DE102006015722B4

DE102006015722B4 - Verfahren zur Photolithographie bei der Halbleiter-Herstellung

Info

Publication number: DE102006015722B4
Application number: DE102006015722.2A
Authority: DE
Inventors: Kuei-Shun Chen; Chin-Hsiang Lin; Ding-Chung Lu
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2006-04-04
Publication date: 2020-05-14
Anticipated expiration: 2026-04-05
Also published as: IL174923A; US20090136876A1; KR20070025954A; JP2007067376A; NL2000103C2; CN103345120A; CN1924706A; KR100747625B1; US20070048678A1; FR2891066B1; TW200709276A; SG130083A1; NL2000103A1; TWI311339B; US8178289B2; FR2891066A1; DE102006062993B3; US7501227B2; DE102006015722A1; IL174923A0

Abstract

Photolithographie-Verfahren zur Halbleiter-Herstellung, umfassend:Bereitstellen einer ersten Photolack-Lage (302) auf einem Wafer (28);Bereitstellen einer ersten Maske (24), die mikroskopische Bilder von elektronischen Schaltkreisen für den Wafer (28) enthält;Ausführen einer ersten Belichtung auf dem Wafer (28) durch Immersions-Lithographie, wobei die erste Belichtung in die erste Photolack-Lage (302) erfolgt, unter Nutzung der ersten Maske (24); undAusführen einer zweiten Belichtung auf dem Wafer (28) durch Trocken-Lithographie, wobei die zweite Belichtung in die erste Photolack-Lage (302) erfolgt, ohne Nutzung einer Maske.

Description

Hintergrund
Die vorliegende Beschreibung betrifft allgemein die Herstellung von Halbleiter-Vorrichtungen und im Besonderen einen Photolithographie-Prozess bei der Halbleiter-Herstellung.
Seit Beginn der Halbleiterindustrie ist die Photolithographie verwendet worden, um die Komponenten von integrierten Schaltungen zu bilden. Im Allgemeinen passieren Lichtstrahlen durch eine Maske, die mit einer vergrößerten Abbildung der relevanten integrierten Schaltungen gemustert worden ist. Die Lichtstrahlen werden dann durch ein Projektionsobjektiv auf den Wafer fokussiert, was in einer Abbildung der integrierten Schaltungen in der Photolack-Lage bzw. Schicht des Wafers resultiert.
Neben anderen Faktoren ist die Auflösung der Abbildung mit der Strahlungswellenlänge und der numerischen Apertur des optischen Systems verbunden. Speziell ist es erwünscht eine Kombination von einer kleinen Wellenlänge und einer großen numerischen Apertur für dicht gedruckte Schaltungen zu erzielen.
Steigerungen werden oft benötigt, um die zunehmende Dichte der integrierten Schaltungen aufzunehmen. Einige verbesserte Lithographietechniken sind darauf fokussiert die Strahlungswellenlänge zu reduzieren. Gegenwärtige Lithographie-Systeme vom Stand der Technik verwenden 193 nm als Strahlungswellenlänge für die Herstellung von Halbleiter-Vorrichtungen, die mehr als eine halbe Milliarde Transistoren auf jeder Vorrichtung einschließen.
Es ist jedoch unpraktisch damit fortzufahren die Strahlungswellenlänge zu reduzieren, wenn Lichtstrahlen mit einer Wellenlänge kleiner als 193 nm durch Projektionsobjektive, die den Lichtstrahl auf den Wafer leiten, eher absorbiert werden, als dass sie durchgelassen werden.
Daher ist es erwünscht, um die Fortschritte der Halbleiterfabrikation fortzusetzen, die Lithographie durch z. B. verbessern der numerischen Apertur des optischen Systems, weiter zu steigern. Eine solche verbesserte Lithographie-Technik, die eine verbesserte numerische Apertur für das optische System erzielt, ist Immersions-Lithographie. Bei der Immersions-Lithographie (auch bekannt als Nass-Lithographie), wird Wasser zwischen das Projektionsobjektiv und den Wafer eingebracht (im Gegensatz dazu wird in der Trocken-Lithographie Luft zwischen der Projektionsobjektiv und dem Wafer eingezogen). Da Wasser einen Brechungsindex von 1,4 hat wird die resultierende numerische Apertur des optischen Systems um einen Faktor von 1,4 erhöht. Dementsprechend kann die Abbildungs-Auflösung signifikant verbessert werden.
Auch wenn Immersions-Lithographie beim Erhöhen der Abbildungs-Auflösung während der Halbleiter Fabrikation gut funktioniert, sind multiple Belichtungen noch immer oft notwendig für die erforderliche kleinste aufgelöste Strukturgrößen-Einheitlichkeit (critical dimension; CD) und Abschlusskappen-Durchführung bezüglich gewisser Halbleiter-Vorrichtungen. Die Kosten, die mit verbesserten Lithographie-Techniken, wie Immersions-Lithographie, in Verbindung gesetzt werden, können daher unerwünscht sein, besonders bei Mehrfach-Belichtungen.
Herkömmliche Lithographieverfahren werden in den Veröffentlichungen US 5 702 868 A , WO 2005/076084 A1 , US 2004/0109237 A1 , JP H11-327121 A und US 6 894 762 B1 beschrieben.
Die vorliegende Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche bereitgestellt. Die folgende Offenbarung dient dem verbesserten Verständnis der Erfindung.
Figurenliste
Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung am besten verstanden, wenn sie mit den angehängten Figuren gelesen werden. Es ist betont, dass gemäß der Norm in der Industrie, verschiedene Einrichtungen nicht maßstabsgerecht gezeichnet worden sind. In der Tat können die Ausmaße der verschiedenen Einrichtungen zur Klarheit der Diskussion willkürlich erhöht oder reduziert werden.

1 illustriert ein Verfahren der Photolithographie zur Umsetzung einer oder mehr Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
2 illustriert ein Photolithographie-System zur Umsetzung einer oder mehr Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
3-6 illustrieren ausgewählte Komponenten eines Photolithographie-Systems zur Umsetzung einer oder mehr Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
7a-7b illustrieren Photolack-Muster zur Umsetzung einer oder mehr Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
8a-8b illustrieren Photolack-Muster zur Umsetzung einer oder mehr Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
9 illustriert einen Wafer zur Umsetzung einer oder mehr Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung
Es soll verstanden werden, dass die folgende Offenbarung viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiel zur Umsetzung verschiedener Einrichtungen der Offenbarung bereitstellt. Spezielle Beispiele von Komponenten und Anordnungen werden unten beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Diese sind natürlich lediglich Beispiele und sind nicht beabsichtigt begrenzend zu sein. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung Referenznummern und/oder Buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Die Wiederholung ist zum Zweck der Einfachheit und Klarheit und diktiert selbst keine Verbindung zwischen den verschiedenen diskutierten Ausführungsformen und/oder Konfigurationen. Außerdem kann die Anordnung einer ersten Einrichtung über oder auf einer zweiten Einrichtung in der folgenden Beschreibung Ausführungsformen einschließen in denen die erste und zweite Einrichtung in direktem Kontakt gebildet sind und kann auch Ausführungsformen einschließen in denen zusätzliche Einrichtungen gebildet sein können, die zwischen der ersten und zweiten Einrichtung stehen, so dass die erste und zweite Einrichtung nicht in direktem Kontakt sein können.
In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Offenbarung Mehrfach-Belichtungen auf einen Wafer bereit. Eine oder mehr der Mehrfach-Belichtungen werden durch ein Lithographie-Verfahren mit hoher Präzision, so wie Immersions-Lithographie, bereitgestellt, während ein oder mehrere andere Belichtungen durch Lithographie-Verfahren mit niedriger Präzision, so wie Trocken-Lithographie, bereitgestellt werden. Die Abfolge der Belichtungen kann in verschiedenen Ausführungsformen verschieden sein. Eine Belichtung mit hoher Präzision kann z. B. als erstes bewerkstelligt werden, gefolgt durch eine Lithographie mit niedrigerer Präzision. In einem anderen Beispiel kann die Reihenfolge umgekehrt sein. In einem dritten Beispiel können alle Belichtungen Immersion sein, mit einigen Belichtungen, die eine höhere Präzision aufweisen als andere. Ebenso können in einer anderen Ausführungsform alle Belichtungen trocken sein, mit einigen Belichtungen, die eine höhere Präzision als andere aufweisen. Auf diese Art werden die Kosten und Präzision eines Doppel-Belichtungs-Prozesses ausgeglichen, um den Präzisions-Gewinn (z. B. durch Verwendung 190 nm Wellenlängen-Immersions-Lithographie) der Belichtung mit hoher Präzision und der Kosten-Gewinn (z. B. durch Verwendung 193 nm Wellenlängen-Trocken-Lithographie) mit niedriger Präzision einzuschließen.
Sich nun auf 1 beziehend, ist darin ein vereinfachtes Photolithographie-Verfahren 10 zur Umsetzung einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt. Schritt 14 stellen einen Wafer bereit. Entsprechend Schritt 16 ist mindestens eine Belichtung auf dem Wafer durch Immersions-Lithographie bereitgestellt und eine oder mehrere Belichtungen auf dem Wafer durch Trocken-Lithographie entsprechend Schritt 18 bereitgestellt.
Das Verfahren 10 kann in der Fabrikation von einer Vielfalt von Halbleiter-Verfahren, so wie Speicher-Vorrichtungen (einschließlich, aber nicht beschränkt auf einen statistischen Arbeitsspeicher (statistic random access memory; SRAM)), logische Vorrichtungen (einschließlich, aber nicht beschränkt auf ein Metall-Oxyd Halbleiter Feldeffekt Transistor (MOSFET)), und/oder andere Vorrichtungen genutzt werden. Das Verfahren 10 kann besonders auf Fabrikation von Halbleiter-Vorrichtungen anwendbar sein, die kleiner sind als 56 nm der Einrichtungs-Größe. Das Verfahren 10 wird in Verbindung mit 2-8 genauer beschrieben.
2-6, die einen beispielhaften Abgleichs-Prozess illustrieren, werden nun beschrieben, um einen Doppel-Belichtungs-Prozess, unter Nutzung einer weiter verbesserten Technik, so wie Immersions-Lithographie für eine erste Belichtung, und eine weniger verbesserte Technik, so wie Trocken-Lithographie für eine zweite Belichtung, zu illustrieren.
Speziell Bezug nehmend auf 2 schließt ein vereinfachtes exemplarisches Photolithographie-System 20 eine Lichtquelle 21 zum Emittieren von Lichtstrahlen 23 ein, die durch einen Kondensor 22 verdichtet sind. Eine Maske 24, die Muster einschließt, wird durch einen Lichtstrahl 27 gleichmäßig erhellt. Nach dem Passieren durch die Maske 24, werden die Lichtstrahlen 25 durch eine Projektionsobjektiv 26 fokussiert bevor es auf einen Wafer 28 projiziert wird.
Die erste Belichtung des Doppel-Belichtungs-Prozesses wird nun weiter beschrieben. Sich nun auf 3 beziehend, sind darin ausgewählte Komponenten des Systems von 2 gezeigt das den Wafer 28 einschließt, das entsprechend Schritt 14 des Verfahrens 10 (1), das Projektionsobjektiv 26 und die Maske 24 bereitstellt.
In dieser Ausführungsform schließt der Wafer 28 eine Photolack-Schicht 302 ein. Die Photolack-Schicht 302 kann über den Wafer durch Rotationsbeschichtung und/oder andere Prozesse aufgetragen sein. In dem vorliegenden Beispiel ist eine Photolack-Lösung auf der Oberfläche des Wafers 28 abgeschieden, der rasch rotiert bis die Photolack-Lösung fast trocken ist. In einem Beispiel kann die Photolack-Schicht 302 ein chemisch erweiterter Photolack sein, der Säure-Katalyse anwendet. In diesem Beispiel kann die Photolack-Schicht durch Auflösen eines leicht auf Säure reagierenden Polymers in einer Abguss-Lösung entworfen werden.
Das Projektionsobjektiv 26 kann Quarzglas (amorphes Siliziumdioxid) und/oder jedes andere passende Material aus bekannter Technik einschließen.
Die Maske 24 kann eine Platte mit hoher Präzision sein, die mikroskopische Abbildungen von elektronischen Schaltungen beinhalten. Die Maske 24 kann eine Vielfalt an Materialien, wie Quarz, Natronkalk, „white crown“ und/oder andere Materialien einschließen. Allgemein kann eine Lage aus Chrom auf einer Seite der Maske 24 eingeschlossen werden und elektrische Schaltkreise (häufig bezeichnet als Geometrie) können in die Chrom-Lage (bezeichnet 24a) geätzt werden. In einem Beispiel kann die Dicke der Maske 24 ungefähr zwischen etwa 60 mm bis etwa 250 mm sein.
In einem Beispiel kann eine Flüssigkeit (nicht gezeigt) dazwischengestellt sein zwischen dem Projektionsobjektiv 26 und dem Wafer 28, um mindestens einen Abschnitt davon zu verdecken. Die Flüssigkeit kann Wasser einschließen, dotiertes Wasser (Cr-Ion), eine Flüssigkeit, die einen ph-Wert aufweist, der größer als 7 ist, eine Flüssigkeit die einen Brechungsindex aufweist, der größer als 1 ist und/oder andere Substanzen. In einer Ausführungsform kann ein Flüssigkeitsfilm 308, der den belichteten Bereich des Wafers 28 bedeckt, durch eine Öffnung in einem Gehäuse für das Projektionsobjektiv 26 injiziert werden.
Entsprechend Schritt 16 des Verfahrens 10 wird die erste Belichtung des Wafers 28 durch Immersions-Photolithographie bereitgestellt. In einem Beispiel kann die Immersions-Lithographie eine Lichtquelle (nicht gezeigt), sowie eine elektromagnetische Quelle mit einer Wellenlänge die nicht größer als 250 nm ist und/oder andere Lichtquellen einschließen. In einer Ausführungsform ist die Wellenlänge der Lichtstrahlen, die von der Lichtquelle emittiert wurden, etwa 193nm, 157mnm und/oder andere Zahlen. Es ist in Erwägung gezogen, dass die numerische Apertur (NA) des optischen Systems größer sein kann als etwa 0,75.
Sich nun auf 4 beziehend kann der Flüssigkeitsfilm 308 nach der ersten Belichtung durch ein Vakuum (nicht gezeigt) und/oder andere passende Verfahren entfernt werden. Danach kann die Photolack-Schicht 302 durch aus der Technik bekannte Verfahren entwickelt werden, die in Photolack-Strukturen 304a, 304b und 304c resultieren.
Entsprechend Schritt 18 des Verfahrens 10 (das vor Schritt 16 in einigen Ausführungsformen durchgeführt werden kann), wird die zweite Belichtung des Wafers 28 durch Trocken-Lithographie bereitgestellt. Sich nun auf 5 beziehend, sind darin ausgewählte Komponenten eines Lithographie-Systems gezeigt, das eine Maske 402 und den Wafer 28' einschließt. Wieder kann die Maske 402 eine Platte mit hoher Präzision sein, die mikroskopische Abbilder von elektronischen Schaltungen beinhaltet und eine Vielfalt an Materialien so wie Quarz, Natronkalk, „white crown“ und/oder andere Materialien einschließen kann. Allgemein kann eine Lage aus Chrom auf einer Seite der Maske 402 eingeschlossen sein und elektronische Schaltungen (häufig bezeichnet als Geometrie) können in die Chrom-Lage geätzt werden (bezeichnet 402a).
Die zweite Belichtung kann bewerkstelligt werden durch Trocken-Photolithographie, die irgendein aus der Technik bekanntes Verfahren einschließen kann. Die Strahlungswellenlänge der Trocken-Lithographie kann etwa 193 nm, 248 nm und/oder andere Zahlen sein. Es ist angemerkt, dass in einigen Ausführungsformen die Maske 402 eliminiert werden kann, um eine maskenlose Belichtung zu bewerkstelligen.
In einem anderen Beispiel sind sowohl die erste Belichtung als und Belichtungen alle durch Immersions-Lithographie mit verschiedenen numerischen Aperturen bewerkstelligt. Wenn z. B. eine hohe Lastverhältnis-Region und eine niedrige Lastverhältnis-Region in einem einzelnen Chip belichtet werden, kann eine erste Immersions-Lithographie mit größerer numerischer Apertur, um die hohe Lastverhältnis-Region zu belichten und eine zweite Immersions-Lithographie mit einer kleineren numerischen Apertur verwendet werden, um die niedrige Lastverhältnis-Region zu belichten. Auch wenn die Herstellungskosten größer sind, kann die Verwendung der größeren numerischen Apertur, um die hohe Lastverhältnis-Region zu belichten, eine bessere Abbildungs-Auflösung bereitstellen. Andererseits kann die Verwendung der kleineren numerischen Apertur, um die niedrige Lastverhältnis-Region zu belichten, die Herstellungskosten reduzieren. In einigen Ausführungsformen werden sowohl die erste Immersion als auch die zweite Immersions-Lithographie durchgeführt in dem gleichen Belichtungs-Werkzeug, wie Stepper oder Scanner, um Bedeckungs-Qualität beizubehalten. In Förderung des vorliegenden Beispiels, ist der Zeilen/Spalten-Abstand in der hohen Lastverhältnis-Region größer gleich als etwa 0,25 µm und ist der Zeilen/Spalten-Abstand in der niedrigen Lastverhältnis-Region größer als etwa 0,25 µm.
Ebenfalls beziehend auf die 6 werden die Photolack-Schichten 304a und 304c aus 5 nach der zweiten Belichtung und Entwicklung entfernt.
Es ist angemerkt, dass in dem oberen Beispiel die erste Belichtung durch Trocken-Lithographie bereitgestellt werden kann und die zweite Belichtung stattdessen durch Immersions-Lithographie kann bereitgestellt werden. Es ist auch angemerkt, dass mit Bezug auf das obere Beispiel, zusätzliche Belichtungen, die durch Immersions-Lithographie und/oder Trocken-Lithographie bewerkstelligt werden können auch betrachtet sind.
Es ist angemerkt, dass viele Anmeldungen des Verfahrens 10 durch die vorliegende Offenbarung betrachtet werden. In einem zweiten Beispiel kann das Verfahren 10 auf einen Prozess angewendet werden, der ein hybrides Muster von aktive und Versuchs-Mustern zur Folge hat, wie ein Prozess zum Ausbilden von Öffnungen , der Phasen verschiebende Masken (Block-Prozess) verwendet. Der Block-Prozess ist US 6 664 011 B2 in von Lin et al. weiter beschrieben, was hierbei durch Bezugnahme in seiner Ganzheit berücksichtigt wird.
Sich nun auf 7a beziehen, ist hierin eine Draufsicht eines Photolack-Musters 700 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gezeigt. In dieser Ausführungsform, entsprechend Schritt 16 des Verfahrens 10 wird ein Wafer (1) erst durch 193 nm Wellenlängen-Immerions-Lithographie mit einer ersten Maske belichtet und das Photolack-Muster 700 wird der Entwicklung einer Photolack-Schicht folgend gebildet (nicht gezeigt). In dieser Illustration ist ein aktives Muster 702 durch Versuchs-Muster 704 umgeben. Die Versuchs-Muster 704 kann Versuchs-Streifen, virtuelle Streifen für ZeilenEnde, virtuelle Streifen für Eckenrundungen, Versuchsblöcke und/oder andere Muster einschließen.
Sich nun auf 7b beziehend, entsprechend Schritt 18 des Verfahrens 10, können die Versuchsmuster 704 durch eine zweite Belichtung eliminiert werden, die 248 nm Wellenlängen-Trocken-Lithographie benutzt. Es ist betrachtet, dass die zweite Belichtung mit einer zweiten Maske bewerkstelligt werden kann. Alternativ kann die zweite Belichtung ohne irgendeine Maske durchgeführt werden. In einem Beispiel kann die Lichtquelle der Trocken-Lithographie eine elektromagnetische Quelle, eine Strahlenquelle und/oder andere passende Quellen einschließen. Es ist angemerkt, dass die zweite Belichtung auch durch Immersions-Lithographie bewerkstelligt werden kann.
In einem dritten Beispiel kann das Verfahren 10 auf einen Blindloch-Prozess angewendet werden. Sich nun auf 8a beziehend, ist hierin eine exemplarische Draufsicht eines Photolack-Musters 800 gezeigt, das entsprechend Schritt 16 des Verfahrens 10 gebildet ist, das einen Wafer durch 193 nm Wellenlängen-Immersions-Lithographie belichtet. In dieser Illustration entbehrt das photolackresistente Muster 800 das Muster 804 (gezeigt in 8b). Entsprechend Schritt 18 des Verfahrens 10 wird eine zweite Belichtung für den Wafer durch 193 nm Wellenlängen-Trocken-Lithographie bereitgestellt. Es wird verstanden, dass ein oder mehrere Zwischen-Schritte durchgeführt werden können (wie auftragen einer zusätzlichen Photolack-Schicht und/oder andere Schritte)) wie aus der Technik gut bekannt ist. Die Trocken-Lithographie kann irgendein Verfahren einschließen, das mit oder ohne eine Maske aus der Technik bekannt ist, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Elektronenstahl-Belichtung. Danach wird das gewünschte Muster 804 aus 8a dem Entwicklungsprozess folgend gebildet. Es ist angemerkt, dass die zweite Belichtung auch durch Immersions-Lithographie bewerkstelligt werden kann. Die erste Belichtung ist z. B. 193 nm Wellenlängen-Immersions-Lithogaphie und die zweite Belichtung ist 248 nm Wellenlängen-Immersions-Lithographie.
Viele Variationen der oberen Beispiele sind hierin betrachtet. In einem Beispiel, falls das Verfahren 10 auf ein Misch-Muster angewendet wird, das aktive und Versuchs-Muster umfasst, dann kann die kleinste aufgelöste Strukturgröße (CD) des aktiven Musters eine Zeilen-CD einschließen, die nicht größer als 90 nm ist, eine Spalten-CD, die nicht größer als 120 nm ist und/oder eine Öffnungs-CD die nicht größer als 120 nm ist. In einem anderen Beispiel kann das Verfahren 10 auf einen Mehrfach-Belichtungs-Prozess angewendet werden, der eine einzelne Photolack-Schicht oder eine Vielzahl von Photolack-Schichten einschließt. In einem dritten Beispiel kann das Verfahren 10 auf einen Mehrfach-Belichtungs-Prozess angewendet werden, der eine einzelnen Ätzprozess einschließt, der den mehrfachen Belichtungen folgt. In einem vierten Beispiel, eine Vielzahl von Ätzschritten, von denen jeder auf den Wafer nach einem einzelnen Belichtungs-Prozess angewendet wird. In einem fünften Beispiel kann das Verfahren 10 auf eine Vielfalt von Prozessen angewendet werden, wie Zeilenende-Kürzung, Entfernung mindestens eines Versuchs-Gates, reparieren fehlender Muster, herabsetzten des Ungleichheits-Effekts zwischen Dichte und isolierten Mustern und/oder anderen Prozessen.
Sich nun auf 9 beziehend ist der Wafer 28 aus 3, um des Beispiels willen, ausgedehnt, um ein Substrat 910, eine dielektrische Lage 914 und eine untere entspiegelte Beschichtungs-Lage 920 (bottom anti-reflective coating; BARC) zu zeigen.
Das Substrat 910 kann ein oder mehrere Isolatoren, Leiter und/oder Halbleiter-Lagen einschließen. Die Substrate 910 können z. B. einen elementaren Halbleiter, wie kristallienes Silizium, polykristallienes Silizium, amorphes Silizium und/oder Germanium einschließen; ein Verbindungs-Halbleiter, wie Siliziumcarbide und/oder Galliumarsenid; ein Legierungs-Halbleiter, wie SiGe, GaAsP, AlInAs, AlGaAs und/oder GaInP. Weiter kann das Substrat 910 einen massiven Halbleiter, wie massives Silizium und so ein massiver Halbleiter kann eine Epi-Silizium-Lage einschließen. Er kann auch oder alternativ ein Halbleiter-auf-Isolator Substrat, wie Silizium-auf-Isolator (silicon-on-insulator; SOI) Substrat oder ein Dünnfilm-Transistor (thin-film transistor; TFT) Substrat einschließen. Das Substrat 910 kann auch oder alternativ eine mehrfache Silizium-Struktur oder eine Viellagige-Verbindungs-Halbleiter-Struktur einschließen.
Die dielektrische Lage 914 kann aufgetragen werden auf die Oberfläche des Substrats 910. Die dielektrische Lage 914 kann durch DVD, PECVD, ALD, PVD, Rotationsbeschichtung und/oder andere Prozesse gebildet sein. Die dielektrische Lage 914 kann eine intermetall Dielektrikum (imd) sein und kann low-k Materialien, Siliziumdioxyd, Polyimide, „Spin-on-Glass“ (SOG), fluorid-dotierte Silikatglas (FSG), black diamond® (ein Produkt von Applied Materials von Santa Clara, Kalifornien), Cerogel, Aerogel, amorphe fluorierte Kohle und oder andere Materialien.
Die BARC-Lage 920 kann durch eine Vielfalt an Techniken auf die dielektrische Lage 914 aufgetragen werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Rotationsbeschichtung, PVD, CVD und/oder andere Prozesse.
In einem Beispiel kann die BARC-Lage 920 das Licht absorbieren, das versehentlich den Boden einer Photolack-Schicht (nicht gezeigt) durchdringt. Um die Lichtabsorption durchzuführen kann die BARC-Lage 920 ein Material mit einer hohen Absorptionskoeffizient und/oder beträchtlicher Dicke einschließen. Andererseits kann ein hoher Koeffizient der BARC-Lage 920 zu dem hohen Reflexionsvermögen der BARC-Lage führen, was die Effizienz der BARC-Lage 920 entgegnet. Dementsprechend ist betrachtet, dass die BARC-Lage 920 einen Koeffizienten-Wert von ungefähr zwischen etwa 0,2 und etwa 0,5 besitzen kann, und eine Dicke von etwa 200 nm besitzen kann. Jedoch ist angemerkt, dass andere Bereiche der Koeffizienten-Werte und Dicken auch durch die vorliegende Offenbarung betrachtet werden.
Zusätzlich oder alternativ, kann für die BARC-Lage 920eine Index-Übereinstimmungs-Annäherung angenommen werden. In diesem Fall kann die BARC-Lage 920 ein Material einschließen mit einem Brechungsindex und Dicke, die mit der des Lichtes übereinstimmt. Während des Betriebs wird daher ein Teil des Lichts reflektiert, sobald das Licht die BARC-Lage 920 trifft. Währenddessen dringt ein anderer Teil des Lichts in die BARC-Lage 920 ein und wird in das Licht mit einer verschobenen Phase umgewandelt, das mit dem ersten Teil des Lichtes, das von der BARC-Lage 920 reflektiert wurde, interferiert, die in der Reduktion der Lichtreflexionsvermögen resultiert.
Es ist betrachtet, dass die BARC-Lage 920 sowohl die Lichtabsorption als auch Index-Übereinstimmungs-Näherungen anwenden kann, um die erwünschten Ergebnisse zu erzielen. In einigen Fällen kann die BARC-Lage 920 einfach über der dielektrischen Lage 914 bleiben und als Diffusionsbarriere für den Wafer 18 dienen, wenn die Entfernung der BARC-Lage 920 schwierig zu bewerkstelligen ist.
Der Beschreibung der Photolack-Schicht folgend, kann der Wafer 28 Vortrocknen und einen Doppel-Belichtungs-Prozess ertragen (oben beschrieben in Verbindung mit dem Verfahren 10).
Danach werden zum Bilden einer kompletten Halbleiter-Vorrichtung zusätzliche Schritte angenommen. Da diese zusätzlichen Schritte aus der Technik bekannt sind, werden sie hierin nicht weiter beschrieben.
Auch wenn nur wenige exemplarische Ausführungsformen dieser Offenbarung oben im detail beschreiben wurden, werden Fachleute bereitwillig einschätzen, dass in dem exemplarischen Ausführungsformen viele Modifikationen möglich sind, ohne materiell von den neuen Lehren und Vorteilen dieser Offenbarung abzuweichen. Auch illustrierte und oben diskutierte Einrichtungen mit Bezug auf einige Ausführungsformen können mit illustrierten und oben diskutierten Einrichtungen mit Bezug auf andere Ausführungsformen verbunden werden.

Claims

Photolithographie-Verfahren zur Halbleiter-Herstellung, umfassend: Bereitstellen einer ersten Photolack-Lage (302) auf einem Wafer (28); Bereitstellen einer ersten Maske (24), die mikroskopische Bilder von elektronischen Schaltkreisen für den Wafer (28) enthält; Ausführen einer ersten Belichtung auf dem Wafer (28) durch Immersions-Lithographie, wobei die erste Belichtung in die erste Photolack-Lage (302) erfolgt, unter Nutzung der ersten Maske (24); und Ausführen einer zweiten Belichtung auf dem Wafer (28) durch Trocken-Lithographie, wobei die zweite Belichtung in die erste Photolack-Lage (302) erfolgt, ohne Nutzung einer Maske.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Trocken-Lithographie vor der Immersions-Lithographie ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine numerische Apertur der Immersions-Lithographie größer als 0,82 ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Fluid der Immersions-Lithographie ein Fluid umfasst, das einen ph-Wert aufweist, der größer als 7 ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Immersions-Lithographie die Nutzung einer elektromagnetischen Quelle umfasst, die eine Wellenlänge aufweist, die nicht größer ist als 250 nm.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Belichtung außerdem in eine zweite Photolack-Lage erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die zweite Belichtung im Rahmen eines Prozesses zum Ausbilden von Öffnungen erfolgt, der phasenverschiebende Masken verwendet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei nach der ersten und der zweiten Belichtung ein einzelner Ätz-Prozess auf den Wafer (28) angewendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei nach der ersten Belichtung ein erster Ätz-Prozess auf den Wafer (28) angewandt wird und ein zweiter Ätzprozess nach der zweiten Belichtung auf den Wafer (28) angewandt wird.
Doppel-Belichtungs-Photolithographie-Verfahren zur Halbleiter-Herstellung, umfassend: Bereitstellen einer ersten Photolack-Lage (302) auf einem Wafer (28); Bereitstellen einer ersten Maske (24), die mikroskopische Bilder von elektronischen Schaltkreisen für den Wafer (28) enthält; Ausführen einer ersten Belichtung auf dem Wafer (28) durch Immersions-Lithographie, wobei die erste Belichtung in die erste Photolack-Lage erfolgt, unter Nutzung der ersten Maske (24); und wobei eine Wellenlänge von Lichtstahlen, die zur Immersions-Lithographie verwendet wird, nicht größer ist als 193 nm und, wobei eine numerische Apertur der Immersions-Lithographie größer als 0,75 ist; und Ausführen einer zweiten Belichtung auf dem Wafer (28) durch Trocken-Lithographie, wobei die zweite Belichtung ohne Nutzung einer Maske erfolgt.