DE112007000997B4

DE112007000997B4 - Verfahren zum Verkleinern des minimalen Teilungsmaßes in einer Struktur

Info

Publication number: DE112007000997B4
Application number: DE112007000997T
Authority: DE
Inventors: Richard Schenker
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2006-05-18
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2027-05-17
Also published as: KR20090007448A; DE112007000997T5; KR101037484B1; WO2007137058A2; US20070269749A1; JP2009534870A; CN101427348A; WO2007137058A3; CN101427348B

Abstract

Verfahren, das aufweist: Bestrahlen eines Fotolacks (302; 402; 502; 602; 702; 802; 902), der auf einem Substrat (301; 401; 501; 601; 701; 801) gebildet ist, mit einer Strahlung, wobei eine Maske (303; 403; 503; 603; 703; 803; 901) verwendet wird, um einen oder mehrere erste Bereiche (312; 405; 507; 607; 707; 807) des Fotolacks, einen oder mehrere zweite Bereiche (313; 406; 508; 608; 708; 808) des Fotolacks und einen oder mehrere dritte Bereiche (314; 408; 509; 609; 709; 809) des Fotolacks zu bilden; Entfernen des einen oder der mehreren ersten Bereiche (312; 405; 507; 607; 707; 807) des Fotolacks von dem Substrat (301; 401; 501; 601; 701; 801), wobei eine erste chemische Substanz verwendet wird; und Entfernen des einen oder der mehreren zweiten Bereiche (313; 406; 508; 608; 708; 808) des Fotolacks von dem Substrat (301; 401; 501; 601; 701; 801), wobei eine zweite chemische Substanz verwendet wird.

Description

GEBIET
Ausführungsformen der Erfindung betreffen im Allgemeinen das Gebiet der Herstellung mikroelektronischer Baugruppen. Genauer betreffen Ausführungsformen der Erfindung Verfahren zum Verringern eines Teilungsmaßes einer Struktur, das auf einem mikroelektronischen Substrat erzeugt wird.
HINTERGRUND
Die Mikroelektronikindustrie verwendet verschiedene Lithografietechniken, um Strukturen zu erzeugen, die mikroelektronische Baugruppen und Schaltungen auf einem mikroelektronischen Substrat definieren. Diese Lithografietechniken werden verwendet, um ein lichtempfindliches Material (”Fotolack”), das auf einem mikroelektronischen Substrat abgeschieden ist (z. B. einem Halbleitersubstrat), zu strukturieren. Das Licht, das durch eine Maske durchgelassen wird, welche ein Muster enthält, bestrahlt den Fotolack. Typischerweise werden bei einem Positivlack die Bereiche des Fotolacks, die dem Licht ausgesetzt worden sind, während eines Entwicklungsprozesses entfernt, während Bereiche des Fotolacks, die dem Licht nicht ausgesetzt worden sind, auf dem Substrat verbleiben. Bei einem Negativlack werden die Bereiche des Fotolacks, die dem Licht nicht ausgesetzt worden sind, während eines Entwicklungsprozesses entfernt, während Bereiche des Fotolacks, die dem Licht ausgesetzt worden sind, auf dem Substrat verbleiben. Das heißt, die selektive Lichtempfindlichkeit des Fotolackmaterials ermöglicht es, die Strukturen von der Maske auf das Substrat zu übertragen. Typischerweise definiert der minimale Abstand (”Teilungsmaß”) zwischen der Mitte von Merkmalen der Struktur, die von der Maske auf das Substrat durch ein lithografisches System übertragen worden sind, die Auflösung der Strukturierung.
Im Allgemeinen ist das minimale Teilungsmaß von Strukturen, die von der Maske auf das Substrat übertragen werden, selbst mit dem Einsatz derartiger Auflösungsverstärker wie Phasenverschiebungsmasken und aus der Achse versetzte Beleuchtung, proportional zu dem Verhältnis der Wellenlänge des Lichts dividiert durch die effektive numerische Apertur des Strukturierungswerkzeuges, das für die Lithografie verwendet wurde. Es ist allgemein anerkannt, dass das minimale Halbteilungsmaß (”L_min”), das physikalisch erreichbar ist, wenn vorhandene Lithografiewerkzeuge verwendet werden, das Folgende ist: L_min = 0.25 λ/NA (1) wobei λ die Wellenlänge des Lichts ist und NA die effektive numerische Apertur des Strukturierungswerkzeuges ist. Ein Weg, das minimale Teilungsmaß zu verringern und immer kleinere Merkmale der Strukturen zu drucken, ist es, kürzere Wellenlängen für das Licht zu verwenden, um das Bild eines Musters auf das Substrat zu projizieren. Zum Beispiel ist Lithografie mit extremem Ultraviolett (”EUVL – Extreme Ultraviolet Lithography”) eine der Lithografietechnologien, welche die Strahlung (”Licht”) mit kurzen Wellenlängen in dem ungefähren Bereich von 10 Nanometern (”nm”) bis 14 nm benutzt, die es ermöglicht, Merkmale zu drucken, die eine Größe geringer als 100 nm haben. Ein weiterer Weg, das minimale Teilungsmaß zu verringern und immer kleinere Merkmale der Strukturierungen zu drucken, ist es Strukturierungswerkzeuge mit höherer effektiver numerischer Apertur zu verwenden.
Die 1A–1B zeigen eine typische lithografische Strukturierung, bei der ein Positivlack verwendet wurde. Wie in 1A gezeigt, wird ein Positivlack 102 auf einem Substrat 101 abgeschieden. Der Fotolack 102 wird dem Licht 107 durch eine Maske 103 ausgesetzt. Die Maske 103 hat klare Bereiche 104 und undurchlässige Bereiche 108, die ein Muster bilden, wie es in 1A gezeigt ist. Ein Abstand (Teilungsmaß) 109 zwischen undurchlässigen Merkmalen 108 ist in 1A gezeigt. Die klaren Bereiche 104 lassen Licht 107 zum Fotolack 102 durch. Die undurchlässigen Bereiche 108 verhindern, dass Licht 107 zum Fotolack 102 durchgelassen wird. 1A zeigt einen Fotolack 102 mit Bereichen 105, die dem Licht 107 ausgesetzt sind und Bereichen 106, die dem Licht 107 nicht ausgesetzt sind. Wie in 1A gezeigt, werden die Merkmale 108 der Maske auf den Fotolack 102 abgebildet, um entsprechende Merkmale 106 des Fotolackes zu erzeugen.
1B ist eine Ansicht ähnlich der 1A nach dem Entfernen belichteter Bereiche 105 des Positivlacks 102. Wie in der 1B gezeigt, verbleiben nicht belichtete Bereiche 106 auf dem Substrat 101 und bilden die Struktur, die von der Maske 103 auf das Substrat 101 übertragen worden ist. Wie in den 1A–1B gezeigt, werden Merkmale 108 der Maske auf den Fotolack 102 abgebildet, um ein entsprechendes Merkmal des Fotolacks (Bereiche 106) zu erzeugen. Wie in den 1A–1B gezeigt, wird das Teilungsmaß 110 zwischen den Bereichen 106 durch das Teilungsmaß 109 zwischen den Merkmalen 108 der Maske 103 festgelegt.
Die 2A–2B zeigen eine typische lithografische Strukturierung, bei der ein Negativlack 202 verwendet worden ist. Wie es in der 2A gezeigt ist, wird ein Negativlack 202 auf einem Substrat 201 abgeschieden. Der Fotolack 202 wird dem Licht 207 durch eine Maske 203 ausgesetzt. Die Maske 203 hat klare Merkmale 204, die ein Muster bilden, und undurchlässige Bereiche 208, wie in 2A gezeigt. Ein Abstand (Teilungsmaß) 209 zwischen den klaren Merkmalen 204 ist in 2A gezeigt. Klare Merkmale 204 lassen Licht 207 zum Fotolack 202 durch. Undurchlässige Bereiche 208 verhindern, dass das Licht 207 zum Fotolack 202 durchgelassen wird. 2A zeigt den Fotolack 202 mit Bereichen 205, die dem Licht 207 ausgesetzt werden, und Bereichen 206, die dem Licht 207 nicht ausgesetzt werden. Wie in der 1A gezeigt, werden Merkmale 204 der Maske auf den Fotolack 202 abgebildet, um entsprechende Merkmale 205 des Fotolacks zu erzeugen.
2B ist eine Ansicht ähnlich der 2A nach dem Entfernen nicht belichteter Bereiche 206 des Negativlacks 202. Wie in der 2B gezeigt, verbleiben nicht belichtete Bereiche 206 auf dem Substrat 201 und bilden eine Struktur, die von der Maske 203 auf das Substrat 201 übertragen worden ist. Wie in den 2A–2B gezeigt, werden die Merkmale 204 der Maske auf den Fotolack 202 abgebildet, um ein entsprechendes Merkmal des Fotolacks (Bereiche 205) zu erzeugen. Das Teilungsmaß 210 zwischen den Bereichen 205 wird durch das Teilungsmaß 209 zwischen den Merkmalen 204 der Maske 203 festgelegt, wie es in den 2A–2B gezeigt ist.
Ferner ist aus der EP 0 160 248 A2 ein Verfahren zum Bilden dünner Fotolackstreifen auf der Oberfläche eines Substrats bekannt. Dabei wird eine Fotolackschicht auf der Oberfläche gebildet und über Abschnitte einer Fotomaske belichtet, so dass belichtete Bereiche, teilweise belichtete Bereiche und unbelichtete Bereiche der Fotolackschicht gebildet werden. Daraufhin wird die Fotolackschicht entwickelt, um die belichteten Bereiche und Teile der teilweise belichteten Bereiche zu entfernen. Anschließend wird die Fotolackschicht einem Backprozess unterzogen, um die teilweise belichteten Bereiche gegenüber den unbelichteten Bereichen auszuhärten. Anschließend wird die Fotolackschicht unmaskiert belichtet, so dass die unbelichteten Bereiche eine höhere Löslichkeit als die teilweise belichteten Bereiche aufweisen. Schließlich wird die Fotolackschicht erneut entwickelt, um Teile der Fotolackschicht, welche im Wesentlichen den nicht entwickelten Bereichen entsprechen, zu entfernen.
Darüber hinaus ist aus der nachveröffentlichten WO 2006/056905 A2 ein Verfahren zur lithographischen Strukturierung bekannt. Dabei wird ein Fotolack optisch durch eine Maskenstruktur belichtet und anschließend einem Backprozess unterzogen. Das optische Belichten bewirkt dabei, dass in dem Fotolack polare Gebiete, apolare Gebiete und Gebiete mittlerer Polarität gebildet werden. Anschließend wird der Fotolack entwickelt, um den Fotolack entweder von den Gebieten mittlerer Polarität oder sowohl von den polaren Gebieten als auch den apolaren Gebieten zu entfernen, wobei der Fotolack jeweils auf den anderen Gebieten verbleibt.
KURZER ABRISS DER ERFINDUNG
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine einfache Fertigung von Mikrostrukturen mit verringertem Teilungsmaß zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch die Verfahren gemäß Anspruch 1, 9 und 16 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstände der Unteransprüche.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A zeigt eine lithografische Strukturierung, bei der ein Positivlack verwendet wird;
1B ist eine Ansicht ähnlich der 1A nach dem Entfernen belichteter Bereiche des Positivlacks;
2A zeigt eine typische lithogratische Strukturierung, bei der ein Negativlack verwendet wird;
2B ist eine Ansicht ähnlich der 2A nach dem Entfernen nicht belichteter Bereiche des Negativlacks;
3 zeigt ein Muster, das von einer Maske auf ein Substrat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung übertragen worden ist;
4A zeigt einen Fotolack, der gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auf einem Substrat abgeschieden worden ist;
4B ist eine Ansicht ähnlich der 4A, die einen Fotolack zeigt, welcher auf einem Substrat abgeschieden ist, das einer Strahlung durch eine Maske ausgesetzt wird;
4C ist eine Ansicht ähnlich der 4B, nachdem Fotolackbereiche, die der Strahlung stark ausgesetzt waren, ausgewählt von dem Substrat entfernt worden sind, wobei eine erste chemische Substanz verwendet wurde;
4D ist eine Ansicht ähnlich der 4C, nachdem Fotoresistbereiche, die der Strahlung wenig ausgesetzt waren, ausgewählt von dem Substrat entfernt werden, wobei eine zweite chemische Substanz verwendet wurde.
5A zeigt eine Ausführungsform des Bildens von Strukturmerkmalen mit einer Mehrzahl von Größen;
5B ist eine Ansicht ähnlich der 5A, nach dem ausgewählten Entfernen belichteter Fotolackbereiche, die der Strahlung stark ausgesetzt waren und die der Strahlung wenig ausgesetzt waren, von einem Substrat;
6A zeigt eine weitere Ausführungsform des Bildens von Strukturmerkmalen mit einer Mehrzahl von Größen;
6B ist eine Ansicht ähnlich der 6A nach dem ausgewählten Entfernen belichteter Fotoresistbereiche, die der Strahlung stark ausgesetzt waren und die der Strahlung wenig ausgesetzt waren, von einem Substrat;
7A zeigt das Bilden eines Bildes mit einer zwischenliegenden Intensität auf einem Fotolack auf einem Substrat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
7B ist eine Ansicht ähnlich der 7A nach dem ausgewählten Entfernen belichteter Fotolackbereiche, die der Strahlung stark ausgesetzt waren und die der Strahlung wenig ausgesetzt waren, von einem Substrat;
8A zeigt das Erzeugen eines Bildes mit einer zwischenliegenden Intensität auf einem Fotolack auf einem Substrat gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
8B ist eine Ansicht ähnlich der 8A nach dem ausgewählten Entfernen belichteter Fotolackbereiche, die der Strahlung stark ausgesetzt waren und die der Strahlung wenig ausgesetzt waren, von einem Substrat;
9A zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Fotolacks, der auf einem Substrat (nicht gezeigt)abgeschieden worden ist;
9B ist eine Ansicht ähnlich der 9A, die eine Maske zeigt, welche über den Fotolack gebracht ist;
9C ist eine Ansicht ähnlich der 9B, nachdem der Fotolack der Strahlung durch eine Maske ausgesetzt worden ist;
9D ist eine Ansicht ähnlich der 9C, die veranschaulicht, wie restliche Bereiche zusätzlicher Strahlung durch eine weitere Maske ausgesetzt werden;
9E ist eine Ansicht ähnlich der 9D, nach dem ausgewählten Entfernen von Fotolackbereichen, die der Strahlung stark ausgesetzt waren und die der Strahlung wenig ausgesetzt waren, wobei Bereiche, die der zwischenliegenden Strahlung dazwischen liegend ausgesetzt waren, auf einem Substrat unversehrt bleiben.
GENAUE BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche bestimmte Einzelheiten, so wie bestimmte Materialien, Abmessungen der Elemente, Bearbeitungsbedingungen, z. B. Temperatur, Druck, Zeit und Wellenlängen usw. aufgeführt, um für ein gründliches Verständnis einer oder mehrerer der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu sorgen. Es wird jedoch einem Durchschnittsfachmann deutlich werden, dass die eine oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ohne diese bestimmten Einzelheiten in die Praxis umgesetzt werden können. In anderen Fällen sind Prozesse, Techniken, Materialien, Gerät usw. zum Herstellen von Halbleitern nicht in großen Einzelheiten beschrieben worden, um das unnötig Verschleiern dieser Beschreibung zu vermeiden. Die Durchschnittsfachleute werden mit der enthaltenen Beschreibung in der Lage sein, eine geeignete Funktionalität ohne übermäßiges Experimentieren zu implementieren.
Obwohl bestimmte beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung in den beigefügten Zeichnungen beschrieben und gezeigt sind, soll verstanden werden, dass der derartige Ausführungsformen lediglich veranschaulichend und für die vorliegende Erfindung nicht beschränkend sind, und dass diese Erfindung nicht auf die bestimmten Aufbauten und Anordnungen beschränkt ist, die gezeigt und beschrieben werden, da den Durchschnittsfachleuten Modifikationen in den Sinn kommen können.
Der Bezug in der Beschreibung auf ”eine Ausführungsform” oder ”eine weitere Ausführungsform” bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine Struktur oder eine Eigenschaft, die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben ist, in wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Somit bezieht sich das Auftreten der Satzteile ”bei einer Ausführungsform” an verschiedenen Stellen in der Beschreibung nicht notwendigerweise immer auf dieselbe Ausführungsform. Weiterhin können die bestimmten Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften in irgendeiner geeigneten Weise bei einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden.
Darüber hinaus liegen erfinderische Aspekt in weniger als allen Merkmalen einer einzelnen offenbarten Ausführungsform. Somit sind die Ansprüche, die der genauen Beschreibung folgen, hierdurch ausdrücklich in diese genaue Beschreibung eingeschlossen, wobei jeder Anspruch eigenständig als eine getrennte Ausführungsform dieser Erfindung steht. Obwohl die Erfindung in Bezug auf mehrere Ausführungsformen beschrieben worden ist, werden die Fachleute erkennen, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern mit Modifikation und Abänderung innerhalb des Gedankens und Umfangs der angefügten Ansprüche in die Praxis umgesetzt werden kann. Die Erfindung soll somit als veranschaulichend und nicht als beschränkend angesehen werden.
Verfahren zum Verringern des minimalen Teilungsmaßes einer Struktur, die auf ein Substrat übertragen werden kann werden für ein gegebenes lithografisches Werkzeug und eine Maske, hierin beschrieben. Mehrere chemische Behandlungen bei bestrahlten lichtempfindlichen Materialien, z. B. Fotolacken, werden verwendet, um ein zweifach geringeres lithografisches Teilungsmaß zu erhalten.
Ein Fotolack auf einem Substrat wird einer Strahlung durch eine Maske ausgesetzt. Die Maske hat Merkmale, die durch einen Abstand getrennt sind. Fotolackbereiche mit einer ersten Einwirkung durch die Strahlung, einer zweiten Einwirkung durch die Strahlung und einer dritten Belichtung durch die Strahlung werden erzeugt. Die Fotolackbereiche mit der ersten Einwirkung durch die Strahlung werden wahlweise von dem Substrat entfernt, wobei eine erste chemische Substanz verwendet wird. Die zweiten Fotolackbereiche mit der zweiten Einwirkung durch die Strahlung werden ausgewählt von dem Substrat entfernt, wobei eine zweite chemische Substanz verwendet wird. Die Fotolackbereiche mit der dritten Einwirkung durch die Strahlung verbleiben auf dem Substrat, um ein Muster mit Merkmalen zu bilden. Der Abstand zwischen den Merkmalen der Struktur, die auf dem Substrat gebildet sind, ist wenigstens zweimal kleiner als der Abstand zwischen den Merkmalen der Maske.
3 zeigt ein Muster, das von einer Maske auf ein Substrat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung übertragen worden ist. Ein Fotolack 302, der auf einem Substrat 301 abgeschieden ist, wird einer Strahlung 320 von einer Strahlungsquelle eines Lithografiesystems (nicht gezeigt) ausgesetzt, wobei eine Maske 303 verwendet wird. Die Maske 303 hat undurchlässige Merkmale 310, die periodisch mit einem (”Teilungsmaß”) 309 beabstandet sind, und klare Bereiche 304, wie in 3 gezeigt. Bei einer Ausführungsform ist der Fotolack 302 ein Positivlack. Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Fotolack 302 ein Negativlack. Der Fotolack 302 kann auf dem Substrat 301 zum Beispiel durch Rotationsbeschichtung gebildet werden, gefolgt von einem Backen vor dem Bestrahlen, typischerweise bei Temperaturen zwischen 90–150°C über 60 bis 120 Sekunden. Das Abscheiden eines Fotolacks auf einem Substrat ist einem Durchschnittsfachmann der Herstellung mikroelektronischer Baugruppen bekannt. Das Bestrahlen verursacht chemische Änderungen beim Fotolack 302. Im Allgemeinen hat ein Positivlack Polymere, die aufgrund der Belichtung ungeschützt werden. Bei einer Ausführungsform bewirkt das Belichten die Erzeugung von Säure in dem Positivlack, und die Säure ändert die Löslichkeit des Positivlacks. Das heißt, die Löslichkeit des Positivlacks ändert sich sowohl aufgrund der Belichtung als auch durch das Vorhandensein der Säure. Bei einem Negativlack führt das Belichten zu einem Vernetzen von Polymermolekülen, welches die Löslichkeit des Negativlacks ändert. Der Negativlack kann auch Säuren enthalten, die die Löslichkeit des Negativlacks beeinflussen.
3 zeigt ein Profil einer Strahleneinwirkung 305 und ein Profil 306 einer Antwort, die im Fotolack 302 durch die Maske 303 und die Strahlung 320 des Lithografiesystems hervorgerufen worden ist. Wie es in der 3 gezeigt ist, empfangen Bereiche 312, die klaren Bereichen 304 entsprechen, eine starke Strahleneinwirkung 320, Bereiche 313, die undurchlässigen Merkmalen 310 entsprechen, erfahren eine geringe Strahleneinwirkung 320 und Bereiche 314, die Kanten der undurchlässigen Merkmale 310 entsprechen, empfangen eine zwischenliegende Strahleneinwirkung 320. Wie in 3 gezeigt, ist das Profil 306 der Bereiche 315 des Fotolacks 302 höher als ein oberer Schwellenwert 308, das Profil 306 der Bereiche 313 ist niedriger als ein unterer Schwellenwert 309 und das Profil 306 der Bereiche 314 befindet sich zwischen dem unteren Schwellenwert 309 und dem oberen Schwellenwert 308.
Bei einer Ausführungsform ist das Profil 306 eine chemische Konzentration nicht geschützter Polymere in dem Positivlack 302, die proportional zur Strahleneinwirkung 305 ist, wie es in der 3 gezeigt ist. Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Profil 306 eine Säurekonzentration in dem Fotolack 302, die proportional zur Strahleneinwirkung ist. Bei einer weiteren Ausführungsform, für einen Negativlack 302, ist das Profil eine Konzentration vernetzter Polymere, die proportional zur Strahleneinwirkung 305 ist, wie es in 3 gezeigt ist. Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Profil 306 ein mittleres Molekulargewicht des Polymers in dem Negativlack 302, die proportional zur Strahleneinwirkung 305 ist, wie es in 3 gezeigt ist.
Bei einer Ausführungsform entspricht der obere Schwellenwert 308 einem ersten Schwellenwert der Löslichkeit des Fotolacks 302, wenn eine erste chemische Substanz bei dem Fotolack angewendet wird. Bei einer Ausführungsform entspricht der untere Schwellenwert 308 einem zweiten Schwellenwert der Löslichkeit des Fotolacks 302, wenn eine zweite chemische Substanz bei dem Fotolack angewendet wird, wie es in weiteren Einzelheiten hiernach beschrieben ist. Bei einer Ausführungsform werden Bereiche 312 des Fotolacks 302, die klaren Bereichen 304 entsprechen, welche eine hohe Strahleneinwirkung 305 haben, ausgewählt von dem Substrat 301 entfernt, indem eine erste chemische Substanz verwendet wird. Bereiche 313 des Fotolacks 302, die eine geringe Strahleneinwirkung 305 haben, werden ausgewählt von dem Substrat 301 entfernt, indem eine zweite chemische Substanz verwendet wird. Bereiche 314, die den Kanten undurchlässiger Merkmale 310 entsprechen, die eine zwischenliegende Strahleneinwirkung 320 haben, verbleiben unversehrt auf dem Substrat 301, wie es in 3 gezeigt ist. Das ausgewählte Entfernen der Bereiche 312 und 313 des Fotolacks 302, wobei unterschiedliche chemische Substanzen verwendet werden, während die Bereiche 314 auf dem Substrat unversehrt belassen werden, wird in weiteren Einzelheiten hiernach mit Bezug auf 4 beschrieben.
Bei einer Ausführungsform ist für die Bereiche 312 des Fotolacks 302 das Profil 306 der Konzentration der Säure im Fotolack 302 höher als ein oberer Schwellenwert 308 der Säurekonzentration. Bei einer Ausführungsform ist der obere Schwellenwert 308 der Säurekonzentration ein Schwellenwert der Säurelöslichkeit des Fotolacks 302. Wenn zum Beispiel die Säurekonzentration in einem Positivlack 302 höher ist als der obere Schwellenwert 308 der Säurekonzentration, wird der Positivlack löslich, wenn eine erste chemische Substanz angewendet wird, wie es in weiteren Einzelheiten hiernach mit Bezug auf die 4 beschrieben wird. Bei einer Ausführungsform haben die Bereiche 313 des Fotolacks 302, die undurchlässigen Merkmalen 310 entsprechen, welche eine niedrige Strahleneinwirkung 305 erfahren haben, ein Profil 306 der Säurekonzentration, das niedriger ist als der untere Schwellenwert 309 der Säurekonzentration, wie es in 3 gezeigt ist. Bei einer Ausführungsform ist der untere Schwellenwert 309 der Säurekonzentration ein weiterer Schwellenwert für die Säure löslichkeit des Fotolacks 302. Wenn zum Beispiel die Säurekonzentration in dem Positivlack 302 geringer ist als der untere Schwellenwert 309 der Säurekonzentration, wird der Fotolack löslich, wenn eine zweite chemische Substanz angewendet wird, wie es in weiteren Einzelheiten hiernach mit Bezug auf die 4 beschrieben ist. Bei einer Ausführungsform ist der obere Schwellenwert der Säurekonzentration des Positivlacks 302 in dem ungefähren Bereich von 30%–60% des Säurewertes für das klare Gebiet und der untere Schwellenwert der Säurekonzentration liegt in dem ungefähren Bereich von 10–25% der Säurekonzentration für das klare Gebiet. Bei einer Ausführungsform ist die Säurekonzentration des klaren Gebietes als der Säurewert des Fotolacks definiert, der der Strahlung vollständig ausgesetzt worden ist. Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Säurekonzentration des klaren Gebietes als die Saurekonzentration definiert, wenn das gesamte PAG(Fotosäureerzeuger – Photo Acid Generation)-Material mit Strahlung reagiert hat, um Säurearten zu erzeugen. Wegen der Beugung des Lichtes 320 an den Kanten der Merkmale 310 werden Bereiche 314 mit zwischenliegender Strahleneinwirkung erzeugt, wie es in 4 gezeigt ist. Bei einer Ausführungsform haben die Bereiche 314 des Fotolacks 302, die eine zwischenliegende Strahleneinwirkung 305 erfahren haben, eine Säurekonzentration zwischen dem oberen Schwellenwert der Säurekonzentration und dem unteren Schwellenwert 309 der Säurekonzentration. Die Bereiche 312 mit hoher Strahleneinwirkung werden ausgewählt von dem Substrat entfernt, wobei eine erste Substanz genutzt wird, wie es in weiteren Einzelheiten hiernach mit Bezug auf die 4 beschrieben ist. Die Bereiche 313 der niedrigen Strahleneinwirkung werden ausgewählt von dem Substrat entfernt, indem eine zweite chemische Substanz genutzt wird, wie es in weiteren Einzelheiten hiernach mit Bezug auf 4 beschrieben wird. Die Bereiche 314 mit zwischenliegender Strahleneinwirkung der Strahlung verbleiben auf dem Substrat 301, um eine Struktur zu bilden, die durch die Maske 303 und das Lithografiesystem übertragen wird. Wie es in der 3 gezeigt ist, werden für jedes einzelne Merkmal 310 der Maske zwei Merkmale des Fotolacks (Bereiche 314) erzeugt, so dass die Menge an Strukturmerkmalen auf dem Substrat verdoppelt wird. Als ein Ergebnis wird der Abstand (”Teilungsmaß”) 310 zwischen der Mitte der Merkmale des Fotolacks (Bereiche 314 der mittleren Einwirkung) zweimal so klein wie der Abstand 310 zwischen den Merkmalen der Maske 303, wie in 3 gezeigt.
4A zeigt einen Fotolack 402, der gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auf einem Substrat 401 abgeschieden worden ist. Bei einer Ausführungsform umfasst das Substrat 401 einen Halbleiter, z. B. ein monokristallines Silizium, Germanium oder irgendeinen anderen Halbleiter. Bei alternativen Ausführungsformen weist das Substrat 401 irgendein Material, um irgendeine integrierte Schaltung, passive (z. B. Kondensatoren, Induktoren) und aktive (z. B. Transistoren, Fotodetektoren, Laser, Dioden) mikroelektronische Baugruppen herzustellen. Das Substrat 401 kann isolierende Materialien umfassen, die solche aktiven und passiven mikroelektronischen Baugruppen von einer leitenden Schicht oder Schichten trennen, die auf ihnen gebildet werden. Bei einer Ausführungsform ist das Substrat 401 ein Substrat aus monokristallinem Silizium (”Si”) vom p-Typ, das eine oder mehrere isolierende Schichten umfasst, z. B. Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, Saphir und weitere isolierende Materialien. Der Fotolack 402 kann auf dem Substrat 401 durch Rotationsbeschichten gebildet werden. Bei einer Ausführungsform wird der Fotolack 402 auf dem Substrat 401 auf die Dicke in dem ungefähren Bereich von 0.001 Mikrometern (”um”) bis 0.5 um gebildet. Das Abscheiden eines Fotolacks auf einem Substrat ist einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet des Herstellens mikroelektronischer Baugruppen bekannt. Als nächstes wird der Fotolack 402 gebacken, um das Fotolackmaterial auf dem Substrat 401 zu verfestigen. Bei einer Ausführungsform wird der Fotolack 402 auf dem Substrat 401 bei einer Temperatur in dem ungefähren Bereich von 90°C bis 180°C über ungefähr 50–120 Sekunden gebacken.
Bei einer Ausführungsform ist der Fotolack 402 ein Positivlack. Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Fotolack 402 ein Negativlack. Bei einer Ausführungsform ist der Fotolack 402 Fotolack für Lithografie mit extremen Ultraviolett (”EUVL”). Bei einer Ausführungsform umfasst der Fotolack 402 Fluorpolymere. Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst der Fotolack 402 siliziumhaltige Polymere. Bei einer Ausführungsform umfasst der Fotolack 402 Hydroxystyrol- und/oder Acrylsäuremonomere, um Säuregruppen zur Verfügung zu stellen. wenn der Fotolack Strahlung ausgesetzt wird. Im Allgemeinen hängt die Wahl des Materials für den Fotolack 402 von einer bestimmten Anwendung bei der Bearbeitung mikroelektronischer Baugruppen ab. Zum Beispiel hängt die Wahl des Materials für den Fotolack 402 von den Durchlässigkeitseigenschaften des Fotolacks bei einer gegebenen Wellenlänge für die Strahlung ab. Bei alternativen Ausführungsformen ist der Fotolack 402 auf eine Wellenlänge der Strahlung optimiert, z. B. 365 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm und 13 nm. Bei einer Ausführungsform ist der Fotolack 402 ein Fotolack für 193 nm, z. B. PARXXX, geliefert von der Sumitomo Chemical Co., Japan, ARXXXJN und ARXXXXJ, geliefert von der JSR Co., Japan. Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Fotolack 402 ein Fotolack für 248 nm, der apex-e von der Rohm and Haas Electronic Materials, USA, früher bekannt als Shipley Co., TOKXXX von der Tokyo Ohka Kogyo (TOK), Co., Japan, enthält. Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Fotolack 402 ein Fotolack für 248 nm und ein Fotolack für 13 nm.
4B ist eine Ansicht ähnlich der 4A, die einen auf einem Substrat abgeschiedenen Fotolack zeigt, der durch eine Maske einer Strahlung ausgesetzt wird. Wie es in der 4B gezeigt ist, hat die Maske 403 undurchlässige Merkmale 410, die es verhindern, dass die Strahlung 407 zum Fotolack 402 durchgelassen wird, und klare Bereiche 404, die die Strahlung zum Fotolack 402 durchlassen. Bei einer Ausführungsform ist die Maske 403 eine EUV-Maske, Typischerweise, da Strahlung im extremen Ultraviolett in fast allen Materialien absorbiert wird, ist eine Maske, die bei der EUVL verwendet wird, eine reflektierende Maske. Die reflektierende Maske reflektiert, um eine Struktur auf den Wafer zu übertragen, die Strahlung in bestimmten Bereichen und absorbiert die Strahlung in anderen Bereichen der Maske. Ein typischer Rohling für eine reflektierende Maske für die EUVL umfasst einen Spiegel, der auf einem Substrat abgeschieden ist, wobei der Spiegel aus abwechselnden Schichten aus Silizium und Molybdän besteht, um das Reflexionsvermögen für das Licht zu maximieren. Der Spiegel für den Maskenrohling für die EUVL ist mit einer Schicht aus einem absorbierenden Material beschicht die EUVL zu erzeugen. Masken für die EUVL sind einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet des Herstellens mikroelektronischer Baugruppen bekannt.
Bei einer Ausführungsform ist die Maske 403 eine binäre Maske oder eine Maske mit Chrom auf Glas. Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Maske 403 eine alternierende Phasenmaske. Die alternierende Phasenmaske hat Bereiche, die geätzt sind, um eine Phasendifferenz von einer halben Wellenlänge zwischen benachbarten Bereichen (Aperturen) der Maske zu erzeugen. Bei noch einer weiteren Ausführungsform ist die Maske 403 eingebettete Phasenmaske (auch als eine gedämpfter Phasenmaske, welche Phasenmaske oder eine Halbton-Phasenmaske bekannt), bei der ein Film verwendet wird, um eine Phasendifferenz von einer halben Wellenlänge ebenso wie eine Durchlässigkeitsdifferenz zwischen Licht, das durch den Film läuft, und Licht, das nur durch die klaren Bereiche auf dem Maskensubstrat läuft, zu erzeugen.
Strahlung (”Licht”) 407 wird von einer Strahlungsquelle eines lithografischen Systems (nicht gezeigt) zur Verfügung gestellt werden, die irgendein Stepper oder ein Scanner sein kann, der dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet des Herstellens mikroelektronischer Baugruppen bekannt ist. Das Lithografiesystem kann irgendeine Art System sein, das zum Beispiel Strahlung mit den Wellenlängen 365 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm und 13 nm verwendet. Die Maske 403 kann zum Beispiel mit normal auftreffendem Licht und mit aus der Achse versetztem Beleuchtungslicht ausgeleuchtet werden, so wie Ringbeleuchtung, Quadrupolbeleuchtung und Dipolbeleuchtung. Diese Verfahren des Ausleuchtens und Belichtens des Fotolacks mit Licht, wobei die Maske verwendet wird, sind einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet des Herstellens mikroelektronischer Baugruppen bekannt.
Wie es in der 4 gezeigt ist, bildet Strahlung 407, die gesendet wird, wobei die Maske 403 verwendet wird, einen oder mehrere Bereiche 405, einen oder mehrere Bereiche 406 und einen oder mehrere Bereiche 408 im Fotolack 402. Wie in der 4A gezeigt, werden Bereiche 406, die undurchlässigen Merkmalen 410 der Maske 403 entsprechen, der Strahlung 407 wenig ausgesetzt, Bereiche 405, die klaren Bereichen 404 der Maske 403 entsprechen, sind der Strahlung 407 stark ausgesetzt, und Bereiche 408, die Kanten undurchlässiger Merkmale 410 der Maske 403 entsprechen, werden der Strahlung 407 in einem zwischenlegenden Maß ausgesetzt. Die Bereiche zwischenlegender Strahleneinwirkung werden durch die Beugung der Strahlung 405 an den Kanten der Merkmale 410 erzeugt. Bei einer Ausführungsform, wenn 100% der einfallenden Strahlung 407 auf den Fotolack 402 durchgelassen wird, wobei die Maske 403 verwendet wird, ist die Strahleneinwirkung des Fotolackes 402 1, wenn 0% der auftreffenden Strahlung 407 zu dem Fotolack 402 durchgelassen wird, ist die Strahleneinwirkung des Fotolackes 402 0. Bei einer Ausführungsform erhalten die Bereiche 405 des Fotolackes mit hoher Strahleneinwirkung ungefähr 0.5 (50%) oder mehr einer auftreffenden Strahlung 407, die Bereiche 406 des Fotolacks mit geringer Strahleneinwirkung erhalten weniger als 0.1 (15%) der auftreffenden Strahlung 407; und die Bereiche 408 des Fotolackes mit zwischenliegender Strahleneinwirkung erhalten zwischen ungefähr 0.15 (15%) bis ungefähr 0.5 (50%) der auftreffenden Strahlung 407. Bei einer Ausführungsform erhöht die starke Strahleneinwirkung mit der Strahlung 407 die Konzentration einer Säure in den Bereichen 405 des Fotolacks 402 auf einen Wert, der höher ist, als ein oberer Schwellenwert für die Säurekonzentration. Der obere Schwellenwert der Konzentration ist ein erster Schwellenwert für die Löslichkeit des Fotolacks 402. Bei einer Ausführungsform, wenn die Konzentration der Säure in Bereichen 405 des Positivlacks 402 auf einen Wert anwächst, der höher ist als der erste Schwellenwert der Löslichkeit des Fotolacks (z. B. ein Schwellenwert der Säurekonzentration), werden die Bereiche 405 des Positivlacks löslich, wenn eine erste chemische Substanz angewendet wird, wie es in weiteren Einzelheiten hiernach beschrieben ist. Bei einer weiteren Ausführungsform, wenn die chemische Konzentration ungeschützter Polymere in den Bereichen 405 des Positivlacks 402 auf einen Wert ansteigt, der höher ist als der erste Schwellenwert der Löslichkeit des Fotolacks (z. B. ein Schwellenwert für die Säurekonzentration), werden die Bereiche 405 des Positivlacks löslich, wenn eine erste chemische Substanz angewendet wird, wie es in weiteren Einzelheiten hiernach beschrieben ist. Bei noch einer weiteren Ausführungsform, wenn die Konzentration der vernetzten Polymere in den Bereichen 405 im Negativlack 402 auf einen Wert anwachst, der höher ist als der erste Schwellenwert der Löslichkeit des Fotolacks, werden die Bereiche 405 des Negativlacks löslich, wenn die erste chemische Substanz angewendet wird, wie es in weiteren Einzelheiten hiernach beschrieben ist. Bei noch einer weiteren Ausführungsform, wenn das mittlere Molekulargewicht der Polymere in den Bereichen 405 im Negativlack 402 auf einen Wert anwächst, der höher ist als der erste Schwellenwert des Löslichkeit des Fotolacks, werden die Bereiche 405 des Negativlacks löslich, wenn die erste chemische Substanz angewendet wird, wie es in weitere Einzelheiten hiernach beschrieben wird.
In den Bereichen 406 des Positivlacks 402 mit zwischenliegender Strahleneinwirkung ist die Konzentration einer Säure und/oder die chemische Konzentration nicht geschützter Polymere geringer als ein unterer Schwellenwert der Löslichkeit des Fotolacks (z. B. ein Schwellenwert der Säurekonzentration). Die Bereiche 406 des Positivlacks werden löslich, wenn eine zweite chemische Substanz angewendet wird, wie es in weiteren Einzelheiten hiernach beschrieben wird. Bei einer weiteren Ausführungsform, wenn die Konzentration an vernetzten Polymeren und/oder das mittlere Molekulargewicht der Polymere in den Bereichen 405 des Negativlacks 402 geringer ist, als der zweite Schwellenwert der Löslichkeit des Fotolacks, werden die Bereiche 405 des Negativlacks löslich, wenn die erste chemische Substanz angewendet wird, wie es in weiteren Einzelheiten hiernach beschrieben ist.
Typischerweise werden der erste Schwellenwert der Löslichkeit und der zweite Schwellenwert der Löslichkeit durch ein Material des Fotolackes festgelegt. Die Bereiche 408 des Fotolackes mit zwischenliegender Strahleneinwirkung haben eine Säurekonzentration zwischen ungefähr dem ersten Schwellenwert der Löslichkeit und dem zweiten Schwellenwert der Löslichkeit. Das heißt, die Bereiche 408 des Fotolacks mit zwischenliegender Strahleneinwirkung sind nicht löslich, wenn die erste chemische Substanz oder die zweite chemische Substanz beim Fotolack 402 angewendet werden. Als nächstes wird der belichtete Fotolack 402 gebacken, um die lichtinduzierten chemischen Veränderungen zu verstärken. Bei einer Ausführungsform wird der belichtete Fotolack 402 bei einer Temperatur in dem ungefähren Bereich von 60°C bis 150°C über ungefähr 50–120 Sekunden gebacken.
4C ist eine Ansicht ähnlich der 4B, nachdem die Bereiche 405 des Fotolacks mit hoher Strahleneinwirkung ausgewählt vom Substrat 401 entfernt worden sind, wobei eine erste chemische Substanz genutzt wird. Bei einer Ausführungsform umfasst die erste chemische Substanz, mit der ausgewählte Bereiche 405 des Positivlacks 402 entfernt werden, eine Base, z. B. Alkali, Amine. Bei einer Ausführungsform umfasst die erste chemische Substanz, mit der ausgewählte Bereiche 405 des Positivlacks 402 entfernt werden, Tetramethylammoniumhydroxid (”TMAH”). Bei einer Ausführungsform wird ein Wafer, der Positivlack 402 auf dem Substrat 401 enthält, in eine Entwicklerlösung eingetaucht, welche die erste chemische Substanz enthält, um lösliche Bereiche 405 zu entfernen, und dann ausgetrocknet. Das Entwickeln des Fotolacks 402 in der Entwicklerlösung, um lösliche Bereiche zu entfernen, ist einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet des Herstellens mikroelektronischer Bauteile bekannt. Bei einer Ausführungsform wird EUV-Positivlack 402, der auf dem Halbleitersubstrat 401 gebildet ist, in flüssiger Entwicklerlösung entwickelt, z. B. Tetramethylammoniumhydroxid (”TMAH”) und dergleichen, zwischen ungefähr 50 Sekunden und 100 Sekunden bei Zimmertemperatur und -druck, um ausgewählt Bereiche 405 mit hoher Säurekonzentration zu entfernen. Wie es in der 4C gezeigt ist, verbleiben die Bereiche 406 mit geringer Strahleneinwirkung und die Bereiche 408 mit zwischenliegender Strahleneinwirkung auf dem Substrat 408, nachdem der Fotolack 402 unter Verwendung der ersten chemischen Substanz entwickelt worden ist.
4D ist eine Ansicht ähnlich der 4C, nachdem die Bereiche 406 des Fotolacks mit geringer Strahleneinwirkung ausgewählt vom Substrat 401 entfernt worden sind, wobei eine zweite chemische Substanz verwendet worden ist. Bei einer Ausführungsform ist die zweite chemische Substanz, mit der ausgewählt die Bereiche 406 des Positivlacks 402 vom Substrat 401 entfernt werden, eine superkritische Lösung (”Fluid”), z. B. eine superkritische CO₂-Lösung (”sk CO₂”) und dergleichen. Superkritische Fluide haben einzigartige Eigenschaften, so wie ein hohes Diffusionsvermögen, das dem von Gasen vergleichbar ist, flüssigkeitsähnliche Dichten, die gesteuert werden können, indem Druck- und Temperaturbedingungen geändert werden. Im Allgemeinen umfasst das Entwickeln in einer superkritischen Lösung das Anordnen des Fotolackes in einer Hochdruckkammer mit einem superkritischen Fluid, wobei der Druck und die Temperatur so eingestellt werden, dass das beste Leistungsverhalten erreicht wird. Die superkritischen Fluide können weitere Materialien enthalten, um den Entwicklungsprozess zu verbessern. Zum Beispiel können sk CO₂-Lösungen mit CO₂ kompatible Salz(”CCS” – CO₂ Compatible Salts)-Komplexe enthalten. Mit CO₂ kompatible Salzkomplexe sind zum Beispiel alle Ammoniumsalze der allgemeinen Formel L₃MeN⁺X^–, wobei wenigstens ein L mit CO₂ kompatible Gruppen enthält, so wie Siloxan- oder Fluoralkylgruppen, R ein kurzkettiger (C₆ oder geringer) Kohlenwasserstoff ist und X ein Anion ist, das aus der Gruppe aus Jodiden, Hydroxiden und Carboxylaten ausgewählt ist. Bei einer Ausführungsform ist der CCS-Komplex L₃MeN⁺C^– (A), der nicht symmetrisches Kation und ein Carboxylat-Anion umfasst. Weitere Materialien neben Salzen, z. B. Ethanol, können mit dem CO₂ gemischt werden. Bei einer Ausführungsform wird ein Wafer, der Fotolack 402 auf einen Substrat 401 enthält, in eine Entwicklerkammer (nicht gezeigt) für Fotolack gebracht. Die Entwicklerkammer für Fotolack wird unter Druck gesetzt. Im Allgemeinen kann man durch Ändern des Druckes in der Kammer den Typ und die Menge der Gase steuern, die in die Kammer eintreten. Ein Gas z. B. Kohlendioxid, tritt in die Kammer unter dem Druck ein. Um chemische Reaktionen während des Entwicklungsprozesses zu katalysieren, können dem Gas weitere Materialien, z. B. mit CO₂ kompatible Salze, beigefügt werden. Diese Materialien können in die Kammer vor oder zusammen mit dem Gas eingebracht werden. Bei einer Ausführungsform wird der Positivlack 402 auf dem Substrat 401 in superkritischen CO₂-Lösungen entwickelt, wobei mit CO₂ kompatible Salze verwendet werden, um die Bereiche 406 von dem Substrat 401 zu entfernen. Bei einer Ausführungsform werden mit CO₂ kompatible Salze der Kammer, die einen Wafer mit Fotolack 402 auf dem Substrat 401 enthält, unter Umgebungsbedingungen hinzugegeben, dann wird CO₂-Gas unter einem vorbestimmten Druck, z. B. 4000 psi, in die Kammer gebracht. Das CCS löst sich unmittelbar beim Hinzufügen von CO₂ unter einem vorbestimmten Druck, so dass sich eine superkritische CO₂-Lösung bildet. Bei einer Ausführungsform ist die Konzentration an CCS im CO₂ zwischen ungefähr 1 Millimol (”mM”) bis ungefähr 20 mM. Typischerweise verhält sich die superkritische CO₂-Lösung während des Entwickelns des Fotolacks 402, um die Bereiche 406 zu entfernen, wie eine Flüssigkeit. Nach dem Entwickeln des Fotolacks 402 über eine vorbestimmte Zeit, z. B. drei Minuten, wird die superkritische CO₂-Lösung entlastet, so dass sie wieder zu einem CO₂-Gas wird. Die Kammer wird mit reinem CO₂ geflutet, um die Produkte der chemischen Wechselwirkungen zwischen dem Fotolack 402 und dem sk CO₂ von dem Substrat 401 zu beseitigen. Bei einer Ausführungsform wird das Entwickeln des Positivlacks 402, um die Bereiche 406 von dem Substrat 401 aus monokristallinem Silizium zu entfernen, in superkritischen CO₂-Lösungen unter Verwendung von mit CO₂ kompatiblen Salzen durchgeführt. wenn der Druck in der Kammer in dem ungefähren Bereich von 2000 psi bis 8000 psi liegt und die Temperatur in dem ungefähren Bereich von 40°C bis 100°C ist. Die Entwicklungszeit kann ungefähr einer Minute bis ungefähr 10 Minuten betragen. Bei einer weiteren Ausführungsform wird das Entwickeln des Positivlacks 402, um die Bereiche 406 von dem Substrat 401 aus monokristallinem Silizium in superkritischen CO₂-Lösungen zu entfernen, wobei mit CO₂ kompatible Salze verwendet werden, über ungefähr drei Minuten ausgeführt, wenn der Druck in der Kammer ungefähr 4000 psi beträgt und die Temperatur ungefähr 50°C ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die erste chemische Substanz, mit der die Bereiche 405 hoher Strahleneinwirkung des Negativlacks 402 entfernt werden, eine sk CO₂-Lösung. Die sk CO₂-Lösung, die mit CO₂ kompatible Salze enthält, kann bei dem Negativlack in einer ähnlichen Weise angewendet werden, die oben mit Bezug auf den Positivlack beschrieben worden ist. Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die zweite chemische Substanz, die ausgewählt die Bereiche 406 mit geringer Strahleneinwirkung des Negativlacks 402 entfernt werden sollen, eine Base, z. B. Alkali, Amine. Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die zweite chemische Substanz, mit der die Bereiche 406 mit geringer Strahleneinwirkung des Negativlacks 402 entfernt werden, TMAH. Das Entwickeln der Bereiche des Negativlacks mit geringer Strahleneinwirkung ist einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet des Herstellens mikroelektronischer Baugruppen bekannt.
Wie in der 4D gezeigt, werden die Bereiche des Fotolacks mit hoher Strahleneinwirkung und die Bereiche des Fotolacks mit niedriger Strahleneinwirkung ausgewählt entfernt, so dass nur Bereiche 407 des Fotolacks mit zwischenliegender Strahleneinwirkung auf dem Substrat 401 verbleiben.
Da ein Bild jedes Merkmals der Maske zwei Übergangsbereiche hat, die von einer niedrigen zu einer hohen Lichtintensität gehen, würde das sich ergebende Lackmuster die doppelte Anzahl von Merkmalen haben, wie das Muster der Maske. Wie in der 4D gezeigt, werden für jedes einzelne Überstreichen der Lichtintensität zwischen undurchlässigen Merkmalen 410 und klaren Bereichen 404 der Maske 403 zwei Merkmale des Fotolacks (Bereiche 407) erzeugt.
Das Teilungsmaß 412 zwischen den Bereichen 407 ist wenigstens zweimal geringer als das Teilungsmaß 410 zwischen den Merkmalen 410 der Maske 403, wie in 4D gezeigt. Bei einer Ausführungsform ist das Teilungsmaß 412 zwischen den Bereichen 407 zwischenliegender Lichtintensität in dem ungefähren Bereich von 5 nm bis 30 nm. Die Reihenfolge dieser zwei Entwicklungsprozesse, um ausgewählte Bereiche 405 mit hoher Strahleneinwirkung zu entfernen, wobei die erste chemische Substanz verwendet, und um ausgewählte Bereiche 406 mit geringer Strahleneinwirkung zu entfernen, wobei die zweite Chemikalie verwendet wird, wie es oben mit Bezug auf die 4C und 4D beschrieben worden ist, könnte gewechselt werden, ohne das sich ergebende Muster zu ändern. Bei einer Ausführungsform werden die Bereiche 405 hoher Strahleneinwirkung ausgewählt von dem Substrat 401 entfernt, bevor die Bereiche 406 mit geringer Strahleneinwirkung von dem Substrat 401 entfernt werden. Bei einer weiteren Ausführungsform werden die Bereiche 405 mit hoher Strahleneinwirkung ausgewählt von dem Substrat 401 entfernt, nachdem die Bereiche 406 mit geringer Strahleneinwirkung vom Substrat 401 entfernt werden.
Die 5A–5B zeigen eine Ausführungsform des Bildens von Merkmalen der Struktur mit einer Vielzahl von Größen. 5A zeigt das Erstellen eines Bildes mit einer zwischenliegenden Intensität auf einem Fotolack auf einem Substrat, wobei eine Maske mit einem Merkmal zwischenliegender Durchlässigkeit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird. Wie es in der 5A gezeigt ist, hat die Maske 503 undurchlässige Merkmale 504, klare Bereiche 505 und ein Merkmal zwischenliegender Durchlässigkeit 506 zwischen den klaren Bereichen 505. Ein Profil 510 der Strahleneinwirkung, die in dem Fotolack 502 auf dem Substrat 501 durch die Maske 503 erzeugt wird, und die Strahlung 520 des Lithografiesystems sind in der 5A gezeigt. Bereiche 507 des Positivlacks 502, die den klaren Bereichen 505 entsprechen, welche der hohen Strahleneinwirkung entsprechen, haben eine höhere Säurekonzentration und/oder chemische Konzentration an ungeschützten Polymeren als ein erster Schwellenwert 512, wie es in 5A gezeigt ist. Bereiche 508 des Positivlacks 502, die undurchlässigen Merkmalen 504 entsprechen, welche eine geringe Strahleneinwirkung haben, haben eine Säurekonzentration und/oder chemische Konzentration an ungeschützten Polymeren, die geringer ist als ein zweiter Schwellenwert 511, wie es in 5A gezeigt. Bereiche 509 des Fotolacks 502, die Kanten der nicht durchlässigen Merkmale 504 entsprechen, und Bereiche 513 des Fotolacks 502, die dem Merkmal 506 der zwischenlegenden Durchlässigkeit entsprechen, haben eine zwischenliegende Strahleneinwirkung und eine Säurekonzentration und/oder eine chemische Konzentration ungeschützter Polymere zwischen dem ersten Schwellenwert 512 und dem zweiten Schwellenwert 511, wie es in der 5A gezeigt ist. Der erste und der zweite Schwellenwert 512 und 511 sind mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Merkmal 506 mit zwischenliegender Durchlässigkeit der Maske ein Material, das nur einen Teil der auftreffenden Strahlung 520 durchlässt, so dass die Strahleneinwirkung des Bereichs 513 zwischen ungefähr 0.15 bis ungefähr 0.5 der auftreffenden Strahlung 520 liegt. Derartige Materialien sind einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet des Herstellens mikroelektronischer Baugruppen bekannt. Bei einer Ausführungsform empfangen Bereiche 507 des Fotolacks mit hoher Strahleneinwirkung ungefähr 0.5 oder mehr einer auftreffenden Strahlung 520, die Bereiche 508 des Fotolacks mit niedriger Strahleneinwirkung empfangen weniger als 0.15 der auftreffenden Strahlung 520; und die Bereiche 509 und 513 mit zwischenliegender Strahleneinwirkung empfangen zwischen ungefähr 0.15 bis ungefähr 0.5 der auf auftreffenden Strahlung 520. Als nächstes wird der belichtete Fotolack 502 gebacken, um die lichtinduzierten chemischen Änderungen zu verstärken, wie es oben mit Bezug auf die 3–4 beschrieben worden ist.
5B ist eine Ansicht ähnlich der 5A, nachdem die belichteten Bereiche 507 des Fotolacks mit hoher Strahleneinwirkung von dem Substrat 501 ausgewählt entfernt worden sind, wobei die erste chemische Substanz verwendet worden ist, und die Bereiche 508 des belichteten Fotolacks mit niedriger Strahleneinwirkung von dem Substrat 504 entfernt worden sind, wobei die zweite Substanz verwendet worden ist, wie es oben mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben ist. Wie es in der 5B gezeigt ist, werden Merkmale der Struktur auf dem Substrat 501 in Bereichen 509 mit zwischenliegender Strahleneinwirkung durch Beugung der Strahlung an den Kanten der Merkmale 504 der Maske erzeugt, wie es oben mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben ist, während das große Merkmal auf dem Substrat 501 von dem Bereich 513 mit zwischenliegender Strahleneinwirkung erzeugt wird, der durch das Merkmal 506 der Maske mit zwischenliegender Durchlässigkeit erzeugt worden ist. Somit können Lackmerkmale mit einer Vielzahl von Größen auf dem Substrat 501 strukturiert werden.
Wie es in der 5B gezeigt ist, ist das Teilungsmaß 514 zwischen den Bereichen 509 wenigstens zweimal kleiner als das Teilungsmaß 516 zwischen den Merkmalen 504. Bei einer Ausführungsform liegt das Teilungsmaß 514 zwischen ungefähr 20 nm bis ungefähr 80 nm. Bei einer Ausführungsform wird die Größe 517 des Bereichs 513 moduliert wird, indem die Größe 519 des Merkmals 506 mit zwischenliegender Durchlässigkeit der Maske 503 variiert wird. Bei einer Ausführungsform ist die Größe 518 der Bereiche 509 kleiner als 30 nm, und die Größe 517 des Bereichs 513 beträgt wenigstens 40 nm.
Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet des Herstellens mikroelektronischer Baugruppen wird verstehen, dass das oben mit Bezug auf die 5A–5B beschriebene Verfahren in einer ähnlichen Weise mit einem Negativlack verwendet werden kann, wobei die erste chemische Substanz und die zweite chemische Substanz eingesetzt werden, wie es oben mit Bezug auf die 4 beschrieben worden ist.
Die 6A–6B zeigen eine weitere Ausführungsform des Bildens von Merkmalen einer Struktur mit einer Vielzahl von Größen. 6A zeigt das Erzeugen eines Bildes mit einer zwischenliegenden Intensität auf einem Fotolack auf einem Substrat, wobei eine Maske mit einem Merkmal mit zwischenliegender Durchlässigkeit gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet wird. Wie es in der 5A gezeigt ist, hat die Maske 603 ein undurchlässiges Merkmal 604, klare Bereich 605 und einen Bereich 606 mit zwischenliegender Durchlässigkeit zwischen den undurchlässigen Merkmalen 604. Ein Profil 610 der Strahleneinwirkung und der Säurekonzentration, die in dem Fotolack 602 auf dem Substrat 601 durch die Maske 603 erzeugt worden sind, und die Strahlung 620 des Lithografiesystems sind in der 6A gezeigt. Die Bereiche 607 des Positivlacks 602, die den klaren Bereichen 605 entsprechen, welche der hohen Strahleneinwirkung entsprechen, haben eine höhere Säurekonzentration und/oder chemische Konzentration an ungeschützten Polymeren als ein erster Schwellenwert 612, wie es in der 6A gezeigt ist. Die Bereiche 608 des Positivlacks 602, die den undurchlässigen Merkmalen 604 entsprechen, welche eine geringe Strahleneinwirkung haben, haben eine Säurekonzentration und/oder chemische Konzentration an ungeschützten Polymeren, die kleiner ist als ein zweiter Schwellenwert 611 der Säurekonzentration, wie es in 6A gezeigt ist. Die Bereiche 609 des Positivlacks 602, die Kanten der undurchlässigen Merkmale 604 entsprechen, und der Bereich 613 des Fotolacks 602, der dem Merkmal 606 mit zwischenliegender Durchlässigkeit entspricht, haben eine zwischenliegende Strahleneinwirkung und haben eine Säurekonzentration und/oder chemische Konzentration an ungeschützten Polymeren zwischen dem ersten Schwellenwert 612 und dem zweiten Schwellenwert 611, wie es in 6A gezeigt ist. Der erste und der zweite Schwellenwert 612 und 611 sind mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben.
Wie es in der 6A gezeigt ist, wird eine zwischenliegende Strahleneinwirkung in den Bereichen 609 durch Beugung der Strahlung 620 an den Kanten der Merkmale 604 der Maske und im Bereich 613 durch das Merkmal 606 der Maske mit zwischenliegender Durchlässigkeit erzeugt. Bei einer Ausführungsform umfasst das Merkmal 606 der Maske mit zwischenliegender Durchlässigkeit ein Material, das nur einen Teil der auftreffenden Strahlung 620 durchlässt, so dass die Strahleneinwirkung des Bereiches 613 zwischen ungefähr 0.15 bis ungefähr 0.5 der auftreffenden Strahlung 620 ist. Derartige Materialien sind einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet des Herstellens mikroelektronischer Baugruppen bekannt. Bei einer Ausführungsform empfangen die Bereiche 607 des Fotolacks mit hoher Strahleneinwirkung ungefähr 0.5 oder mehr einer auftreffenden Strahlung 620, die Bereiche 608 des Fotolacks mit niedriger Strahleneinwirkung empfangen weniger als 0.15 der auftreffenden Strahlung 620; und die Bereiche 609 und 613 des Fotolacks mit zwischenliegender Strahleneinwirkung empfangen zwischen ungefähr 0.15 bis ungefähr 0.5 der auftreffenden Strahlung 620. Als nächstes wird der belichtete Fotolack 602 gebacken, um die lichtinduzierten chemischen Änderungen zu verstärken, wie es oben mit Bezug auf die 3–4 beschrieben ist.
6B ist eine Ansicht ähnlich der 6A, nachdem ausgewählt belichtete Bereiche 607 des Fotolacks mit hoher Strahleneinwirkung von dem Substrat 601 entfernt worden sind, wobei die erste chemische Substanz verwendet wurde, und ausgewählt belichtete Bereiche 602 des Fotolacks mit niedriger Strahleneinwirkung von dem Substrat 601 entfernt worden sind, wobei die zweite chemische Substanz verwendet wurde, wie es oben mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben ist. Wie es in der 6B gezeigt ist, werden Merkmale der Struktur auf dem Substrat 601 von den Bereichen 609 mit zwischenliegender Strahleneinwirkung durch Beugung der Strahlung an den Kanten der Merkmale 604 der Maske erzeugt, wie es oben mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben ist, während das große Merkmal auf dem Substrat 601 von dem Bereich 613 mit zwischenliegender Strahleneinwirkung erzeugt wird, das durch das Merkmal 606 der Maske mit zwischenliegender Durchlässigkeit erzeugt worden ist. Somit können Lackmerkmale mit einer Vielzahl von Größen auf dem Substrat 601 strukturiert werden. Die Größe 617 des Bereiches 613 kann moduliert werden, indem die Größe 619 des Merkmals 606 der Maske mit zwischenliegender Durchlässigkeit variiert wird. Bei einer Ausführungsform ist die Größe 618 der Bereiche 609 kleiner als 30 nm und die Größe 617 des Bereichs 613 beträgt wenigstens 40 nm.
Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet des Herstellens mikroelektronischer Baugruppen wird verstehen, dass das oben mit Bezug auf die 6A–6B beschriebene Verfahren in einer ähnlichen Weise mit einem Negativlack verwendet werden kann, wobei die erste chemische Substanz und die zweite chemische Substanz eingesetzt werden, wie es oben mit Bezug auf die 4 beschrieben ist.
Die 7A–7B zeigen noch eine weitere Ausbildungsform des Bildens von Merkmalen einer Struktur mit einer Vielzahl von Größen. 7A zeigt das Erzeugen eines Bildes mit einer zwischenliegenden Intensität auf einem Fotolack auf einem Substrat gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Wie es in der 7A gezeigt ist, hat eine Maske 703 undurchlässige Merkmale 704, klare Bereiche 705 und ein undurchlässiges Merkmal 706, das zwischen den klaren Bereichen 705 angeordnet ist. Das undurchlässige Merkmal 706 hat eine Breite 717, die klein genug ist, um für eine zwischenliegende Strahleneinwirkung des Bereiches 713 des Fotolacks 702 durch Beugung der Strahlung 720 an den Kanten des Merkmals 706 zu sorgen. Ein Profil 710 der Strahleneinwirkung und der Säurekonzentration und/oder der chemischen Konzentration von ungeschützten Polymeren, die in dem Fotolack 702 auf dem Substrat 701 durch die Maske 703 erzeugt werden, und der Strahlung 720 eines Lithografiesystems sind in der 7A gezeigt. Die Bereiche 707 des Fotolacks 702, die den klaren Bereichen 705 entsprechen, welche eine hohe Strahleneinwirkung empfangen, haben eine höhere Säurekonzentration und/oder chemische Konzentration an ungeschützten Polymeren als der erste Schwellenwert 702, wie es in 7A gezeigt ist. Die Bereiche 708 des Fotolacks 702, die undurchlässigen Merkmalen 704 entsprechen, welche eine niedrige Strahleneinwirkung empfangen, haben eine Säurekonzentration und/oder chemische Konzentration an ungeschützte Polymeren, die geringer ist als der zweite Schwellenwert 711, wie es in der 7A gezeigt ist. Die Bereiche 709 des Fotolacks 702, die den Kanten der undurchlässigen Merkmale 704 entsprechen, und der Bereich 713 des Fotolacks 702, der dem undurchlässigen Merkmal 707 entspricht, empfangen eine zwischenliegende Strahleneinwirkung und haben eine Säurekonzentration und/oder chemische Konzentration an ungeschützten Polymeren zwischen dem ersten Schwellenwert 712 und dem zweiten Schwellenwert 711 der Konzentration, wie es in 7A gezeigt ist. Der erste und der zweite Schwellenwert 712 und 711 sind mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben. Wie es in der 7A gezeigt ist, wird die zwischenliegende Strahleneinwirkung in den Bereichen 709 und 713 durch Beugung der Strahlung 720 an den Merkmalen 704 der Kanten der Maske bzw. an den Kanten der Merkmale 706 der Maske erzeugt. Bei einer Ausführungsform empfangen die Bereiche 707 des Fotolacks mit hoher Strahleneinwirkung ungefähr 0.5 oder mehr einer auftreffenden Strahlung 720, die Bereiche 708 des Fotolacks mit geringer Strahleneinwirkung empfangen weniger als 0.15 der auftreffenden Strahlung 720; und die Bereiche 709 und 713 des Fotolacks mit zwischenliegender Strahleneinwirkung empfangen zwischen ungefähr 0.15 bis ungefähr 0.5 der auftreffenden Strahlung 720. Als nächstes wird der belichtete Fotolack 702 gebacken, um die lichtinduzierten chemischen Änderungen zu verbessern, wie es oben mit Bezug auf die 3–4 beschrieben ist.
7B ist eine Ansicht ähnlich der 7A, nachdem belichtete Bereiche 707 des Fotolacks mit hoher Strahleneinwirkung von dem Substrat 701 ausgewählt entfernt worden sind, wobei die erste chemische Substanz verwendet wurde, und belichtete Bereiche 708 des Fotolacks mit niedriger Strahleneinwirkung von dem Substrat 701 ausgewählt entfernt worden sind, wobei die zweite chemische Substanz verwendet wurde, wie es oben mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben ist. Wie es in der 7B gezeigt ist, werden Merkmale der Struktur auf dem Substrat 701 von den Bereichen 719 und 713 mit zwischenliegender Strahleneinwirkung durch Beugung der Strahlung an den Kanten der Merkmale 704 bzw. 706 der Maske erzeugt. Wie es in der 7B gezeigt ist, ist das Teilungsmaß 714 zwischen den Bereichen 709 wenigstens zweimal kleiner als das Teilungsmaß 716 zwischen den Merkmalen 704. Bei einer Ausführungsform liegt das Teilungsmaß 714 zwischen ungefähr 20 nm bis ungefähr 80 nm. Bei einer Ausführungsform wird die Größe 718 des Bereichs 713 moduliert, indem die Größe 707 des undurchlässigen Merkmals 706 variiert wird.
Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet des Herstellens mikroelektronischer Baugruppen wird verstehen, dass das Verfahren, das oben mit Bezug auf die 7A–7B beschrieben worden ist, in ähnlicher Weise mit einem Negativlack verwendet werden kann, wobei die erste chemische Substanz und die zweite chemische Substanz eingesetzt werden, wie es oben mit Bezug auf die 4 beschrieben ist.
Die 8A–8B zeigen noch eine weitere Ausführungsform des Bildens von Merkmalen einer Struktur mit einer Vielzahl von Größen. Die 8A zeigt das Erzeugen eines Bildes mit einer mittleren Intensität auf einem Fotolack auf einem Substrat gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Wie es in der 8A gezeigt ist, hat eine Maske 803 undurchlässige Bereiche 804, ein klares Merkmal 805 und ein klares Merkmal 806, das zwischen die undurchlässigen Bereiche 804 gebracht ist. Das klare Merkmal 806 hat eine Breite 817, die klein genug ist, dass sie bei dem Bereich 813 des Fotolacks 802 für eine zwischenliegende Strahleneinwirkung durch Beugung der Strahlung 820 an den Kanten des Merkmals 806 sorgt. Ein Profil 810 der Strahleneinwirkung und der Säurekonzentration und/oder der chemischen Konzentration an ungeschützten Polymeren, die in dem Fotolack 802 auf dem Substrat 801 durch die Maske 803 erzeugt werden, und die Strahlung 820 eines Lithografiesystems sind in der 8A gezeigt. Ein Bereich 807 des Fotolacks 802, der dem klaren Merkmal 805 entspricht, der eine hohe Strahleneinwirkung empfängt, hat eine höhere Säurekonzentration und/oder chemische Konzentration an ungeschützten Polymeren als ein erster Schwellenwert 812, wie es in der 8 gezeigt ist. Bereiche 808 des Fotolacks 802, die den undurchlässigen Bereichen 804 entsprechen, welche eine niedrige Strahleneinwirkung empfangen, haben eine Säurekonzentration und/oder chemische Konzentration an ungeschützten Polymeren, die geringer ist als der zweite Schwellenwert 811, wie es in der 8A gezeigt ist. Bereiche 809 des Fotolacks 802, die den Kannten der undurchlässigen Bereiche 804 entsprechen, und ein Bereich 813 des Fotolacks 802, der dem klaren Merkmal 806 entspricht, haben eine zwischenliegende Strahleneinwirkung und haben eine Säurekonzentration und/oder chemische Konzentration an ungeschützten Polymeren zwischen dem ersten Schwellenwert 812 und dem zweiten Schwellenwert 811, wie es in der 8A gezeigt ist. Der erste und der zweite Schwellenwert 812 und 811 sind mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben. Wie es in der 8A gezeigt ist, wird die zwischenliegende Strahleneinwirkung in den Bereichen 809 und 813 durch Beugung der Strahlung 820 an den Kanten des Merkmals 804 der Maske und an den Kanten des Merkmals 806 der Maske erzeugt. Bei einer Ausführungsform empfängt der Bereich 807 des Fotolacks mit hoher Strahleneinwirkung ungefähr 0.5 oder mehr einer auftreffenden Strahlung 820, die Bereiche 808 des Fotolacks mit niedriger Strahleneinwirkung empfangen weniger als 0.15 der auftreffenden Strahlung 820; und die Bereiche 809 und 813 des Fotolacks mit zwischenliegender Strahleneinwirkung empfangen zwischen ungefähr 0.15 bis ungefähr 0.5 der auftreffenden Strahlung 820. Als nächstes wird der belichtete Fotolack 802 gebacken, um die lichtinduzierten chemischen Änderungen zu verstärken, wie es oben mit Bezug auf die 3–4 beschrieben ist.
8B ist eine Ansicht ähnlich der 8A, nachdem ausgewählt die belichteten Bereiche 807 des Fotolacks mit hoher Strahleneinwirkung von dem Substrat 801 entfernt worden sind, wobei die erste chemische Substanz verwendet wurde, und ausgewählt die belichteten Bereiche 808 des Fotolacks mit niedriger Strahleneinwirkung von dem Substrat 801 entfernt worden sind, wobei die zweite chemische Substanz verwendet wurde, wie es oben mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben ist. Wie es in der 8B gezeigt ist, werden Merkmale einer Struktur auf dem Substrat 801 von den Bereichen 809 und 813 mit zwischenliegender Strahleneinwirkung durch Beugung der Strahlung an den Kanten der Merkmale 804 bzw. 806 der Maske erzeugt. Die Größe 818 des Bereichs 813 kann moduliert werden, indem die Größe 817 des klaren Merkmals 806 variiert wird.
Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet des Herstellen mikroelektronischer Baugruppen wird verstehen, dass das oben mit Bezug auf die 8A–8B beschriebene Verfahren in einer ähnlichen Weise mit einem Negativlack verwendet werden kann, wobei die erste chemische Substanz und die zweite chemische Substanz verwendet werden, wie es oben mit Bezug auf die 4 beschrieben ist.
Die 9A–9E zeigen eine Ausführungsform eines Verfahrens des Einsetzens einer zweiten Lackbelichtung vor den Entwicklungsprozessen, um restliche Bereiche des Fotolacks zu entfernen. 9A zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Fotolacks 902, der auf einem Substrat (nicht gezeigt) abgeschieden worden ist, wie es oben mit Bezug auf die 3–7 beschrieben ist. 9B ist eine Ansicht ähnlich der 9A, die eine Maske 901 zeigt, welche über den Fotolack 902 gebracht ist, wie es oben mit Bezug auf die 3–7 beschrieben ist. Der Fotolack 902 wird der Strahlung (nicht gezeigt) ausgesetzt, wobei die Maske 901 verwendet wird, welche undurchlässige Merkmale 904 und klare Bereiche 903 umfasst, um Bereiche mit hoher Strahleneinwirkung, mit niedriger Strahleneinwirkung und mit zwischenliegender Strahleneinwirkung zu erzeugen, wie es oben mit Bezug auf die 3–7 beschrieben ist.
9C ist eine Ansicht ähnlich der 9B nach dem Belichten des Fotolacks 902 mit der Strahlung, wobei die Maske 901 verwendet wird. Wie es in der 9C gezeigt ist, hat der Fotolack 902 Bereiche 905 mit zwischenliegender Strahleneinwirkung. Wie es in der 9C gezeigt ist, umfassen die Bereich 905 zwischenliegender Strahleneinwirkung unerwünschte restliche Bereiche 913 des Fotolacks mit zwischenliegender Strahleneinwirkung, die sich an den Kanten langer Bereiche 914 (Merkmale der Struktur) mit zwischenliegender Strahleneinwirkung befinden. Die Bereiche 913 rühren aus der Beugung der Strahlung an den Kanten der Merkmale 904 der Maske 901 her.
9D ist eine Ansicht ähnlich der 9C, die das Belichten der restlichen Bereiche 913 mit zwischenliegender Strahleneinwirkung mit zusätzlicher Strahlung durch eine weitere Maske 906 veranschaulicht. Die Maske 906 hat klare Merkmale 907, um die restlichen Bereiche 913 der zusätzlichen Strahlung auszusetzen. Das Belichten der restlichen Bereiche 913 mit der zusätzlichen Strahlung durch die klaren Merkmale 907 wandelt die Bereiche 913 in Bereiche mit hoher Strahleneinwirkung um, die eine Säurekonzentration haben, die höher liegt als der obere Schwellenwert der Säurekonzentration, wie es oben mit Bezug auf die 3–7 beschrieben ist. Nach dem Belichten des Fotolacks 902 mit der Strahlung, wobei die Maske 901 und die Maske 906 verwendet werden, wird der Fotolack 902 gebacken, um die lichtinduzierten chemischen Änderungen zu verstärken, wie es oben mit Bezug auf die 3–4 beschrieben ist.
9E ist eine Ansicht ähnlich der 9D nach dem ausgewählten Entfernen von Bereichen des Fotolacks mit hoher Strahleneinwirkung, wobei die erste chemische Substanz verwendet wird, und nach dem ausgewählten Entfernen von Bereichen des Fotolacks mit niedriger Strahleneinwirkung, wobei die zweite chemische Substanz verwendet wird, während die Bereiche mit zwischenliegender Strahleneinwirkung auf dem Substrat unversehrt belassen werden, wie es oben mit Bezug auf die 3–4 beschrieben ist. Wie es in der 9E gezeigt ist, verbleibt eine Struktur mit einem Teilungsmaß 910, die aus den Bereichen 914 mit zwischenliegender Strahleneinwirkung gebildet ist, auf dem Substrat 920. Das Teilungsmaß 910 der Struktur ist wenigstens zweimal geringer als das Teilungsmaß 911 zwischen den Merkmalen 904 der Maske, wie es in den 9B und 9E gezeigt ist.
In der voranstehenden Beschreibung ist die Erfindung mit Bezug auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden. Es wird offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen an diesen vorgenommen werden können, ohne dass man sich vom breiteren Gedanken und Umfang der Erfindung entfernt, wie er in den folgenden Ansprüchen ausgeführt ist. Die Beschreibung und die Zeichnungen sollen demgemäß in einem veranschaulichenden Sinne anstatt in einem beschränkenden Sinne betrachtet werden.

Claims

Verfahren, das aufweist: Bestrahlen eines Fotolacks (302; 402; 502; 602; 702; 802; 902), der auf einem Substrat (301; 401; 501; 601; 701; 801) gebildet ist, mit einer Strahlung, wobei eine Maske (303; 403; 503; 603; 703; 803; 901) verwendet wird, um einen oder mehrere erste Bereiche (312; 405; 507; 607; 707; 807) des Fotolacks, einen oder mehrere zweite Bereiche (313; 406; 508; 608; 708; 808) des Fotolacks und einen oder mehrere dritte Bereiche (314; 408; 509; 609; 709; 809) des Fotolacks zu bilden; Entfernen des einen oder der mehreren ersten Bereiche (312; 405; 507; 607; 707; 807) des Fotolacks von dem Substrat (301; 401; 501; 601; 701; 801), wobei eine erste chemische Substanz verwendet wird; und Entfernen des einen oder der mehreren zweiten Bereiche (313; 406; 508; 608; 708; 808) des Fotolacks von dem Substrat (301; 401; 501; 601; 701; 801), wobei eine zweite chemische Substanz verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die dritten Bereiche (314; 408; 509; 609; 709; 809) des Fotolacks auf dem Substrat (301; 401; 501; 601; 701; 801) verbleiben, während die ersten Bereiche (312; 405; 507; 607; 707; 807) des Fotolacks entfernt werden und die zweiten Bereiche (313; 406; 508; 608; 708; 808) des Fotolacks entfernt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erste chemische Substanz eine Base umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die zweite chemische Substanz eine superkritische Lösung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Fotolack (302; 402; 502; 602; 702; 802; 902) ein Positivlack ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Fotolack (302; 402; 502; 602; 702; 802; 902) ein Negativlack ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die ersten Bereiche (312; 405; 507; 607; 707; 807) des Fotolacks wenigstens 50% der Strahlung ausgesetzt werden, die zweiten Bereiche (313; 406; 508; 608; 708; 808) des Fotolacks weniger als 15% der Strahlung ausgesetzt werden und die dritten Bereiche (314; 408; 509; 609; 709; 809) des Fotolacks zwischen 15% und 50% der Strahlung ausgesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ersten Bereiche (312; 405; 507; 607; 707; 807) des Fotolacks eine Säurekonzentration haben, die höher ist als ein oberer Schwellenwert der Säurekonzentration, die zweiten Bereiche (313; 406; 508; 608; 708; 808) des Fotolacks eine Säurekonzentration haben, die kleiner ist als ein unterer Schwellenwert der Säurekonzentration, und die dritten Bereiche (314; 408; 509; 609; 709; 809) des Fotolacks eine Säurekonzentration zwischen dem oberen Schwellenwert der Säurekonzentration und dem unteren Schwellenwert der Säurekonzentration haben.
Verfahren, um Merkmale einer Struktur zu verdoppeln, das aufweist: Bestrahlen eines Fotolacks (302; 402; 502; 602; 702; 802; 902), der auf einem Substrat (301; 401; 501; 601; 701; 801) gebildet ist, mit einer ersten Strahlung durch eine erste Maske, die erste Merkmale und einen Bereich zwischenliegender Durchlässigkeit hat, um erste Bereiche (312; 405; 507; 607; 707; 807) des Fotolacks mit einer hohen Strahleneinwirkung, zweite Bereiche (313; 406; 508; 608; 708; 808) des Fotolacks mit einer niedrigen Strahleneinwirkung und dritte Bereiche (314; 408; 509; 609; 709; 809) des Fotolacks mit einer zwischenliegenden Strahleneinwirkung zu bilden; Entfernen der ersten Bereiche (312; 405; 507; 607; 707; 807) des Fotolacks von dem Substrat (301; 401; 501; 601; 701; 801), wobei eine erste chemische Substanz verwendet wird; und Entfernen der zweiten Bereiche (313; 406; 508; 608; 708; 808) des Fotolacks von dem Substrat (301; 401; 501; 601; 701; 801), wobei eine zweite chemische Substanz verwendet wird, während die dritten Bereiche (314; 408; 509; 609; 709; 809) des Fotolacks auf dem Substrat verbleiben, um eine erste Struktur mit zweiten Merkmalen zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem eine Menge der zweiten Merkmale wenigstens zweimal größer ist als die Menge der ersten Merkmale.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die erste chemische Substanz eine Base umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die zweite chemische Subtanz eine superkritische Lösung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, das weiter aufweist Modulieren einer ersten Größe wenigstens eines der dritten Bereiche (314; 408; 509; 609; 709; 809) durch Modulieren einer zweiten Größe des Bereichs mit zwischenliegender Durchlässigkeit.
Verfahren nach Anspruch 10, das weiter aufweist Bestrahlen des Fotolacks (302; 402; 502; 602; 702; 802; 902) mit einer zweiten Strahlung durch eine zweite Maske, um eine zweite Struktur in dem Fotolack zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Fotolack ein Positivlack ist.
Verfahren, um das Teilungsmaß einer Struktur zu verkleinern, das aufweist: Bestrahlen eines Fotolacks (302; 402; 502; 602; 702; 802; 902) auf einem Substrat (301; 401; 501; 601; 701; 801) mit einer Strahlung, wobei eine Maske (303; 403; 503; 603; 703; 803; 901) verwendet wird, um einen oder mehrere erste Bereiche (312; 405; 507; 607; 707; 807) des Fotolacks mit einer ersten Säurekonzentration, einen oder mehrere zweite Bereiche (313; 406; 508; 608; 708; 808) des Fotolacks mit einer zweiten Säurekonzentration und einen oder mehrere dritte Bereiche (314; 408; 509; 609; 709; 809) des Fotolacks mit einer dritten Säurekonzentration zu bilden; Entwickeln des Fotolacks (302; 402; 502; 602; 702; 802; 902), wobei eine erste chemische Substanz verwendet wird, um ausgewählt die ersten Bereiche (312; 405; 507; 607; 707; 807) des Fotolacks zu entfernen; Entwickeln des Fotolacks (302; 402; 502; 602; 702; 802; 902), wobei eine zweite chemische Substanz verwendet wird, um ausgewählt die zweiten Bereiche (313; 406; 508; 608; 708; 808) des Fotolacks zu entfernen.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die erste Säurekonzentration höher ist als ein oberer Schwellenwert der Säurekonzentration, die zweite Säurekonzentration geringer ist als ein unterer Schwellenwert der Säurekonzentration und die dritte Säurekonzentration zwischen dem oberen Schwellenwert der Säurekonzentration und dem unteren Schwellenwert der Säurekonzentration liegt.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die ersten Bereiche (312; 405; 507; 607; 707; 807) des Fotolacks wenigstens 50% der Strahlung ausgesetzt werden, die zweiten Bereiche (313; 406; 508; 608; 708; 808) des Fotolacks weniger als 15% der Strahlung ausgesetzt werden und die dritten Bereiche (314; 408; 509; 609; 709; 809) des Fotolacks zwischen 15% und 50% der Strahlung ausgesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die erste chemische Substanz eine Base umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die zweite chemische Substanz eine superkritische Lösung umfasst.