DE2115823C3 - Verfahren zum Herstellen von Mikrostrukturen auf einer Halbleiterscheibe - Google Patents

Description

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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-

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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.

Bei dem vorliegenden Verfahren wird für die Kon-

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)

1. 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. 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. 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.