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    公开号:WO1981000923A1
    申请号:PCT/EP1980/000101
    申请日:1980-09-19
    公开日:1981-04-02
    发明作者:E Loebach
    申请人:Censor Patent Versuch；E Loebach；
    IPC主号:H01L21-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren zur Übertragung eines Musters auf eine Halbleiter¬ scheibe
    [0002] Bei der Herstellung integrierter Schaltungen geht man so vor, daß eine Anzahl von Masken mit ver¬ schiedenen Konfigurationen auf ein Substrat abgebildet wird, dessen Oberfläche durch Belichtung verändert wird. Zwischen aufeinanderfolgenden Abbildungen wird das Substrat physikalischen und chemischen Änderungen unterworfen, die beispiels¬ weise darin bestehen können, daß der belichtete oder der unbelichtete Teil des auf das Substrat aufgebrachten Fotolacks entfernt und darunter¬ liegende Schichten geätzt werden.
    [0003] Durch moderne Dotiertechniken und hochentwickelte Verfahren zur Abscheidung von Schichten auf Halb¬ leiteroberflächen ist heute die Strukturierung in vertikaler Richtung bei der Fertigung integrierter Schaltungen bereits in einem Ausmaß möglich, hinter dem die Möglichkeiten zur Strukturierung in hori¬ zontaler Richtung weit zurückbleiben. Einer Ver¬ feinerung der Strukturierung integrierter Schaltungen in der Lateraldimension der Halbleiterscheibe gelten daher derzeit intensive Bemühungen.
    [0004] Während es früher üblich war, während des Belich¬ tungsvorganges die mit dem abzubildenden Muster versehene Maske in unmittelbaren Kontakt mit dem Substrat zu bringen, ging man wegen den inzwischen gestiegenen Anforderungen an die Genauigkeit in jüngster Zeit weitgehend dazu über, die das abzu¬ bildende Muster tragende Maske unter Zwischenschal¬ tung eines Objektivs zwischen Maske und Substrat auf letzteres abzubilden (Projektionsbelichtung) . Dabei besteht neuerdings die Tendenz, die Vielzahl identischer Muster, die auf dem als Wafer bezeich¬ neten Substrat entstehen sollen, nicht durch eine Maske herzustellen, die mit der entsprechenden Vielzahl von Mustern versehen ist, sondern ein und dasselben Muster an der" Maske mehrfach auf das schrittweise verschobene Substrat abzubilden (step and repeat) .
    [0005] Da Alternativen zur optischen Lithographie bei der Herstellung integrierter Schaltungen für die praktische Anwendung noch nicht zur Verfügung stehen bzw. noch nicht hinreichend ausgereift sind, sind weitere Fortschritte vor allem durch die Beseitigung von Nachteilen zu erwarten, die derzeit bei der Anwendung des Projektionsbelichtungsver- fahrens auftreten.. Die gegenständliche Erfindung zielt dabei vor allem auf eine Verminderung des Kontaminationsproblems ab. Die gefundene Lösung bringt jedoch, wie später ausgeführt werden soll, die Möglichkeit zur Beseitigung einer Reihe von weiteren heute gegebenen Schwierigkeiten.
    [0006] O , w Verunreinigungen an einer Halbleiterscheibe können sich sowohl zwischen Halbleiter und Foto¬ lack als auch auf der Oberfläche des Fotolackes befinden. Verunreinigende Partikel an der Grenz- schicht zwischen Halbleiter und Lack sind dabei weniger kritisch. Falls sie ganz in einem hellen oder dunklen Feld liegen, haben sie überhaupt keine nachteilige Wirkung, da sie dann gewisser¬ maßen Füllmaterial für den Lack bilden. Sie bleiben während des Entwicklungsvorganges im Lack und werden entweder mit diesem abgelöst oder weggespült. Kritisch hingegen sind Staub¬ partikel an der Oberseite des Fotolackes, da sie hier wie Maskenfehler wirken und die gesamte darunter liegende Lackschicht abdecken.
    [0007] Die Ansammlung von Staubpartikeln an der Ober¬ seite der bereits für die Belichtung vorbereiteten Halbleiterscheibe läßt sich auch bei größter Vorsicht deshalb so schwer vermeiden, da die Zeit zwischen Fertigstellung und Belichtung nicht in der vom Standpunkt der Reinhaltung der Oberfläche her wünschenswerten Weise abgekürzt werden kann. Zwischen den einzelnen Verfahrensschritten liegen vielmehr oft erhebliche Zeiten, die sich daraus erklären, daß die Herstellung der Halbleiter¬ scheiben in Losen von typischerweise 50 bis 100 Stück erfolgt. Es handelt sich also nicht um Fließverfahren, bei denen Verweilzeiten minimiert werden können. Bei der Verfahrensführung steht vielmehr die möglichst gleichmäßige Auslastung des Maschinenparks im Vordergrund.
    [0008] Die Erfindung berücksichtigt, daß Verunreinigungen weitgehend unvermeidbar sind und setzt sich zur Aufgabe, deren schädliche Wirkung herabzusetzen. Dies wird dadurch erreicht, daß vor der Belichtung unmittelbar auf den Fotolack ein ebener, fester, lichtdurchlässiger Überzug aufgebracht wird, dessen Dicke einen Wert aufweist, bei dem die durch die Formel
    [0009]
    [0010] (d = Dicke des Überzuges, n = Brechungsindex des Überzuges, i = maximaler Einfallswinkel des Lichtes auf den Überzug) definierte sphärische Aberration weniger als die Rayleigh-Tiefe, vorzugsweise weniger als ein Drittel der Rayleigh-Tiefe beträgt, und daß dieser lichtdurchlässige Überzug nach der Belichtung spätestens gleichzeitig mit der partiellen Entfernung des Fotolackes gänzlich entfernt wird.
    [0011] Die sich zwischen der Vorbereitung der Halbleiter¬ scheibe für den BeiichtungsVorgang und den Belichtungsvorgang selbst auf der Scheibe ansammelnden Verunreinigungen liegen nun nicht mehr direkt auf dem Fotolack, sondern weisen von diesem einen Abstand auf, sodaß Licht den unterhalb der Verunreinigung liegenden Bereich des Fotolackes erreichen kann. Die Wirksamkeit des Überzuges nimmt mit seiner Dicke zu, doch können schon Schicht¬ dicken in der Größenordnung von einigen eine •wesentliche Verbesserung bewirken, soferne die verunreinigenden Partikel hinreichend klein sind. Eine obere Grenze für die Dicke des Überzuges ergibt sich dabei dadurch, daß dieser eine plan¬ parallele Schicht darstellt, die zu einem Öffnungs-
    [0012] OMPI
    [0013] Λ, WIPO fehler führt. Dieser öffnungsfehler entspricht der sphärischen Aberration, wenn man den plan¬ parallelen Überzug als Linse mit unendlichem Krümmungsradius betrachtet. Der Fehler hat zur Folge, daß die unter einem Winkel auftretenden bilderzeugenden Strahlen sich in einer anderen Ebene vereinigen als die senkrecht einfallenden Strahlen, ein Punkt also in eine achsparallele Strecke abgebildet wird. Dies ist so lange zulässig, als die Länge dieser Strecke A in einem vernünftigen Verhältnis zur Schärfentiefe
    [0014] (Rayleigh-Tief ) steht, welche durch die Formel
    [0015] 2 t = λ /NA definiert ist (NA = numerische Apertur)
    [0016] Hier liegt der Grund dafür, warum erfindungsgemäß nicht beliebig dicke Überzüge zugelassen werden
    [0017] Die Tragweite der Erfindung im Rahmen der Her¬ stellung von integrierten Schaltungen geht dadurch wesentlich über das bisher Angeführte hinaus, als ohne weiteres die Möglichkeit besteht, bei der Wahl des erfindungsgemäß vorgesehenen Überzuges auf die Eigenschaf en, insbesondere den Brechungs¬ index, des verwendeten Fotolackes Rücksicht zu nehmen.
    [0018] Eines der ganz großen Probleme bei der Belichtung von* Fotolackschichten auf Halbleiterscheiben, insbesondere bei der Erzeugung feiner Strukturen, ist die homogene Belichtung des gesamten Bildfeldes, Eine Ungleichmäßigkeit von ca. 1% gilt dabei als guter Richtwert. Die gleichmäßige Ausleuchtung des Bildfeldes ist zwar eine notwendige, aber längst noch keine ausreichende Bedingung für das erstrebte Ziel. Dieses wäre nur dann der Fall, wenn die
    [0019] OMPI Halbleiterscheibenoberfläche mit der auf ihr befindlichen Lackschicht selbst homogen wäre. Dies ist aber spätestens nach dem ersten Lithographie- Schritt nicht mehr der Fall, da ja nun die ersten gewünschten Strukturen erzeugt worden sind.
    [0020] Im allgemeinen befinden sich während der ver¬ schiedenen Herstellungsschritte einer integrierten Schaltung auf der Halbleiteroberfläche zahlreiche Stufen, Gräben, Erhöhungen, Böschungen etc. Wird nun auf eine solche Oberfläche eine Fotolackschicht aufgebracht, so ergeben sich unweigerlich Schwankungen der Lackdicke. Nach dem Trocknungs¬ prozeß folgt das Profil der Lackoberfläche nur ' bedingt dem Profil der Grenzfläche Lack - Substrat.
    [0021] Fällt Licht auf eine solche Lackschicht, so treten nacheinander folgende physikalische Erscheinungen auf:
    [0022] Das auftreffende Licht wird an der Grenzfläche Luft - Lack zum Teil reflektiert, zum Teil gebro- chen. Der gebrochene Anteil dringt in die Lack¬ schicht ein und trägt zur Belichtung bei (sofern es sich im Licht der Belichtungswellenlänge handelt) . Bei streifender Inzidenz, z.B. an steilen Böschungen der Lackoberfläche, steigt der reflektierte Anteil stark an.
    [0023] Das eindringende Licht klingt entsprechend dem Schwächungskoeffizienten des Lacks ab, trifft mehr oder weniger geschwächt auf die Grenzfläche Lack - Substrat und wird von dieser teils absorbiert, teils reflektiert.
    [0024] OMPI
    [0025] /,. WIPO Dieser reflektierte Anteil bewegt sich seinerseits unter Schwächung wieder auf die Grenzfläche Lack - Luft zu, wird an dieser wiederum teils reflektiert, teils gebrochen transmittiert. An einzelnen Stellen kommt es sogar zur Totalreflexion.
    [0026] Die innerhalb der Lackschicht hin und her laufenden Lichtwellen interferieren und bilden stehende Wellen aus. Diese stehenden Wellen tragen wesent¬ lich zur Belichtung des Lacks bei. Die Intensität der stehenden Wellen ist in hohem Maße abhängig" von der lokalen Lackdicke. Die Ausbildung stehender Wellen wird abgeschwächt, wenn innerhalb des Lacks bzw. an der Grenzfläche Lack - Substrat eine nennenswerte Absorption auftritt. Diese Situation ist aber im allgemeinen nicht gegeben.
    [0027] Die hohe Reflexion bei streifender Inzidenz an Böschungen und die unterschiedliche Intensität stehender Wellen durch schwankende Lackdicke sind hauptsächlich dafür verantwortlich, daß trotz gleich- mäßiger Beleuchtung eine inhomogene Belichtung von Lackschichten auf strukturierten Halbleiterscheiben stattfindet. Diese unhomogene Belichtung ist die Ursache für eine Variation der Linienbreiten von aus der Lackschicht zu erzeugenden linienhaften Strukturen. Je stärker die oben genannten Effekte auftreten, um so größer sind die Anforderungen an den Bildkontrast, d.h. die sogenannten MTF-Werte (von modulation transfer function) müssen dann für eine scharfe Abbildung groß sein. Umgekehrt können beim Fehlen der Störeffekte auch kleinere
    [0028] MTF-Werte verarbeitet werden, d.h. daß bei einer gegebenen numerischen Apertur feinere Linien abgebildet werden können.
    [0029] O PI
    [0030] ^ Nach dem Stand der Technik gelingt es nur sehr unvollkommen, die erwähnten Störeffekte auszu¬ schalten, indem man versucht, Lackdickenschwankun¬ gen gering zu halten und im übrigen Fotolacke mit hoher Eigenabsorption zu verwenden, die aber wiederum den Nachteil hoher Belichtungszeiten aufweisen.
    [0031] Wird hingegen nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die mit einer Lackschicht überzogene Scheibe mit einem Überzug versehen, dessen
    [0032] Brechungsindex mit dem des Lacks übereinstimmt, so verschwindet die Grenzfläche Lack - Überzug vom Standpunkt der Optik aus vollständig. Dies hat zur Folge, daß schon bei geringer Schichtdicke keine streifende Inzidenz mehr auftritt, da die Oberfläche des Überzuges " m wesentlichen eben verläuft und der vertikalen Kontur der Halbleiter¬ scheibe praktisch nicht mehr folgt. Außerdem ver¬ mindert sich mit zunehmender Schichtdicke die Bedeutung der durch die Interferenz stehender
    [0033] Wellen hervorgerufenen Beleuchtungsunterschiede. Auf jeden Fall wird das Phänomen der stehenden Wellen vernachlässigbar, sobald die Dicke des Überzuges die halbe Kohärenzlänge des Belichtungs- lichtes übersteigt, welche bei herkömmlichen Hg-Hochdrucklampen in der Größenordnung von 10 bis 10θΛJa- liegt. Die Kohärenzlänge, definiert als 1_. = λ--/Δλ/ ist jedoch ein statistischer Mittelwert, sodaß es dann, wenn die Dicke des Überzuges gleich der halben Kohärenzlänge ist, nicht schlagartig zum völligen Verschwinden jeglicher Interferenzeffekte kommt, wogegen diese sich aber bereits vor Erreichen dieser Dicke wesentlich vermindern. Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Über¬ zuges wird man zunächst dafür Sorge tragen, daß mit der Aufbringung des Überzuges sofort nach dem Trocknen des Fotolacks, also bevor eine wesentliche Verunreinigung der Oberfläche des Fotolacks statt¬ finden konnte, begönnen wird. Vorzugsweise wird das schließlich den festen Überzug bildende Material in gelöster Form aufgetragen, wobei darauf zu achten ist, daß das Lösungsmittel den Fotolack nicht angreift. Besteht der Fotolack beispielsweise aus einem Phenolharz (Positivlack) , darf als Lösungsmittel kein Xylol oder Äthylenglykol verwendet werden, sondern z.B. Methanol, Äthanol, Benzol, Chloroform oder Trichloräthylen. Um auch kleinste Zwischenräume auf der Lackoberfläche ausfüllen zu können, soll das überzugs aterial in seiner gelösten Form gegenüber dem Lack benetzend wirken. Trotz guter Benetzung muß das gelöste überzugsmaterial aber leicht von der Lackschicht entfernbar sein, damit eine problemlose Weiterbearbeitung möglich ist. Eine beschränkte Aufnahmefähigkeit von Wasser ist vorteilhaft, da kleinste Wassertröpfchen auf der Lackoberfläche, die nicht ganz vermeidbar sind, dadurch aufgelöst und optisch unwirksam gemacht werden.
    [0034] Bevorzugt für die Herstellung der erfindungsgemäßen Schicht ist mit einem der genannten Lösungsmittel verdünnter Canadabalsam. Dieser wird, ähnlich wie dies für Fotolack üblich ist, mit einem Spinner aufgetragen. Gleichzeitig oder darnach wird die Halbleiterscheibe auf eine Temperatur erwärmt, welche den Fotolack nicht schädigt, beispielsweise auf 90°C, um das Lösungsmittel auszutreiben. Wesent¬ lich ist, daß nun die Halbleiterscheibe in genau horizontaler Lage ruht, damit sich in der folgenden Abkühl- und Erstarrungsphase eine planparallele spiegelglatte Oberfläche des aus dem Feststoff¬ anteil des Canadabalsams bestehenden, beispiels- weise 10^, dicken Überzuges bildet.
    [0035] Nach der Belichtung der in der beschriebenen Weise präparierten Halbleiterscheibe wird der Überzug abgelöst, ohne den belichteten Fotolack anzugreifen, also wieder mit einem der genannten Lösungsmittel, wie Methanol, Äthanol od. dgl.
    [0036] Die freigelegte Fotolackschicht wird in bekannter Weise entwickelt, beispielsweise indem die belichteten Stellen des aus Phenolharz bestehenden Positivlacks mit Natronlauge herausgelöst werden. Daran schließen sich die weiteren in der Halbleiter¬ technik üblichen Schritte.---
    [0037] Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an¬ schließend anhand er Zeichnung näher erläutert.
    [0038] Dabei zeigt: Fig. 1 sche atisch eine Einrichtung zur Projektions¬ belichtung auf Halbleiterscheiben,
    [0039] Fig. 2 den Strahlengang durch eine mit dem erfindung gemäßen Überzug versehene Halbleiterscheibe im Bereich eines Staubteilchens, Fig. 3 einen mikroskopischen Querschnitt durch die Oberfläche der noch nicht mit dem erfindungsgemaßen Überzug versehenen Halbleiterscheibe, Fig. 4 die schematische Darstellung einer unebenen Oberfläche zur Erläuterung des Phänomens der streifenden Inzidenz , und
    [0040] OM WI Fig. 5 eine Hilfszeichnung zum Verständnis des Auftretens stehender Wellen.
    [0041] Das Verfahren zur Übertragung eines Musters auf eine mit Fotolack beschichtete Halbleiterscheibe ist in Fig. 1 ganz schematisch dargestellt, da es ja als solches zum Stand der Technik gehört. Licht einer zur chemischen oder physikalischen Ver¬ änderung von Fotolack geeigneten Wellenlänge gelangt über eine nicht dargestellte Lichtquelle auf eine mit einer Maske 2 versehene TrägerScheibe 1. Die hellen und dunklen Stellen der Maske 2 werden durch ein Projektionsobjektiv 4 auf eine üblicher¬ weise als Wafer bezeichnete Halbleiterscheibe 3 scharf abgebildet. Erfindungsgemäß weist die Halb- leiterscheibe 3 während ihrer Belichtung nicht nur eine lichtempfindliche Lackschicht 6 auf der eigentlichen Halbleiterschicht 5 auf, sondern letztereist zusätzlich mit einem Überzug 7 versehen. Die Wirkung dieses Überzuges im Sinne einer Herab- setzung der Bedeutung unvermeidlicher Verunreini¬ gungen ist anhand von Fig. 2 leicht verständlich. Licht, das mit einem maximalen öffnungswinkel "uπ^ x entsprechend einer numerischen Apertur (NA) sin "ö'^^cu auf den Überzug 7 der Dicke d auffällt, wird mit zunehmender Dicke d durch eine auf dem Überzug abgelagerte Scheibe mit dem Radius r, welche ein Staubpartikel verkörpern soll, immer weniger stark abgeblendet. Soll beispielsweise durch Partikel mit einem Durchmesser von 2u. , welche bei unmittelbarem Aufliegen auf dem Fotolack 6 ein Halbleiterelement unbrauchbar machen könnten, lediglich eine lokale Beleuchtungsinhomogenität p zulässigen Ausmaßes bewirkt werden, läßt sich die Dicke d des Überzuges wie folgt berechnen:
    [0042] Unter Annahme eines Brechüngsindex von 1,6 sowohl für den Überzug 7 wie für den Fotolack 6 und einer numerischen Apertur von 0,35 ergibt sich, daß die ohne weiteres zulässige lokale Beleuchtungs¬ inhomogenität von 9% bereits mit einem Überzug von der Dicke d = 16 μ. erzielt werden kann.
    [0043] Wie aus Fig. 3 hervorgeht, weist die fotoempfind¬ liche Lackschicht 6 auf dem Halbleiter 5 erhebliche Dickenunterschiede auf. Diese rühren daher, daß nac dem Auftragen der-flüssige Lack zunächst ungeachtet der darunterliegenden Struktur eine ebene Lack- Oberfläche bildet, die nach dem Trocknen infolge des Entweichens des Lösungsmittels zwar in etwa, jedoch nicht genau, dem Profil der Substratober¬ fläche folgt. Vertiefungen der Oberfläche sind mit einer wesentlich höheren Lackschicht bedeckt als Vorsprünge der Oberfläche.
    [0044] Die dargestellten Schwankungen in der Lackdicke führen dadurch zu erheblichen Konsequenzen, als es von der Lackdicke abhängt, ob sich die in der Lack¬ schicht entstehenden stehenden Wellen durch Inter- ferenz verstärken oder schwächen. Betreffend die dieser Erscheinung zugrunde liegende Theorie wird beispielsweise auf die Arbeiten
    [0045] J.D. Cuthbert, Solid State Technology, August 1977, Seite 59 Dietrich W. Widmann, Applied Optics, April 1975, Vol 14, No. 4, Seite 932
    [0046] Dietrich . Widmann and Hans Binder, IΞΞE Trans- actions on Electron Devices, Vol. ED-22, No. 7, July 1975, Seite 467 - 469
    [0047] verwiesen. Im ungünstigsten Fall kann durch Unter¬ schiede in der Lackdicke trotz homogener Belichtung ein örtlicher Unterschied in der Belichtungs¬ intensität entstehen, welcher für die wenig belichteten Bereiche eine Verlängerung der Belich¬ tungszeit um den Faktor 2,5 bedingt. Gravierender als die dadurch generell notwendig werdende Ver¬ längerung der Belichtungszeit ist die Tatsache, daß die durch die Dickenunterschiede der Lackschicht bedingte verschiedene Lichtempfindlichkeit der einzelnen Oberflächenbereiche höhere Anforderungen an den Bildkontrast bedingt, d.h. die Möglichkeit der Abbildung feinerer Linien herabsetzt.
    [0048] Der Versuch, die Lackdicke möglichst konstant zu machen, um den erwähnten Nachteil zu verringern, ist einerseits nur wenig aussichtsreich, anderer¬ seits würden bei genauer Nachbildung der Vertikal¬ struktur des Halbleiters 5 durch den Fotolack 6 an der Oberseite der Lackschicht 6 Unebenheiten entstehen, die ihrerseits den aus Fig. 4 ersicht¬ lichen Nachteil haben.
    [0049] Wie man aus Fig. 4 sieht, bedingt streifende Inzidenz des Lichtes an den zu einer Vertiefung führenden Böschungen eine Überbelichtung des Grundes der Vertiefung durch reflektierte Strahlen. Dieser
    [0050] Effekt könnte nur dadurch zum Verschwinden gebracht werden, daß dem Fotolack eine ebene Oberfläche erteilt wird, was wiederum mit der Forderung nach konstanter Dicke nicht vereinbar ist. Die Erfindung führt aus dem aufgezeigten Dilemma, indem sie in ihrer bevorzugten Ausführung auf die Lackschicht einen Überzug 7 aufbringt, dessen Brechungsindex dem des Fotolackes weitgehend angeglichen ist. Optisch bilden damit Fotolack und Überzug eine einzige Schicht. Die Oberseite dieser Schicht kann ohne weiteres praktisch eben gestaltet werden, sodaß zunächst das Problem der streifenden Inzidenz gegenstandslos wird. Gleichzeitig - und dies ist praktisch von größerer Bedeutung - treten in einer solchen Schicht, deren Dicke ein Mehrfaches der Belichtungswellenlänge beträgt, die erwähnten
    [0051] Interferenzerscheinungen nur mehr in unschädlichem Ausmaß auf. Eine gewisse Schichtdicke ist für das Unschädlichwerden der Interferenzerscheinungen Voraussetzung. In diesem Sinne wäre es möglich, die Schichtdicke größer als die halbe Kohärenzlänge zu machen, doch wird anschließend anhand von Fig. 5 gezeigt, daß Schichten solcher Dicken, obwohl sie vom .Öffnungsfehler her zulässig wären, im allgemeinen nicht erforderlich sind, um den Einfluß stehender Wellen in der. Praxis vernach¬ lässigen zu können.
    [0052] Bezeichnet a das Auflösungsvermögen des Projektions- objektivs, also den geringsten Abstand, in dem zwei Striche getrennt voneinander auf der Halbleiter- Schicht 5 aufgebracht werden können, so ist davon auszugehen, daß einfallende Strahlen, die zunächst an der Grenzschicht Fotolack 6 - Halbleiter 5 und dann an der Grenzschicht Überzug 7 - Luft wieder zurück in den Fotolack reflektiert werden, nur dann in beachtenswertem Ausmaß zu Interferenzerscheinun¬ gen beitragen, als sie innerhalb eines Kreises mit dem Radius a um den Bildpunkt auftreffen. Diese Strahlen stellen innerhalb des Gesamtbündels mit dem Öffnung 3swinkel ~J ax ein Bündel mit dem kleineren Öffnungswinkel ■&_ dar, das mit der Ober¬ seite des Überzuges 7 einen Kreis vom Radius
    [0053] RO = -I2* bildet. Es ist unmittelbar einzusehen, daß ganz analog zu den Überlegungen, die im Zusammenhang mit Fig. 2 angestellt worden sind, mit zunehmender Dicke d des Überzuges 7 der Einfluß dieses durch den Kreis mit dem Radius R gehenden Bündels abnimmt. Der Anteil des unter dem maximalen Öffnungswinkel'θ' einfallenden Lichtes, der innerhalb des Winkels liegt und damit überhaupt durch das Auftreten stehender Wellen wesentlich beeinflußtwird, ergibt sich nach einfacher Rechnung
    [0054]
    [0055] und kann somit offensichtlich durch Wahl eines Überzuges 7 von entsprechender Dicke d relativ bedeutungslos gemacht werden. Ein Überzug von der Dicke d = 5 fJ- kann in diesem Sinne bereits durchaus hinreichend sein. Damit steht für die Wahl der gewünschten Dicke des Überzuges sowohl vom Stand- punkt des Kontaminationsproblems als auch vom Standpunkt des Problems stehender Wellen ein relativ weiter Bereich von wenigen . bis zu etwa 50 - zur Verfügung, in welchem die Dicke des Überzuges nach den Herstellungserfordernissen gewählt werden kann. Eine relativ dünne Schicht ist dabei im allgemeinen leichter herzustellen und insbesondere auch mit geringerem Aufwand wieder abzulösen. Es wird nicht verkannt, daß mit Verringerung von ~U bei zunehmender Dicke d des Überzuges nur mehr ein bescheidener Teil des zweimal reflektierten Lichtes zur scharfen Abbildung der Maske beiträgt. Dies ist jedoch unbedenklich, da der Anteil des zweimal reflektierten Lichtes an der Gesamt- intensität sogar bei senkrechtem Einfall nicht größer ist als f— ~~ ) / was fr-***1-**- n = 1 ,6 einem Wert von etwa 5% entspricht.
    权利要求:
    ClaimsP a t e n t a n s p r ü c h e
    1. Verfahren zur Übertragung eines Musters auf eine mit Fotolack beschichtete Halbleiterscheibe, wobei Licht über eine das Muster aufweisende Maske durch ein Projektionsobjektiv auf den Fotolack gelangt und dieser nach der Belichtung partiell entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Belichtung unmittelbar auf den Fotolack ein ebener, fester, lichtdurchlässiger Überzug aufgebracht wird, dessen Dicke einen Wert aufweist, bei dem die durch die Formel
    (d = Dicke des Überzuges, n = Brechungsindex des Überzuges, i = maximaler Einfallswinkel des Lichtes auf den Überzug) definierte sphärische Aberration weniger als die Ray.leigh-Tiefe, vorzugsweise weniger als ein Drittel der Rayleigh-Tiefe beträgt, und daß dieser lichtdurchlässige Über¬ zug nach der Belichtung spätestens gleichzeitig mit der partiellen Entfernung des Fotolackes gänzlich entfernt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug sofort nach dem Trocknen des Fotolackes , bevor eine wesentliche Verunreinigung der Oberfläche des Fotolackes stattfinden kann, aufgebracht wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Überzug in einer Dicke aufge¬ bracht wird, die wenigstens dem durch die Formel
    -- TχϊEΛ _ - C' PI
    7.IPO d , = 10 - r -=- n-
    NA. 1 p
    gegebenen Wert entspricht, wobei d = Dicke des Überzuges, r = mittlerer Radius der Staubpartikel, n — Brechungsindex des Überzuges, NA = numerische Apertur, p = zulässiger Prozentsatz der Beleuchtungsinhomogenität, gilt.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug mit einem Brechungsindex hergestellt wird, der weitgehend dem Brechungsindex des Fotolackes entspricht und vorzugsweise nicht mehr als 10% von diesem abweicht.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aufgebracht wird, indem mit einem den Fotolack nicht angreifen¬ den Lösungsmittel versehener Kanadabalsam aufgetragen verteilt und zur Vertreibung des Lösungsmittels auf eine den Fotolack nicht schädigende Temperatur, vorzugsweise eine Temperatur unterhalb 90°C, erwärmt wird, während die Halbleiterscheibe in genau horizontaler Lage angeordnet ist.
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    法律状态:
    1981-04-02| AK| Designated states|Designated state(s): JP US |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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