DE4018427A1

DE4018427A1 - PHOTOLITOGRAPHY METHOD FOR TRAINING A FINELINE PATTERN

Info

Publication number: DE4018427A1
Application number: DE19904018427
Authority: DE
Inventors: Woosung Han
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1990-06-14
Filing date: 1990-06-08
Publication date: 1992-01-16
Also published as: GB2245084A; GB9013255D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fotolithographie-Verfahren zur Ausbildung eines feinlinigen Musters in der Oberflächenschicht eines Halbleiter-Plättchens und im speziellen auf ein Fotolithographie-Verfahren, bei welchem feinlinige Muster unter Verwendung eines Photoresisten oder einer lichtunempfindlichen Deckmasse ausgebildet werden, welcher auf DUV-Strahlung (tiefultraviolette Strahlung) empfindlich ist und eines Photoresisten oder einer lichtunempfindlichen Deckmasse, welche auf UV-Strahlung (ultraviolette Strahlung) sensitiv ist.The invention relates to a photolithography process to form a fine-line pattern in the surface layer of a semiconductor chip and in particular to a photolithography process in which fine-line Pattern using a photoresist or a light-insensitive covering mass are formed, which sensitive to DUV radiation (deep ultraviolet radiation) and a photoresist or a light-insensitive one Covering mass which is sensitive to UV radiation (ultraviolet radiation) is sensitive.

LSI oder diskrete Festkörper-Halbleitervorrichtungen werden mittels einer Planar-Technologie hergestellt, welche, grob gesprochen, fünf Fertigungsschritte umfaßt: ein Aufwachsen, eine Oxydation, eine Verunreinigungs-Diffusion, eine Fotolithographie und eine Metallisierung.LSI or discrete solid-state semiconductor devices made using a planar technology, which, roughly spoken, comprises five manufacturing steps: growing up, oxidation, impurity diffusion, photolithography and a metallization.

Zur Herstellung von IC's werden selektiv Dotierungen in gewünschte Bereiche auf ein Substrat aufgebracht, welches mit einer dünnen Oxidschicht, Siliciumnitrit oder Aluminium bedeckt ist. Darauf folgend wird als ein erster Schritt eine Fotomaske entworfen, sowie Fenster, durch welche die Dotierungen selektiv durch Anwendung der Fotolithographie eingesetzt werden.In order to produce ICs, selective doping is required Areas applied to a substrate, which with a thin oxide layer, silicon nitride or aluminum is. Subsequently, as a first step, one Photo mask designed, as well as windows through which the doping used selectively through the use of photolithography will.

Ein bekanntes Fotolithographieverfahren umfaßt folgende Arbeitsschritte: einen Arbeitsschritt der Ablagerung einer Oxidschicht auf dem Substrat, einen Arbeitsschritt der Ablagerung einer dünnen Schicht eines wäßrigen organischen Polymers, einer sogenannten lichtunempfindlichen Deckmasse, einen Arbeitsschritt der Ausrichtung einer Maske mit transparenten und lichtundurchlässigen Bereichen aus der lichtunempfindlichen Deckmasse und einen Arbeitsschritt der Ausbildung von Fenstern durch Belichtung des Photoresists, bzw. des Photoresistlackes oder der lichtunempfindlichen Deckmasse mit einer Strahlungsquelle und nachfolgende Entwicklung.A known photolithography process comprises the following steps: a step of depositing a Oxide layer on the substrate, a step of deposition a thin layer of an aqueous organic polymer, a so-called light-insensitive covering compound, a step of aligning a mask with transparent and opaque areas from the light-insensitive Covering mass and a work step of training of windows by exposure of the photoresist, or of the photoresist or the light-insensitive covering compound with a radiation source and subsequent development.

Bei der Herstellung von IC's oder LSI's bildet die Abmessung der auf der Fotomaske oder dem Substrat ausgebildeten Muster einen wichtigen Punkt. Die Abmessung der Muster ist sowohl durch die Länge der Polymerketten in dem Photoresist als auch durch die Wellenlänge der Strahlenquelle begrenzt, welche zur Belichtung des Photoresisten verwendet wird, sowie durch Ausrichtungstoleranzen der Fotomaske, mit welcher die Muster fluchtend ausgerichtet werden.When manufacturing IC's or LSI's, the dimension forms the pattern formed on the photomask or the substrate an important point. The dimension of the pattern is both by the length of the polymer chains in the photoresist as also limited by the wavelength of the radiation source, which is used to expose the photoresist, and through alignment tolerances of the photo mask with which the Patterns are aligned.

Üblicherweise werden die lichtunempfindlichen Deckmassen oder Photoresiste durch die Art der Strahlungsquelle, auf welche diese sensitiv sind, klassifiziert. Zum Beispiel gibt es Photoresiste, welche empfindlich sind für ultraviolette Strahlung, es gibt elektronenempfindliche Photoresisten und röntgenstrahlenempfindliche lichtunempfindliche Deckmassen. Im allgemeinen wurden Photoresiste verwendet, welche fotochemisch auf UV-Strahlung in Wellenlängen von ungefähr 3600 Å reagieren.Usually the light-insensitive coverings or photoresists due to the type of radiation source which are sensitive, classified. For example there there are photoresists which are sensitive to ultraviolet Radiation, there are electron sensitive photoresists and X-ray sensitive, light-insensitive coverings. In general, photoresists have been used, which photochemically on UV radiation in wavelengths of approximately 3600 Å react.

Die Auflösungsprobleme, welche durch die Beugung des Lichtes an Kanten des Musters hervorgerufen werden, können durch Verwendung von Strahlungsquellen mit kürzerer Wellenlänge verbessert werden, um feinlinige Muster zu erzielen.The resolution problems caused by the diffraction of the light at the edges of the pattern can be caused by Use of radiation sources with a shorter wavelength be improved to achieve fine-line patterns.

Zu diesem Zwecke werden DUV-Strahlungsquellen verwendet, welche Wellenlängen im Bereich von 2000 Å-3000 Å aufweisen.DUV radiation sources are used for this purpose, which have wavelengths in the range of 2000 Å-3000 Å.

Die Photoresisten werden auch klassifiziert als negativ wirkende oder positiv wirkende Resistlacke. Ein negativ wirkender Photoresist venetzt oder polymerisiert, wenn er Strahlung ausgesetzt ist, wobei die belichteten Bereiche dann unlöslich für die Entwicklungslösung sind. Bei einem positiv wirkenden Photoresisten bricht demgegenüber die Strahlungsenergie das Polymer auf, so daß die belichteten Bereiche in der Entwicklungslösung abgewaschen werden können. Die positiv wirkenden Photoresisten, mit welchen es leicht ist, feinlinige Muster auszubilden, werden in der Herstellung von LSI's verwendet, da ihre Polymerlängen kürzer sind, als die der negativ wirkenden Photoresisten und da sie während der Entwicklung keine Quellung aufweisen.The photoresists are also classified as negative-acting or positive-acting resist lacquers. A negative one Photoresist cross-links or polymerizes when it Radiation is exposed to the exposed areas then are insoluble to the development solution. At a In contrast, positive-looking photoresists break the Radiation energy on the polymer so that the exposed Areas in the development solution can be washed off. The positive-looking photoresists with which it is easy to form fine-line patterns are in the Manufacture of LSI's used because their polymer lengths are shorter are there than the negative-acting photoresists and there they show no swelling during development.

Im Zusammenhang mit dem derzeitigen Trend, die Kompaktheit von Halbleitereinrichtungen zu erhöhen, besteht das momentane Problem in der Herstellung feinliniger Muster. Bei einem konventionellen Fotolithographieverfahren, welches in Fig. 1 dargestellt ist, wird das Silikonplättchen mit einem Photoresisten beschichtet, welcher sensitiv auf DUV-Strahlung ist. Die feinlinigen Muster werden daraufhin durch Belichtung des Plättchens mit der Strahlungsquelle, durch Entwicklung und Spülung erhalten. Wenn die DUV-Strahlungsquelle zur Herstellung eines feinlinigen Musters verwendet wird, ist es jedoch notwendig, entweder ein strahlungsempfindliches Material zu verwenden, welches in wirksamer Weise auf die Strahlungsquelle reagiert, oder eine Vorrichtung zur Belichtung des Plättchens mit der Strahlungsquelle zu verwenden, welche in effektiver Weise mit DUV-Strahlung bestrahlt.In connection with the current trend to increase the compactness of semiconductor devices, the current problem is the production of fine-line patterns. In a conventional photolithography process, which is shown in Fig. 1, the silicon wafer is coated with a photoresist which is sensitive to DUV radiation. The fine-line patterns are then obtained by exposure of the plate to the radiation source, development and rinsing. However, when the DUV radiation source is used to produce a fine line pattern, it is necessary to use either a radiation sensitive material which is responsive to the radiation source, or to use a device for exposing the wafer to the radiation source which is more effective Way irradiated with DUV radiation.

Dies folgt daraus, das das konventionelle, in Fig. 1 dargestellte Fotolithographie-Verfahren einige Nachteile aufweist, wie etwa die Vorrichtungen oder die strahlungsempfindlichen Materialien empfindlichen Beschränkungen in Abhängigkeit zu jedem Arbeitsschritt unterliegen, wodurch es schwierig ist, feinlinige Muster zu erzeugen.This follows from the fact that the conventional photolithography process shown in Fig. 1 has some drawbacks, such as the devices or the radiation sensitive materials being subject to sensitive restrictions depending on each step, making it difficult to produce fine-line patterns.

Um die oben beschriebenen Nachteile zu überwinden, wurden in den US-Patenten 47 35 885; 46 25 120 und 45 75 636 strahlungsempfindliche Materialien, welche auf DUV-Strahlung reagieren können oder Vorrichtungen zur Belichtung von Plättchen mit DUV-Strahlung beschrieben.In order to overcome the disadvantages described above, in U.S. Patents 4,735,885; 46 25 120 and 45 75 636 radiation sensitive Materials that react to DUV radiation can or devices for exposure of platelets described with DUV radiation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obenbeschriebenen Nachteile der herkömmlichen Verfahren nicht durch Verwendung von Vorrichtungen oder strahlungsempfindlichen Materialien, sondern durch Verbesserung des Fotolithographie-Verfahrens zu überwinden.The invention has for its object the above Disadvantages of the conventional method not through use of devices or radiation-sensitive materials, but by improving the photolithography process to overcome.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Fotolithographie-Verfahren zur Ausbildung feinliniger Muster auf der Oberfläche eines Plättchens vorzuschlagen, bei welchem das Verfahren die folgenden Arbeitsschritte umfaßt:
einen ersten Arbeitsschritt der schrittweisen Aufbringung einer UV-licht-empfindlichen Photoresist-Schicht und einer DUV-empfindlichen Photoresist-Schicht, einen Arbeitsschritt der Belichtung des Substrates mittels einer DUV-Strahlungsquelle durch die Fotomaske und eine Entwicklung und Spülung des Substrats und einen Arbeitsschritt der Belichtung des Substrats mit einer UV-Strahlungsquelle und einer Belichtung und eines Spülens des Substrates.It is therefore an object of the present invention to propose a photolithography method for forming fine-line patterns on the surface of a plate, in which the method comprises the following steps:
a first step of applying a UV light-sensitive photoresist layer and a DUV-sensitive photoresist layer, a step of exposing the substrate by means of a DUV radiation source through the photomask and developing and rinsing the substrate and a step of exposure of the substrate with a UV radiation source and exposure and rinsing of the substrate.

Die obengenannten Ziele der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung weiter erläutert. Die Beschreibung erfolgt in Verbindung mit der Zeichnung. Dabei zeigtThe above objects of the present invention will be achieved by the following detailed description of an embodiment the invention further explained. The description takes place in connection with the drawing. Here shows

Fig. 1 ein schematisches Ablaufdiagramm eines bekannten Fotolithographie-Verfahrens, bei welchem DUV-Strahlung verwendet wird, Fig. 1 is a schematic flow diagram of a known photolithography method is used in which DUV radiation,

Fig. 2 ein schematisches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Fotolithographie-Verfahrens, Fig. 2 is a schematic flow diagram of the photolithography process of the invention,

Fig. 3A bis D schematische Ansichten bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, und FIGS. 3A-D are schematic views of preferred embodiments of the present invention, and

Fig. 4A schematische Darstellungen, in vergrößertem Maßstab, des in Fig. 3 gezeigten Belichtungs-, Entwicklungs- und Spülvorganges. FIG. 4A shows schematic representations, on an enlarged scale, of the exposure, development and rinsing process shown in FIG. 3.

In Fig. 2 ist in Form eines Ablaufdiagrammes das erfindungsgemäße Fotolithographie-Verfahren zur Erzeugung feinliniger Muster dargestellt.In Fig. 2 in the form of a flow diagram is shown according to the invention, the photolithography process for producing fine-line pattern.

Wie in Fig. 2 gezeigt, werden zuerst schrittweise ein UV- Licht-empfindlicher Photoresist und ein DUV-empfindlicher Photoresist auf einem Substrat, welches mit einer Oxydschicht, Siliciumnitrit oder Aluminium beschichtet ist, aufgebracht. Nachfolgend werden Fotomasken mit transparenten und strahlungsundurchlässigen Bereichen auf dem Photoresisten ausgerichtet. Nachfolgend wird die Silikonscheibe mittels einer DUV-Strahlungsquelle durch die Fotomaske belichtet, nachfolgend gespült und entwickelt, so daß auf dem Substrat feinlinige Muster ausgebildet werden.As shown in Fig. 2, a UV light sensitive photoresist and a DUV sensitive photoresist are first gradually applied to a substrate coated with an oxide layer, silicon nitride or aluminum. In the following, photo masks with transparent and radiation-opaque areas are aligned on the photoresist. The silicon wafer is subsequently exposed through the photomask by means of a DUV radiation source, subsequently rinsed and developed, so that fine-line patterns are formed on the substrate.

Die Fig. 3 zeigt die Arbeitsschritte eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung. Fig. 3 shows the steps of a preferred embodiment of the invention.

In Fig. 3A ist eine Schnittansicht einer Fotomaske gezeigt, auf welcher das vorgegebene Muster ausgebildet ist. In Fig. 3A ist ein Substrat 6 in einem gebogenen Zustand dargestellt, um den Zustand der Unebenheit zu zeigen. Das Substrat 6 ist mit einer dünnen Schicht 5, wie etwa Aluminium (Al) bedeckt, auf welcher vorgegebene metallisierte Muster zu erzeugen sind, oder mit einer Silicium-Oxydschicht (SiO₂) oder einer Silicium-Nitritschicht (Si₃N₄), welche als Isolierschicht zum Zeitpunkt der Einsetzung der Dotierung verwendet werden. Die dünne Schicht 5 wurde in demselben Profil wie die Oberfläche des Substrats 6 beschichtet. Darauf folgend wird ein UV-empfindlicher Photoresist 4 mit einer Dicke von 1 µm oder darüber auf der dünnen Schicht 5 mit einer flachen Oberfläche, wie in Fig. 3A dargestellt, in Übereinstimmung mit den Arbeitsschritten der vorliegenden Erfindung abgelagert. Als UV-empfindliches Photoresistmaterial sind Materialien aus einer Gummi-Kunsthaar-Zusammensetzung verwendbar mit einem Verhältnis, welches 2- oder 3mal höher ist, als das PAC-Zusammensetzungsverhältnis (fotoaktive Zusammensetzung). In Fig. 3A is a sectional view of a photomask is shown on which the predetermined pattern is formed. In Fig. 3A, a substrate is shown in a bent condition 6, in order to show the state of the unevenness. The substrate 6 is covered with a thin layer 5 , such as aluminum (Al), on which predetermined metallized patterns are to be produced, or with a silicon oxide layer (SiO₂) or a silicon nitride layer (Si₃N₄), which acts as an insulating layer at the time the establishment of the doping. The thin layer 5 was coated in the same profile as the surface of the substrate 6 . Subsequently, a UV-sensitive photoresist 4 having a thickness of 1 µm or more is deposited on the thin layer 5 having a flat surface as shown in Fig. 3A in accordance with the operations of the present invention. As the UV sensitive photoresist material, materials made of a rubber synthetic hair composition can be used with a ratio which is 2 or 3 times higher than the PAC composition ratio (photoactive composition).

Eine DUV-Licht-empfindliche Photoresistschicht 3 ist auf dem UV-empfindlichen Photoresist 4 aufgebracht. Hierbei kann jedes Novolak-Kunstharz als DUV-strahlungsempfindlicher Photoresist verwendet werden, welcher eine Absorptionsrate von DUV-Strahlung von mehr als 10% aufweist, so daß diese Kunstharze sehr stark durch die Strahlung belichtet werden müssen, mit einer Intensität von 50 mJ/cm² oder darüber.A DUV light-sensitive photoresist layer 3 is applied to the UV-sensitive photoresist 4 . Here, any novolak resin can be used as a DUV radiation-sensitive photoresist, which has an absorption rate of DUV radiation of more than 10%, so that these resins must be exposed very strongly to the radiation, with an intensity of 50 mJ / cm² or about that.

Eine vorbestimmte Fotomaske, welche nach einem Herstellungsverfahren von Halbleitereinrichtungen gefertigt ist, wird auf den beiden Photoresisten angebracht.A predetermined photo mask, which according to a manufacturing process is manufactured by semiconductor devices attached to the two photoresists.

Wie in Fig. 3A dargestellt, welche die Fotomaske 2 im Schnitt zeigt, weist diese ein Muster mit durchsichtigen und nicht durchlässigen Oberflächenbereichen in Abhängigkeit von dem gewünschten Muster, auf.As shown in FIG. 3A, which shows the photomask 2 in section, it has a pattern with transparent and non-permeable surface areas depending on the desired pattern.

Der nicht lichtdurchlässige Bereich der Fotomaske 2 sollte größer sein, als die gewünschte Abmessung des feinlinigen Musters, und zwar um 0,05 µm bis 0,2 µm, die Gründe hierfür werden nachfolgend erläutert.The non-translucent area of the photomask 2 should be larger than the desired dimension of the fine-line pattern, namely by 0.05 μm to 0.2 μm, the reasons for this are explained below.

Die DUV-Photoresistschicht 3 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine positiv wirkende Photoresistschicht. Die Photoresistschicht 3 wird so einer DUV-Strahlungsquelle 1 ausgesetzt, daß eine Fotolyse, bei welcher die Lichtenergie die Polymerketten der PAC (fotoaktive Zusammensetzung) aufbricht, selektiv in Übereinstimmung mit den transparenten Bereichen der Fotomaske 2 abläuft.The DUV photoresist layer 3 is a positive-acting photoresist layer in the present exemplary embodiment. The photoresist layer 3 is exposed to a DUV radiation source 1 such that photolysis, in which the light energy breaks up the polymer chains of the PAC (photoactive composition), takes place selectively in accordance with the transparent areas of the photomask 2 .

In Fig. 3A sind gestrichelte Linien in der DUV-Photoresistschicht 3 dargestellt, welche einen Unterschied zwischen durch Fotolyse umgewandelten Bereichen und nicht mit Fotolyse beaufschlagten Bereichen darstellen. Das bedeutet, daß der belichtete Photoresist 3 fotolytisch behandelt wird und während der Entwicklung und des Waschens abgewaschen wird. Der nicht belichtete Photoresist 3, in welchem die Polymerketten nicht gebrochen sind, haftet weiterhin an dem Plättchen. FIG. 3A shows dashed lines in the DUV photoresist layer 3 , which represent a difference between areas converted by photolysis and areas not exposed to photolysis. This means that the exposed photoresist 3 is treated photolytically and washed off during development and washing. The unexposed photoresist 3 , in which the polymer chains are not broken, continues to adhere to the plate.

Fig. 3B zeigt das Siliciumplättchen, welches durch die DUV-Strahlenquelle belichtet, nachfolgend entwickelt und gereinigt wurde. Hierbei verbleibt nur die nicht belichtete Photoresistschicht unterhalb des lichtundurchlässigen Bereiches der Fotomaske 2 in Form des vorbestimmten Musters, wobei aus Gründen der Klarheit der Darstellung die anderen nicht belichteten Photoresistbereiche nicht dargestellt sind. Das Muster des Photoresisten ist schmäler als der Oberflächenbereich des abgedunkelten Bereiches der Fotomaske 2, weist jedoch die gleiche Abmessung auf, wie das fertige feinlinige Muster. Fig. 3B shows the silicon wafer, which is exposed through the DUV radiation source, subsequently developed, and was purified. In this case, only the unexposed photoresist layer remains below the opaque area of the photomask 2 in the form of the predetermined pattern, the other unexposed photoresist areas not being shown for the sake of clarity of illustration. The pattern of the photoresist is narrower than the surface area of the darkened area of the photomask 2 , but has the same dimensions as the finished fine-line pattern.

In Fig. 4 ist dargestellt, wie die feinlinigen Muster ausgebildet werden.In FIG. 4 is shown how the fine-line patterns are formed.

Die Fig. 4A zeigt in einer Detailansicht, daß die Fotolyse des Photoresisten 3 schrittweise in Abhängigkeit von der Belichtung durch die DUV-Strahlenquelle stattfindet. FIG. 4A shows in a detailed view that the photolysis of the photoresist 3 takes place gradually depending on the exposure by the DUV radiation source.

Die DUV-sensitive Photoresistschicht 3 wird durch die DUV-Strahlungsquelle belichtet, welche durch die Fotomaske 2 bestrahlt wird, daraufhin wird die Photoresistschicht 3 entwickelt und gespült. In einem idealen Fall wird der Photoresist so mit dem Muster versehen, wie durch die gestrichelte Linie 11 dargestellt. In der Praxis erfolgt die Bemusterung jedoch so, wie durch die Linie 12 gezeigt.The DUV-sensitive photoresist layer 3 is exposed by the DUV radiation source, which is irradiated through the photomask 2 , then the photoresist layer 3 is developed and rinsed. In an ideal case, the photoresist is provided with the pattern as shown by the dashed line 11 . In practice, however, the sampling is done as shown by line 12 .

Um die vorgegebenen vorbestimmten Abmessungen des feinlinigen Musters zu erreichen, wird eine starke Belichtung des Photoresisten unter dem abgedunkelten Bereich der Fotomaske durch die DUV-Strahlung mit einer Intensität von 50 mJ/cm² oder darüber durchgeführt. Folglich schreitet die Fotolyse des DUV-empfindlichen Photoresists schrittweise zu dem unteren Bereich (nach unten in Richtung 13) fort, so daß das erreichbare Muster nach der Entwicklung und dem Waschen schmäler wird. Nachfolgend wird das endgültige Muster des DUV-empfindlichen Photoresisten erreicht, wie durch die Linie 14 dargestellt. Nachdem die Fotolyse des Photoresisten bis zu der Linie 14 durchgeführt wurde, wie in Fig. 4A gezeigt, wird ein dreieckiges Muster 17 des Photoresisten durch die Entwicklung und das Waschen des Photoresisten, wie in Fig. 4B gezeigt, erhalten. Die dreieckförmige Gestalt 17 des Photoresisten sollte mehr als 60 sec weiterentwickelt werden, um eine Form 8 des Photoresisten zu erhalten.In order to achieve the predetermined predetermined dimensions of the fine-line pattern, strong exposure of the photoresist under the darkened area of the photomask is carried out by the DUV radiation with an intensity of 50 mJ / cm² or above. Consequently, the photolysis of the DUV-sensitive photoresist progressively progresses to the lower region (downward in the direction of 13 ), so that the achievable pattern becomes narrower after development and washing. The final pattern of the DUV sensitive photoresist is then achieved, as represented by line 14 . After photolysis of the photoresist is performed up to the line 14 as shown in Fig. 4A, a triangular pattern 17 of the photoresist is obtained by developing and washing the photoresist as shown in Fig. 4B. The triangular shape 17 of the photoresist should be developed further for more than 60 seconds in order to obtain a shape 8 of the photoresist.

Nachfolgend werden die nicht belichteten Bereiche des Waschvorganges abgewaschen.The unexposed areas of the Washed off.

Das Waschen und Entwickeln erfolgt jeweils mit einer unterschiedlichen Rate in der Richtung 18, 19 in dem oberen Bereich 15 und dem unteren Bereich 16 des dreieckförmigen Musters 17, wie in Fig. 4B gezeigt, so daß das Muster, welches den gewünschten feinlinigen Mustern entspricht, nachfolgend erhalten werden kann.The washing and developing are each carried out at a different rate in the direction 18, 19 in the upper region 15 and the lower region 16 of the triangular pattern 17 , as shown in FIG. 4B, so that the pattern which corresponds to the desired fine-line patterns can be obtained below.

Unter dem Muster 8 des DUV-empfindlichen Photoresists, welcher durch die obenbeschriebenen Arbeitsschritte erhalten wurde, befindet sich eine UV-sensitive Photoresistschicht. Nachfolgend wird das Plättchen mittels der UV-Strahlenquelle belichtet, und zwar ohne die Fotomaske, was als UV-Flut-Belichtung bezeichnet wird. Da das Muster 8 des DUV-Photoresists nur auf die DUV-Strahlenquelle reagiert, behält es die Funktion einer Fotomaske gegen die UV-Strahlenquelle bei.Under the pattern 8 of the DUV-sensitive photoresist, which was obtained by the working steps described above, there is a UV-sensitive photoresist layer. The plate is then exposed by means of the UV radiation source, specifically without the photomask, which is referred to as UV flood exposure. Since pattern 8 of the DUV photoresist only reacts to the DUV radiation source, it retains the function of a photomask against the UV radiation source.

Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der UV-empfindliche Photoresist ein positiv wirkender Photoresist. Die Fotolyse des UV-empfindlichen Photoresists 4 erfolgte mit Ausnahme des Bereiches, in welchem sich dieser in Kontakt mit dem Muster des DUV-Photoresists 8 befindet, durch die Flut-Belichtung. In Fig. 3B unterscheiden die gepunkteten Linien in dem Photoresisten 4 zwischen fotolysierten Bereichen und nicht fotolysierten Bereichen.According to the preferred embodiment of the present invention, the UV-sensitive photoresist is a positive-acting photoresist. With the exception of the area in which it is in contact with the pattern of the DUV photoresist 8 , the photolysis of the UV-sensitive photoresist 4 was carried out by the flood exposure. In Fig. 3B, the dotted lines differ in the photoresists 4 between fotolysierten areas and not fotolysierten areas.

Nachfolgend wird der fotolysierte Bereich, welcher der UV-Strahlung ausgesetzt ist, während der Entwicklung und der Wäsche abgewaschen, wobei der nicht fotolysierte Photoresist 4, wie in Fig. 3C gezeigt, an dem Plättchen haftet.Subsequently, the photolyzed area which is exposed to UV radiation is washed off during development and washing, the non-photolyzed photoresist 4 , as shown in FIG. 3C, adhering to the wafer.

Jeder der Entwicklungs- und Reinigungslösungen, welche in der Lage ist, die fotolysierten Bereiche des positiv wirkenden Photoresists abzuwaschen, ist erfindungsgemäß verwendbar, so etwa eine wäßrige alkalische Lösung, Tetramethylammonium-Hydroxid (TMAH) oder Tetraethylammonium-Hydroxid (TEAH).Each of the development and cleaning solutions, which in is capable of the photolyzed areas of the positive-acting Washing off photoresists can be used according to the invention, such as an aqueous alkaline solution, tetramethylammonium hydroxide (TMAH) or tetraethylammonium hydroxide (TEAH).

Um letztendlich das in Fig. 3D gezeigte feinlinige Muster zu erhalten, wird die Oberflächenschicht 5 des Substrates in ein Ätzmittel getaucht.In order to finally obtain the fine-line pattern shown in FIG. 3D, the surface layer 5 of the substrate is immersed in an etchant.

Die Photoresisten 8, 9 wirken als Barriere gegen das Ätzmittel, so daß die Oberflächenschicht 5, welche nicht durch den Photoresisten geschützt ist, weggeätzt wird und die Oberflächenschicht 5 unter den Photoresisten 8, 9 erhalten bleibt.The photoresists 8, 9 act as a barrier against the etchant, so that the surface layer 5 , which is not protected by the photoresist, is etched away and the surface layer 5 is retained under the photoresists 8, 9 .

Die Photoresisten 8, 9 werden nachfolgend entfernt, so daß das gewünschte feinlinige Muster 10 fertiggestellt wird, wie in Fig. 3D gezeigt.The photoresists 8, 9 are subsequently removed so that the desired fine-line pattern 10 is completed, as shown in Fig. 3D.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Ausgestaltung feinliniger Muster, welche schmäler sind als 0,3 µm. Das heißt, das erfindungsgemäße Fotolithographie-Verfahren, welches die Arbeitsschritte der Belichtung mit DUV-Strahlung und der Flut-Belichtung mit UV-Strahlung umfaßt, ermöglicht es, ein feinliniges Muster unter Verwendung bekannter Vorrichtungen und Materialien herzustellen.The present invention enables the design to be finer Patterns that are narrower than 0.3 µm. This means, the photolithography method according to the invention, which the Working steps of exposure to DUV radiation and Flood exposure to UV radiation enables one fine line pattern using known devices and manufacture materials.

Claims

1. Photolithography method for forming fine-line patterns on a substrate covered with a surface layer, characterized in that a UV radiation-sensitive photoresist layer and a photoresist layer sensitive to deep ultraviolet light are applied in succession, that the substrate is exposed through a photomask using a deep ultraviolet radiation source and cleaned and that the substrate is subsequently exposed, developed and cleaned by means of a UV radiation source.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the second step, an excessive exposure using the deep violet radiation source with a Intensity of 50 mJ / cm² or above and that an increased development and cleaning over one Period of more than 60 sec is made to a fine-line pattern from the on deep violet radiation sensitive photoresists with a width of less to be formed as 0.3 µm.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the exposure by the UV radiation source a Is flood exposure and that the photoresist pattern which in the second step with the exposure the deep violet radiation source and the subsequent one Development and cleaning were generated as a photo mask act against the UV radiation source.

4. The method according to any one of claims 1-3, characterized in that both photoresists, which are on the substrate are deposited, positive-acting photoresists are.

5. The method according to any one of claims 1-4, characterized in that the UV-sensitive photoresist from one Photoresist material with a rubber-resin composition ratio which is 2 or 3 times larger than the composition ratio of a photoactive Composition.

6. The method according to any one of claims 1-5, characterized in that the deep violet sensitive photoresist made of a novolak resin with an absorbency for deep ultraviolet radiation of more than 10%.