DE10106861C1 - Production of fine resist structures in a photoresist layer during the manufacture of microelectronic components by applying a photoresist layer, applying and exposing 2 masks at different wavelengths and developing resist - Google Patents

Production of fine resist structures in a photoresist layer during the manufacture of microelectronic components by applying a photoresist layer, applying and exposing 2 masks at different wavelengths and developing resist

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DE10106861C1 DE2001106861 DE10106861A DE10106861C1 DE 10106861 C1 DE10106861 C1 DE 10106861C1 DE 2001106861 DE2001106861 DE 2001106861 DE 10106861 A DE10106861 A DE 10106861A DE 10106861 C1 DE10106861 C1 DE 10106861C1
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Abstract

Production of fine resist structures in a photoresist layer (2) during the manufacture of microelectronic components comprises applying a photoresist layer; applying a first mask (1) having a first structure (5) transparent for a first wavelength ( lambda 1); irradiating the photoresist layer through the structure of the first mask with the wavelength ( lambda 1); removing the mask; applying a second mask having a second structure transparent for a second wavelength ( lambda 2); irradiating the photoresist layer through the structure of the second mask with the wavelength ( lambda 2); removing the second mask; and developing the resist layer. Preferred Features: The difference between the first and second wavelengths is at least 30 nm. The photoresist layer is heated treated after the first mask is applied and after the second mask is removed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung feiner Resiststrukturen in einer auf einem Substrat aufgebrachten Fotoresistschicht bei der Herstellung mikroelektronischer Bauelemente.The invention relates to a method for producing fine Resist structures in a deposited on a substrate Photoresist layer in the manufacture of microelectronic Components.

Derartige Verfahren sind bei der Herstellung mikroelektroni­ scher Bauelemente unter anderem für die Herstellung feiner Kontaktlochstrukturen bekannt. Dabei dient die Fotolithogra­ fie zur Übertragung von Strukturen auf einer Fotomaske in ei­ nen lichtempfindlichen Fotoresist, der zum Beispiel auf einem Siliziumwafer aufgebracht wurde. Mit Hilfe des fotolithogra­ fischen Verfahrens werden im Fotoresist durch die strukturie­ rende Belichtung und anschließende Entwicklung Reliefstruktu­ ren erzeugt, die ihrerseits als Ätzmaske für nachfolgende Substratätzungen dienen.Such processes are microelectronic in the manufacture among other things for the production of fine Contact hole structures known. The photolithography is used here fie for transferring structures on a photo mask in an egg NEN photosensitive photoresist, for example on a Silicon wafer was applied. With the help of the photolithogra Fishing processes are made in the photoresist by the structure Exposure and subsequent development of relief structure Ren generated, which in turn as an etching mask for subsequent Serve as substrate etchings.

Die lichtoptische Übertragung der Maskenstrukturen in den Re­ sist erfolgt über ein optisches Linsensystem, wobei sowohl die Wellenlänge als auch die Kohärenz des verwendeten Lichts (der Strahlung) als auch die numerische Apertur der Linse ei­ nen wesentlichen Einfluss auf das Auflösungsvermögen und die Qualität der Strukturübertragung besitzen. Bei dieser Über­ tragung ist als ein sogenanntes Prozessfenster der Spielraum definiert, in dem die Fotoresistschicht aus der Fokusebene des Linsensystems driften kann, ohne dass die Strukturquali­ tät beeinflusst wird. Eine derartige Drift kann zum Beispiel aufgrund von leichten Temperaturschwankungen, Linsenfehlern, Durchbiegung des Wafers und durch andere Einflüsse hervorge­ rufen werden.The optical transmission of the mask structures in the Re sist takes place via an optical lens system, whereby both the wavelength as well as the coherence of the light used (of radiation) as well as the numerical aperture of the lens significant influence on the resolution and the Have quality of structure transfer. With this over As a so-called process window, support is the leeway defines in which the photoresist layer from the focus plane of the lens system can drift without the structural quality activity is influenced. Such a drift can, for example due to slight temperature fluctuations, lens defects, Deflection of the wafer and other influences will call.

Bei der Herstellung von Lochstrukturen, die im Aufbau von Halbleiterchips vor allem als Kontaktlöcher zu aktiven Gebieten oder Elektroden von CMOS-Transistoren vorliegen, treten folgende Probleme auf:
The following problems occur in the production of hole structures, which are present in the construction of semiconductor chips primarily as contact holes to active areas or electrodes of CMOS transistors:

  • - Bei der Herstellung sogenannte Iso-Kontaktlochstrukturen werden isolierte, sogenannte Iso-Kontaktlöcher auf der Mas­ ke im Resist mit einem anderen Durchmesser abgebildet, als dicht stehende, sogenannte Dense-Kontaktlöcher, auch wenn beide Kontaktlocharten auf der Maske denselben Durchmesser besitzen.- In the manufacture of so-called iso contact hole structures isolated, so-called iso-contact holes on the mas ke depicted in the resist with a different diameter than tight, so-called dense contact holes, even if both contact hole types on the mask have the same diameter have.
  • - Bei bekannten Verfahren ist das Prozessfenster bei der Her­ stellung von Iso-Kontaktlöchern wesentlich kleiner als das bei der Herstellung von Dense-Kontaktlöchern. Das heißt, dass das "gemeinsame" Prozessfenster von Iso- und Dense- Kontaktlochstrukturen im Fertigungsprozess durch das klei­ nere Prozessfenster der Isokontaktlöcher bestimmt wird.- With known methods, the process window is at the manufacturer position of iso contact holes much smaller than that in the manufacture of Dense contact holes. This means, that the "common" process window of Iso- and Dense- Contact hole structures in the manufacturing process through the small nere process window of the isocontact holes is determined.

Bislang ist man diesem Problem dadurch entgegengetreten, dass man einen sogenannten Maskenvorhalt vorgesehen hat, das heißt, dass die Lochstrukturen auf der Maske mit einem Vor­ halt (engl.: "bias") versehen sind, was praktisch bedeutet, dass der Durchmesser gegenüber dem gewünschten Nominalwert entsprechend vergrößert bzw. verkleinert wird. Unter den ge­ gebenen optischen Randbedingungen, die durch die verwendete Wellenlänge, die verwendete Optik und die Kohärenz der ver­ wendeten Strahlung gegeben sind, können mit dem Vorhalt so­ wohl Iso-Kontaktlochstrukturen als auch Dense-Kontaktloch­ strukturen mit dem gleichen Durchmesser in der Fotoresist­ schicht abgebildet werden. Dieses Verfahren weist jedoch fol­ gende Nachteile auf:
So far, this problem has been countered by providing a so-called mask lead, which means that the hole structures on the mask are provided with a bias, which practically means that the diameter is greater than the desired one Nominal value is increased or decreased accordingly. Under the given optical boundary conditions, which are given by the wavelength used, the optics used and the coherence of the radiation used, iso-contact hole structures as well as dense contact hole structures with the same diameter can be imaged in the photoresist layer with the lead become. However, this method has the following disadvantages:

  • - Der jeweilige Vorhalt muss durch aufwändige Lernzyklen em­ pirisch gefunden werden, und- The respective lead must be em through elaborate learning cycles be found piric, and
  • - gegenüber Dense-Kontaktlochstrukturen können Iso-Kontakt­ lochstrukturen nur mit einem deutlich kleineren Prozess­ fenster (engl.: "depth of focus", abgekürzt: DOF) abgebil­ det werden.- Iso contact compared to Dense contact hole structures hole structures only with a significantly smaller process window (English: "depth of focus", abbreviated: DOF) shown be det.

Ein aus DE 25 43 553 A1 bekanntes Verfahren zur Herstellung ei­ ner Ätzmaske verwendet ein auf einem Trägerkörper aufgebrach­ tes organisches Resistmaterial, welches durch energiereiches Strahlen strukturiert wird. Durch Elektronenbestrahlung wird wenigstens eine Struktur und durch Photonenstrahlung eine weitere Struktur mit jeweils strahlungsspezifischer Entwick­ lung erzeugt. Es wird ein hochpolymeres Resistmaterial ver­ wendet, das unter der Einwirkung der Elektronenstrahlen ver­ netzt und unter der Einwirkung von Photonenstrahlung depoly­ merisiert. Bei dem in dieser Druckschrift vorgeschlagenen Verfahren werden im Kontaktverfahren zunächst bestimmte Be­ reiche der Resistschicht durch Ultraviolett lichtbelichtung depolymerisiert. Dann wird mit Hilfe der Elektronenstrahlbe­ lichtung dieselbe Resistschicht an bestimmten Stellen ver­ netzt. Durch Entwicklung wird der depolymerisierte Teil des Resistmaterials abgelöst. Dann folgt ein Ätzvorgang bei dem zwei übereinander auf einem Trägermaterial liegende Material­ schichten gemeinsam geätzt werden. Durch einen anschließenden Entwicklungsschritt wird der unbestrahlte Teil des Resistma­ terials gelöst, so dass nur noch die durch die Elektronen­ strahlbelichtung vernetzten Bereiche übrig bleiben. Durch ei­ nen anschließenden Ätzprozess wird dann nur noch die oben liegende Materialschicht geätzt und schließlich das vernetz­ tes Resistmaterial entfernt. Das in dieser Druckschrift be­ schriebene bekannte Verfahren beschreibt nicht die in der vorliegenden Anmeldung vorgeschlagenen Schritte, mit denen gleichzeitig Dense-Kontaktlöcher und Iso-Kontaktlöcher bei einem mikroelektronischen Bauelement hergestellt werden.A method for producing egg known from DE 25 43 553 A1 ner etching mask uses an applied on a carrier body tes organic resist material, which by high-energy Blasting is structured. Through electron radiation at least one structure and one by photon radiation further structure with radiation-specific developments generated. A high polymer resist material is used applies that ver under the influence of electron beams networks and under the influence of photon radiation depoly merized. In the proposed in this document Procedures are initially defined in the contact procedure reach the resist layer by ultraviolet light exposure depolymerized. Then with the help of the electron beam light the same resist layer at certain points wets. The depolymerized part of the Resist material removed. Then an etching process follows two material lying on top of each other on a carrier material layers are etched together. By a subsequent Development step becomes the unirradiated part of the resistma terials solved so that only those through the electrons beam exposure networked areas remain. By egg A subsequent etching process then only becomes the one above lying layer of material etched and finally the crosslink resist material removed. The be in this publication The known method described does not describe the method described in the steps proposed by this application at the same time dense vias and iso vias a microelectronic component can be produced.

EP 0962825 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Mustern in einem Fotoresist, welches einen ersten bei einer ersten Wellenlänge aktivierbaren Bestandteil und einen zwei­ ten bei einer zweiten Wellenlänge aktivierbaren Bestandteil aufweist, wobei diese Wellenlängen unterschiedlich voneinan­ der sind und sich der eine fotoaktive Bestandteil bei der Ab­ sorbsionswellenlänge des anderen fotoaktiven Bestandteils im Wesentlichen inert verhält. Nach einer strukturierenden Be­ lichtung des Fotoresists wird bei dem aus dieser Druckschrift bekannten Verfahren die gesamte Oberfläche der belichteten Bereiche des Fotoresists mit Licht der anderen Wellenlänge belichtet, um so diese Oberfläche im Fall ein positives Mus­ ter zu bilden ist in einem Entwickler schwer lösbar oder im Fall ein negatives Muster zu bilden ist im Entwickler leicht lösbar zu machen. In dem anschließenden Entwicklungsschritt lässt sich auf diese Weise ein Muster mit hoher Auflösung bilden.EP 0962825 A1 describes a method for producing Pattern in a photoresist, which is a first at a first wavelength activatable component and a two component that can be activated at a second wavelength has, these wavelengths different from each other who are and the one photoactive component in the Ab sorption wavelength of the other photoactive component in the  Behaves essentially inert. After a structuring Be The photoresist is exposed in this document known methods the entire surface of the exposed Areas of photoresist with light of the other wavelength exposed so this surface in the case of a positive mus ter is difficult to solve in a developer or in Falling a negative pattern is easy in the developer to make solvable. In the subsequent development step this way you can create a pattern with high resolution form.

Bei einem in US 5,422,205 beschriebenen Verfahren, mit dem ein mikroskopisch kleines Muster auf ein Substrat übertragen wird, wird ein aus wenigstens zwei Lagen bestehender Mehrla­ genfilm auf ein Substrat aufgebracht. Ein erster Belichtungs­ schritt belichtet die oberste Lage des Mehrlagenfilms durch eine erste Maske, die ein Muster trägt, das gleich oder grö­ ßer ist als das zu übertragende mikroskopische Muster. In ei­ nem zweiten Schritt wird eine zweite Maske so positioniert, dass ein darauf befindliches Hauptmuster einen Übertragungs­ bereich der obersten Lage des Mehrlagenfilms überlappt, wobei diese zweite Maske das mit dem zu übertragenden mikroskopi­ schen Muster übereinstimmende Hauptmuster und ein neben dem Hauptmuster liegendes zusätzliches Muster trägt. In einem zweiten Belichtungsschritt wird eine andere als die oberste Lage des Mehrlagenfilms durch die zweite Maske belichtet. Dieses bekannte Verfahren lässt sich vorteilhaft mit einer alternierenden Phasenschiebemaske bei modifizierter Belich­ tung kombinieren.In a method described in US 5,422,205, with which transfer a microscopic pattern onto a substrate is a multi layer consisting of at least two layers gene film applied to a substrate. A first exposure step exposes the top layer of the multilayer film a first mask that bears a pattern that is the same or larger is larger than the microscopic pattern to be transferred. In egg In a second step, a second mask is positioned so that a main pattern on it is a transmission area of the top layer of the multilayer film overlaps, wherein this second mask with the microscope to be transferred main pattern and one next to the Main pattern lying additional pattern. In one second exposure step will be different than the top one Layer of the multilayer film exposed through the second mask. This known method can be advantageously used with a alternating phase shift mask with modified exposure combination.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfah­ ren zur Herstellung feiner Resiststrukturen so auszubilden, dass eine maßgenaue Übertragung der Strukturen von der Maske in den Fotoresist bei einem gleichzeitig fertigungstauglichen Prozessfenster realisiert werden kann, wobei bei der Herstellung von Kontaktlochstrukturen das Ziel darin besteht, gleichzeitig sowohl Iso-Kontaktlöcher als auch Dense-Kontakt­ löcher mit dem gleichen Durchmesser im Resist bei einem aus produktionstechnischer Sicht hinreichenden Prozessfenster ab­ zubilden.The object of this invention is a generic method training for the production of fine resist structures in such a way that a precise transfer of the structures from the mask in the photoresist with a suitable for production Process window can be realized, with the manufacturing  of contact hole structures the goal is both iso-contact holes and dense contact at the same time holes with the same diameter in the resist sufficient process window from a production point of view to build.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved with the features of claim 1 solved.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung umfasst das er­ findungsgemäße Verfahren zur Herstellung feiner Resiststruk­ turen in einer auf ein Substrat aufgebrachten Fotoresist­ schicht bei der Herstellung mikroelektronischer Bauelemente, wobei die Fotoresistschicht mit einer Strahlenquelle durch eine Fotomaske belichtet und anschließend belichtete Bereiche der Fotoresistschicht unter Ausbildung der Resiststrukturen entwickelt werden, folgende Schritte:
According to an essential aspect of the invention, the method according to the invention for producing fine resist structures in a photoresist layer applied to a substrate during the production of microelectronic components, the photoresist layer being exposed to a radiation source through a photomask and then exposed areas of the photoresist layer to form the resist structures following steps are developed:

  • A) Aufbringen einer Fotoresistschicht mit einem positiven Verhalten bei Belichtung mit einer ersten Wellenlänge und mit einem negativen Verhalten bei Belichtung mit einer zweiten Wellenlänge, die sich von der ersten Wellenlänge unterscheidet;A) Apply a layer of photoresist with a positive Behavior when exposed to a first wavelength and with a negative behavior when exposed to a second wavelength, which is different from the first wavelength different;
  • B) Anbringen einer ersten Maske mit einer ersten für die erste Wellenlänge transparenten Struktur über der Fotore­ sistschicht;B) attaching a first mask with a first one for the first wavelength transparent structure over the photore sistschicht;
  • C) erste Belichtung der Fotoresistschicht durch die erste transparente Struktur der ersten Maske mit der Wellenlän­ ge;C) first exposure of the photoresist layer through the first transparent structure of the first mask with the wavelength ge;
  • D) Entfernen der ersten Maske;D) removing the first mask;
  • E) Anbringen einer zweiten Maske mit einer für die zweite Wellenlänge transparenten zweiten Struktur über der Foto­ resistschicht;E) Apply a second mask with one for the second Wavelength transparent second structure above the photo resist layer;
  • F) zweite Belichtung der Fotoresistschicht durch die zweite transparente Struktur der zweiten Maske mit der zweiten Wellenlänge;F) second exposure of the photoresist layer through the second transparent structure of the second mask with the second Wavelength;
  • G) Entfernen der zweiten Maske, und G) removing the second mask, and  
  • H) Entwicklung der Resistschicht, wobei die zweite Struk­ tur einen Teil der ersten Struktur so überlagert, dass nur der nicht von der zweiten Struktur überlagerte Teil der ers­ ten Struktur entwickelt wird, wobei zur gleichzeitigen Her­ stellung von Dense-Kontaktlöchern und Iso-Kontaktlöchern bei einem mikroelektronischen Bauelement der erste Belichtungs­ schritt mit einem hochauflösenden Belichtungsgerät mit hoher numerischer Apertur und kleiner erster Wellenlänge und der zweite Belichtungsschritt mit einem Belichtungsgerät geringe­ rer Auflösung mit größerer zweiter Wellenlänge durchgeführt wird und die Struktur der ersten Maske zur Ausbildung einer Dense-Kontaktlochstruktur in der Fotoresistschicht dient.H) Development of the resist layer, the second structure part of the first structure so that only the part of the first structure not overlaid by the second structure ten structure is developed, with simultaneous manufacture provision of dense contact holes and iso contact holes a microelectronic component of the first exposure step with a high resolution high exposure device numerical aperture and small first wavelength and the second exposure step with an exposure device low Resolution carried out with a larger second wavelength and the structure of the first mask to form a Dense contact hole structure in the photoresist layer is used.

Da im erfindungsgemäßen Verfahren zuerst mit der ersten Maske lediglich latente Dense-Kontaktlochstrukturen im Fotoresist gebildet werden, wird prinzipiell ein Iso/Dense-Vorhalt aus­ geschlossen und das größere Prozessfenster der Dense-Kontakt­ lochstrukturen benutzt. Ferner ist die Herstellung der Foto­ maske wesentlich vereinfacht, da nur eine Art von Lochstruk­ turen auf der ersten Maske gebildet werden muss. Dadurch kön­ nen die Strukturen auf der Maske mit einer deutlich höheren Gleichmäßigkeit hergestellt werden, was wiederum die Qualität des gesamten Verfahrens verbessert. Beim ersten Belichtungs­ schritt wird somit ein latentes Bild der ersten, d. h. Dense- Kontaktlochstrukturen in der Fotoresistschicht erzeugt. Noch vor der Entwicklung werden dann in dem zweiten, unkritischen Belichtungsschritt die Stellen der Fotoresistschicht belich­ tet, an denen keine Kontaktlöcher entstehen sollen. Beim an­ schließenden Entwicklungsschritt werden dann nur die Kontakt­ löcher als Reliefstruktur im Fotoresist sichtbar, die im zweiten Belichtungsschritt nicht belichtet wurden. Since in the method according to the invention first with the first mask only latent dense contact hole structures in the photoresist In principle, an iso / dense lead will be formed closed and the larger process window the Dense contact hole structures used. Furthermore, the production of the photo mask considerably simplified, since only one type of perforated structure must be formed on the first mask. This allows structures on the mask with a significantly higher Uniformity can be produced, which in turn improves quality improved the entire process. At the first exposure step becomes a latent image of the first, i.e. H. Dense- Contact hole structures created in the photoresist layer. Yet before development then in the second, uncritical Expose step the areas of the photoresist layer where no contact holes are to be created. At the The final development step is then only the contact holes visible as a relief structure in the photoresist second exposure step were not exposed.  

Dabei besteht ein besonderer Vorteil der Erfindung darin, dass für diesen zweiten Belichtungsschritt unkritisches Be­ lichtungsequipment (zweite Maske, Belichtungsgerät) verwen­ det werden kann, da die Anforderung an das Auflösungsvermö­ gen geringer ist. Damit wird ein kostengünstiges Herstel­ lungsverfahren erzielt, da es geringere Investitionen benö­ tigt und einen höheren Durchsatz erzielt.A particular advantage of the invention is that that for this second exposure step uncritical Be Use lighting equipment (second mask, exposure device) can be detected since the resolution requirement is lower. This makes it an inexpensive manufacturer achieved because it requires less investment and achieves a higher throughput.

Ein für die Fotoresistschicht geeignetes Fotoresist weist eine erste fotoaktive Komponente auf, welche im ersten Be­ lichtungsschritt Strahlung der ersten Wellenlänge absor­ biert, um eine Löslichkeit der mit der ersten Wellenlänge belichteten Strukturen des Fotoresists im Entwickler zu er­ möglichen und mindestens eine zweite fotoaktive Komponente, welche Strahlung der zweiten Wellenlänge absorbiert, um da­ mit eine Unlöslichkeit der mit der zweiten Wellenlänge be­ lichteten Struktur des Fotoresists im Entwickler zu ermögli­ chen, wobei bei der Belichtung mit der ersten Wellenlänge keine Fotolyse der zweiten fotoaktiven Komponente und bei der Belichtung mit der zweiten Wellenlänge keine Fotolyse der ersten fotoaktiven Komponente des Fotoresists stattfin­ den darf.A photoresist suitable for the photoresist layer has a first photoactive component, which in the first Be glowing step radiation of the first wavelength absorbed to solubility with the first wavelength exposed structures of the photoresist in the developer possible and at least one second photoactive component, what radiation of the second wavelength absorbs to da with an insolubility of be with the second wavelength light structure of the photoresist in the developer chen, with exposure to the first wavelength no photolysis of the second photoactive component and at exposure to the second wavelength, no photolysis the first photoactive component of the photoresist that may.

In der Praxis ist es somit gefordert, dass die Differenz zwischen der beim ersten Belichtungsschritt verwendeten Wel­ lenlänge und der beim zweiten Belichtungsschritt verwendeten Wellenlänge wenigstens 30 nm beträgt. Dabei kann prinzipiell die erste Wellenlänge um mindestens 30 nm größer oder klei­ ner sein als die zweite Wellenlänge. Bevorzugt ist jedoch die erste Wellenlänge wenigstens 30 nm kleiner als die zwei­ te Wellenlänge.In practice, it is therefore required that the difference between the wel used in the first exposure step len length and that used in the second exposure step Wavelength is at least 30 nm. In principle, it can the first wavelength is at least 30 nm larger or smaller be smaller than the second wavelength. However, is preferred the first wavelength is at least 30 nm smaller than the two te wavelength.

Für den Einsatz bei der Erfindung geeignete Fotoresiste sind beispielsweise in EP 0 962 825 A1 beschrieben. Die Löslich­ keit der durch die Belichtung mit der ersten Wellenlänge reagierenden ersten fotoaktiven Komponente in wässrig­ alkalischen Entwicklern wird zum Beispiel durch säurekataly­ sierte Abspaltung von hydrophoben Gruppen an einem Basispo­ lymer des Fotoresistlacks durch fotolythisch aus der fotoak­ tiven ersten Komponente erzeugten Säure hervorgerufen. Neben der ersten fotoaktiven Komponente enthält ein derartiges Fo­ toresist eine oder mehrere weitere Komponenten (zweite Kom­ ponente), die Licht der zweiten Wellenlänge absorbieren und damit eine Unlöslichkeit der Fotoresistschicht bewirken. Beispielsweise werden dem Fotoresist Substanzen zugesetzt, die nach der Belichtung mit der zweiten Wellenlänge eine Vernetzung des Fotoresists hervorrufen, welcher damit in ei­ nem alkalischen Entwickler unlöslich wird.Suitable photoresists for use in the invention described for example in EP 0 962 825 A1. The Soluble speed by exposure to the first wavelength  reacting first photoactive component in aqueous alkaline developers, for example, by acid catalysis based removal of hydrophobic groups at a base point Lymer of the photoresist through photolytic from the fotoak tive first component produced acid. Next the first photoactive component contains such a Fo toresist one or more other components (second com component) that absorb light of the second wavelength and thus making the photoresist layer insoluble. For example, substances are added to the photoresist the one after exposure to the second wavelength Networking of the photoresist, which thus in egg becomes insoluble in an alkaline developer.

Die Beschichtung der Substrate mit der Fotoresistschicht er­ folgt mit üblichen produktionstechnischen Methoden, typi­ scherweise durch Spin-Coating mit anschließendem Trocken­ schritt auf der Hotplate, zum Beispiel bei 70°C bis 160°C und 30 bis 180 Sekunden lang. Die Schichtdicken der Foto­ lackschichten richten sich nach den Erfordernissen der Sub­ stratätzung und liegen typischerweise im Bereich von 50 nm bis 2 µm.He coated the substrates with the photoresist layer follows with usual production engineering methods, typi usually by spin coating followed by drying step on the hotplate, for example at 70 ° C to 160 ° C and for 30 to 180 seconds. The layer thicknesses of the photo lacquer coats depend on the requirements of the sub strat etching and are typically in the range of 50 nm up to 2 µm.

Der erste Belichtungsschritt durch die erste Maske, die gleichmäßige, für die erste Wellenlänge transparente Kon­ taktlochstrukturen besitzt, kann entweder mit einer einfa­ chen Chrommaske (COG: chrom-on-glass), einer Halbton- Phasenschiebermaske (HAT-PSM) oder mit einer alternierenden Phasenmaske erfolgen. Die beim ersten Belichtungsschritt verwendete erste Wellenlänge kann im Bereich von wenigen Na­ nometern bis 500 nm liegen. Häufig in Produktionslinien ver­ wendete Wellenlängen sind: 436 nm, 365 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm. Daneben kann der erste Belichtungsschritt aber auch bei anderen Wellenlängen durchgeführt werden, gegebenenfalls auch durch Bestrahlung durch Elektronen oder Ionen. Wesent­ lich im Sinne der Erfindung ist nur, dass die erste Wellenlänge l1 für den ersten Belichtungsschritt mindestens 30 nm größer oder kleiner als die beim zweiten Belichtungsschritt verwendete Wellenlänge λ2 ist und dass beim ersten Belich­ tungsschritt keine Fotolyse der zweiten fotoaktiven Kompo­ nenten stattfindet.The first exposure step through the first mask, the uniform con. transparent for the first wavelength has clock hole structures, can either with a simple Chen chrome mask (COG: chrome-on-glass), a halftone Phase shift mask (HAT-PSM) or with an alternating one Phase mask. The one at the first exposure step The first wavelength used can be in the range of a few Na nomometers are up to 500 nm. Commonly used in production lines wavelengths used are: 436 nm, 365 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm. The first exposure step can also at other wavelengths, if necessary also by radiation from electrons or ions. Wesent Lich in the sense of the invention is only that the first wavelength  l1 for the first exposure step at least 30 nm larger or smaller than that in the second exposure step used wavelength is λ2 and that at the first exposure no photolysis of the second photoactive composition nenten takes place.

Nach dem ersten Belichtungsschritt und Entfernen der ersten Maske kann ein Wärmebehandlungsschritt, z. B. im Bereich 80°C bis 180°C 30 bis 180 Sekunden lang ausgeführt werden.After the first exposure step and removing the first Mask can be a heat treatment step, e.g. B. in the range 80 ° C. up to 180 ° C for 30 to 180 seconds.

Für die anschließende zweite Belichtung wird eine zweite Maske verwendet, die eine Belichtung der Fotoresistschicht genau an den Stellen zulässt, an denen keine Kontaktloch­ strukturen entstehen sollen. Dabei ist es im Sinne der Er­ findung unerheblich, ob dafür eine einfache Chrommaske (COG: chrom-on-glass), eine Halbtonphasenschiebermaske (HAT-PSM) oder eine alternierende Phasenmaske verwendet wird. Beim zweiten Belichtungsschritt kann die zweite Wellenlänge λ2 we­ nige Nanometern bis 500 nm betragen. Dabei können die oben erwähnten, in Produktionslinien üblicherweise verwendeten Wellenlängen verwendet werden. Außerdem kann der zweite Be­ lichtungsschritt aber auch mit einer anderen Wellenlänge durchgeführt werden, gegebenenfalls auch durch Bestrahlung mit Elektronen oder Ionen. Wesentlich im Sinne der Erfindung ist dabei, dass die zweite Wellenlänge λ2 mindestens 30 nm größer oder kleiner als die erste Wellenlänge λ1 ist und dass bei der Belichtung mit der zweiten Wellenlänge im zweiten Belichtungsschritt keine Fotolyse der ersten fotoaktiven Komponente des Fotoresists stattfindet.A second is used for the subsequent second exposure Mask used that exposes the photoresist layer allows in exactly those places where there is no contact hole structures should arise. It is in the sense of the Er irrelevant whether a simple chrome mask (COG: chrome-on-glass), a halftone phase shift mask (HAT-PSM) or an alternating phase mask is used. At the second exposure step, the second wavelength λ2 we few nanometers up to 500 nm. You can do the above mentioned, commonly used in production lines Wavelengths are used. In addition, the second Be clearing step but also with a different wavelength be carried out, if necessary also by irradiation with electrons or ions. Essential in the sense of the invention is that the second wavelength λ2 is at least 30 nm is larger or smaller than the first wavelength λ1 and that when exposed to the second wavelength in the second Exposure step no photolysis of the first photoactive Component of the photoresist takes place.

Anschließend kann eine Wärmebehandlung der Fotoresistschicht etwa im Bereich von 80°C bis 180°C, z. B. 30 bis 180 Sekunden lang erfolgen.The photoresist layer can then be heat-treated about in the range of 80 ° C to 180 ° C, e.g. B. 30 to 180 seconds long.

Abschließend wird die Fotoresistschicht in einem geeigneten Entwicklermedium entwickelt, wobei nur die im ersten Belichtungsschritt durch die Belichtung mit der ersten Wellenlänge belichteten Kontaktlochstrukturen in der Fotoresistschicht gebildet werden.Finally, the photoresist layer is placed in a suitable one Developed developer medium, using only the first exposure step  by exposure to the first wavelength exposed contact hole structures in the photoresist layer be formed.

Nachstehend wird das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren anhand eines Ausführungsbeispiels bezogen auf die Zeichnung näher beschrieben, welche sich auf die Anwendung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens bei der Herstellung feiner Kontakt­ lochstrukturen bei einem Halbleiterwafer richtet. Die Zeich­ nungsfiguren zeigen im einzelnen:The following is the manufacturing method of the present invention using an exemplary embodiment based on the drawing described in more detail, which relates to the application of the inventions method according to the invention in the production of fine contact aligns hole structures in a semiconductor wafer. The drawing Figures show in detail:

Fig. 1A bis 1C schematische Querschnitte durch ein mikro­ elektronisches Bauelement zur Erläuterung einzelner Schritte des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens, Figs. 1A to 1C are schematic cross sections of a microelectronic component illustrating individual steps of the invention Ver driving,

Fig. 2A schematisch in einer ebenen Draufsicht eine in einer auf einem Substrat aufgebrachten Fo­ toresistschicht mit einer ersten Maske gemäß Fig. 2B in einem ersten Belichtungsschritt ausgebildete latente Dense-Kontaktlochstruk­ tur, Fig. 2A schematically in a planar plan view of a in a layer applied to a substrate Fo toresistschicht with a first mask shown in FIG. 2B, in a first exposure step formed latent dense contact hole structural tur,

Fig. 2B schematisch die für den ersten Belichtungs­ schritt zur Belichtung der Dense-Kontaktloch­ strukturen dienende erste Maske, FIG. 2B schematically shows the for the first exposure step for exposure of the dense contact hole structures serving first mask,

Fig. 3A in einer schematischen ebenen Aufsicht einen mit einer zweiten in Fig. 3B gezeigten Maske ausgeführten zweiten Belichtungsschritt, Fig. 3A, in a schematic plan view of a plane with a second in Fig. 3B mask second exposure step executed,

Fig. 3B schematisch die für den zweiten Belichtungs­ schritt verwendete zweite Maske, und Fig. 3B schematically shows the second mask used for the second exposure step, and

Fig. 4 eine schematische ebene Aufsicht, die mit dem ersten Belichtungsschritt gemäß den Fig. 2A und 2B und mit dem zweiten Belichtungsschritt gemäß Fig. 3A und 3B im Fotoresist gebildete latente Dense-Kontaktlochstrukturen und la­ tente Iso-Kontaktlochstrukturen zeigt. FIG. 4 is a schematic plan view showing latent dense contact hole structures and latent iso contact hole structures formed in the photoresist with the first exposure step according to FIGS. 2A and 2B and with the second exposure step according to FIGS. 3A and 3B.

Fig. 1A zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Ab­ schnitt eines mikroelektronischen Bauelements, wobei ein zu strukturierendes Substrat 3 mit einem Fotoresist 2 beschich­ tet wurde, der nach Belichtung mit einer ersten Wellenlänge λ1 ein positives Verhalten zeigt, das heißt im Entwicklerme­ dium löslich wird und nach einer weiteren Belichtung bei ei­ ner zweiten Wellenlänge λ2, die sich von der ersten Wellen­ länge unterscheidet, ein negatives Verhalten zeigt, das heißt, bereits bei der Wellenlänge λ1 belichtete Stellen des Fotoresists 2 werden nach der Belichtung mit der zweiten Wel­ lenlänge λ2 im Entwicklermedium wieder unlöslich. Ein erster Belichtungsschritt mit der Wellenlänge λ1 wird gemäß Fig. 1A mit einer ersten Fotomaske 1 ausgeführt, die eine erste für die erste Wellenlänge λ1 transparente Struktur 5 aufweist (Dense-Kontaktlochstruktur). Eine derartige erste Maske 1 kann mit einer hohen Prozesssicherheit hergestellt und posi­ tioniert werden. Durch den ersten Belichtungsschritt entste­ hen durch die Belichtung mit der ersten Wellenlänge λ1 in der ersten Fotoresistschicht 2 erste latente Resiststrukturen, wobei die mit 6 bezeichneten schraffierten Bereiche die jetzt im Entwicklermedium löslichen Bereiche und die mit 10 be­ zeichneten Bereiche die unlöslichen, das heißt von den nicht transparenten Maskenstrukturen der ersten Maske 1 abgedeckten Bereiche sind. Fig. 1A shows a schematic cross section through an Ab-section of a microelectronic device, wherein a was tet beschich to be patterned substrate 3 with a photoresist 2, which is, after exposure to a first wavelength λ1 indicates a positive response, that is, in Entwicklerme dium soluble and after a further exposure at a second wavelength λ2, which differs from the first wavelength, shows a negative behavior, that is to say, areas of the photoresist 2 which are already exposed at the wavelength λ1 are in the developer medium after exposure to the second wavelength λ2 again insoluble. A first exposure step with the wavelength λ1 is carried out according to FIG. 1A with a first photomask 1 , which has a first structure 5 which is transparent for the first wavelength λ1 (dense contact hole structure). Such a first mask 1 can be manufactured and positioned with high process reliability. The first exposure step results in exposure to the first wavelength λ1 in the first photoresist layer 2, first latent resist structures, the hatched areas denoted by 6 denoting the areas now soluble in the developer medium and the areas denoted by 10 being the insoluble areas non-transparent mask structures of the first mask 1 are covered areas.

Anschließend wird die erste Maske 1 entfernt und gegebenen­ falls ein Wärmebehandlungsschritt angewendet, der im Tempera­ turbereich von 80°C bis 180°C 30 bis 180 Sekunden lang dauern kann.The first mask 1 is then removed and, if appropriate, a heat treatment step is applied, which can last for 30 to 180 seconds in the temperature range from 80 ° C. to 180 ° C.

Anschließend wird gemäß Fig. 1B über der Fotoresistschicht 2 eine zweite Fotomaske 4 positioniert, die eine für die zweite Wellenlänge λ2 transparente zweite Struktur 7 hat und dann in einem zweiten Belichtungsschritt die Fotoresistschicht 2 durch die zweite Fotomaske 4 mit der zweiten Wellenlänge λ2 belichtet. Dadurch entstehen in der Fotoresistschicht 2 zwei­ te latente Resiststrukturen 8, die, da für die Fotore­ sistschicht 2 das Fotoresist mit den erwähnten Eigenschaften verwendet wird, nach der Belichtung mit der zweiten Wellen­ länge λ2 im Entwicklermedium wieder unlöslich werden, so dass auf diese Weise ein Teil der zuvor im ersten Belichtungs­ schritt gemäß Fig. 1A gebildeten Bereiche 6 maskiert, das heißt im Entwickler wieder unlöslich werden. Wie erwähnt, un­ terscheidet sich die beim zweiten Belichtungsschritt gemäß Fig. 1B verwendete zweite Wellenlänge λ2 von der ersten Wel­ lenlänge λ1 und zwar mindestens um 30 nm. Fig. 1B is in accordance subsequently positioned a second photo mask 4 on the photoresist layer 2 having a transparent to the second wavelength λ2 second structure 7, and then the photoresist layer 2 exposed in a second exposure step through the second photomask 4 having the second wavelength λ2. This creates in the photoresist layer 2 two te latent resist structures 8 which, since the photoresist with the properties mentioned is used for the photoresist layer 2 , after exposure to the second wavelength λ2 become insoluble in the developer medium again, so that in this way Part of the areas 6 previously formed in the first exposure step according to FIG. 1A are masked, that is to say become insoluble again in the developer. As mentioned, the second wavelength λ2 used in the second exposure step according to FIG. 1B differs from the first wavelength λ1 by at least 30 nm.

Anschließend wird die zweite Maske 4 entfernt und optional ein Wärmebehandlungsschritt im Temperaturbereich von 80 bis 180°C 30 bis 180 Sekunden lang ausgeführt.The second mask 4 is then removed and optionally a heat treatment step in the temperature range from 80 to 180 ° C. is carried out for 30 to 180 seconds.

Anschließend wird entwickelt, so dass gemäß Fig. 1C die in Fig. 1A ausgebildeten und nicht gemäß Fig. 1B wieder unlös­ lich gemachten Bereiche 6 aufgelöst und Kontaktlochstrukturen 9 in der Resistschicht 2 gebildet werden.Development is then carried out so that, according to FIG. 1C, the regions 6 formed in FIG. 1A and not made insoluble again according to FIG. 1B are dissolved and contact hole structures 9 are formed in the resist layer 2 .

Es ist zu erwähnen, dass es für diese Erfindung unerheblich ist, ob für die erste Maske 1 und die zweite Maske 4 eine einfache Chrommaske, eine Halbton-Phasenschiebermaske oder eine alternierende Phasenmaske verwendet wird. Die Belichtung mit der ersten Wellenlänge λ1 kann in einem Wellenlängenbe­ reich von wenigen Nanometern bis 500 nm erfolgen. Ebenfalls kann die Belichtung mit der zweiten Wellenlänge λ2 in einem Wellenlängenbereich von wenigen Nanometern bis 500 nm erfol­ gen. Wesentlich ist nur, dass sich die beiden Wellenlängen λ1 und λ2 so unterscheiden, dass sie das beabsichtigte positive und negative Verhalten im Fotoresist hervorrufen. Die Diffe­ renz der beiden Wellenlängen λ1 und λ2 beträgt mindestens 30 nm. It should be mentioned that it is irrelevant for this invention whether a simple chrome mask, a halftone phase shift mask or an alternating phase mask is used for the first mask 1 and the second mask 4 . The exposure with the first wavelength λ1 can take place in a wavelength range from a few nanometers to 500 nm. The exposure with the second wavelength λ2 can also take place in a wavelength range from a few nanometers to 500 nm. The only important thing is that the two wavelengths λ1 and λ2 differ in such a way that they cause the intended positive and negative behavior in the photoresist. The difference between the two wavelengths λ1 and λ2 is at least 30 nm.

Anhand der Fig. 2 bis 4 wird nun ein auf die Herstellung fei­ ner Kontaktlochstrukturen in einem Halbleiterwafer gerichte­ tes Ausführungsbeispiel beschrieben, dem die oben anhand der Fig. 1A-1C beschriebene erfindungsgemäße Verfahrensweise zugrundeliegt.Referring to Figs. 2 to 4 in manufacturing a fei ner contact hole structures will now be described in a semiconductor wafer dishes tes embodiment, the underlying inventive procedure described above with reference to FIGS. 1A-1C.

Ein Substrat 3, das ein Siliziumwafer mit einer zum Beispiel 500 nm dicken Siliziumoxidschicht sein kann, wird im Spincoa­ tingverfahren mit einer Fotoresistschicht 2 beschichtet. Nach Trocknung auf der Hotplate (60 Sekunden bei 110°C) entsteht eine Fotoresistschicht 2 von z. B. 450 nm Dicke. Eine in Fig. 2B gezeigte erste Maske 1 wird über der Fotoresistschicht 2 positioniert. Anschließend erfolgt der erste Belichtungs­ schritt mit Hilfe eines 248 nm-Belichtungsgeräts (numerische Apertur ist 0,63 NA). Die erste Maske 1 ist eine Chrom-auf- Glas-Maske, deren Kontaktlochstrukturen 5 einen Durchmesser von 170 nm und ein Raster von 340 nm haben. Dabei entstehen gemäß Fig. 2A regelmäßige latente Kontaktlochstrukturen 6 mit einem Durchmesser von 170 nm, die in einem Raster von 340 nm angeordnet sind, so dass die Zwischenräume 10 ebenfalls 170 nm messen.A substrate 3 , which can be a silicon wafer with, for example, a 500 nm thick silicon oxide layer, is coated with a photoresist layer 2 in the spin coating process. After drying on the hotplate (60 seconds at 110 ° C), a photoresist layer 2 of z. B. 450 nm thickness. A first mask 1 shown in FIG. 2B is positioned over the photoresist layer 2 . The first exposure step is then carried out using a 248 nm exposure device (numerical aperture is 0.63 NA). The first mask 1 is a chrome-on-glass mask, the contact hole structures 5 of which have a diameter of 170 nm and a grid of 340 nm. In this case, as shown in FIG arise. 2A regular latent contact hole structures 6 having a diameter of 170 nm, which are arranged in a grid of 340 nm, so that the intermediate spaces 10 is also 170 nm measured.

Anschließend wird die Maske 1 entfernt und auf der Hotplate eine Wärmebehandlung bei 110°C 60 Sekunden lang durchgeführt.Mask 1 is then removed and heat treatment is carried out on the hotplate at 110 ° C. for 60 seconds.

Daraufhin wird die Fotoresistschicht 2 auf dem Wafer 3 mit einem 365 nm Belichtungsgerät (numerische Apertur ist 0,60 NA) durch eine zweite Chrom-auf-Glas-Maske 4 belichtet, die beispielsweise die in Fig. 3B gezeigte Struktur 7 hat. Die kleinste Lochgröße, das heißt der Bereich 11 dieser zwei­ ten Maske 4 beträgt 340 nm und das kleinste Raster 680 nm. Beim zweiten Belichtungsschritt beträgt die Belichtungsdosis 320 J/m2. Dabei entsteht in der Fotoresistschicht 2 der in Fig. 3A mit der Zahl 8 bezeichnete Bereich, der ein Iso-Kon­ taktloch und verschiedene andere Dense-Kontaktlöcher frei­ lässt und der andere Bereiche der Fotoresistschicht 2 ab­ deckt. The photoresist layer 2 on the wafer 3 is then exposed with a 365 nm exposure device (numerical aperture is 0.60 NA) through a second chrome-on-glass mask 4 , which has, for example, the structure 7 shown in FIG. 3B. The smallest hole size, that is to say the region 11 of this second mask 4, is 340 nm and the smallest grid is 680 nm. In the second exposure step, the exposure dose is 320 J / m 2 . In this case, the area designated in FIG. 3A with the number 8 arises in the photoresist layer 2, which leaves an iso-contact hole and various other dense contact holes free and covers the other areas of the photoresist layer 2 .

Danach wird die zweite Maske 4 abgenommen und eine weitere Wärmebehandlung auf der Hotplate bei 130°C 60 Sekunden lang durchgeführt und anschließend die Fotoresistschicht 2 in ei­ nem wässrig-alkalischen Entwickler (0,26 N Tetramethylammoni­ umhydroxid in Wasser) z. B. 40 Sekunden lang entwickelt. Dabei entstehen in der Fotoresistschicht 2 gemäß Fig. 4 sowohl Den­ se-Kontaktlochstrukturen 6 (Dense) als auch Iso-Kontaktloch­ strukturen 6 (Iso), die alle denselben Durchmesser von 170 nm aufweisen. Das in Fig. 4 gezeigte Ergebnis des erfindungsge­ mäßen Verfahrens wurde mit einer SEM-Messung bestätigt.Thereafter, the second mask 4 is removed and a further heat treatment is carried out on the hotplate at 130 ° C. for 60 seconds and then the photoresist layer 2 in an aqueous alkaline developer (0.26 N tetramethylammonium hydroxide in water), for. B. Developed for 40 seconds. 4, both the se contact hole structures 6 (Dense) and the iso contact hole structures 6 (iso), which all have the same diameter of 170 nm, are formed in the photoresist layer 2 according to FIG. 4. The result of the method according to the invention shown in FIG. 4 was confirmed with an SEM measurement.

Die obige Beschreibung zeigt, dass das erfindungsgemäße Ver­ fahren folgende wesentliche Vorteile aufweist:
The above description shows that the method according to the invention has the following main advantages:

  • - unterschiedliche Kontaktlochgrößen (Durchmesser) von Dense­ kontaktlöchern und Isokontaktlöchern werden vermieden;- Different contact hole sizes (diameter) from Dense contact holes and isocontact holes are avoided;
  • - die strukturierende erste Belichtung mit der ersten Wellen­ länge λ1, welche die kritische Kontaktlochgröße definiert, wird auf einem hochauflösenden Belichtungsgerät, das eine hohe numerische Apertur und eine kleine Wellenlänge hat, durchgeführt, während der zweite Belichtungsschritt mit der zweiten Wellenlänge λ2 auf einem Belichtungsgerät mit ge­ ringerer Auflösung und größerer Wellenlängedurchgeführt werden kann.- The structuring first exposure with the first waves length λ1, which defines the critical contact hole size, is on a high-resolution exposure device, the one has a high numerical aperture and a small wavelength, performed during the second exposure step with the second wavelength λ2 on an exposure device with ge lower resolution and longer wavelength can be.

Wenn beispielsweise der erste Belichtungsschritt, wie oben beschrieben, auf einem 248 nm Belichtungsgerät mit der nume­ rischen Apertur 0,63 durchgeführt wird, um die Kontaktloch­ strukturen 6 mit einem Durchmesser von 170 nm in einem Raster von 340 nm zu erzeugen, so kann die zweite Belichtung auf einem i-line stepper (365 nm) mit einer numerischen Apertur von 0,60 durchgeführt werden, da bei dieser Belich­ tung, in diesem Beispiel, lediglich eine Auflösung von 340 nm bei einem Raster von 680 nm verlangt ist. Durch Verwen­ dung eines kostengünstigen Belichtungsgeräts für den zweiten Belichtungsschritt kann dieser mit relativ günstigen Kosten durchgeführt werden.If, for example, the first exposure step, as described above, is carried out on a 248 nm exposure device with the numerical aperture 0.63 in order to produce the contact hole structures 6 with a diameter of 170 nm in a grid of 340 nm, the second can Exposure is carried out on an i-line stepper (365 nm) with a numerical aperture of 0.60, since with this exposure, in this example, only a resolution of 340 nm with a grid of 680 nm is required. By using an inexpensive exposure device for the second exposure step, this can be done at relatively low cost.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit durch Kombi­ nation eines Fotoresists mit den beschriebenen Eigenschaften mit einer Doppelbelichtung bei unterschiedlichen Wellenlän­ gen, dass Dense-Kontaktlochstrukturen und Iso-Kontaktloch­ strukturen im Resist gleichzeitig gebildet werden, wobei im kritischen ersten Belichtungsschritt mit der Wellenlänge λ1 sich lediglich Dense-Kontaktlochstrukturen auf der Fotomaske befinden. Dadurch wird ein störender Iso/Dense-Vorhalt ver­ mieden, und das Prozessfenster in der Fertigung vergrößert.The method according to the invention thus enables a combination nation of a photoresist with the described properties with a double exposure at different wavelengths gene that dense contact hole structures and iso contact hole structures are formed in the resist at the same time critical first exposure step with the wavelength λ1 there are only dense contact hole structures on the photomask are located. This causes a disturbing iso / dense lead avoided, and the process window in production enlarged.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung feiner Resiststrukturen in ei­ ner auf ein Substrat (3) aufgebrachten Fotoresistschicht (2) bei der Herstellung mikroelektronischer Bauelemente, wobei die Fotoresistschicht (2) mit einer Strahlenquelle durch ei­ ne Fotomaske belichtet und anschließend belichtete Bereiche der Fotoresistschicht unter Ausbildung der Resiststrukturen entwickelt werden, umfassend die folgenden Schritte:
  • A) Aufbringen einer Fotoresistschicht (2) mit einem positi­ ven Verhalten bei Belichtung mit einer ersten Wellenlänge (λ1) und mit einem negativen Verhalten bei Belichtung mit einer zweiten Wellenlänge (λ2), die sich von der ersten Wellenlänge unterscheidet;
  • B) Anbringen einer ersten Maske (1) mit einer ersten für die erste Wellenlänge (λ1) transparenten Struktur (5) ü­ ber der Fotoresistschicht (2);
  • C) erste Belichtung der Fotoresistschicht (2) durch die erste transparente Struktur (5) der ersten Maske (1) mit der Wellenlänge (λ1);
  • D) Entfernen der ersten Maske (1);
  • E) Anbringen einer zweiten Maske (4) mit einer für die zweite Wellenlänge (2) transparenten zweiten Struktur (7) über der Fotoresistschicht (2);
  • F) zweite Belichtung der Fotoresistschicht (2) durch die zweite transparente Struktur (7) der zweiten Maske (4) mit der zweiten Wellenlänge (λ2);
  • G) Entfernen der zweiten Maske (4), und
  • H) Entwicklung der Resistschicht (2), wobei die zweite Struktur (7) einen Teil der ersten Struktur (5) so über­ lagert, dass nur der nicht von der zweiten Struktur (7) überlagerte Teil der ersten Struktur entwickelt wird, wobei
zur gleichzeitigen Herstellung von Dense-Kontaktlöchern und Iso-Kontaktlöchern bei einem mikroelektronischen Bauelement der erste Belichtungsschritt (C) mit einem hochauflösenden Belichtungsgerät mit hoher numerischer Apertur (NA) und kleiner erster Wellenlänge (λ1) und det zweite Belichtungs­ schritt (F) mit einem Belichtungsgerät geringerer Auflösung mit größerer zweiter Wellenlänge (λ2) durchgeführt wird und die Struktur der ersten Maske (1) zur Ausbildung einer Den­ se-Kontaktlochstruktur in der Fotoresistschicht (2) dient.
1. A method for manufacturing fine resist patterns in egg ner applied to a substrate (3) photo-resist layer (2) of microelectronic in the preparation components, said photoresist layer (2) exposed to a radiation source by ei ne photomask and then exposed portions of the photoresist layer to form the Resist structures are developed, comprising the following steps:
  • A) applying a photoresist layer ( 2 ) with a positive behavior when exposed to a first wavelength (λ1) and with a negative behavior when exposed to a second wavelength (λ2), which differs from the first wavelength;
  • B) applying a first mask ( 1 ) with a first structure ( 5 ) transparent to the first wavelength (λ1) over the photoresist layer ( 2 );
  • C) first exposure of the photoresist layer ( 2 ) through the first transparent structure ( 5 ) of the first mask ( 1 ) with the wavelength (λ1);
  • D) removing the first mask ( 1 );
  • E) applying a second mask ( 4 ) with a second structure ( 7 ) transparent to the second wavelength ( 2 ) over the photoresist layer ( 2 );
  • F) second exposure of the photoresist layer ( 2 ) through the second transparent structure ( 7 ) of the second mask ( 4 ) with the second wavelength (λ2);
  • G) removing the second mask ( 4 ), and
  • H) Developing the resist layer (2), wherein the second structure (7) overlies a portion of the first structure (5) so on, that only is not developed (7) superimposed on part of the first structure from the second structure, wherein
for the simultaneous production of dense contact holes and iso contact holes in a microelectronic component, the first exposure step (C) with a high-resolution exposure device with a high numerical aperture (NA) and a small first wavelength (λ1) and det second exposure step (F) with an exposure device lower resolution is carried out with a larger second wavelength (λ2) and the structure of the first mask ( 1 ) is used to form a den se contact hole structure in the photoresist layer ( 2 ).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Fotoresistschicht (2) ein Resistmaterial mit einer ersten fotoaktiven Komponente, welche im ersten Be­ lichtungsschritt (C) Strahlung der ersten Wellenlänge (λ1) absorbiert, um zunächst eine Löslichkeit der mit der ersten Wellenlänge (λ1) belichteten ersten Struktur (5) im Entwick­ ler zu ermöglichen, und mit mindestens einer zweiten fotoak­ tiven Komponente verwendet wird, welche im zweiten Belich­ tungsschritt (F) Strahlung der zweiten Wellenlänge (λ2) ab­ sorbiert, um damit eine Unlöslichkeit der mit der zweiten Wellenlänge (λ2) belichteten zweiten Struktur (7) dort wo sie die erste Struktur (5) überlagert im Entwickler zu ermögli­ chen, und dass bei Belichtung mit der ersten Wellenlänge (λ1) keine Fotolyse der zweiten fotoaktiven Komponente und bei Belichtung mit der zweiten Wellenlänge (λ2) keine Fotolyse der ersten fotoaktiven Komponente des Fotoresists stattfin­ det.2. The method according to claim 1, characterized in that for the photoresist layer ( 2 ), a resist material with a first photoactive component, which absorbs radiation of the first wavelength (λ1) in the first loading step (C), in order first to have a solubility of the first To allow wavelength (λ1) exposed first structure ( 5 ) in the developer, and is used with at least one second photoactive component, which in the second exposure step (F) absorbs radiation of the second wavelength (λ2), thereby insolubility of the with the second wavelength (λ2) exposed second structure ( 7 ) where it overlaps the first structure ( 5 ) in the developer, and that when exposed to the first wavelength (λ1) no photolysis of the second photoactive component and when exposed to the second wavelength (λ2) no photolysis of the first photoactive component of the photoresist takes place. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen der ersten Wellenlänge (λ1) des ersten Belichtungsschritts (C) und der zweiten Wellenlänge (λ2) des zweiten Belichtungsschritts (F) wenigstens 30 nm be­ trägt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that the difference between the first wavelength (λ1) of the first exposure step (C) and the second wavelength (λ2) of the second exposure step (F) be at least 30 nm wearing. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt (B) eine Wärmebehandlung der Fotore­ sistschicht (2) ausgeführt wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that after step (B) a heat treatment of the photoresist layer ( 2 ) is carried out. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt (G) eine Wärmebehandlung der Fotore­ sistschicht (2) ausgeführt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that after step (G) a heat treatment of the photoresist layer ( 2 ) is carried out. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur der ersten Maske (1) mit einem Durchmesser der Kontaktlöcher von 170 nm und einem Raster von 340 nm und die Struktur der zweiten Maske (4) für eine Mindestkontakt­ lochgröße von 340 nm und für ein kleinstes Raster von 680 nm eingerichtet sind.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the structure of the first mask ( 1 ) with a diameter of the contact holes of 170 nm and a grid of 340 nm and the structure of the second mask ( 4 ) for a minimum contact hole size of 340 nm and for a smallest grid of 680 nm. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die numerische Apertur des ersten Belichtungsgeräts 0,63 NA und die erste Wellenlänge (λ1) 248 nm und dass die numerische Apertur des zweiten Belichtungsgeräts 0,60 NA und die zweite Wellenlänge (λ2) 365 nm betragen.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized, that the numerical aperture of the first exposure device 0.63 NA and the first wavelength (λ1) 248 nm and that the numerical aperture of the second exposure device 0.60 NA and the second wavelength (λ2) is 365 nm.
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