DD142626A1

DD142626A1 - Verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen,insbesondere integrierten festkoerperschaltkreisen

Info

Publication number: DD142626A1
Application number: DD20804478A
Authority: DD
Inventors: Joachim Zoebisch; Hans Moehr
Original assignee: Joachim Zoebisch; Hans Moehr
Priority date: 1978-09-25
Filing date: 1978-09-25
Publication date: 1980-07-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein fotolithografisches Verfahren zur Herstellung von in Silizium-Planar- oder .Silizium-Epitaxial-Planartechnik gefertigten Halbleiterbauelementen, insbesondere , integrierten FestkörperSchaltkreisen. Das Ziel der Erfindung ist es, die den Verfahren der Doppelmaskierung und Doppelbelichtung anhaftenden Mängel, der verminderten Gutausbeute und geringer Schablonenstandseiten, zu beseitigen. Es besteht daher die Aufgabe, die Übertragung von irreversiblen Schablonendefekten in die Oberflächenstruktur der Halbleitersubstrate zu vermeiden und so die Gutausbeute an Bauelementen zu erhöhen und die Schablonenstandzeiten su verlängern. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Reihenfolge der Erstbelichtung innerhalb einer Bearbeitungseinheit durch eine erste Schablone hindurch für alle Substrate dieser Bearbeitungseinheit festgalegt ist und daß die Zweitbelichtung durch eine zweite Schablone hindurch in umgekehrter Reihenfolge der Substrate erfolgt. Zur Belichtung einer weiteren Bearbeitungseinheit' wird eine dex' beiden verwendeten Schablonen mit einer dritten Schablone kombiniert. Das erfindungsgemäße·Verfahren kann bei der Fertigung von Epitaxie-Planartransistoren,. insbesondere integrierten Schaltkreisen, angewendet werden.

Description

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Prankfurt(Oder), den 18.9_#78

Erfinder: Möhr, Dipl.-Ing., Hans

Zöbisch, Dipl.-Ing·, Joachim _t

Titel der Erfindung .

Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, insbesondere integrierten Festkörperschaltkreisen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein fotolithografisches Verfahren und wird bei der Herstellung von in Silizium-Planar- oder Silizium-Epitaxial-Planartechnik gefertigten Halbleiterbauelementen, insbesondere integrierten Festkörperschaltkreisen angewendet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt ist, daß bei der planartechnologischen Herstellung von Halbleiterbauelementen besonders bei integrierten Pestkörperschaltkreisen die Gutausbeute an Bauelementen in starkem Maße von der Defektdichte in den auf den Substraten zu erzeugenden Oberflächenstrukturen abhängt. Dieser statistische Zusammenhang wurde bereits von T. R. lawson in dem Artikel "A Prediction of the Photoresist Influence oh Integrated Cirmit Yield" (SOP and Solid State Technol Kr.7, 1966, S_a 22-25) dargelegt. Die Defektdichte in den Oberflächen*» strukturen, wird, im wesentlichen durch die fotolithografische Übertragung von bereits in den Schablonen existieren-

den Defekten bestimmt« Diese Defekte untergliedern sich in¹ Tor dem ersten Einsatz vorhandene und während des fortlaufenden Einsatzes der Schablonen erzeugte Defekte, Bei den letzteren wiederum wird unterschieden zwischen Defekten, die auf die zerstörende Einwirkung der Halbleitersubstrate zurückgehen (irreversible Defekte) und Defekten, die im Einsatz sporadisch auftreten (reversible Defekte). Durch das Anwachsen der Defektdichte in. den Schablonen ist ihre Standzeit begrenzt.

Zur Verminderung der Defektübertragung bei der fotolithografischen Erzeugung der Oberflächenstrukturen ist ein Verfahren bekannt, bei dem auf eine bereits erzeugte Lackhaftmaske eine zweite Lackschicht aufgebracht, durch eine andere Schablone gleichen Typs hindurch belichtet und anschlie~ ßend entwickelt wird (DE-AS 1 639 263)· Damit werden Defekte, die von der ersten Schablone übertragen wurden, durch das Vorhandensein der zweiten Lackhaftmaske verschlossen (Doppelmaskierung)* Das Aufbringen der zweiten Lackschicht kann dabei auch entfallen, da bei der Erstbelichtung übertragene Defekte bei der Zweitbelichtung verschlossen werden (Doppelbelichtung), Weiterhin ist ein Verfahren bekannt und in der US-PS 3 922 184 beschrieben, bei dem das Herausätzen der zu erzeugenden Oberflächenstrukturen in zwei Fotolithografieschritten erfolgt, wobei die übertragenen Defekte der ersten Schablone im ersten Fotolithografieschritt nur teilweise durchgeätzt werden· Der zweite Fotolithografieschritt verhindert das vollständige Herausätzen dieser Defekte durch das Aufbringen der zweiten Laokhaftmaske, die mit Hilfe einer zweiten Schablone gleichen Typs erzeugt wi-rd, Nachteil dieser Verfahren ist, daß im mehrstufigen fotolitho« grafischen Maskierungsprozeß ganzer Bearbeitungseinheiten nicht festgelegt sind: 1. die Belichtungsreihenfolge der Substrate innerhalb einer Bearbeitungseinheit für eine bestimmte Schablonenkombination und 2« die zu verwendenden Schablonenkombinationen für andere Bearbeitungseinheiten. Damit existiert, bezogen "auf den technologischen Gesamtprc™ zeß, eine bestimmte Wahrscheinlichkeit dafür* daß währarid

des Prozesses irreversibel erzeugte Schablonendefekte trotz Mehrfachmaskierung oder -belichtung in die Halbleitersubstrate übertragen werden. Dadurch wird die Gutausbeute an Halbleiterbauelementen , insbesondere integrierten Pestkörperschaltkreisen, herabgesetzt und die Standzeit der Schablonen verringert*

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren zu entwickeln, mittels dem die Standzeit der Schablonen sowie die Ausbeute an Bauelementen erhöht werden kann·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Übertragung von irreversiblen Defekten in den Schablonen auf die Oberflächenstruktur der Substrate zu verhindern und dadurch die Gutausbeute an Bauelementen zu erhöhen sowie die Schablonenstandzeit zu verlängern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Reihenfolge bei der Erstbelichtung durch die erste Schablone hindurch für alle Substrate einer Bearbeitungseinheit festgelegt ist« Die Zweitbelichtung durch die zweite Schablone hindurch erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Die verwendete Schablonenkombination ist für weitere Bearbeitungseinheiten nicht mehr zu verwenden, jedoch kann jede der beiden Schablonen mit einer dritten für den weiteren Einsatz kombiniert werden« Diese dritte Schablone darf dabei noch mit keiner der beiden ersten Schablonen kombiniert sein₉

Durch derartige Schablonenkombinationen wird erreicht, daß die Übertragung jedes durch ein bestimmtes Substrat auf beiden Schablonen an gleicher Stelle irreversibel erzeugten Defektes auf andere Substrate dieser Bearbeitungseinheit und auf alle v/eiteren Bearbeitungseinheiten verhindert wird» Fertigungsstatistisch ergibt eich damit eine höhere Gutausbeute an Bauelementen sowie eine höhere Schabionenstandsoit.

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Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden:

Zv/ei Bearbeitungseinheiten von je 100 Halbleitersubstraten sollen mit einer defektfreien Hegativlackmaske nach den bekannten Verfahren der Doppe.lmaskierung oder Doppelbelichtung versehen werden· Bei der Erstbelichtung der ersten Bearbeitungseinheit entsteht beim Substrat Hr* 17 auf der ersten Schablone ein irreversibler Defekt durch die Einwirkung eines Epitaxiekristallites an einer bestimmten Stelle der Schablone« Dieser Schablonendefekt wird in das latente Lackmaskenbild der Erstbelichtung der Substrate Hr _β 18 bis Hr* 100 übertragen« Bei der Zweitbelichtung dieser Bearbeitungseinheit in umgekehrter Reihenfolge (Nr. 100 bis Nr* 1) entsteht dieser Defekt an gleicher Stelle in der zweiten Schablone beim Substrat Hr · 17, kann aber nur in das latente Bild der Zweitbelichtung der Substrate Hr» 16 bis Hr. 1 übertragen werden«, Durch die Überlagerung der beiden latenten Lackmaskenbilder der Erst- und Zweitbelichtung sind die anschließend entwickelten Lackmasken der Substrate defektfrei© Der Vorgang des wechselseitigen Verschließens von irreversiblen Defekten durch Erst- und Zweitbelichtung ist für alle irreversiblen Defekte der Bearbeitungseinheit analog*

Pur die zweite Bearbeitungseinheit wird eine der beiden benutzten Schablonen mit einer dritten Schablone gleichen (Typs kombiniert, um eine übertragung des obengenannten Defektes sowie aller anderen bei der ersten Bearbeitungseinheit erzeugten irreversiblen Defekte auf die Substrate der zweiten Bearbeitungseinheit zu verhindern. Der Prozeßablauf .ist ansonsten der gleiche wie für die erste Bearbeitungseinheit *

Claims

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Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen,' insbesondere integrierten Pestkörperschaltkreisen, nach dem an sich bekannten Verfahren der Doppelmaskierung oder Doppeibelichtung, gekennzeichnet dadurch, daß die Reihenfolge der Erstbelichtung innerhalb einer Bearbeitungseinheit durch eine erste Schablone hindurch für alle Substrate dieser Bearbeitungseinheit festgelegt ist und daß die Zweitbelichtung durch eine zweite Schablone hindurch in umgekehrter Reihenfolge der Substrate erfolgt, -

2e Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Belichtung einer weiteren Bearbeitungseinheit eine der beiden verwendeten Schablonen mit einer dritten Schablone kombiniert ist.