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DE4235702A1 - Verfahren zur Erzeugung von Strukturen eines Gesamtmusters in der Oberfläche eines Substrats - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung von Strukturen eines Gesamtmusters in der Oberfläche eines Substrats

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DE4235702A1
DE4235702A1 DE19924235702 DE4235702A DE4235702A1 DE 4235702 A1 DE4235702 A1 DE 4235702A1 DE 19924235702 DE19924235702 DE 19924235702 DE 4235702 A DE4235702 A DE 4235702A DE 4235702 A1 DE4235702 A1 DE 4235702A1
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DE
Germany
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photoresist
structures
layer
mask
pattern
Prior art date
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Withdrawn
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DE19924235702
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Inventor
Christoph Dr Noelscher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
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Description

In vielen Anwendungen, z. B. der Herstellung von mikroelektro­ nischen Schaltungsstrukturen oder der Erzeugung von Gittern insbesondere für Oberflächenwellenfilter oder Halbleiterlaser werden zur Erzeugung von Strukturen in der Oberfläche eines Substrats lithographische Verfahren eingesetzt. Die Erhöhung der Packungsdichte durch Miniaturisierung der Schaltungsstruk­ turen und Erhöhung der Ortsfrequenz von Gitterstrukturen wird dabei zunehmend durch die Auflösungsgrenze von Belichtungsgerä­ ten begrenzt.
Es gibt daher vielfältige Bemühungen, diese Begrenzung z. B. durch Verwendung von Licht kürzerer Wellenlänge oder von Elek­ tronenstrahlung zu überwinden (s. z. B. B.J. Lin, Proc. SPIE 1264 (1990), pp 2-13; H. Fukuda et al, IEEE Trans. ED-38 (1991), pp 67-75).
Es ist bekannt (s. z. B. H. Fukuda et al, IEEE Trans. ED-38 (1991), pp 67-75; H. Watanabe et al, SPIE 1463 (1991), pp 101-110; H. Jinbo et al, IEDM Technical Digest (1990), 33.31-33.34), die Auflösungsgrenze des verwendeten Belichtungsgerätes durch Einsatz von Phasenmasken zu kleineren Werten zu verschie­ ben. Phasenmasken umfassen mehrere Bereiche, wobei Licht, das verschiedene Bereiche durchstrahlt hat, einen Phasenunterschied aufweist. Diese Bereiche sind so angeordnet, daß Verbreiterun­ gen der Strukturen durch Beugungseffekte durch destruktive In­ terferenz infolge der Phasenunterschiede reduziert werden.
Weitere Ansätze zur Erzielung kleinerer Strukturen bestehen in einer Nachbehandlung der in dem Lithographieverfahren erzeugten Strukturen. Z. B. werden durch Überbelichtung des Fotolacks schärfere Strukturen erzielt (s. W. Arden, Siemens Forsch.- und Entwickl.-Ber. Bd11 (1982), pp 169-173). Eine weitere Mög­ lichkeit besteht in einem lateralen Unterätzen einer Hilfs­ schicht, die unter der Fotolackstruktur angeordnet ist. Auf diese Weise kann das Ausmaß der in der Hilfsschicht erzeugten Struktur um den Betrag der lateralen Unterätzungen gegenüber dem Ausmaß der Fotolackstruktur reduziert werden (s. R. Burme­ ster et al, Microcircuit Engineering 13 (1991), 473-476). Durch den Einsatz neuartiger Lacksysteme, die z. B. als Zweischichtlacksystem oder Dreischichtlacksystem vorgeschlagen wurden (s. z. B. R. Sezi et al, Proc. SPIE 811 (1987), pp 172-179; H. Anne et al, Siemens Review R & D Special (Spring 1991), pp 23-27; C. Nölscher et al, Proc. SPIE 920 (1988), pp 437-445) wird darüberhinaus der Einsatz von Lichtquellen kürzerer Wellenlänge in den Belichtungsgeräten, der ebenfalls zu einer Verschiebung der Auflösungsgrenze zu kleineren Werten führt, ermöglicht.
Durch chemische Aufweitung von Fotolackstrukturen (s. H. Anne et al, Siemens Review R & D Special (Spring 1991), pp 23-27) oder durch Spacertechniken können darüberhinaus die Abstände benachbarter Fotolackstrukturen unter den durch das lithogra­ phische Verfahren bestimmten Wert reduziert werden.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein weiteres Verfah­ ren zur Erzeugung von Strukturen in der Oberfläche eines Substrats anzugeben, mit dem feinere Strukturen herstellbar sind, als dies der Auflösungsgrenze des dabei verwendeten Li­ thographieverfahrens entspricht.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch additiv zu Phasenmasken sowie Tief-,UV-,Röntgen-, Elektronen- und Ionen-Lithographie einsetzbar.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Gesamtmuster der Strukturen in mindestens zwei Teilmuster zerlegt. Die Überlage­ rung der beiden Teilmuster ergibt dabei das Gesamtmuster. In den Teilmustern weisen benachbarte Strukturen einen größeren Abstand und ein größeres Raster als benachbarte Strukturen im Gesamtmuster auf. Wird das Gesamtmuster in zwei Teilmuster zer­ legt, so bedeutet dies bei einem eindimensionalen Gesamtmuster, daß jede zweite Struktur des Gesamtmusters dem einen Teilmuster und die dazwischenliegenden Strukturen des Gesamtmusters dem anderen Teilmuster zugeordnet werden.
Es wird eine erste Maske mit dem ersten Teilmuster und eine zweite Maske mit dem zweiten Teilmuster verwendet. Dabei wird zunächst eine erste Fotolackschicht durch die erste Maske be­ lichtet und entwickelt, so daß eine erste Fotolackstruktur ge­ bildet wird. Danach wird eine zweite Fotolackschicht durch die zweite Maske belichtet und entwickelt, so daß eine zweite Foto­ lackstruktur gebildet wird. Die erste Fotolackstruktur und die zweite Fotolackstruktur werden anschließend als Ätzmasken bei der Bildung der Strukturen in der Oberfläche des Substrats in einem oder mehreren Ätzprozessen verwendet.
Da in dem erfindungsgemäßen Verfahren die erste Fotolackschicht und die zweite Fotolackschicht jeweils in getrennten Belich­ tungsschritten durch verschiedene Masken belichtet werden, ist es ausreichend, wenn jedes Teilmuster die Auflösungsgrenze des Belichtungsgerätes berücksichtigt. Das bedeutet, daß der Ab­ stand benachbarter Strukturen in jedem Teilmuster durch die Auflösungsgrenze des Belichtungsgerätes bestimmt wird. Bei Zer­ legung des Gesamtmusters in zwei Teilmuster bedeutet dies, daß der Abstand und damit das Raster benachbarter Strukturen in dem Gesamtmuster um einen Faktor 2 kleiner sein kann, als dies durch die Auflösungsgrenze des Belichtungsgerätes gegeben wäre. Bei Zerlegung des Gesamtmusters in mehr als zwei, z. B. drei oder vier, Teilmuster, was ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegt, bedeutet dies eine Verbesserung um den Faktor 3 bzw. 4.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die Tatsache ermög­ licht, daß in vielen Belichtungsgeräten die Justiergenauigkeit einen kleineren Wert als die praktische Auflösung des Belich­ tungsgerätes zeigt. In heutigen Belichtungsgeräten hoher numme­ rischer Apertur wird bei Belichtung wird einer Lichtwellenlänge um 200 nm eine praktische Auflöstung von 0,5 um erreicht. Die Justiergenauigkeit in diesen Geräten ist dagegen besser als +/- 0,1 µm.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird auf die Oberflä­ che des Substrats ganz flächig die erste Fotolackschicht aufge­ bracht. Nach Bildung der ersten Fotolackstruktur durch Belich­ tung durch die erste Maske und Entwicklung wird ganz flächig auf die mit der ersten Fotolackstruktur versehene Oberfläche des Substrats die zweite Fotolackschicht aufgebracht. Nach Bildung der zweiten Fotolackstruktur durch Belichtung der zweiten Foto­ lackschicht durch die zweite Maske und Entwicklung werden die erste Fotolackstruktur und die zweite Fotolackstruktur gemein­ sam als Ätzmaske in einem Ätzprozeß zur Bildung der Strukturen des Gesamtmusters verwendet. Zur Bildung feinerer Linien, als es dem Abstand benachbarter Photolackstrukturen entspricht, kann z. B. die Methode der Überbelichtung oder Überentwicklung oder der Phasenmasken eingesetzt werden.
In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah­ rens wird auf die Oberfläche des Substrats ganz flächig die er­ ste Fotolackschicht aufgebracht. Nach Bildung der ersten Foto­ lackstruktur durch Belichten der ersten Fotolackschicht durch die erste Maske wird unter Verwendung der ersten Fotolackstruk­ tur als Ätzmaske ein Ätzprozeß durchgeführt, bei dem in der Oberfläche des Substrats die Strukturen des ersten Teilmusters gebildet werden. Nach Entfernung der ersten Fotolackstruktur wird ganzflächig die zweite Fotolackschicht aufgebracht. Nach Bildung der zweiten Fotolackstruktur durch Belichtung der zwei­ ten Fotolackschicht durch die zweite Maske und Entwicklung wird unter Verwendung der zweiten Fotolackstruktur als Ätzmaske ein Ätzprozeß durchgeführt, in dem die Strukturen des zweiten Teil­ musters in der Oberfläche des Substrats gebildet werden. Die Strukturen des ersten Teilmusters und des zweiten Teilmusters ergeben insgesamt das Gesamtmuster.
Eine weitere Verfeinerung der erzielten Strukturen ist dadurch möglich, daß bei der Bildung der Strukturen des Gesamtmusters isotrope Ätzprozesse eingesetzt werden, die so geführt werden, daß Unterätzungen unter die Fotolackstrukturen entstehen. Da­ durch können schmalere Stege gebildet werden.
Zur Bildung schmalerer Gräben, als es dem Abstand benachbarter Fotolackstrukturen entspricht, liegt es im Rahmen der Erfin­ dung, die Fotolackstrukturen durch eine chemische Aufweitung oder durch Spacer zu verbreitern.
Durch Aufbringen einer Hilfsschicht auf die Oberfläche des Substrats vor dem Aufbringen der ersten Fotolackschicht ist ebenfalls die Erzielung feinerer Strukturen möglich. Die Hilfs­ schicht ist selektiv zur Oberfläche des Substrats ätzbar. Unter Verwendung der Fotolackstrukturen als Ätzmaske wird die Hilfs­ schicht strukturiert, wobei Unterätzungen unter die erste Foto­ lackstruktur und die zweite Fotolackstruktur vorgenommen wer­ den. Dabei wird eine Hilfsstruktur gebildet, die in einem wei­ teren Ätzprozeß als Ätzmaske zur Strukturierung der Oberfläche des Substrats verwendet wird.
Die Lagegenauigkeit der Teilmuster kann in jedem Fall dadurch verbessert werden, daß die Belichtung mit jeder Maske mehrfach mit jeweils reduzierter Belichtungsdosis erfolgt. Dabei wird die Maske jeweils zwischen zwei Belichtungen neu justiert. Auf diese Weise kann der statistische Fehler der Maskenjustierung reduziert werden.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, als Substrat eine Halbleiter­ scheibe, insbesondere aus Silizium, mit einer oder mehreren darauf angeordneten Schichten zu verwenden. Die Strukturen wer­ den in der obersten Schicht erzeugt. Dieser Fall ist für die Herstellung von Schaltungsstrukturen mit Abmessungen unter 0,3 µm wichtig.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet zur Erzeugung fei­ ner Gitter z. B. für Oberflächenwellenfilter. Durch Einsatz von i-line-Lithographie und frequenzverdoppelten Phasenmasken sind 125 nm Linien/Spalt Gitter nach diesem Verfahren herstellbar. Damit können konventionelle, gechirpte und mit Phasensprung versehene Gitter für Halbleiterlaser in der optischen Nach­ richtentechnik hergestellt werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den übrigen An­ sprüchen hervor.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren und der Aus­ führungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 bis Fig. 3 zeigt die Zerlegung eines Gesamtmusters in zwei Teilmuster.
Fig. 4 und Fig. 5 zeigt jeweils die Zerlegung eines Gesamtmu­ sters in drei Teilmuster.
Fig. 6 und Fig. 7 zeigt die Herstellung von ersten Fotolack­ strukturen und von zweiten Fotolackstrukturen, die zur Struktu­ rierung der Oberfläche des Substrats in nur einem Ätzprozeß ge­ eignet sind.
Fig. 8 bis Fig. 10 zeigt die Herstellung von ersten Fotolack­ strukturen und zweiten Fotolackstrukturen zur Strukturierung einer Hilfsschicht, die als Ätzmaske zur Strukturierung der Substratoberfläche verwendet wird.
In Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines Gesamtmusters dargestellt, in dem Strukturen 1 angeordnet sind. Das Gesamtmuster 1 wird in ein erstes Teilmuster mit Strukturen 11 und in ein zweites Teilmuster mit Strukturen 12 zerlegt. In dem Gesamtmuster 1 sind die Strukturen 11 des ersten Teilmusters alternierend mit den Strukturen 12 des zweiten Teilmusters angeordnet. Der Ab­ stand benachbarter Strukturen 11 des Teilmusters ist dabei dop­ pelt so groß wie der Abstand benachbarter Strukturen 1 des Ge­ samtmusters.
In Fig. 2 ist der Fig. 1 entsprechende Ausschnitt des ersten Teilmusters 11 dargestellt. Eine erste Maske mit dem ersten Teilmuster 11 wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwen­ det.
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt des zweiten Teilmusters 12, der dem in Fig. 1 gezeigten Ausschnitt des Gesamtmusters 1 ent­ spricht. Eine zweite Maske mit dem zweiten Teilmuster 12 wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet.
Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus einem Gesamtmuster mit Struk­ turen 2, das in drei Teilmuster zerlegt wird. Alternierend wer­ den jeweils die ersten Strukturen 21 einem ersten Teilmuster, die zweiten Strukturen 22 einem zweiten Teilmuster und die dritten Strukturen 23 einem dritten Teilmuster zugeordnet. Der minimale Abstand benachbarter Strukturen 21 des ersten Teilmusters sowie benachbarter Strukturen 22 des zweiten Teilmusters und benachbarter Strukturen 23 des dritten Teilmu­ sters ist dabei dreimal so groß wie der minimale Abstand zwi­ schen benachbarten Strukturen 2 des Gesamtmusters. In dem er­ findungsgemäßen Verfahren wird eine erste Maske mit dem ersten Teilmuster, eine zweite Maske mit dem zweiten Teilmuster und eine dritte Maske mit dem dritten Teilmuster verwendet. Die einzelnen Masken zu diesem Ausführungsbeispiel sind nicht im einzelnen dargestellt.
Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt aus einem zweidimensionalen Ge­ samtmuster mit Strukturen 3. Das Gesamtmuster 3 wird in drei Teilmuster zerlegt. Die Strukturen 31 werden dabei einem ersten Teilmuster, die Strukturen 32 einem zweiten Teilmuster und die Strukturen 33 einem dritten Teilmuster zugeordnet. In dieser Zerlegung beträgt der minimale Abstand zwischen benachbarten Strukturen eines Teilmusters das Doppelte des minimalen Abstan­ des zwischen Strukturen 3 des Gesamtmusters. Die Strukturen 31 des ersten Teilmusters und die Strukturen 33 des dritten Teil­ musters weisen einen Überlappbereich 34 auf, in dem benachbarte Strukturen des ersten Teilmusters und des dritten Teilmusters dieselbe Fläche des Gesamtmusters umfassen. Das Vorsehen des Überlappbereiches 34 ist erforderlich zur Zerlegung konkaver Strukturen 3 des Gesamtmusters. In dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren werden eine erste Maske mit dem ersten Teilmuster 31, eine zweite Maske mit dem zweiten Teilmuster 32 und eine dritte Maske mit dem dritten Teilmuster 33, die nicht im einzelnen dargestellt sind, verwendet.
Auf ein Substrat 41 wird ganz flächig eine erste Fotolackschicht aufgebracht (s. Fig. 6). Das Substrat 41 umfaßt z. B. eine Si­ liziumscheibe mit einem darauf angeordneten Schichtaufbau, der als oberste Schicht z. B. eine SiO2-Schicht aufweist. Dieses kann auch zur Herstellung von Gittern verwendet werden. Die erste Fotolackschicht besteht z. B. aus einem Positivlack.
Die erste Fotolackschicht wird durch eine erste Maske mit einem ersten Teilmuster belichtet. Im oberen Teil der Fig. 6 ist die Verteilung der Lichtintensität I über die Lateralkoordinate x aufgetragen. Durch Entwickeln der belichteten ersten Fotolack­ schicht entsteht eine erste Fotolackstruktur 42. Durch eine thermische, chemische oder strahlungsinduzierte Nachbehandlung wird die erste Fotolackstruktur 42 gehärtet.
Anschließend wird ganz flächig eine zweite Fotolackschicht 43 aus z. B. Positivlack aufgebracht. Die zweite Fotolackschicht 43 wird durch eine zweite Maske mit einem zweiten Teilmuster belichtet. Die Verteilung der Lichtintensität I in Abhängigkeit der Lateralkoordinate x für diese Belichtung ist im oberen Teil von Fig. 7 dargestellt. Die belichtete zweite Fotolackschicht wird entwickelt. Dabei entsteht die zweite Fotolackstruktur 44 (s. Fig. 7). Die Stege der ersten Fotolackstruktur 42 und der zweiten Fotolackstruktur 44 greifen dabei kammartig ineinander. Die erste Fotolackstruktur 42 und die zweite Fotolackstruktur 44 werden gemeinsam als Ätzmaske in einem nachfolgenden Ätzpro­ ze verwendet, indem in die Oberfläche des Substrats 41 Struktu­ ren geätzt werden. Die Strukturen in der Oberfläche des Substrats 41 sind in dem Gesamtmuster angeordnet, das sich durch Überlagerung des ersten Teilmusters und des zweiten Teil­ musters ergibt.
Falls die bei der Strukturierung der Oberfläche des Substrats 41 entstehenden Stege einen geringeren Querschnitt aufweisen sollen, als es dem Querschnitt der Stege der Fotolackstrukturen 42, 44 entspricht, liegt es im Rahmen der Erfindung, mit Hilfe einer isotropen Ätzung laterale Unterätzungen unter die Foto­ lackstrukturen 42, 44 zu erzeugen.
Die in dem Ausführungsbeispiel verwendeten Fotolackschichten bestehen z. B. aus naßentwickelbarem Lack. Alternativ wird für die Fotolackschichten trockenentwickelbarer oder Zwei- oder Dreilagenlack verwendet. In diesem Fall müssen die Fotolack­ strukturen 42, 44 mit einer Lackätzmaske aus z. B. Spin-on- glass oder silyliertem Lack versehen werden. Durch Verwendung eines Trockenlackverfahrens kann die Auflösung und Lackflanken­ steilheit verbessert werden.
Auf ein Substrat 51 wird ganzflächig eine Hilfsschicht aufge­ bracht. Das Substrat 51 besteht z. B. aus einer Siliziumscheibe mit einem darauf angeordneten Schichtaufbau, der als oberste Schicht z. B. eine Polysiliziumschicht umfaßt. Die Hilfsschicht ist selektiv zur Oberfläche des Substrats 51 ätzbar und besteht z. B. aus SiO2. Auf die Oberfläche der Hilfsschicht wird ganz­ flächig eine erste Fotolackschicht aufgebracht.
Durch eine erste Maske mit einem ersten Teilmuster wird die er­ ste Fotolackschicht belichtet. Im oberen Teil der Fig. 8 ist die Lichtintensität I als Funktion der Lateralkoordinate x auf­ getragen. Die erste Fotolackschicht besteht z. B. aus einem Ne­ gativlack. Durch Entwickeln der ersten Fotolackschicht wird ei­ ne erste Fotolackstruktur 52 erzeugt.
Die erste Fotolackstruktur 52 wird zur Ätzung der Hilfsschicht als Ätzmaske verwendet. Die Hilfsschichtätzung erfolgt z. B. mit CHF3/O2-Plasma. Durch Unterätzen der Hilfsschicht selektiv zur Substratoberfläche unter die erste Fotolackstruktur 52 ent­ steht aus der Hilfsschicht eine erste Hilfsstruktur 531. Die Stege der ersten Hilfsstruktur 531 können dadurch schmaler sein als die Stege der ersten Fotolackstruktur 52 (s. Fig. 8). Die Strukturen der ersten Hilfsstruktur 531 sind dabei entsprechend dem ersten Teilmuster angeordnet.
Nach Entfernen der ersten Fotolackstruktur 52 wird ganz flächig eine zweite Fotolackschicht aus z. B. Negativlack aufgebracht. Die zweite Fotolackschicht wird durch eine zweite Maske mit ei­ nem zweiten Teilmuster belichtet. Die Verteilung der Lichtin­ tensität I als Funktion der Lateralkoordinate x bei dieser Be­ lichtung ist im oberen Teil von Fig. 9 dargestellt. Durch Ent­ wickeln der zweiten Fotolackschicht entsteht eine zweite Foto­ lackstruktur 54 (s. Fig. 9).
Die zweite Fotolackstruktur 54 wird als Ätzmaske verwendet zur Ätzung der ersten Hilfsstruktur 531. Bei der Ätzung der ersten Hilfsstruktur 531 wird zunächst die Oberfläche des Substrats 51 freigelegt. Anschließend erfolgt eine laterale Unterätzung un­ ter die zweite Fotolackstruktur 54. Dabei entsteht eine zweite Hilfsstruktur 532 (s. Fig. 10).
Nach Entfernen der zweiten Fotolackstruktur 54 wird die zweite Hilfsstruktur 532 als Ätzmaske zur Strukturierung der Oberflä­ che des Substrats 51 verwendet. Die zweite Hilfsstruktur 532 enthält die Strukturen des Gesamtmusters, das sich durch Über­ lagerung des ersten Teilmusters und des zweiten Teilmusters ergibt.
Die erste Maske und die zweite Maske, die zur Strukturierung der ersten bzw. zweiten Fotolackschicht verwendet werden, sind z. B. Phasenmasken. Dadurch können sehr schmale Gräben erzeugt werden.
Alternativ kann das Ausführungsbeispiel mit einer ersten Foto­ lackschicht und einer zweiten Fotolackschicht aus Positivlack durchgeführt werden. Dann müssen die Intensitätsverteilungen jeweils um die halbe Periode lateral verschoben werden.
In dieser Ausführungsform können die schmalen Gräben z. B. nach dem aus H. Anne et al, Siemens Review R & D Special (Spring 1991), pp. 23-27 bekannten Si-CARL-Prozeß erzeugt werden.
Die in diesem Ausführungsbeispiel verwendete Hilfsschicht kann z. B. die Zwischenschicht eines Dreischichtlacksystems sein.
Das Substrat umfaßt dann als oberste Schicht die Bottom-resist- Schicht des Dreischichtlacksystems. Als weitere Alternative be­ steht die Hilfsschicht aus der Bottom-resist-Schicht eines Zweischichtlacksystems.
Durch die Übertragung des Gesamtmusters zunächst in die Hilfs­ schicht wird der Kantenkontrast erhöht. Dieses kann zur Verbes­ serung der Justiergenauigkeit ausgenutzt werden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Erzeugung von Strukturen eines Gesamtmusters in der Oberfläche eines Substrats,
  • - bei dem mindestens eine erste Maske mit einem ersten Teilmu­ ster und eine zweite Maske mit einem zweiten Teilmuster zur Be­ lichtung einer ersten Fotolackschicht und einer zweiten Foto­ lackschicht verwendet werden, wobei die Überlagerung des ersten Teilmusters mit dem zweiten Teilmuster das Gesamtmuster ergibt und wobei benachbarte Strukturen sowohl im ersten Teilmuster als auch im zweiten Teilmuster einen größeren Abstand aufweisen als benachbarte Strukturen im Gesamtmuster,
  • - bei dem durch Belichtung unter Verwendung der ersten Maske und Entwicklung der ersten Fotolackschicht eine erste Fotolack­ struktur gebildet wird,
  • - bei dem durch Belichtung unter Verwendung der zweiten Maske und Entwicklung der zweiten Fotolackschicht eine zweite Foto­ lackstruktur gebildet wird,
  • - bei dem unter Verwendung der ersten Fotolackstruktur und der zweiten Fotolackstruktur als Ätzmasken in mindestens einem Ätz­ prozeß die Strukturen des Gesamtmusters in der Oberfläche des Substrats gebildet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
  • - bei dem auf die Oberfläche des Substrats ganz flächig die er­ ste Fotolackschicht aufgebracht wird,
  • - bei dem nach der Bildung der ersten Fotolackstruktur ganzflä­ chig auf die mit der ersten Fotolackstruktur versehene Oberflä­ che des Substrats die zweite Fotolackschicht aufgebracht wird,
  • - bei dem die erste Fotolackstruktur und die zweite Fotolack­ struktur gemeinsam als Ätzmaske in dem Ätzprozeß zur Bildung der Strukturen des Gesamtmusters verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
  • - bei dem auf die Oberfläche des Substrats ganz flächig die er­ ste Fotolackschicht aufgebracht wird,
  • - bei dem nach der Bildung der ersten Fotolackstruktur unter Verwendung der ersten Fotolackstruktur als Ätzmaske ein Ätzpro­ zeß zur Bildung der Strukturen des ersten Teilmusters durchge­ führt wird,
  • - bei dem nach Entfernung der ersten Fotolackstruktur ganzflä­ chig die zweite Fotolackschicht aufgebracht wird,
  • - bei dem nach Bildung der ersten Fotolackstruktur unter Ver­ wendung der zweiten Fotolackstruktur als Ätzmaske ein Ätzprozeß zur Bildung der Strukturen des zweiten Teilmusters durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem zur Bildung der Strukturen des Gesamtmusters isotrope Ätzprozesse eingesetzt werden, die so geführt werden, daß Un­ terätzungen unter die erste Fotolackstruktur und unter die zweite Fotolackstruktur entstehen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
  • - bei dem auf die Oberfläche des Substrats vor dem Aufbringen der ersten Fotolackschicht eine Hilfsschicht aufgebracht wird, die selektiv zur Oberfläche des Substrats ätzbar ist,
  • - bei dem in mindestens einem Ätzprozeß unter Verwendung der ersten Fotolackstruktur und der zweiten Fotolackstruktur als Ätzmasken die Hilfsschicht strukturiert wird, wobei Unterätzun­ gen unter die erste Fotolackstruktur und die zweite Fotolack­ struktur vorgenommen werden und wobei eine Hilfsstruktur gebil­ det wird,
  • - bei dem in einem Ätzprozeß unter Verwendung der Hilfsstruktur als Ätzmaske die Oberfläche des Substrats strukturiert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Belichtung mit jeder Maske mehrfach mit jeweils re­ duzierter Belichtungsdosis erfolgt, wobei jeweils zwischen zwei Belichtungen die Maske neu justiert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Belichtung und/oder Entwicklung der Fotolackschich­ ten bei einer Überbelichtungsdosis und/oder Überentwicklungs­ zeit erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Fotolackschichten aus trocken entwickelbarem Foto­ lack oder aus einem Zweischichtlacksystem oder aus einem Drei­ schichtlacksystem bestehen und bei dem an der Oberfläche der Fotolackstrukturen jeweils eine Lackätzmaske gebildet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem als Masken Phasenmasken verwendet werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem als Substrat eine Halbleiterscheibe mit mindestens ei­ ner darauf angeordneten Schicht verwendet wird und bei dem die Strukturen in der an der Oberfläche angeordneten Schicht er­ zeugt werden.
DE19924235702 1992-10-22 1992-10-22 Verfahren zur Erzeugung von Strukturen eines Gesamtmusters in der Oberfläche eines Substrats Withdrawn DE4235702A1 (de)

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DE19924235702 Withdrawn DE4235702A1 (de) 1992-10-22 1992-10-22 Verfahren zur Erzeugung von Strukturen eines Gesamtmusters in der Oberfläche eines Substrats

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DE (1) DE4235702A1 (de)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000004571A1 (en) * 1998-07-15 2000-01-27 Micron Technology, Inc. Method for patterning cavities and enhanced cavity shapes for semiconductor devices
EP1045289A2 (de) * 1999-04-16 2000-10-18 Lucent Technologies Inc. Lithographisches Verfahren mit einer Auflösung unterhalb der Belichtungswellenlänge
US6933193B2 (en) 2002-10-11 2005-08-23 Micron Technology, Inc. Method of forming a capacitor
US7153778B2 (en) 2004-02-20 2006-12-26 Micron Technology, Inc. Methods of forming openings, and methods of forming container capacitors
US7276409B2 (en) 2003-06-24 2007-10-02 Micron Technology, Inc. Method of forming a capacitor
DE102006043113B3 (de) * 2006-09-07 2008-04-30 Qimonda Ag Verfahren zur Bearbeitung einer Struktur eines Halbleiter-Bauelements und Struktur in einem Halbleiter-Bauelement
US7368385B2 (en) 2004-07-17 2008-05-06 Infineon Technologies Ag Method for producing a structure on the surface of a substrate
DE102007007696A1 (de) 2007-01-31 2008-08-07 Qimonda Ag Halbleiterbauelement, Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements und Maske zum Herstellen eines Halbleiterbauelements
US7767571B2 (en) 2006-10-13 2010-08-03 Qimonda Ag Method for manufacturing a structure in a semiconductor device and a structure in a semiconductor device
US7867912B2 (en) 2007-02-20 2011-01-11 Qimonda Ag Methods of manufacturing semiconductor structures
US8018070B2 (en) 2007-04-20 2011-09-13 Qimonda Ag Semiconductor device, method for manufacturing semiconductor devices and mask systems used in the manufacturing of semiconductor devices
US8021933B2 (en) 2007-08-29 2011-09-20 Qimonda Ag Integrated circuit including structures arranged at different densities and method of forming the same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0075756A1 (de) * 1981-09-24 1983-04-06 International Business Machines Corporation Verfahren zum Entwickeln von Reliefbildern in einer Photoresistschicht
DD231452A1 (de) * 1984-11-12 1985-12-24 Mikroelektronik Zt Forsch Tech Verfahren zur projektion von mikrostrukturen
DD250400A1 (de) * 1986-06-23 1987-10-08 Mikroelektronik Zt Forsch Tech Schablonenabbildungsverfahren zur verringerung des strukturrasters
DD250401A1 (de) * 1986-06-23 1987-10-08 Mikroelektronik Zt Forsch Tech Schablonenabbildungsverfahren zur verringerung des strukturrasters
DE3915650A1 (de) * 1989-05-12 1990-11-15 Siemens Ag Verfahren zur strukturierung einer auf einem halbleiterschichtaufbau angeordneten schicht
DE4113968A1 (de) * 1990-04-27 1991-10-31 Hitachi Ltd Maskenstruktur und verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen unter verwendung der maskenstruktur

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0075756A1 (de) * 1981-09-24 1983-04-06 International Business Machines Corporation Verfahren zum Entwickeln von Reliefbildern in einer Photoresistschicht
DD231452A1 (de) * 1984-11-12 1985-12-24 Mikroelektronik Zt Forsch Tech Verfahren zur projektion von mikrostrukturen
DD250400A1 (de) * 1986-06-23 1987-10-08 Mikroelektronik Zt Forsch Tech Schablonenabbildungsverfahren zur verringerung des strukturrasters
DD250401A1 (de) * 1986-06-23 1987-10-08 Mikroelektronik Zt Forsch Tech Schablonenabbildungsverfahren zur verringerung des strukturrasters
DE3915650A1 (de) * 1989-05-12 1990-11-15 Siemens Ag Verfahren zur strukturierung einer auf einem halbleiterschichtaufbau angeordneten schicht
DE4113968A1 (de) * 1990-04-27 1991-10-31 Hitachi Ltd Maskenstruktur und verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen unter verwendung der maskenstruktur

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
et.al.: Silicon-containing resist for phase-shifting masks. In: J.Vac.Sci. Technol.B9(6),Nov/Dec 1991, S.3436-3439 *
HORNG,C.T. *
JP 2-140912 A. In: Patents Abstracts of Japan, E-966, Aug.17, 1990, Vol.14,No.383 *
LANG,L.H.: Superimposition of Photo- resist Pattern. In: IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol.26,No.3B,Aug.1983,S.1728 *
N.N.: Process for fine Line Pattering. In: IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol.30,No.5, Oct.1987, S.382-384 *
WATANABE,Hisashi *

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000004571A1 (en) * 1998-07-15 2000-01-27 Micron Technology, Inc. Method for patterning cavities and enhanced cavity shapes for semiconductor devices
US6190989B1 (en) 1998-07-15 2001-02-20 Micron Technology, Inc. Method for patterning cavities and enhanced cavity shapes for semiconductor devices
EP1045289A2 (de) * 1999-04-16 2000-10-18 Lucent Technologies Inc. Lithographisches Verfahren mit einer Auflösung unterhalb der Belichtungswellenlänge
EP1045289A3 (de) * 1999-04-16 2002-05-29 Lucent Technologies Inc. Lithographisches Verfahren mit einer Auflösung unterhalb der Belichtungswellenlänge
US6933193B2 (en) 2002-10-11 2005-08-23 Micron Technology, Inc. Method of forming a capacitor
US7358146B2 (en) 2003-06-24 2008-04-15 Micron Technology, Inc. Method of forming a capacitor
US7276409B2 (en) 2003-06-24 2007-10-02 Micron Technology, Inc. Method of forming a capacitor
US7321149B2 (en) 2004-02-20 2008-01-22 Micron Technology, Inc. Capacitor structures, and DRAM arrays
US7153778B2 (en) 2004-02-20 2006-12-26 Micron Technology, Inc. Methods of forming openings, and methods of forming container capacitors
US7538036B2 (en) 2004-02-20 2009-05-26 Micron Technology, Inc. Methods of forming openings, and methods of forming container capacitors
US7368385B2 (en) 2004-07-17 2008-05-06 Infineon Technologies Ag Method for producing a structure on the surface of a substrate
US8003538B2 (en) 2004-07-17 2011-08-23 Qimonda Ag Method for producing a structure on the surface of a substrate
DE102006043113B3 (de) * 2006-09-07 2008-04-30 Qimonda Ag Verfahren zur Bearbeitung einer Struktur eines Halbleiter-Bauelements und Struktur in einem Halbleiter-Bauelement
US7767571B2 (en) 2006-10-13 2010-08-03 Qimonda Ag Method for manufacturing a structure in a semiconductor device and a structure in a semiconductor device
US7535044B2 (en) 2007-01-31 2009-05-19 Qimonda Ag Semiconductor device, method for manufacturing a semiconductor device and mask for manufacturing a semiconductor device
DE102007007696A1 (de) 2007-01-31 2008-08-07 Qimonda Ag Halbleiterbauelement, Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements und Maske zum Herstellen eines Halbleiterbauelements
US7867912B2 (en) 2007-02-20 2011-01-11 Qimonda Ag Methods of manufacturing semiconductor structures
US8018070B2 (en) 2007-04-20 2011-09-13 Qimonda Ag Semiconductor device, method for manufacturing semiconductor devices and mask systems used in the manufacturing of semiconductor devices
US8021933B2 (en) 2007-08-29 2011-09-20 Qimonda Ag Integrated circuit including structures arranged at different densities and method of forming the same

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