DE10310346A1 - Manufacturing photomask on semiconductor structure, involves filling wells in semiconductor structure, removing filling layer, and forming photomask on planar surface of auxiliary layer - Google Patents

Manufacturing photomask on semiconductor structure, involves filling wells in semiconductor structure, removing filling layer, and forming photomask on planar surface of auxiliary layer Download PDF

Info

Publication number
DE10310346A1
DE10310346A1 DE10310346A DE10310346A DE10310346A1 DE 10310346 A1 DE10310346 A1 DE 10310346A1 DE 10310346 A DE10310346 A DE 10310346A DE 10310346 A DE10310346 A DE 10310346A DE 10310346 A1 DE10310346 A1 DE 10310346A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
semiconductor structure
photomask
layer
trenches
microstructure
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.)
Granted
Application number
DE10310346A
Other languages
German (de)
Other versions
DE10310346B4 (en
Inventor
Joachim Patzer
Matthias Krönke
Reiner Trinowitz
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.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
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 Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Priority to DE10310346A priority Critical patent/DE10310346B4/en
Publication of DE10310346A1 publication Critical patent/DE10310346A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10310346B4 publication Critical patent/DE10310346B4/en
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
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/76802Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics
    • H01L21/76807Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics for dual damascene structures
    • H01L21/76808Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics for dual damascene structures involving intermediate temporary filling with material
    • 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
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
    • H01L21/0334Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
    • H01L21/0337Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane characterised by the process involved to create the mask, e.g. lift-off masks, sidewalls, or to modify the mask, e.g. pre-treatment, post-treatment
    • 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
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/76802Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics
    • H01L21/76804Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics by forming tapered via holes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/48Data lines or contacts therefor
    • H10B12/485Bit line contacts

Abstract

The method involves filling the wells (G1,G2,G) and covering the surface of the semiconductor structure with a filling layer (L), forming a modified semiconductor structure (S') by removing the filling layer up to the surface (O) of the original semiconductor structure, leaving the wells at least partially filled. An auxiliary layer (A') is applied to the modified semiconductor structure with a planar surface (O') over the original surface (O). The photomask (PM') is manufacture on the planar surface of the auxiliary layer. An independent claim is included for the use of the photomask.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Photomaske auf einer Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, mit Gräben und eine entsprechende Verwendung der Photomaske.The present invention relates to a method for producing a photomask on a microstructure, in particular semiconductor structure, with trenches and a corresponding one Use of the photomask.

Unter Mikrostruktur soll dabei sowohl eine mikroelektronische als auch eine mikromechanische Struktur verstanden werden.Under microstructure, both a microelectronic as well as a micromechanical structure be understood.

Obwohl prinzipiell auf beliebige integrierte Schaltungen anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrundeliegende Problematik in bezug auf integrierte Speicherschaltungen in Silizium-Technologie erläutert.Although in principle on any Integrated circuits applicable, the present invention as well as the underlying problem with regard to integrated Memory circuits in silicon technology explained.

Mit Einführung der 110 nm-Speichertechnologie und spätestens mit der Einführung der 90 nm-Speichertechnologie ist ein Umstieg der Lithographie auf die 193-nm-Generation verbunden, um die erforderlichen kleinsten Strukturen abbilden zu können.With the introduction of 110 nm memory technology and at the latest with the introduction 90 nm memory technology is a switch from lithography to the 193 nm generation connected to the smallest required To be able to map structures.

Die Einführung immer kürzerer Wellenlängen führt nach dem Rayleigh-Kriterium zu einer Einschränkung der Fokustiefe, und daher ist es erforderlich, extrem dünne Fotolackschichten einzusetzen und möglichst Planare Waferoberflächen vor der jeweiligen Lithographieebene zu erzeugen.The introduction of ever shorter wavelengths follows the Rayleigh criterion for limiting the depth of focus, and therefore it is necessary to be extremely thin Use photoresist layers and planar wafer surfaces if possible to generate the respective lithography level.

Bei einigen Ebenen mit nicht zu tiefen Gräben als Strukturelementen ist der Einsatz einer planarisierenden Antireflexionsschicht, kurz ARC genannt, unter der Photomaske möglich. Bei bestimmten Ebenen ist dies jedoch nicht möglich, da die geometrischen der Gräben in der Struktur zu groß sind und die planarisierenden Eigenschaften des ARCs daher nicht mehr ausreichen.At some levels with not too deep trenches the use of a planarizing anti-reflection layer as structural elements, ARC for short, possible under the photomask. At certain levels however, this is not possible because the geometrical of the trenches are too large in structure and the planarizing properties of the ARC are therefore no longer sufficient.

Beispielsweise wird bei der ersten Metallebene von bestimmten Halbleiterspeichereinrichtungen zum Auffüllen von Kontaktlöchern und darüber befindlichen Metallbahnen ein Dual-Damascene-Verfahren eingesetzt, welches ein gleichzeitiges Auffüllen von Kontaktlöchern und der ersten Metallebene mit Metall ermöglicht. Dadurch werden Kosten eines zweiten Metallisierungsprozesses eingespart.For example, the first Metal level of certain semiconductor memory devices for filling up vias and above Metal tracks using a dual damascene process used, which a simultaneous filling of contact holes and the first metal level with metal. This will cost a second metallization process.

Bestimmte Layouts von Halbleiterspeicherzellen sehen Kontaktlöcher in Form von Langlöchern bzw. länglichen Gräben in der Kontaktlochebene für die Kontaktierung des Substrats und der Transistoren der Speicherzellen vor. Durch die langen Löcher können die Kontaktwiderstände gesenkt und das Timing auf dem Chip positiv beeinflusst werden.Certain layouts of semiconductor memory cells see contact holes in the form of elongated holes or elongated trenches in the via level for the Contacting the substrate and the transistors of the memory cells in front. Through the long holes can the contact resistances reduced and the timing on the chip can be positively influenced.

Anhand derartiger Langlöcher bzw. länglicher Gräben soll nun die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problematik näher erläutert werden.Using such elongated holes or elongated trenches is now the problem underlying the present invention are explained in more detail.

3ad sind schematische Darstellungen aufeinanderfolgender Verfahrensstadien eines Herstellungsverfahrens für eine Photomaske auf einer Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, mit Gräben zur Veranschaulichung der der Erfindung zugrundeliegenden Problematik. 3a - d are schematic representations of successive process stages of a manufacturing process for a photomask on a microstructure, in particular semiconductor structure, with trenches to illustrate the problem on which the invention is based.

In 3a bezeichnet Bezugszeichen S eine Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, im Querschnitt, in der längliche Gräben G1 und G2 parallel zueinander vorgesehen sind.In 3a Reference symbol S denotes a microstructure, in particular a semiconductor structure, in cross section, in which elongated trenches G1 and G2 are provided parallel to one another.

3b zeigt diese Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, in Draufsicht. 3b shows this microstructure, in particular semiconductor structure, in plan view.

Trägt man auf die Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, S gemäß 3a bzw. 3b nunmehr eine Antireflexi onsschicht A auf, so werden zuerst die Gräben aufgefüllt, woraus resultierend auf den Grabenstegen nur eine unzureichend dünne Schichtdicke der Antireflexionsschicht A vorliegt.If one carries on the microstructure, in particular semiconductor structure, S according to 3a respectively. 3b now an antireflection layer A, the trenches are first filled, resulting in an insufficiently thin layer thickness of the antireflection layer A resulting on the trench webs.

Es wurde bisher kein Prozess gefunden, der eine planarisierende ARC-Befüllung derartiger Gräben G1, G2 in einem einstufigen Prozess ermöglicht.No process has been found so far which is a planarizing ARC fill such trenches G1, G2 in a one-step process.

Die Befüllung der Gräben G1, G2 mit dem ARC hängt von folgenden Faktoren ab:

  • – Geometrie der Gräben;
  • – Belegungsdichte (Anzahl parallel verlaufender Gräben, Abstand zwischen den Gräben);
  • – rheologische Eigenschaften des verwendeten ARCs; und
  • – Prozessbedingungen beim Aufbringen des ARCs (aufgebrachte Menge, Drehzahl,...).
The filling of the trenches G1, G2 with the ARC depends on the following factors:
  • - geometry of the trenches;
  • - Occupancy density (number of trenches running in parallel, distance between the trenches);
  • - rheological properties of the ARC used; and
  • - Process conditions when applying the ARC (quantity applied, speed, ...).

Wie in 3c dargestellt reicht die resultierende Schichtdicke der Antireflexionsschicht A auf der Strukturoberfläche O auf den Grabenstegen nicht für einen stabilen Lithographieprozess aus. Der Untergrund wird nicht ausreichend optisch entkoppelt und die Lackstege der resultierenden Fotomaske PM auf den Grabenstegen werden teilweise nicht ausgebildet bzw. fallen um oder werden verschmiert.As in 3c the resulting layer thickness of the antireflection layer A on the structural surface O on the trench webs is not sufficient for a stable lithography process. The surface is not sufficiently optically decoupled and the lacquer bars of the resulting photomask PM on the ditch bars are sometimes not formed or fall over or are smeared.

Bei dem anschließenden Dual-Damascene Prozess im Beispiel der genannten Speicherzellen können dadurch Kurzschlüsse zwischen den Leiterbahnen der ersten Metallebene erzeugt werden. In Chipregionen mit geringer Belegungsdichte der Gräben kann dagegen die nominelle ARC-Schichtdicke erreicht werden, da der ARC nicht in die Gräben bzw. Kontaktlöcher abfließt.In the subsequent dual damascene process in the example of the memory cells mentioned, short circuits between them the conductor tracks of the first metal level are generated. In chip regions with a low occupancy of the trenches, however, the nominal ARC layer thickness can be achieved because the ARC does not flow into the trenches or contact holes.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen einer Photomaske auf einer Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, mit Gräben und entsprechende Verwendungen anzugeben, durch das sich die unerwünschte Verteilung einer unter der Photomaske befindlichen Hilfsschicht in den Gräben verhindern lässt.The object of the present invention is a method of making a photomask a microstructure, in particular a semiconductor structure, with trenches and to indicate appropriate uses, by which the undesirable distribution prevent an auxiliary layer located under the photomask in the trenches.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das in Anspruch 1 angegebene Herstellensverfahren gelöst.According to the invention, this object is achieved by solved manufacturing method specified in claim 1.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass durch die erfolgte Vorplanisierung eine Planarisierung mit der verwendeten Hilfsschicht beispielsweise der Antireflexionsschicht, möglich ist, so dass darüber eine Photomaske mit sehr guter Qualität hergestellt werden kann.The advantage of the present invention lies in the fact that a pre-planning takes place Planarization with the auxiliary layer used, for example the anti-reflection layer, is possible, so that a photomask of very good quality can be produced.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in Anspruch 1 angegebenen Herstellungsverfahrens.There are advantageous ones in the subclaims Developments and improvements to that specified in claim 1 Manufacturing process.

Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt beim Bilden der modifizierten Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, ein Rücknehmen der Füllschicht bis unterhalb der Oberfläche der ursprünglichen Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur.According to a preferred further training takes place when the modified microstructure is formed, in particular Semiconductor structure, a withdrawal the filling layer to below the surface the original Microstructure, in particular semiconductor structure.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Hilfsschicht eine Antireflexionsschicht, die zur weitgehenden Planarisierung und zur optischen Entkopplung während der nachfolgenden Belichtung benötigt wird.According to another preferred Continuing education is the auxiliary layer an anti-reflection layer that for extensive planarization and for optical decoupling during the subsequent exposure needed becomes.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt das Rücknehmen der Füllschicht durch Rückätzen, Veraschen oder Polieren.According to another preferred Continuing education takes place through the filling layer Etching back, ashing or polishing.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind mehrere Gräben vorhanden, die eine längliche Form aufweisen und im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, wobei die Photomaske Stege aufweist, die auf den Grabenstegen der Gräben verlaufen.According to another preferred Continuing education is multiple trenches present, which is an elongated Have shape and run essentially parallel to each other, wherein the photomask has webs that rest on the trench webs Ditches run.

Bevorzugte Verwendungen der erfindungsgemäß hergestellten Photomaske finden sich in Anspruch 6 bis 9.Preferred uses of those produced according to the invention Photomasks can be found in claims 6 to 9.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are shown in the drawings and in the description below explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

1ad schematische Darstellungen aufeinanderfolgender Verfahrensstadien eines Herstellensverfahrens für eine Photomaske auf einer Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, als erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1a - d schematic representations of successive process stages of a production process for a photomask on a microstructure, in particular semiconductor structure, as the first embodiment of the present invention;

2ai schematische Darstellungen aufeinanderfolgender Verfahrensstadien eines Herstellensverfahrens für eine Photomaske auf einer Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, als zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 2a - i schematic representations of successive process stages of a manufacturing process for a photomask on a microstructure, in particular semiconductor structure, as a second embodiment of the present invention; and

3ad schematische Darstellungen aufeinanderfolgender Verfahrensstadien eines Herstellungsverfahrens für eine Photomaske auf einer Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, zur Veranschaulichung der der Erfindung zugrundeliegenden Problematik. 3a - d schematic representations of successive process stages of a production process for a photomask on a microstructure, in particular a semiconductor structure, to illustrate the problems on which the invention is based.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Bestandteile.In the figures denote the same Reference numerals same or functionally identical components.

1ad sind schematische Darstellungen aufeinanderfolgender Verfahrensstadien eines Herstellensverfahrens für eine Photomaske auf einer Mikrostruktur, insbesondere Halbleiter struktur, als erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1a - d are schematic representations of successive process stages of a manufacturing process for a photomask on a microstructure, in particular semiconductor structure, as the first embodiment of the present invention.

In 1a bezeichnet Bezugszeichen S die bereits eingangs im Zusammenhang mit 3a, b eingeführte Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, mit länglichen Gräben G1, G2. Bei der vorliegenden ersten Ausführungsform erfolgt zunächst ein vollständiges Auffüllen der Gräben und bedecken der Oberfläche O der Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, S mit einer Füllschicht L, z.B. einem Vorplanarisierungslack.In 1a Reference symbol S denotes the one already mentioned in connection with 3a . b introduced microstructure, in particular semiconductor structure, with elongated trenches G1, G2. In the present first embodiment, the trenches are first completely filled and cover the surface O of the microstructure, in particular the semiconductor structure, S with a filler layer L, for example a pre-planarization lacquer.

Folgende Anforderungen werden an die Füllschicht L gestellt:

  • – vollständige Füllung der Gräben G1, G2;
  • – keine Hohlraumbildung in den Gräben;
  • – gute Ätzbeständigkeit der Füllschicht, damit bei einem späteren Ätzprozess, beispielsweise Dual-Damascene Prozess die Gräben nicht ausgeweitet werden;
  • – die Füllschicht muss vollständig aus den Gräben entfernbar sein; und
  • – möglichst gute Planarisierungseigenschaften der Füllschicht.
The following requirements are placed on the filling layer L:
  • - complete filling of the trenches G1, G2;
  • - no cavities in the trenches;
  • - Good etch resistance of the filling layer, so that the trenches are not widened in a later etching process, for example dual damascene process;
  • - The filling layer must be completely removable from the trenches; and
  • - The best possible planarization properties of the filling layer.

In einem darauffolgenden Prozessschritt, der in 1b gezeigt ist, wird die Füllschicht L bis mindestens zur Oberfläche O zurückgenommen, und zwar im gezeigten Beispiel bis zu einem Abstand Δ unterhalb der Oberfläche O. Dieses Zurücknehmen erfolgt zweckmäßigerweise durch Rückätzen, Veraschen bzw. Polieren und schafft eine modifizierte Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, S'.In a subsequent process step, which in 1b is shown, the filling layer L is withdrawn up to at least surface O, in the example shown up to a distance Δ below surface O. This removal is expediently carried out by etching back, ashing or polishing and creates a modified microstructure, in particular semiconductor structure, p '.

Bei diesem Schritt sollten folgende Anforderungen erfüllt werden:

  • – vollständiger Abtrag der Füllschicht L von der Oberfläche O über den gesamten Wafer;
  • – keine Schädigung/kein Abtrag der Oberfläche O, insbesondere keine Aufweitung der Gräben G1, G2;
  • – möglichst gleichmäßiges Zurückziehen der Füllschicht L in den Gräben G1, G2 in Bereichen mit unterschiedlicher Belegungsdichte; und
  • – vollständige Entfernbarkeit der Füllschicht L ohne Schädigung der Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, im Falle eines Lithographie-Reworks.
The following requirements should be met at this step:
  • Complete removal of the filling layer L from the surface O over the entire wafer;
  • - no damage / no removal of the surface O, in particular no widening of the trenches G1, G2;
  • Retraction of the filling layer L in the trenches G1, G2 in areas with different occupancy density as uniformly as possible; and
  • - The filler layer L can be completely removed without damaging the microstructure, in particular the semiconductor structure, in the case of a lithography rework.

Wie in 1c gezeigt, kann anschließend eine Antireflexionsschicht A' mit planarisierenden Eigenschaften aufgetragen werden, wie sie auch in anderen Lithographieebenen verwendet werden kann, bei denen die tiefen, länglichen Gräben G1, G2 nicht vorhanden sind. Nachdem die Antireflexionsschicht A' nach der Vorplanarisierung mit der Füllschicht L nur noch geringe Grabentiefen ausgleichen muss (Tiefe Δ einstellbar) ergeben sich über den gesamten Wafer betrachtet nur noch sehr geringe ARC-Schichtdickenschwankungen. Mit anderen Worten gesagt ist die Oberfläche O' der Antireflexionsschicht A' im wesentlichen – abgesehen von geringen Höhendifferenzen im Bereich der Gräben G1, G2 – planar.As in 1c shown, an antireflection layer A 'with planarizing properties can then be applied, as can also be used in other lithography planes in which the deep, elongated trenches G1, G2 are not present. Since the antireflection layer A 'only has to compensate for small trench depths after the pre-planarization with the filling layer L (depth Δ adjustable), there are only very small ARC layer thickness fluctuations when viewed over the entire wafer. In other words, the surface O 'of the anti-reflection layer A' is essentially planar - apart from small height differences in the region of the trenches G1, G2.

Wie in 1d gezeigt, lässt sich über der Oberfläche O' eine intakte Fotomaske PM' aus Fotolack aufbringen, mittels der die weiteren Prozessschritte zur Strukturierung der modifizierten Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, S' nach entsprechendem Durchätzen der Antireflexionsschicht A' durchgeführt werden können.As in 1d shown, an intact photomask PM 'made of photoresist can be applied over the surface O', by means of which the further process steps for structuring the modified microstructure, in particular semiconductor structure, S 'can be carried out after the antireflection layer A' has been appropriately etched through.

Dazu sei bemerkt, dass abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall die Füllschicht L zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt wieder aus den Gräben G1, G2 entfernbar sein muss, und zwar vorzugsweise, wenn möglich, in einem gemeinsamen Prozessschritt mit der Entfernung des Fotolacks der Fotomaske PM'.It should be noted that depending on the the filler layer in each application L to any later Time again from the trenches G1, G2 must be removable, preferably, if possible, in a common process step with the removal of the photoresist the PM 'photo mask.

2ai sind schematische Darstellungen aufeinanderfolgender Verfahrensstadien eines Herstellensverfahrens für eine Photomaske auf einer Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, als zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2a - i are schematic representations of successive process stages of a manufacturing process for a photomask on a microstructure, in particular semiconductor structure, as a second embodiment of the present invention.

2a zeigt ein beispielhaftes Silizium-Halbleitersubstrat 1 mit einer nicht näher illustrierten Speicherzellenanordnung. W1, W2 sind zwei nebeneinander liegende Wort- bzw. Gateleitungsstapel, welche aus einer Polysiliziumschicht 20 mit darunterliegender Gateoxidschicht 10, einer Silizidschicht 30, Seitenwandspacern 40 aus Siliziumoxid und einer Siliziumnitridkappe 50 (einschließlich Seitenwandspacer) aufgebaut sind. Im Substrat 1 liegt zwischen den Gateleitungsstapeln ein (nicht-gezeigtes) gemeinsames Source-/Draingebiet zweier Speicherzellen. Ebenfalls nicht gezeigt aus Gründen der Übersichtlichkeit ist eine über dieser Struktur liegende Linerschicht, welche als Barriere gegen die Diffusion von Bor und Phosphor dient und welche als Ätzstopp für ein späteres Siliziumoxidätzen dient. Als Linerschicht eignet sich z.B. Siliziumnitrid oder Siliziumoxinitrid. 2a shows an exemplary silicon semiconductor substrate 1 with a memory cell arrangement not illustrated in detail. W1, W2 are two adjacent word or gate line stacks, which consist of a polysilicon layer 20 with underlying gate oxide layer 10 , a silicide layer 30 , Sidewall spacers 40 made of silicon oxide and a silicon nitride cap 50 (including sidewall spacers). In the substrate 1 there is a common source / drain region (not shown) of two memory cells between the gate line stacks. Also not shown for reasons of clarity is a liner layer lying above this structure, which serves as a barrier against the diffusion of boron and phosphorus and which serves as an etch stop for a later silicon oxide etching. For example, silicon nitride or silicon oxynitride is suitable as the liner layer.

In 2b bezeichnen 60 und 70 eine erste und zweite Siliziumdioxidschicht, in die die Wortleitungsstapel W1, W2 eingebettet sind, und 80 eine darüberliegende Hartmaskenschicht aus Polysilizium.In 2 B describe 60 and 70 first and second silicon dioxide layers in which the word line stacks W1, W2 are embedded, and 80 an overlying hard mask layer made of polysilicon.

Zwischen den beiden Wortleitungsstapeln W1, W2 muss ein kritischer Kontakt, welcher das gemeinsames Source-/Draingebiet elektrisch kontaktiert, vorgesehen werden, da der Abstand der Gatestapel W1, W2 ein kritisches Maß hat. Für die Kontaktlochätzung wird die Hartmaskenschicht 80 gemäss 2c strukturiert. Der Zustand nach der folgenden Kontaktlochätzung ist in 2d gezeigt.A critical contact, which electrically contacts the common source / drain region, must be provided between the two word line stacks W1, W2, since the distance between the gate stacks W1, W2 has a critical dimension. The hard mask layer is used for the contact hole etching 80 according to 2c structured. The state after the following contact hole etching is in 2d shown.

Zur Verdeutlichung des Zusammenhanges mit der ersten Ausführungsform gemäß 1a bis d sind in 2d die Bezugszeichen S für die anfängliche Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, O für die Oberfläche der Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, und G für den Graben bzw. das Kontaktloch eingezeichnet.To clarify the connection with the first embodiment according to 1a to d are in 2d the reference symbols S for the initial microstructure, in particular the semiconductor structure, O for the surface of the microstructure, in particular the semiconductor structure, and G for the trench or the contact hole.

Mit Bezug auf 2e erfolgt dann das Aufbringen und Absenken der Füllschicht L zur Vorplanisierung, wobei die Absenkung hier analog zur 1b wiederum mit Δ bezeichnet worden ist. Auf die so modifizierte Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, S' wird, wie bereits oben erläutert, die Antireflexionsschicht A' planarisierend aufgetragen, und auf deren Oberfläche O' die Fotomaske PM' erzeugt, wie in 2f gezeigt.Regarding 2e Then the filling layer L is applied and lowered for pre-planing, the lowering here being analogous to 1b has again been designated Δ. As already explained above, the anti-reflection layer A 'is applied in a planarizing manner to the modified microstructure, in particular the semiconductor structure S', and the photomask PM 'is produced on its surface O', as in 2f shown.

Mit Bezug auf 2g erfolgt dann ein Durchätzen der Antireflexionsschicht A' sowie der Hartmaskenschicht 80 unter Verwendung der Fotomaske PM', wobei zur Strukturverkleinerung ein Ätzprozess gewählt werden kann, der einen Taperwinkel in der Hartmaskenschicht 80 vorsieht, so dass diese eine kleinere Öffnung als die Öffnung der Fotomaske PM' aufweist.Regarding 2g the antireflection layer A 'and the hard mask layer are then etched through 80 using the photomask PM ', wherein an etching process can be selected to reduce the structure, which has a taper angle in the hard mask layer 80 provides so that it has a smaller opening than the opening of the photomask PM '.

Mit Bezug auf 2h erfolgt dann eine Ätzung der oberen Oxidschicht 70 unter Verwendung der Hartmaske 80 und der Photomaske PM', um oberhalb des Kontakts eine Verbreiterung vorzusehen, welche einer Leiterbahn entspricht, die an den Kontakt angeschlossen ist. Anschließend werden die in dem oberen Bereich des Kontaktlochs ggf. verbleibende Antireflexionsschicht A' und die im unteren Bereich noch vorhandene Füllschicht L entfernt, wobei in letzterem Schritt gleichzeitig die Fotomaske PM' entfernt wird.Regarding 2h the upper oxide layer is then etched 70 using the hard mask 80 and the photomask PM 'to provide a widening above the contact which corresponds to a conductor track which is connected to the contact. Subsequently, the antireflection layer A 'possibly remaining in the upper region of the contact hole and the filling layer L still present in the lower region are removed, the photomask PM' being removed at the same time in the latter step.

Im weiteren Prozessverlauf, wird dann, wie in 2i gezeigt, ein Metall 120, beispielsweise Wolfram über der resultierenden Struktur abgeschieden und zurückpoliert wobei schließlich auch die Hartmaskenschicht 80 entfernt wird.In the further course of the process, as in 2i shown a metal 120 , for example, tungsten is deposited over the resulting structure and polished back, finally also the hard mask layer 80 Will get removed.

SS
Mikrostruktur, insbesondere HalbleiterstrukMicrostructure especially semiconductor structure
tur,door,
S'S '
modifizierte Mikrostruktur, insbesondere Halbmodified Microstructure, especially half
leiterstruktur,waveguide structure,
G, G1, G2G, G1, G2
Gräbentrenches
O, O'O, O'
Oberflächesurface
LL
VorplanarisierungslackVorplanarisierungslack
ΔΔ
Abstanddistance
A, A'A, A '
AntireflexionsschichtAntireflection coating
PM, PM'PM, PM '
Photomaskephotomask
11
HalbleitersubstratSemiconductor substrate
1010
Gateoxidgate oxide
2020
Polysiliziumpolysilicon
3030
Metallsilizidmetal silicide
4040
Seitenwandspacersidewall
5050
Nitridkappe (einschl. -spacer)nitride cap (including spacer)
W1, W2W1, W2
WortleitungsstapelWordline stack
60, 7060 70
Oxidschichtenoxide layers
8080
Hartmaskenschicht (aus Polysilizium)Hard mask layer (made of polysilicon)
120120
Metallfüllungmetal filling

Claims (9)

Verfahren zum Herstellen einer Photomaske (PM') auf einer Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, (S) mit einer Oberfläche (O) und mit einem oder mehreren Gräben (G1, G2; G), welches folgende Schritte aufweist: Vorsehen einer Füllschicht (L) auf der Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, (S) zum vollständigen Füllen des oder der Gräben (G1, G2; G) und zum Bedecken der Oberfläche (O) der Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, (S); Bilden einer modifizierten Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, (S') durch Rücknehmen der Füllschicht (L) bis mindestens zur Oberfläche (O) der ursprünglichen Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, (S), wobei der oder die Gräben (G1, G2; G) zumindest teilweise mit der Füllschicht (L) gefüllt bleiben; Aufbringen einer Hilfsschicht (A') auf der modifizierten Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, (S') mit einer im wesentlichen Planaren Oberfläche (O') oberhalb der Oberfläche (O) der ursprünglichen Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, (S); und Herstellen der Photomaske (PM') auf der im wesentlichen planaren Oberfläche (O') der Hilfsschicht (A').Method for producing a photomask (PM ') on a microstructure, in particular semi-lead ter structure, (S) with a surface (O) and with one or more trenches (G1, G2; G), which has the following steps: providing a filler layer (L) on the microstructure, in particular semiconductor structure, (S) for completely filling the or the trenches (G1, G2; G) and for covering the surface (O) of the microstructure, in particular semiconductor structure, (S); Forming a modified microstructure, in particular semiconductor structure, (S ') by taking back the filling layer (L) up to at least the surface (O) of the original microstructure, in particular semiconductor structure, (S), the trench (s) (G1, G2; G) at least partly remain filled with the filling layer (L); Application of an auxiliary layer (A ') on the modified microstructure, in particular semiconductor structure, (S') with an essentially planar surface (O ') above the surface (O) of the original microstructure, in particular semiconductor structure, (S); and producing the photomask (PM ') on the substantially planar surface (O') of the auxiliary layer (A '). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bilden der modifizierten Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, (S') ein Rücknehmen der Füllschicht (L) bis unterhalb der Oberfläche (O) der ursprünglichen Mikrostruktur, insbesondere Halbleiterstruktur, (S) erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that when forming the modified microstructure, in particular semiconductor structure, (S ') a withdrawal the filling layer (L) to below the surface (O) the original Microstructure, in particular semiconductor structure, (S) takes place. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsschicht (A') eine Antireflexionsschicht ist.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the auxiliary layer (A ') is an anti-reflective layer. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rücknehmen der Füllschicht (L) durch Rückätzen, Veraschen oder Polieren erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that withdrawal the filling layer (L) by etching back, ashing or polishing. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Gräben (G1, G2; G) vorhanden sind, die eine längliche Form aufweisen und im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, wobei die Photomaske (PM') Stege aufweist, die auf den Grabenstegen der Gräben (G1, G2; G) verlaufen.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that multiple trenches (G1, G2; G) are present which have an elongated shape and run essentially parallel to one another, the photomask (PM ') has webs, on the trenches of the trenches (G1, G2; G) run. Verwendung der Photomaske nach Anspruch 5, wobei mittels der Photomaske (PM') die Hilfsschicht (A') und ein Abschnitt der Grabenstege der Gräben (G1, G2; G) geätzt werden.Use of the photomask according to claim 5, wherein using the photomask (PM ') the auxiliary layer (A ') and a section of the trench webs of the trenches (G1, G2; G) are etched. Verwendung der Photomaske nach Anspruch 5, wobei mittels der Photomaske (PM') die Hilfsschicht (A'), eine darunterliegende Hartmaske (80) geätzt werden und ein Abschnitt der Grabenstege der Gräben (G1, G2; G) geätzt wird.Use of the photomask according to claim 5, wherein by means of the photomask (PM ') the auxiliary layer (A'), an underlying hard mask ( 80 ) are etched and a section of the trench webs of the trenches (G1, G2; G) is etched. Verwendung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Füllschicht (L), die Hilfsschicht (A') und die Photomaske (PM') nach dem Ätzen in einem gemeinsamen Schritt entfernt werden.Use according to claim 6 or 7, wherein the filling layer (L), the auxiliary layer (A ') and the photomask (PM ') after the etching be removed in a common step. Verwendung nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei die Gräben (G1, G2; G) Kontaktlöcher für Bitleitungskontakte für Halbleiterspeicherzellen sind.Use according to claim 6, 7 or 8, wherein the trenches (G1, G2; G) contact holes for bit line contacts for semiconductor memory cells are.
DE10310346A 2003-03-10 2003-03-10 Method for producing a photomask on a microstructure with trenches and corresponding use of the photomask Expired - Fee Related DE10310346B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10310346A DE10310346B4 (en) 2003-03-10 2003-03-10 Method for producing a photomask on a microstructure with trenches and corresponding use of the photomask

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10310346A DE10310346B4 (en) 2003-03-10 2003-03-10 Method for producing a photomask on a microstructure with trenches and corresponding use of the photomask

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10310346A1 true DE10310346A1 (en) 2004-09-30
DE10310346B4 DE10310346B4 (en) 2005-06-09

Family

ID=32920693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10310346A Expired - Fee Related DE10310346B4 (en) 2003-03-10 2003-03-10 Method for producing a photomask on a microstructure with trenches and corresponding use of the photomask

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10310346B4 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8129235B2 (en) 2007-03-15 2012-03-06 United Microelectronics Corp. Method of fabricating two-step self-aligned contact

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0525942A2 (en) * 1991-05-31 1993-02-03 AT&T Corp. Integrated circuit fabrication process using a bilayer resist
US5705430A (en) * 1995-06-07 1998-01-06 Advanced Micro Devices, Inc. Dual damascene with a sacrificial via fill
US5795825A (en) * 1992-08-31 1998-08-18 Sony Corporation Connection layer forming method
US5883006A (en) * 1997-12-12 1999-03-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for making a semiconductor device using a flowable oxide film
US6004883A (en) * 1998-10-23 1999-12-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Dual damascene patterned conductor layer formation method without etch stop layer
EP1160843A1 (en) * 2000-05-30 2001-12-05 Semiconductor 300 GmbH & Co. KG Planarizing anti-reflective coating layer with improved light absorption
DE10151628A1 (en) * 2001-10-19 2003-05-15 Promos Technologies Inc Improving the conformability of a layer of an antireflection coating and for forming a first metal layer comprises preparing a substrate with a dielectric layer formed on the substrate surface, and further processing

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0525942A2 (en) * 1991-05-31 1993-02-03 AT&T Corp. Integrated circuit fabrication process using a bilayer resist
US5795825A (en) * 1992-08-31 1998-08-18 Sony Corporation Connection layer forming method
US5705430A (en) * 1995-06-07 1998-01-06 Advanced Micro Devices, Inc. Dual damascene with a sacrificial via fill
US5883006A (en) * 1997-12-12 1999-03-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for making a semiconductor device using a flowable oxide film
US6004883A (en) * 1998-10-23 1999-12-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Dual damascene patterned conductor layer formation method without etch stop layer
EP1160843A1 (en) * 2000-05-30 2001-12-05 Semiconductor 300 GmbH & Co. KG Planarizing anti-reflective coating layer with improved light absorption
DE10151628A1 (en) * 2001-10-19 2003-05-15 Promos Technologies Inc Improving the conformability of a layer of an antireflection coating and for forming a first metal layer comprises preparing a substrate with a dielectric layer formed on the substrate surface, and further processing
DE10151628C2 (en) * 2001-10-19 2003-10-16 Promos Technologies Inc A method of improving the surface uniformity of an anti-reflective coating used to make contact connections

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8129235B2 (en) 2007-03-15 2012-03-06 United Microelectronics Corp. Method of fabricating two-step self-aligned contact

Also Published As

Publication number Publication date
DE10310346B4 (en) 2005-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69837313T2 (en) A method of making coplanar metal / insulating multilayer films using a damascene sacrificial oxide flow process
DE102005012112B4 (en) A method for fabricating charge-trapping semiconductor memory devices and charge-trapping semiconductor memory device
DE10000759C1 (en) Production of justifying marks in a structure with integrated circuits comprises applying a first planar metal layer over a semiconductor substrate, applying an insulating layer, inserting metal and depositing a second metal layer
DE10296608B4 (en) Method for producing a memory cell
DE10219398B4 (en) Manufacturing method for a trench arrangement with trenches of different depths in a semiconductor substrate
DE102004007244B4 (en) A method of forming a trace by a damascene process using a contact mask formed hard mask
DE102004020938B3 (en) Primary contact hole is formed in a storage building block by forming a silicon dioxide cover layer on gate electrodes on a semiconductor surface, mask application and etching
DE10228344B4 (en) Process for the production of microstructures and arrangement of microstructures
DE10162905A1 (en) Formation of contacts in fabrication of integrated circuit comprises providing semiconductor device structures, covering semiconductor device structures, etching through dielectric layer, and filling bit line contact openings
DE10039185B4 (en) Semiconductor device with potential fuse, and method for its production
EP1303880B1 (en) Method for applying adjustment marks on a semiconductor disk
DE10029036C1 (en) Process for increasing the trench capacity
DE10200678B4 (en) A method of processing a substrate to form a structure
EP1540712A2 (en) Method for production of a semiconductor structure
DE102004034820B4 (en) A method of leveling active layers of TMR devices on a semiconductor structure
DE10115912A1 (en) Method for producing a semiconductor arrangement and use of an ion beam system for carrying out the method
DE10310346B4 (en) Method for producing a photomask on a microstructure with trenches and corresponding use of the photomask
DE10239218A1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device and its construction
DE10359580B3 (en) A manufacturing method for a trench capacitor with an insulation collar, which is electrically connected on one side to a substrate via a buried contact, in particular for a semiconductor memory cell
DE102020110938A1 (en) VERTICAL SEMICONDUCTOR COMPONENTS
DE10301291B3 (en) Inserting structures into a substrate used in VLSI technology comprises applying a photo-sensitive layer on an uppermost layer, forming structures on the photo-sensitive layer
DE10312202B4 (en) Method for producing an etching mask on a microstructure, in particular a semiconductor structure with trench capacitors, and corresponding use of the etching mask
DE10249216B3 (en) Production of a contact hole in a semiconductor structure comprises forming an insulation made from silicon oxide for embedding first and second structural elements, forming a mask on the insulation, and further processing
DE10232002A1 (en) Integrated semiconductor memory and manufacturing process
DE10321494B4 (en) Manufacturing method for a semiconductor structure

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee