstehen auch beim chemischen Ätzen von Platin mit CF4 an den Seitenflanken der verwendeten Hartmaske aus Spin-on-Glas Filme, diese lassen sich jedoch relativ leicht mit einer Bürste und unter Zuhilfenahme eines Wasserstrahls entfernen. Die Filme werden mechanisch durch die Bürste von der Oberfläche entfernt. Der Wasserstrahl dient dann nur noch zum Fortspülen der losen Filme. Da auch hier auf die Verwendung von physikalischen Ätzverfahren verzichtet wird, entstehen beim Verfahren gemäß der JP 5-21405 A relativ flache Ätzflanken. Außerdem führt das nachträgliche Entfernen der Hartmaske zu einer Topologieverschärfung.
    •
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht anzugeben, bei dem möglichst steile Ätzflanken ohne weiteren Angriff der zu strukturierenden Schicht entstehen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht mit folgenden Schritten:
    • – ein Substrat mit zumindest einer dauerhaft zu strukturierenden Schicht wird bereitgestellt;
    • – auf diese Schicht wird eine Ätzmaske aus einem Lackmaterial aufgebracht;
    • – die Schicht wird mittels eines Ätzverfahrens mit hoher physikalischer Ätzkomponente unter Verwendung der Ätzmaske geätzt, so daß dabei sehr steile Ätzflanken in der Schicht geschaffen werden, wobei durch das Ätzen zumindest auf der Schicht bzw. auf dem Substrat festhaftende und mechanisch relativ stabile Materialablagerungen entstehen, die weitestgehend umverteiltes und abgetragenes Material der Schicht enthalten und die Ätzrückstände darstellen; und
    • – die Schicht wird nachfolgend mit einem auf die Schicht gerichteten Flüssigkeitsstrahl eines organischen Lösungsmittels gereinigt, durch den dabei die Ätzrückstände und gege benenfalls die Ätzmaske weitestgehend von der Schicht entfernt werden, wobei
    • – der Flüssigkeitsstrahl mit einem Druck von 20 bis 150 bar durch zumindest eine Düse gepreßt wird und
    • – die zu strukturierende Schicht eine Metallschicht, eine Metalloxidschicht oder ein Schichtenstapel, der zumindest aus einer Metallschicht und einer metalloxidhaltigen Schicht besteht, ist, wobei das Metall aus der Gruppe bestehend aus Platin, Titan, Ruthenium, Tantal, Iridium, Rhenium, Palladium, Eisen, Kobalt, Nickel, Barium, Strontium, Niob, Blei, Zirkon, Lanthan, Wismut, Kalzium oder Kalium ausgewählt wird.
  • Mit Hilfe der Erfindung ist es möglich, Ätzrückstände sowie die ggf. auf dem Substrat und der strukturierten Schicht verbliebene Ätzmaske durch einen gerichteten Flüssigkeitsstrahl weitestgehend rückstandsfrei zu entfernen. Dabei wird der Umstand ausgenutzt, daß die Ätzrückstände durch die Wucht des auf sie gerichteten Flüssigkeitsstrahl vom Substrat entfernt werden. Insbesondere bei einer ausreichend hohen Strömungsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahls lassen sich auch festhaftende Ätzrückstände entfernen. Der Flüssigkeitsstrahl wird bevorzugt durch zumindest eine Düse geformt, durch die Flüssigkeit unter hohem Druck austritt und dabei einen relativ scharf gebündelten und mit hoher Strömungsgeschwindigkeit versehenen Hochdruckflüssigkeitsstrahl bildet.
  • Durch Versuche konnte überraschenderweise festgestellt werden, daß mittels eines bevorzugt gebündelten Flüssigkeitsstrahls auch fest anhaftende und mit der zu ätzenden Schicht bzw. dem Substrat verbundene Ätzrückstände von der Schichtoberfläche entfernbar sind. Derartige Ätzrückstände bestehen häufig aus einem amorphen oder polykristallinen Gemisch aus Schichtrückständen- und Ätzmaskenbestandteilen, die mechanisch fest mit der zu strukturienden Schicht verbunden sind. Die Schichtrückstände, d.h. Materialablagerungen, schlagen sich zumindest teilweise während des Ätzprozesses an den Seitenflanken der Ätzmaske und auf der Oberseite der Ätzmaske nieder und bilden dort zusammen mit teilweise aufgelockerten und oberflächennahen Ätzmaskenschichten eine mehrkomponentige festhaftende Schicht. Daher kann auch von aufgewachsenen Ätzrückständen bzw. Materialablagerungen gesprochen werden. Diese sind chemisch selektiv ohne Angriff der zu strukturierenden Schicht nur schwer zu entfernen, da ein chemischer Abtrag der Materialablagerungen gleichzeitig die zu strukturierende Schicht angreifen würde. Obwohl im weiteren von Ätzrückständen auf der Schicht gesprochen wird, sollen auch die auf dem Substrat haftendenden Ätzrückstände mitumfaßt werden.
  • Durch den Flüssigkeitsstrahl werden die Ätzrückstände weitestgehend physikalisch entfernt. Ein chemischer Angriff auf die strukturierte Schicht ist daher ausgeschlossen. Bevorzugt werden gegenüber der Schicht weitestgehend inerte Flüssigkeiten verwendet.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, die Schicht nahezu ausschließlich mit einem Ätzverfahren mit physikalischer Komponente zu ätzen und dadurch sehr steile Ätzflanken (70°–90°) der geätzten Schicht zu erhalten. Die bei diesem Ätzen, z.B. bei reinem Argonsputtern, entstehenden unerwünschten Materialablagerungen auf der Ätzmaske werden jedoch gemäß der Erfindung anschließend weitestgehend rückstandsfrei und einfach durch den Flüssigkeitsstrahl entfernt. Die Verwendung von reaktiven Gasen beim Ätzen, die zu facettierten Flanken führen und dadurch die laterale Ausdehnung der aus der Schicht geätzten Strukturen erhöhen, ist nicht nötig.
  • Bevorzugt wird eine die zu strukturierende Schicht chemisch weitestgehend nicht angreifende Flüssigkeit verwendet. Dadurch kommt es während der Reinigung durch den Flüssigkeitstrahl nicht zu einem Abtrag der strukturierten Schicht. Diese bleibt vielmehr maßhaltig. Unterstützend kann in der Flüssigkeit eine die Ätzmaske bzw. die Ätzmaskenreste angreifende Substanz enthalten sein. Dadurch wird neben der zunächst rein physikalischen Reinigungskomponente eine chemische Komponente hinzugefügt, die jedoch ausschließlich zu einem Abtrag der Ätzmaske bzw. der Ätzmaskenreste führt. Günstig ist beispielsweise die Verwendung von N-Methylpyrrolidon.
  • Optional kann vor dem Entfernen der Ätzrückstände und Materialablagerungen die Ätzmaske zumindest teilweise entfernt werden. Dadurch verlieren die Ätzrückstände bis zu einem gewissen Grad ihre mechanische Unterstützung durch die Ätzmaske und können daher leichter durch den Flüssigkeitsstrahl entfernt werden. Die Ätzmaske kann beispielsweise durch ein Veraschen des Ätzmaskenmaterials oder durch naßchemischen Abtrag entfernt werden. Günstig ist weiterhin eine abschließende Reinigung der geätzten Schicht, um noch anhaftende Rückstände zu entfernen. Die abschließende Reinigung erfolgt bevorzugt unter Einwirkung von Ultraschall oder Megaschall.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Metallschichten, Metalloxidschichten oder Schichtenstapel, die zumindest aus einer Metallschicht und einer metalloxidhaltigen Schicht bestehen, mit sehr steilen Profilflanken strukturiert werden.
  • Dieses Verfahren wird bei der Strukturierung von Metallschichten aus insbesondere Platin, Ruthenium, Iridium, Rhenium, Palladium, Eisen, Kobalt, Nickel, Schichten aus Iridiumoxid und Rutheniumoxid sowie von amorphen bzw, po lykristallinen metalloxidhaltigen Schichten, die zur Herstellung von Halbleiterspeichern verwendet werden, benutzt.
    •
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und schematisch in einer Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
  • 1a bis 1e einzelne Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 2 und 3 auf einem Schichtenstapel verbliebene Ätzrückstände, und
  • 4 und 5 eine Vorrichtung.
  • In 1 ist ein Grundsubstrat 5 dargestellt, auf dessen Oberseite eine Schichtstruktur aus einer Oxid- oder Nitridschicht 10, einer Barrierenschicht 15 und einer Platinschicht 20 angeordnet sind. Die Platinschicht 20 und die Barrierenschicht 15 stellen hier zusammen die zu strukturierende Schicht dar. Die Barrierenschicht 15 besteht ihrerseits aus einer etwa 100 nm dicken Titannitridschicht und einer darunter befindlichen etwa 20 nm dicken Titanschicht. Die Platinschicht 20 ist etwa 250 nm dick. Auf die Platinschicht wird nachfolgend eine Ätzmaske 25 aufgebracht. Die Ätzmaske 25 kann aus einem fotolithografisch strukturierbaren Material, beispielsweise Photolack, bestehen und dadurch leicht strukturiert werden. Sofern ein lichtunempfindliches Maskenmaterial verwendet wird, erfolgt das Strukturieren der Ätzmaske 25 unter Verwendung einer weiteren fotolithografisch strukturierbaren Schicht.
  • Anschließend werden die Platinschicht 20 und die Barrierenschicht 15 geätzt. Dies erfolgt bevorzugt in einem MERIE-Reaktor (Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching), wobei die Prozeßkammer zuvor auf einen Druck. von etwa1,33·10–2 evaku iert wurde. Danach wird die Platinschicht 20 in reinem Argonplasma etwa 3 Minuten lang bei etwa 50°C geätzt, wobei das verwendete Magnetfeld etwa 0,008 T (80 Gauss) aufweist und die zur Aufrechterhaltung des Plasmas nötige Leistung etwa 750 Watt beträgt. Der Argonätzprozeß ist ein nahezu rein physikalischer Ätzvorgang, da das Platin nur durch die beschleunigten Argonionen abgetragen wird. Da die Barrierenschicht 15 im Gegensatz zur Platinschicht 20 unterschiedlich stark durch Argon geätzt wird, dient die Barrierenschicht 15 hier gleichzeitig als Ätzstoppschicht, so daß ein eventuell auftretendes räumlich inhomogenes Ätzen der Platinschicht 20 nicht zu einer ungleichmäßigen Ätztopologie führt.
  • Nach dem Ätzen der Platinschicht 20 wird die Barrierenschicht 15 in einem reinen Chlorplasma für etwa 30 sec geätzt. Da ein Ätzangriff des Chlors auf der Seitenwand des strukturierten Platins nur unwesentlich erfolgt, und da die Oberseite der Platinschicht 20 weiterhin durch die Maske 25 geschützt ist, wird die Platinschicht 20 während der Barrierenätzung nicht weiter abgetragen.
  • Insbesondere beim Ätzen der Platinschicht 20 bilden sich Materialablagerungen 30 (redepositions) an den Seitenwänden der Ätzmaske 25 aus. Diese bestehen überwiegend aus umverteilten Platin. Durch das Ätzen kann es weiterhin auch zu einem teilweisen Abtragen der Ätzmaske 25 kommen, was sich in leicht geneigten Flanken der Ätzmaske 25 bemerkbar macht. Grundsätzlich werden jedoch mittels Argonsputtern äußerst steile Flanken (80°–90°) 32 geätzt. Materialablagerungen entstehen darüber hinaus auch auf der Oberseite der Ätzmaske 25. Diese werden jedoch durch die Argonionen immer wieder abgetragen, so daß dort eine sich ständig erneuernde Schicht bildet, die äußerst dünn ist. Diese dünne Schicht ist in den Figuren nicht dargestellt.
  • Zum Entfernen der Materialablagerungen 30 und der Ätzmaske 25 werden anschließend mehrere Reinigungsschritte durchgeführt. Zunächst wird die Ätzmaske 25 durch Einwirkung eines Sauerstoffplasmas verbrannt, wodurch auf der Platinschicht 20 nur noch die Materialablagerungen 30 in Form von steilen Wänden verbleiben, die nach Entfernen der Ätzmaske 25 aufgrund der nun fehlenden mechanischen Unterstützung zueinander gebogen sein können. Es ist möglich, daß bei dem Veraschen die Ätzmaske 25 bis auf einige Rückstände 35 von der Platinschicht 20 entfernt wird. Diese Rückstände 35 können durch eine naßchemische Reinigung in einer karoschen Säure (H2O2 + H2SO9) oder durch ein Hydroxylamin, Katechol und Ethylendiamin enthaltendes Reinigungsmedium entfernt werden. Alternativ kann auch die gesamte Maske 25 naßchemisch entfernt werden.
  • Eventuell verbliebene Ätzmaskenrückstände 35 und die Materialablagerungen 30 werden nachfolgend durch einen Flüssigkeitsstrahl 45 weitestgehend rückstandsfrei von der Platinschicht 20 entfernt. Der Flüssigkeitsstrahl 45 wird mittels einer Düse 40 geformt, durch die die Flüssigkeit mit hohem Druck strömt. Günstig ist ein Druck, der materialabhängig zwischen 20 und 150 bar gewählt wird. Bei Platin haben sich etwa 80 bar bewährt.
  • Die verwendete Flüssigkeit des Flüssigkeitsstrahls 45 ist bevorzugt eine N-Methylpyrrolidon-Lösung (NMP), die eine Temperatur von etwa 80°C aufweist. Bei dieser Temperatur lösen sich besonders gut eventuell verbliebene Ätzmaskenreste von der Platinschicht 20 ab. Zur Temperierung des Flüssigkeitsstrahls 45 ist die Düse 40 mit einer Heizvorrichtung 50 versehen.
  • Um alle Bereiche des Grundsubstrats 5, das üblicherweise ein Wafer ist, mit dem Flüssigkeitsstrahl 45 zu überstreichen, wird das Grundsubstrat 5 mit etwa 200 Hz rotiert. Gleichzei tig wird der Flüssigkeitstrahl 45 vom Innenbereich zum Außenbereich des Grundsubstrats 5 bewegt. Günstig ist, die Bewegungsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahls 45 zum Außenbereich des Grundsubstrats 5 hin zu verringern, um der vom Flüssigkeitsstrahl 45 pro Umdrehung zu überstreichenden Fläche des Grundsubstrats 5 Rechnung zu tragen. Typischerweise dauert ein Reinigungsvorgang etwa 4 min.
  • Gute Reinigungsergebnisse werden bei einem Abstand der Düse 40 vom Grundsubstrat von etwa 1 bis 3 cm und einem Abstrahlwinkel von etwa 90° zur Grundsubstratoberfläche erhalten.
  • Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die auf die Oberfläche auftreffende Flüssigkeit relativ leicht durch einen nachfolgenden Spülschritt mit deionisiertem Wasser weitestgehend rückstandsfrei vom Grundsubstrat 5 beseitigt werden kann. Daher ist dieses Verfahren auch besonders kostengünstig.
  • Abschließend kann optional eine naßchemische Reinigung und/oder eine Reinigung mit weichen Bürsten (Scrubber) zum Entfernen von eventuell verbliebenen Partikeln bzw. Resten durchgeführt werden. Dies erfolgt bevorzugt in Anwesenheit einer stark verdünnten Flußsäure (HF) oder verdünntem Ammoniak unter Einwirkung von Ultraschall bzw. Megaschall.
  • Die Reinigungswirkung des Flüssigkeitsstrahls beruht auf mehreren sich ergänzenden Komponenten. Die Hauptwirkung wird durch die Impulseinwirkung des Flüssigkeitsstrahles erzielt. Dabei brechen die auf der Schichtoberfläche aufgewachsenen Ätzrückstände ab und können dadurch von der die Schichtoberfläche überstreichenden Flüssigkeit, die entlang der Oberfläche einen Flüssigkeitsstrom bildet, fortgetragen werden. Durch den am Grundsubstrat bzw. an der Substratoberfläche vorbeistreichenden Flüssigkeitsstrom wird eine Reibungskraft erzeugt, die zu einem Forttragen der Ätzrückstände führt. Diese Reibungskraft hängt von der Geschwindigkeit der Flüssigkeitsmoleküle ab, so daß es aufgrund der in unmittelbarer Nähe der Schichtoberfläche ruhenden Flüssigkeitsschicht dazu kommen kann, daß die Reibungskraft zum Entfernen von fest anhaftenden und relativ kleinen Ätzrückständen nicht mehr ausreicht. Wird die Strömungsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahls 45 entsprechend erhöht, führt dies zu zwei die Reinigungswirkung unterstützenden Effekten. Zum einen gleiten die Flüssigkeitsmoleküle mit höherer Geschwindigkeit über die Schichtoberfläche und führen dadurch zu einer höheren Reibungskraft. Andererseits treffen die Flüssigkeitsmoleküle aus dem Flüssigkeitsstrahl 45 mit hoher Geschwindigkeit auf die Substratoberfläche, so daß die Flüssigkeitsmoleküle zumindest in diesem Bereich bis zu dem an der Oberfläche anhaftenden und weitestgehend ruhenden Flüssigkeitsfilm gelangen und dort ebenfalls eine Flüssigkeitsströmung herbeiführen. Die Dicke des ruhenden Flüssigkeitsstroms wird somit verringert, so daß bereits nach kurzer Entfernung von der Schichtoberfläche ein starker, die Ätzrückstände forttragender Flüssigkeitsstrom herrscht. Auch das Anlösen von Lackresten 35, durch das warme organische Lösungsmittel ist entscheidend.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zum gemeinsamen Strukturieren eines Schichtenstapels 55 verwendet werden, der z.B. aus einer Barrierenschicht 15, einer Platinschicht 20 sowie einer metalloxidhaltigen Schicht 60 besteht. Derartige Schichtenstapel 55 werden beispielsweise zur Herstellung von Halbleiterspeichern verwendet. Die metalloxidhaltige Schicht 60 besteht bevorzugt aus einem Material der allgemeinen Form ABOx oder BOx, wobei A für zumindestens ein Metall aus der Gruppe Barium, Strontium, Niob, Blei, Zirkon, Lanthan, Wismut, Kalzium und Kalium, B für Titan, Ruthenium oder Tantal und O für Sauerstoff steht. X liegt zwischen 2 und 12. Vertreter dieser Stoffklassen sind beispielsweise Strontium-Wismut-Tantalat (SrBi2TazO9) und Tantaloxid (Ta2O5).
  • Die beim Ätzen dieses Schichtenstapels 55 entstehenden Materialablagerungen 30 können nach dem Veraschen der Ätzmaske 25 auch zueinander leicht geneigt sein. Dies ist in 2 dargestellt. Die unter dem Schichtenstapel 55 befindliche Schicht 10, die bevorzugt aus Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid besteht, wirkt beim Ätzen des Schichtenstapels 55 gleichzeitig als Ätzstoppschicht.
  • In 3 sind die Materialablagerungen 30 infolge des gemeinsamen Ätzens einer weiteren Platinschicht 62 und der metalloxidhaltigen Schicht 60 dargestellt.
  • Das Strukturieren der Platinschicht 20 bzw. des Schichtenstapels 55 erfolgt bevorzugt in einer Reinigungskammer 65, die in der 5 dargestellt ist. Diese weist eine Schleuse 70 zum Einführen des Grundsubstrats 75 in die Reinigungskammer 65 auf. weiterhin ist die Reinigungskammer 65 mit einer hier nicht näher dargestellten Pumpe über einen Absaugstutzen 80 verbunden über diese Pumpe kann z.B. auch das Reinigungsmedium (Flüssigkeitsstrahl) abgesaugt und dem Reinigungsprozeß ressourcensparend wieder zugeführt werden. Das Grundsubstrat 75 liegt auf einem beheizbaren Substratträger 85, der über eine Heizung 90 beheizt wird. In der Prozeßkammer 65 sind weiterhin bewegbare Düsen 40 angeordnet, die rasterförmig bzw. radial das Grundsubstrat 75 überstreichen können.
  • Die Flüssigkeit zum Entfernen der Ätzrückstände 30 wird den Düsen 40 über eine Druckleitung 100 zugeführt. Diese, wie auch das Reservoir 95 und die Düsen 40, sind von einer Heizvorrichtung 50 in Form von elektrischen Heizwendeln zum Erwärmen des Flüssigkeit umgeben.
  • Gemäß 4 ist die Reinigungskammer 65 mit der Ätzkammer 110 zu einem sogenannten Cluster tool zusammengefaßt. Das Grundsubstrat 75 wird von einer Inputstation über eine Transportstation 115, in der ein reduzierter Druck herrscht, in die Ätzkammer 110 transportiert. Nach dem Ätzen wird die Maske in einer sogenannten Strip-kammer 120 entfernt und durch eine weitere Transportstation 116, in der bevorzugt etwa atmosphärischer Druck herrscht, zur Reinigungskammer 65 überführt. Sofern auf ein Veraschen der Maske verzichtet werden kann, wird keine Stripkammer 120 benötigt und die weitere Transportstation 116 kann als Trockensystem ausgeführt werden.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Strukturieren einer Schicht mit folgenden Schritten: – ein Substrat (5) mit zumindest einer dauerhaft zu strukturierenden Schicht (15, 20, 60, 62) wird bereitgestellt; – auf diese Schicht (15, 20, 60, 62) wird direkt eine Ätzmaske (25) aus einem Lackmaterial aufgebracht; – die Schicht (15, 20, 60, 62) wird mittels eines ausschließlich physikalischen Ätzverfahrens mit hoher physikalischer Ätzkomponente unter Verwendung der Ätzmaske (25) geätzt, so daß dabei sehr steile Ätzflanken (32) in der Schicht (15, 20, 60, 62) geschaffen werden, wobei durch das Ätzen zumindest auf der Schicht (15, 20, 60, 62) und/oder auf dem Substrat (5) festhaftende und mechanisch relativ stabile Materialablagerungen (30) entstehen, die weitestgehend umverteiltes und abgetragenes Material der Schicht (15, 20, 60, 62) enthalten und die Ätzrückstände darstellen; und – die Schicht (15, 20, 60, 62) wird nachfolgend mit einem auf die Schicht (15, 20, 60, 62) gerichteten Flüssigkeitsstrahl (45) eines organischen Lösungsmittels gereinigt, durch den dabei die Ätzrückstände (30) und gegebenenfalls die Ätzmaske (25) weitestgehend von der Schicht (15, 20, 60, 62) entfernt werden, wobei – der Flüssigkeitsstrahl (45) mit einem Druck von 20 bis 150 bar durch zumindest eine Düse (40) gepreßt wird und – die zu strukturierende Schicht (15, 20, 60, 62) eine Metallschicht, eine Metalloxidschicht oder ein Schichtenstapel, der zumindest aus einer Metallschicht und einer metalloxidhaltigen Schicht besteht, ist, wobei das Metall aus der Gruppe bestehend aus Platin, Titan, Ruthenium, Tantal, Iridium, Rhenium, Palladium, Eisen, Kobalt, Nickel, Barium, Strontium, Niob, Blei, Zirkon, Lanthan, Wismut, Kalzium oder Kalium ausgewählt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erreichen der physikalischen Ätzkomponente Argonionen verwendet werden.
  3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsstrahl (45) eine die Ätzmaske (25) angreifende oder lösende Substanz enthält.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz N-Methylpyrrolidon ist.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterstützend zum Entfernen der Ätzrückstände (30) durch den Flüssigkeitsstrahl (45) die Ätzmaske (25) zuvor zumindest teilweise entfernt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß die Ätzmaske (25) zumindest teilweise durch ein Veraschen des Ätzmaskenmaterials oder durch einen naßchemischen Abtrag entfernt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Entfernen der Ätzrückstände (30) eine abschließende Reinigung durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die abschließende Reinigung unter Einwirkung von Ultraschall oder Megaschall erfolgt.
  9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (5) eine Ätzstoppschicht (10, 15) aufweist.
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