DE4440230C2 - Verfahren zur Bildung feiner Strukturen eines Halbleiterbauelements - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements und insbesondere Ver­ fahren zur Ausbildung feiner Muster bzw. Strukturen auf einem Halbleitersubstrat mit einer höheren Auflösung als bei Verwen­ dung eines herkömmlichen Schrittwiederholverfahrens oder eines Verfahrens, bei dem die Schritte zur Ausbildung des Musters wiederholt werden (step and repeat), wodurch der Integrations­ grad des Halbleiterbauelements erhöht werden kann.

Aus der britischen Patentanmeldung GB 22 52 449 A ist ein Ver­ fahren zur Bildung einer Mikrostruktur mit einer Linienbreite und einem Abstand unterhalb der Auflösungsgrenze eines photo­ litographischen Verfahrens beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein zu ätzendes Material mit einer lichtunempfindlichen Photoresist-Schicht überzogen und diese Photoresist-Schicht unter Verwendung einer Maske belichtet. Die Maske weist dabei eine Linienbreite und einen Abstand unterhalb des Auflösungs­ vermögens der Photoresist-Schicht auf. Die belichtete Photore­ sist-Schicht wird zur Bildung von Ausnehmungen in der Oberflä­ che in der Photoresist-Schicht entwickelt. Die Ausnehmungen werden mit einem ätzsperrenden Material gefüllt, welches ge­ genüber reaktiven Ionenätzen widerstandsfähig ist. Die Photo­ resist-Schicht wird durch Ionenätzen unter Verwendung des ätz­ sperrenden Materials, das die Ausnehmungen als eine Maske füllt, geätzt.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 238 690 A1 ist ein Verfahren zur Bildung von Seitenwandungen bekannt.

In den zurückliegenden Jahren sind Halbleiterbauelemente der­ art hoch integriert worden, daß sie so viele Schaltungen wie möglich aufnehmen und dadurch mehr Daten speichern und mehr Information verarbeiten können. Die hohe Integration eines Halbleiterbauelements ist stark davon abhängig, daß Schaltun­ gen und Verdrahtungen zum Verbinden der Schaltungen in mög­ lichst kleinen oder engen Bereichen präzise ausgebildet werden können. Zur Ausbildung der Halbleiterschaltungen und der Ver­ drahtungen ist es erforderlich, daß lichtempfindliche Filmmu­ ster, die als Masken beim Ätzen und beim Ionenimplantieren verwendet werden, präzise ausgebildet werden. Derartige licht­ empfindliche Filmmuster werden üblicherweise durch eine Reihe von Schritten ausgebildet, die das Aufbringen eines lichtemp­ findlichen Films, das Belichten und das Entwickeln umfassen. Im Belichtungsschritt wird eine Lichtübertragungsvorrichtung oder ein Schrittwiederholungsvorgang (auf den nachfolgend als "Stepper" Bezug genommen wird) verwendet, um Licht auf einen Bereich des lichtempfindlichen Films auszustrahlen, der durch eine Belichtungsmaske selektiv belichtet wird.

Der Stepper ist deshalb ein wichtiger Faktor zum feinen Tren­ nen der lichtempfindlichen Filmmuster voneinander. Die Auflö­ sung eines Steppers bestimmt den Feinheitsgrad, mit dem das Muster gebildet wird. Da die Auflösung des Steppers durch die Wellenlänge eines Lichtstrahls bestimmt ist, der auf den lichtempfindlichen Film ausgestrahlt wird, und den Durchmesser einer Linse, die in dem Stepper vorgesehen ist, ist es schwie­ rig, die Auflösung unter eine bestimmte Grenze, einen kriti­ schen Punkt abzusenken. Aufgrund dieser Begrenzung der Auflö­ sung bei dem Stepper konnten lichtempfindliche Filmmuster bis­ lang nicht feiner als durch diesen kritischen Punkt bestimmt gebildet werden. Dasselbe trifft für die Schaltungen und Ver­ drahtungen zu. Der Grad der Integration des Halbleiterbauele­ ments kann deshalb die Beschränkung der Auflösung nicht über­ treffen, weshalb sie durch das herkömmliche Verfahren, das ausschließlich von Steppern abhängt, nicht über den kritischen Punkt angehoben werden konnte.

Um den Hintergrund der vorliegenden Erfindung besser verstehen zu können, werden die herkömmlichen Verfahren in bezug auf die Zeichnung nachfolgend erläutert.

In Fig. 1 ist ein Belichtungsschritt des herkömmlichen Ver­ fahrens zur Bildung eines feinen Musters gezeigt. Wie in die­ ser Figur gezeigt, hat ein Halbleiterbauelement ein Halblei­ tersubstrat 10, auf dem ein Zielätzmaterial 12 und ein licht­ empfindlicher Film 14 aufeinanderfolgend aufgetragen sind. Der lichtempfindliche Film wird durch gleichmäßiges Auftragen ei­ ner lichtempfindlichen Lösung, die ein lichtempfindliches Mit­ tel und ein Harz umfaßt, über eine Oberfläche des Zielätzmate­ rials 12 durch einen Schleuderbeschichtungs- oder Spritzvor­ gang zubereitet.

Daraufhin wird der photoempfindliche Film 14 durch einen Lichtstrahl, der auf ihn über eine Belichtungsmaske 20 selek­ tiv abgestrahlt wird, in einen mit einem Muster versehenen Bereich und einen musterfreien Bereich aufgeteilt. Die Belich­ tungsmaske 20 wird durch Ausbilden eines lichtundurchlässigen Filmmusters 18 auf einem Quarzsubstrat 16 zubereitet. Typische derartige Filmmuster bestehen aus Chrom. Bei einem derartigen Belichtungsschritt hat das Filmmuster 18 eine größere Abmes­ sung als die Lichtauflösung des Steppers.

Daraufhin wird der lichtempfindliche Film auf dem musterfreien Bereich durch eine schwach alkalische Entwicklungslösung abge­ tragen, die Tetramethylammoniumhydroxid als Hauptbestandteil umfaßt, um das lichtempfindliche Filmmuster auszubilden.

Derartige lichtempfindliche Filmmuster, wie sie durch den vor­ stehend genannten herkömmlichen Belichtungsschritt gebildet werden, sind aufgrund vieler einschränkender Faktoren schwie­ rig in feiner Form auszubilden, wie beispielsweise der Genau­ igkeit des Steppers, der Wellenlänge des Strahls und derglei­ chen. Beispielsweise konnten sie nicht feiner gebildet werden als mit einem Abstand kleiner 0,4 µm zwischen zwei benachbar­ ten Musterabschnitten.

Die Auflösung des Steppers ist durch die folgende allgemeine Formel bestimmt:

R = K × λ/NA

wobei K eine Prozeßkonstante
λ die Wellenlänge eines Lichtstrahls und
NA eine Konstante ist, die vom Linsendurchmesser des Steppers abhängt.

In der Formel können die Parameter, wie beispielsweise die Lichtwellenlänge, der Linsendurchmesser und die Prozeßkonstan­ te nicht unter ihre eigenen Grenzwerte abgesenkt werden, wo­ durch die Auflösung des Steppers auf einen Grenzwert be­ schränkt ist. Mit einer Prozeßauflösung von Steppern, die eine G-Linien-, I-Linienlichtquelle und einen Excimer-Laser mit einer Wellenlänge von 436, 365 und 248 nm jeweils haben, be­ steht eine Grenze bei der Ausbildung von Mustern bei einer Abmessung von entsprechend etwa 0,7, etwa 0,5 und etwa 0,3 µm.

In Fig. 1 sind die lichtundurchlässigen Abschnitte des Film­ musters 18 voneinander mit einem Abstand beabstandet, der grö­ ßer ist als die Auflösung des Stepperl. Der Grund hierfür liegt in der Tatsache begründet, daß dann, wenn der Abstand zwischen zwei Abschnitten des Filmmusters kleiner ist als die Auflösung des Steppers, eine Lichtbeugung zwischen diesen Ab­ schnitten erzeugt wird, die dazu führt, daß ein größerer Be­ reich des lichtempfindlichen Films als erwünscht belichtet wird.

Um die Grenze des durch den Prozeß von Fig. 1 ausgebildeten feinen Musters zu überspringen, ist ein lichtempfindlicher Mehrschichtenfilmprozeß vorgeschlagen worden, bei dem eine Mehrzahl von Belichtungsschritten wiederholt ausgeführt wird, ein Phasenumkehrmaskierungsprozeß, bei dem die Phase eines Lichtstrahls umgekehrt wird, um eine Belichtungswirkung zu reduzieren, die durch die Interferenz eines anderen Licht­ strahls verursacht wird, der durch ein benachbartes Muster hindurchtritt, und ein Oberseitenabbildungsprozeß (auf den nachfolgend als "TSI" Bezug genommen wird), der einen Plasma- Ätzschritt umfaßt, bei dem eine relativ harte Oberseiten­ schicht, die mit einem organischen Material gekoppelt oder verbunden ist, das teilweise über der Oberfläche des lichtempfindlichen Films ausgebildet ist, verwendet wird, um lichtempfindliche Filmmuster auszubilden.

Der lichtempfindliche Mehrschichtenfilmprozeß hat jedoch den Nachteil, daß der Schritt zur Bildung des Musters für den lichtempfindlichen Film kompliziert ist. In ähnlicher Weise ist bei dem Phasenumkehrmaskierungsprozeß der Schritt zum Bil­ den einer Belichtungsmaske kompliziert. Bei dem lichtempfind­ lichen Mehrschichtfilmprozeß und dem Phasenumkehrmaskierungs­ prozeß sind außerdem zusätzliche Anlagen erforderlich, die mit großem Kostenaufwand betrieben werden müssen, wodurch die Her­ stellungskosten erhöht werden.

Der TSI-Prozeß umfaßt einen diffusionsverstärkten silylierten Resist (diffusion enhanced silylated resist process) (auf den nachfolgend als "DESIRE-Prozeß" Bezug genommen wird), bei dem eine Oberflächenschicht eines lichtempfindlichen Films selek­ tiv belichtet und Silizium in den belichteten Bereich der Oberflächenschicht permeiert wird. Bei dem DESIRE-Prozeß ist es erforderlich, daß ein Lichtstrahl mit geringer Energie so sorgfältig wie möglich auf den lichtempfindlichen Film für eine kurze Zeit ausgestrahlt wird, damit lediglich die Ober­ flächenschicht des lichtempfindlichen Films selektiv belichtet wird. Der DESIRE-Prozeß hat jedoch den Nachteil, daß die Be­ lichtungszeit präzise gesteuert werden muß, weshalb der be­ lichtete Bereich des lichtempfindlichen Films größer als er­ wünscht ist. Der TSI-Prozeß hat deshalb den entscheidenden Nachteil, daß feine Muster für den lichtempfindlichen Film ausgebildet werden müssen.

Nachfolgend wird der DESIRE-Prozeß in Übereinstimmung mit sei­ nen Problemen im einzelnen erläutert.

In Fig. 2 ist ein Querschnitt eines Halbleiterbauelements zur Erläuterung des DESIRE-Prozesses gezeigt. Wie in Fig. 2 ge­ zeigt, hat das Halbleiterbauelement ein Halbleitersubstrat 10, auf dem ein Zielätzmaterial 12 und ein lichtempfindlicher Film aufeinanderfolgend aufgetragen sind. Die Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Films 14 wird selektiv einem Licht­ strahl mit einer kurzen Wellenlänge von 248 nm ausgesetzt, der durch eine Belichtungsmaske 20 hindurchtritt. Diese Belich­ tungsmaske 20 besteht aus einem Quarzsubstrat 16 und einer Chrommusterschicht 18 auf der Oberseite des Quarzsubstrats 16. Daraufhin wird der lichtempfindliche Film 14 mit einem ein organisches Material enthaltenden Gas in Kontakt gebracht, das Silizium enthält, und mit diesem durchsetzt ist, um eine Sily­ lationsschicht (silylation layer) 22 auszubilden, die aus Si­ lizium besteht. Die auf dem belichteten Bereich des lichtemp­ findlichen Films 14 ausgebildete Silylationsschicht ist dicker als diejenige, die auf dem nicht belichteten Bereich des lichtempfindlichen Films 14 ausgebildet ist, aufgrund der Un­ terschiede der Diffusionsrate und der Reaktionsrate mit Sili­ zium zwischen dem belichteten Bereich und dem nicht belichte­ ten Bereich.

Zusätzlich ist in der Silylationsschicht 22, die auf dem be­ lichteten Bereich des lichtempfindlichen Films 14 ausgebildet ist, ein zentraler Abschnitt dicker als jeder andere Ab­ schnitt, und da der Abstand vom zentralen Bereich größer ist, ist die Dicke der Silylationsschicht geringer oder dünner. Ferner hat die Silylationsschicht 22 eine harte Struktur, die gegenüber Plasma beständiger ist als diejenige des lichtemp­ findlichen Films 14.

Daraufhin werden die Bereiche des lichtempfindlichen Films 14 ohne Silizium mittels eines Sauerstoffplasmas bis zu einem Grad entfernt, daß die Zielmaterialätzschicht 12 selektiv be­ lichtet wird, wobei die Sylilationsschicht 22 als Maske dient. Dadurch werden lichtempfindliche Filmmuster gebildet. Darauf­ hin wird ein Ätzschritt oder ein Ionenimplantierschritt auf die Zielmaterialätzschicht 12 ausgeübt, die durch die Maske des lichtempfindlichen Filmmusters belichtet wird. Folgend auf die Beendigung des Ätzens oder des Inonenimplantierschritts wird ein weiterer Ätzschritt vorgenommen, um die lichtempfind­ lichen Filmmuster unter Verwendung eines Sauerstoffplasmas, eines organischen Lösungsmittels oder eines organischen Säure­ lösungsmittels zu entfernen.

Dieser herkömmliche DESIRE-Prozeß erfordert einen Belichtungs­ schritt, bei dem ein Lichtstrahl kleiner Energie verwendet wird, um einen lichtempfindlichen Film in einen mit einem Mu­ ster versehenen Bereich und einen musterfreihen Bereich auf­ zuteilen. Dies ist deshalb der Fall, weil die Verwendung eines Lichtstrahls großer Energie dazu führen kann, daß die Silyla­ tionsschicht selbst auf diesem nicht belichteten Bereichen ausgebildet wird, die nicht mit einem Muster versehen werden sollen, weshalb eine präzise Musterbildung unmöglich ist. Um die Belichtungsintensität niedrig zu halten, ist es deshalb notwendig, die Belichtungszeit mit einem gewissen Grad zu re­ duzieren. Für ein feines Muster mit nicht mehr als 0,5 µm sol­ lte die Belichtungszeit kleiner als 200 msec gehalten werden. Es ist jedoch sehr schwierig, die Belichtungszeit auf derart niedrige Pegel einzustellen.

Obwohl durch den DESIRE-Prozeß feinere Muster als bei herkömm­ lichen Verfahren ausgebildet werden können, stößt dieser Pro­ zeß an die vorstehend genannte Grenze. Da die Silylations­ schicht bei dem DESIRE-Prozeß außerdem in Gestalt eines kreis­ förmigen Bogens ausgebildet wird, ist die Weite des Musters schwer zu steuern. Es hat sich gezeigt, daß die Ausbildung eines feinen Musters mit einer Weite von nicht mehr als 0,3 µm mit dem DESIRE-Prozeß nahezu unmöglich ist.

Wie aus der Tatsache hervorgeht, daß die Feinheit des licht­ empfindlichen Filmmusters eine enge Beziehung zu dem Integra­ tionsgrad eines Halbleiterbauelements hat, können die herkömm­ lichen Verfahren den Integrationsgrad lediglich in beschränk­ tem Maße erhöhen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, die beim Stand der Technik angetroffenen Nachteile zu überwin­ den und ein Verfahren zum Bilden feiner Strukturen eines Halb­ leiterbauelements zu schaffen, das es erlaubt, die Grenze der Auflösung eines Steppers zu überschreiten, um den Integra­ tionsgrad einer Halbleitervorrichtung zu erhöhen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1, 5, 8 bzw. 12. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Demnach besteht der Kern der Erfindung im Bereitstellen eines Filmmusters zur Bildung feiner Strukturen eines Halbleiter­ bauelements, wobei dieses Filmmuster auf zwei getrennte Be­ lichtungsmasken aufgeteilt ist, die unter Vermeidung einer gegenseitigen Überlappung der Muster entsprechend relativ so positioniert sind, daß bei einer Belichtung durch diese Ver­ bundmaske die feinen Strukturen gebildet werden können, und zwar mit einer höheren Auflösung als beim Stand der Technik unter Verwendung der herkömmlichen Stepper-Technik. Nachfol­ gend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft nä­ her erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines herkömmli­ chen Verfahrens zur Ausbildung feiner Strukturen eines Halb­ leiterbauelements,

Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht eines DESIRE- Prozesses in einem herkömmlichen Verfahren zur Ausbildung fei­ ner Strukturen eines Halbleiterbauelements,

Fig. 3A bis 3F schematische Querschnittsansichten der Verfah­ rensschritte zur Ausbildung feiner Strukturen einer Halblei­ tervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung,

Fig. 4A bis 4E schematische Querschnittsansichten der Verfah­ rensschritte zur Ausbildung feiner Strukturen einer Halblei­ tervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung,

Fig. 5A bis 5G schematische Querschnittsansichten der Verfah­ rensschritte zur Ausbildung feiner Strukturen eines Halblei­ terbauelements gemäß einer dritten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung, und

Fig. 6A bis 6F schematische Querschnittsansichten der Verfah­ rensschritte zur Ausbildung feiner Strukturur einer Halblei­ tervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung.

Für gleiche Teile in den verschiedenen Figuren werden diesel­ ben Bezugsziffern verwendet.

Die Fig. 3A bis 3B zeigen Querschnittsansichten von Belich­ tungsmasken, die für ein Verfahren zum Ausbilden feiner Struk­ turur einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

In Fig. 3A ist eine erste Belichtungsmaske 23 gezeigt, die ein erstes transparentes Substrat 24 umfaßt, auf dem erste lichtundurchlässige Filmmuster 26 ausgebildet sind. Während das erste transparente Substrat 24 aus Quarz besteht, bestehen die ersten lichtundurchlässigen Filmmuster 26 aus Chrom.

In Fig. 3B ist eine zweite Belichtungsmaske 28 gezeigt, die ein zweites transparentes Substrat 30 umfaßt, auf dem ein zweites lichtundurchlässiges Filmmuster 32 ausgebildet ist. Das zweite transparente Substrat 30 und das zweite lichtun­ durchlässige Filmmuster 32 bestehen jeweils in ähnlicher Weise aus Quarz und Chrom. Das zweite lichtundurchlässige Filmmuster 32 ist mittig im lichtdurchlässigen Bereich der Belichtungs­ maske 23 derart positioniert, daß das erste lichtundurchlässi­ ge Filmmuster 26 nicht durch das zweite lichtundurchlässige Filmmuster 32 überlappt ist. Wenn die ersten und die zweiten lichtundurchlässigen Filmmuster 26, 32 derart ausgerichtet sind, ist der Bereich oder die Fläche der ersten und zweiten transparenten Substrate 24, 30 durch die ein Lichtstrahl hin­ durchtritt, so groß wie möglich, wodurch das Lichtbeugungsphä­ nomen soweit als möglich unterdrückt ist.

In den Fig. 3C bis 3F ist ein Verfahren zur Ausbildung fei­ ner Muster einer Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt.

Wie in Fig. 3C gezeigt, wird zunächst, wie durch Pfeile ange­ deutet, Licht durch die erste Belichtungsmaske 23 von Fig. 3A auf eine Halbleitervorrichtung abgestrahlt, die eine untere Schicht 34 umfaßt, auf der eine organische Materialschicht 36 und ein erster lichtempfindlicher Film 38 aufeinanderfolgend ausgebildet sind. Die untere Schicht 34 ist auf der Oberseite eines (nicht gezeigten) Halbleitersubstrats angeordnet. Der erste photoempfindliche Film 38 wird dadurch selektiv dem Lichtstrahl ausgesetzt. Dabei dient die organische Material­ schicht 36 als Reflexionsschutzschicht.

Daraufhin werden die dem Licht ausgesetzten Bereiche des er­ sten lichtempfindlichen Films 38 entfernt, um ein erstes lichtempfindliches Filmmuster 38A auszubilden, durch welches die organische Materialschicht 36 teilweise freigelegt ist, wie in Fig. 3D gezeigt. Daraufhin wird ein Ätzschritt vorge­ nommen, um die organische Materialschicht 36 abzutragen, die teilweise durch die ersten lichtempfindlichen Filmmuster 38A belichtet oder freigelegt worden ist, um organische Material­ schichtmuster 36A zu bilden, die ihrerseits durch sie hindurch die untere Schicht 34 selektiv freilegen.

Folgend auf die Ausbildung der organischen Materialschichtmu­ ster 36A werden die ersten lichtempfindlichen Filmmuster 38A entfernt, und ein zweiter lichtempfindlicher Film 40 wird vollständig über die resultierende Struktur aufgetragen, wie in Fig. 3E gezeigt. Der zweite lichtempfindliche Film 40 wird einem Lichtstrahl ausgesetzt, der, wie durch Pfeile angedeu­ tet, ausgestrahlt wird. Zu diesem Zeitpunkt sorgt die zweite Belichtungsmaske von Fig. 3B dafür, daß der zweite lichtemp­ findliche Film 40 selektiv belichtet wird.

Zur Ausbildung eines zweiten lichtempfindlichen Filmmusters 40A werden zuletzt sämtliche Bereiche des zweiten lichtempfindlichen Films bis auf die maskierten abgetragen, um das organische Materialschichtmuster 40A vollständig freizule­ gen, wie in Fig. 3F gezeigt. Wie vorstehend erwähnt, ist das zweite lichtundurchlässige Filmmuster 32 versetzt zum ersten lichtundurchlässigen Filmmuster 26 derart positioniert, daß das erste lichtundurchlässige Filmmuster 26 nicht durch das zweite lichtundurchlässige Filmmuster 32 überlappt ist. Auf der Grundlage dieser Positionierung ist das zweite photoemp­ findliche Filmmuster 40A auf Lücke zu den organischen Materi­ alschichtmustern 36A angeordnet. Das zweite lichtempfindliche Filmmuster 40A spielt zusammen mit dem organischen Material­ schichtmuster 36A die Rolle einer Maske für eine feine Struk­ tur, die die untere Schicht 34 selektiv durch sie hindurch freilegt oder belichtet.

In den Fig. 4A bis 4E ist schrittweise ein Verfahren zur Ausbildung feiner Strukturur einer Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ge­ zeigt.

Wie in Fig. 4A gezeigt, wird zunächst ein Lichtstrahl, wie durch Pfeile angedeutet, durch eine erste Belichtungsmaske 56 auf eine Halbleitervorrichtung abgestrahlt, die eine untere Schicht 42 umfaßt, auf der ein erster lichtempfindlicher Film 44, eine Zwischenschicht 46, eine organische Materialschicht 48 und ein zweiter lichtempfindlicher Film 50 aufeinanderfol­ gend ausgebildet sind. Der zweite lichtempfindliche Film 50 wird dadurch selektiv dem Lichtstrahl ausgesetzt. Die untere Schicht 42, die auf einem (nicht gezeigten) Halbleitersubstrat ausgebildet ist, ist eine Zielmustermaterialschicht. Der Zwi­ schenfilm 46 ist auf einem Aufschleuderglas(spin-on- glass)film aufgetragen, auf den nachfolgend als "SOG" Bezug genommen wird. Die organische Materialschicht 48 über dem Film 46 dient als Reflexionsschutzschicht. Die erste Belichtungs­ maske 56 umfaßt ein erstes transparentes Substrat 52 aus Quarz, auf dem ein erstes lichtundurchlässiges Filmmuster 54 aus Chrom gebildet ist.

Als nächstes werden die belichteten Bereiche des zweiten lichtempfindlichen Films 50 beseitigt, um ein (nicht gezeig­ tes) zweites lichtempfindliches Filmmuster auszubilden, durch welches die organische Materialschicht 48 selektiv belichtet wird, worauf eine selektive Entfernung der belichteten Berei­ che der organischen Materialschicht 48 folgt. Für diese selek­ tive Entfernung wird ein Ätzschritt ausgeführt. Es resultiert ein organisches Materialschichtmuster 48A. Nach der Ausbildung des organischen Materialschichtmusters 48A wird das zweite lichtempfindliche Filmmuster auf der Oberseite der organischen Materialschichtmuster 48A beseitigt, wie in Fig. 4B gezeigt. Durch das organische Materialschichtmuster 48A hindurch wird die Zwischenschicht 46 selektiv belichtet.

Über der resultierenden Struktur wird ein dritter lichtempfindlicher Film 58 aufgetragen, der daraufhin wahlwei­ se einem Lichtstrahl ausgesetzt wird, der durch eine zweite Belichtungsmaske 64 hindurchtritt, wie in Fig. 4C gezeigt. Die zweite Belichtungsmaske 64 besteht aus einem zweiten transparenten Substrat 60 aus Quarz und einem zweiten lichtun­ durchlässigen Filmmuster 62 auf der Oberseite des zweiten transparenten Substrats 64.

Das zweite lichtundurchlässige Filmmuster 62 aus Chrom ist relativ zu dem ersten lichtundurchlässigen Filmmuster 56 der­ art auf Lücke angeordnet, daß sich diese Muster nicht gegen­ seitig überlappen. Um kein Lichtbeugungsphänomen zu erzeugen, sind die benachbarten Abschnitte des ersten Filmmusters 56 voneinander mit einem großen Abstand relativ zu der Wellenlän­ ge des Lichtstrahls beabstandet. In ähnlicher Weise sind be­ nachbarte Abschnitte des zweiten Filmmusters 64 derart beab­ standet relativ zu der Wellenlänge des Lichtstrahls, daß das Lichtbeugungsphänomen unterdrückt wird.

Daraufhin werden die freiliegenden oder belichteten Bereiche des dritten lichtempfindlichen Films 58 beseitigt, um dritte lichtempfindliche Filmmuster 58A auszubilden, von denen jedes zwischen den organischen Materialmustern 48A auf der Oberseite der Zwischenschicht 46 angeordnet ist, wie in Fig. 4D ge­ zeigt. Das dritte lichtempfindliche Filmmuster 58A wird dadurch zusammen mit dem organischen Materialschichtmuster 48A als gemeinsame Maske für ein feines Muster verwendet, durch das die Zwischenschicht 46 selektiv belichtet wird. Ein Ätzschritt wird vorgenommen, um die belichteten Bereiche der Zwischen­ schicht 46 zu entfernen und dadurch Zwischenschichtmuster 46A zu bilden, die ihrerseits den ersten lichtempfindlichen Film durch sie hindurch selektiv belichten.

Unter Verwendung von O₂-Plasma wird der erste lichtempfindliche Film 44, der durch das Zwischenschichtmuster 46A belichtet wird, selektiv geätzt, um ein erstes lichtempfindliches Film­ muster 44A auszubilden, wie in Fig. 4E gezeigt. Während die­ ses Ätzens werden das dritte lichtempfindliche Filmmuster 58A und das organische Materialschichtmuster 48A durch das O₂-Plas­ ma ebenfalls entfernt. Dabei wird das Zwischenschichtmuster 46A als Ätz-Stopper oder -Unterbrecher verwendet, der ein Ät­ zen der darunterliegenden ersten lichtempfindlichen Filmmuster 44A verhindert.

Durch das erste lichtempfindliche Filmmuster 44A wird die Oberfläche der unteren Schicht 42 nicht nur selektiv sondern auch sehr fein belichtet bzw. strukturiert. Die Zwischen­ schichtmuster 46A und das erste lichtempfindliche Filmmuster 44A haben eine sehr feine Musterstruktur, die durch die Zusam­ menwirkung des ersten lichtundurchlässigen Filmmusters 56 und des zweiten lichtundurchlässigen Filmmusters 64 bewirkt ist. Die untere Schicht 42 kann deshalb durch einen Ätzschritt mit einer feinen Struktur versehen werden, der das erste lichtemp­ findliche Filmmuster 44A als Maske verwendet.

In den Fig. 5A bis 5G ist schrittweise ein Verfahren zur Ausbildung einer feinen Struktur einer Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt.

In Fig. 5A ist eine Halbleitervorrichtung gezeigt, die ein Halbleiertsubstrat 66 umfaßt, auf dem eine Polysiliziumschicht 68 und ein erster lichtempfindlicher Film 70 in dieser Reihen­ folge ausgebildet sind. Der erste lichtempfindliche Film 70 ist durch Beschichten der Polysiliziumschicht 68 mit einer positiven photoempfindlichen Lösung zubereitet, in der nicht freiliegenden oder nicht zu belichtende Bereiche mit einem Muster zu versehen sind. Daraufhin wird der erste photoempfindliche Film 70 einem Lichtstrahl durch eine erste Belichtungsmaske 72 ausgesetzt, um mit einem Muster zu verse­ hende Bereiche festzulegen. Die erste Belichtungsmaske 72 be­ steht aus einem ersten Quarzsubstrat 74 und einem ersten lich­ tundurchlässigen Filmmuster 76 auf der Oberseite des ersten Quarzsubstrats 74.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind das erste lichtundurch­ lässige Filmmuster 76 doppelt so dünn wie das auszubildende lichtempfindliche Zielfilmmuster. Wenn das photoempfindliche Zielfilmmuster beispielsweise eine 0,4 µm Teilung hat, die sich aus einer Musterweite von 0,2 µm und einem Abstand von 2,0 µm zwischen zwei benachbarten Musterabschnitten ergibt, hat das erste Filmmuster 76 der ersten Belichtungsmaske 72 eine 0,8 µm- Teilung, die sich aus derselben Weite des Musters und dem Ab­ stand zwischen zwei benachbarten Musterabschnitten von 0,6 µm ergibt. Deshalb wird in diesen. Filmmustern so gut wie kein Lichtbeugungsphänomen erzeugt.

Daraufhin wird der erste lichtempfindliche Film 70 in Kontakt mit einem organischen Material gebracht, das Silizium enthält, um eine Silylationsschicht 78 und ein erstes licht­ empfindliches Filmmuster 70A zu bilden, wie in Fig. 5B ge­ zeigt. Die Ausbildung der Silylationsschicht 78 wird durch Permeation bzw. Diffusion eines Siliziumatoms (oder von Sili­ ziumatomen) in den belichteten oder freiliegenden Bereich des ersten lichtempfindlichen Films 70 hinein ausgeführt, der das erste lichtempfindliche Filmmuster 70A festlegt. Folgend auf die Beendigung dieser Ausbildung werden die Silylationsschicht 78 und das erste lichtempfindliche Filmmuster 70A einer Wärme­ behandlung unterworfen.

Daraufhin wird eine lichtempfindliche Positivlösung auf die Silylationsschicht 78 und das erste lichtempfindliche Filmmu­ ster 70A aufgetragen, um einen zweiten lichtempfindlichen Film 80 auszubilden, der seinerseits selektiv einem Lichstrahl aus­ gesetzt wird, der durch eine zweite Belichtungsmaske 82 hin­ durchtritt, wie in Fig. 5C gezeigt. Diese selektive Belich­ tung teilt den zweiten lichtempfindlichen Film in mit einem Muster zu versehende nichtbelichtete Bereiche und zu entfer­ nende belichtete Bereiche.

Die zweite Belichtungsmaske 82 umfaßt ein zweites Quarzsub­ strat 84 und ein zweites lichtundurchlässiges Filmmuster 86 auf der Oberseite des zweiten Quarzsubstrats 84. Das zweite Filmmuster 86 der zweiten Belichtungsmaske 82 wird auf Lücke zum ersten Filmmuster 76 der ersten Belichtungsmaske liegend derart angeordnet, daß das zuerst genannte das zuletzt genann­ te nicht überlappt. Das bedeutet, daß das zweite Filmmuster 86 mit beispielsweise einer 0,8 µm-Teilung, die sich aus einer Musterweite von 0,2 µm und einem Abstand von 0,6 µm zwischen zwei benachbarten Musterabschnitten ergibt, wobei das erste Filmmuster 76, welches dieselben Abmessungen hat, auf Lücke dazu liegt.

Wie in Fig. 5D gezeigt, werden die belichteten oder freige­ legten Bereiche des zweiten lichtempfindlichen Filmmusters 80 beseitigt, um ein zweites lichtempfindliches Filmmuster 80A auszubilden. Durch das zweite lichtempfindliche Filmmuster 80A sind die ersten photoempfindlichen Filmmuster 70A vollständig freigelegt, und die Silylationsschicht 78 ist teilweise frei­ gelegt.

Als nächstes wird die Silylationsschicht 78, die durch das zweite lichtempfindliche Filmmuster 80A teilweise freiliegt, einer anisotropen Ätzung durch einen Reaktionsätzvorgang un­ terworfen, um ein Silylationsschichtmuster 78A auszubilden, durch das die Polysiliziumschicht 68 selektiv freigelegt oder belichtet wird, wie in Fig. 5E gezeigt. Das reaktive Ionenät­ zen wird in derart kurzer Zeit durchgeführt, daß das erste photoempfindliche Filmmuster 70A nicht abgetragen wird. Da­ durch kann die gewünschte Abmessung für das feine Muster bzw. die feine Struktur erzielt werden. Beispielsweise bildet das Silylationsmuster 78A unter dem zweiten lichtempfindlichen Filmmuster 80A und dem ersten lichtempfindlichen Filmmuster 70A jeweils eine feine Struktur mit einer 0,4 µm-Teilung, die sich aus einer Musterweite von 0,2 µm und einem Abstand von 0,2 µm ergibt.

Ein üblicher anisotroper Ätzprozeß wird auf die Polysilizium­ schicht 68 angewandt, die selektiv durch die lichtempfindli­ chen Filmmuster 70A und 80A freigelegt oder belichtet wird, um ein Polysiliziumschichtmuster 68A zu bilden, durch das hin­ durch das Halbleitersubstrat 66 selektiv belichtet wird, wie in Fig. 5F gezeigt.

Zuletzt werden das erste lichtempfindliche Filmmuster 70A und das Silylationsschichtmuster 78A, die beide auf dem Polysili­ ziumschichtmuster 68A ausgebildet sind, zusammen mit dem zwei­ ten lichtempfindlichen Filmmuster 80A entfernt, das auf dem Silylationsschichtmuster 78A ausgebildet ist.

Obwohl ein photoempfindlicher Positivfilm in der dritten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung als Beispiel genannt ist, können auch geeignet gesteuerte photoempfindliche Posi­ tiv/Negativ-Lösungen für den ersten und den zweiten photoemp­ findlichen Film zusammen mit Belichtungsmasken, die für die Lösung geeignet sind, verwendet werden, um feine Strukturen bilden.

Wie vorstehend beschrieben, ist das erfindungsgemäße Verfahren in der Lage, eine Auflösung von 0,35 µm oder besser zu erzie­ len, die gleich der I-Linie eines Excimer-Lasersteppers in einem G-Linienstepper ist, der eine Prozeßauflösung von 0,7 µm, und ultrafeine Muster bzw. Struktur mit bis hin zu 0,2 µm oder darunter mit einem I-Linienstepper zu erzielen, der eine Auf­ lösung von 0,5 µm beim Herstellungsverfahren hat.

In den Fig. 6A bis 6F ist ein schrittweises Verfahren zum Herstellen feiner Struktur einer Halbleitervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ge­ zeigt.

Zunächst wird ein Lichtstrahl, wie durch Pfeile angedeutet, durch eine erste Belichtungsmaske 98 auf eine Halbleitervor­ richtung abgestrahlt, die ein Halbleitersubstrat 88 umfaßt, auf dem eine Polysiliziumschicht 90, ein erster lichtempfind­ licher Film 92, eine Zwischenschicht 94 und ein zweiter licht­ empfindlicher Film 96 aufeinanderfolgend ausgebildet sind. Der zweite photoempfindliche Film wird dadurch selektiv dem Licht ausgesetzt und in nicht belichtete Bereiche und belichtete Bereiche unterteilt. Während der Zwischenfilm 94 durch Auftra­ gen von Silikatglas bzw. SOG auf den ersten lichtempfindlichen Film 92 zubereitet wird, werden die ersten und zweiten licht­ empfindlichen Filme 92, 96 durch Auftragen einer photoempfind­ lichen Positivlösung auf die Polysiliziumschicht 90 und die Zwischenschicht 94 durch einen Schleuderbeschichtungs- und Spritzbeschichtungsvorgang ausgebildet. Die Silikatglasschicht 94 besteht aus Glasmaterial, wie beispielsweise Phosphorsili­ katglas, Borphosphorsilikatglas, undotiertem Silikatglas.

Die erste Belichtungsmaske 98 umfaßt ein lichtdurchlässiges erstes Quarzsubstrat 100, auf dem ein erstes lichtundurchläs­ siges Filmmuster 102 aus Chrom ausgebildet ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das erste lichtundurch­ lässige Filmmuster doppelt so dünn wie das auszubildende lichtempfindliche Zielfilmmuster. Wenn beispielsweise das pho­ toempfindliche Zielfilmmuster eine 0,4 µm-Teilung hat, die sich aus einer Musterweite von 0,2 µm und einem Abstand von 0,2 µm zwischen zwei benachbarten Musterabschnitten ergibt, hat das erste Filmmuster 102 eine 0,8 µm-Teilung, die sich aus dersel­ ben Musterweite und einem Abstand von 0,6 µm zwischen zwei be­ nachbarten Musterabschnitten ergibt.

Die belichteten Bereiche des zweiten lichtempfindlichen Films 96 werden abgetragen, um ein zweites lichtempfindliches Film­ muster 96A zu bilden, durch welches die SOG-Schicht 94 selek­ tiv belichtet wird, wie in Fig. 6B gezeigt. Daraufhin wird ein reaktiver Ionenätzprozeß durchgeführt, um die SOG-Schicht 94 zu entfernen, die durch das zweite lichtempfindliche Film­ muster 96A mit der Hälfte ihrer gesamten Dicke derart freige­ legt worden ist, so daß ein erstes SOG-Schichtmuster 94A aus­ gebildet wird. Das erste SOG-Schichtmuster 94A ist zwischen der verbliebenen SOG-Schicht 94 und dem zweiten photoempfind­ lichen Filmmuster 96A angeordnet.

Daraufhin wird das zweite lichtempfindliche Filmmuster 96A auf der Oberseite der ersten SOG-Schichtmuster 94A beseitigt, und über der resultierenden Struktur wird ein dritter lichtempfindlicher Film 104 ausgebildet, wie in Fig. 6C ge­ zeigt. Ein Lichtstrahl wird, wie durch Pfeile angedeutet, durch eine zweite Belichtungsmaske 106 auf den dritten licht­ empfindlichen Film 104 hinein abgestrahlt, der dadurch in be­ lichtete Bereiche und nicht belichtete Bereiche unterteilt wird.

Die zweite Belichtungsmaske 106 besteht aus einem zweiten Quarzsubstrat 108 und einem zweiten lichtundurchlässigen Film­ muster 110 auf der Oberseite des zweiten Quarzsubstrats 108. Das zweite Filmmuster 110 der zweiten Belichtungsmaske 108 wechselt sich mit den ersten Filmmustern 102 in der ersten Lichtbestrahlungsmaske derart ab bzw. ist zu diesem relativ derart versetzt, daß sich diese nicht gegenseitig überlappen. Das bedeutet, daß das zweite Filmmuster 110 mit beispielsweise einer 0,8 µm-Teilung, die sich aus einer Musterweite von 0,2 µm und einem Abstand von 0,6 µm zwischen zwei benachbarten Muster­ abschnitten ergibt und das erste Filmmuster 102, welches die­ selben Abmessungen hat, abwechselnd angeordnet sind.

Wie in Fig. 6D gezeigt, werden die belichteten Bereiche des dritten lichtempfindlichen Films 104 entfernt, um ein drittes lichtempfindliches Filmmuster 104A auszubilden, das die ersten SOG-Schichtmuster 94A vollständig freilegt und die verbliebene SOG-Schicht durch sie hindurch teilweise freilegt, woraufhin das erste SOG-Schichtmuster 94A und die verbliebene SOG- Schicht 94 einem anisotropen Ätzen durch einen reaktiven Io­ nenätzvorgang derart unterworfen werden, daß ein zweites SOG- Schichtmuster 94B ausgebildet wird. Das bedeutet, daß das zweite SOG-Schichtmuster 94B aus den unteren Abschnitten des ersten SOG-Schichtmusters 94A und der verbliebenen SOG-Schicht 94A unterhalb des dritten photoempfindlichen Filmmusters 104A gebildet wird. Dieses zweite SOG-Schichtmuster 94B ist ein fein strukturiertes Muster mit beispielsweise einer 0,4 µm-Tei­ lung, die sich aus einer Musterweite von 0,2 µm und einem Ab­ stand von 0,2 µm zwischen zwei benachbarten Musterabschnitten ergibt.

Daraufhin wird das dritte lichtempfindliche Filmmuster 104A abgetragen, und der erste lichtempfindliche Film, der durch das zweite SOG-Schichtmuster 92A selektiv belichtet worden ist, wird ebenfalls entfernt, um ein erstes empfindliches Filmmuster 92A auszubilden, durch welches die Polysilizium­ schicht 90 selektiv belichtet wird, wie in Fig. 6E gezeigt. Nach der Beendigung der Ausbildung des ersten lichtempfindli­ chen Filmmusters 92A wird das zweite SOG-Schichtmuster 94B beseitigt.

Schließlich wird die Polysiliziumschicht 90 entfernt, wobei das erste lichtempfindliche Filmmuster 92A als Maske dient, um ein feines Polysiliziumschichtmuster 90A auszubilden, worauf eine Entfernung des ersten photoempfindlichen Filmmusters 92A folgt, wie in Fig. 6F gezeigt.

Obwohl bei der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung beispielhaft ein photoempfindlicher Positivfilm genannt ist, können geeignet gesteuerte photoempfindliche Positiv/Ne­ gativ-Lösungen für die ersten und zweiten photoempfindlichen Filme zusammen mit Lichtbestrahlungsmasken verwendet werden, die für diese Lösungen geeignet sind, um feine Muster auszu­ bilden.

Das vorstehend beschriebene Verfahren ist deshalb dazu geeig­ net, eine Auflösung von 0,35 µm oder besser gleich derjenigen der I-Linie oder eines Excimer-Lasersteppers in einem G-Li­ nienstepper zu erzielen, der eine Prozeßauflösung von 0,75 µm hat, und ultrafeine Muster mit bis hin zu 0,25 µm oder darunter mit einem I-Linienstepper zu erzielen, der eine Herstellungsprozeßauflösung von 0,5 µm hat.

Wie vorstehend beschrieben, werden erfindungsgemäß zwei ge­ trennte Belichtungsmasken verwendet, von denen jede lichtun­ durchlässige Abschnitte hat, die jeweils einen Teil eines er­ wünschten feinen Musters enthalten. Die Verwendung der ge­ trennten Belichtungsmasken hat die Vorteile, daß ein Lichtbeu­ gungsphänomen an der Lichtbestrahlungsmaske verhindert werden kann und daß strukturierte Bereiche von nicht strukturierten Bereichen deutlich unterschieden werden können. Außerdem kann eine aufeinanderfolgende Ausbildung und eine Zusammenwirkung der Muster entsprechend den zwei getrennten Belichtungsmasken eine präzise Ausbildung feiner Muster bzw. Strukturen ergeben. Ferner ist die Verwendung von zwei getrennten Belichtungsmas­ ken dazu geeignet, eine Auflösung zu erhalten, die doppelt so hoch ist, wie bei der Verwendung einer einzigen Maske, wodurch ein sehr großes Ab- oder Paßmaß erzielt werden kann. Durch die Verbesserung der Auflösung und des Paßmaßes können die erfin­ dungsgemäßen Verfahren aus einem herkömmlichen Stepper die Vorteile ziehen, feine Muster präzise auszubilden, und den Integrationsgrad einer Halbleitervorrichtung über die herkömm­ liche Grenze hinaus auf beispielsweise 64M oder 264M zu erhö­ hen.

Claims (13)

1. Verfahren zur Bildung feiner Strukturen eines Halbleiter- Bauelements, umfassend die Schritte:

• 1. Bilden einer ersten Belichtungsmaske (23) und einer zweiten Belichtungsmaske (28) mit nicht überlappten Mustern, die entsprechend relativ positioniert feinen, auf einem Halbleitersubstrat auszubildenden Strukturen entsprechen,
• 2. Auftragen einer organischen Materialschicht (36) auf dem Halbleitersubstrat,
• 3. Strukturieren der organischen Materialschicht (36) durch Verwenden der ersten Belichtungsmaske (23), um ein organisches Materialschichtmuster (36A) zu bilden,
• 4. Bilden eines lichtempfindlichen Films (38) über dem organischen Materialschichtmuster (36A), und
• 5. Strukturieren des lichtempfindlichen Films (38) unter Verwenden der zweiten Belichtungsmaske (28) zur Bildung eines lichtempfindlichen Filmmusters (38A) derart, daß das lichtempfindliche Filmmuster (38A) auf Lücke zu dem organischen Materialschichtmuster (36A) entsprechend den auf dem Halbleitersubstrat auszubildenden Strukturen zu liegen kommt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Belichtungsmaske (23) und die zweite Belichtungsmaske (28) unabhängig voneinander durch Bilden von Chrommustern auf einem Quarzsubstrat (34, 30) zubereitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Materialschicht (36) aus einem reflexionshindernden Material besteht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Strukturieren der organischen Materialschicht (36) außerdem umfaßt:

• 1. Bilden eines zweiten lichtempfindlichen Films (40) über der organischen Materialschicht (36),
• 2. wahlweises Belichten des zweiten lichtempfindlichen Films (40) durch Verwenden der ersten Belichtungsmaske (23) zur Strukturierung des zweiten lichtempfindlichen Films (40), um ein zweites lichtempfindliches Muster (40A) zu bilden, und
• 3. Ätzen der organischen Materialschicht (38), wobei das zweite lichtempfindliche Filmmuster (40A) als Maske dient.

5. Verfahren zur Bildung feiner Strukturen eines Halbleiter- Bauelements, umfassend die Schritte:

• 1. Bilden einer ersten Belichtungsmaske (56) und einer zweiten Belichtungsmaske (64) mit nicht überlappten Mustern, die entsprechend relativ positioniert feinen, auf einem Halbleitersubstrat auszubildenden Strukturen entsprechen,
• 2. aufeinanderfolgendes Auftragen einer Zielmustermate­ rialschicht (42), einer Zwischenschicht (46), einer organischen Materialschicht (48) und eines ersten lichtempfindlichen Films (44) auf dem Halbleiter­ substrat,
• 3. Strukturieren des ersten lichtempfindlichen Films (44) unter Verwenden der ersten Belichtungsmaske (56) zur Bildung eines ersten lichtempfindlichen Filmmusters (44A),
• 4. Ätzen der organischen Materialschicht (48) zur Bildung eines organischen Materialschichtmusters (48A), wobei das erste lichtempfindliche Filmmuster (44A) als Muster dient,
• 5. Beseitigen des ersten lichtempfindlichen Filmmusters (44A),
• 6. Auftragen eines zweiten lichtempfindlichen Films (50) über dem organischen Materialschichtmuster (48A), und
• 7. Strukturieren des zweiten lichtempfindlichen Films (50) durch Verwenden der zweiten Belichtungsmaske (84) zur Bildung eines lichtempfindlichen Filmmusters derart, daß das lichtempfindliche Filmmuster auf Lücke zu dem organischen Materialschichtmuster zu liegen kommt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielmustermaterialschicht (42) aus einem lichtempfindlichen Material besteht.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielmustermaterialschicht aus Polysilicium besteht.

8. Verfahren zur Bildung feiner Muster eines Halbleiter-Bau­ elements, umfassend die Schritte:

• 1. Bilden einer Polysiliciumschicht (68) auf einem Halb­ leitersubstrat (66),
• 2. Bilden eines ersten lichtempfindlichen Films (70) auf der Polysiliciumschicht (68),
• 3. selektives Belichten des ersten lichtempfindlichen Films (70) unter Verwendung einer ersten Belichtungs­ maske (72), die ein vorbestimmtes lichtundurchlässiges Filmmuster (76) hat,
• 4. in Kontakt bringen des ersten lichtempfindlichen Films (70) mit einem organischen Material zur Bildung einer mit diesem Material verunreinigten Schicht (78) und eines ersten lichtempfindlichen Filmmusters (70A), wobei in den belichteten Bereich des ersten lichtempfindlichen Films das organische Material diffundiert ist und in den nicht-belichteten Bereich des ersten lichtempfindlichen Films das organische Material nicht diffundiert ist,
• 5. Bilden eines zweiten lichtempfindlichen Films (80) über dem ersten lichtempfindlichen Filmmuster (70A) und der mit organischen Material verunreinigten Schicht (78),
• 6. Bilden eines Musters (80A) auf dem zweiten lichtemp­ findlichen Film (80) durch Verwenden einer zweiten Belichtungsmaske (82) zur Bildung eines zweiten lichtempfindlichen Filmmusters (80A) über der mit organischem Material verunreinigten Schicht (78), wobei die zweite Belichtungsmaske ein lichtundurchlässiges Muster (86) hat, das auf Lücke zu dem Filmmuster (76) der ersten Belichtungsmaske (72) angeordnet ist,
• 7. Bilden eines Musters (78A) auf der mit dem organischen Material verunreinigten Schicht (78) durch Verwenden des zweiten lichtempfindlichen Filmmusters (80A),
• 8. Bilden eines Musters (68A) auf der Polysiliciumschicht (68) durch Verwenden des Metallschichtmusters (78A) und des zweiten lichtempfindlichen Filmmusters (80A), und
• 9. Abtragen der Muster (78A und 80A) über dem Polysili­ ciummuster (68A).

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste lichtempfindliche Film (70) und der zweite lichtemp­ findliche Film (80) unabhängig aus einer lichtempfindlichen Positivlösung gebildet sind.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste lichtempfindliche Film (70) und der zweite lichtemp­ findliche Film (80) unabhängig aus einer lichtempfindlichen Negativlösung gebildet sind.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Materialschicht (78) aus einer Silylationsschicht besteht, in die Silicium diffun­ diert ist.

12. Verfahren zur Bildung feiner Strukturen eines Halbleiter- Bauelements, umfassend die Schritte:

• 1. Bilden einer unteren Schicht (90) mit einem lichtemp­ findlichen Film (92) auf einem Halbleitersubstrat (88),
• 2. Bilden einer Zwischenschicht (94) über der unteren Schicht (90),
• 3. Bilden einer oberen Schicht mit einem lichtempfind­ lichen Film auf der Zwischenschicht (94),
• 4. selektives Belichten der oberen Schicht durch Verwenden einer ersten Belichtungsmaske (98), die ein vor­ bestimmtes lichtundurchlässiges Filmmuster (102) ent­ hält, zur Bildung eines oberen Schichtmusters, durch welches die Zwischenschicht (94) selektiv belichtet wird,
• 5. Abtragen der belichteten Bereiche der Zwischenschicht (94) mit einer vorbestimmten Dicke, gefolgt vom Ent­ fernen des oberen Schichtmusters,
• 6. Auftragen eines lichtempfindlichen Films (104) auf der verbliebenen Zwischenschicht (94),
• 7. selektives Belichten des lichtempfindlichen Films (104) durch Verwenden einer zweiten Belichtungsmaske (106) zur Bildung eines lichtempfindlichen Filmmusters (104A), wobei die zweite Belichtungsmaske (106) ein lichtundurchlässiges Muster (110) hat, das auf Lücke zu demjenigen (102) der ersten Belichtungsmaske (98) so angeordnet ist, daß sich diese Muster nicht gegenseitig überlappen,
• 8. Abtragen der belichteten Bereiche der Zwischenschicht (94) durch das lichtempfindliche Filmmuster (104A), bis die untere Schicht (90) freigelegt ist, und daraufhin Entfernen des lichtempfindlichen Filmmusters (104A), und
• 9. Abtragen der belichteten oder freigelegten Bereiche der unteren Schicht (90) durch das Zwischenmuster zur Bildung eines unteren Schichtmusters (90A).

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (94) einer anisotropen Ätzung durch einen reaktiven Ionen-Ätzvorgang unterworfen wird.