DE4410505C2 - Verfahren zum Herstellen eines Reliefbildes im Submikrometerbereich - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Reliefbildes im Submikrometerbereich

Info

Publication number
DE4410505C2
DE4410505C2 DE4410505A DE4410505A DE4410505C2 DE 4410505 C2 DE4410505 C2 DE 4410505C2 DE 4410505 A DE4410505 A DE 4410505A DE 4410505 A DE4410505 A DE 4410505A DE 4410505 C2 DE4410505 C2 DE 4410505C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
relief image
radiation
etched
depth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE4410505A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4410505A1 (de
Inventor
Jun Seok Lee
Keom Jin Park
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SK Hynix Inc
Original Assignee
Goldstar Electron Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Goldstar Electron Co Ltd filed Critical Goldstar Electron Co Ltd
Publication of DE4410505A1 publication Critical patent/DE4410505A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4410505C2 publication Critical patent/DE4410505C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/38Treatment before imagewise removal, e.g. prebaking
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S438/00Semiconductor device manufacturing: process
    • Y10S438/942Masking

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Reliefbildes im Submikrometerbereich unter Verwendung eines Silylierungspro­ zesses, der die Auflösung und das Seitenwandprofil eines strahlungs­ empfindlichen Materials verbessern kann.
Fortschritte in der Integrationstechnologie von Halbleiter- Bauelementen erfordern immer höhere Genauigkeit bei jedem Herstellschritt für Halbleiter-Bauelemente.
Insbesondere bei DRAM-Speicherelementen für die Generationen über 64 MByte ist vorhersehbar, daß der Mikrolithographie eine wichtige Aufgabe zukommt und daß zu lösende Detailaufgaben bei der Herstellung gestufter Schichten aus strahlungs­ empfindlichen Material die Ausbildung gleichmäßig fester Schichten und gleichmäßige Belichtung sind.
Bisher wurde eine Technologie für die chemische Behandlung von strahlungsempfindlichen Material zum Verbessern der Auflösung entwickelt, wofür der Silylie­ rungsprozeß ein repräsentatives Beispiel ist.
Der Silylierungsprozeß ist ein Prozeß, der das Trockenätzen von strahlungsempfindlichen Material mit Widerstandsfähigkeit gegen reaktives Ionenätzen (RIE) mit O₂ gestattet.
Es wurde also als Anfangsstadium ein Prozeß entwickelt, der Widerstandsfähigkeit gegen O₂-RIE unter Verwendung eines Silizium enthaltenden Polymers verwendet. Eine epochemachende Verbesserung hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit gegen O₂-RIE konnte gemäß der Veröffentlichung "DESIRE (Diffusion Enhanced silylated Resist) PROCESS" in "Advances in Resist Technology and Processing", SPIE Proceedings Vol. 631, 1986, von G. Coopmans und B. Roland erzielt werden; demgemäß ist es möglich, scharfe Muster von 0,5 µm sogar in gestuften Schichten aus strahlungsempfindlichem Material zu erzielen.
Dieser Prozeß ist ein solcher zum Verbessern der Wider­ standsfähigkeit bei Trockenbelichtung mit O₂, wobei nach der Belichtung nur der belichtete Teil einer Oberflächenbehandlung mit Silizium unterzogen wird.
Danach wurde die Auflösung eher durch Auswahl der spektralen Linie der Lichtquelle verbessert, insbesondere durch einen Wechsel von der g- auf die j-Linie.
Ein Verfahren zum Ausbilden eines Reliefbildes unter Ver­ wendung eines Silylierungsprozesses ist im einzelnen in den US-Patenten 4,882,008; 5,094,936; 4,810,601 und 4,803,181 beschrieben. Die Auflösung wurde aufgrund dieses Silylie­ rungsprozesses zwar verbessert, jedoch entstanden demgegen­ über viele Probleme. Insbesondere konnte kein genaues, kri­ tisches Abmessungsverhältnis für das Reliefbild erzielt werden.
Die Fig. 10a bis 10d veranschaulichen einen herkömmlichen Prozeß zum Herstellen eines gestuften Reliefbildes im Sub­ mikrometerbereich unter Verwendung eines Films aus einer Silylierungsschicht.
Gemäß Fig. 10 wird ein Film aus einem anorganischen, positiv strahlungsempfindlichen Material, im folgenden Positivresistfilm 12 genannt, auf der Oberfläche eines Siliziumsubstrats oder einer darunter­ liegenden Halbleiterschicht 11 abgeschieden (Fig. 10a).
Dann wird der anorganische Positivresistfilm 12 durch Be­ lichten unter Verwendung einer Belichtungsmaske 13 in be­ lichtete Teile 12-1 und unbelichtete Teile 12-2 unterteilt, mit einem latenten Bildmuster 14 in den belichteten Teilen 12-1 des Resistfilms (Fig. 10b).
Beim Ausführen eines Silylierungsprozesses mit dem Silylie­ rungsmittel HMDS (Hexamethylsilazan) wird die Oberfläche des belichteten Resistfilms 12-1 silyliert (Fig. 10c).
Das heißt, daß dann, wenn Erhitzen in HMDS-Atmosphäre erfolgt, das HMDS in die Oberfläche des belichteten Resistfilms 12-1 eindiffundiert und das OH-Radikal im strahlungsempfindlichen Harz ersetzt, um eine silylierte Schicht 15 an der Oberfläche des belichteten Resistfilms 12-1 zu bilden. Nachfolgend ist die Reaktions­ formel beim Silylierungsprozeß dargestellt:
Die silylierte Schicht 15, also eine Silizium enthaltende Schicht, die auf dem belichteten Silizium-Resistfilm 12-1 hergestellt wurde, dient als Maske beim Trockenätzen mit O₂.
Der nicht belichtete Photoresistfilm 12-2 wird selektiv durch Trockenätzen durch ein O₂-Plasmaätzverfahren entfernt (Fig. 10d).
Dabei dient die silylierte Schicht 15 als Ätzmaske, da die Widerstandsfähigkeit gegen Sauerstoff durch Umwandlung in einen Oxidfilm beim O₂-RIE verbessert wurde.
Schließlich wird ein Reliefbild 12 im Submikrometerbereich dadurch erhalten, daß die verbliebene silylierte Schicht 15 entfernt wird.
Wie in Fig. 10 dargestellt, ist dann, wenn ein Reliefbild unter Verwendung eines Silylierungsprozesses hergestellt wird, das Vertikalprofil des Reliefbildes schlecht, da es keinen steilen Verlauf aufweist.
Auch dann, wenn die Dicke der silylierten Schicht 15, die beim Trockenätzen als Ätzmaskenschicht dient, dünn ist, wird ein Reliefbild mit kleinerer kritischer Abmessung als er­ wünscht erhalten.
Daher ist es nicht möglich, eine genaue Musterbildung auf einem Metallfilm oder einer Halbleiterschicht auszuführen, wenn dies durch einen Ätzprozeß unter Verwendung eines solchen Reliefbildes als Maske erfolgt.
Fig. 2 zeigt einen herkömmlichen Prozeß zum Herstellen eines gestuften Reliefbildes im Submikrometerbereich unter Verwendung einer dicken silylierten Schicht. In Fig. 2 sind gleiche Materialien wie in Fig. 10 mit denselben Zahlen be­ zeichnet.
Der in Fig. 2 dargestellte Prozeß zum Herstellen eines Reliefbildes im Submikrometerbereich ist derselbe wie der in Fig. 10 dargestellte, mit der Ausnahme, daß eine dicke sily­ lierte Schicht 15′ ausgebildet ist. Entsprechend ist das Vertikalprofil des Reliefbildes, wie es beim Prozeß gemäß Fig. 2 erhalten wird, ebenfalls schlecht. Ferner ist wegen der Verwendung der dicken silylierten Schicht 15′, die beim Ätzen als Ätzmaskenschicht dient, die kritische Abmessung des ausgebildeten Reliefbildes im Submikrometerbereich grö­ ßer als erwünscht, so daß mit dem Reliefbild als Maske keine genaue Musterung einer darunterliegenden Schicht in einem anschließenden Prozeß erzielt werden kann.
Fig. 3 ist eine SEM(Scanning Electron Microscope)-Photogra­ phie des in Fig. 2e dargestellten Reliefbildes 12 im Sub­ mikrometerbereich.
In jüngster Zeit wurde ein Verfahren zum Verbessern der Auf­ lösung durch Behandeln der Oberfläche eines gestuften Films aus strahlungsempfindlichen Material, im folgenden Resistfilm genannt, mit einem alkalischen Material vorgeschlagen, wie das HARD-Verfahren, veröffentlicht in "Digest of Papers Micro Process Conf. 164" von M. Endow et al. in Japan, 1988, und das PRISM-Verfahren, veröffentlicht in J. Voc. Sci. Technol. B6(6), 1988, S. 2249, von Yoshimura et al. Ein Ver­ fahren zum Herstellen eines Reliefbildes im Submikrometer­ bereich unter Verwendung einer alkalischen Oberflächen­ behandlung ist ein Verfahren, das folgende Schritte aufweist: Abscheiden eines Resistfilms, Ausbilden einer unlöslichen Schicht auf der Oberfläche des Resistfilms durch Behandeln der Oberfläche mit einem alkalischen Mittel und Ausbilden eines Reliefbildes im Submikrometerbereich durch Ausführen einer Belichtung und eines allmählichen Entwicklungsprozes­ ses, der den Bereich der Brenntiefe erweitert, was die Auf­ lösung verbessert.
Die Fig. 4a bis 4e zeigen einen herkömmlichen Prozeß zum Ausbilden eines Reliefbildes im Submikrometerbereich unter Verwendung einer alkalischen Oberflächenbehandlung.
Zunächst wird ein strahlungsempfindliches Material (25cp) auf eine untere Halbleiterschicht oder ein Siliziumsubstrat 31 mit einer Dicke von ungefähr 1,0 µm aufgetragen, um einen Resistfilm 32 aus­ zubilden, der bei einer Temperatur von 110°C für 90 Sekunden vorsichtig erhitzt wird. Dann wird die Oberfläche des aufge­ tragenen Resistfilms 32 für eine vorgegebene Zeitspanne al­ kalisch in einer Ausgangslösung behandelt, um eine erste unlösliche Schicht 33 auszubilden (Fig. 4a).
Der Resistfilm 32 mit der unlöslichen Schicht 33 wird unter Verwendung eines Steppers belichtet (Fig. 4b). In den entwickelten Teilen 32-2 des Resistfilms bildet sich ein Muster eines latenten Bildes 35 aus.
Nach der Belichtung wird der Resistfilm 32 bei 110°C für 90 Sekunden getempert und dann entwickelt, um eine zweite unlösliche Schicht 36 auszubilden. Der Resistfilm 32 wird bis zur Tiefe der ersten unlöslichen Schicht 33 entwickelt (Fig. 4c).
Durch Ausführen einer kontinuierlichen, allmählichen Ent­ wicklung, bis die Tiefe größer ist als die Tiefe der ersten unlöslichen Schicht 33, wird eine dritte unlösliche Schicht 37 gebildet (Fig. 4d), und schließlich wird ein Reliefbild 32′ im Submikrometerbereich durch Entwickeln, bis das Sub­ strat freiliegt, ausgebildet.
Wenn kontinuierlich eine allmähliche Entwicklung erfolgt, bis die Tiefe größer ist als die Tiefe der ersten unlöslichen Schicht 33, ergibt sich ein Überhang im oberen Teil des Resistmusters 32.
Die Fig. 5a bis d sind SEM-Photographien von Reliefbildprofilen, wie sie im zeitlichen Verlauf der alkalischen Oberflächen­ behandlung beim Ausbilden eines Reliefbildes im Submikro­ meterbereich unter Verwendung der durch Fig. 4 veranschau­ lichten alkalischen Behandlung erhalten wurden. Aus ihnen ist erkennbar, daß der Überhang um so größer wird, je länger die Oberflächenbehandlung dauert.
Wenn ein Reliefbild im Submikrometerbereich unter Verwen­ dung einer alkalischen Oberflächenbehandlung ausgeführt wird, kann zwar ein Reliefbild mit gewünschter kritischer Abmessung erhalten werden, jedoch besteht eine Grenze hin­ sichtlich der Verbesserung bei der Auflösung, und zwar wegen der Entstehung des Überhangs, der zu einer kleineren Brenn­ tiefe und einem fehlerhaften Reliefbildprofil führt.
Fig. 6a ist eine Querschnittsdarstellung eines herkömmlichen Reliefbilds zum Ausbilden eines Kontaktlochs, und Fig. 6b ist eine SEM-Photographie zu Fig. 6a.
Ein anderes Problem, wie es beim Herstellen eines Musters eines gestuften Resistfilms auftaucht, ist die Entstehung von Mikrogräben im unteren Teil eines Reliefbildes 43 beim Herstellen eines Kontaktlochs, und zwar abhängig von der Art des strahlungsempfindlichen Materials, der Belichtung, der Temperung und Entwicklung.
Ferner ist es aus der DE 42 16 888 A1 bekannt, bei einem Verfahren zur Bil­ dung eines Reliefbildes aus einem strahlungsempfindlichen Gemisch die auf ein Substrat aufgebrachte Schicht in Form eines gewünschten Musters zu belichten. In den belichteten Bereichen der Schicht wird eine silylierte Schicht gebildet, woraufhin ein Teil, aber nicht die gesamte Schicht geätzt wird. Dann wird ein Abschnitt der belichteten Bereiche, der durch Ätzen freigelegt wurde, silyliert. Danach wird der Rest der unbelichteten Gebiete entfernt, um das gewünschte Reliefbild zu erhalten.
Bei einem anderen bekannten Verfahren (US 4 988 609) zur Herstellung von Reliefbildern für die Halbleiterherstellung wird ein Oberflächenbereich einer Schicht aus einem strahlungsempfindlichen Gemisch nach dem Belichten einem Wärmebehandlungsprozeß in einem Ammoniumgas ausgesetzt und anschließend mit einem Entwickler behandelt. Anschließend wird das gewünschte Muster be­ lichtet und entwickelt, um die belichteten Teile zu entfernen und ein Reliefbild zu bilden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Reliefbildes im Submikrometerbereich zu schaffen, bei dem nur geringe Schwan­ kungen von kritischen Abmessungen entstehen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, das einen Silylierungsprozeß und eine alkalische Oberflächenbehandlung in Kombination verwendet, lassen sich die vorstehend beschriebenen Überhänge im Reliefbild vermeiden, so daß die ge­ wünschten Abstände im Reliefbild über die gesamte Relieftiefe eingehalten wer­ den können.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Fig. 1 ist eine SEM-Photographie von Fig. 9e.
Fig. 2a bis 2e veranschaulichen einen herkömmlichen Prozeß zum Ausbilden eines Reliefbildes im Submikrometerbereich unter Verwendung einer dicken silylierten Schicht.
Fig. 3 ist eine SEM-Photographie des in Fig. 2e dargestell­ ten Reliefbildes.
Fig. 4a bis 4e veranschaulichen einen herkömmlichen Prozeß zum Herstellen eines Reliefbildes im Submikrometerbereich unter Verwendung einer alkalischen Oberflächenbehandlung.
Fig. 5a bis 5d sind SEM-Photographien des Profils eines Re­ liefbildes, und zwar in zeitlichen Abständen während der durch Fig. 4 veranschaulichten alkalischen Oberflächenbe­ handlung aufgenommen.
Fig. 6a ist ein Querschnitt durch ein herkömmliches Relief­ bildes beim Herstellen eines Kontaktlochs.
Fig. 6b ist eine SEM-Photographie zu Fig. 6a.
Fig. 7a bis 7f veranschaulichen einen Prozeß zum Herstellen eines Reliefbildes im Submikrometerbereich gemäß einem er­ sten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 8 ist eine SEM-Photographie zu Fig. 7e.
Fig. 9a bis 9f veranschaulichen einen Prozeß zum Herstellen eines Reliefbildes im Submikrometerbereich gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 10a bis 10e veranschaulichen einen herkömmlichen Prozeß zum Herstellen eines Reliefbildes im Submikrometerbereich unter Verwendung einer dünnen silylierten Schicht.
Wie in Fig. 7 dargestellt, wird eine erste unlösliche Schicht 63 dadurch hergestellt, daß ein einschichtiger, organischer Positivresistfilm 62, also ein Film aus einem positiv strahlungsempfindlichen Material, auf einem Siliziumsubstrat oder einer unteren Halbleiterschicht 61 ausgebildet wird und die Oberfläche des Resistfilms 62 mit alkalischer Lösung behandelt wird (Fig. 7a). Als alkalische Lösung für die Oberflächenbehandlung wird TMAH (Tetramethylammoniumhydro­ xid) verwendet.
Der Resistfilm 62 wird unter Verwendung einer Maske 64 be­ lichtet (Fig. 7b). Der Resistfilm 62 ist für Ultraviolett­ strahlung, ferne Ultraviolettstrahlung, Elektronenstrahlen und Röntgenstrahlen empfindlich. Dabei wird ein Muster 65 eines latenten Bilds in belichteten Teilen 62-1 bei Belich­ tung mit optimaler Energie durch die Maske hindurch ausge­ bildet.
Danach wird ein Naßätzvorgang ausgeführt, um den belichteten Resistfilm 62-1 bis zur Tiefe der ersten unlöslichen Schicht 63 abzuätzen. Eine zweite unlösliche Schicht 66 wird im ab­ geätzten Teil aufgrund der bei der Naßentwicklung verwende­ ten alkalischen Lösung ausgebildet (Fig. 7c). Dabei erfolgt das Ätzen nur bis zu einer Minimaltiefe kleiner als 1/2 der Dicke des gesamten Resistfilms 62, wodurch ein Oberflächen­ schritt gegenüber dem nicht belichteten Resistfilm 62-2 ent­ steht. Das Ätzen bis zu dieser geringen Dicke erfolgt, weil sich ansonsten ein Überhang im Reliefbild entwickeln wür­ de.
Nachdem belichtet und entwickelt wurde, wird ein Silylie­ rungsprozeß ausgeführt (Fig. 7d). Durch Erhitzen in einer HMDS-Atmosphäre wird Silizium in die Oberfläche des belich­ teten Resistfilms 62-1 eindiffundiert, um eine Silylierungs­ schicht 67 an der Oberfläche des belichteten und abgeätzten Resistfilms 62-1 auszubilden. Diese Silylierungsschicht 67 weist als Silizium enthaltende Schicht Widerstandsfähigkeit gegen O₂-RIE auf und wirkt demgemäß bei einem folgenden Ätz­ prozeß für den nicht belichteten Resistfilm 62-2 als Ätzmas­ kenschicht.
Dann wird der nicht belichtete Resistfilm 62-2 durch ein O₂- RIE-Verfahren abgeätzt (Fig. 7e). Dabei wird die Silylie­ rungsschicht 67 beim Trockenentwickeln in einen Oxidfilm um­ gewandelt.
Abschließend wird durch Entfernen der in einen Oxidfilm um­ gewandelten Silylierungsschicht 67 ein Reliefbild 62′ er­ halten (Fig. 7f).
Da das Reliefbild 62′ nur bis zu einer minimalen Tiefe naßgeätzt wurde, und zwar bis zur Tiefe der ersten unlösli­ chen Schicht 63, können die Entstehung von Überhängen bei der alkalischen Oberflächenbehandlung und Schwankungen der kritischen Abmessungen abhängig von der Dicke der silylier­ ten Schicht 67 verhindert werden, wodurch ein Reliefbild 62′ erhalten werden kann, das ein Vertikalprofil mit steilen Seitenwänden aufweist, wie in Fig. 8 dargestellt.
Die Fig. 9a bis 9f veranschaulichen einen Prozeß zum Her­ stellen eines Reliefbildes im Submikrometerbereich gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Wie es aus Fig. 9 erkennbar ist, stimmt das zweite Ausfüh­ rungsbeispiel mit dem durch Fig. 7 veranschaulichten ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich des Prozesses überein, je­ doch wird statt eines positiv strahlungsempfindlichen Materials ein negativ strahlungsempfindliches Material ver­ wendet.
Demgemäß wird beim zweiten Ausführungsbeispiel ein Muster 75 eines latenten Bildes beim Belichten (Fig. 9b) im nicht ent­ wickelten Film aus strahlungsempfindlichem Material, im folgenden Resistfilm 72-2 genannt, ausgebildet, während der belichte­ te Resistfilm 72-1, in dem kein latentes Bildmuster 75 aus­ gebildet wurde, der Teil ist, der beim folgenden Trockenätz­ prozeß zu entfernen ist.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel wird beim Entwicklungspro­ zeß (Fig. 9c) eine zweite unlösliche Schicht 76 an der Ober­ fläche des nicht entwickelten Resistfilms 72-2 ausgebildet, und wenn ein Silylierungsprozeß ausgeführt wird, bildet sich eine silylierte Schicht 77 an der Oberfläche des nicht be­ lichteten Resistfilms 72-2 (Fig. 9d).
Dabei erfolgt das Ätzen des nicht entwickelten Resistfilms 72-2 bis zu einer Tiefe, die kleiner als 1/4 der Gesamtdicke des Resistfilms 72 ist.
Der belichtete Resistfilm 72-1 wird durch O₂-RIE (Fig. 9e) entfernt, um ein Reliefbild 72′ (Fig. 9f) auszubilden.
Fig. 10 ist eine SEM-Photographie des Reliefbildes 72′ ge­ mäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Auch durch das zweite Ausführungsbeispiel kann ein Reliefbild 72′ mit einem Profil mit steilen Seitenwänden erhalten wer­ den.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung kann, da ein Silylierungsprozeß nach einer alkalischen Behandlung ausge­ führt wird, die Entstehung von Überhängen im Reliefbild durch die alkalische Behandlung verhindert werden, was eine Verbesserung des Ätzprofils wie auch die Verhinderung von Schwankungen der kritischen Abmessungen abhängig von der Dicke der Silylierungsschicht erlaubt, wodurch ein Relief­ bild mit hoher Genauigkeit erzielt werden kann. Demgemäß kann die Auflösung erhöht werden, für den Ätzvorgang kann die Vorgabe der kritischen Abmessungen verringert werden, da ein Reliefbild mit steilen Seitenwänden erhalten werden kann, und ein Effekt in Art einer stehenden Welle in bezug auf das Reliefbild kann verhindert werden, da die meisten Entwicklungen von strahlungsempfindlichem Material als Trockenentwicklungen ausgeführt werden.

Claims (14)

1. Verfahren zum Herstellen eines Reliefbildes im Submikrometerbereich, mit den folgenden Schritten:
  • - Aufbringen eines strahlungsempfindlichen Gemisches auf ein Siliziumsubstrat;
  • - Behandeln der Oberfläche der Schicht mit alkalischer Lösung;
  • - Bildmäßiges Belichten;
  • - Entwickeln bis zu einer bestimmten Relieftiefe, die geringer als die Schichtdicke ist;
  • - Silylierung der Oberfläche des Reliefbildes;
  • - Vollständiges Entwickeln durch Trockenätzen und
  • - Entfernen der silylierten Restschicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein strahlungsempfindliches Gemisch ver­ wendet wird, das für Ultraviolettstrahlung, Strahlung im fernen Ultraviolett, Elektronenstrahlen und/oder Röntgenstrahlen empfindlich ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als alkalische Lösung für die Oberflächenbe­ handlung Tetramethylammoniumhydroxid verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gut ätzbare strahlungsempfindliche Schicht bis zu einer Relieftiefe geätzt wird, die so ausgewählt ist, daß Ober­ flächenstufen geschaffen werden, die im oberen Teil des Reliefbildes keinen Überhang aufweisen.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gut ätzbare Reliefbild naßgeätzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung einer alkalischen Lösung geätzt wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätztiefe der gut ätzbaren strahlungs­ empfindlichen Schicht mit der Tiefe der ersten unlöslichen Schicht übereinstimmt.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Silylierungsprozeß unter Verwendung von Hexamethyldisilazan erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schlecht entwickelbare strahlungs­ empfindliche Schicht mit einem reaktiven Ätzverfahren mit O₂ geätzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die silylierte Schicht beim Ätzen mit O₂ in einen Oxidfilm umgewandelt wird.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als strahlungsempfindliches Gemisch ein or­ ganisches, positiv strahlungsempfindliches Gemisch verwendet wird, was bedeutet, daß der belichtete Teil der gut ätzbare Teil ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der belichtete Teil der strahlungsempfindli­ chen Schicht bis höchstens zu 1/2 seiner Dicke geätzt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als strahlungsempfindliches Gemisch ein or­ ganisches, negativ strahlungsempfindliches Gemisch verwendet wird, was bedeutet, daß der nicht belichtete Teil der gut ätzbare Teil ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht belichtete Teil der strahlungs­ empfindlichen Schicht bis höchstens zu 1/4 seiner Dicke geätzt wird.
DE4410505A 1994-01-14 1994-03-25 Verfahren zum Herstellen eines Reliefbildes im Submikrometerbereich Expired - Fee Related DE4410505C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR94000623A KR970002427B1 (en) 1994-01-14 1994-01-14 Fine patterning method of photoresist film

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4410505A1 DE4410505A1 (de) 1995-07-20
DE4410505C2 true DE4410505C2 (de) 1995-11-02

Family

ID=19375672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4410505A Expired - Fee Related DE4410505C2 (de) 1994-01-14 1994-03-25 Verfahren zum Herstellen eines Reliefbildes im Submikrometerbereich

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5525192A (de)
JP (1) JP2764542B2 (de)
KR (1) KR970002427B1 (de)
DE (1) DE4410505C2 (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2996127B2 (ja) * 1995-02-17 1999-12-27 日本電気株式会社 パターン形成方法
KR0157928B1 (ko) * 1995-12-27 1998-12-15 문정환 자체 접합형 아웃-리거 위상반전마스크 제조방법
KR0184158B1 (ko) * 1996-07-13 1999-04-15 문정환 반도체장치의 자기 정합정 금속 배선 형성 방법
US5773367A (en) * 1996-09-06 1998-06-30 Integrated Device Technology, Inc. High throughput planarization etch process for interlayer oxide films between metals and pre-metals
US5858621A (en) * 1997-01-22 1999-01-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Bi-layer silylation process using anti-reflective-coatings (ARC) for making distortion-free submicrometer photoresist patterns
US5906911A (en) * 1997-03-28 1999-05-25 International Business Machines Corporation Process of forming a dual damascene structure in a single photoresist film
US5922516A (en) * 1997-06-04 1999-07-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Bi-layer silylation process
US6069077A (en) * 1997-07-07 2000-05-30 Vanguard International Semiconductor Corporation UV resist curing as an indirect means to increase SiN corner selectivity on self-aligned contact etching process
JP3087726B2 (ja) * 1998-05-25 2000-09-11 日本電気株式会社 半導体装置の製造プロセスにおけるパターニング方法
KR100319165B1 (ko) * 1998-08-20 2002-05-09 박종섭 반도체 소자의 미세패턴 제조방법
JP2000077317A (ja) * 1998-09-03 2000-03-14 Sony Corp レジストパターン形成方法
US6465156B1 (en) * 1999-10-21 2002-10-15 Advanced Micro Devices, Inc. Method for mitigating formation of silicon grass
EP4352275A1 (de) * 2021-06-09 2024-04-17 Applied Materials, Inc. Ätzen von alkalimetallverbindungen

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0096096B1 (de) * 1982-06-14 1987-09-16 Ibm Deutschland Gmbh Verfahren zur Einstellung des Kantenwinkels in Polysilicium
EP0238690B1 (de) * 1986-03-27 1991-11-06 International Business Machines Corporation Verfahren zur Herstellung von Seitenstrukturen
JPS63316429A (ja) * 1987-06-18 1988-12-23 Toshiba Corp 微細パタ−ンの形成方法
KR890007398A (ko) * 1987-10-29 1989-06-19 다니이 아끼오 패턴 형성방법
US4882008A (en) * 1988-07-08 1989-11-21 Texas Instruments Incorporated Dry development of photoresist
JP2766268B2 (ja) * 1988-08-09 1998-06-18 株式会社東芝 パターン形成方法
US5094936A (en) * 1988-09-16 1992-03-10 Texas Instruments Incorporated High pressure photoresist silylation process and apparatus
US4978594A (en) * 1988-10-17 1990-12-18 International Business Machines Corporation Fluorine-containing base layer for multi-layer resist processes
US5262282A (en) * 1989-06-22 1993-11-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Pattern forming method
JPH04124667A (ja) * 1990-09-14 1992-04-24 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
US5322764A (en) * 1991-05-21 1994-06-21 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method for forming a patterned resist
JPH05142788A (ja) * 1991-05-21 1993-06-11 Mitsubishi Electric Corp レジストパターンの形成方法
KR0170253B1 (ko) * 1992-11-18 1999-03-20 김광호 실리레이션을 이용한 사진식각방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07219237A (ja) 1995-08-18
US5525192A (en) 1996-06-11
KR950024275A (ko) 1995-08-21
DE4410505A1 (de) 1995-07-20
KR970002427B1 (en) 1997-03-05
JP2764542B2 (ja) 1998-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0395917B1 (de) Photostrukturierungsverfahren
DE2754396C2 (de)
DE2420589C3 (de) Verfahren zum Herstellen von Photolackmustern
DE4410505C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Reliefbildes im Submikrometerbereich
DE2460988C2 (de) Verfahren zum Niederschlagen eines Musters aus einem dünnen Film auf einem anorganischen Substrat
DE10361257B4 (de) Verfahren zur Herstellung von feinen Mustern
DE19525745A1 (de) Verfahren zur Bildung eines Abdeckungsmusters
DE4410274A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Resistmusters
DE2624832A1 (de) Verfahren zum herstellen von lackmustern
DE4103565A1 (de) Verfahren zur bildung eines feinen musters auf einem halbleiter mit einer stufe
DE3541451A1 (de) Verfahren zum herstellen eines negativbildes
DE4041409C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Reliefbildes
DE19825039A1 (de) Verfahren zum Strukturieren eines chemisch verstärkten Photoresists
DE10134501A1 (de) Verfahren zum Bilden von Mikromustern eines Halbleiterbauelementes
DE4341302A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung und einer darin verwendeten Resistverbindung
DE4203557A1 (de) Verfahren zur bildung eines resistmusters und organische silanverbindung zur bildung einer antireflexionsschicht in einem derartigen verfahren
DE10300765A1 (de) Verfahren zum Bilden von Mustern auf einem Halbleiterbauelement
DE3337315A1 (de) Zweifach-lichtempfindliche zusammensetzungen und verfahren zur erzeugung bildmustergemaesser photoresistschichten
DE3112196A1 (de) "photosensitive zusammensetzung zur trockenentwicklung"
DE3027941A1 (de) Verfahren zum herstellen von reliefstrukturen aus doppellackschichten fuer integrierte halbleiterschaltungen, wobei zur strukturierung hochenergetische strahlung verwendet wird
DE3443400A1 (de) Verfahren zur erzeugung eines bildes
DE4443957C2 (de) Photolithographisches Verfahren zur Herstellung einer Struktur in einer Halbleitervorrichtung
DE4339466C2 (de) Verfahren zur Bildung von Mustern unter Verwendung eines Mehrschichtresists
DE4126635A1 (de) Verfahren zur bildung eines mikromusters unterhalb der aufloesungsgrenze eines photolithographischen prozesses
DE10106861C1 (de) Verfahren zur Herstellung feiner Resiststrukturen bei der Herstellung mikroelektronischer Bauelemente

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20131001