DE10345398B3 - Hard mask for anisotropic etching has through openings with greater cross-section in first mask region than in second, transition region arranged between first and second mask regions with continuously reducing opening cross-section - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Hartmaske zur Maskierung eines Substrats mit einer Hartmaske. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Hartmaske sowie ein Verfahren zum anisotropen Ätzen von Strukturen im Substrat unter Verwendung einer Hartmaske.The The invention relates to a hard mask for masking a substrate with a hard mask. The invention further relates to a method for producing such a hard mask and a method for anisotropic etching of Structures in the substrate using a hard mask.
Bei der Herstellung von hoch- und höchstintegrierten Schaltungen ist es allgemein das Ziel, eine möglichst hohe Zahl von Bauelementen auf einer vorgegebenen Fläche des Halbleitersubstrats anzuordnen. Insbesondere bei der Herstellung von Speicherbausteinen kann durch die Verkürzung von Längen der Leitungsbahnen eine höhere Taktfrequenz und damit ein schnellerer Baustein zur Verfügung gestellt werden. Die Erzeugung kleinerer Strukturen wird heutzutage im wesentlichen durch eine optimierte Photolithographie realisiert. Während gegenwärtig produzierte integrierte Schaltungen mit minimal auflösbaren Strukturbreiten im Bereich von 110 nm bis 140 nm hergestellt werden, ist es das Ziel, bei zukünftigen Technologien Strukturbreiten im Bereich von 70 nm bis 90 nm zu realisieren. Mit dieser Reduzierung der Strukturbreite geht auch eine Erhöhung des Aspektverhältnisses insbesondere von vertikalen Halbleiterbauelementen einher, da die Kontaktlöcher, Gräben für Speicherzellen und dergleichen im Vergleich zu den lateralen Dimensionen dann sehr tief ausgebildet sind. Unter Aspektverhältnis ist das Verhältnis aus der Tiefe einer Struktur zu seinem Durchmesser zu verstehen.at the production of highly integrated and highly integrated Circuits it is generally the goal, the highest possible number of components on a given surface of the semiconductor substrate. Especially in the production of memory chips can be shortened by shortening lengths of the conductor tracks higher Clock frequency and thus a faster device are provided. The generation of smaller structures today becomes essentially realized by optimized photolithography. While currently produced integrated circuits with minimal resolution structure widths in the range from 110 nm to 140 nm, it is the goal at future Technologies structure widths in the range of 70 nm to 90 nm to realize. With this reduction of the structure width is also an increase in the aspect ratio in particular associated with vertical semiconductor devices, since the Contact holes, trenches for memory cells and the like then very much compared to the lateral dimensions are deeply trained. Under aspect ratio is the ratio of to understand the depth of a structure to its diameter.
Bei der Fertigung von Halbleiter-Bauelementen tritt häufig das Erfordernis auf, daß in einem Verfahrensschritt eine Strukturierung durch Ätzen durchgeführt werden muß, bei der die zu entfernenden Bereiche des Halbleitermaterials mindestens teilweise durch ein Siliziumoxid oder Siliziumnitrid gebildet werden. Ein Beispiel hierfür ist die Herstellung von Halbleiterspeicherzellen, welche einen Grabenkondensator und einen Auswahltransistor aufweisen. In Anbetracht der lateralen Dimensionen der entsprechenden Vertiefungen des Grabenkondensators, die bei derzeitigen Technologien in der Größenordnung von 100 nm bis 200 nm liegen, stellt der genannte Prozeß zur Erzeugung des Grabens höchste Anforderungen an die Lagegenauigkeit, Maßhaltigkeit und Flankensteilheit des anzuwendenden Ätzprozesses, da die Flanke der zu ätzenden Vertiefung möglichst keinen bzw. zumindest aber einen äußerst geringen lateralen Lagefehler aufweisen darf.at The manufacturing of semiconductor devices often occurs Requirement that in a structuring step can be carried out by etching must, at the areas of the semiconductor material to be removed at least partially formed by a silicon oxide or silicon nitride. An example of this is the production of semiconductor memory cells, which are a trench capacitor and a selection transistor. Considering the lateral Dimensions of the corresponding wells of the trench capacitor, the current technologies in the order of 100 nm to 200 nm, the said process provides for the creation of the trench highest Requirements for positional accuracy, dimensional accuracy and edge steepness of the etching process to be used, since the flank of the to be etched Deepening none possible or at least a very small lateral Abnormal position may have.
Insbesondere bei den genannt kleinen Strukturbreiten und damit einem hohen Aspektverhältnis ist die trockenchemische Ätzung von Kontaktlöchern und Gräben sehr aufwendig. Aus diesen Gründen werden zur trockenchemischen Ätzung von Strukturen mit sehr hohem Aspektverhältnis typischerweise Hartmasken verwendet.Especially at the called small structure widths and thus a high aspect ratio the dry chemical etching from contact holes and trenches very expensive. For these reasons will be for dry chemical etching of very high aspect ratio structures, typically hard masks uses.
In
der einfachsten Ausgestaltung wird hier lediglich eine einzige Hartmaskenschicht
verwendet, die zum Beispiel direkt unter Zuhilfenahme einer Lackmaske
strukturiert wird. Das Ätzen
von Halbleitersubstraten mit sehr hohem Aspektverhältnis bzw. Strukturierungen
schwer ätzbarer
Materialien sind allerdings mit einer solchen einschichtigen Hartmaske nicht
mehr oder nur unzufriedenstellend möglich. Daher werden für solche
Anwendungen zunehmend zwei- oder mehrschichtige Hartmasken bereitgestellt, um
Strukturen mit sehr hohen Aspektverhältnissen unter Einhaltung der
geforderten Maßhaltigkeit
und Flankensteilheit noch ätzen
zu können.
Verfahren zur Herstellung solcher zwei- oder mehrschichtiger Hartmasken
sind zum Beispiel in der
Eine wesentliche Randbedingung bei der Herstellung und Verwendung solcher zwei- oder mehrschichtiger Hartmasken besteht nun darin, daß für das zu erzeugende Profil eines Kontaktlo ches oder Grabens eine Hartmaske erzeugt werden muss, die eine maßhaltige und damit CD-treue Abbildung (DC = critical dimension) der zu ätzenden Strukturen ermöglicht. Das heißt, bei Verwendung einer solchen Hartmaske müssen die damit geätzten Kontaktlöcher und Grabenstrukturen auch bei sehr tiefen Strukturen und damit sehr hohen Aspektverhältnissen eine hohe Flankensteilheit, Maßhaltigkeit und Lagegenauigkeit aufweisen. Bislang wurden zu diesem Zweck im wesentlichen zylindrische Löcher bzw. senkrechte Flanken für das Maskenprofil der Hartmaske verwendet.A essential boundary condition in the production and use of such Two- or multi-layer hard masks is now that for that too generating profile of a Kontaktlo ches or digging a hard mask must be produced, which is a true to size and therefore CD-faithful Figure (DC = critical dimension) of the structures to be etched. This means, when using such a hard mask must be etched with the contact holes and Trench structures even with very deep structures and therefore very high aspect ratios a high edge steepness, dimensional stability and have positional accuracy. So far, for this purpose in essential cylindrical holes or vertical flanks for used the mask profile of the hard mask.
Auch bei Verwendung solcher Hartmasken mit im wesentlichen zylindrischen Ausnehmungen ergibt sich aber das Problem, daß nicht beliebig tiefe Strukturen mit der geforderten Flankensteilheit und Maßhaltigkeit geätzt werden können. Ursache dafür ist der sogenannte ARDE-Effekt (ARDE = aspect ratio dependence etch rate), der einen Fortschritt einer anisotropen trockenchemischen Ätzung mit zunehmender Tiefe der Strukturen behindert. Mit steigendem Aspektverhältnis bzw. mit zunehmender Strukturtiefe kann dieser ARDE-Effekt nicht mehr vernachlässigt werden. Bei den eingangs erwähnten zukünftigen 70 nm bis 90 nm Technologien wird es daher bei Verwendung herkömmlicher ein- oder auch mehrschichtiger Hartmasken mit senkrechten Profilflanken zunehmend problematischer, die geforderten Flankensteilheiten der zu ätzenden Strukturen einzuhalten.Also when using such hard masks with substantially cylindrical Recesses but gives the problem that not arbitrarily deep structures etched with the required edge steepness and dimensional stability can. Cause for it is the so-called ARDE effect (ARDE = aspect ratio dependence etch rate), which is a progress of an anisotropic dry chemical etching with increasing depth of structures obstructed. With increasing aspect ratio or with increasing texture depth, this ARDE effect can no longer neglected become. In the aforementioned future 70 nm to 90 nm technologies, therefore, it is using conventional Single or multi-layer hard masks with vertical profile flanks increasingly problematic, the required edge steepnesses of too corrosive To comply with structures.
In der JP 03-43736 A ist eine Hartmaske beschrieben, die insgesamt drei Maskenbereiche aufweist. Die Hartmaske dient dabei der Maskierung eines Halbleitersubstrats. Ferner sind dort Ausnehmungen in der Hartmaske vorgesehen, die jeweils durch alle Maskenbereiche hindurchgehen, wobei sich der Querschnitt der Ausnehmungen stufenweise in Richtung des Halbleitersubstrats verringert.JP 03-43736 A describes a hard mask which has a total of three mask areas. The hard mask serves to mask a semiconductor substrate. Furthermore, there are Ausneh provided in the hard mask, which pass through each of the mask areas, wherein the cross-section of the recesses decreases stepwise in the direction of the semiconductor substrate.
Ähnliche
Hartmasken sind auch in der WO 02/073668 A2, der
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Strukturen mit sehr hohem Aspektverhältnis besser und möglichst schneller herzustellen.Of the The present invention is therefore based on the object structures with a very high aspect ratio better and as possible produce faster.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Hartmaske mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Hartmaske mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 sowie ein Verfahren zum anisotropen Ätzen von Strukturen im Substrat unter Verwendung einer erfindungsgemä ßen Hartmaske mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst.According to the invention this Task by a hard mask with the features of the claim 1, a method for producing such a hard mask with the Features of claim 8 and a method for anisotropic etching of Structures in the substrate using a hard mask according to the invention solved with the features of claim 15.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, die Hartmaske in zwei Bereiche zu unterteilen, einen oberen Bereich, in den die Ätzteilchen zum Ätzen der Strukturen in die Hartmaske eingekoppelt werden, und zumindest einen darunter liegenden Bereich, der direkt mit dem zu ätzenden Substrat verbunden ist. Die zum Ätzen der Strukturen erforderlichen Ausnehmungen in der Hartmaske weisen im oberen und unteren Maskenbereich allerdings nicht denselben Querschnitt auf. Der untere Bereich der Hartmaske, der mit dem Substrat verbunden ist, weist Ausnehmungen auf, deren Querschnitt auf das Zielmaß der zu ätzenden Struktur gehalten ist, so daß eine CD-treue Abbildung der zu ätzenden Struktur gewährleistet ist. Der obere Bereich der Hartmaske weist hingegen einen höheren Einfangquerschnitt auf, das heißt der Querschnitt der Ausnehmungen im oberen Bereich ist gegenüber den Ausnehmungen im unteren Bereich deutlich vergrößert.The The idea underlying the present invention is that divide the hardmask into two areas, an upper area, in the etching particles for etching the structures are coupled into the hard mask, and at least an area below that is directly to be etched Substrate is connected. The for etching the structures have required recesses in the hard mask in the upper and lower mask area, however, not the same cross section on. The lower portion of the hard mask, which is connected to the substrate is, has recesses whose cross-section on the target size to be etched Structure is held so that one CD-faithful picture of the to be etched Structure guaranteed is. The upper area of the hard mask, however, has a higher capture cross section on, that is the cross section of the recesses in the upper area is opposite to the Recesses in the lower area significantly enlarged.
Durch eine optimale Anpassung des Profils in der erfindungsgemäßen Hartmaske lassen sich Strukturen mit sehr großem Aspektverhältnis erzeugen. Zusätzlich läßt sich auch das Ätzverfahren stark beschleunigen. Gegebenenfalls läßt sich erst mittels einer erfindungsgemäßen Hartmaske ein Vortrieb bei sehr großen Aspektverhältnissen realisieren. Durch die besondere Form bzw. Wahl der Abmessungen ist eine CD-getreue Abbildung ohne Deformierung der zu ätzenden Struktur möglich.By an optimal adaptation of the profile in the hard mask according to the invention can produce structures with a very high aspect ratio. additionally let yourself also the etching process speed up hard. Optionally, only by means of a Hardmask according to the invention a propulsion at very large aspect ratios realize. Due to the special shape or choice of dimensions is a CD-faithful image without deforming the one to be etched Structure possible.
Die
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Überlegung besteht darin, daß die Ätzrate der zu ätzenden
Strukturen proportional zur Anzahl der Ionen (In)
bzw. zur Anzahl der schnellen neutralen Radikalen (Nn)
ist, die pro Zeiteinheit an eine Oberfläche der zu ätzenden Struktur gelangt. Dabei
wird die Ionendichte (in) bzw. die Radikalendichte
(nn) durch die vom Ätzreaktor bereitgestellte Plasma-Dichte
bestimmt. Die Plasma-Dichte hängt
insbesondere vom Druck, der Leistung und dem Magnetfeld im Ätzreaktor
ab. Die Ätzrate
ist damit im wesentlichen, bei ansonsten konstanten äußeren Plasma-Parametern, nur
vom Öffnungsquerschnitt
An eines Loches in der Hartmaske abhängig. Es
ergibt sich damit folgender Zusammenhang für die Anzahl der Ionen In und die Anzahl der Radikalen Nn in
Abhängigkeit
vom Öffnungsquerschnitt
An:
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis besteht nun darin, daß durch eine Vergrößerung des effektiven Durchmessers einer Ausnehmung in der Hartmaske im Bereich der einfallenden Ionen bzw. Radikalen und des damit verbundenen größeren Einfangquerschnitts sich die Ätzrate im Idealfall um den Faktor C = A1/A2 erhöht. Dabei bezeichnet A1 den Querschnitt einer Ausnehmung in der Hartmaske im Bereich dessen Oberfläche und A2 den Querschnitt der Ausnehmung im Bereich der zu ätzenden Struktur.The The present invention is based knowledge now in that through an enlargement of the effective diameter of a recess in the hard mask in the area the incident ions or radicals and the associated larger capture cross-section the etching rate in Ideally increased by the factor C = A1 / A2. Here A1 denotes the Cross section of a recess in the hard mask in the region of surface and A2 the cross-section of the recess in the region of the to be etched Structure.
Durch die unterschiedlichen Querschnitte einer Ausnehmung in der erfindungsgemäßen Hartmaske werden somit gewissermaßen trichterförmige Ausnehmungen bereitgestellt, die im Bereich der Trichteröffnung einen sehr hohen Einfangquerschnitt für die Ätz-Radikale bzw. -Ionen aufweist. Auf diese Weise kann eine entsprechend den Flächenverhältnissen C = A1/A2 erhöhte Anzahl an Radikale bzw. Ionen gewonnen werden. Diese höhere Anzahl der Ionen bzw. Radikalen wird durch die Trichterform der Ausnehmungen in der Hartmaske auf die zu ätzende Struktur geleitet. Es wird damit eine höhere Ionen-Dichte im Bereich der zu ätzenden Struktur erzeugt.By the different cross sections of a recess in the hard mask according to the invention thus become, so to speak funnel-shaped recesses provided in the region of the funnel opening a very high capture cross section for the etching radicals or ions. In this way, a corresponding to the area ratios C = A1 / A2 increased Number of radicals or ions are recovered. This higher number The ions or radicals are due to the funnel shape of the recesses in the hard mask on the structure to be etched directed. It will be a higher Ionic density in the range of to be etched Structure generated.
Die erfindungsgemäße Hartmaske eignet sich insbesondere zur Strukturierung und zum Ätzen von sehr tiefen Löchern mit relativ geringem Querschnitt, die somit ein sehr hohes Aspektverhältnis aufweisen. Aufgrund der höheren Ätzrate lassen sich bei gleicher Prozeßzeit- je nach Ätzmedien und zu ätzenden Strukturen – etwa 10 % bis 25 % tiefere Strukturen ätzen.The Hardmask according to the invention is particularly suitable for structuring and for etching very deep holes with a relatively small cross section, which thus have a very high aspect ratio. Due to the higher etching rate can be at same process time depending on the etching media and too corrosive Structures - about Etch 10% to 25% deeper structures.
Wesentlich dabei ist, daß ein Übergang zwischen dem oberen Bereich und dem unteren Bereich der Hartmaske nicht stufenweise ausgebildet ist, sondern ähnlich einer Trichterform möglichst kontinuierlich ausgebildet ist. Besonders vorteilhafte Winkel im Übergangsbereich zwischen oberem und unterem Bereich der Hartmaske liegen bei 60° bis 90°, optimal bei 70° bis 80°. Aufgrund der Trichterform der Löcher gelangen dennoch nahezu alle reaktiven Ionen bzw. Radikale aufgrund von Reflexionen an den Wänden an die zu ätzende Fläche im Substrat.It is essential that a transition between the upper region and the lower region of the hard mask is not formed stepwise, but is formed as continuously as possible similar to a funnel shape. Particularly advantageous angle in the transition region between the top and bottom of the hard mask are at 60 ° to 90 °, optimally at 70 ° to 80 °. Due to the funnel shape of the holes, however, almost all reactive ions or radicals reach the surface to be etched in the substrate due to reflections on the walls.
Die Schichtdicken des oberen Bereiches und des unteren Bereiches der Hartmaske müssen so gewählt werden, daß ein gegebenenfalls innerhalb der Ausnehmung der Hartmaske auftretender Stoß an der Wand der Hartmaske mit mittlerer Ionen-Energie bzw. Impuls noch innerhalb der Hartmaske passiert. Auf diese Weise wird eine möglicherweise im oberen Teil der zu ätzenden Struktur stattfindende Deformierung des Ätzprofils im zu ätzenden Material vermieden.The Layer thicknesses of the upper region and the lower region of Hard mask must so chosen be that one optionally occurring within the recess of the hard mask Push at the Wall of the hard mask with medium ion energy or momentum still happens inside the hard mask. That way, one might become in the upper part of the to be etched Structure occurring deformation of the etched profile in the etched Material avoided.
Durch die erfindungsgemäße Profilform der Hartmaske ergibt sich vorteilhafterweise auch eine signifikante Reduzierung des sogenannten Choking-Problems. Mit "Choking" bezeichnet man den Effekt, der mit der Ablagerung von geätztem Material an der Seitenwand eines geätzten Loches im Zusammenhang steht. Bei dem Choking handelt es sich somit um eine unerwünschte Verengung eines geätzten Loches (Flaschenhals-Effekt), was einen weiteren Ätzfortschritt verringert. Damit geht eine Reduktion des effektiven Querschnitts der zu ätzenden Struktur im Bereich des Einfangquerschnittes und damit eine weitere Erhöhung des Aspektverhältnisses einher. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Hartmaske kann die Ablagerung gar nicht erst an der engsten Stelle der zu ätzenden Struktur entstehen, da durch rein physikalische Wechselwir kungen mit eingestrahlten Ionen und Radikalen das Loch freigehalten wird. Diese Reduktion des Choking-Effektes läßt sich vorteilhafterweise ohne Zuhilfenahme von entsprechenden chemischen additiven Ätzgasen realisieren.By the profile shape according to the invention the hard mask is advantageously also a significant Reduction of the so-called choking problem. Choking is the effect the one with the deposit of etched Material related to the sidewall of an etched hole stands. The choking is thus an undesirable constriction an etched hole (Bottleneck effect), what a further etching progress reduced. This is a reduction of the effective cross section the one to be etched Structure in the region of the capture cross-section and thus another increase of the aspect ratio associated. When using the hard mask according to the invention, the deposition not even at the narrowest point of the structure to be etched, because by purely physical Wechselwir effects with radiated Ions and radicals the hole is kept free. This reduction the choking effect can be advantageously without the aid of appropriate chemical additive etching gases realize.
Die erfindungsgemäße Hartmaske eignet sich besonders vorteilhaft zur Erzeugung von Speicherkapazitäten, bei denen ein sehr tiefes Loch in ein kristallines Silizium-Substrat geätzt werden muß. Als Material für die Hartmaske kann hier zum Beispiel Siliziumdioxid verwendet werden. In einer weiteren Anwendung kann die Hartmaske auch zum Ätzen von Kontaktlöchern bei kleinen Technologie-Knoten verwendet werden. Als Material für die Hartmaske kann hier zum Beispiel Polysilizium und/oder Kohlenstoff verwendet werden. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Hartmaske auch zur Erzeugung von Löchern im Oxid für einen sogenannten Stack-Kondensator herangezogen werden. Als Hartmaske kann hier beispielsweise Polysilizium oder eine Kohlenstoff enthaltende Schicht oder eine Mischung daraus verwendet werden.The Hardmask according to the invention is particularly advantageous for the generation of storage capacities, in a very deep hole in a crystalline silicon substrate etched must become. As material for The hard mask can be used here, for example, silicon dioxide. In another application, the hard mask may also be used to etch vias small technology nodes are used. As material for the hard mask For example, polysilicon and / or carbon may be used here become. About that In addition, the hard mask of the invention also for the production of holes in the oxide for a so-called stack capacitor can be used. As a hard mask can Here, for example, polysilicon or a carbon-containing Layer or a mixture thereof can be used.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.advantageous Embodiments and developments of the invention are the subject the further subclaims and the description with reference to the drawing.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt dabei:The Invention will be described below with reference to the schematic figures The drawings specified embodiments explained in more detail. It shows attended:
In allen Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Merkmale – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.In all figures of the drawing are the same or functionally identical elements and characteristics - if nothing else is stated - with the same reference numerals have been provided.
In
Auf
der Seite der Substrat-Vorderseite
Die
Hartmaske
Im
oberen Maskenbereich
Vorteilhafterweise
sollte im Übergangsbereich
Auf
der Oberfläche
In
Im
nächsten
Verfahrensschritt (
Die
zweite Hilfsschicht gibt der ersten Hilfsschicht
Anschließend können die
verbleibenden Reste der Lackschicht
Bei Verwendung von Argon oder Sauerstoff als Ätzmedium kann beispielsweise ein sogenannter Dual-Frequency-Ätzreaktor verwendet werden. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird die Tiefe t1 mittels interferrometrischer Endpunktmessung gesteuert. Auf diese Weise kann gezielt eine bestimmte Tiefe t1 eingestellt werden.at Use of argon or oxygen as the etching medium can be, for example a so-called dual-frequency etching reactor be used. In a particularly advantageous embodiment the depth t1 is controlled by means of interferometric end point measurement. In this way, it is possible to set a specific depth t1 in a targeted manner become.
Im
nächsten
Verfahrensschritt (
Aufgrund
der unterschiedlichen Durchmesser d1, d2 entsteht nun eine Stufe
Im
nächsten Ätzschritt
(
Beim
anisotropen Ätzen
bilden die Ausnehmungen
Im
Anschluß an
das Durchätzen
der Schicht
Obgleich die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels detailliert beschrieben wur de, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf mannigfaltige Art und Weise modifizierbar.Although the present invention above based on a preferred embodiment has been described in detail, it is not limited thereto, but Modifiable in a variety of ways.
So sei die Erfindung nicht notwendigerweise auf Siliziumdioxid als Material für die Hartmaske beschränkt, sondern läßt sich entsprechend der jeweiligen Anwendung mit beliebigen Materialien realisieren, die zur Strukturierung und Maskierung geeignet sind, zum Beispiel Siliziumnitrid. Auch muß zur Maskierung und Erzeugung der Hartmaske nicht notwendigerweise eine zweischichtige Maske sowie eine Lackmaske verwendet werden. Denkbar wäre hier auch die Verwendung lediglich einer Maskenschicht.So the invention is not necessarily on silicon dioxide as Material for the hardmask limited, but lets himself according to the respective application with any materials realize that are suitable for structuring and masking, for example, silicon nitride. Also needs to mask and generate The hard mask does not necessarily have a two-layer mask as well a resist mask can be used. Conceivable here would be the use only a mask layer.
Es versteht sich von selbst, dass die beschriebenen kreisrunden Strukturen der Hartmaske lediglich beispielhaft angegeben wurden, ohne die Erfindung darauf zu beschränken. Die Erfindung sei auf beliebige Querschnitte und Profilformen der Ausnehmungen anwendbar, zum Beispiel ovale, dreieckige, viereckige, sechseckige oder beliebigeckige oder auch streifenförmige Ausnehmungen.It It goes without saying that the described circular structures the hard mask have been given by way of example only, without the invention to limit it. The invention is based on any cross sections and profile shapes of Recesses applicable, for example, oval, triangular, quadrangular, hexagonal or arbitrary or strip-shaped recesses.
Auch seien die beschriebenen Herstellungsverfahren zur Herstellung der Hartmaske sowie die Ätzmaterialien, Ätzmedien und Ätzverfahren lediglich beispielhaft angegeben und können im Rahmen der Erfindung geeignet verändert oder modifiziert werden.Also be the described production process for the preparation of Hard mask and the etching materials, etching media and etching process merely exemplified and may be within the scope of the invention suitably changed or modified.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurden trichterförmige Strukturen in der Hartmaske beschrieben. Selbstverständlich können diese auch beliebig anders ausgebildet sein, zum Beispiel könnte ein linear kontinuierlicher, konkaver oder konvexer Übergang des Durchmessers der Ausnehmungen in der Hartmaske vorgesehen sein. Allerdings ist dies prozeßtechnisch außerordentlich schwer zu realisieren, so daß eine Trichterform der Ausnehmungen, wie vorstehend anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, allein aus prozeßtechnischen Gründen zu bevorzugen ist.in the present embodiment were funnel-shaped Structures described in the hard mask. Of course, these can could also be designed differently, for example, could linear continuous, concave or convex transition of the diameter of the Recesses may be provided in the hard mask. However, this is process technology extraordinarily hard to realize, so that one Funnel shape of the recesses, as described above with reference to an advantageous embodiment was described, for process-technical reasons alone is preferable.
- 11
- HalbleitersubstratSemiconductor substrate
- 22
- erste Oberfläche, Substrat-Vorderseitefirst Surface, Front substrate
- 33
- zweite Oberfläche, Substrat-Rückseitesecond Surface, Substrate back
- 44
- Hartmaskehard mask
- 55
- oberer Maskenbereichupper mask area
- 66
- unterer Maskenbereichlower mask area
- 77
- Ausnehmungen im unteren Maskenbereichrecesses in the lower mask area
- 88th
- Ausnehmungen im oberen Maskenbereichrecesses in the upper mask area
- 99
- Oberfläche der HartmaskeSurface of the hard mask
- 1010
- ÜbergangsbereichTransition area
- 1111
- Grenzfläche zwischen den MaskenbereichenInterface between the mask areas
- 1212
- Grabenwandgrave wall
- 2020
- zu ätzende (Hartmasken-)Schichtto be etched (hardmask) layer
- 2121
- Oberfläche der HartmaskenschichtSurface of the Hard mask layer
- 2222
- erste Hilfsschicht, Kohlenstoff-Schichtfirst Auxiliary layer, carbon layer
- 2323
- Oberfläche der ersten HilfsschichtSurface of the first auxiliary layer
- 2424
- zweite Hilfsschicht, SiOn-Schichtsecond auxiliary layer, SiO n layer
- 2525
- Lackmaskeresist mask
- 2626
- Strukturen/Ausnehmungen in den HilfsschichtenStructures / recesses in the auxiliary layers
- 2727
- Strukturen/Ausnehmungen in der HartmaskenschichtStructures / recesses in the hardmask layer
- 2828
- Stufestep
- d1, d2d1 d2
- Durchmesser, AbstandDiameter, distance
- h1, h2h1, h2
- Schichtdicken der Maskenbereichelayer thicknesses the mask areas
- t1t1
- Tiefedepth
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003145398 DE10345398B3 (en) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Hard mask for anisotropic etching has through openings with greater cross-section in first mask region than in second, transition region arranged between first and second mask regions with continuously reducing opening cross-section |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2003145398 DE10345398B3 (en) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Hard mask for anisotropic etching has through openings with greater cross-section in first mask region than in second, transition region arranged between first and second mask regions with continuously reducing opening cross-section |
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