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Selbstjustierte laterale Feinstrukturierung von Siliziumstrukturen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000029978D
Published in the IP.com Journal: Volume 4 Issue 8 (2004-08-25)
Included in the Prior Art Database: 2004-Aug-25
Document File: 1 page(s) / 36K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Ausgehend von der Standardlithographie und den Gateverkleinerungsprozessen ist bislang kein Verfahren bekannt, welches Siliziumstege im Nanometerbereich ueber grosse Flaechen (z.B. 300 mm Wafer - Siliziumscheiben zur Herstellung von Computerchips) homogen strukturieren kann. Mittels Elektronenstrahllithographie ist diese Strukturbreite realisierbar. Jedoch sind die sequentiellen Schreibverfahren nicht fuer einen hohen Waferdurchsatz in der Volumenproduktion geeignet. Die Idee besteht in der Kombination von sehr stark selbstlimitierenden und sehr selektiven Einzelprozessen zur lateralen Strukturierung von Siliziumstrukturen, die eine Homogenitaet ueber eine grosse Siliziumflaeche und aufgrund der hohen Aufloesung eine Justierung ueber die Anzahl der Prozesssequenzen ermoeglichen. Grosse Strukturen koennen mit einer hohen Praezision auf kleine Strukturen uebertragen werden. Silizium oder Polysilizium wird mit Hilfe von Photolithographie und Gateverkleinerungsprozessen strukturiert. Derzeit ist dies bis in den Bereich von ca. 30 nm moeglich. Ein Oxidationsprozess in reinem Stickoxid (NO) bildet aufgrund von selbstlimitierter Oxidation eine Siliziumdioxidschicht (SiO2) von ca. Tox = 0,4 - 0,5 nm. Aufgrund der starken Selbstlimitierung kann eine sehr hohe Homogenitaet ueber eine grosse Flaeche erreicht werden. Ein Aetzprozess in stark verduenntem Fluorwasserstoff (HF) entfernt diese Schicht innerhalb weniger Sekunden. Ein Aetzschritt in 80 % Phosphorsaeure (H3PO4) entfernt eine mit Stickstoff angereicherte Grenzschicht von ca. 0,2 nm ebenfalls innerhalb weniger Sekunden. Dies ist erforderlich, um die Sequenz erneut starten zu koennen. Eine Prozesssequenz reduziert die Siliziumstruktur in allen drei Dimensionen um 0,45 * Tox. Damit wird, ausgehend von einer vordefinierten Struktur, eine selbstjustierte laterale Feinstrukturierung von 2 * 0,45 * Tox erreicht. Dies sind ca. N * 0,4 nm. Bei einer Anzahl N Prozesssequenzen wird eine laterale Feinstrukturierung von ca. N * 0,4 nm erreicht. Fuer eine Duennung von 30 nm auf 10 nm sind also ca. N = 50 Sequenzen erforderlich. Eine Realisierung ist beispielsweise in einer Einzelwaferprozessanlage mit drei Kammern moeglich. Aufgrund der hohen Aufloesung laesst sich die Feinstrukturierung ueber die Anzahl der Prozesssequenzen N justieren. Es ist eine sehr gute Verrundung von Kanten zu erwarten, was die Zuverlaessigkeit des Gateoxids bei einer Siliziumfinne (FIN-FET) unterstuetzt.

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S

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Selbstjustierte laterale Feinstrukturierung von Siliziumstrukturen

Idee: Dr. Thomas Pompl, DE-Muenchen

Ausgehend von der Standardlithographie und den Gateverkleinerungsprozessen ist bislang kein Verfahren bekannt, welches Siliziumstege im Nanometerbereich ueber grosse Flaechen (z.B. 300 mm Wafer - Siliziumscheiben zur Herstellung von Computerchips) homogen strukturieren kann. Mittels Elektronenstrahllithographie ist diese Strukturbreite realisierbar. Jedoch sind die sequentiellen Schreibverfahren nicht fuer einen hohen Waferdurchsatz in der Volumenproduktion geeignet.

Die Idee besteht in der Kombination von sehr stark selbstlimitierenden und sehr selektiven Einzelprozessen zur lateralen Strukturierung von Siliziumstrukturen, die eine Homogenitaet ueber eine grosse Siliziumflaeche und aufgrund der hohen Aufloesung eine Justierung ueber die Anzahl der Prozesssequenzen ermoeglichen. Grosse Strukturen koennen mit einer hohen Praezision auf kleine Strukturen uebertragen werden. Silizium oder Polysilizium wird mit Hilfe von Photolithographie und Gateverkleinerungsprozessen strukturiert. Derzeit ist dies bis in den Bereich von ca. 30 nm moeglich. Ein Oxidationsprozess in reinem Stickoxid (NO) bildet aufgrund von selbstlimitierter Oxidation eine Siliziumdioxidschicht (SiO2) von ca. Tox = 0,4 - 0,5 nm. Aufgrund der starken Selbstlimitierung kann eine sehr hohe Homogenitaet ueber eine grosse Flaeche erreicht werden. Ein...