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Verschmälerung von Strukturen mit einem Spacerprozess

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018362D
Original Publication Date: 2002-Jun-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 2 page(s) / 714K

Publishing Venue

Siemens

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Dr. Günther Schindler: AUTHOR [+3]

Abstract

Für die Erzeugung kleiner Strukturen (z.B. schmale Gates bei Transistoren) sind Strukturbreiten notwen- dig, die deutlich kleiner als die mit der verwendeten Technologie erreichbare minimale Linienbreite (Halfpitch) sind. Bisher wird die konventionelle optische Lithographie mit der e-beam Lithographie kombiniert. Letztere benötigt jedoch eine sehr viel größere Schreibzeit und lässt nur eine geringe An- zahl von Mustern pro Wafer zu. Es wird vorgeschlagen, die bekannte Spacertechnik, mit der bisher nur Grabenstrukturen erzeugt werden können, durch zusätzliche Schritte zur Invertierung des Musters auch für feine Linien zu nutzen. Mit den im Folgenden angegebenen Prozessschritten können Linien erzeugt werden, deren Breite wesentlich klei- ner als der Halfpitch ist. Der Gesamtpitch (Abstand der Linienmitten) bleibt jedoch gleich. Diese Metho- de ist kostengünstiger (als e-beam Lithographie), da die verwendeten Prozessschritte Standard sind.

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Bauelemente

Verschmälerung von Strukturenmit einem Spacerprozess

Idee: Dr. Günther Schindler, München;

Dr. Andrew Graham, München;Dr. Werner Steinhögl, München

Für die Erzeugung kleiner Strukturen (z.B. schmaleGates bei Transistoren) sind Strukturbreiten notwen-dig, die deutlich kleiner als die mit der verwendetenTechnologie erreichbare minimale Linienbreite(Halfpitch)� sind.� Bisher� wird� die konventionelleoptische Lithographie mit der e-beam Lithographiekombiniert. Letztere benötigt jedoch eine sehr vielgrößere Schreibzeit und lässt nur eine geringe An-zahl von Mustern pro Wafer zu.

Es wird vorgeschlagen, die bekannte Spacertechnik,mit der bisher nur Grabenstrukturen erzeugt werdenkönnen, durch zusätzliche Schritte zur Invertierungdes Musters auch für feine Linien zu nutzen. Mit denim Folgenden angegebenen Prozessschritten könnenLinien erzeugt werden, deren Breite wesentlich klei-ner als der Halfpitch ist. Der Gesamtpitch (Abstandder Linienmitten) bleibt jedoch gleich. Diese Metho-de ist kostengünstiger (als e-beam Lithographie), dadie verwendeten Prozessschritte Standard sind.

Si3N4

SiO2

poly-Si, Al

Substrat

Schritt 3A: Es wird ein Material 2 (hier Si3N4) abge-schieden, gegen das sich Material 1 selektiv ätzenlässt. Diese Schicht schließt die Öffnung in Material1 vollständig.

Si3N4

SiO2

poly-Si, Al

Substrat

Schritt 4A: Es wird ein CMP Prozess von Material 2durchgeführt.� Da� die� schrägen� Anteile� der Spacerebenfalls entfernt� werden� müssen,� muss� der� End-punkt des CMP Prozesses tief im Material 1 liegen.

Si3N4

poly-Si, Al

Substrat

SiO2

poly-Si, Al

Schritt 5A: Material 1 wird selektiv zu Material 2entfernt, es bleibt eine schmale Linie aus Material 1.

Si3N4

Substrat

Schritt 1A: Auf einem Substrat wird die zu struktu-rierende Schicht (z.B. poly-Si oder Al) aufgebracht.Darauf wird eine Schicht aus Material 1 (hier SiO2)aufgetragen� und� mit� Standardlithographie� struktu-riert. Material 1 muss sich selektiv zur zu strukturie-renden Schicht ätzen lassen.

poly-Si, Al

Substrat

Schritt 6A: Die zu strukturierende Schicht wird mitMaterial 2 als Hardmask geätzt. Anschließend kanndie Hardmask entfernt werden.

Bei Prozessablauf A kann es vorkommen, dass dieHardmask aus Material 2 negative Flanken aufweist,die von der Spacerätzung von Material 1 h...