DE2401998C2

DE2401998C2 - Copying processes, in particular for the production of integrated circuits

Info

Publication number: DE2401998C2
Application number: DE19742401998
Authority: DE
Inventors: Katsumi Momose; Kazuhisa Yokohama Kanagawa Okutsu
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1973-01-16
Filing date: 1974-01-16
Publication date: 1983-04-14
Also published as: JPS5612011B2; JPS4996675A; GB1461472A; FR2224787B1; DE2401998A1; GB1461471A; FR2224787A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kopierverfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a copying method according to the preamble of claim 1.

Für die Herstellung von integrierten Halbleiterschaltungen oder dergleichen sind neben dem Kontaktkopierverfahren das Projektionskopierverfahren und das Durchlichtverfahren bekannt.For the production of integrated semiconductor circuits or the like, in addition to the contact copying process the projection copying process and the transmitted light process are known.

Beim Projektionskopierverfahren wird das zu kopierende Muster bzw. die Vorlage in einem Abstand zur lichtempfindlichen Schicht angeordnet und das durch Beleuchten des Musters mit einer Lichtquelle hergestellte Abbild des Musters mittels einer optischen Einrichtung auf die lichtempfindliche Schicht fokussiert. Dabei kann das Musterabbild verkleinert werden. Dieses Verfahren ist somit insbesondere dort sehr effektiv, wo ein extrem miniaturisiertes Muster kopiert werden soll. Die bei diesem Verfahren unerläßlich optische Einrichtung begründet jedoch das Problem der chromatischen Aberration, so daß als für dieses Verfahren benutzbare Lichtquelle lediglich eine solche mit monochromatischem Licht oder allenfalls zweifarbigen Licht in Betracht kommt, wenn sie in Verbindung mit einem Objektiv zur Korrektur der chromatischen Aberration verwendet wird. Eine derartige Lichtquelle weist zwangsläufig niedrige Helligkeit auf, was wiederum zu einer unnötigen Steigerung der zum Kopieren eines vorgegebenen Musters erforderlichen Zeit führt, so daß eine reduzierte Arbeitsleistung die Folge istIn the projection copying process, the pattern to be copied or the original is at a distance from arranged photosensitive layer and produced by illuminating the pattern with a light source Image of the pattern focused on the light-sensitive layer by means of an optical device. Included the sample image can be reduced. This method is therefore particularly effective wherever an extremely miniaturized pattern is to be copied. The optical device indispensable for this process however, establishes the problem of chromatic aberration so that it can be used for this method Light source only one with monochromatic light or at most two-colored light in It comes into consideration when used in conjunction with a lens for correcting chromatic aberration is used. Such a light source inevitably has low brightness, which in turn leads to leads to an unnecessary increase in the time required to copy a given pattern, so that a reduced work performance is the result

Ferner tritt beim Projektionskopierverfahren dann "j ein Problem auf, wenn ein ^flektierender Träger wie Deispielsweise Aluminium oder Silicium an der Rückseite der lichtempfindlichen Schicht vorgesehen ist. Das auf die lichtempfindliche Schicht geworfene Musterlicht wird zum Teil in dieser absorbiert, während der in nichtabsorbierte Teil die lichtempfindliche Schicht durchdringt und an der reflektierenden Fläche des Trägers reflektiert wird, was eine Interferenz mit dem einfallenden Licht ergibt. Innerhalb der lichtempfindlichen Schicht wird eine stehende Welle erzeugt, so daß li die ' lichtempfindliche Schicht entlang ihrer Dicke entsprechend den Scheiteln und Senken der stehenden Welle unterschiedlich stark belichtet wird.Furthermore, a problem arises in the projection copying method when a flexural substrate such as For example, aluminum or silicon is provided on the back of the photosensitive layer. That Pattern light thrown onto the photosensitive layer is partially absorbed in the latter during the in the non-absorbed part the photosensitive layer penetrates and is reflected on the reflective surface of the support, causing interference with the incident light results. A standing wave is generated within the photosensitive layer, so that li the 'photosensitive layer along its thickness is exposed to different degrees according to the peaks and valleys of the standing wave.

In dem Aufsatz »On the optics of thin films of resist over chrome« von J. H. Altman und H. C. Schmitt in jo Kodak Photoresist Seminar Proceedings 1968 Edition, Band II. Seiten 12—18 ist diese Erscheinung in Verbindung mit dem Projektionskopierverfahren erläutert und als Ursache dafür angegeben, daß beim Kopieren einer Vorlage auf eine photoempfindliche ji Emulsion, die auf eine reflektierende Chromschicht aufgetragen ist, ein Abheben eines Teils der photoempfindlichen Schicht entlang einer paraiie! zur Chromträgerfliche liegenden Ebene beobachtet wurde.In the essay "On the optics of thin films of resist over chrome" by J. H. Altman and H. C. Schmitt in jo Kodak Photoresist Seminar Proceedings 1968 Edition, Volume II. Pages 12-18 this phenomenon is in Connection with the Projection Copy Process explained and stated as the reason why the Copying an original onto a photosensitive ji emulsion laid out on a reflective chrome layer is applied, a lifting of a part of the photosensitive layer along a paraiie! to the chrome carrier lying plane was observed.

Wenn eine Photolackschicht aus einem lichtempfind- Sn liehen Harzmaterial mit einer Photopolymerisationscharaktcristik als lichtempfindliche Schicht auf einem reflektierenden Trägermaterial vorgesehen ist, differiert die Belichtungsenergie im Bereich der Scheitel zu der im Bereich der Senken der stehenden Welle sehr ,, stark, was zwangsläufig zu einer Differenz im Ausmaß der Photopolymerisation in Richtung der Dicke der Photolackschicht führt. Wenn dann nach dem Kopierprozeß der Teil der Photolackschicht, der nicht belichtet worden ist, entfernt wird, ergeben sich an den in Grenzflächen feine Furchen bzw. Runzeln, die insbesondere dann, wenn das zu kopierende Muster extrem miniaturisiert ist, eine präzise Darstellung des zu kopierenden Musters verhindern.When a photoresist layer of a lichtempfind- Sn loan resin material having a Photopolymerisationscharaktcristik as a photosensitive layer provided on a reflective support material, the exposure energy differs in the region of the apex to the region of the lowering of the standing wave very ,, strong, which inevitably results in a difference in the Extent of photopolymerization leads in the direction of the thickness of the photoresist layer. If, after the copying process, that part of the photoresist layer that has not been exposed is removed, fine furrows or wrinkles result at the interfaces, which, especially when the pattern to be copied is extremely miniaturized, a precise representation of the pattern to be copied Prevent pattern.

Beim Durchlichtverfahren erfolgt das Kopieren mit 4Ί geringem Abstand von beispielsweise einigen ΙΟμιη zwischen dem zu kopierenden Muster und dem lichtempfindlichen Material oder, bei der Herstellung integrierter Schaltungen, von der Photolackschicht, die auf ein Halbleiterplättchen aufgebracht ist. Bei diesem in Verfahren ist bekanntlich der Kontrast des auf das lichtempfindliche Material proji/ierten Musterabbildes niedriger als beim Kontaktkopierverfahren. Dies ist der Tatsache zuzuschreiben, daß bei diesem Verfahren eine monochromatische Lichtquelle einer speziellen Wellen-υ länge am vorteilhaftesten ist, da bei Verwendung anderer Lichtquellen Probleme durch Beugungserscheinungen auftreten. Beispielsweise offenbart die DE-OS 21 16 713 ein Verfahren, bei dem die Beugungserscheinungen dadurch vermieden werden, daß die Relativlage w) der Vorlage und/oder der lichtempfindlichen Schicht in bezug auf die Strahlrichtung während der Belichtung kontinuierlich oder schrittweise verändert wird.In the case of the transmitted light method, copying takes place with a small distance of, for example, a few ΙΟμιη between the pattern to be copied and the photosensitive material or, during manufacture integrated circuits, from the photoresist layer applied to a semiconductor wafer. With this one in proceedings is known to be the contrast of the photosensitive material projected pattern image lower than with the contact copying process. this is the The fact that in this process a monochromatic light source of a special wave υ length is the most advantageous because of diffraction problems when using other light sources appear. For example, DE-OS 21 16 713 discloses a method in which the diffraction phenomena be avoided in that the relative position w) of the original and / or the light-sensitive layer in is changed continuously or step-wise with respect to the beam direction during the exposure.

Wenn ein Muster nach dem Durchlichtverfahren auf die Oberfläche eines Plättchens mit einer durch die '■■> untere Fläche der lichtempfindlichen Schicht gebildeten reflektierenden Fläche kopien werden soll, tritt ebenso wie beim Projektionsverfahren innerhalb der lichtempfindlichen Schicht eine stehende Welle auf. Wenn daherWhen a pattern is applied to the surface of a plate using the transmitted light method with a through the '■■> formed lower surface of the photosensitive layer Reflective surface is to be copied, occurs just like with the projection process within the light-sensitive Layer a standing wave. If therefore

die Energie in den Tälern der stehenden Welle zur Belichtung ausreicht, sind diejenigen Bereiche, die der den Scheiteln der stehenden Welle entsprechenden Belichtungsenergie unterworfen sind, überbelichtet, so daß eine genaue Darstellung eines Mur.aturmusters unmöglich ist. Insbesondere bei Verwendung eines lichtempfindlichen Harzmaterials mit Photopolymerisationseigenschaften als Photolack ist die der Überbelichiung ausgesetzte Musterbreite größer als das zu kopierende Muster. Das Durchlichtverfah'-en leidet somit unter einem Nachteil, der dem dem Projektionskopierverfahren eigenen ganz ähnlich istthe energy in the valleys of the standing wave is sufficient for exposure, are those areas that the are subjected to exposure energy corresponding to the vertices of the standing wave, overexposed, so that an exact representation of a Mur. nature pattern is impossible. Especially when using a photosensitive resin material with photopolymerization properties as a photoresist is that of overexposure exposed pattern width larger than the pattern to be copied. The transmitted light process suffers thus suffering from a disadvantage that of the projection copying method is very similar to your own

Mit der Erfindung sollen die mit der Bildung einer stehenden Welle beim Projektionskopierverfahren und beim Durchlichtverfahren verknüpften Nachteile vermieden werden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, das Kopieren großer Schärfe selbst bei feinsten zu kopierenden Mustern bei gleichzeitig hohem Kontrast erzielen läßt.With the invention, with the formation of a standing wave in the projection copying process and The disadvantages associated with the transmitted light method can be avoided. It is based on the task of a To create a method according to the preamble of claim 1, the copying of great sharpness can be achieved even with the finest patterns to be copied with high contrast at the same time.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs i angegebenen Mitteln gelöst. Erfindungsgemäß wird danach Licht unterschiedlicher Wellenlänge überlagert, so daß eine stehende Welle mit einem Bereich reduzierten, im wesentlichen konstanten Scheitelwerts entsteht, in dem die Belichtung nahezu konstant ist. Dieser Bereich wird durch Abstimmung der angegebenen Parameter in die lichtempfindliche Schicht gelegt, so daß diese zumindest in einem gewünschten Bereich innerhalb ihrer Dicke einer im wesentlichen konstanten Belichtung ausgesetzt wird. Auf diese Weise kann Lichtstrahlung relativ hoher spektraler Energie verwendet werden, ohne daß das aufkopierte Muster unscharf wird, mit der Folge, daß die für die Belichtung erforderliche Zeit reduziert werden kann.According to the invention, this object is given in the characterizing part of claim i Funds resolved. According to the invention then light of different wavelengths is superimposed, so that a standing wave with a region of reduced, essentially constant peak value arises in which the exposure is almost constant. This area is determined by matching the specified parameters to the photosensitive layer laid so that this at least in a desired area within its thickness is subjected to a substantially constant exposure. In this way, light radiation can be relatively higher spectral energy can be used without the copied pattern is blurred, with the result that the time required for exposure can be reduced.

Wenn eine Kopierlichtquelle mit einer Wellenlänge Ai benutzt würde, würde die zum Aufkopieren auf die lichtempfindliche Schicht wirksame Energie Iu Su betragen, was glekh dem Produkt aus der dem Material ■ der lichtempfindlichen Schicht zugeführten Energie Iu und der spektralen Empfindlichkeit Su dieses Materials ist. Wenn daher erfindungsgemäß eine Kopierlichtquelle mit Wellenlängen X_n (n = 1, 2 ... n) verwendet wird, beträgt die wirksame Energie Ai_nSi_n - (n = 1,2 ... n). Empirisch wurde gefunden, daß bei Verwendung einer polychromatischen Lichtquelle, beispielsweise eine Höchstdruckquecksilberbogeniampe als Kopierlichtqueüe und bei geeigneter Wahl der Pegel der Energien kg, hh und /a, der g-, h- und /-Linien des " ausgesandten Lichts eine optimale stehende Welle dann gebildet wird, wenn die Produkte kgSxg, l_ihSx_h und /aä, einander gleichen, worin Sx_g, Si_n und Si, die spektralen Empfindlichkeiten des lichtempfindlichen Materials darstellen. Eine Verallgemeinerung Weiterbil- ^ dung ist Gegenstand des Patentanspruchs 2.If a copying light source with a wavelength Ai were used, the effective energy for copying onto the photosensitive layer would be Iu Su , which is the product of the energy Iu applied to the material of the photosensitive layer and the spectral sensitivity Su of this material. If, according to the invention, a copying light source with wavelengths X _n (n = 1, 2... N) is used, the effective energy is Ai _n Si _n - (n = 1.2... N). It has been empirically found that when a polychromatic light source, for example a high pressure mercury arc lamp, is used as the copier light source and with a suitable choice of the levels of energies kg, hh and / a, the g, h and / lines of the "emitted light, an optimal standing wave is then obtained is formed when the products kgSxg, l _ih Sx _h and / aä, resemble each other, where Sx _g , Si _n and Si represent the spectral sensitivities of the light-sensitive material.

Die Einstellung der vorstehend angegebenen Energiepegel erfolgt vorzugsweise gemäß der Lehre des Patentanspruchs 3.The setting of the energy level specified above is preferably carried out in accordance with the teaching of Claim 3.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Be- ¹^ Schreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained below with reference to the loading ^ ¹ of exemplary embodiments with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Projektionskopiervorrichtung, 1 shows a schematic representation of a projection copying device,

F i g. 2, 3 und 4 die Verteilung der Belichtungsenergie < innerhalb des lichtempfindlichen Materials bei einem bekannten Kopierverfahren,F i g. 2, 3 and 4 the distribution of the exposure energy < within the light-sensitive material in a known copying process,

Fig. 5 die Belichtungsenergieverteilung innerhalb der lichtempfindlichen Schicht bei Anwendung des erfindungsgemäßen Kopiervenahrens,5 shows the exposure energy distribution within the photosensitive layer when using the copying process according to the invention,

F i g. 6 eine schematische Darstellung einer nach dem Durchlichtverfahren arbeitenden Maskenkopiervorrichtung, F i g. 6 a schematic representation of a mask copying device operating according to the transmitted light method;

F i g. 7 eine graphische Darstellung der Verteilung der Spekl.'alenergien, die von einer Höchstdruckquecksilberbogenlampe ausgesendet werden, die in der Vorrichtung gemäß F i g. 6 eingesetzt ist, 'ind "i F i g. 8 eine graphische Darstellung der Verteilung der spektralen Energien nach dem Passieren des Filters der Vorrichtung gemäß F i g. 6.F i g. 7 is a graphic representation of the distribution of the special energies produced by an ultra-high pressure mercury arc lamp are sent out, which in the device according to F i g. 6 is used, 'ind "i FIG. 8 is a graphical representation of the distribution of the spectral energies after passing through the filter of the device according to FIG. 6th

Die in F i g. 1 gezeigte Musterkopiervorrichtung arbeitet nach dem Projektionskopierverfahren. Sie ι "· besitzt eine Lichtquelle 1 und eine Filterplatte 2, die in ihren Randbereichen ausgebildete Filter 2\ und 22 trägt. Das Filter 2\ läßt nur solches Licht passieren, daß die Photolackschicht des lichtempfindlichen Materials nicht sensibilisiert, während das Filter 2? Licht passieren läßt, " das die lichtempfindliche Schicht sensibilisiert. Die Vorrichtung besitzt ferner eine Reflektionsplatte 3, eine Kollimatorlinse 4, das zu kopierende Muster 5 bzw. die zu kopierende Vorlage, einen halbdurchlässigen Spiegel 6 für den Bildsucher, ein Fokussierobjektiv 7, ein · Halbleiterplättchen 8 und ein optisches Bildsuchersystem i2 bis 14.The in F i g. The pattern copying apparatus shown in FIG. 1 operates on the projection copying method. It has a light source 1 and a filter plate 2 which has filters 2 and 22 formed in its edge regions. The filter 2 only allows light to pass through that the photoresist layer of the photosensitive material does not sensitize, while the filter 2 does not sensitize light "which sensitizes the photosensitive layer. The device also has a reflection plate 3, a collimator lens 4, the pattern 5 to be copied or the original to be copied, a semitransparent mirror 6 for the viewfinder, a focusing lens 7, a semiconductor wafer 8 and an optical viewfinder system 2 to 14.

Mit Hilfe des Okulars 14 des Bildsuchers werden das Muster 5 und das Plättchen 8 ausgerichtet, worauf das Filter 22 in den Strahlengang zwischen der Lichtquelle 1 uiid dem Spiegel 3 angeordnet wird, wodurch ein Abbild des Musters 5 durch das Fokussierobjektiv 7 auf das Halbleiterplättchen 8 projiziert wird.With the help of the eyepiece 14 of the viewfinder, the pattern 5 and the plate 8 are aligned, whereupon the Filter 22 in the beam path between the light source 1 uiid the mirror 3 is arranged, creating an image of the pattern 5 is projected onto the semiconductor wafer 8 through the focusing lens 7.

Das Halbleiterplättchen 8 weist einen Siliciumträger 9 auf, der mit einer Schicht 10 aus SiO₂ bedeckt ist, die '< wiederum mit einer Photolackschicht II überzogen ist. Die Photolackschicht und die SiC>2-Schicht sind optisch im wesentlichen äquivalent und haben praktisch denselben Brechungsindex, so daß der auf das Plättchen 8 auftreffende Kopierlichtstrahl die Photolackschicht 11 und die SiCVSchicht zum Siliciumträger 9 durchdringt. Da das Silicium einen Brechungsindex von etwa 30% bzw. 0,3 besitzt, interferiert das von der Oberfläche der Siliciumschicht reflektierte Licht mit dem einfallenden Licht und bildet eine stehende Welle aus. Wenn auf > herkömmliche Weise mit monochromatischem Licht gearbeitet wird, entsteht eine stehende Welle mit etwa konstanten Scheitelwerten, wie sie in F i g. 3 gezeigt ist. Die Folge ist die eingangs erwähnte variierende Energieverteilung innerhalb der Photolackschicht in Richtung der Schichtdicke. Dies führt bei einer Photolackschicht aus photopolymerisierbarem Harzmaterial zu einem Variieren der Photopolymerisation in Richtung der Dicke der Photolackschicht. Nach dem oben beschriebenen Kopierprozeß wird der Teil der Photolackschicht, der nicht belichtet worden ist, entfernt, wenn die Photolackschicht durch eine chemische Behandlung entwickelt wird. Da die Photopolymerisation an der Grenzfläche der zu entfernenden Photolackschicht jedoch variiert, weist das nach dem Ätzprozeß erhaltene Plättchen nach entfernen des Photolackmaterials an der Grenzfläche feine Furchen bzw. Runzeln auf, wie es in Fig.4 mit gestrichelten Linien gezeigt ist. Selbst wenn also die Photolackschicht 11. die in Fig.4 gestrichelt dargestellt ist, entfernt ist, weist ⁿuch die SiO2-Schicht unebene Kontur auf, was aus der nicht gleichmäßigen Ätzwirkung resultiert. Es kann also kein genaues Ätzen des Bildmusters erreicht werden.The semiconductor chip 8 comprises a silicon substrate 9, which is covered with a layer 10 of SiO _2, the <turn is coated with a photoresist layer II '. The photoresist layer and the SiC> 2 layer are optically essentially equivalent and have practically the same refractive index, so that the copying light beam impinging on the plate 8 penetrates the photoresist layer 11 and the SiCV layer to the silicon substrate 9. Since the silicon has a refractive index of about 30% or 0.3, the light reflected from the surface of the silicon layer interferes with the incident light and forms a standing wave. If monochromatic light is used in the> conventional way, a standing wave with approximately constant peak values is created, as shown in FIG. 3 is shown. The result is the initially mentioned varying energy distribution within the photoresist layer in the direction of the layer thickness. In the case of a photoresist layer made of photopolymerizable resin material, this leads to a variation in the photopolymerization in the direction of the thickness of the photoresist layer. After the copying process described above, the part of the photoresist layer which has not been exposed is removed when the photoresist layer is developed by a chemical treatment. However, since the photopolymerization at the interface of the photoresist layer to be removed varies, the platelet obtained after the etching process has fine furrows or wrinkles at the interface after the photoresist material has been removed, as shown in FIG. 4 with dashed lines. Thus, even if the photoresist layer is shown in dashed lines in Figure 4. 11 is removed, has ⁿ uch the SiO2 layer uneven contour, which results from non-uniform etching. Accurate etching of the image pattern cannot therefore be achieved.

24 Ol 99824 Ol 998

F i g. 5 zeigt eine Belichtungsenergieverteilung innerhalb der lichtempfindlichen Schicht, die bei Anwendung des erfindungsgemäßen Kopierverfahrens erreichbar ist. Es wird eine Höchstdruckquecksilberbogenlampe als die in F i g. 1 gezeigte Lichtquelle benützt, die zweifarbiges Licht der #-Linie (Wellenlänge 436 mm) und der h- Linie (Wellenlänge 405 mm) erzeugt.F i g. 5 shows an exposure energy distribution within the photosensitive layer which can be achieved when the copying process according to the invention is used. A super high pressure mercury arc lamp is used as that shown in FIG. 1 used light source, which generates two-colored light of the # -line (wavelength 436 mm) and the h- line (wavelength 405 mm).

Die verwendete Halbleiterplatte besitzt einen Träger 15 aus Silicium, eine auf dem Träger 15 ausgebildete Schicht 16 aus S1O2 und eine lichtempfindliche Photolackschicht 17, die auf der SiO₂-Schicht 16 sitzt. Die SiO₂-Schicht 16 besitzt eine Stärke von 0,55 μπι und die Photolackschicht 17 eine Stärke von 1 μπι. Wenn ein Musterabbild durch Licht von der Lichtquelle auf die Platte projiziert wird, wie es aus F i g. 5 ersichtlich ist, verändert die innerhalb der Photolackschicht 17 und der SiO2-Schicht 16 ausgebildete stehende Welle ihren Scheitelwert in dem Bereich bis 0,5 μΐη von der Oberfläche der Siliciumschicht 15, wobei die Energiefluktuation in diesem Bereich groß ist, während die Energieverteilung im Bereich von 0,8 bis 1 μπι von der Oberfläche des Siliciumträgers, d. h. in dem Bereich, der das Zentrum der Photolackschicht darstellt oder näher zur Oberfläche des Siliciumträgers liegt, gleichförmig wird. Dies hat seine Ursache darin, daß in Folge der g- und Λ-Linien unterschiedlicher miteinander interferierender Wellenlängen eine gleichmäßige Energieverteilung innerhalb der Photolackschicht auftritt. Die durch die stehende Welle innerhalb der Photolackschicht vorhandene Energieverteilung sollte vorzugsweise ein über die Photolackschicht gleichmäßiges Energieniveau besitzen. Während der Entwicklung der Photolackschicht werden jedoch verschiedene Bruchteile des unbelichteten Oberflächenteils der Photolackschicht entfernt, so daß der Bereich, der, wie oben beschrieben, gegenwärtig ein Zickzackmuster darstellt, der Zentralteil der Photolackschicht oder der Teil ist, der näher der Oberfläche des Siliciumträgers liegt. Auf diese Weise führt die Energieverteilung, wie sie in F i g. 5 dargestellt ist, praktisch nicht zur Bildung von Runzeln und Falten. Die obige Ausführung, die Silicium als Träger verwendet, das eine reflektierende Oberfläche besitzt, und ferner eine über dem Silicium ausgebildete Photolackschicht benützt, ist im Hinblick auf den vorbereitenden Schritt beschrieben worden, bei dem die Photolackschicht mit einem Muster belichtet und während der Entwicklung selektiv entfernt wird, woraufhin Störstoffe eindiffundiert werden. Genau derselbe Effekt kann jedoch in dem Fall erreicht werden, daß die auf dem IC-Plättchen gebildeten Halbleiterelemente durch eine Aluminiumleitung miteinander verbunden werden. In diesem Fall können nacheinander eine SiO2-Schicht vorgegebener Stärke und eine Photolackschicht vorgegebener Stärke auf einer auf dem Plättchen aufgebrachten Aluminiumschicht ausgebildet werden und dieser dann Licht in der oben beschriebenen Weise zugeführt werden. Der Reflexionsfaktor der Aluminiumschicht beträgt praktisch 100% bzw. 1,0, wobei jedoch eine Änderung des Reflexionsfaktors nicht die Notwendigkeit einer Ände- 1 rung der Stärke der SiO2-Schicht einschließt und dasselbe Ergebnis wie beschrieben erhalten werden kann.The semiconductor plate used has a carrier 15 made of silicon, a layer 16 made of S1O2 formed on the carrier 15 and a light-sensitive photoresist layer 17 which _{sits on the SiO 2} layer 16. The SiO ₂ layer 16 has a thickness of 0.55 μm and the photoresist layer 17 has a thickness of 1 μm. When a pattern image is projected onto the plate by light from the light source, as shown in FIG. 5, the standing wave formed within the photoresist layer 17 and the SiO2 layer 16 changes its peak value in the range up to 0.5 μm from the surface of the silicon layer 15, the energy fluctuation in this area being large, while the energy distribution in the area from 0.8 to 1 μm from the surface of the silicon substrate, ie in the area which represents the center of the photoresist layer or which is closer to the surface of the silicon substrate, becomes uniform. This is due to the fact that, as a result of the g and Λ lines of different interfering wavelengths, a uniform energy distribution occurs within the photoresist layer. The energy distribution present within the photoresist layer as a result of the standing wave should preferably have an energy level that is uniform over the photoresist layer. During the development of the photoresist layer, however, various fractions of the unexposed surface portion of the photoresist layer are removed so that the area which is currently a zigzag pattern as described above is the central portion of the photoresist layer or the portion closer to the surface of the silicon substrate. In this way, the energy distribution, as shown in FIG. 5, practically nonexistent for the formation of wrinkles and folds. The above embodiment, which uses silicon as a support having a reflective surface and also uses a photoresist layer formed over the silicon, has been described in terms of the preliminary step in which the photoresist layer is patterned exposed and selectively removed during development whereupon contaminants are diffused in. However, exactly the same effect can be obtained in the case that the semiconductor elements formed on the IC die are connected to each other by an aluminum wire. In this case, an SiO2 layer of predetermined thickness and a photoresist layer of predetermined thickness can be formed one after the other on an aluminum layer applied to the plate, and light can then be supplied to this in the manner described above. The reflection factor of the aluminum layer is practically 100% or 1.0, although a change in the reflection factor does not include the need to change the thickness of the SiO2 layer and the same result as described can be obtained.

Fig.6 zeigt die Konstruktion einer Plättchen-Kopiervorrichtung, die das Durchlichtverfahren benützt. , Die Vorrichtung weist eine Höchstdruckquecksilberbogenlampe 101 und eine Filterplatte 102 auf, die Filter 102i und 102₂ besitzt. Das Filter 102, besitzt eine solche Filtercharakteristik, daß die übertragene Wellenlänge die noch zu beschreibende Photolackschicht nicht sensibilisiert. Das andere Filter 102₂ besitzt dieselbe Charakteristik wie das vorstehend beschriebene Filter -, 2i. Die Vorrichtung enthält darüber hinaus eine Reflektorplattc 103, eine Kollimatorlinse 104, ein Kantenfilter 105, einen Halbspiegel 106, eine Kopiermaske 107, ein lC-Halbleiterplättchen 108, dessen Konstruktion derjenigen gemäß Fig. 5 ähnelt, und ein in optisches Bildsuchersyslem 109 bis 111.Fig. 6 shows the construction of a plate copier using the transmitted light method. The apparatus comprises an ultra-high pressure mercury arc lamp 101 and a filter plate 102 having filters 102i and 102 ₂ . The filter 102 has a filter characteristic such that the transmitted wavelength does not sensitize the photoresist layer to be described. The other filter 102 ₂ has the same characteristics as the filter -, 2i described above. The device also contains a reflector plate 103, a collimator lens 104, an edge filter 105, a half mirror 106, a copy mask 107, an IC semiconductor wafer 108, the construction of which is similar to that of FIG. 5, and an optical viewfinder system 109 to 111.

Das Plättchen 108 und die Maske 107 weisen einen gegenseitigen Abstand von etwa 10 μιτι auf, wie es vorstehend beschrieben wurde.The plate 108 and the mask 107 have a mutual distance of about 10 μιτι, as it is has been described above.

Die spektrale Charakteristik des KopierlichtstrahlsThe spectral characteristic of the copy light beam

ι-, vor dessen Durchtritt durch das Filter 105 ist in Fig. 7 gezeigt, aus der ersichtlich wird, daß das Filter 105 derart auszuwählen ist, daß die Niveaus der /-, h- und £-Linien des von der Höchstdruckquecksilberbogenlampe 101 ausgesandten Lichts auf vorgegebene Werteι-, before its passage through the filter 105 is shown in Fig. 7, from which it can be seen that the filter 105 is to be selected in such a way that the levels of the / -, h- and £ -lines of the light emitted by the high pressure mercury arc lamp 101 to given values

21) eingestellt werden. Durch vorheriges Messen der spektralen Empfindlichkeiten S^ S^ und Sa₄. für die entsprechenden Wellenlängen des lichtempfindlichen Materials, beispielsweise des photopolymerisierenden Materials, das auf das Plättchen aufgebracht ist, und21) can be set. By previously measuring the spectral sensitivities S ^ S ^ and Sa ₄ . for the corresponding wavelengths of the photosensitive material, for example the photopolymerizing material, which is applied to the platelet, and

_'-> durch Auswahl der Niveaus der entsprechenden Spektrallinien, so daß die Produkte aus S*„ Sxh, S\_e und hi, lih, hg, die die wirksamen Energien für die Belichtung darstellen, vorbestimmte Werte annehmen, kann eine optimale stehende Welle erzeugt werden, derenAn optimal standing wave can be achieved by selecting the levels of the corresponding spectral lines so that the products of S * " Sxh, S \ _e and hi, lih, hg, which represent the effective energies for the exposure, assume predetermined values are generated whose

μ Abschnitt etwa konstanten Scheitelwerts innerhalb der Schicht aus lichtempfindlichen Material liegt, so daß eine gleichmäßige Belichtung mit dem Abbild der Maske 107 sichergestellt ist.μ section of approximately constant peak value within the Layer of photosensitive material lies so that a uniform exposure with the image of the Mask 107 is ensured.

Für diesen Zweck ist das Filter 105 vorgesehen. Nach dem Passieren des Filters 105 besitzt das Licht der /-, h- und ^-Linien jeweils das korrigierte Niveau, wie in Fig. 8 dargestellt, so daß ein optimaler Zustand vorliegt.The filter 105 is provided for this purpose. After passing through the filter 105, the light of the /, h and lines each have the corrected level as shown in FIG. 8, so that an optimal state is established.

Bei der oben beschriebenen Konstruktion wird die relative Position der Maske 107 und des Plättchens 108 durch das Okular 111 des optischen Bildsuchersystems überwacht und durch eine nicht dargestellte Ausrichteinrichtung eine vorgegebene relative Position eingestellt, worauf die Filterplatte 102 um ihre Achse gedreht wird, so daß der Kopierlichtstrahl das Filter 102₂ passiert und das Abbild der Maske auf das Plättchen in derselben Weise kopien, wie es oben bei der vorigen Ausführung beschrieben wurde.In the construction described above, the relative position of the mask 107 and the wafer 108 is monitored by the eyepiece 111 of the viewfinder optical system and adjusted to a predetermined relative position by an alignment device not shown, whereupon the filter plate 102 is rotated on its axis so that the copying light beam the filter 102 ₂ passes and copies the image of the mask onto the wafer in the same way as described above in the previous embodiment.

Es wird somit eine Lichtübertragungsschicht, dieIt is thus a light transmission layer that

>o optisch der lichtempfindlichen Schicht, wie einer Photolackschicht, äquivalent ist und eine Stärke besitzt, His auf die Wellenlänge polychromatischen Lichts von der beleuchtenden Lichtquelle abgestimmt ist, auf der Oberfläche eines Trägers mit reflektierender Oberflä-> o optically the light-sensitive layer, such as one Photoresist layer, is equivalent and has a thickness of His to the wavelength of polychromatic light the illuminating light source is matched, on the surface of a carrier with reflective surface

"ή ehe ausgebildet, wodurch das Energieniveau der stehenden Welle, die aus der Interferenz des einfallenden Musterlichts und des reflektierten Musterlichts resultiert, innerhalb des Hauptbereichs der lichtempfindlichen Schicht im wesentlichen konstant ist, wodurch"ή before trained, reducing the energy level of the standing wave resulting from the interference of the incident pattern light and the reflected pattern light is substantially constant within the main area of the photosensitive layer, whereby

λ ein genaues Kopieren bzw. Aufbringen des auf der lichtempfindlichen Schicht gewünschten Musters sichergestellt istλ an exact copying or application of the on the photosensitive layer desired pattern is ensured

Gleichzeitig wird die lichtempfindliche Schicht mit Lichtenergie eines vorbestimmten hohen Intensitätspegels belichtet, ohne daß die Belichtungszeit eine vorgegebene Zeitdauer überschreitet. Dies hat den Vorteil, daß sogar eine reduzierte Belichtungszeit zu einer gleichmäßigen Belichtungswirkung führt, wasAt the same time, the photosensitive layer is exposed to light energy of a predetermined high intensity level exposed without the exposure time exceeding a predetermined period of time. This has the Advantage that even a reduced exposure time leads to a uniform exposure effect, what

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wiederum einen gesteigerten Arbeilswirkungsgrad zur Folge hat.in turn has an increased working efficiency result.

Die Erfindung ist zwar im Zusammenhang mit ihrer Anwendung bei der Herstellung von integrierten Schaltungen beschrieben, es ist jedoch offensichtlich,While the invention is related to its application in the manufacture of integrated Circuits described, however, it is obvious

daß sie ebenso beispielsweise in der Photograviertechnik, bei der eine lichtempfindliche Schicht nach ihrer Belichtung mit Licht entfernt wird, Anwendung finden kann.that they also, for example, in the photo-engraving technique, in which a light-sensitive layer after their Exposure to light is removed, may apply.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

24 Ol 998 claims:

1. Copying process, in particular for the production of integrated circuits, in which a transparent original is copied onto a light-sensitive layer by means of light without the Original touches the layer, and the photosensitive layer over a reflective support surface is arranged, being caused by interference between incident light and reflected light a standing wave forms in the light-sensitive layer, characterized in that that the light used is di- or polychromatic, that between the reflective support surface and the photosensitive layer has a light transmission layer whose refractive index is used with that of the photosensitive layer approximately coincides, and that the wavelengths and Intensities of light of different wavelengths and the spectral sensitivities of the light-sensitive layer and the thickness of the light-transmitting layer are matched to one another in this way that the light intensity acting on the photosensitive layer as a whole is within of the light-sensitive layer in the direction of the normal of the standing wave only one more has little ripple.

2. The method according to claim 1, characterized in that the quantities k " or Si _n are controlled so that their product fi" Si " assumes a predetermined value, where k" is the energy of the wavelength Xn of the polychromatic light source that is required for the light-sensitive material is effective, and S ;. "the spectral sensitivity of the light-sensitive material for the respective wavelength.

3. The method according to claim 2, characterized in that the polychromatic light source is a High pressure mercury arc lamp as well as a selection filter, an edge filter or an interference filter or a combination thereof.