用于生产微机电系统的方法_3

文档序号:9262170阅读:来源:国知局
构建微机械结构。可替代地,该蚀刻可以根据表面微机械加工技术进行,其 中通过施加涂层和对它们进行选择性蚀刻来生产多个层。该蚀刻法通常可以用在深的反应 性离子蚀刻技术中。
[0045] 根据本发明该方法可以用来生产用于微机电系统的半导体,例如,如以上所述的 加速传感器、磁性记录头、喷墨打印机、陀螺仪以及其他的物品。
[0046] 有用于本发明的方法的某些气体混合物是新颖的;它们也是本发明的一个方面并 且对其本身也提出了权利要求。在本发明的这个方面,术语"包括"也包括"由......构 成"的含义。这些气体混合物不含有添加的次氟酸盐类、氟代过氧化物类和/或氟代三氧化 物,并且优选地,这些气体混合物实质上不含次氟酸盐类、氟代过氧化物类和/或氟代三氧 化物;术语"实质上"表示这些化合物中任何一种按体积计小于1%的含量、并且优选按体 积计为〇%的含量。这些气体混合物也无含有CN键以及氢的化合物。
[0047] 在以下段落详细说明的气体混合物(如上所述)对其本身也提出了权利要求。它 们可以处于气态、液态、固态或甚至是超临界状态。对其本身也提出了权利要求的气体混合 物优选以液态存在。例如,它们能以液态包含在加压容器中,例如瓶中。当然,取决于液体 和容器的体积,液体以上存在一定量的气态气氛。
[0048]这一方面的一个实施方案涉及包括元素氟和碳酰氟的混合物。根据本发明的这些 混合物优选地包括摩尔比为从1 : 99到99 : 1的元素氟和碳酰氟。元素氟和碳酰氟的分 子比优选等于或大于5 : 95。优选地,它等于或小于95 : 5。优选排除由等摩尔量的元素 氟和碳酰氟组成的混合物。
[0049]元素氟和碳酰氟的混合物可以进一步包括氧气、一种稀有气体、氮气。该稀有气体 优先选自氦气和氩气,由此氩气是尤其优选的。这些混合物是尤其适合用于MEMS蚀刻。可 任选地,这些混合物还可以包括一种钝化气体,优选是如上所述的一种钝化气体。该钝化气 体不应与元素氟进行反应;全氟代化合物是非常适合的。
[0050] 元素氟、碳酰氟和可任选的氧气、氩气、和/或氮气以及一种钝化气体(如果包括 它的话)的量在以上给出。
[0051] 对其本身也提出了权利要求的元素氟和碳酰氟的混合物可以处于气态,液态、固 态或甚至是超临界状态。该气体混合物优选以液态存在。例如,它们能以液态包含在加压 瓶中。
[0052] 本发明这一方面的另一个实施方案涉及包括碳酰氟、氮气和/或一种稀有气体、 可任选的一种钝化气体以及可任选的氢气或一种释放氢气的气体的混合物。优选地,该稀 有气体是选自氦气和氩气,尤其优选地它是氩气。
[0053] 根据一个优选实施方案,这些混合物由碳酰氟和氮气构成,或它们由碳酰氟和氩 气构成,并且在两个替代方案中可任选地还包含氧气。在仅包括碳酰氟和氮气的混合物中, 碳酰氟的含量按体积计优选地是等于或大于1%。碳酰氟的含量按体积计优选地是等于或 小于75 %。氮气的含量按体积计优选地是等于或大于25 %;优选地它按体积计是等于或小 于99 %。在一个实施方案中,这些混合物由碳酰氟和氮气组成。
[0054] 在包括碳酰氟和氩气的混合物中,氩气的含量按体积计优选地是等于或大于 10%。优选地,它按体积计是等于或小于80%。碳酰氟的含量按体积计优选地是等于或大 于20 %;优选地,它按体积计是等于或小于90 %。在一个实施方案中,这些混合物由碳酰氟 和氩气组成。
[0055] 包括碳酰氟、氮气和氩气的混合物是尤其优选的。碳酰氟的含量按体积计优选地 是等于或大于1%。它按体积计优选地是等于或小于50%。氩气的含量按体积计优选地是 等于或大于5%。优选地,氩气的含量按体积计是等于或小于50% ;尤其是,氩气的含量按 体积计是等于或小于40%。氮气的含量按体积计优选地是等于或大于1%;优选地,它按体 积计是等于或小于80%。在一个实施方案中,这些混合物由碳酰氟、氮气和氩气组成。
[0056] 这些混合物还可以包括氧气、氢气、一种释放氢气的气体和/或一种钝化气体。详 细内容在以上说明。
[0057] 对其本身提出了权利要求的碳酰氟和氮气和/或一种稀有气体以及可任选的钝 化气体或氢气的混合物可以处于气态、液态、固态或甚至是超临界状态。该气体混合物优选 以液态存在。例如,它们能以液态包含在加压瓶中。
[0058] 本发明的混合物适合于例如,进行根据本发明的方法,而且还适合于其他的蚀刻 方法,例如,用于生产半导体、用于平板显示器的生产或用于晶片清洗。
[0059] 本发明这一方面的又另一个实施方案涉及包括碳酰氟和一种钝化气体、以及可任 选的还有氮气、一种稀有气体和/或一种释放氢气的气体的混合物。这些混合物适合于同 时蚀刻和钝化。氩气的存在是非常优选的。
[0060] 在包括碳酰氟、钝化剂、氩气和可任选的氮气、氢气或一种释放氢气的气体的混合 物中,碳酰氟的含量按体积计优选地是等于或大于15%,非常优选地按体积计等于或大于 20%。优选地,它按体积计是等于或小于60%。钝化剂的含量按体积计优选地是等于或大 于10%,非常优选地按体积计等于或大于15%。钝化气体的含量按体积计优选地是等于或 小于50 %,非常优选地按体积计等于或小于45 %。氩气的含量按体积计优选地是等于或大 于20%,非常优选地按体积计等于或大于25%。优选地,氩气的含量按体积计是等于或小 于50 %,非常优选地按体积计等于或小于40 %。如果包括氮气,其含量优选地按体积计是 在1%到10%的范围内。如果包括氢气或一种释放氢气的气体,其含量按体积计优选地是 等于或大于2%。优选地,它按体积计是等于或小于15%。
[0061] 优选地,术语"钝化气体"表示除队、0)2、0)、0^(:1、02或C0之外的无机或有机化 合物;合适的钝化气体是此类化合物,这些化合物在热的(200°C以及更高)或在等离子体 条件下与硅反应形成具有低挥发性的硅化合物,或形成一个钝化层从而保护该结构免于蚀 亥IJ。尤其优选地,术语"钝化气体"表示一种或多种有机化合物,该有机化合物是选自被至 少一个氟原子取代的具有1到6个碳原子的环状的、直链的或支链的饱和脂肪族化合物、或 选自被至少一个氟原子取代的具有2到6个碳原子的环状的、直链的或支链的不饱和脂肪 族化合物。这些化合物由碳和氟以及可任选地氢组成。优选地,相应的饱和或不饱和的化 合物至少50 %的氢原子被氟原子取代。具有1到5个碳原子的饱和氢氟烷类和饱和氟烷类 以及具有2到5个碳原子的不饱和氢氟烷和氟烷类是优选的。高度优选的作为钝化气体而 包括在内的化合物是C-C4F6、c-C5F8、CH2F2、CHF3、CF4、C2F6、C3F8、C2F4、C4F6和C4F8。C4F6作为 钝化气体是尤其优选的。化合物C-C6F6和CF3I也是合适的。碳酰氟和钝化气体的混合物 可以进一步包括氮气、氧气、和/或稀有气体。甚至可以包括元素氟,前提是该钝化气体是 全氟化碳化合物。
[0062] 仍然更优选地,该混合物包括碳酰氟、C4F6、和氩气以及可任选地氢气或释放氢气 的气体。
[0063] 碳酰氟和钝化气体的、对其本身提出权利要求的混合物可以处于气态、液态、固态 或甚至是超临界状态。这些气体混合物优选以液态存在。例如,它们能以液态包含在加压 瓶中。
[0064] 包括一种钝化气体的这些气体混合物尤其适合对应地用于蚀刻步骤、钝化步骤或 组合的蚀刻和钝化步骤中。
[0065]最后,由元素氟、氮气和氩气以及可任选的氧气组成的一种蚀刻气体混合物是本 发明的一个另外的方面。该气体混合物含有按体积计等于或大于10%的元素氟。它包括按 体积计等于或小于、优选小于25%的元素氟。它包含等于或大于按体积计5%的氩气。它 按体积计含有等于或小于按15%的氩气。它按体积计含有等于或大于65%的氮气。它按 体积计含有等于或小于80%的氮气。该混合物非常适合用于MEMS蚀刻。如果包括氧气,它 优选地以按体积计2%到15%之间的范围存在。然后一种或多种其他组分(元素氟、氮气、 氩气)的含量可以更低,以使得该组分按体积计总计达100%。
[0066] 元素氟、氮气和可任选地氧气的、对其本身提出权利要求的混合物可以处于气态、 液态、固态或甚至是超临界状态。这些气体混合物优选以液态存在。例如,它们能以液态包 含在加压瓶中。
[0067] 已经发现,元素氟比SF6更有效,并且元素氟和碳酰氟两者都具有低的GWP(温室 变暖潜能)。
【具体实施方式】
[0068] 现在将通过以下实例对本发明进行更详细的说明。
[0069] 实例
[0070] 实例1 :在MEMS生产中适合用于
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