DE102016116587B4

DE102016116587B4 - Verfahren zur Verwendung eines tensidhaltigen Schrumpfmaterials, um ein durch Kapillarkräfte verursachtes Zusammenfallen einer Photoresiststruktur zu verhindern

Info

Publication number: DE102016116587B4
Application number: DE102016116587.5A
Authority: DE
Inventors: Wei-Chao Chiu; Chih-Chien Wang; Feng-Jia Shiu; Ching-sen Kuo; Chun-Wei Chang; Kai Tzeng
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2015-12-29
Filing date: 2016-09-06
Publication date: 2023-03-02
Anticipated expiration: 2036-09-07
Also published as: DE102016116587A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, umfassend:
Bilden (610) einer ersten Photoresiststruktur (110) und einer zweiten Photoresiststruktur (111) über einem Substrat (100), wobei die erste Photoresiststruktur (110) durch einen Spalt (120) von der zweiten Photoresiststruktur (111) getrennt ist;
Auftragen (620) eines chemischen Gemischs auf die erste und die zweite Photoresiststruktur (110, 111), wobei das chemische Gemisch ein chemisches Material (60) und Tensidpartikel, die in das chemische Material (60) gemischt sind, enthält, wobei das chemische Material (60) den Spalt (120) füllt;
danach Vornehmen (630) eines Backprozesses an der ersten und der zweiten Photoresiststruktur (110, 111), wobei der Backprozess verursacht, dass der Spalt (120) schrumpft, wobei zumindest einige Tensidpartikel an Seitenwandgrenzen des Spalts (120) angeordnet sind; und
danach Vornehmen (640) eines Entwicklungsprozesses an der ersten und der zweiten Photoresiststruktur (110, 111), wobei der Entwicklungsprozess das chemische Gemisch in dem Spalt (120) und über den Photoresiststrukturen entfernt, wobei die Tensidpartikel, die an den Seitenwandgrenzen des Spalts (120) angeordnet sind, während des Entwicklungsprozesses eine Kapillarwirkung verringern;
wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst:
vor dem Auftragen (620), das Mischen (710) der Tensidpartikel auf eine homogen verteilte Weise in das chemische Material (60);und
vor dem Mischen (710), das Erhalten eines fluorierten Tensids als die Tensidpartikel.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Industrie integrierter Halbleiterschaltungen (ICs) hat ein rasches Wachstum erfahren. Technologische Fortschritte bei IC-Materialien und der -Gestaltung haben Generationen von ICs produziert, bei denen jede Generation kleinere und komplexere Schaltungen als die vorhergehende Generation aufweist. Doch diese Fortschritte haben die Komplexität der Bearbeitung und Herstellung von ICs erhöht, und damit diese Fortschritte verwirklicht werden können, sind ähnliche Entwicklungen bei der Bearbeitung und Herstellung der ICs nötig. Im Verlauf der IC-Evolution hat die funktionale Dichte (d.h., die Anzahl der verbundenen Vorrichtungen pro Chipfläche) im Allgemeinen zugenommen, während die Geometriegröße (d.h., das kleinste Bauelement (oder die kleinste Leitung), das (die) unter Verwendung eines Herstellungsprozesses erzeugt werden kann) abgenommen hat.
Die ständig abnehmende Geometriegröße bringt Herausforderungen für die Halbleiterherstellung mit sich. Zum Beispiel können Photoresistmasken für die Auswirkungen von Kapillarkräften anfälliger sein. Dies wird mit dem Anstieg des Aspektverhältnisses der Maske und/oder der Abnahme des Abstands verschlimmert. Als Ergebnis können Photoresistmasken zum Beispiel aufgrund des Umstands, dass sie durch Kapillarkräfte zwischen benachbarten Photoresistmasken gezogen werden, zusammenfallen.
Daher waren bestehende Halbleiterherstellungstechnologien trotz des Umstands, dass sie für ihre Verwendungszwecke im Allgemeinen angemessen waren, nicht in jeder Hinsicht gänzlich zufriedenstellend.
Aus der US 2008/0248427 A1 , der US 2007/0128559 A1 und der US 2004/0137378 A1 sind Verfahren bekannt, bei denen Tenside in einem Auftragungsmaterial verwendet werden, das auf Elemente einer Halbleiterstruktur aufgetragen wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 6 und ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Figurenliste
Gesichtspunkte der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung verstanden, wenn diese zusammen mit den beiliegenden Figuren gelesen wird. Es wird betont, dass verschiedene Merkmale gemäß der Standardpraxis in der Industrie nicht maßstabgetreu gezeichnet sind. Tatsächlich können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zur Klarheit der Besprechung beliebig vergrößert oder verkleinert sein.

1 veranschaulicht in ein chemisches Material gemischte Tensidpartikel nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
2 bis 15 sind diagrammatische bruchstückhafte quergeschnittene Seitenansichten einer Halbleitervorrichtung in verschiedenen Herstellungsstadien nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
16 bis 18 sind Ablaufdiagramme, die Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es versteht sich dass die folgende Offenbarung viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zur Ausführung verschiedener Merkmale der Erfindung bereitstellt. Nachstehend sind bestimmte Beispiele von Bauteilen und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Sie sind natürlich lediglich Beispiele und sollen nicht beschränkend sein. Überdies kann die Bildung eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der folgenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, bei denen das erste und das zweite Merkmal in einem direkten Kontakt gebildet sind, und kann sie auch Ausführungsformen umfassen, bei denen zwischen dem ersten und dem zweiten Merkmal zusätzliche Merkmale eingefügt gebildet sein können, so dass sich das erste und das zweite Merkmal möglicherweise nicht in einem direkten Kontakt befinden. Verschiedene Merkmale können zur Einfachheit und Klarheit willkürlich in verschiedenen Maßstäben gezeichnet sein.
Da sich Halbleiterherstellungstechnologien fortlaufend weiterentwickeln, werden die Vorrichtungsgrößen zunehmend kleiner. Wenn die Vorrichtungsgrößen ausreichend klein sind, können Kapillarkräfte die Herstellung nachteilig beeinflussen. Zum Beispiel kann die Bildung von Photoresistmasken einen Entwicklungsprozess unter Verwendung einer Entwicklerlösung umfassen. Bei einem Sub-Mikrometer-Abstandsniveau kann die Entwicklerlösung, die in dem Entwicklungsprozess verwendet wird, das Zusammenfallen von Photoresiststrukturen aufgrund von Kapillarkräften, die wirksam an den Photoresiststrukturen „ziehen“, verursachen. Dieses Problem wird verschärft, wenn Photoresiststrukturen so gebildet sind, dass dazwischen ein hoher und enger Graben (mit einem hohen Aspektverhältnis) angeordnet ist. Der hohe und enge Graben bedeutet, dass die Photoresistmaske für die Auswirkungen von Kapillarkräften noch anfälliger ist, was das Zusammenfallen der Photoresiststrukturen noch wahrscheinlicher macht. Daher haben einige herkömmliche Herstellungstechniken das Aspektverhältnis des Grabens zum Beispiel durch Verkleinern der Höhe der Photoresiststrukturen oder Vergrößern ihrer Trennung verringert. Doch die sich ergebende Photoresistmaske ist möglicherweise nicht in der Lage, die Anforderungen fortschrittlicher Halbleiterherstellungstechniken, die die hohen und engen Photoresistmasken möglicherweise benötigen, um Kontaktlöcher zu strukturieren oder strahlungserfassende Pixel für Bildsensoren zu definieren, zu erfüllen.
Um die oben besprochenen Probleme zu überwinden, umfasst die vorliegende Offenbarung wie nachstehend unter Bezugnahme auf 1 bis 18 besprochen ein Verfahren zur Bildung von Photoresistmasken, die für Kapillarkräfte weniger anfällig sind, ohne das Aspektverhältnis zu beeinträchtigen.
1 veranschaulicht einen Mischprozess, bei dem Tensidpartikel oder Tensidverbindungen in eine Chemikalie gemischt werden. Genauer enthält ein Behälter 50 ein chemisches Material 60. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das chemische Material 60 ein „Resolution Enhancement Lithography assisted by Chemical Shrinkage“-Material (oder RELACS). Das RELACS-Material enthält ein wasserlösliches Material (z.B. ein Polymer) mit thermischen Vernetzungseigenschaften. Somit kann ein Teil des RELACS-Materials, das auf einen Photoresistfilm aufgetragen wurde, während eines Backprozesses mit dem Photoresistfilm vernetzt werden, wodurch Spalte zwischen benachbarten Photoresistfilmen verringert werden. Der Rest des unreagierten (z.B. unvernetzten) RELACS-Materials kann in einem Entwicklungsprozess, der auf das Backen folgt, entfernt werden. Beispielsweise sind Einzelheiten des RELACS-Materials in einem Artikel mit dem Titel „Resists Join the Sub-Lambda Revolution“ von Laura J. Peters, der im September 1999 in Semiconductor International veröffentlicht wurde, wie auch in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift JP H10-73927 A besprochen, deren jeweilige Inhalte hiermit jeweils zur Gänze durch Nennung aufgenommen werden.
Bei einigen anderen Ausführungsformen enthält das chemische Material 60 ein von der Tokyo Ohka Kogyo Co., entwickeltes „Shrink Assist Film for Enhanced Resolution“-Material (oder SAFIER). Das SAFIER-Material enthält eine wässrige Lösung, die thermoresponsive Polymere enthält, welche den Photoresistfluss während eines Backprozesses erleichtern. Das SAFIER-Material kann möglicherweise chemisch mit dem Photoresist reagieren, stellt aber den Seitenwänden des Photoresists, während dieses fließt, eine mechanische Stütze bereit. Die mechanische Stütze, die durch das SAFIER-Material bereitgestellt wird, minimiert den Abbau des Photoresiststrukturprofils. Das SAFIER-Material kann in einem Entwicklungsprozess, der auf das Backen folgt, entfernt werden. Beispielsweis sind Einzelheiten des SAFIER-Materials in einer Abhandlung mit dem Titel „Electron-beam SAFIER™ process and its application for magnetic thin-film heads“ von XiaoMin Yang et al, der im Dezember 2004 in dem Journal of Vacuum Science & Technology B, Jahrgang 22, Ausgabe 6, veröffentlicht wurde, besprochen, deren Inhalte hiermit zur Gänze zur Nennung aufgenommen werden.
Nach den verschiedenen Gesichtspunkten der vorliegenden Offenbarung werden Tensidpartikel 70 in das chemische Material 60 gemischt. Die Tensidpartikel 70 enthalten Verbindungen oder Moleküle, die die Oberflächenspannung (oder Grenzflächenspannung) zwischen Flüssigkeiten oder zwischen einer Flüssigkeit und einem Feststoff verringern. Zum Beispiel kann ein Tensidpartikel ein Molekül mit einem Ende, das wasserlöslich ist, und einem entgegengesetzten Ende, das öllöslich ist, enthalten. Die Tensidpartikel können sich ansammeln, um Mizellen zu bilden. Die anspruchsgemäßen Tensidpartikel enthalten 70 jeweils eine fluorierte Verbindung. Bei einigen anderen Ausführungsformen enthalten die Tensidpartikel 70 jeweils eine Kohlenwasserstoffverbindung.
Wie in 1 gezeigt sind die Tensidpartikel 70 so in das chemische Material 60 gemischt, dass sie in dem chemischen Material 60 homogen verteilt sind. Mit anderen Worten sind die Tensidpartikel 70 gleichförmig oder gleichmäßig in das chemische Material 60 eingemischt. Bei einigen anderen Ausführungsformen sind die Tensidpartikel 70 nach wie vor in dem chemischen Material 60 verteilt, doch ist die Verteilung möglicherweise nicht gänzlich gleichmäßig. In jedem Fall wird das chemische Gemisch, das durch Einmischen der Tensidpartikel in das chemische Material 60 erhalten wurde, in einem späteren Prozess auf Photoresiststrukturen aufgebracht werden. Zur besseren Verständlichkeit kann dieses chemische Gemisch in der Folge austauschbar als Schrumpfmaterial bezeichnet sein.
2 bis 15 sind diagrammatische bruchstückhafte quergeschnittene Seitenansichten einer Halbleitervorrichtung, die verschiedenen Herstellungsstadien nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unterzogen wird. Unter Bezugnahme auf 2 wird ein Substrat 100 bereitgestellt. Das Substrat 100 kann ein Siliziumsubstrat umfassen, das mit einem Dotiermittel vom n-Typ wie Phosphor oder Arsen dotiert ist oder mit einem Dotiermittel vom p-Typ wie Bor dotiert sein kann. Das Substrat 100 könnte auch andere elementare Halbleiter wie Germanium und Diamant umfassen. Das Substrat könnte optional einen Verbindungshalbleiter und/oder einen Legierungshalbleiter umfassen. Darüber hinaus könnte das Substrat 100 eine epitaktische Schicht (Epi-Schicht) umfassen, kann es zur Leistungssteigerung gespannt sein, oder kann es einen Silizium-auf-Isolator(SOI)-Aufbau umfassen. Es versteht sich auch, dass über dem Substrat 100 auch eine oder mehrere Schichten gebildet sein können, aber diese Schichten in 2 zur Einfachheit nicht spezifisch dargestellt sind. Im Sinne der vorliegenden Offenbarung kann eine Bezugnahme auf das Substrat 100 in der Folge so angesehen werden, dass sie nur das Substrat 100 umfasst, oder so angesehen werden, dass sie die eine oder mehreren Schichten, die über dem Substrat 100 gebildet sind, umfasst.
Über dem Substrat 100 werden Photoresiststrukturen 110 und 111 gebildet. Die Photoresiststrukturen 110 und 111 können durch Ablagern (z.B. Schleuderbeschichten) eines Photoresistfilms über dem Substrat 100 und danach Strukturieren des Photoresistfilms in einem Lithographieprozess, der einen oder mehrere Prozesse wie eine Belichtung, ein Backen nach der Belichtung, ein Entwickeln usw. (nicht notwendigerweise in dieser Reihenfolge) umfassen kann, gebildet werden. Die in 2 gezeigten Photoresiststrukturen 110, 111 befinden sich in dem Stadium einer Überprüfung nach dem Entwickeln (ADI). In diesem Stadium sind die Photoresiststrukturen 110, 111 durch einen Spalt 120 getrennt oder kann gesagt werden, dass die Photoresiststrukturen 110, 111 einen Graben 120 definieren. Der Spalt/Graben 120 weist eine Höhe 130 (senkrechte Abmessung) und eine Breite 140 (Querabmessung) auf. Ein Aspektverhältnis des Grabens 120 kann als Verhältnis der Höhe 130 und der Breite 140 definiert werden.
Mit dem Fortschritt der Technologien zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen ist ein höheres Aspektverhältnis gewünscht. Eine Weise, um das Aspektverhältnis zu erhöhen, ist eine Verringerung der Breite 140 durch Aufbringen des Schrumpfmaterials. Zum Beispiel wird unter Bezugnahme auf 3 das Schrumpfmaterial 60 über dem Substrat 100 aufgebracht und auf die Photoresiststrukturen 110, 111 aufgetragen. Bei der Ausführungsform, die in 3 gezeigt ist, umfasst das Schrumpfmaterial 60 das oben besprochene RELACS-Material. Das Auftragen des Schrumpfmaterials 60 kann unter Verwendung eines Schleuderbeschichtungsprozesses erfolgen. Wie oben besprochen wurden die Tensidpartikel 70 zum Beispiel auf eine homogen verteilte Weise in das Schrumpfmaterial 60 gemischt. Daher sind die Tensidpartikel 70 auch in das aufgetragene Schrumpfmaterial 60 gemischt (d.h., auf und um die Photoresiststrukturen 110, 111 aufgetragen). Daher sind Tensidpartikel 60 an den Seitenwandflächen der Photoresiststrukturen 110, 111 oder in deren Nähe angeordnet.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 4 wird an dem Schrumpfmaterial 60 und den Photoresiststrukturen 110, 110 ein Backprozess (oder Erhitzungsprozess) 180 vorgenommen. Bei einigen Ausführungsformen wird der Backprozess bei einer Prozesstemperatur in einem Bereich zwischen etwa 140 Grad Celsius und 170 Grad Celsius und für eine Prozessdauer in einem Bereich von etwa 60 Sekunden bis etwa 120 Sekunden vorgenommen. Der Backprozess 180 bildet Vernetzungsfilme 200 und 201 um die Photoresiststrukturen 110, 110. Als Reaktion auf die Wärmeenergie in dem Backprozess 180 erfährt ein Teil des Schrumpfmaterials 180 (hier, des RELACS-Materials), das um die Photoresiststrukturen 110, 111 aufgetragen ist, eine chemische Reaktion, wodurch verursacht wird, dass diese Teile des Schrumpfmaterials 60 vernetzt werden. Als Ergebnis werden an den oberen und den Seitenwandflächen der Photoresiststrukturen 110, 111 Vernetzungsfilme 200, 201 gebildet. Durch die vernetzende Natur haften die Vernetzungsfilme 200, 201 an den oberen und den Seitenwandflächen der Photoresiststrukturen 110, 111, was verhindert, dass die Vernetzungsfilme 200, 201 in einem nachfolgenden Entwicklungsprozess entfernt werden. Mit anderen Worten können die Vernetzungsfilme 200, 201 als Teil der vergrößerten Photoresiststrukturen 110, 110 angesehen werden, wenn die Photoresiststrukturen 110, 111 in anschließenden Prozessen als Masken verwendet werden.
Nach den verschiedenen Gesichtspunkten der vorliegenden Offenbarung sind zumindest einige der Tensidpartikel 70 an (oder nahe an) den Seitenwandflächen der Vernetzungsfilme 200, 201, zum Beispiel an oder nahe an den Seitenwandflächen 220, 221, verteilt. Wie oben besprochen sind die Tensidpartikel 70 zur Verringerung der Oberflächenspannung an den Seitenwandflächen (z.B. der Oberflächenspannung an den Seitenwandflächen 220, 221) ausgebildet. Somit können die Tensidpartikel 70, die an den Seitenwandflächen der Vernetzungsfilme 200, 201 angeordnet sind, die Kapillarkräfte, die die Photoresiststrukturen 110, 111 in einem später vorgenommenen Entwicklungsprozess erfahren, verringern, wie nachstehend ausführlicher besprochen werden wird.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 5 wird ein Entwicklungsprozess 250 vorgenommen, um jene Teile des Schrumpfmaterials 60, die noch nicht vernetzt sind, zu entfernen. Der Entwicklungsprozess 250 umfasst das Aufbringen einer Entwicklerlösung, um das Schrumpfmaterial 60 und die Photoresiststrukturen 110, 111 abzuspülen. Bei einigen Ausführungsformen enthält die Entwicklerlösung reines Wasser oder entionisiertes Wasser (DIW). Bei anderen Ausführungsformen enthält die Entwicklerlösung Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH). Das Entfernen des Schrumpfmaterials 60 bildet einen Graben (oder Spalt) 120A zwischen den Photoresiststrukturen 110, 111. Verglichen mit dem vorherigen Graben 120, der in 2 gezeigt ist, weist der verkleinerte Graben 120A eine vergrößerte Höhe (senkrechte Abmessung) 130A und eine verkleinerte Breite (Querabmessung) 140A auf. Die verkleinerte Breite 140A gestattet, dass kleinere Vorrichtungsgrößen erzielt werden. Zum Beispiel können die Photoresiststrukturen 110, 111 verwendet werden (als eine Maske), um ein kleineres Kontaktloch als Teil eines Zwischenverbindungsaufbaus zu strukturieren, oder können sie verwendet werden (als Ionenimplantationsmaske), um ein kleineres Pixel für eine Bildsensorvorrichtung zu bilden.
Wie oben besprochen verringern die Tensidpartikel 70, die an oder nahe an den Seitenwandflächen 220, 221 angeordnet sind, die Oberflächenspannung der Seitenwandflächen. Die Kapillarkraft korreliert mit der Oberflächenspannung (oder ist eine Funktion davon). Zum Beispiel korreliert Fc (die Kapillarkraft) mit γ*cos2θ (der Oberflächenspannung). Da die Oberflächenspannung an den Seitenwänden 220, 221 durch das Vorhandensein der daran angeordneten Tensidpartikel 70 verringert ist, sind auch die Kapillarkräfte im Inneren des Grabens 120A verringert.
Die Verringerung der Kapillarkräfte im Inneren des Grabens ist vorteilhaft, da sie die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenfallens der Photoresiststrukturen 110, 111 verringert. Genauer wird der Graben 120A umso enger, je kleiner die Vorrichtungsgrößen werden. Folglich werden die Wirkungen der Kapillarkräfte im Inneren des Grabens 120A umso ausgeprägter. Die Kapillarkräfte „ziehen“ die Photoresiststrukturen 110, 111 wirksam zueinander. Wenn die Kapillarkräfte stärker als die Haftung der Photoresiststrukturen 110, 111 an dem Substrat 100 sind, kann eine (oder können beide) der Photoresiststrukturen 110, 111 umkippen und zusammenfallen. Die Wahrscheinlichkeit, dass die Photoresiststrukturen 110, 111 zusammenfallen, wird umso mehr erhöht, je höher und enger der Graben 120A wird. Da der Graben, mit anderen Worten, eine kleinere Breite 140A und eine größere Höhe 130A als der Graben 120 aufweist, ist sein Aspektverhältnis vergrößert, was im Übrigen ein Zusammenfallen der Photoresiststrukturen 110, 111 wahrscheinlicher macht.
Doch das Vorhandensein der Tensidpartikel 70 an den Seitenwandflächen 220, 221 verringert die Seitenwandspannung an den Seitenwänden, wodurch die Kapillarkräfte, die die Photoresiststrukturen 110, 111 während des Entwicklungsprozesses 250 erfahren, verringert werden. Somit verringert die Verringerung der Kapillarkräfte trotz des vergrößerten Aspektverhältnisses des Grabens 120A wiederum die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenfallens der Photoresiststrukturen. Dies bedeutet, dass die Photoresiststrukturen 110, 111 so gebildet werden können, dass sie größer sind und dichter aneinander liegen (d.h. dazwischen einen Graben mit einem höheren Aspektverhältnis aufweisen), als herkömmlich machbar war. Während zum Beispiel das Aspektverhältnis des Grabens zwischen Photoresiststrukturen ein Aspektverhältnis aufweisen kann, das bis zu 8:1 oder 9:1 betragen kann, ohne dass die Gefahr eines Zusammenfallens der Photoresiststrukturen besteht, kann der Graben 120A so gebildet werden, dass er ein Aspektverhältnis bis zu 11:1 oder bis zu 12:1 (oder sogar noch größer) aufweist, ohne dass die Gefahr eines Zusammenfallens der Photoresiststrukturen besteht. Das große Aspektverhältnis der Photoresiststrukturen 110, 111 (d.h., die höheren und dichter aneinander befindlichen Photoresiststrukturen) sind bei der Vornahme anschließender Herstellungsprozesse wie etwa der Kontaktlochätzung oder der Pixelbildung durch Ionenimplantation, die weiter unten näher besprochen werden, vorteilhaft.
3 bis 5 veranschaulichen eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, bei der das RELACS-Material als Schrumpfmaterial 60 verwendet wird. 6 bis 8 veranschaulichen eine andere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, bei der das (oben in Bezug auf 1 besprochene) SAFIER-Material als Schrumpfmaterial verwendet wird. Zur Klarheit und Einheitlichkeit werden ähnliche Komponenten, die in 3 bis 8 auftauchen, gleich bezeichnet werden.
Unter Bezugnahme auf 6 wird das Schrumpfmaterial 60, das das SAFIER-Material enthält, über das Substrat 100 aufgebracht und auf die Photoresiststrukturen 110, 111 aufgetragen. Erneut wurden die Tensidpartikel 70 in das Schrumpfmaterial 60 eingemischt (z.B. homogen verteilt oder gleichmäßig verteilt), und sind die Tensidpartikel 70 ebenfalls an (oder nahe an) den Seitenwandflächen der Photoresiststrukturen 110, 110 angeordnet.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 7 wird an dem Schrumpfmaterial 60 und den Photoresiststrukturen 110, 111 ein Backprozess (oder ein Erhitzungsprozess) 180 vorgenommen. Bei einigen Ausführungsformen wird der Backprozess bei einer Prozesstemperatur in einem Bereich zwischen etwa 100 Grad Celsius und 160 Grad Celsius und für eine Prozessdauer in einem Bereich zwischen etwa 60 Sekunden und etwa 90 Sekunden vorgenommen. Das SAFIER-Material enthält thermoresponsive Polymere, die einen Photoresistfluss während des Backprozesses 180 erleichtern. Mit anderen Worten fließen die Photoresiststrukturen 110 und 110 seitlich nach außen, und werden sie jeweils als Photoresiststrukturen 110A und 111A neugeformt. Die Seitenwände der Photoresiststrukturen vor dem Auftreten des Flusses sind hier als gestrichelte Linien dargestellt, und die Richtungen des Flusses sind unter Verwendung der seitlich weisenden Pfeile in 7 dargestellt. Die Seitenwände 220, 221 der Photoresiststrukturen bewegen sich folglich näher aneinander, wodurch der Abstand zwischen den Photoresiststrukturen verringert wird. Die Höhe der Photoresiststrukturen 110A, 111A wird infolge der seitlichen Ausdehnung ebenfalls verringert. Das Schrumpfmaterial 60 (d.h., das SAFIER-Material) bietet den Seitenwänden 220, 221 der Photoresiststrukturen 110a, 111A während des Photoresistflusses auch eine gewisse mechanische Stütze, wodurch gestattet wird, dass die Seitenwände 220, 221 ihre Formen behalten.
Nach der Bildung der Photoresiststrukturen 110A, 111A durch den Photoresistfluss sind zumindest einige der Tensidpartikel 70 nach wie vor an (oder nahe an) den Seitenwandflächen 220, 221 der Photoresiststrukturen 110A, 111A verteilt, da die Tensidpartikel homogen in das Schrumpfmaterial 60 gemischt sind. Wie oben besprochen sind die Tensidpartikel 70 dazu ausgebildet, die Oberflächenspannung an den Seitenwandflächen 220, 221 zu verringern, was die Kapillarkräfte, die die Photoresiststrukturen 110A, 111A in einem nachstehen besprochenen Entwicklungsprozess erfahren, verringert.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 8 wird ein Entwicklungsprozess 250 vorgenommen, um das Schrumpfmaterial zu entfernen. Der Entwicklungsprozess 250 umfasst das Aufbringen einer Entwicklerlösung, um das Schrumpfmaterial 60 und die Photoresiststrukturen 110, 111 abzuspülen. Bei einigen Ausführungsformen enthält die Entwicklerlösung entionisiertes Wasser (DIW). Das Entfernen des Schrumpfmaterials 60 bildet einen Graben (oder Spalt) 120B zwischen den Photoresiststrukturen (110A, 111A). Verglichen mit dem vorherigen Graben 120, der in 2 gezeigt ist, weist der verkleinerte Graben 120B eine verkleinerte Höhe (senkrechte Abmessung) 130B und eine verkleinerte Breite (Querabmessung) 140B auf. Die verkleinerte Breite 140B gestattet, dass kleinere Vorrichtungsgrößen erzielt werden. Zum Beispiel können die Photoresiststrukturen 110, 111 verwendet werden (als eine Maske), um ein kleineres Kontaktloch als Teil eines Zwischenverbindungsaufbaus zu strukturieren, oder können sie verwendet werden (als Ionenimplantationsmaske), um ein kleineres Pixel für eine Bildsensorvorrichtung zu bilden. Die verkleinerte Höhe 130B kann in erster Linie durch Bilden von höheren Photoresiststrukturen 110, 111 ausgeglichen werden.
Wie oben besprochen verringern die Tensidpartikel 70, die an oder nahe an den Seitenwänden 220, 221 angeordnet sind, die Oberflächenspannung der Seitenwandflächen. Und wie oben besprochen korreliert die Kapillarkraft mit der Oberflächenspannung. Da die Oberflächenspannung an den Seitenwänden 220, 221 durch das Vorhandensein der daran angeordneten Tensidpartikel verringert ist, sind auch die Kapillarkräfte im Inneren des Grabens 120B verringert. Und aus den oben besprochenen Gründen verringert die Verringerung der Kapillarkräfte im Inneren des Grabens 120B die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenfallens der Photoresiststrukturen 110, 111. Dies bedeutet, dass die Photoresiststrukturen 110A, 111A so gebildet werden können, dass sie größer sind und dichter aneinander liegen (d.h. mit einem Graben mit einem größeren Aspektverhältnis wie etwa größer als 11:1), als herkömmlich machbar war, was bei nachfolgenden Herstellungsprozessen wie etwa der Kontaktlochätzung oder der Pixelbildung durch Ionenimplantation, die weiter unten näher besprochen werden, vorteilhaft ist.
9 bis 11 veranschaulichen einen Prozess zur Bildung leitender Kontakte unter Verwendung der Photoresiststrukturen 110, 111 von 5 oder der Photoresiststrukturen 110A, 111A von 8 als Maske. Unter Bezugnahme auf 9 wird in dem Substrat 100 ein Source/Drain-Bereich 300 gebildet. Der Source/Drain-Bereich 300 ist eine Source oder ein Drain einer Transistorvorrichtung wie etwa einer MOSFET-Vorrichtung. Der Source/Drain-Bereich 300 kann durch einen oder mehrere Ionenimplantations- oder Diffusionsprozesse gebildet werden. Über dem Source/Drain-Bereich 300 wird eine dielektrische Schicht 310 gebildet. Die dielektrische Schicht 310 kann ein dielektrisches Lowk-Material enthalten.
Die Photoresiststrukturen 110, 111 von 5 (oder die Photoresiststrukturen 110A, 111A von 8) werden durch die Prozesse, die oben in Verbindung mit 2 bis 5 oder 6 bis 8 besprochen wurden, über der dielektrischen Schicht 310 gebildet. Mit anderen Worten werden die Photoresiststrukturen 110, 111 (oder 110A, 111A) durch Strukturieren eines Photoresistfilms zu verschiedenen Photoresiststrukturen, die durch einen Spalt/Graben 120A (oder 120B) getrennt sind, und dann Verkleinern dieses Spalts/Grabens durch das Aufbringen eines Schrumpfmaterials 60 mit den eingemischten Tensidpartikeln 70 gebildet. Der verkleinerte Graben 120A/120B kann aufgrund der Tensidpartikel an seinen Seitenflächen, die Kapillarkräfte verringern, während das Schrumpfmaterial 60 während eines Entwicklungsprozesses entfernt wird, ein größeres Aspektverhältnis erreichen (d.h., enger und/oder höher sein). Zur Einfachheit sind die Tensidpartikel 70 (oder ist der vernetzte Film 200, 201) in 9 nicht spezifisch dargestellt. Die Photoresiststrukturen 110, 111 (oder 110A, 111A) können nun als Maske verwendet werden, um ein Kontaktloch für den Source/Drain-Bereich 300 zu strukturieren.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 10 wird an der dielektrischen Schicht 310 ein Ätzprozess 330 vorgenommen, um den Graben 120A/120B in die dielektrische Schicht 310 zu erweitern. Mit anderen Worten wird die dielektrische Schicht 310 „geöffnet“, um einen Teil des Source/Drain-Bereichs 300 freizulegen. Dieses „Öffnen“ wird auch als Kontaktloch bezeichnet, da darin anschließend ein leitender Kontakt gebildet werden soll. Der Ätzprozess 330 wird unter Verwendung der Photoresiststrukturen 110, 111 (oder der Photoresiststrukturen 110A, 111A) als Ätzmaske vorgenommen. Das größere Aspektverhältnis des Grabens 120A (oder 120B), das durch die Prozesse der vorliegenden Offenbarung erzielt wird, gestattet, dass dieses Kontaktloch kleiner (z.B. enger) gebildet wird. Erneut kann dies ohne Gefahr eines Zusammenfallens der Photoresiststrukturen 110, 111 (oder 110A, 111A) erfolgen.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 11 werden die Photoresiststrukturen 110, 111 (oder 110a, 111A) entfernt, beispielsweise durch eine Photoresistveraschung oder einen Abstreifprozess. In dem Kontaktloch wird ein leitender Kontakt 350 gebildet, was durch Ablagern eines leitenden Materials wie etwa Wolfram (oder Kupfer oder Aluminium) in dem Kontaktloch vorgenommen werden kann. Der leitende Kontakt 350 stellt eine elektrische Anbindung an den Source/Drain-Bereich 300 des Transistors bereit.
Zusätzlich zu der Bildung von Kontakten (d.h., der Bildung von Kontaktlöchern) für Transistoren können die Prozesse der vorliegenden Offenbarung auch bei der Herstellung einer Bildsensorvorrichtung verwendet werden. Die Bildsensorvorrichtung ist ein Halbleiterbildsensor, der zur Erfassung von Strahlung wie etwa Licht ausgebildet ist. Komplementäre Metalloxid-Halbleiter(CMOS)-Bildsensoren (CIS) und ladungsträgergekoppelte Bauelement(CCD)-Sensoren werden verbreitet in verschiedenen Anwendungen wie etwa digitalen Standbildkamera- oder Mobiltelefonkameraanwendungen verwendet. Diese Vorrichtungen benutzen eine Anordnung von Pixeln in einem Substrat, einschließlich Photodioden und Transistoren, die Strahlung, welche zu dem Substrat projiziert wird, absorbieren können und die erfasste Strahlung in elektrische Signale umwandeln können. Die Bildsensorvorrichtung umfasst ferner zusätzliche Schaltungen und Ein/Ausgänge, die neben dem Pixelraster bereitgestellt sind, um eine Betriebsumgebung für die Pixel bereitzustellen und eine externe Kommunikation mit den Pixeln zu unterhalten.
Die Bildsensorvorrichtung kann ein frontseitig belichteter (FSI) Bildsensor oder ein rückseitig belichteter (BSI) Bildsensor sein. Bei der Ausführungsform, die in 12 veranschaulicht ist, wird eine rückseitig belichtete Bildsensorvorrichtung verwendet, doch versteht sich, dass die Gesichtspunkte der vorliegenden Offenbarung auch für den frontseitig belichteten Bildsensor gelten können.
Unter Bezugnahme auf 12 umfasst die rückseitig belichtete Bildsensorvorrichtung 400 ein Substrat 100, das auch als Vorrichtungssubstrat bezeichnet werden kann. Das Vorrichtungssubstrat 100 weist eine Vorderseite (auch als Vorderfläche bezeichnet) 410 und eine Rückseite (auch als Rückfläche bezeichnet) 420 auf. Für eine BSI-Bildsensorvorrichtung wie etwa die Bildsensorvorrichtung 400 wird Strahlung von der Rückseite 420 (nach einem nachstehend besprochenen Substratverdünnungsprozess) projiziert und gelangt sie durch die Rückfläche 420 in das verbliebene Substrat. Bei einigen Ausführungsformen liegt eine anfängliche Dicke des Substrats in einem Bereich von etwa 100 Mikron bis etwa 3000 Mikron und beträgt sie beispielsweise zwischen etwa 500 Mikron und etwa 1000 Mikron.
Die Photoresiststrukturen 110, 111 von 5 (oder die Photoresiststrukturen 110A, 111A von 8) werden durch die Prozesse, die oben in Verbindung mit 2 bis 5 oder 6 bis 8 beschrieben wurden, über dem Substrat 100 gebildet. Mit anderen Worden werden die Photoresiststrukturen 110, 111 (oder 110A, 111A) durch Strukturieren eines Photoresistfilms zu verschiedenen Photoresiststrukturen, die durch einen Spalt/Graben 120A (oder 120B) getrennt sind, und dann Verkleinern dieses Spalts/Grabens durch das Aufbringen eines Schrumpfmaterials 60 mit den eingemischten Tensidpartikeln 70 gebildet. Der verkleinerte Graben 120A/120B kann aufgrund der Tensidpartikel an seinen Seitenflächen, die Kapillarkräfte verringern, während das Schrumpfmaterial 60 während eines Entwicklungsprozesses entfernt wird, ein größeres Aspektverhältnis erreichen (d.h., enger und/oder höher sein). Zur Einfachheit sind die Tensidpartikel 70 (oder ist der vernetzte Film 200, 201) in 12 nicht spezifisch dargestellt.
Die Photoresiststrukturen 110, 111 (oder 1110A, 111A) können als Maske in einem Ionenimplantationsprozess 440, der vorgenommen wird, um Dotierungsionen in die Vorderseite 410 des Substrats 100 zu implantieren, verwendet werden. Die Photoresistmaske verhindert, dass Ionen in darunter angeordnete Bereiche des Substrats 100 implantiert werden. Die Ionen werden durch den Graben 120A (oder 120B) in das Substrat implantiert. Die implantierten Ionen weisen eine zu dem Substrat 100 entgegengesetzte Art der Leitfähigkeit auf und bilden ein strahlungserfassendes Element 420 der Bildsensorvorrichtung 400, beispielsweise als Teil des Pixels zur Detektion von Licht, das von der Rückseite 420 zu dem Substrat projiziert wird. Bei einigen Ausführungsformen ist das strahlungserfassende Element 450 ein Teil einer Photodiode. Obwohl in 12 ein einzelnes strahlungserfassendes Element 450 gezeigt ist, versteht sich, dass mehrere strahlungserfassende Elemente auf eine ähnliche Weise gebildet sind, die als Pixelanordnung bezeichnet werden können.
Wie oben besprochen ist der Graben 120A (oder 120B) so gebildet, dass er ein größeres Aspektverhältnis als die Gräben bei herkömmlichen Prozessen aufweist. Erneut kann dieses größere Aspektverhältnis ohne Gefahr eines Zusammenfallens der Photoresiststrukturen 110, 111 (oder 110A, 111A) erzielt werden. Die kleinere Breite 140A (oder 140B) des Grabens 120A (oder 120B) gestattet, dass die Breite (die Querabmessung) des strahlungserfassenden Elements 450 verglichen mit herkömmlichen strahlungserfassenden Elementen ebenfalls kleiner ist, da die Breite des strahlungserfassenden Elements 450 direkt mit der Breite des Grabens 120A (oder 120B) korreliert. Die kleinere Breite des strahlungserfassenden Elements 450 gestattet, dass eine größere Anzahl von Pixeln auf eine Packung von gleicher Größe für die Bildsensorvorrichtung 400 gepackt wird, oder gestattet, dass die Bildsensorvorrichtung 400 kleiner als herkömmliche Bildsensorvorrichtungen ist, was beides als Verbesserung angesehen wird. Zudem gestatten die höheren Photoresiststrukturen 110, 111 (oder 110A, 111A), dass die Photoresistmaske die Implantation von Dotierungsionen in die falschen Bereiche des Substrats 100 wirksamer blockiert. Mit anderen Worten ist die Photoresistmaske aufgrund ihrer vergrößerten Höhe wirksamer.
Obwohl die Ausführungsform in 12 die Photoresiststrukturen 110, 111 (oder 110A, 111A) direkt als Ionenimplantationsmaske verwendet, versteht sich, dass die Photoresistmaske bei alternativen Ausführungsformen verwendet werden kann, um darunter eine Schicht zu strukturieren, um zuerst eine Hartmaske zu bilden, und die Hartmaske dann in dem Ionenimplantationsprozess 440 als die Ionenimplantationsmaske verwendet wird.
Zusätzliche Prozesse werden vorgenommen, um die Herstellung der Bildsensorvorrichtung 400 abzuschließen. Unter Bezugnahme auf 13 wird die Photoresistmaske entfernt. Über der Vorderseite 410 des Vorrichtungssubstrats 100 wird ein Zwischenverbindungsaufbau 480 gebildet. Der Zwischenverbindungsaufbau 480 umfasst mehrere strukturierte dielektrische Schichten und leitende Schichten, die Zwischenverbindungen (z.B. eine Verdrahtung) zwischen den verschiedenen dotierten Merkmalen, Schaltungen, und dem Eingang/Ausgang der Bildsensorvorrichtung 400 bereitstellen. Der Zwischenverbindungsaufbau 480 umfasst einen dielektrischen Zwischenschicht(ILD)- und einen mehrschichtigen Zwischenverbindungs(MLI)-Aufbau. Der MLI-Aufbau umfasst Kontakte, Durchkontaktierungen und Metallleitungen. Der MLI-Aufbau kann leitende Materialien wie etwa Aluminium, Aluminium/Silizium/KupferLegierung, Titan, Titannitrid, Wolfram, Polysilizium, Metallsilizid, oder Kombinationen davon umfassen, die als Aluminiumzwischenverbindungen bezeichnet werden. Die Zwischenverbindungselemente können durch einen Prozess, der eine physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) (oder Sputtern), eine chemische Gasphasenabscheidung (CVD), eine Atomlagenabscheidung (ALD), oder Kombinationen davon umfasst, gebildet werden. Andere Herstellungstechniken zur Bildung der Aluminiumzwischenverbindung können eine Photolithographieverarbeitung und eine Ätzung, um die leitenden Materialien für einen senkrechten Anschluss (z.B. Durchkontaktierungen/Kontakte) und einen waagerechten Anschluss (z.B. leitende Leitungen) zu strukturieren, umfassen.
Immer noch unter Bezugnahme auf 13 wird auf dem Zwischenverbindungsaufbau 480 eine Pufferschicht 490 gebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Pufferschicht 490 ein dielektrisches Material wie etwa Siliziumoxid. Alternativ kann die Pufferschicht 490 optional Siliziumnitrid umfassen. Die Pufferschicht 490 wird durch CVD, PVD oder andere geeignete Techniken gebildet. Die Pufferschicht 490 wird durch einen CMP-Prozess planarisiert, um eine glatte Oberfläche zu bilden.
Danach wird ein Trägersubstrat 500 durch die Pufferschicht 490 an das Vorrichtungssubstrat 100 gebunden, damit eine Bearbeitung der Rückseite 420 des Vorrichtungssubstrats 100 vorgenommen werden kann. Das Trägersubstrat 500 bei der vorliegenden Ausführungsform ist dem Substrat 100 ähnlich und umfasst ein Siliziummaterial. Alternativ kann das Trägersubstrat 500 ein Glassubstrat oder ein anderes geeignetes Material umfassen. Das Trägersubstrat 500 kann durch Molekularkräfte - eine als direktes Bonden oder optisches Verschmelzungsbonden bekannte Technik - oder durch andere in der Technik bekannte Bondtechniken wie etwa die Metalldiffusion oder das anodische Bonden an das Vorrichtungssubstrat 100 gebunden werden.
Die Pufferschicht 490 stellt eine elektrische Isolierung zwischen dem Vorrichtungssubstrat 400 und dem Trägersubstrat 500 bereit. Das Trägersubstrat 500 stellt einen Schutz für die verschiedenen Merkmale, die an der Vorderseite 410 des Vorrichtungssubstrats 100 gebildet wurden, wie etwa das strahlungserfassende Element 450 bereit. Das Trägersubstrat 500 stellt auch mechanische Stärke und eine Stütze für die wie nachstehend besprochene Bearbeitung der Rückseite 420 des Vorrichtungssubstrats 100 bereit. Nach dem Anbinden können das Vorrichtungssubstrat 100 und das Trägersubstrat 500 optional getempert werden, um die Bindestärke zu erhöhen.
Unter Bezugnahme auf 14 wird dann nach dem Anbinden des Trägersubstrats 500 ein Verdünnungsprozess 520 vorgenommen, um das Vorrichtungssubstrat 100 von der Rückseite 420 her zu verdünnen. Der Verdünnungsprozess 520 kann einen mechanischen Schleifprozess und einen chemischen Verdünnungsprozess umfassen. Zuerst kann während des mechanischen Schleifprozesses eine wesentliche Menge des Substratmaterials von dem Vorrichtungssubstrat 100 entfernt werden. Danach kann der chemische Verdünnungsprozess eine Ätzchemikalie auf die Rückseite 420 des Vorrichtungssubstrats 100 aufbringen, um das Vorrichtungssubstrat 100 weiter auf eine Dicke in der Größenordnung von einigen wenigen Mikron zu verdünnen. Bei einigen Ausführungsformen ist die Dicke des verdünnten Substrats 100 größer als etwa 1 Mikron aber geringer als etwa 5 Mikron. Es versteht sich auch, dass die bestimmten Dicken, die in der vorliegenden Offenbarung offenbart sind, lediglich Beispiele darstellen, und dass abhängig von der Art der Anwendung und den Gestaltungsanforderungen der Bildsensorvorrichtung 400 andere Dicken ausgeführt werden können.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 5 kann an der Rückseite 420 des Substrats 100 eine Farbfilterschicht 540 gebildet werden. Die Farbfilterschicht 540 kann mehrere Farbfilter enthalten, die so positioniert sind, dass die einlangende Strahlung auf sie und durch sie hindurch gerichtet wird. Die Farbfilter können ein farbstoffbasiertes (oder pigmentbasiertes) Polymer oder Harz zum Filtern eines bestimmten Wellenlängenbands der einlangenden Strahlung, das einem Farbspektrum (z.B. rot, grün, und blau) entspricht, umfassen. Danach wird eine Mikrolinsenschicht 550, die mehrere Mikrolinsen enthält, über der Farbfilterschicht 540 gebildet. Die Mikrolinsen richten und fokussieren die einlangende Strahlung zu bestimmten strahlungserfassenden Bereichen in dem Vorrichtungssubstrat 100 wie etwa dem strahlungserfassenden Element 450. Die Mikrolinsen können abhängig von einem Brechungsindex eines Materials, das für die Mikrolinse verwendet wird, und einer Entfernung von einer Sensorfläche in verschiedenen Anordnungen positioniert sein und verschiedene Formen aufweisen. Das Vorrichtungssubstrat 100 kann vor der Bildung der Farbfilterschicht 540 oder der Mikrolinsenschicht 550 auch einem optionalen Laserhärtungsprozess unterzogen werden.
Es versteht sich, dass die oben beschriebene Abfolge der Herstellungsprozesse nicht beschränkend sein soll. Einige der Schichten oder Vorrichtungen können bei anderen Ausführungsformen gemäß anderen Verarbeitungsabfolgen als hier gezeigt gebildet werden. Darüber hinaus können einige andere Schichten gebildet werden, die aber hier zur Einfachheit nicht veranschaulicht sind. Zum Beispiel kann vor der Bildung der Farbfilterschicht 540 und/oder der Mikrolinsenschicht 500 eine Schicht einer Antireflexionsbeschichtung (ACR) über der Rückseite 420 des Substrats 100 gebildet werden.
Es versteht sich auch, dass die obigen Besprechungen vorwiegend einen Pixelanordnungsbereich der Bildsensorvorrichtung 400 betreffen. Zusätzlich zu dem Pixelbereich umfasst die Bildsensorvorrichtung 400 auch einen peripheren Bereich, einen Bondinselbereich, und einen Ritzlinienbereich. Der periphere Bereich kann Vorrichtungen enthalten, die optisch dunkel gehalten werden müssen. Diese Vorrichtungen können digitale Vorrichtungen wie etwa anwendungsspezifische integrierte Schaltungs(ASIC)-Vorrichtungen, Ein-Chip-System(SOC)-Vorrichtungen oder Referenzpixel, die zur Erstellung einer Grundlinie einer Lichtstärke für die Bildsensorvorrichtung 400 verwendet werden, umfassen. Der Bondinselbereich ist für die Bildung von Bondinseln reserviert, damit elektrische Anschlüsse zwischen der Bildsensorvorrichtung 400 und externen Vorrichtungen hergestellt werden können. Der Ritzlinienbereich umfasst einen Bereich, der einen Halbleiterchip von einem benachbarten Halbleiterchip trennt. Der Ritzlinienbereich wird in einem späteren Herstellungsprozess durchschnitten, um benachbarte Chips zu trennen, bevor die Chips gepackt und als integrierte Schaltungschips verkauft werden. Zur Einfachheit sind die Einzelheiten dieser anderen Bereiche der Bildsensorvorrichtung 400 hier nicht veranschaulicht oder beschrieben.
Die obigen Besprechungen betreffen auch eine BSI-Bildsensorvorrichtung. Es ist jedoch ins Auge gefasst, dass die verschiedenen Gesichtspunkte der vorliegenden Offenbarung auch auf eine frontseitig belichtete (FSI) Bildsensorvorrichtung angewendet werden können. Zum Beispiel verwendet auch die FSI-Bildsensorvorrichtung Pixel, die den hier besprochenen Pixeln 210 ähnlich sind, um Licht zu detektieren, obwohl das Licht anstatt von der Rückseite von der Vorderseite projiziert wird (und in das Substrat gelangt). Die FSI-Bildsensorvorrichtung umfasst keine Waferrückseitenverdünnungsprozesse, und die Farbfilter und die Mikrolinsen werden stattdessen an der Vorderseite gebildet werden. Der Zwischenverbindungsaufbau ist auf eine solche Weise ausgeführt, dass er den Pfad des einfallenden Lichts, das von der Vorderseite projiziert wird, nicht beeinträchtigt oder behindert. Es lässt sich erkennen, dass die Photoresiststrukturen, die nach der vorliegenden Offenbarung (mit dem Graben mit einem hohen Aspektverhältnis) gebildet werden, auch verwendet werden können, um die strahlungserfassenden Elemente für die FSI-Bildsensorvorrichtung zu bilden.
16 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren 600 zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Das Verfahren 600 umfasst einen Schritt 610 des Bildens einer ersten Photoresiststruktur und einer zweiten Photoresiststruktur über einem Substrat. Die erste Photoresiststruktur ist durch einen Spalt von der zweiten Photoresiststruktur getrennt.
Das Verfahren 600 umfasst einen Schritt 620 des Auftragens eines chemischen Gemischs auf die erste und die zweite Photoresiststruktur. Das chemische Gemisch enthält ein chemisches Material und Tensidpartikel, die in das chemische Material gemischt sind. Das chemische Gemisch füllt den Spalt.
Das Verfahren 600 umfasst einen Schritt 630 des Vornehmens eines Backprozesses an der ersten und der zweiten Photoresiststruktur. Der Backprozess verursacht, dass der Spalt schrumpft. Zumindest einige Tensidpartikel sind an Seitenwandgrenzen des Spalts angeordnet.
Das Verfahren 600 umfasst einen Schritt 640 des Vornehmens eines Entwicklungsprozesses an der ersten und der zweiten Photoresiststruktur. Der Entwicklungsprozess entfernt das chemische Gemisch in dem Spalt und über den Photoresiststrukturen. Die Tensidpartikel, die an Seitenwandgrenzen des Spalts angeordnet sind, verringern während des Entwicklungsprozesses eine Kapillarwirkung.
Bei einigen Ausführungsformen weist das chemische Material thermische Vernetzungseigenschaften auf, so dass der Backprozess von Schritt 630 verursacht, dass ein Teil des chemischen Gemischs mit Seitenwänden der ersten und der zweiten Photoresiststruktur vernetzt wird. Die vernetzten Teile des chemischen Gemischs definieren die Seitenwandgrenzen des Spalts.
Bei einigen Ausführungsformen enthält das chemische Material thermoresponsive Copolymere, die einen Fluss der ersten und der zweiten Photoresiststruktur während des Backprozesses von Schritt 630 erleichtern. Der Fluss der ersten und der zweiten Photoresiststruktur bringt den Spalt zum Schrumpfen.
Es versteht sich, dass vor, während und nach den Schritten 610 bis 640 des Verfahrens 600 zusätzliche Schritte durchgeführt werden können. Zum Beispiel kann das Verfahren 600 vor dem Auftragen einen Schritt umfassen, in dem die Tensidpartikel auf eine homogen verteilte Weise in das chemische Material gemischt werden. Das anspruchsgemäße Verfahren 600 umfasst vor dem Mischen einen Schritt, in dem ein fluoriertes Tensid als die Tensidpartikel erhalten wird. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren 600 vor dem Mischen einen Schritt, in dem ein Kohlenwasserstofftensid als die Tensidpartikel erhalten wird. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren nach dem Durchführen des Entwicklungsprozesses einen Schritt, in dem ein Kontaktloch gebildet wird, wobei das Bilden des Kontaktlochs unter Verwendung der ersten und der zweiten Photoresiststruktur als Maske vorgenommen wird. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren 600 nach dem Durchführen des Entwicklungsprozesses einen Schritt, in dem lichtempfindliche Pixel einer Bildsensorvorrichtung gebildet werden, wobei das Bilden der lichtempfindlichen Pixel unter Verwendung der ersten und der zweiten Photoresiststruktur als Maske vorgenommen wird.
17 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren 700 zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Das Verfahren 700 umfasst einen Schritt 710 des Mischens von Tensidverbindungen in ein chemisches Material mit thermischen Vernetzungseigenschaften.
Das Verfahren 700 umfasst einen Schritt 720 des Bildens einer ersten Photoresiststruktur und einer zweiten Photoresiststruktur über einem Substrat, wobei zwischen der ersten und der zweiten Photoresiststruktur ein Graben definiert wird.
Das Verfahren 700 umfasst einen Schritt 730 des Aufbringens des chemischen Materials, in das die Tensidverbindungen gemischt sind, über dem Substrat und um die erste und die zweite Photoresiststruktur.
Das Verfahren 700 umfasst einen Schritt 740 des Erhitzens des chemischen Materials und der Photoresiststrukturen, wodurch Teile des chemischen Materials, das auf der ersten und der zweiten Photoresiststruktur angeordnet ist, in ein Vernetzungsmaterial umgewandelt werden. Die Tensidverbindungen sind an Seitenwandflächen des Vernetzungsmaterials angeordnet.
Das Verfahren 700 umfasst einen Schritt 750 des Entwickelns der ersten und der zweiten Photoresiststruktur durch Aufbringen einer Entwicklerlösung. Das Entwickeln verringert eine Breite des Grabens, indem es Teile des chemischen Materials, die nicht in das Vernetzungsmaterial umgewandelt wurden, entfernt. Die Tensidverbindungen, die an den Seitenwandflächen des Vernetzungsmaterials angeordnet sind, verringern die Kapillarkräfte, die die erste und die zweite Photoresiststruktur während des Entwickelns erfahren.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Mischen ein gleichmäßiges Mischen der Tensidverbindungen in das chemische Material.
Es versteht sich, dass vor, während und nach den Schritten 710 bis 750 des Verfahrens 700 zusätzliche Schritte durchgeführt werden können. Das anspruchsgemäße Verfahren 700 umfasst vor dem Mischen einen Schritt, in dem fluorierte Tenside als die Tensidverbindungen erhalten werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 700 vor dem Mischen einen Schritt umfassen, in dem Kohlenwasserstofftenside als die Tensidverbindungen erhalten werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 700 nach dem Entwickeln einen Schritt umfassen, in dem ein Kontaktloch durch einen Ätzprozess gebildet wird, wobei die erste und die zweite Photoresiststruktur als Ätzmaske dienen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 700 nach dem Entwickeln einen Schritt umfassen, in dem ein strahlungserfassender Bereich einer Bildsensorvorrichtung durch einen Ionenimplantationsprozess gebildet wird, wobei die erste und die zweite Photoresiststruktur als Implantationsmaske dienen.
18 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren 800 zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Das Verfahren 800 umfasst einen Schritt 810 des Durchmischens eines chemischen Materials mit Tensidmolekülen. Die Chemikalie enthält thermoresponsive Copolymere, die einen Fluss eines Photoresistmaterials als Reaktion auf den Umstand, dass es gebacken wird, erleichtern.
Das Verfahren 800 umfasst einen Schritt 820 des Bildens einer ersten Photoresiststruktur und einer zweiten Photoresiststruktur über einem Substrat. Die erste und die zweite Photoresiststruktur sind durch einen Graben getrennt.
Das Verfahren 800 umfasst einen Schritt 830 des Auftragens des chemischen Materials mit den eingemischten Tensidpartikeln über der ersten und der zweiten Photoresiststruktur.
Das Verfahren 800 umfasst einen Schritt 840 des Backens des chemischen Materials und der Photoresiststrukturen. Das chemische Material induziert als Reaktion auf das Backen einen Fluss der ersten und der zweiten Photoresiststruktur zueinander, wodurch eine Querabmessung des Grabens verringert wird. Das chemische Material stellt während des Flusses eine mechanische Stütze für Seitenwände der ersten und der zweiten Photoresiststruktur bereit. Die Tensidmoleküle sind an Seitenwandgrenzen des Grabens vorhanden.
Das Verfahren 800 umfasst einen Schritt 850 des Entwickelns der ersten und der zweiten Photoresiststruktur unter Verwendung einer Entwicklerlösung. Die Entwicklerlösung entfernt das chemische Material. Durch das Vorhandensein der Tensidmoleküle an den Seitenwandgrenzen des Grabens werden Kapillarkräfte im Inneren des Grabens verringert.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Mischen in Schritt 810 das Mischen fluorierter Tensidmoleküle in das chemische Material. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Mischen in Schritt 820 das Mischen von Kohlenwasserstofftensidmolekülen in das chemische Material. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Mischen ein gleichmäßiges Mischen der Tensidmoleküle in das chemische Material.
Es versteht sich, dass vor, während und nach den Schritten 810 bis 850 des Verfahrens 800 zusätzliche Schritte durchgeführt werden können. Zum Beispiel umfasst das Verfahren 800 bei einigen Ausführungsformen einen Schritt, in dem ein Kontaktloch zumindest teilweise durch einen Ätzprozess gebildet wird, wobei die erste und die zweite Photoresiststruktur als Maske für den Ätzprozess dienen. Bei einigen anderen Ausführungsformen umfasst das Verfahren 800 nach dem Entwickeln einen Schritt, in dem ein strahlungserfassender Bereich eines Bildsensors durch einen Ionenimplantationsprozess gebildet wird, wobei die erste und die zweite Photoresiststruktur als Implantationsmaske für den Ionenimplantationsprozess dienen.
Auf Basis der obigen Besprechungen ist ersichtlich, dass die vorliegende Offenbarung Vorteile gegenüber der herkömmlichen Halbleiterherstellung bietet. Es versteht sich jedoch, dass andere Ausführungsformen zusätzliche Vorteile bieten können, und dass hier nicht notwendigerweise alle Vorteile offenbart sind, und dass kein bestimmter Vorteil für alle Ausführungsformen nötig ist. Ein Vorteil ist, dass die Photoresiststrukturen ohne Gefahr eines Zusammenfallens der Photoresiststrukturen so gebildet werden können, dass sich dazwischen ein Graben mit einem hohen Aspektverhältnis befindet. Zum Beispiel gestattet wie oben besprochen ein chemisches Schrumpfmaterial (entweder RELACS oder SAFIER), dass die Photoresiststrukturen wirksam seitlich „schrumpfen“, was die Querabmessung oder Breite des Grabens verringert. In diesem Prozess ruft eine Entwicklerlösung, die verwendet wird, um das Schrumpfmaterial zu entfernen, Kapillarkräfte im Inneren des Grabens hervor, die die Photoresiststrukturen ziehen können. Herkömmlich können die Kapillarkräfte ein Zusammenfallen der Photoresiststrukturen verursachen, wenn die Photoresiststrukturen zu hoch sind und/oder sich zu dicht aneinander befinden. Um dieses Problem zu vermeiden, begrenzen Prozesse zur Bildung von Photoresiststrukturen herkömmlich das Aspektverhältnis des Grabens, indem sie die Höhe der Photoresiststruktur verringern oder den Raum dazwischen vergrößern, was beides bei der fortschrittlichen Halbleiterherstellung mit ständig abnehmenden Vorrichtungsgrößen nicht erwünscht ist.
Im Vergleich dazu überwindet die vorliegende Offenbarung dieses Problem dadurch, dass Tensidpartikel in das chemische Schrumpfmaterial gemischt werden, so dass während des Entwicklungsprozesses einige Tensidpartikel an den Seitenwandflächen des Grabens angeordnet sind. Die Tensidpartikel verringern die Oberflächenspannung, die mit den Kapillarkräften korreliert. Daher werden durch das Vorhandensein dieser Tensidpartikel auch die Auswirkungen der Kapillarkräfte, die die Photoresiststrukturen erfahren, verringert, was die Gefahren eines Zusammenfallens der Photoresiststrukturen reduziert. Als Ergebnis kann die vorliegende Offenbarung Photoresiststrukturen mit einer größeren Höhe und/oder einer engeren Beabstandung bilden, als herkömmlich möglich war, während keine Gefahr des Problems eines Zusammenfallens der Photoresiststrukturen besteht. Diese Photoresiststrukturen können in anschließenden Prozessen wie etwa der Kontaktlochbildung oder der Pixelionenimplantation als Maske verwendet werden, um bessere Ergebnisse wie etwa kleinere Vorrichtungsgrößen oder eine größere Vorrichtungsstrukturdichte zu erzielen. Andere Vorteile können geringere Kosten, einen gesteigerten Ertrag, und Kompatibilität mit einem bestehenden Herstellungsprozessablauf umfassen.
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung. Über einem Substrat werden eine erste Photoresiststruktur und eine zweite Photoresiststruktur gebildet. Die erste Photoresiststruktur ist durch einen Spalt von der zweiten Photoresiststruktur getrennt. Auf die erste und die zweite Photoresiststruktur wird ein chemisches Gemisch aufgetragen. Das chemische Gemisch enthält ein chemisches Material und Tensidpartikel, die in das chemische Material gemischt sind. Das chemische Gemisch füllt den Spalt. An der ersten und der zweiten Photoresiststruktur wird ein Backprozess vorgenommen, wobei der Backprozess verursacht, dass der Spalt schrumpft. Zumindest einige Tensidpartikel sind an Seitenwandgrenzen des Spalts angeordnet. An der ersten und der zweiten Photoresiststruktur wird ein Entwicklungsprozess vorgenommen. Der Entwicklungsprozess entfernt das chemische Gemisch in dem Spalt und über den Photoresiststrukturen. Die Tensidpartikel, die an den Seitenwandgrenzen des Spalts angeordnet sind, verringern während des Entwicklungsprozesses eine Kapillarwirkung.
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung. Tensidverbindungen werden in ein chemisches Material mit thermischen Vernetzungseigenschaften gemischt. Über einem Substrat werden eine erste Photoresiststruktur und eine zweite Photoresiststruktur gebildet. Zwischen der ersten Photoresiststruktur und der zweiten Photoresiststruktur wird ein Graben definiert. Das chemische Material mit den eingemischten Tensidverbindungen wird über dem Substrat und um die erste und die zweite Photoresiststruktur aufgebracht. Das chemische Material und die Photoresiststrukturen werden erhitzt, wodurch Teile des chemischen Materials, das an der ersten und der zweiten Photoresiststruktur angeordnet ist, in ein Vernetzungsmaterial umgewandelt werden. Die Tensidverbindungen sind an Seitenwandflächen des Vernetzungsmaterials angeordnet. Die erste und die zweite Photoresiststruktur werden durch Aufbringen einer Entwicklerlösung entwickelt. Das Entwickeln verringert eine Breite des Grabens, indem es Teile des chemischen Materials, die nicht in das Vernetzungsmaterial umgewandelt wurden, entfernt. Die Tensidverbindungen, die an den Seitenwandflächen des Vernetzungsmaterials angeordnet sind, verringern die Kapillarkräfte, die die erste und die zweite Photoresiststruktur während des Entwickelns erfahren.
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung. Ein chemisches Material wird mit Tensidmolekülen durchmischt. Die Chemikalie enthält thermoresponsive Copolymere, die einen Fluss eines Photoresistmaterials als Reaktion auf den Umstand, dass es gebacken wird, erleichtern. Über einem Substrat werden eine erste Photoresiststruktur und eine zweite Photoresiststruktur gebildet. Die erste und die zweite Photoresiststruktur sind durch einen Graben getrennt. Das chemische Material mit den eingemischten Tensidmolekülen wird über der ersten und der zweiten Photoresiststruktur aufgetragen. Nach dem Auftragen werden das chemische Material und die Photoresiststrukturen gebacken. Das chemische Material induziert als Reaktion auf das Backen einen Fluss der ersten und der zweiten Photoresiststruktur zueinander, wodurch eine Querabmessung des Grabens verringert wird. Das chemische Material stellt während des Flusses eine mechanische Stütze für Seitenwände der ersten und der zweiten Photoresiststruktur bereit. Die Tensidmoleküle sind an Seitenwandgrenzen des Grabens vorhanden. Nach dem Backen werden die erste und die zweite Photoresiststruktur unter Verwendung einer Entwicklerlösung entwickelt. Die Entwicklerlösung entfernt das chemische Material. Durch das Vorhandensein der Tensidmoleküle an den Seitenwandgrenzen des Grabens werden Kapillarkräfte im Inneren des Grabens verringert.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, umfassend: Bilden (610) einer ersten Photoresiststruktur (110) und einer zweiten Photoresiststruktur (111) über einem Substrat (100), wobei die erste Photoresiststruktur (110) durch einen Spalt (120) von der zweiten Photoresiststruktur (111) getrennt ist; Auftragen (620) eines chemischen Gemischs auf die erste und die zweite Photoresiststruktur (110, 111), wobei das chemische Gemisch ein chemisches Material (60) und Tensidpartikel, die in das chemische Material (60) gemischt sind, enthält, wobei das chemische Material (60) den Spalt (120) füllt; danach Vornehmen (630) eines Backprozesses an der ersten und der zweiten Photoresiststruktur (110, 111), wobei der Backprozess verursacht, dass der Spalt (120) schrumpft, wobei zumindest einige Tensidpartikel an Seitenwandgrenzen des Spalts (120) angeordnet sind; und danach Vornehmen (640) eines Entwicklungsprozesses an der ersten und der zweiten Photoresiststruktur (110, 111), wobei der Entwicklungsprozess das chemische Gemisch in dem Spalt (120) und über den Photoresiststrukturen entfernt, wobei die Tensidpartikel, die an den Seitenwandgrenzen des Spalts (120) angeordnet sind, während des Entwicklungsprozesses eine Kapillarwirkung verringern; wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: vor dem Auftragen (620), das Mischen (710) der Tensidpartikel auf eine homogen verteilte Weise in das chemische Material (60);und vor dem Mischen (710), das Erhalten eines fluorierten Tensids als die Tensidpartikel.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das chemische Material (60) thermische Vernetzungseigenschaften aufweist, so dass der Backprozess verursacht, dass ein Teil des chemischen Gemischs (60) mit Seitenwänden der ersten und der zweiten Photoresiststruktur (110, 111) vernetzt wird, und wobei die vernetzten Teile des chemischen Gemischs die Seitenwandgrenzen des Spalts (120) definieren.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das chemische Material (60) thermoresponsive Copolymere enthält, die einen Fluss der ersten und der zweiten Photoresiststruktur (110, 111) während des Backprozesses erleichtern, wobei der Fluss der ersten und der zweiten Photoresiststruktur (110, 111) verursacht, dass der Spalt (120) schrumpft.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend, nach dem Vornehmen des Entwicklungsprozesses (640), das Bilden eines Kontaktlochs, wobei das Bilden des Kontaktlochs unter Verwendung der ersten und der zweiten Photoresiststruktur (110, 111) als Maske vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend, nach dem Vornehmen des Entwicklungsprozesses, das Bilden eines lichtempfindlichen Pixels einer Bildsensorvorrichtung, wobei das Bilden des lichtempfindlichen Pixels unter Verwendung der ersten und der zweiten Photoresiststruktur (111) als Maske vorgenommen wird.
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, umfassend: Erhalten fluorierter Tenside als Tensidverbindungen; Mischen (710) der Tensidverbindungen in ein chemisches Material (60) mit thermischen Vernetzungseigenschaften; Bilden (720) einer ersten Photoresiststruktur (110) und einer zweiten Photoresiststruktur (111) über einem Substrat (100), wobei die erste Photoresiststruktur (110) und die zweite Photoresiststruktur einen Graben (120) zwischen diesen definieren; Aufbringen (730) des chemischen Materials (60) mit den eingemischten Tensidverbindungen über dem Substrat (100) und um die erste und die zweite Photoresiststruktur (110, 111); Erhitzen (740) des chemischen Materials (60) und der Photoresiststrukturen, wodurch Teile des chemischen Materials (60), das an der ersten und der zweiten Photoresiststruktur (110, 111) angeordnet ist, in ein Vernetzungsmaterial umgewandelt werden, wobei die Tensidverbindungen an Seitenwandflächen des Vernetzungsmaterials angeordnet sind; und Entwickeln (750) der ersten und der zweiten Photoresiststruktur (111) durch Aufbringen einer Entwicklerlösung, wobei das Entwickeln eine Breite des Grabens (120) verringert, indem es Teile des chemischen Materials (60), die nicht in das Vernetzungsmaterial umgewandelt wurden, entfernt, wobei die Tensidverbindungen, die an den Seitenwandflächen des Vernetzungsmaterials angeordnet sind, die Kapillarkräfte, die die erste und die zweite Photoresiststruktur (110, 111) während des Entwickelns erfahren, verringern.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend, vor dem Mischen (710), das Erhalten von Kohlenwasserstofftensiden als die Tensidverbindungen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei das Mischen (710) ein gleichförmiges Mischen der Tensidverbindungen in das chemische Material (60) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, ferner umfassend, nach dem Entwickeln (750), das Bilden eines Kontaktlochs durch einen Ätzprozess, bei dem die erste und die zweite Photoresiststruktur (110, 111) als Ätzmaske dienen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, ferner umfassend, nach dem Entwickeln (750), das Bilden eines strahlungserfassenden Bereichs einer Bildsensorvorrichtung durch einen Ionenimplantationsprozess, bei dem die erste und die zweite Photoresiststruktur (110, 111) als Implantationsmaske dienen.
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, umfassend: Durchmischen (810) eines chemischen Materials (60) mit Tensidmolekülen, wobei die Chemikalie thermoresponsive Copolymere enthält, die einen Fluss eines Photoresistmaterials als Reaktion auf den Umstand, dass es gebacken wird, erleichtern; Bilden (820) einer ersten Photoresiststruktur (110) und einer zweiten Photoresiststruktur (111) über einem Substrat (100), wobei die erste und die zweite Photoresiststruktur (110, 111) durch einen Graben getrennt sind; Auftragen (830) des chemischen Materials (60) mit den eingemischten Tensidmolekülen über der ersten und der zweiten Photoresiststruktur (110,111); nach dem Auftragen (830), Backen des chemischen Materials (60) und der Photoresiststrukturen (110, 111), wobei das chemische Material (60) als Reaktion auf das Backen einen Fluss der ersten und der zweiten Photoresiststruktur (110, 111) zueinander induziert, wodurch eine Querabmessung (140A) des Grabens verringert wird, wobei das chemische Material (60) während des Flusses eine mechanische Stütze für Seitenwände der ersten und der zweiten Photoresiststruktur (110, 111) bereitstellt, und wobei Tensidmoleküle an Seitenwandgrenzen des Grabens (120) vorhanden sind; und nach dem Backen (840), Entwickeln (850) der ersten und der zweiten Photoresiststruktur (110, 111) unter Verwendung einer Entwicklerlösung, wobei die Entwicklerlösung das chemische Material (60) entfernt, und wobei durch das Vorhandensein der Tensidmoleküle an den Seitenwandgrenzen des Grabens (120) Kapillarkräfte im Inneren des Grabens verringert werden; wobei das Durchmischen ein Durchmischen fluorierter Tensidmoleküle in das chemische Material (60) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Durchmischen ein gleichmäßiges Durchmischen der Tensidmoleküle in das chemische Material (60) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 12, ferner umfassend, nach dem Entwickeln (850), das zumindest teilweise Bilden eines Kontaktlochs durch einen Ätzprozess, wobei die erste und die zweite Photoresiststruktur (110, 111) als Maske für den Ätzprozess dienen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, ferner umfassend, nach dem Entwickeln (850), das Bilden eines strahlungserfassenden Bereichs einer Bildsensorvorrichtung durch einen Ionenimplantationsprozess, wobei die erste und die zweite Photoresiststruktur (110, 111) als Implantationsmaske für den Ionenimplantationsprozess dienen.