DE2115823C3 - Verfahren zum Herstellen von Mikrostrukturen auf einer Halbleiterscheibe - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von Mikrostrukturen auf einer HalbleiterscheibeInfo
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
- G03F7/7045—Hybrid exposures, i.e. multiple exposures of the same area using different types of exposure apparatus, e.g. combining projection, proximity, direct write, interferometric, UV, x-ray or particle beam
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- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
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Description
40
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Mikrostrukturen auf einer Halbleiterscheibe, bei
dem wiederholt die Strukturen von Masken auf die Halbleiteroberfläche, insbesondere in photoempfindliche
Lackschichten auf der Substratoberfläche, übertra- 4S
gen werden.
Halbleiterbauelemente und integrierte Schaltungen werden in großer Stückzahl aus einer einzigen Halbleiterscheibe
gewonnen. Hierbei wird die allgemein bekannte Planartechnik angewandt, die eine Vielzahl aufeinanderfolgender
Maskierungs-, Ätz- und Diffusionsbzw. Aufdampfprozesse vorsieht. Als Diffusionsmaske
verwendet man in der Regel eine diffusionshemmende Isolierschicht, die entsprechend den einzudiffundieren
den Bereichen strukturiert ist. Die Strukturierung der Isolierschicht, die beispielsweise aus Siliziumdioxyd
oder aus Siliziumnitrid besteht, wird mit Hilfe der bekannten Photolack- und Ätztechnik durchgeführt. Dabei
wird eine auf der Oberfläche der Halbleiterscheibe angeordnete, geschlossene Oxydschicht mit einem Photolack
überzogen, auf den dann die Strukturen einer Maske abgebildet werden. Die Photolackschicht wird
nach der Belichtung entwickelt, wobei je nach der Art des verwendeten Photolacks entweder die belichteten
'oder unbelichteten Bereiche im Entwickler abgelöst werden, während die anderen Lackbereiche gegen eine
die Oxydschicht angreifende Ätzlösung resistent werden. Die noch mit Lack beschichteten Bereiche der
Oxydschicht werden daher in einem nachfolgenden Ätzprozeß nicht von der Ätzlösung angegriffen, während
die frei liegenden Bereiche der Oxydschicht bis zur Halbleiteroberfläche durch das Ätzmittel abgetragen
werdea Auf diese Weise werden in der Oxyd-MaskierungsschJcht
Diffusionsfenster und Kontaktieningsfenster erzeugt Auf die gleiche Weise können aufgedampfte
oder anderweitig aufgebrachte Metallschichten strukturiert werden, so daß beispielsweise auf der
Oberfläche die die einzelnen Bauelemente untereinander verbindenden Leidjahnen entstehen.
Bei der Herstellung von integrierten Schaltungen, Transistoren und Dioden müssen zur Herstellung der
verschiedenen Zonen fan Halbleiterkörper, der Kontakte und Leitbahnen eine Vielzahl derartiger Maskie
rungs- und Ätzprozesse hintereinander ausgeführt werden. Dabei werden immer wieder andere Masken verwendet,
die die jeweils benötigte und abzubildende Struktur enthalten. Zur Herstellung eines bestimmten
Bauelementes oder einer bestimmten integrierten Schaltung benötigt man daher einen ganzen Maskensatz.
Die Belichtung der photoempfindlichen Lackschicht auf dem Substrat kann auf unterschiedliche Weise erfolgen.
Üblich ist das sogenannte Kontaktkopierverfahren, bei dem eine Maske auf die photolackbeschichtete
Substratoberfläche aufgelegt und die Struktur der Maske durch Belichtung in die Lackschicht übertragen
wird.
Ein anderes Verfahren ist unter dem Namen Projektionsmaskierungsverfahren
bekanntgeworden. Hier wird die Maske mit einem hochauflösenden Objektiv in die lichtempfindliche Lackschicht auf dem Substrat
übertragen. Das Projektionsmaskierungsverfahren hat gegenüber dem Kontaktkopierverfahren vor allem den
Vorteil daß die Maske nicht mit dem Substrat und insbesondere der Photolackschicht in Berührung kommt
Bei der Kontaktkopie verkratzt die aufgelegte Maske vielfach den empfindlichen Photolack, was eine beträchtliche
Ausfallsteigerung verursacht
Aus dem genannten Grund wird dem Projektionsmaskierungsverfahren in vielen Fällen der Vorzug gegeben.
Dabei lassen sich allerdings Abbildungsfehler, die durch das Objektiv bedingt sind, nicht vollständig
vermeiden. In der Regel werden alle notwendigen Masken mit dem gleiche·- Objektiv in die Photolackschichten
nacheinandc. übertragen, so daß die gegenseitige Lage aller Strukturen beim fertigen Produkt erhalten
bleibt.
Nun hat es sich aber gezeigt, daß auch Verfahrensschritte vorkommen, bei denen man dem Kontaktkopierverfahren
den Vorzug geben würde. Werden nun aber bei der Herstellung einer integrierten Schaltung
einige Maskierungsschritte mit den vorhandenen Abbildungsfehlern in die zugeordneten Lackschichten
durch Projektionsmaskierung übertragen und wird dann ein Verfahrensschritt durch Kontaktkopie durchgeführt,
wobei die Abbildungsfehler nicht zum Tragen kommen, ist die Divergenz der durch Projektion und
durch Kontaktkopie hergestellten Strukturen so groß, daß die so hergestellten Bauelemente oder Schaltungen
nicht mehr die gestellten Voraussetzungen erfüllen.
Zur Behebung dieser Nachteile wird bei einem Verfahren
der' eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei mindestens einem Übertragungsprozeß
im Laufe des Herstellungsverfahrens die Maskenstruktur mittels eines zwischen einer ersten
Maske und der Halbleiteroberfläche angeordneten Ob-
Si ■Si
jektivs durch Projektionsmaskierung auf die Substratoberfläche
fibertragen wird und daß bei mindestens einem weiteres Obertragungsprozeß eine zweite Maske
unmittelbar auf die Halbleiteroberfläche aufgelegt und durch Kontaktkopie auf die Substratoberfläche abgebildet
wird, welche aus der ersten, für die Projektionsntaskierung
vorgesehene Maske durch Abbildung mit dem bei der Projektionsmaskierung verwendeten
Objektiv hergestellt wird.
Durch diese Verfahrensweise ist sichergestellt, daß die Abbildungsfehler dann auch in der Maske enthalten
sind, die durch Kontaktkopie ohne weitere Abbildungsfehler in die Photolackschicht fibertragen wird. Dies
hat den Vorteil, daß die bei der Projektionsmaskierung auftretenden Fehler auch bei der Kontaktkopie in entsprechender
Weise vorhanden sind, so daß die Strukturen wieder konform zueinander sind.
taktkopie beispielsweise eine Metallmaske verwendet Zur Herstellung dieser Maske wird eine Metallfolie mit
Photolack beschichtet In diesen Photolack wird die Struktur der gleichartigen, für die Projektionsmaskierung
vorgesehene Maske mit Höfe des bei der Projektionsmaskierung verwendeten Objektivs abgebildet
Danach wird in die Metallfolie das Negativ bzw. Positiv, je nach Art des verwendeten Photolacks, der abgebildeten
Strukturen eingeätzt
Das vorliegende Verfahren findet vor allem dann Verwendung, wenn bestimmte Struktuien durch
lonenzerstäubung erzeugt werden. Die Struktur der zu zerstäubenden Bereiche, beispielsweise der Bereiche
einer Oxydschicht, werden in diesem Fall vorzugsweise durch Kontaktkopie in einer Lackmaske erzeugt da
hier Lacke verwendet werden müssen, die für die Projektionsmaskierung
nur schlecht oder nicht geeignet sind.
Claims (3)
- Patentansprüche:!. Verfahren zum Herstellen von Mikrostrukturen auf einer Halbleiterscheibe, bei dem wiederholt die Strukturen von Masken auf die Halbleiteroberfläche, insbesondere in fotoempfindliche Lackschichten auf der Halbleiteroberfläche, übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens einem Übertragungsprozeß im Laufe des Herstellungsverfahrens die Maskenstruktur mittels eines zwischen einer ersten Maske und der Halbleiteroberfläche angeordneten Objektivs durch Projektionsmaskierung auf die Substratoberfläche übertragen wird und daß bei mindestens einem weiteren Übertragungsprozeß eine zweite Maske unmittelbar auf die Halbleiteroberfläche aufgefegt und durch Kontaktkopie auf die Halbleiteroberfläche abgebildet wird, welche aus der ersten für die P»ojektionsmaskierung vorgesehenen Maske durch Abbildung mit dem bei der Projektionsmaskierung verwendeten Objektiv hergestellt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß zur Herstellung der zweiten Maske eine Metallfolie mit Photolack beschichtet und in diesem Photolack die Struktur der für die Projektionsmaskierung vorgesehenen ersten Maske mit Hilfe des bei der Projektionsinaskierung verwendeten Objektiv abgebildet wird, und daß danach in die Metallfolie das Negativ bzw. Positiv der abgebildeten Strukturen eingeätzt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Mikrostrukturen zu einem Teil durch lonenzerstäubung erzeugt werden, wobei die Struktur der zu zerstäubenden Bereiche in einer Lochmaske durch Kontaktkopie erzeugt werden.
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US00239961A US3798036A (en) | 1971-04-01 | 1972-03-31 | Method of manufacturing microstructures |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2115823A DE2115823C3 (de) | 1971-04-01 | 1971-04-01 | Verfahren zum Herstellen von Mikrostrukturen auf einer Halbleiterscheibe |
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DE2115823A1 DE2115823A1 (de) | 1972-10-12 |
DE2115823B2 DE2115823B2 (de) | 1975-02-13 |
DE2115823C3 true DE2115823C3 (de) | 1975-09-18 |
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Family Applications (1)
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1972
- 1972-03-31 US US00239961A patent/US3798036A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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