DE102006060720A1

DE102006060720A1 - Verfahren zur Reduzierung der Rauhigkeit der Oberfläche einer Resistschicht

Info

Publication number: DE102006060720A1
Application number: DE102006060720A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. Elian; Christoph Dr. Hohle; Nicole Heckmann; Michael Dr. Sebald
Original assignee: Qimonda AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2008-06-26

Abstract

Eine Ausführungsform der Erfindung gibt ein Verfahren zur Reduzierung der Rauhigkeit (d) einer Oberfläche (10A) einer Resistschicht (1) an, wobei die Resistschicht (1) mit einer chemischen Verbindung (30) behandelt wird, die die Oberfläche (10A) der Resistschicht (1) modifiziert, wobei die Oberflächenrauhigkeit (d) vermindert wird.

Description

In der Lithographie wird auf einem zu strukturierenden Substrat in der Regel eine Resistschicht aufgebracht und strukturiert. Anschließend wird diese Struktur in der Resistschicht beispielsweise mittels Ätzverfahrens in das darunter liegende Substrat übertragen, wobei die strukturierte Resistschicht als Maske dient. Ein Ziel der Lithographie ist dabei immer kleinere Strukturen in das zu strukturierende Substrat zu übertragen. Zukünftige Lithographietechniken sollen dabei in der Lage sein Strukturen mit Auflösungen unterhalb von 50 Nanometer zu erzeugen. Ein Problem das bei der Lithographie auftritt, besteht darin, dass die Oberflächen der in den Resistschichten erzeugten Strukturen eine Rauhigkeit aufweisen, die eine mögliche durch den Lithographieprozess zu erzielende Auflösung vermindert. Diese Rauhigkeit der Oberflächen der Strukturen der Resistschicht, die auch als "Line Edge Roughness" (LER) bezeichnet wird kann beispielsweise durch Inhomogenitäten in der Polymerzusammensetzung der Resistschicht, durch nur teilweise chemisch modifizierte Polymeraggregate in der Resistschicht oder durch eine für die Strukturierung der Resistschicht verwendete Maske kommen.
Eine Aufgabe von einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren anzugeben das die Rauhigkeit der Oberfläche der Resistschicht reduziert. Vorteilhafte Ausführungsformen dieses Verfahrens sowie eine mittels dieses Verfahrens erzeugte Schichtanordnung sind Gegenstand weiterer Ansprüche.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Reduzierung der Rauhigkeit einer Oberfläche einer Resistschicht wobei die Resistschicht mit einer chemischen Verbindung behandelt wird die die Oberfläche der Resistschicht modifiziert, wobei die Oberflächenrauhigkeit vermindert wird.
Die Erfinder haben festgestellt dass eine Modifizierung der Oberfläche einer Resistschicht besonders geeignet ist die Rauhigkeit der Oberfläche zu vermindern. Die Rauhigkeit oder Rautiefe beträgt bei herkömmlichen Resistschichten häufig etwa fünf bis sechs Nanometer. Die Rauhigkeit oder Rautiefe lässt sich beispielsweise mittels Elektronenmikroskopie oder Rasterkraftmikroskopie bestimmen. Zur Berechnung der Rauhigkeit der Oberfläche einer Resistschicht kann beispielsweise die mittlere Rauhigkeit angegeben werden die den mittleren Abstand eines Messpunktes auf der Oberfläche zu einer Mittellinie angibt Die Mittellinie schneidet dabei innerhalb einer Bezugsstrecke das Oberflächenprofil derart dass die Summe der betragsmäßigen Profilabweichungen bezogen auf die Mittellinie möglichst klein wird.
Dabei ist es möglich dass mittels weiterer Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Verfahren selektiv nur die Oberfläche der Resistschicht modifiziert wird aber nicht deren Inneres. Dies hat den Vorteil dass nur die Oberflächen deren Rauhigkeit vermindert werden soll modifiziert werden, aber nicht auch gleichzeitig das Innere der Resistschicht das nicht unbedingt modifiziert werden muss. Mittels bestimmer Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich die Rauhigkeit der Oberfläche einer Resistschicht auf Werte unter 5 nm reduzieren.
Weiterhin ist es möglich dass die Oberfläche der Resistschicht chemisch und/oder physikalisch modifiziert wird. Eine chemische Modifikation kann beispielsweise darin bestehen dass die chemische Verbindung mit den Oberflächen der Strukturen der Resistschicht chemisch reagiert und beispielsweise kovalente Bindungen ausbildet. Möglich ist auch eine chemische Modifikation beispielsweise mittels ionischer Bindungen von entgegengesetzt geladenen Teilbereichen der Oberfläche der Resistschicht und der chemischen Verbindung, z. B. in Form von Salzen.
Physikalische Wechselwirkungen können beispielsweise durch Dipol-Dipol-Wechselwirkungen oder Van-der-Waals-Kräfte vermittelt werden. Diese physikalischen Modifikationen können beispielsweise zu einem Aufquellen der Oberflächenbereiche der Resistschicht und einer damit einhergehenden Veränderungen von physikalischen Eigenschaften beispielsweise der Glasübergangstemperatur und des Elastizitätsmoduls führen. Die Glasübergangstemperatur ist dabei die Temperatur bei der amorphe oder teilkristalline Polymere vom flüssigen oder gummielastischen Zustand in den hartelastischen oder glasigen Zustand übergehen oder umgekehrt. An der Glasübergangstemperatur kommt es zu einem Einfrieren oder Auftauen der Brownschen Molekularbewegung längerer Kettensegmente der Polymeren. Das Elastizitätsmodul das beispielsweise das Dehnelastizitätsmodul E sein kann wird beispielsweise aus Stabdehnversuchen als Verhältnis der Zugspannung δ (= Kraft pro Querschnittsfläche) zur Längsdehnung ε (= Δl/l: Längsdehnung Δl zur Gesamtlänge l) ermittelt gemäß der Gleichung: E = δ:ε.
Vorteilhafterweise werden bei erfindungsgemäßen Verfahren Modifikationen an der Oberfläche der Resistschicht vorgenommen die in etwa in der Größenordnung der Rauhigkeit der Oberfläche der Resistschicht liegen. Somit verändern manche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren die Dimensionen der in der Resistschicht erzeugten Strukturen und ihre Geometrie nicht, aber vermindern vorteilhafterweise die nachteilige Rauhigkeit der Oberfläche dieser erzeugten Strukturen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorteilhaft wenn eine organische Verbindung als chemische Verbindung verwendet wird. Organische Verbindungen sind besonders gut kompatibel mit den in der Regel organischen Resistschichten. Weiterhin ist es besonders vorteilhaft wenn eine organische Verbindung als chemische Verbindung verwendet wird, die zumindest in die Oberflächenbereiche der Resistschicht eindiffundieren kann und somit besonders gut die Oberflächenbereiche der Resistschicht chemisch und/oder physikalisch modifizieren kann. Besonders bevorzugt ist es kleine organische Verbindungen mit Moleküllängen von etwa ein bis drei Nanometer zu verwenden da diese besonders gut in die Oberfläche der Resistschicht eindiffundieren können.
Bei einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden bevorzugt chemische Verbindungen verwendet, die die Vertiefungen der Rauhigkeit der Oberfläche der Resistschicht modifizieren. Dies hat den Vorteil, dass bevorzugt mittels Modifikation die Vertiefungen "aufgefüllt" werden können und somit besonders vorteilhaft die Rauhigkeit der Oberfläche der Fotoresistschicht vermindert werden kann. Beispielsweise ist es möglich dass chemische Verbindungen die die Oberfläche chemisch modifizieren aufgrund sterischer und statistischer Effekte bevorzugt mit den Oberflächenbereichen der Vertiefungen reagieren und nicht oder nur untergeordnet mit den Oberflächenbereichen der Erhebungen des Oberflächenprofils der Resistschicht.
Bei weiteren Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Verfahren modifizieren die chemischen Verbindungen bevorzugt die Erhebungen des Oberflächenprofils der Resistschicht indem sie z. B. die Löslichkeit der Erhebungen der Resistschicht in einem Lösungsmittel mittels bevorzugt chemischer Modifikation erhöhen. So können z. B. Resistschichten, die Anhydride enthalten mittels chemischer Reaktion mit den chemischen Verbindungen unter Ringöffnung des Anhydrids saure Gruppen bilden, die die Löslichkeit in wässrigen Lösungsmitteln erhöhen („Dunkelentwicklung der Resistschicht"). Beispielsweise können durch Reaktion von Resistschichten, die Carbonsäureanhydride enthalten mit z. B. Aminen unter Ringöffnung Carbonsäureamide gebildet werden, wobei die zweite dabei gebildete freie Carbonsäurefunktion eine erhöhte Löslichkeit in z. B. wässrigen Lösungsmitteln bedingen kann.
Besonders vorteilhaft ist es wenn bei weiteren Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Verfahren eine quervernetzende chemische Verbindung verwendet wird die zumindest Teile der Oberfläche der Resistschicht quervernetzt. Beispielsweise ist es möglich dass eine chemische Verbindung zumindest zwei funktionelle Gruppen aufweist, die mit funktionellen Oberflächengruppen auf der Oberfläche der Resistschicht chemisch reagieren können, sodass es zu einer Quervernetzung kommt. Mittels dieser Quervernetzung lassen sich beispielsweise auch besonders gut die Vertiefungen im Oberflächenprofil einer Resistschicht reduzieren beziehungsweise planarisieren, da beispielsweise aufgrund statistischer Effekte davon ausgegangen werden kann, dass eine Quervernetzung bei der zumindest zwei funktionelle Gruppen der chemischen Verbindung involviert sind bevorzugt in Vertiefungen des Oberflächenprofils stattfindet da dort die funktionellen Oberflächengruppen auf der Oberfläche der Resistschicht enger benachbart sind als beispielsweise auf einer Erhebung des Oberflächenprofils der Resistschicht.
Bei einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden Epoxidverbindungen als chemische Verbindungen verwendet. Epoxidverbindungen sind aufgrund ihrer Reaktivität besonders geeignet mit auf der Oberfläche der Resistschicht befindlichen funktionellen Gruppen chemisch, beispielsweise mittels einer Ringöffnung des Oxiranrings zu reagieren. Besonders bevorzugt ist es dabei wenn bifunktionelle und/oder mehrfachfunktionelle Epoxidverbindungen als chemische Verbindungen verwendet werden. Derartige Verbindungen können aufgrund ihrer zwei oder mehrerer Epoxidgruppen besonders gut mit funktionellen Oberflächengruppen auf der Oberfläche der Resistschicht quervernetzen, sodass besonders vorteilhaft eine Verringerung der Oberflächenrauhigkeit resultiert.
Die Epoxidverbindungen können beispielsweise ausgewählt sein aus einer Gruppe, die die folgenden Verbindungen umfasst, wobei auch beliebige Kombinationen möglich sind:

Wobei der Substituent R₃ die folgenden Gruppen sein kann
– H,
mit n = 1 bis 3 und R₄ unabhängig voneinander = H, OH, CH₃ und
sein kann,
mit n = 0 oder 1 sein kann
und 2,3-Epoxy-1-propanol.
Die mit einem Stern * gekennzeichneten Positionen in den obigen Teilstrukturen R₃ markieren den Anknüpfungspunkt an das Sauerstoffatom der Gruppe OR₃. Epoxidverbindungen, die die Teilstrukturen R₃ mit
enthalten sind bevorzugt die folgenden Verbindungen:
oder Polypropylenglykolglycidlyether mit Molekulargewichten zwischen 380 und 640:
Derartige Epoxidverbindungen sind einerseits aufgrund ihrer meistens zwei oder mehr Oxiranringe besonders als Quervernetzer geeignet, haben aber andererseits aufgrund ihrer geringen Größe den Vorteil dass sie noch besonders gut zumindest in Oberflächenbereiche der Resistschicht eindiffundieren können und somit nur oder zumindest hauptsächlich die Oberflächenbereiche der Resistschicht chemisch modifizieren.
Bei weiteren Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Verfahren werden als chemische Verbindung Weichmacher verwendet.
Weichmacher können besonders vorteilhaft mit den Oberflächenbereichen der Resistschicht in physikalische Wechselwirkung treten und physikalische Eigenschaften der Oberflächenbereiche der Resistschicht verändern. Beispielsweise können Weichmacher eine erniedrigte Einfriertemperatur ein erhöhtes Formveränderungsvermögen, erhöhte elastische Eigenschaften, eine verringerte Härte und ein gegebenenfalls gesteigertes Haftvermögen vermitteln, führen aber insbesondere zu einer Erniedrigung des Elastizitätsmoduls und zu einer Verringerung der Glasübergangstemperatur der Oberflächenbereiche der Resistschicht. Aufgrund der erhöhten Oberfläche vor allen Dingen der rauen Oberflächenregionen der Resistschicht wird dort eine besonders effektive Plastifizierung bzw. physikalische Modifikation der Oberflächenbereiche durch die Weichmacher stattfinden. Die Weichmacher können beispielsweise mittels eines nasschemischen Prozesses, beispielsweise Spincoaten, Spraycoaten, Casting, Sprühen usw. auf die Oberfläche der Resistschicht aufgebracht werden.
Besonders vorteilhaft werden Weichmacher verwendet, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die folgende Verbindungen umfasst:
Phthalate, Trimellitate, aliphatische Dicarbonsäureester, Polymerweichmacher, beispielsweise Polyester aus Adipin-, Sebacin-, Azelain-, und Phthalsäure mit Diolen wie beispielsweise 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol oder 1,2 Propandiol, Phosphate, Fettsäureester, Hydroxycarbonsäureester, Polyamidweichmacher, Alkylsulfobetaine, Polycarbobetaine, Polysulfobetaine, Polyphosphobetaine, kurzkettige Polymere und Acylthioharnstoffe. Bezüglich der Auswahl an möglichen Weichmachern wird auf das Stichwort „Weichmacher" aus dem Römpp-Chemielexikon (9. erweitere Auflage, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1995) verwiesen, auf das hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird.
Einige der Weichmacher, beispielsweise die Acylthioharnstoffe und die Phthalsäureester beispielsweise Dioctylphthalat führen nicht nur zu einem Aufquellen der Oberflächenbereiche der Resistschicht und damit zu einer Verminderung der Oberflächenrauhigkeit, sondern erhöhen auch noch die Ätzstabilität der modifizierten Oberflächenbereiche der Resistschicht was für ein anschließendes Übertragen der Strukturen der Resistschicht in ein zu strukturierendes Substrat sehr vorteilhaft ist.
Besonders vorteilhaft wird bei einer physikalischen Modifikation der Oberflächenbereiche der Resistschicht durch z. B. die Weichmacher die ursprüngliche Glasübergangstemperatur des Resists, die Resistglasübergangstemperatur auf eine niedrigere Oberflächenresistglastemperatur erniedrigt. Weiterhin ist es günstig wenn die Innenbereiche der Resistschicht, die unterhalb des derart modifizierten Oberflächenbereichs der Resistschicht angeordnet sind ihre Glasübergangstemperatur unverändert beibehalten. Diese ursprüngliche Resistglasübergangstemperatur ist dann im Vergleich zur erniedrigten Oberflächenresistglasübergangstemperatur erhöht.
Besonders vorteilhaft wird dann während oder nach der Behandlung der Oberflächenbereiche der Resistschicht mit der physikalisch modifizierenden Verbindung, z. B. den Weichmachern die Resistschicht auf eine Temperatur aufgeheizt, die oberhalb der Oberflächenresistglasübergangstemperatur und unterhalb der Resistglasübergangstemperatur der Innenbereiche der Resistschicht liegt. Dies hat den Vorteil, dass somit die Glasübergangstemperatur der physikalisch modifizierten Ober flächenbereiche der Resistschicht überschritten wird und diese das Fließen anfangen, wobei die Rauhigkeit der Oberflächenbereiche vermindert wird. Im Gegensatz dazu werden die im Inneren befindlichen Bereiche der Resistschicht unverändert während des Aufheizens beibehalten da die Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperatur der im Inneren befindlichen Resistbereiche liegt. Dies hat den Vorteil, dass es bei einem Erhitzen nur zu einem Fließen der Oberflächenbereiche der Resistschicht kommt, aber die Innenbereiche unverändert beibehalten werden und somit nicht fließen beziehungsweise abrutschen.
Als Weichmacher können ebenfalls oberflächenaktive Komplexierer, beispielsweise Ethylendiamintetraacetat (EDTA) oberflächenaktive Substanzen und Tenside verwendet werden, unter die beispielsweise die bereits oben genannten Alkylsulfobetaine, Polycarbobetaine, Polysulfobetaine, Polyphosphobetaine oder kurzkettige Polymere wie beispielsweise Polyvinylpyrrolidone fallen. Unter Betainen werden in diesem Zusammenhang Verbindungen verstanden, sie sowohl eine negativ geladene, z. B. saure Sulfonsäuregruppierung aufweisen als auch eine positiv geladene funktionelle Gruppierung, z. B. positiv geladene Stickstoffatome aufweisen. Derartige Verbindungen sind beispielsweise aufgrund ihrer Betainstruktur amphoter und sind somit auch besonders gut wasserlöslich und damit auch mit wässrigen Entwicklerlösungen von Resistschichten kompatibel.
Die Polysulfobetaine oder Alkylsulfobetaine können beispielsweise Verbindungen der folgenden allgemeinen Strukturen umfassen, wobei auch beliebige Mischungen möglich sind:
mit R₅ = C₁ bis C₆ verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppe und n = 2 bis 100,
mit R₆ = C₁ bis C₆ verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppe und n = 2 bis 100,
mit R₇, R₈, R₉ = gleich oder unabhängig voneinander C₁ bis C₁₆ verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppen, bevorzugt C₁ bis C₅ verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppe, Aromaten, bevorzugt Phenyl und n = 1 bis 4.
Dabei sind auch Copolymere denkbar die als Monomere verschiedene Kombinationen der oben genannten Strukturen
enthalten, wobei dann der Parameter n = 1 gesetzt wird.
Die kurzkettigen Polymere können besonders vorteilhaft auch Polyvinylpyrrolidone der folgenden allgemeinen Struktur umfassen:
mit n = 2 bis 100,
Als Acylthioharnstoffe lassen sich beispielsweise Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel verwenden.
mit R₁₀, R₁₁, und R₁₂ unabhängig voneinander gleich oder verschieden sind und Alkylaryl-Gruppen, verzweigte oder unverzeigte Alkylgruppen, Aromaten bevorzugt Phenyl und H sein können.
Beispielsweise lässt sich ein Acylthioharnstoff der folgenden Struktur besonders gut verwenden:
Als Phthalsäureester lassen sich beispielsweise folgende Verbindungen der allgemeinen Struktur verwenden.
Wobei die Substituenten R₁ und R₂ gleich oder verschieden voneinander ausgewählt sind aus C₁-C₁₅ verzweigten oder unverzweigten, gegebenenfalls cyclischen Alkylgruppen, Aromaten, z. B. Phenylgruppen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens können als chemische Verbindung auch Amine verwendet werden. Eine Aminogruppe als funktionelle Gruppe ist ebenfalls besonders geeignet mit funktionellen Oberflächengruppen auf den Oberflächenbereichen der Resistschicht chemisch zu reagieren und somit eine chemische Modifikation der Oberflächenbereiche der Resistschicht zu bewirken.
Besonders bevorzugt sind die Amine bi- und/oder mehrfachfunktionelle Amine und enthalten somit zumindest zwei oder mehr Aminofunktionen. Aufgrund der zwei oder mehreren Aminofunktionen können derartige mehrfachfunktionelle Amine besonders gut auch mit Oberflächenbereichen der Resistschicht quervernetzen. Besonders bevorzugt werden die Amine ausgewählt aus einer Gruppe, die die folgenden Verbindungen umfasst: NR₁₃R₁₄R₁₅, wobei die Substituenten R₁₃, R₁₄ und R₁₅ gleich oder unabhängig voneinander sein können:

– H,
– unverzweigte oder verzweigte aliphatische gegebenenfalls cycloaliphatische Reste, die auch mit einer oder mehreren Aminogruppen substituiert sein können,
– aromatische Reste, die auch mit einer oder mehreren Aminogruppen substituiert sein können, wobei zumindest eine der Substituenten R₁₃, R₁₄ und R₁₅ kein H ist.

Besonders bevorzugt sind dabei primäre und sekundäre Amine, wobei aber auch tertiäre Amine denkbar sind.
Besonders bevorzugt werden kleinere Amine beziehungsweise Epoxidverbindungen verwendet, deren Moleküllänge ungefähr ein bis drei Nanometer beträgt. Derartige Verbindungen können besonders einfach zumindest in die Oberflächenbereiche der zu modifizierenden Resistschicht eindiffundieren.
Weiterhin ist es auch möglich beliebige Kombinationen der bereits oben genannten chemischen Verbindungen zu verwenden. Dabei können bei Verwendung einer Mischung verschiedener chemischer Verbindungen mit unterschiedlichen Funktionalitäten, z. B. Weichmacher, Amine und Epoxidverbindungen unter Umständen auch synergistische Effekte auftreten sodass es zu einer weiteren Verminderung der Rauhigkeit der Oberfläche der Resistschicht kommt im Vergleich dazu wenn nur eine chemische Verbindung einer Klasse verwendet wird. Beispielsweise können Weichmacher zusammen mit Aminen und/oder Epoxidverbindungen verwendet werden.
Weiterhin ist es auch möglich chemische Verbindungen beziehungsweise chemische Moleküle zu verwenden die mehrere der oben genannten Funktionalitäten in einem Molekül vereinen. Beispielsweise ist es möglich sogenannte Epoxidweichmacher zu verwenden, epoxidierte Fettsäurederivate insbesondere Trigly ceride und Monoester. Derartige Epoxidweichmacher weisen sowohl eine weichmachende Funktion auf und sind somit in der Lage physikalisch die Oberflächenbereiche der Resistschicht zu modifizieren. Aufgrund ihrer Epoxidfunktionen sind sie darüber hinaus auch in der Lage eine chemische Modifikation der Oberflächenbereiche der Resistschicht zu bewirken.
Als funktionelle Oberflächengruppen, die auf der Oberfläche der zu modifizierenden Photoresistschicht vorhanden sind lassen sich besonders gut funktionelle Säuregruppen, insbesondere Carbonsäuregruppen verwenden. Beispielsweise ist es möglich Fotoresistschichten als Resistschichten zu verwenden, die einen positiven Kontrast aufweisen. Weiterhin können diese Photoresistschichten mit positivem Kontrast chemisch verstärkt sein. Chemische verstärke Photoresistschichten mit positivem Kontrast enthalten einen Photosäuregenerator und ein Basispolymer, das durch die aus dem Photosäuregenerator freigesetzten Säuren säurekatalytisch chemisch modifiziert werden kann, so dass eine Änderung der Polarität des Basispolymers resultiert. Z. B. kann das im unbelichteten Zustand in einem wässrigen Entwickler unlösliche Basispolymer aufgrund der säurekatalysierten chemischen Modifikation löslich in dem wässrigen Entwickler werden. Beispielsweise werden durch Belichtung mit optischen Strahlen, UV-Strahlen, Röntgenstrahlen oder geladenen Partikeln Säuren aus den Fotosäuregeneratoren in belichteten Bereichen der Photoresistschicht freigesetzt. Diese so genannten Fotosäuren sind anschließend in der Lage säurekatalysierte chemische Modifikationen am Basispolymer der Photoresistschicht mit positivem Kontrast vorzunehmen, beispielsweise säurekatalysierte Esterspaltungen von Carbonsäureestern, oder Ringöffnungen von Carbonsäureanhydriden, wobei freie Carbonsäuregruppen gebildet werden. Diese freien Carbonsäuren sind dann besonders als Reaktionspartner für die oben genannten chemisch modifizierenden chemischen Verbindungen der erfindungsgemäßen Verfahren geeignet.
Bei einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden somit besonders chemische Verbindungen mit funktionellen Gruppen verwendet, die mit oberflächenfunktionellen Gruppen der Resistschicht chemisch reagieren, die erst durch eine Belichtung der Resistschicht erzeugt wurden. Dies hat den Vorteil, dass nur die durch Belichtung gebildeten Oberflächen der Resistschicht chemisch und/oder physikalisch modifiziert werden und somit nur selektiv durch die Belichtung gebildete Oberflächenbereiche geglättet werden und deren Rauhigkeit vermindert wird. In der Regel sind diese erst durch die Belichtung und anschließende Strukturierung gebildeten Oberflächenbereiche Bestandteil der Strukturen, die in das Substrat übertragen werden.
Weiterhin können auch Photoresistschichten mit negativem Kontrast bei verschiedenen Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Bei Fotoresistschichten mit negativem Kontrast kommt es in den belichteten Bereichen der Fotoresistschicht in der Regel zu einer Polymerisation der belichteten Bereiche, die dazu führt dass diese Bereiche unlöslich in einer Entwicklerlösung werden. In diesem Fall enthält das Material der Fotoresistschicht mit negativem Kontrast Komponenten die beispielsweise mit mittels Belichtung aus Fotosäuregeneratoren erzeugter Fotosäure vernetzt werden können sowie die Fotosäuregeneratoren. Bei der Entwicklung mit einer beispielsweise wässrigen Entwicklerlösung werden dann die nicht-belichteten Bereiche der Fotoresistschicht mit negativem Kontrast entfernt und in der Entwicklerlösung gelöst, während die belichteten, vernetzten Bereiche nicht entfernt werden.
Gegenstand der Erfindung gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auch ein Verfahren zur Strukturierung einer auf einem Substrat angeordneten Resistschicht, das eines der oben genannten Verfahren zur Reduzierung der Rauhigkeit der Oberfläche der Resistschicht beinhaltet, mit den Verfahrensschritten:

A) Bereitstellen einer Resistschicht auf einem Substrat,
B) Strukturieren der Resistschicht wobei die Oberflächen der erzeugten Strukturen in der Resistschicht eine Rauhigkeit aufweisen,
C) Reduzierung der Rauhigkeit der erzeugten Strukturen in der Resistschicht gemäß einem der obengenanten Verfahren.

Mittels einer derartigen Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich besonders gut die Oberflächenrauhigkeiten der beispielsweise mittels Fotolithographie in Fotoresistschichten erzeugten Strukturen vermindern, was sich besonders vorteilhaft auf die mögliche Auflösung in einem folgenden Ätzschritt bemerkbar macht, mit dem die in der Resistschicht vorhandenen Strukturen in das darunter liegende zu strukturierende Substrat übertragen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Verfahrensschritt B) mittels einer Belichtung mit zum Beispiel optischer Strahlung, Röntgenstrahlung oder geladenen Partikeln, zum Beispiel Elektronen, Teilbereiche der Resistschicht chemisch modifiziert und anschließend mit einer Entwicklerlösung die Strukturen in der Resistschicht erzeugt. Bei der Belichtung der Photoresistschicht beispielsweise durch eine Maske hindurch entsteht aufgrund der chemischen Modifikation der belichteten Teilbe reiche ein latentes Bild einer Struktur in der Photoresistschicht, das anschließend mittels der Entwicklerlösung entwickelt wird.
Bei der Resistschicht kann es sich beispielsweise um die bereits oben genannten Photoresistschichten mit positivem oder mit negativem Kontrast handeln. Weiterhin ist es auch möglich eine nicht photosensitive beziehungsweise photoinsensitive Resistschicht bei manchen Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Verfahren zu verwenden. Beispielsweise ist es möglich, eine Resistschicht zu verwenden die säuresensitive funktionelle Gruppen aufweist, selbst aber frei oder weitestgehend frei ist von Photosäuregeneratoren. In diesem Fall können dann beispielsweise unterhalb oder oberhalb der photoinsensitiven Resistschicht befindliche Schichten Photosäuregeneratoren aufweisen, die bei Belichtung mittels optischer Strahlung, Röntgenstrahlung oder geladener Partikel, beispielsweise Elektronen eine Säure freisetzen, die dann anschließend in die benachbarte Resistschicht eindiffundieren kann. Dies kann beispielsweise auch dadurch begünstigt werden, dass nach der Belichtung der photoinsensitiven Resistschicht und der benachbarten, die Photosäuregeneratoren enthaltenden Schichten diese Schichtanordnung erhitzt wird, z. B. im Rahmen eines so genannten "Post Exposure Bake" und dabei beispielsweise gleichzeitig durch Anlegen eines elektrischen Feldes die mittels der Belichtung erzeugten, positiv geladenen Protonen gezielt und gerichtet in die photoinsensitive Resistschicht eindiffundiert werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden auf den Oberflächen der erzeugten Strukturen funktionelle Oberflächengruppen durch die Belichtung erzeugt. Bei diesen funktionellen Oberflächengruppen kann es sich, wie bereits gesagt, beispielsweise um Säuren handeln die mittels einer säurekatalysierten Esterspaltung oder Säureanhydridpaltung gebildet wurden, bevorzugt Carbonsäuregruppen auf den Oberflächen der Strukturen. Bevorzugt wird dann eine chemische Verbindung verwendet, die funktionelle Gruppen aufweist, die mit den mittels der Strukturierung erzeugten funktionellen Oberflächengruppen der Strukturen in der Resistschicht reagieren kann. Beispielsweise kann es dann zu einer Bildung kovalenter Bindungen oder Salzbindungen zwischen den funktionellen Oberflächengruppen auf der Resistschicht und den funktionellen Gruppen der chemischen Verbindung kommen. Beispielsweise kann wie bereits oben dargelegt es zu einer chemischen Reaktion zwischen den Carbonsäuregruppen der Resistschicht und beispielsweise funktionellen Amin- oder Epoxidgruppen der chemischen Verbindung kommen. In dem Fall dass zwei oder mehrere funktionellen Gruppen in der chemischen Verbindung vorhanden sind kann es dann zu einer Quervernetzung mit den funktionellen Oberflächengruppen der Resistschicht kommen.
Der Vorteil einer derartigen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass eine chemische Modifizierung nur derjenigen Oberflächen vorgenommen wird, die mittels der Belichtung und Strukturierung der Resistschicht gebildet wurden. Bei diesen Oberflächen handelt es sich bevorzugt um die Oberflächen der in der Resistschicht erzeugten Strukturen, die quer beziehungsweise senkrecht zur Oberfläche des darunter liegenden normalerweise ebenen Substrats verlaufen. Gerade diese Oberflächen der erzeugten Strukturen in der Resistschicht können, wie bereits oben dargelegt, mittels eines anschließenden Ätzschrittes in das darunter liegende Substrat übertragen werden. Daher ist es besonders vorteilhaft wenn die Rauhigkeit derjenigen Oberflä chen, die Bestandteil der zu übertragenden Strukturen in der Resistschicht sind, vermindert wird, wobei dann im anschließenden Ätzschritt diese Strukturen mit erhöhter Auflösung und Genauigkeit in das darunter liegende Substrat übertragen werden können. Im Gegensatz dazu werden die nicht mittels der Belichtung und anschließenden Strukturierung erzeugten Oberflächen, die weitestgehend frei sind von den durch die Strukturierung erzeugten funktionellen Oberflächengruppen nicht oder nur im untergeordneten Maße durch das erfindungsgemäße Verfahren modifiziert. Somit bieten manche Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Verfahren die Möglichkeit selektiv die Rauhigkeit nur derjenigen Oberflächen mittels Modifikation zu vermindern, die durch die Strukturierung gebildet wurden. Dabei ist zu beachten, dass z. B, aufgrund von Streulicht auch Bereiche der Resistschicht, die von einer während der Belichtung verwendeten Maske bedeckt werden und somit eigentlich nicht belichtet werden, zumindest zum Teil der für die Belichtung verwendeten Strahlung ausgesetzt werden können. Dies hat dann zur Folge, dass es auch in den nicht-belichteten Bereichen der Resistschicht zu einer säurekatalysierten chemischen Modifikation der Oberflächen kommen kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens können die Verfahrensschritte B) und C) auch in einem Verfahrensschritt durchgeführt werden. Beispielsweise ist es möglich eine im Verfahrensschritt B) verwendete Entwicklerlösung zu verwenden, die gleichzeitig auch die chemische Verbindung zur Modifizierung der Oberfläche der Resistschicht enthält. Beispielsweise ist es möglich chemische Verbindungen mit Aminen als funktionellen Gruppen in einer Entwicklerlösung zu lösen. Bevorzugt werden dazu polare, gut wasserlösliche Amine verwendet, da die Entwicklerlösungen in der Regel alkalische wässrige Systeme sind. Möglich ist es auch Weichmacher den alkalischen, wässrigen Entwicklersystemen zuzusetzen.
Der Vorteil eines derartigen erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die beiden Verfahrensschritte B) und C) gemeinsam durchgeführt werden können und somit das erfindungsgemäße Verfahren besonders schnell durchführbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann im Verfahrensschritt B) nach der Belichtung der Resistschicht, einem anschließenden Erhitzen, das beispielsweise eine Diffusion der bei der Belichtung gebildeten Photosäuren sowie die dabei ablaufende säurekatalysierte chemische Modifikation des Basispolymers der Resistschicht begünstigt (Post Exposure Bake) dann die dabei in der Resistschicht gebildeten latenten Strukturen mittels einer Entwicklerlösung, bevorzugt einem wässrigen System, entwickelt werden. Anschließend kann dann in Verfahrensschritt C) die bereits strukturierte Resistschicht mit einer Lösung der chemischen Verbindung behandelt werden. Dies kann beispielsweise mittels Sprühens, Tauchens oder Spincoatings geschehen. Weiterhin kann die Lösung wässrige oder organische Lösungsmittel je nach der Löslichkeit und Polarität der chemischen Verbindung aufweisen. Im Falle von Aminen als chemischer Verbindung können derartige Reaktionslösungen beispielsweise 70 bis 99 Gew% Wasser und ein bis 30 Gew% der bereits oben genannten Amine aufweisen. Die Amine können beispielsweise monofunktionelle oder bifunktionelle Amine sein. Dabei kann es sich beispielsweise um Benzylamin, n-Decylamin, 1-(Methylamino)-3-methylpentan, N-Ethyl-N-Pentyl-cyclopropylamin, oder 1,12-Dodecandiamin handeln. Weiterhin können gegebenenfalls auch Tenside zugesetzt werden.
Im Falle von Epoxiden als chemischer Verbindung können diese in organischen, gegenüber den Epoxiden chemisch beständigen Lösungsmitteln gelöst werden. Beispielsweise können kurzkettige Epoxide wie beispielsweise Butandiol-1,4 Diglycidylether oder auch 2,3 Epoxy-1-Propanol, die beide in Toluol löslich sind als entsprechende Lösungen verwendet werden, mit denen dann die strukturierte Resistschicht im Verfahrensschritt C) behandelt wird.
Bei den Epoxiden ist es weiterhin auch möglich unmittelbar nach Entfernen des Entwicklers im Verfahrensschritt B) die strukturierte Resistschicht nicht mit Wasser zu waschen sondern gleich im Verfahrensschritt C) mit der epoxidhaltigen Lösung zu behandeln. Dadurch kann beispielsweise ein Umfallen beziehungsweise Abrutschen der erzeugten Strukturen in der Resistschicht, der so genannte "Pattern Collapse" verhindert werden.
Analog ist es auch möglich die Weichmacher beispielsweise in wässrigen Lösungsmitteln zu lösen und mit derartigen Lösungen anschließend im Verfahrensschritt C) die strukturierte Resistschicht zu behandeln. Weiterhin ist es auch möglich die Weichmacher in nicht polaren Lösungsmitteln beispielsweise Alkanen wie Heptan oder Siloxanen zu lösen die besonders vorteilhaft nicht die strukturierte Resistschicht beeinträchtigen oder anlösen.
Gegenstand einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin auch eine Schichtanordnung die mittels einer der oben genannten Verfahren erhältlich ist.
Insbesondere kann es sich dabei um eine Schichtanordnung handeln, die ein Substrat aufweist und eine auf dem Substrat an geordnete strukturierte Resistschicht wobei die Rauhigkeit der Oberfläche der Strukturen in der Resistschicht kleiner als 5 Nanometer ist und zumindest die Oberflächenbereiche der Strukturen der Resistschicht zumindest eine der folgenden Modifikationen aufweisen:

– Weichmacher sind vorhanden,
– Salze aus Säuren und Aminen sind vorhanden,
– Säureamide sind vorhanden,
– Säureester sind vorhanden.

Wie bereits oben erwähnt sind die Weichmacher besonders gut geeignet die Glasübergangstemperatur der durch sie modifizierten Oberflächenbereiche der Strukturen der Resistschicht herabzusetzen so dass mittels einer Erhitzung die Oberflächenbereiche zum Fließen gebracht werden, wobei die Rauhigkeit vermindert werden kann. Die Säureamide in den Oberflächenbereichen der Strukturen der Resistschicht bilden sich beispielsweise durch Reaktion von mittels der Belichtung gebildeten Säuren, beispielsweise Carbonsäuren auf der Oberfläche der Resistschicht mit Aminen als chemischen Verbindungen bei höheren Temperaturen. Bei niedrigeren Temperaturen bzw. wenn nicht erhitzt wird, bilden sich bevorzugt Salze zwischen den Carbonsäuren und den Aminen. Die Säureester lassen sich beispielsweise durch Reaktion der Carbonsäuren auf der Oberfläche der Resistschicht mit den Epoxiden erhalten.
Bei weiteren Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Verfahren modifizieren die chemischen Verbindungen bevorzugt die Erhebungen des Oberflächenprofils der Resistschicht indem sie z. B. die Löslichkeit der Erhebungen der Resistschicht in einem Lösungsmittel mittels bevorzugt chemischer Modifikation erhöhen, also eine sog. Dunkelentwicklung der Resistschicht.
Zum Beispiel können so genannte COMA-Resistschichten (COMA = Cycloolefin-Maleinsäureanhydrid), bei denen das Basispolymer durch Co-Polymerisation von Maleinsäure und Cyclo-Olefine enthaltenden Monomeren erhalten wird, bei erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Eine mögliche Struktur dieser COMA-Polymere sieht wie folgt aus:
Wobei n = 5–1000 und die Substituenten R unabhängig voneinander ausgewählt sein können aus: Alkylaryl-Gruppen, verzweigten oder unverzeigten Alkylgruppen, Aromaten bevorzugt Phenyl und H. Dabei ist es möglich, dass die chemischen Verbindungen mit z. B. den Carbonsäureanhydridgruppen reagieren können gemäß der folgenden Gleichung, wobei dann je Carbonsäuregruppierung eine weitere Carbonsäuregruppe freigesetzt wird, die eine erhöhte Löslichkeit in einem wässrigen Lösungsmittel zur Folge hat:
Die Gruppe R können dabei alle bereits oben genannten Gruppierungen sein, wobei auch Silyl-Gruppen möglich sind. Weiterhin können alternativ oder zusätzlich auch die bereits o ben genannten Epoxidverbindungen bei den einem derartigen erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren noch näher erläutert werden. Die Figuren dienen dabei lediglich zur schematischen, nicht maßstabsgetreuen Darstellung von erfindungsgemäßen Verfahren. Insbesondere sind die Rauhigkeiten der in den Resistschichten erzeugten Strukturen aus Gründen der Übersichtlichkeit übertrieben groß im Vergleich zu den Dimensionen der Resistschicht und des darunter liegenden Substrats gezeichnet.
Die 1 bis 5 zeigen eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Querschnittsdarstellung.
Die 6, 7 und 8 zeigen verschiedene Möglichkeiten einer chemischen Modifikation eines Oberflächenbereichs einer in der Resistschicht erzeugten Struktur.
1 zeigt das Bereitstellen einer Resistschicht 1 die auf einem Substrat 5 angeordnet ist im Verfahrensschritt A) einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei der Resistschicht handelt es sich in diesem Fall um eine Resistschicht mit positivem Kontrast. Wie bereits oben genannt können aber auch andere Resistschichten, beispielsweise mit negativem Kontrast oder photoinsensitive Resistschichten verwendet werden.
2 zeigt wie die Resistschicht 1 mittels optischer Strahlung 15 oder geladener Partikel 15 durch eine strukturierte Maske 20 hindurch während des Verfahrensschrittes B) strukturiert belichtet wird. Dabei bildet sich, wie oben be reits erwähnt, ein latentes Abbild der in der Resistschicht 1 erzeugten Strukturen.
In 3 ist eine Schichtanordnung aus der Resistschicht 1 und dem darunter liegenden Substrat 5 gezeigt, bei dem der Verfahrensschritt B), das Strukturieren der Resistschicht im Vergleich zu 2 bereits weiter fortgeschritten ist. Dabei wurden bereits mittels einer Entwicklerlösung die Strukturen 10 in der Resistschicht 1 erzeugt. Dabei ist zu erkennen, dass die erzeugten Strukturen 10 Oberflächen 10A aufweisen, die beispielsweise aufgrund von dem Vorhandensein von nur teilweise belichteten Polymeraggregaten in der Resistschicht 1 eine gewisse Rauhigkeit d aufweisen. Bei dieser Rauhigkeit d kann es sich beispielsweise um die mittlere Rauhigkeit d handeln, die den mittleren Abstand eines Messpunktes auf dem Oberflächenprofil zur Mittellinie m angibt. Diese Mittellinie schneidet dabei innerhalb einer Bezugsstrecke das Oberflächenprofil derart, dass die Summe der betragsmäßigen Oberflächenprofilabweichungen bezogen auf die Mittellinie minimal wird. Aufgrund der Rauhigkeit d bilden sich Erhebungen 10B und Vertiefungen 10C in den Oberflächen 10A der erzeugten Strukturen 10. Weiterhin sind auch noch Oberflächenbereiche 10G vorhanden die nicht aufgrund der Strukturierung der Resistschicht 1 gebildet wurden und nicht bzw. aufgrund von Streulicht nur im untergeordneten Maße belichtet wurden.
4 zeigt im Querschnitt wie mittels einer durch die Pfeile angedeuteten Einwirkung einer Lösung mit einer chemischen Verbindung, beispielsweise die oben genannten Weichmacher eine Modifikation von Oberflächenbereichen 10D der Resistschicht bewirkt wird. Im Unterschied dazu sind die Innenbereiche 10E der Resistschicht nicht modifiziert. Aufgrund der Modifikation der Oberflächenbereiche 10D der Resist schicht mit zum Beispiel einem Weichmacher reduziert sich die Glasübergangstemperatur der Oberflächenbereiche im Vergleich zu der Glasübergangstemperatur der Innenbereiche 10E der Resistschicht.
5 zeigt wie mittels Erhitzens (angedeutet durch den Pfeil mit ΔT) auf eine Temperatur die oberhalb der Glasübergangstemperatur der Oberflächenbereiche 10D der Resistschicht aber unterhalb der Glasübergangstemperatur der Innenbereiche 10E der Resistschicht 1 liegt selektiv die Oberflächenbereiche der Resistschicht zum Fließen gebracht werden können, wobei sich die Rauhigkeit d vermindert.
Dies hat wie bereits oben erwähnt den Vorteil dass in einem anschließenden Verfahrensschritt hier nicht gezeigten Verfahrensschritt E) mit besonders hoher Genauigkeit und guter Auflösung die Strukturen 10 aus der strukturierten Resistschicht 1 beispielsweise mittels eines Ätzschrittes in das Substrat 5 übertragen werden können.
6 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren bei dem mittels einer chemischen Modifikation die Rauhigkeit einer Oberfläche einer Struktur in einer Resistschicht vermindert werden kann. Dabei ist zu sehen dass funktionelle Oberflächengruppen 10F der Resistschicht, z. B. Carbonsäuregruppen, die durch die selektive Belichtung in den durch die Belichtung und Strukturierung erzeugten Oberflächen 10A durch säurekatalysierte Carbonsäureesterspaltung erzeugt wurden mit einer chemischen Verbindung 30, z. B. einem Amin chemisch reagieren können. In diesem Fall bildet sich dabei ein Salz aus der Carbonsäure und dem Amin, da nicht bzw. nur leicht erhitzt wird. Wie im vorliegenden Fall gezeigt, können bei Vorliegen von zwei funkti onellen Gruppen in der chemischen Verbindung 30, hier also zwei Aminofunktionen Quervernetzungen der chemischen Verbindung 30 mit weiteren funktionellen Oberflächengruppen 10F mittels Salzbildung erfolgen. Aufgrund statistischer und sterischer Effekte können die Quervernetzungen besonders gut in den Vertiefungen 10C der Oberflächen 10A der Strukturen 10 stattfinden, da dort besonders viele zusätzliche funktionelle Oberflächengruppen 10F in der Umgebung einer bereits gebundenen chemischen Verbindung vorhanden sind so dass es dort besonders leicht zu einer Quervernetzung kommen kann. Weiterhin ist zu erkennen, dass eine derartige chemische Oberflächenmodifikation besonders vorteilhaft nur an den durch Belichtung erzeugten Oberflächen 10A stattfindet, da dort mittels der Belichtung in erster Linie die funktionellen Oberflächengruppen 10F gebildet werden. Somit findet die Oberflächenmodifikation nicht oder nur im untergeordneten Maße auf den Oberflächen 10G statt, die bereits vor der Belichtung der Resistschicht 1 vorhanden waren.
In 7 ist die bereits in 6 gezeigte Reaktion von Carbonsäuren als Oberflächen-Gruppen 10F mit Aminen 30 gezeigt, wobei nun im Unterschied zur 6 auf eine erhöhte Temperatur aufgeheizt wird. Dabei bilden sich die Carbonsäureamide, wobei es wieder zu einer Quervernetzung kommen kann.
8 zeigt schematisch im Querschnitt eine weitere Möglichkeit einer chemischen Oberflächenmodifikation. Dabei reagieren die funktionellen Oberflächengruppen 10F, die Carbonsäuregruppen mit einem difunktionellen Epoxid als chemische Verbindung 30. Dabei kann es in erster Linie wieder in den Vertiefungen 10C aufgrund der dort besonders zahlreich vorhandenen Oberflächengruppen 10F zu einer Quervernetzung kommen, wobei Carbonsäureester unter Ringöffnung des Oxiranrings gebildet werden. Die Gruppe R zwischen den beiden Oxiranringen kann dabei alle bereits oben genannten Gruppen umfassen.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die hier dargelegten Ausführungsbeispiele, sondern wird in ihrer allgemeinsten Form durch die Patentansprüche definiert.

Claims

Verfahren zur Reduzierung der Rauhigkeit einer Oberfläche einer Resistschicht (1) wobei die Resistschicht (1) mit einer chemischen Verbindung behandelt wird, die die Oberfläche der Resistschicht modifiziert, wobei die Oberflächenrauhigkeit (d) vermindert wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Oberfläche der Resistschicht chemisch und/oder physikalisch modifiziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine organische Verbindung verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine organische Verbindung verwendet wird, die zumindest in die Oberflächenbereiche der Resistschicht eindiffundieren kann.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei eine kleine, nicht-polymere organische Verbindung verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rauhigkeit der Oberfläche Erhebungen (10B) und Vertiefungen (10C) in der Oberfläche (10A) bedingt und die chemische Verbindung bevorzugt die Oberflächenbereiche der Vertiefungen modifiziert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine chemische Verbindung verwendet wird, die zu mindest zu Teilen der Oberfläche der Resistschicht kovalente Bindungen ausbildet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine quervernetzende chemische Verbindung verwendet wird, die zumindest Teile der Oberfläche der Resistschicht quervernetzt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als chemische Verbindung Epoxidverbindungen verwendet werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem difunktionelle und/oder mehrfachfunktionlle Epoxidverbindungen verwendet werden.
Verfahren nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, bei dem die Epoxidverbindungen ausgewählt sind aus einer Gruppe, die folgende Verbindungen umfasst:
Wobei der Substituent R₃ die folgenden Gruppen sein kann – H,
mit n = 1 bis 3 und R₄ unabhängig voneinander = H, OH, CH₃ und
sein kann,
mit n = 0 oder 1 sein kann
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als chemische Verbindung Weichmacher verwendet werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem Weichmacher verwendet werden, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die folgende Verbindungen umfasst: – Phthalate, – Trimellitate, – aliphatische Dicarbonsäureester, – Polymerweichmacher, – Phosphate, – Fettsäureester, – Hydroxycarbonsäureester, – Polyamidweichmacher, – Alkylsulfobetaine, – Polycarbobetaine, – Polysulfobetaine, – Polyphosphobetaine, – Kurzkettige Polymere, – Acylthioharnstoffe.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, – bei dem die Polysulfobetaine oder Alkylsulfobetaine Verbindungen der folgenden allgemeinen Strukturen umfassen:
mit R₅ = C₁ bis C₆ verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppe und n = 2 bis 100,
mit R₆ = C₁ bis C₆ verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppe und n = 2 bis 100,
mit R₇ _, R₈, R₉ = gleich oder unabhängig voneinander C₁ bis C₁₆ verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppe, bevorzugt C₁ bis C₅ verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppe, Aromaten, bevorzugt Phenyl und n = 1 bis 4, – bei dem die kurzkettigen Polymere Polyvinylpyrolidone der folgenden allgemeinen Struktur umfassen:
mit n = 2 bis 100, – Bei dem die Acylthioharnstoffe Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel umfassen:
mit R₁₀, R₁₁, und R₁₂ unabhängig voneinander gleich oder verschieden sind und Alkylaryl-Gruppen, verzweigte oder unverzeigte Alkylgruppen, Aromaten bevorzugt Phenyl und H sein können.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei Phthalsäureester als Weichmacher verwendet werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Phthalsäureester ausgewählt sind aus:
Wobei die Substituenten R₁ und R₂ gleich oder verschieden voneinander ausgewählt sind aus C₁-C₁₅ verzweigten oder unverzweigten, gegebenenfalls cyclischen Alkylgruppen, Aromaten, z. B. Phenyl-gruppen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als chemische Verbindung Amine verwendet werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Amine bi- und/oder mehrfachfunktionelle Amine sind.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei der die Amine ausgewählt sind aus einer Gruppe, die Verbindungen NR₁₃R₁₄R₁₅ umfasst, wobei die Substituenten R₁₃, R₁₄ und R₁₅ gleich oder unabhängig voneinander sein können: – H, – unverzweigte oder verzweigte aliphatische gegebenenfalls cycloaliphatische Reste, die auch mit einer oder mehreren Aminogruppen substituiert sein können, – aromatische Reste, die auch mit einer oder mehreren Aminogruppen substituiert sein können, wobei zumindest eine der Substituenten R₁₃, R₁₄ und R₁₅ kein H ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, – bei dem ein Weichmacher als chemische Verbindung verwendet wird, der zumindest eine mit der Oberfläche der Re sistschicht chemisch reagierende funktionelle Gruppe aufweist.
Verfahren zur Strukturierung einer auf einem Substrat (5) angeordneten Resistschicht (1), beinhaltend ein Verfahren zur Reduzierung der Rauhigkeit der Oberfläche der Resistschicht (1), mit den Verfahrensschritten: A) Bereitstellen einer Resistschicht (1) auf einem Substrat (5), B) Strukturieren der Resistschicht (1), wobei die Oberflächen (10A) der erzeugten Strukturen (10) in der Resistschicht (1) eine Rauhigkeit (d) aufweisen, C) Reduzierung der Rauhigkeit (d) der erzeugten Strukturen (10) in der Resistschicht (1) gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei im Verfahrensschritt B) die Resistschicht (1) mittels optischer Strahlung (15), Röntgenstrahlung oder geladener Partikel strukturiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 21 oder 22, wobei im Verfahrensschritt B) mittels Belichtung Teilbereiche der Resistschicht chemisch modifiziert und anschließend mit einer Entwicklerlösung die Strukturen in der Resistschicht erzeugt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei im Verfahrensschritt B) auf den Oberflächen der erzeugten Strukturen (10) funktionelle Oberflächen-Gruppen (10F) erzeugt werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch wobei im Verfahrensschritt C) eine chemische Verbindung (30) verwendet wird, die mit den mittels der Strukturierung erzeugten funktionellen Oberflächen-Gruppen (10F) in der Resistschicht (1) reagiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 25, wobei im Verfahrensschritt C) als chemische Verbindung ein Weichmacher verwendet wird, und die Oberflächenbereiche (10D) der Resistschicht durch den Weichmacher so modifiziert werden, dass deren Resist-Glasübergangstemperatur auf eine niedrigere Oberflächenresist-Glasübergangstemperatur sinkt.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei im Inneren der Resistschicht befindliche Innenbereiche (10E) der Resistschicht (1) unverändert bleiben und eine gegenüber der Oberflächenresist-Glasübergangstemperatur erhöhte Innenresist-Glasübergangstemperatur aufweisen.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei im Verfahrensschritt C) nach und/oder während der Behandlung mit dem Weichmacher die Resistschicht auf eine Temperatur aufgeheizt wird, die oberhalb der Oberflächenresist-Glasübergangstemperatur und unterhalb der Innenresist-Glasübergangstemperatur liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verfahrensschritte B) und C) in einem Verfahrensschritt durchgeführt werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei im kombinierten Verfahrensschritt B)/C) mittels Belichtung Teilbereiche der Resistschicht chemisch modifiziert werden und die Struktur mittels einer die chemische Verbindung enthaltenden Entwicklerlösung erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 28, wobei im Verfahrensschritt C) nach dem Verfahrensschritt B) die strukturierte Resistschicht mit einer Lösung der chemischen Verbindung behandelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 28 und 31 wobei im Verfahrensschritt B) nach der Strukturierung die Resistschicht thermisch behandelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 32, wobei in einem an den Verfahrensschritt C) anschließenden Verfahrensschritt D) die Strukturen der Resistschicht in das Substrat übertragen werden.
Schichtanordnung aufweisend, – ein Substrat (5) und – eine auf dem Substrat angeordnete strukturierte Resistschicht (1), wobei die Rauhigkeit der Oberfläche der Strukturen in der Resistschicht < 5 nm ist und zumindest die Oberflächen der Strukturen der Resistschicht zumindest eine der folgenden Modifikationen aufweisen: – Weichmacher sind vorhanden, – Salze aus Säuren und Aminen sind vorhanden, – Säureamide sind vorhanden, – Säurester sind vorhanden