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DE19838847A1 - Verfahren zum Vermindern der Intensität von während des Prozesses der Photolithographie auftretenden reflektierten Strahlen - Google Patents

Verfahren zum Vermindern der Intensität von während des Prozesses der Photolithographie auftretenden reflektierten Strahlen

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DE19838847A1
DE19838847A1 DE19838847A DE19838847A DE19838847A1 DE 19838847 A1 DE19838847 A1 DE 19838847A1 DE 19838847 A DE19838847 A DE 19838847A DE 19838847 A DE19838847 A DE 19838847A DE 19838847 A1 DE19838847 A1 DE 19838847A1
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Abstract

Die Erfindung ist mit Verfahren zur Verminderung der Intensität von reflektierten Strahlen befaßt, die während des Photolithographieprozesses auftreten können. Das Ziel ist dabei eine Minimierung der auf Sekundärlicht zurückzuführenden Verzerrungen des auf einem Halbleiterwafer zu erzeugenden Musters. DOLLAR A Im Rahmen der Erfindung wird zur Reflexionsverminderung mit dielektrischen Antireflexüberzugsschichten (DARC-Schichten) (32) gearbeitet, wobei die Anordnung der einzelnen Schichten so getroffen wird, daß die erste DARC-Schicht (32) erst nach der Photomaske (33) im Strahlenweg bei der Belichtung liegt und keine Berührung mit dem Photolack (34) hat. DOLLAR A Durch die erfindungsgemäße Aufbringung der ersten DARC-Schicht (32) auf das Substrat (30) noch vor der Photomaske (33) werden außerdem durch den Ätzvorgang bedingte Musterverzerrungen vermieden.

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Verfahren zum Vermindern der Intensität von reflektierten Strahlen, die während des Belichtungsvorgangs bei der Halbleiterfertigung auftreten, und sie betrifft spezieller Methoden der Verwendung einer dielektrischen Antireflexüberzugsschicht (DARC-Schicht) zum wirksamen Steuern der Intensität von während des Photolithographiepro­ zesses auftretenden reflektierten Strahlen.
Bei der Photolithographie werden während des Belichtungsvorgangs Strah­ len, die durch die Photomaske hindurchtreten, durch die Oberfläche der Unterlagsschicht hindurch weitergeleitet und vom Substrat reflektiert. Diese reflektierten Strahlen belichten dann Abschnitte des Photolacks, die während der Erstbelichtung durch die Maske abgedeckt werden sollten. Diese reflek­ tierten Strahlen bewirken also eine unerwünschte Belichtung von Stellen des Photolacks, die zu chemischen Reaktionen im Photolack und anschließender Entfernung von Photolack bei der Entwicklung führt, wobei im Falle von Posi­ tivlack Photolack unerwünscht entfernt wird und umgekehrt bei Negativlack Photolack ungewollt verbleibt. Die sich so wegen der reflektierten Strahlen während des Belichtungsvorgangs ergebende Musterverzerrung wird als Reflex­ strahlungseffekt bezeichnet.
Wegen der kontinuierlichen Schrumpfung der Linienbreite bei der Halb­ leiterbearbeitung nimmt der Anteil der Musterverzerrung in Relation zur Gesamtlinienbreite zu und beeinträchtigt die Ausbeute und Zuverlässigkeit in starkem Maße, wobei er zu ungewollten Kurzschlüssen und zu Verschlechterung der Überwachung der kritischen Abmessungen führt. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, werden üblicherweise Antireflexschichten wie zum Beispiel Titannitrid (TiN) in Metallschichten verwendet, um die Intensität der reflektierten Strahlen zu steuern.
Bei ausgefeilterer Technologie ist es übliche Praxis, eine DARC-Schicht zu verwenden, um die Menge der reflektierten Strahlen von nichtmetallischen Schichten zu vermindern. Wegen ihrer Fähigkeit, Strahlen zu absorbieren und in den reflektierten Strahlen eine Phasenverschiebung hervorzurufen, wird die DARC-Schicht in der 0,25 µm-Technologie extensiv eingesetzt, um die Wirkungen von Reflexion an nichtmetallischen Schichten beim Photolithographieprozeß zu hemmen.
In Fig. 1 ist die Verwendung einer DARC-Schicht im Photolithographie­ prozeß veranschaulicht. Die Darstellung zeigt ein Substrat 10, eine Unter­ lagsschicht 11, die keinen physischen Kontakt mit dem Photolack zu haben braucht, aber mit dem Muster versehen werden muß, und eine Hartmaskenschicht 12, nämlich eine SiO2-Schicht, die als eine indirekte Photomaske dient. In dem Falle, daß der Photolack nicht in physische Berührung mit der Unter­ lagsschicht 11 gebracht werden kann und diese markiert werden muß, wird als Erstes eine SiO2-Schicht als die Hartmaskenschicht 12 aufgebracht. Danach wird das Muster auf dem Photolack zunächst auf die Hartmaske übertragen, und dann wird die markierte Hartmaske als eine indirekte Maske zum Markieren der Unterlagsschicht 11 verwendet.
Oberhalb der Hartmaskenschicht 12 befinden sich in Fig. 1 eine DARC-Schicht 13 und ein Photolack 14. Während der Belichtung fällt ein UV-Strahl 20 (DUV-Strahl) von oben direkt ein. Ein erster reflektierter Strahl 21 entsteht durch Reflexion an der DARC-Schicht 13; ein zweiter reflektierter Strahl 22, der bereits die Absorption und Phasenverschiebung beim Durchgang durch die DARC-Schicht erfahren hat, ergibt sich durch die Reflexion vom Substrat 10. Daher erfolgt beim Durchgang des zweiten reflektierten Strahls 22 und seiner Kombination mit dem ersten reflektierten Strahl 21 eine Phasenverschiebungs­ auslöschung zwischen den beiden reflektierten Strahlen 21 und 22, wodurch sich die Intensität der reflektierten Strahlen vermindert.
Theoretisch läßt ein Strahl, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, beim Durchgang durch eine Mehrschichtstruktur an jeder Grenzfläche einen reflektierten Strahl und einen durchgehenden Strahl entstehen. Daher treten in der Theorie neben den beiden reflektierten Strahlen 21 und 22 ein dritter reflektierter Strahl 23 und ein vierter reflektierter Strahl 24 auf, doch lassen sich, da der DUV-Strahl 20 die verschiedenen in Fig. 1 gezeigten Schichten leicht durchdringen kann, der dritte reflektierte Strahl 23 und der vierte reflek­ tierte Strahl 24 mit dem zweiten reflektierten Strahl zusammenfassen.
Nun hat jedoch die Methode der Unterdrückung reflektierter Strahlen während des Photolithographieprozesses in der oben erwähnten Weise folgende Nachteile:
  • 1) Wenn die Dicke des Hartmaskenfilms nicht gleichförmig ist, ergeben sich ungleichförmige Reflexionen, die sich nach den traditionellen Methoden nicht unterdrücken lassen.
  • 2) Wenn der DUV-aktive Photolack auf der DARC-Schicht in physischem Kontakt damit steht, erfährt er einer chemischen Reaktion, bei der ein dünner Film aus Aminogruppen (NH2-Gruppen) entsteht. Dies führt bei der anschließenden Musterbildung im Photolack zu einem "Füßchen"-Effekt.
  • 3) Während der Bildung der DARC-Schicht läßt die spätere rasche Wärme­ behandlung, die mit dem Prozeß der plasmaverstärkten chemischen Abscheidung aus der Dampfphase (PECVD-Prozeß) verbunden ist, die Hartmaskenschicht als Folge von ionischer und thermischer Belastung eine physikalische Änderung erfahren, die den anschließenden Ätzprozeß an der Hartmaske beeinträchtigt.
  • 4) Da sich die DARC-Schicht oben auf der Hartmaskeschicht befindet, verlangt der Prozeß der Musterfestlegung die Entfernung beider Schichten. Bei der Ätzung der Hartmaskenschicht passiert es leicht, daß die Seitenwand angeätzt wird, wodurch sich ein gebogenes Profil ergibt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Unterdrücken reflektierter Strahlen beim Photolithographieprozeß zu schaffen, um die mit unerwünschter Reflexion verbundenen Probleme zu vermeiden.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung mit den in den Patentansprüchen im einzelnen angegebenen Verfahren.
Das Antireflexions-Verfahren nach der Erfindung schließt die Ausbildung einer mit einem Muster zu versehenden Unterlagsschicht auf einem Wafer-Sub­ strat ein, auf welche die Aufbringung einer DARC-Schicht, einer Hartmasken­ schicht und eines Photolacks folgt. Sodann wird die Belichtung zum Übertragen des Musters vorgenommen. Der wesentliche Unterschied zwischen den Verfahren gemäß der Erfindung und den anderen bekannten Methoden liegt darin, daß sich die DARC-Schicht gemäß der Erfindung in der Belichtungsrichtung gesehen hinter, also bei Belichtung von oben her unterhalb der Hartmaskenschicht befindet.
Zusätzlich ist es auch möglich, eine DARC-Schicht sowohl vor als auch hinter, also beispielsweise oberhalb und unterhalb der Hartmaskenschicht anzuordnen und so eine Art von Sandwich-Struktur zu bilden. Diese Verfahrensvariante schließt die Ausbildung einer Unterlagsschicht auf dem Substrat ein, worauf die Aufbringung einer ersten DARC-Schicht, einer Hartmaskenschicht und einer zweiten DARC-Schicht folgt. Zuletzt wird der Photolack aufgetragen und das Muster durch die Belichtung festgelegt.
Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich deutlich auch aus der nachstehenden, ins einzelne gehenden Beschreibung bevorzugter, aber nicht als einschränkend zu verstehender Ausführungsbeispiele entnehmen. In dieser Beschreibung wird jeweils auf die Zeichnung Bezug genommen; in dieser zeigen:
Fig. 1 ein strukturelles Querschnittsdiagramm für ein bekanntes Verfahren zum Vermindern des Reflexstrahlungseffekts,
Fig. 2 bis 5 den Prozeßablauf bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung, bei der die reflektierten Strahlen kontrolliert werden können,
Fig. 6 das sich bei der Ätzung ergebende Profil mit dem für die bisher bekannten Verfahren typischen "Füßchen"-Effekt,
Fig. 7 das sich aus der Benutzung einer Hartmaskenschicht für die bisher bekannten Verfahren typische gekrümmte Profil und
Fig. 8 bis 12 den Prozeßablauf bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, bei der die reflektierten Strahlen kontrolliert werden können.
Die in Fig. 2 bis Fig. 5 veranschaulichte erste Ausführungsform eines Verfahrens nach der Erfindung enthält die folgenden vier Schritte:
Schritt 1
Wie Fig. 2 zeigt, wird auf einem Substrat 30 eine Unterlagsschicht 31 abgeschieden. Diese Unterlagsschicht 31 kann ein als einzelne Schicht oder als Mehrfachschicht ausgebildetes Material auf Sili­ zium-Basis wie zum Beispiel SiO2 oder SiN2 sein.
Schritt 2
Wie Fig. 3 zeigt, wird auf die Unterlagsschicht 31 in einem PECVD-Pro­ zeß unter Verwendung von SiH4 und N2O als Reaktanten eine DARC-Schicht 32 aufgebracht. Diese DARC-Schicht 32 besteht aus einem SibxOyNz-Material. Das Mengenverhältnis in der Materialzusammen­ setzung (x, y, z) kann während des PECVD-Prozesses durch Einstellen des Durchsatzes der reagierenden Gase und der Prozeßzeit verändert werden, um eine Zusammensetzung der DARC-Schicht 32 zu erhalten, die eine maximale Reflexionsverminderung mit optischer Interferenz für den einfallenden Strahl bei seinem Durchgang durch die DARC-Schicht 32 ergibt. Der im Rahmen der Erfindung beschriebene Abscheidungsprozeß kann je nach der Art der eingesetzten Einheit variierende Prozeßparameter aufweisen. Wenn zum Beispiel das Gas­ durchsatzverhältnis (Standard cm3 pro Minute, SCCM) von SiH4 zu N2O 3 : 5 beträgt, kann die Temperatur zwischen 350 und 550°C und der Druck zwischen 733 und 2 666 Pa (5,5 und 20 Torr) liegen und die abgeschiedene Schichtdicke kann zwischen 300 und 500 Å oder zwischen 700 und 900 Å betragen; unter diesen Bedingungen läßt sich die mit der Erfindung angestrebte Reflexionsverminderung erreichen. Jedoch kann jeder mit dem PECVD-Prozeß vertraute Fach­ mann auch einen unterschiedlichen Satz von Prozeßparametern schaffen, und er ist nicht an den oben angegebenen Satz von Prozeßparametern gebunden.
Schritt 3
Wie Fig. 4 zeigt, wird auf die DARC-Schicht 32 eine Hartmasken­ schicht 33 aufgebracht. Das Hartmaskenmaterial kann SiO2, SiNx oder BPSG (Borphosphorsilikatglas) sein, das durch einen CVD-Pro­ zeß (chemische Abscheidung aus der Dampfphase) aufgebracht wird.
Schritt 4
Wie Fig. 5 zeigt, wird auf die Hartmaskenschicht 33 Photolack 34 aufgetragen.
Die Schritte 2 und 3 des oben beschriebenen Verfahrens sind die Schlüs­ selstellen für diese Ausführungsform der Erfindung. Wie schon oben erwähnt kann, da der DUV-Strahl die Hartmaskenschicht 33 ohne weiteres zu durchqueren vermag, angenommen werden, daß die Musterverzerrung in der Hauptsache durch die vom Substrat 30 reflektierten Strahlen verursacht wird.
Wie Fig. 5 zeigt, produziert der Eintritt eines einfallenden Strahls 40 einen dritten reflektierten Strahl 43 und einen vierten reflektierten Strahl 44. Dabei unterliegt der vierte reflektierte Strahl 44 in der DARC-Schicht 32 Absorption und Phasenverschiebung, was Phasenverschiebungsauslöschung zur Folge hat, wenn der vierte reflektierte Strahl mit dem dritten reflektierten Strahl kombiniert. Bei dieser Ausführungsform wird die Intensität der reflek­ tierten Strahlung auf weniger als 10% der Intensität der einfallenden Strah­ lung reduziert.
Zusätzlich kann diese Ausführungsform auch einen Mangel beheben, der anderen bekannten Methoden anhaftet. Bei der in Fig. 1 veranschaulichten bekannten Methode kommt die DARC-Schicht 13, da sie oben auf der Hartmasken­ schicht 12 ausgebildet ist, in Berührung mit dem Photolack 14. Daraus ergeben sich folgende Probleme:
  • 1) Der DUV-empfindliche Photolack unterliegt bei physischem Kontakt mit der DARC-Schicht einer chemischen Reaktion, bei der Aminogruppen gebildet werden, welche die Eigenschaften des Photolacks verändern und Rückstände entstehen lassen, die durch die anschließenden Entwicklungsprozesse nicht entfernt werden können. Diese Rückstände sind in Fig. 6 als eine fußartige Struktur 48 veranschaulicht, und diese Erscheinung wird als Füßcheneffekt bezeichnet.
  • 2) Während des Abscheidungsprozesses für die DARC-Schicht verändert das Hoch­ temperaturplasma in der Umgebung die Eigenschaften der Hartmaskenschicht. Das führt zu einer Verminderung der Ätzgeschwindigkeit für die Hartmasken­ schicht und setzt dadurch die Produktivität herab. Auch wird die künftige Ätzung der Hartmaskenschicht beeinträchtigt.
  • 3) Bei Abscheidung der DARC-Schicht oben auf der Hartmaskenschicht ist es erforderlich, zuerst die DARC-Schicht wegzuätzen, wenn das Muster auf die Hartmaskenschicht übertragen wird, was das Verfahren kompliziert. Außerdem kommt es bei getrennter Entfernung von DARC-Schicht und Hartmaskenschicht sehr leicht zum Auftreten des in Fig. 7 veranschaulichten Bogeneffekts.
Da bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung die DARC-Schicht 32 zuerst und vor der Hartmaskenschicht 33 aufgebracht wird, werden die Film­ eigenschaften der Hartmaskenschicht 33 nicht durch hohe Temperatur und Plasma beeinträchtigt. Dazu kommt, daß der Photolack 34, da die DARC-Schicht 32 sich unter der Hartmaskenschicht 33 befindet, nicht in physischen Kontakt mit der DARC-Schicht 32 kommt. Daher gibt es auch keinen Füßcheneffekt. Schließlich ist es auch nicht notwendig, zuerst die DARC-Schicht 32 wegzuätzen, wenn die Hartmaskenschicht 33 geätzt wird, wodurch sich das Verfahren vereinfacht.
Ausgehend von dem oben beschriebenen Verfahren kann oben auf die Hart­ maskenschicht eine zweite DARC-Schicht aufgebracht werden, um das mit nicht gleichförmiger Hartmaskendicke verbundene Problem einer ungleichförmigen Reflexion zu lösen. Der entsprechende Verfahrenablauf ist unten beschrieben.
Schritt 1
Wie Fig. 8 zeigt, wird auf das Substrat 30 eine Unterlagsschicht 31 (Einzelschicht- oder Mehrfachschichtstruktur) aufgebracht. Diese Unterlagsschicht 31 wird aus Material auf Silizium-Basis wie zum Beispiel SiO2 oder SiNx gebildet.
Schritt 2
Wie Fig. 9 zeigt, wird auf die Unterlagsschicht 31 in einem PECVD-Pro­ zeß unter Verwendung von SiH4 und N2O als Reaktanten eine DARC-Schicht 50 aufgebracht. Diese DARC-Schicht 50 besteht aus einem SibxOyNz-Material. Das Mengenverhältnis in der Materialzusammen­ setzung (x, y, z) kann während des PECVD-Prozesses durch Einstellen des Durchsatzes der reagierenden Gase und der Prozeßzeit verändert werden, um eine Zusammensetzung der DARC-Schicht 50 zu erhalten, die eine maximale Reflexionsverminderung mit optischer Interferenz für den einfallenden Strahl bei seinem Durchgang durch die DARC-Schicht 50 ergibt. Der im Rahmen der Erfindung beschriebene Abscheidungsprozeß kann je nach der Art der eingesetzten Einheit variierende Prozeßparameter aufweisen. Wenn zum Beispiel das Gas­ durchsatzverhältnis (Standard cm3 pro Minute, SCCM) von SiH4 zu N2O 3 : 5 beträgt, kann die Temperatur zwischen 350 und 550°C und der Druck zwischen 733 und 2666 Pa (5,5 und 20 Torr) liegen und die abgeschiedene Schichtdicke kann zwischen 300 und 500 Å oder zwischen 700 und 900 Å betragen.
Schritt 3
Wie Fig. 10 zeigt, wird auf die DARC-Schicht 50 eine Hartmasken­ schicht 33 aufgebracht. Das Hartmaskenmaterial kann SiO2, SiNx oder BPSG (Borphosphorsilikatglas) sein, das durch einen CVD-Pro­ zeß (chemische Abscheidung aus der Dampfphase) aufgebracht wird.
Schritt 4
Wie Fig. 11 zeigt, wird auf die Hartmaskenschicht 33 eine zweite DARC-Schicht 52 aufgebracht. Das Material der zweiten DARC-Schicht 52 ist SiOxOyNz, und die Filmdicke ist kleiner als 1000 Å.
Schritt 5
Wie Fig. 12 zeigt, wird auf die Waferoberfläche (die zweite DARC-Schicht 52) Photolack 34 aufgetragen.
Die Besonderheit dieser Ausführungsform liegt im Schritt 4. Die mit dem Verfahren erhaltene Struktur enthält zwei DARC-Schichten, die eine Sandwich-Struk­ tur bilden. Wie Fig. 12 zeigt, kombinieren die durch den einfallenden Strahl 40 hervorgerufenen reflektierten Strahlen an der ersten DARC-Schicht 50 und erfahren die Phasenverschiebungsauslöschung bei Kombination mit den dritten und vierten reflektierten Strahlen. Der resultierende reflektierte Strahl erfährt außerdem eine Phasenverschiebungsauslöschung bei Kombination mit den durch die zweite DARC-Schicht 52 erzeugten ersten und zweiten reflek­ tierten Strahlen 41 und 42. Die reflektierte Strahlung wird als Ergebnis von Absorption und Phasenverschiebung durch die beiden DARC-Schichten 50 und 52 in starkem Maße vermindert. Die Intensität der reflektierten Strahlung kann auf weniger als 10% der Intensität der einfallenden Strahlung reduziert werden.
Die vorliegende Erfindung ist imstande, die Mängel der anderen bekannten Verfahren zu beheben. Bekanntlich entsteht dann, wenn die Hartmaskenschicht nicht gleichförmig ist, auch ungleichförmige Reflexion. Da es bei dieser Aus­ führungsform der Erfindung jedoch zwei DARC-Schichten 50 und 52 gibt, wird der Effekt der ungleichförmigen Reflexionsstrahlung nach dem Durchgang durch die erste DARC-Schicht reduziert. Daher ist es möglich, die durch eine nicht gleichförmige Dicke der Hartmaskenschicht 33 verursachte Ungleichförmigkeit der Reflexion zu reduzieren.
Die Erfindung schafft Möglichkeiten zum Reduzieren der Intensität von während des Photolithographieprozesses auftretenden reflektierten Strahlen. Mit dieser Reduzierung der Intensität der Reflexionsstrahlung lassen sich von Störungen durch Sekundärstrahlung hervorgerufene Verzerrungen in den auf den behandelten Halbleiterstrukturen minimal halten. Außerdem kann das Verfahren zur Verminderung der Reflexionsintensität auch den Füßcheneffekt beseitigen, der bei anderen Verfahren auftritt, bei denen die dielektrische Antireflex­ überzugsschicht (DARC-Schicht) als erste auf die Unterlagsschicht aufgebracht wird, worauf der Photolithographieprozeß mit Beschichtung, Belichtung und Entwicklung anschließt. Für die Erfindung ist dagegen wesentlich, daß die erste DARC-Schicht erst nach der Photomaske im Strahlenweg bei der Belichtung liegt und keine Berührung mit dem Photolack hat.
Vorstehend sind zwei Ausführungsformen beschrieben, wie eine DARC-Schicht zur Reflexionsunterdrückung beim Photolithographieprozeß eingesetzt werden kann. Beide arbeiten mit einer Hartmaskenschicht und einer Unterlags­ schicht, doch versteht es sich, daß die Erfindung mit unterschiedlichen Arten von DARC-Schichten realisierbar und nicht auf die beschriebenen Strukturen und Materialzusammensetzungen der Schichten und deren Anzahl beschränkt ist.

Claims (16)

1. Verfahren zum Vermindern des Reflexionseffekts während des Prozesses der Photolithographie mit den Schritten:
  • - Ausbilden einer dielektrischen Antireflexüberzugsschicht (DARC-Schicht) (32; 50) auf einem Substrat (30),
  • - Ausbilden einer auf die DARC-Schicht abzubildenden Hartmaskenschicht (33),
  • - Aufbringen eines Photolacks (34) auf die Hartmaskenschicht und
  • - Fortsetzen des nachfolgenden Photolithographieprozesses.
2. Verfahren nach Anspruch l, bei dem die DARC-Schicht (32; 50) SixOyNz enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die DARC-Schicht (32; 50) mit einem Gasstrom mit einem Durchsatzverhältnis von SiH4 zu N2O von 3 : 5, bei einer Temperatur von 350 bis 550°C, einem Druck von 733 bis 2 666 Pa (5,5 bis 20 Torr) und mit einer Dicke des abgeschiedenen Films von 300 bis 500 Å gebildet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die DARC-Schicht (32; 50) mit einem Gasstrom mit einem Durchsatzverhältnis von SiH4 zu N2O von 3 : 5, bei einer Temperatur von 350 bis 500°C, einem Druck von 733 bis 2666 Pa (5,5 bis 20 Torr) und mit einer Dicke des abgeschiedenen Films von 700 bis 900 Å gebildet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit dem weiteren Schritt der Ausbildung einer zweiten DARC-Schicht (52) auf der Hartmaskenschicht.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die zweite DARC-Schicht (52) SixOyNz enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die zweite DARC-Schicht (52) mit einem Gasstrom mit einem Durchsatzverhältnis von SiH4 zu N2O von 3 : 5, bei einer Temperatur von 350 bis 550°C, einem Druck von 733 bis 2666 Pa (5,5 bis 20 Torr) und mit einer Dicke des abgeschiedenen Films von weniger als 1000 Å gebildet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Hartmaskenschicht (33) SiO2 enthält.
9. Verfahren zum Vermindern von durch Mustererzeugung in einer Hartmasken­ schicht verursachter Reflexion während des Prozesses der Photolitho­ graphie unter Verwendung einer dielektrischen Antireflexüberzugsschicht (DARC-Schicht) mit den Schritten:
  • - Ausbilden einer Unterlagsschicht (31) auf einem Substrat (30),
  • - Ausbilden einer ersten DARC-Schicht (32; 50) auf der Unterlagsschicht,
  • - Ausbilden der Hartmaskenschicht (33) auf der ersten DARC-Schicht,
  • - Aufbringen eines Photolacks (34) auf die Hartmaskenschicht und
  • - Fortsetzen des nachfolgenden Photolithographieprozesses.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die erste DARC-Schicht (32; 50) SixOyNz enthält.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die erste DARC-Schicht (32; 50) mit einem Gasstrom mit einem Durchsatzverhältnis von SiH4 zu N2O von 3 : 5, bei einer Temperatur von 350 bis 550 °C, einem Druck von 733 bis 2666 Pa (5,5 bis 20 Torr) und mit einer Dicke des abgeschiedenen Films von 300 bis 500 Å gebildet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die erste DARC-Schicht (32; 50) mit einem Gasstrom mit einem Durchsatzverhältnis von SiH4 zu N2O von 3 : 5, bei einer Temperatur von 350 bis 500°C, einem Druck von 733 bis 2666 Pa (5,5 bis 20 Torr) und mit einer Dicke des abgeschiedenen Films von 700 bis 900 Å gebildet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12 mit dem weiteren Schritt der Ausbildung einer zweiten DARC-Schicht (52) auf der Hartmaskenschicht.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die zweite DARC-Schicht (52) SixOyNz enthält.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem die zweite DARC-Schicht (52) mit einem Gasstrom mit einem Durchsatzverhältnis von SiH4 zu N20 von 3 : 5, bei einer Temperatur von 350 bis 550°C, einem Druck von 733 bis 2666 Pa (5,5 bis 20 Torr) und mit einer Dicke des abgeschiedenen Films von weniger als 1000 Å gebildet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, bei dem die Hartmaskenschicht (33) SiO2 enthält.
DE19838847A 1998-08-22 1998-08-26 Verfahren zum Vermindern der Intensität von während des Prozesses der Photolithographie auftretenden reflektierten Strahlen Expired - Lifetime DE19838847B4 (de)

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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3354901B2 (ja) * 1999-06-21 2002-12-09 株式会社半導体先端テクノロジーズ 微細パターンの形成方法、半導体装置および半導体装置の製造方法
US6853043B2 (en) * 2002-11-04 2005-02-08 Applied Materials, Inc. Nitrogen-free antireflective coating for use with photolithographic patterning
US20050118541A1 (en) * 2003-11-28 2005-06-02 Applied Materials, Inc. Maintenance of photoresist adhesion and activity on the surface of dielectric ARCS for 90 nm feature sizes
US7365014B2 (en) 2004-01-30 2008-04-29 Applied Materials, Inc. Reticle fabrication using a removable hard mask
KR100673207B1 (ko) * 2005-04-11 2007-01-22 주식회사 하이닉스반도체 플래쉬 메모리 소자의 제조방법
US7829471B2 (en) * 2005-07-29 2010-11-09 Applied Materials, Inc. Cluster tool and method for process integration in manufacturing of a photomask
US20070031609A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Ajay Kumar Chemical vapor deposition chamber with dual frequency bias and method for manufacturing a photomask using the same
US7375038B2 (en) * 2005-09-28 2008-05-20 Applied Materials, Inc. Method for plasma etching a chromium layer through a carbon hard mask suitable for photomask fabrication
US20090104541A1 (en) * 2007-10-23 2009-04-23 Eui Kyoon Kim Plasma surface treatment to prevent pattern collapse in immersion lithography
US10283361B1 (en) * 2017-11-29 2019-05-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Blocking structures on isolation structures
US11017520B2 (en) * 2018-09-04 2021-05-25 Kla Corporation Multi-wavelength interferometry for defect classification

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0379924A2 (de) * 1989-01-23 1990-08-01 Siemens Aktiengesellschaft Vefahren zur Verringerung reflektionsbedingter Srukturgrössenschwankungen in einer Deckschicht bei der in der Herstellung integrierten Schaltungen in einem Substrat verwendeten optischen Lithographie
US5698352A (en) * 1991-12-30 1997-12-16 Sony Corporation Semiconductor device containing Si, O and N anti-reflective layer
EP0877098A1 (de) * 1997-05-07 1998-11-11 Applied Materials, Inc. System und Methode zur Ablagerung von Filmen

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5472829A (en) * 1991-12-30 1995-12-05 Sony Corporation Method of forming a resist pattern by using an anti-reflective layer
KR960005761A (ko) * 1994-07-27 1996-02-23 이데이 노부유끼 반도체장치
US5741626A (en) * 1996-04-15 1998-04-21 Motorola, Inc. Method for forming a dielectric tantalum nitride layer as an anti-reflective coating (ARC)
US6562544B1 (en) * 1996-11-04 2003-05-13 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for improving accuracy in photolithographic processing of substrates
US5858870A (en) * 1996-12-16 1999-01-12 Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd. Methods for gap fill and planarization of intermetal dielectrics
US5963841A (en) * 1997-08-01 1999-10-05 Advanced Micro Devices, Inc. Gate pattern formation using a bottom anti-reflective coating

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0379924A2 (de) * 1989-01-23 1990-08-01 Siemens Aktiengesellschaft Vefahren zur Verringerung reflektionsbedingter Srukturgrössenschwankungen in einer Deckschicht bei der in der Herstellung integrierten Schaltungen in einem Substrat verwendeten optischen Lithographie
US5698352A (en) * 1991-12-30 1997-12-16 Sony Corporation Semiconductor device containing Si, O and N anti-reflective layer
EP0877098A1 (de) * 1997-05-07 1998-11-11 Applied Materials, Inc. System und Methode zur Ablagerung von Filmen

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