DE10245128A1 - Fotoempfindlicher Lack zum Beschichten eines Substrates und Verfahren zum Belichten des mit dem Lack beschichteten Substrates - Google Patents

Fotoempfindlicher Lack zum Beschichten eines Substrates und Verfahren zum Belichten des mit dem Lack beschichteten Substrates Download PDF

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Abstract

Ein fotoempfindlicher Lack umfaßt neben einem Basispolymer, einem Lösungsmittel, einer photoaktiven Substanz, die unter Lichteinstrahlung eine Säure bildet, auch eine fluoreszierende Substanz, welche unter einer Änderung des Säuregehaltes ihrer Umgebung ihre Fluoreszenzeigenschaft ändert. Bei einem Verfahren zum Belichten eines mit dem Lack beschichteten Substrates wird während der Belichtung mit wenigstens einem Sensor in der Belichtungskammer des Belichtungsgerätes die Intensität des sich ändernden Fluoreszenzspektrums in zeitlicher Abhängigkeit gemessen. Aus dem zeitlichen Intensitätsverlauf einer Einzellinie des Fluoreszenzspektrums oder der über ein Wellenlängenintervall integrierten Intensität kann über elektronische Algorithmen auf den Endpunkt der Belichtung geschlossen werden. Abweichungen von experimentell ermittelten Idealkurven des Intensitätsverlaufs geben Hinweise auf Fehlfunktionen bei Belackung und Belichtung.

Description

  • Fotoempfindlicher Lack zum Beschichten eines Substrates und Verfahren zum Belichten des mit dem Lack beschichteten Substrates Die vorliegende Erfindung betrifft einen fotoempfindlichen Lack zur Beschichtung eines Substrates sowie ein Verfahren zum Belichten des mit dem fotoempfindlichen Lack beschichteten Substrates. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Belichten eines Halbleiterwafers in einem lithographischen Projektionsverfahren.
  • Bei der Herstellung von integrierten Schaltungen werden in lithographischem Projektionsverfahren Strukturen von einer Maske auf ein Substrat, etwa einem Halbleiterwafer oder einem Flat Panel, übertragen. Die Übertragung findet in eine Schicht umfassend einen fotoempfindlichen Lack statt. Nach dem Entwickeln und Entfernen der belichteten Lackteile (sog. Positiver Resist) wird die strukturierte Lackschicht selbst als Maske zur Übertragung der Struktur in eine unterliegende Schicht beispielsweise mittels eines Ätzverfahrens eingesetzt.
  • Zur Übertragung der Maskenstruktur in die Lackschicht kann Photonen- oder Teilchenstrahlung verwendet werden. Die üblicherweise dabei eingesetzten Wellenlängen befinden sich im sichtbaren optischen, im ultravioletten (DW, deep ultraviolet und VW, vacuum ultraviolet) oder im weichen Röntgenbereich, welcher auch EUV (extreme ultraviolet) genannt wird. Eine Belichtung kann auch durch Teilchenlithographie, beispielsweise der Ionenprojektionslithographie (IPL) durchgeführt werden. Der Einsatz von Elektronenstrahlung (EPL), wie er bereits von der Maskenbelichtung her bekannt ist, ist ebenfalls möglich. Die Teilchenenergien bzw. die Kopurskularwellenlängen hängen hierbei von den verwendeten Beschleunigungsspannungen, typischerweise 30 bis 100 KEV, ab.
  • Im Falle der heute vorzugsweise eingesetzten Positivresists gibt es das Erfordernis, eine Strahlungsdosis für die Belichtung derart einzustellen, daß die Strukturübertragung in die photoempfindliche Schicht maßgetreu erfolgt und daß die entstandenen Linienprofile in der fotoempfindlichen Schicht nach der Entwicklung eine große Steilheit aufweisen.
  • Eine zu geringe Belichtungsdosis mit Strahlen oder Teilchen kann zu einer unvollständigen Entfernung des Lackes in den belichteten Bereichen führen, so daß bei dem Positivresist Linienabstände nicht oder mit zu geringer Ausdehnung gebildet werden. Flache Resistprofile können bei einem nachfolgenden Ätzvorgang zu einer nicht kontrollierbaren Übertragung der Strukturbreiten von Linien führen.
  • Dieselbe Problematik entsteht auch im Falle einer Überbelichtung mit einer zu großen Belichtungsdosis, bei welcher die belichteten Bereiche unerwünscht aufgeweitet werden.
  • Die eine Belichtungsdosis bestimmenden Faktoren sind unter anderem: die Belichtungsleistung der Strahlung, die Belichtungsdauer, die Dicke der fotoempfindlichen Schicht, die chemische Zusammensetzung sowie die Empfindlichkeit der fotoempfindlichen Schicht, die optischen Eigenschaften unterliegender Schichten, wie zum Beispiel deren Reflektivität sowie Aufladungseffekte der belichteten Strukturen, etc.
  • Aufgrund der zu erzielenden sehr geringen Strukturbreiten auf dem Substrat ist es im allgemeinen unzureichend, die für eine maßgetreue Abbildung optimale Belichtungsdosis auf theoretischem Wege zu bestimmen. Beispielsweise spielen auch Probleme wie eine ungleichmäßige Ausleuchtung des Belichtungsfeldes infolge einer Dejustage der Optik oder des Illuminators, Degradationen der optischen beziehungsweise ionenoptischen Komponenten, Fluktuationen der Licht- beziehungsweise Teilchenquelle, externe mechanische oder elektromagnetische Störungen eine Rolle, welche insbesondere jeweils auch plötzlich auftreten können. Bezüglich der Dicke der fotoempfindlichen Schicht können auch Mitte-Rand-Variationen, welche bei dem Aufschleudern des fotoempfindlichen Lackes entstehen, oder auch die unterliegende Strukturtopographie eine Rolle spielen. Die chemischen Eigenschaften des Lackes können ebenfalls zeitlich variieren, so daß zwei aufeinanderfolgende zu belichtende Substrate mit dem gleichen Lack verschiedenen Lackempfindlichkeiten unterworfen. Ein Beispiel stellt die Lagerungsdauer des belackten Substrates insbesondere im Falle von chemisch verstärkten Lacken (CAR, chemically amplified resists) dar.
  • Für ein beispielsweise 25 Substrate umfassendes Los wird daher im allgemeinen ein sogenanntes Vorläufersubstrat ausgewählt und mit unterschiedlichen Belichtungsdosen, der sogenannten Belichtungsstaffel, belichtet und entwickelt. Anschließend werden die belichteten Strukturen auf ihre Strukturbreite hin vermessen und mit der jeweils zu erzielenden Strukturbreite verglichen. Die der Struktur mit der größten Übereinstimmung zugeordnete Belichtungsdosis wird dann für die Belichtung der restlichen 24 Substrate des Loses verwendet.
  • Ein Nachteil bei diesem Verfahren besteht darin, daß es zeitaufwendig ist und gleichzeitig die Kapazität des betreffenden Belichtungsgerätes für die Herstellung von verkäuflichen Endprodukten nicht voll genutzt wird. Die Kosten der Herstellung eines Produktes erhöht sich aus diesem Grunde. Zudem können während der Produktionsabfolge eines Loses oder auch nur eines einzigen Substrates auftretende Variationen der o.g. Faktoren nicht durch eine angemessene Änderung der Belichtungsdosis berücksichtigt werden.
  • In jüngerer Zeit wurden daher Belichtungsgeräte entwickelt, bei denen wenigstens die durch das Belichtungsgerät selbst verursachten Variationen in der Belichtungsleistung durch ei ne Messung gerade dieser Leistung im Bereich des Substrates auskorrigiert werden können. Entsprechende Regelmechanismen werden über die Bedienung von Shuttern, Blenden und/oder die Geschwindigkeit der Scanning-Tische im Falle von Scannern zur Verfügung gestellt.
  • Solche Regelmechanismen sind jedoch nur bei solchen Belichtungsgeräten einsetzbar, in welchen der Belichtungsvorgang im sichtbaren optischen oder im ultravioletten Bereich durchführt wird. Im Falle der extrem-ultravioletten Strahlung (EW) wären die das zu messende Licht am Ort des Substrates auskoppelnden Strahlungsteiler nicht mehr transparent und würden das Belichtungsfeld zumindest teilweise abschatten.
  • Bei diesen Belichtungsgeräten wird daher die Belichtungsleistung am Ort der Lichtquelle – und nicht des Substrates – gemessen und zu einer Belichtungsdosis zeitlich aufintegriert. Ist ein gewünschter Zielwert erreicht, so wird die Belichtung mit Hilfe der genannten Regelmechanismen beendet. Der Anteil der tatsächlich am Substrat eintreffenden Strahlung wird dabei vorab bestimmt und später nur noch als festgesetzter Faktor in die Berechung der tatsächlich bestimmten Belichtungsleistung mit der am Ort der Lichtquelle bestimmten Strahlungsdosis kombiniert.
  • Variationen durch weitere Spiegelelemente zwischen der Lichtquelle und dem Substrat, wie auch der Abbildungsoptik, den Wellenlängenfiltern, den Vakuumfenstern oder der EW-Reflektionsmaske auf kürzere Zeitdauer oder von Material zu Material bleiben dabei unberücksichtigt. Langsamere Variationen können wiederum durch Vorläufer auskalibriert werden. Auf sehr kurzen Zeitskalen stattfindende Veränderungen führen hingegen zu Fehlbelichtungen in der fotoempfindlichen Schicht auf dem Substrat. Die eingangs beschriebenen Projektionssysteme bezüglich der Teilchenlithographie sind dabei ähnlichen Problemen unterworfen.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen fotoempfindlichen Lack, ein Belichtungsgerät und ein Verfahren zum Belichten eines mit dem fotoempfindlichen Lack beschichteten Substrates in dem Belichtungsgerät zur Verfügung zu stellen, mit dem es möglich wird, eine Belichtungsdosis derart einzustellen, daß Strukturen in einem lithographischen Projektionsschritt maßgetreu in die fotoempfindliche Schicht übertragen werden können.
  • Es ist insbesondere eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine maßgetreue Übertragung von Maskenstrukturen im Wellenlängenbereich des EW oder mittels Teilchenstrahllithographie zu ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch einen fotoempfindlichen Lack mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren zum Belichten eines mit dem fotoempfindlichen Lack beschichteten Substrates in einem Belichtungsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 5. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den untergeordneten Ansprüchen zu entnehmen.
  • Der vorliegenden Erfindung zufolge umfaßt ein fotoempfindlicher Lack zum Beschichten eines Substrates für die Durchführung eines Belichtungsvorganges ein Basispolymer, ein Lösungsmittel, eine fotoaktive Substanz sowie eine fluoreszierende Substanz. Das von der fluoreszierenden Substanz während eines Belichtungsvorganges emittierte Licht kann vorteilhaft analysiert werden, um Rückschlüsse auf den Fortschritt des Belichtungsvorgangs schließen zu können, wie im Folgenden beschrieben ist:
    Die fotoaktive Substanz besitzt die Eigenschaft, unter Einstrahlung von Licht, beispielsweise während eines Belichtungsvorganges, eine Säure zu bilden. Herkömmlich verwendete optische Fotolacke aber auch jene für den ultravioletten Lichtbereich (DW, VW) wie etwa die seit jüngster Zeit verwendeten chemisch verstärkte Fotolacke (CAR, Chemically Am plified Resists) umfassen solche fotoaktiven Substanzen, bei denen auf diese Weise eine Säure gebildet wird.
  • Im Falle der im sichtbaren optischen und ultravioletten Bereich arbeitenden Fotolacke ist dies beispielsweise Diazonaphthochinon, das bei Belichtung in Gegenwart von Feuchtigkeit (H2O) in eine Säure, nämlich der Carboxylsäure, umgewandelt wird. Eine solche fotochemische Reaktion ist beispielsweise bei den Wellenlängen 436 nm (g-line), oder 365 nm (i-line) vorteilhaft. Die freigesetzte Carboxylsäure trennt dabei die aus einer mit Novolak als Basispolymer bestehende Matrix, so daß die vorher belichteten Bereiche des -Lackes nun in einem Entwicklerschritt herausgelöst werden können.
  • Im Falle der chemisch verstärkten Fotolacke bewirkt die fotoaktive Substanz in einer fotochemischen Reaktion ebenfalls die Bildung einer Säure, welche katalytisch das Entstehen weiterer Säuremoleküle bewirkt. Dieser Prozeß findet allerdings erst in einem der Belichtung nachgeordneten Wärmeschritt, dem sogenannten Post-Exposure Bake Prozeß statt. Vorher unlösliche Bestandteile der Polymerketten des Basispolymers werden dabei in einer Kettenreaktion in lösliche Komponenten umgewandelt. Diese üblicherweise bei 248 nm (DW) und 197 nm (VW) eingesetzten Lacke können auch in der EW-Lithographie mit Erfolg verwendet werden.
  • In beiden Fällen stellt das Vorhandensein und die lokal gebildete Anzahl an Säuremolekülen ein Maß für den Fortschritt des Belichtungsvorganges dar. Eine Möglichkeit dafür, Informationen über dieses Maß zu erhalten, besteht der Erfindung zufolge darin, mindestens eine fluoreszierende Substanz einzusetzen, deren Fluoreszenzeigenschaft von dem aktuell gebildeten Säureanteil abhängt. Mit fortschreitender Belichtung, d.h. mit zunehmendem Säuregehalt nimmt der Absorptionskoeffizient des Resists ab, so daß immer mehr fluoreszierende Moleküle angeregt werden und die Fluoreszenzintensität steigt.
  • Das von der fluoreszierenden Substanz wieder ausgestrahlte Licht kann mit einem Sensor aufgefangen und ausgewertet werden. Die Fluoreszenzeigenschaft spiegelt sich in dem Spektrum und/oder in der Intensität des wieder ausgestrahlten Lichtes der fluoreszierenden Substanz wieder.
  • Als fluoreszierende Substanzen können insbesondere die sogenannten die Fluoreszenz-Indikatoren verwendet werden, welche definierte Änderungen in der emittierten Fluoreszenzstrahlung bei Änderung des pH-Wertes aufweisen. Solche Fluoreszenzindikatoren sind beispielsweise bekannt aus dem "Handbook of Chemistry and Physics", 55th Edition, 1974 – 1975, CRC Press, p. D-117 – D-118, in dem insbesondere eine Tabelle von fluoreszierenden Substanzen insbesondere für die Titration von opaken, trüben oder stark gefärbten Lösungen angegeben ist. Beispielhaft sei daraus genannt das Benzoflavin, welches bei einem pH-Wert von 1.7 und darüber einen Spektralverlauf aufweist, welchem ein Farbwert "grün" zugeordnet ist, und welches bei einem pH-Wert von 1.7 bis 0.3 einen Spektralverlauf aufweist, welchem ein Farbwert "gelb" zugeordnet wird. D.h., bei einem höheren Säureanteil in dem fotoempfindlichen Lack liegt während einer Belichtung das fluoreszierende Emissionsspektrum zu längeren Wellenlängen hin verschoben vor. Der Farbumschlag findet bei einem bestimmten pH-Wert, hier der Wert 1.7) statt.
  • Wird nun der substanzabhängige pH-Wert (im obigen Fall pH = 1.7) unterschritten, so kommt es demnach zu einem Farbumschlag, die Wellenlänge der emittierten Strahlung ändert sich. Die Intensität der von der fluoreszierenden Substanz emittierten Strahlung nimmt proportional mit der Menge der während der Belichtung freigesetzten Säure und der damit verbundenen abnehmenden Absorption des Resists zu und geht in eine Sättigungsphase über, sobald der fotoempfindliche Lack völlig durchbelichtet ist.
  • Die Messung des zeitlichen Verlaufs der Intensität der emittierten Fluoreszenzstrahlung ermöglicht somit eine in-situ Kontrolle des Belichtungsvorganges, wodurch erfindungsgemäß eine Endpunkterkennung des Belichtungsvorganges möglich wird. Der Übergang des im wesentlichen proportional verlaufenden Anstiegs der Intensität in die Sättigungsphase entspricht genau diesem Endpunkt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden daher während des Belichtungsvorganges in dem Belichtungsgerät einer oder mehrere Sensoren zur Detektion des von der fluoreszierenden Substanz ausgestrahlten Lichtes eingesetzt. Die Sensoren werden dabei vorzugsweise in der Belichtungskammer eines Belichtungsgerätes angeordnet.
  • Umfassen die Sensoren nur einem begrenzten Wellenlängenbereich, so werden vorzugsweise wenigstens zwei Sensoren eingesetzt, deren empfindliche Wellenlängenbereiche verschieden sind. Auf diese Weise ist es möglich, wenigstens einen Ausschnitt aus dem Spektrum des emittierten Lichtes aufzunehmen, so daß eine Zuordnung zu einem pH-Wert, z.B. anhand einer in der Meß- und Auswerteinheit hinterlegten Tabelle, möglich wird.
  • Es ist auch vorgesehen, verschiedene fluoreszierende Substanzen in dem fotoempfindlichen Lack zu kombinieren, um eine pH-Wert-Bestimmung über größere Bereiche hinweg durchführen zu können.
  • Anstatt eines bestimmten Threshold-Wertes zur Feststellung des Eintritts in die Sättigungsphase kann auch der Kurvenverlauf analysiert werden. Im ersten Fall wäre der Anteil der belichteten Fläche mit der gemessenen Intensität in Beziehung zu setzen. Im zweiten Fall könnte beispielsweise der Umkehrpunkt der Kurve in die Sättigungsphase detektiert werden.
  • Es ist somit erfindungsgemäß vorgesehen, fluoreszierende Substanzen zu verwenden, die es erlauben entweder proportional zum pH-Wert emittierte Fluoreszenzintensitäten zu messen oder lediglich den Farbumschlag als Funktion des Säureanteils zu bestimmen, wobei im ersten Fall nur die Intensität in mindestens einem Wellenlängenbereich festgestellt zu werden braucht, während im zweiten Fall mindestens zwei Wellenlängenbereiche mittels Sensoren ausgemessen werden müssen.
  • Ein weitere Möglichkeit besteht darin, eine fluoreszierende Substanz zu verwenden und deren Licht zu analysieren ohne daß die genannte Eigenschaft der Abhängigkeit von dem Säuregehalt des umgebenden Materials vorliegt. Wird nämlich für die Belichtung ein Lichtstrahl eingesetzt, welcher mit fortschreitender Zeit in zunehmend tieferes Belichtungsprofil in dem Lack erzeugt, so daß dieser Lack am Ort der Belichtung für die Fluoreszenzintensität immer transparenter wird, so kann auch hier bei Eintreten der Sättigung von einer befriedigenden Durchbelichtung des Lackes ausgegangen werden. Vorzugsweise wird hierfür eine zweite Lichtquelle durch das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich zum Belichtungsstrahl für die Strukturbildung ausgenutzt um eine gleichmäßige Anregung der fluoreszierenden Substanz mit fortschreitender Zeit zu ermöglichen.
  • Die einzelnen Schritte des Verfahrens sollen nun anhand eines Ausführungsbeispieles mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert werden. Darin zeigen
  • 1 in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines fotoempfindlichen Lackes gemäß der vorliegenden Erfindung, welcher in einem Belichtungsgerät belichtet wird.
  • 2 den zeitlichen Verlauf der Intensität der von der fluoreszierenden Substanz wieder ausgestrahlten Strahlung gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 1 schematisch dargestelt. Ein Substrat 10, bei dem es sich um einen Halbleiterwafer handelt, ist mit einem fotoempfindlichen Lack 20 beschichtet. Als Belichtungsstrahl wird in dem Ausführungsbeispiel ein Elektronenstrahl 1 aufgefaßt, welcher eine Struktur in dem fotoempfindlichen Lack 20 belichtet. Der Lack ist gegenüber einer Bestrahlung mit Elektronen empfindlich (in diesem Dokument als „photoempfindlich" bezeichnet). Der Halbleiterwafer 10 wird zunächst in ein Belichtungsgerät mit einer Belichtungskammer geladen. Die Belichtungskammer weist einen Sensor 30 auf, welcher die Intensität einer emittierten Strahlung in wenigstens zwei Wellenlängenbereichen detektieren kann. Es kann sich dabei auch um mehrere, beispielsweise zwei, Sensoren 30 handeln, die jeweils einen Wellenlängenbereich empfangen können. Der Einsatz eines optischen Gitters mit einem Diodenarray, das das gesamte interessierende Spektrum mit einem entsprechenden Wellenlängenebereich umfaßt, ist gleichfalls einsetzbar.
  • Wie in 2 zu sehen ist, wird der Belichtungsvorgang zu einem Zeitpunkt T = 0 gestartet. Zu diesem Zeitpunkt liegen noch keine Säureanteile in dem fotoempfindlichen Lack vor. Der pH-Wert beträgt ungefähr 7.0. Mit fortschreitender Zeit werden in einer fotochemischen Reaktion Säuregruppen gebildet, so daß der pH-Wert sinkt. Bei Erreichen eines bestimmten pH-Wertes von z.B. 6.4 beginnt der Farbwert des Spektrums der von der fluoreszierenden Substanz emittierten Strahlung umzuschlagen. Während die Intensität in dem ersten Wellenlängenbereich des Sensors 30 sinkt, beginnt die Intensität in dem zweiten Wellenlängenbereich zu steigen. In 2 ist nur der Intensitätsverlauf 101 des zweiten Wellenlängenbereiches gezeigt. Bei Erreichen eines pH-Wertes von beispielsweise 5.0 ist der fotoempfindliche Lack 20 völlig durchbelichtet. Es können nicht mehr Säuren gebildet werden, so daß sich hier im zeitlichen Verlauf ein Sättigungsprofil einstellt.
  • Ist eine Sättigung erreicht, d.h. wird kein weiterer Anstieg der gemessenen Intensität festgestellt, so wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren der Belichtungsvorgang als Reaktion auf dieses Ereignis beendet. Eine weitere Belichtung würde nur benachbarte Resistbereiche belichten und zu einer nachteilhaften Aufweitung des Linienprofils führen.
  • Erfindungsgemäß kann der Belichtungsvorgang aber vor Erreichen der Sättigung beendet werden, wenn aus dem Vergleich der der Messungen der beiden Sensoren 30 der aktuelle Farbwert und somit auch der aktuelle pH-Wert ermittelt wird. Ist hierzu ein vorgegebenes Ziel für den pH-Wert bekannt, so kann bei Erreichen dieses Zieles anhand bekannter Regelmechanismen ein Shutter vorgeschoben oder die Lichtquelle ausgeschaltet werden. Voraussetzung ist hierbei, daß eine Tabelle mit einer Zuordnung von Farbwert und Wellenlänge hinterlegt ist.
  • Ist der Verlauf einer idealen Intensitätskurve 101 bekannt, so kann aus einer Anzahl von Einzelmessungen, die zu einer zweiten Intensitätskurve 102 (2) führt, auf das Vorhandensein weitere Problemfaktoren, die nicht mit der zeitlichen Variation der Lichtquelle zusammenhängen, geschlossen werden. Die Größe und Form der Fläche 200 in 2 als Maß für den Abstand zum idealen Kurvenverlauf 101 gibt dabei Hinweise darauf, ob beispielsweise Inhomogenitäten in der Lackdicke, der Ausleuchtung des Belichtungsfeldes, oder der unterliegenden Strukturtopographie vorliegen. Dabei erreichen einige Lackbereiche zeitlich ihr Sättigungprofil vor anderen Lackbereichen, so daß sich die registrierte Sättigung in einem von den Inhomogenitäten abhängigen Zeitintervall einstellt.
  • Vorteilhafterweise können durch die vorliegende Erfindung die Belichtungdosen individuell für jedes einzelne Belichtungsfeld (exposure field) sogar innerhalb eines Substrates bzw.
  • Halbleiterwafers optimiert für eine maßgetreue Abbildung eingestellt werden. Die Ausbeute wird somit erhöht. Außerdem reduzieren sich Kosten für die Produktion, da keine Vorläufersubstrate gefahren werden müssen. Werden Abweichungen von einer experimentell bestimmten idealen Intensitätskurve 101 während der Belichtung festgestellt, so kann in Reaktion auf den aus einem entsprechenden Vergleich der Kurven bestimmten Abweichungen eine sofortige Geräteüberprüfung eingeleitet werden, so daß eine überflüssige Produktion von Ausschußprodukten bis zu einer anderweitigen Feststellung des Problems verhindert wird.
  • In dem ersten Ausführungsbeispiel werden Säuremoleküle über den gesamten Dickebereich des Lackes vom Zeitpunkt T = 0 an gebildet, weil der Elektronenstrahl üblicherweise hohe Eindringtiefen aufweist. Der Anstieg der Intensität des fluoreszierenden Lichtes in dem einen Wellenlängenbereich, bzw. die Abnahme in dem anderen Wellenlängenbereich, ist daher zunächst proportional zur fortschreitenden Zeit.
  • In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Laserstrahl für die Belichtung bei einer Wellenlänge von 365 nm eingesetzt. Mit fortschreitender Zeit bildet sich im Lack ein Belichtungsprofil, da aufgrund der Absorption im Lack nicht von vornherein eine Durchbelichtung stattfindet. Eine idealisierte Intensitätskurve kann sich hierbei erheblich von einem linearen Zusammenhang mit der Zeit unterscheiden.
  • In den o.g. Beispielen wurde der für die Belichtung des Lakkes eingesetzte Elektronen- ,Ionen-, oder Lichtstrahl auch zur Anregung des fluoreszierenden Lichtes verwendet. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, eine weitere Beleuchtungsquelle einzurichten, welche die Anregung der durch den Elektronen- ,Ionen-, oder Lichtstrahl gebildeten Farbmoleküle erlaubt. Die zeitliche Änderung dieser Fluoreszenzintensitäten in Abhängigkeit von der Belichtungsdosis gibt den Stand des Belichtungsvorganges wieder. Die weitere Beleuch tungsquelle ist dabei derart vorzusehen, daß der Lack selbst photochemisch nicht beeinträchtigt, d.h. belichtet wird, welches durch eine geeignete, sich beispielsweise von 365 nm erheblich unterscheidende Wellenlänge für die Beleuchtungsquelle realisiert werden kann.

Claims (8)

  1. Photoempfindlicher Lack (20) zum Beschichten eines Substrates (10) für die Durchführung eines Belichtungsvorganges, umfassend: – ein Basispolymer, – ein Lösungsmittel, – eine photoaktive Substanz, welche unter Einstrahlung von Licht eine Säure bildet, – eine fluoreszierende Substanz, die von wenigstens einem Material umgeben ist und deren Fluoreszenzeigenschaft sich in Abhängigkeit von einem in dem wenigstens einen umgebenden Material enthaltenen Säureanteil ändert.
  2. Photoempfindlicher Lack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluoreszenzeigenschaft das Spektrum des von der fluoreszierenden Substanz wiederausgestrahlten Lichtes (2) bezeichnet.
  3. Photoempfindlicher Lack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluoreszenzeigenschaft die Intensität des von der fluoreszenten Substanz wiederausgestrahlten Lichtes (2) bezeichnet.
  4. Photoempfindlicher Lack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lack (20) chemisch verstärkt ist.
  5. Photoempfindlicher Lack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lack (20) für Wellenlängen von weniger als 157 Nanometer empfindlich ist.
  6. Photoempfindlicher Lack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß – der Lack (20) Molekülketten aufweist, – die photoaktive Substanz und die fluoreszierende Substanz Teile der gleichen Molekülketten sind.
  7. Verfahren zum Belichten eines Substrates, welches mit dem photoempfindlichen Lack nach einem der Ansprüche 1 bis 4 beschichtet ist, in einem Belichtungsgerät, wobei das Belichtungsgerät wenigstens einen ersten Sensor (30) zur Detektion des von der fluoreszierenden Substanz wiederausgestrahlten Lichtes (2) innerhalb eines ersten Wellenlängenbereiches umfaßt, umfassend die Schritte: – Bereitstellen des Substrates, – Beladen eines Belichtungsgerätes mit dem Substrat, – Starten eines ersten Belichtungsvorganges (1) durch Projektion einer Struktur in die photoempfindliche Schicht, – erstes Messen einer ersten Intensität eines von der fluoreszierenden Substanz wiederausgestrahlten Lichtes zu einem ersten Zeitpunkt mittels des wenigstens einen ersten Sensors (3 0) , – wenigstens ein zweites Messen einer zweiten Intensität eines von der fluoreszierenden Substanz wiederausgestrahlten Lichtes (2) zu wenigstens einem zweiten Zweitpunkt mittels des wenigstens einen ersten Sensors (30), – Vergleich der ersten mit der zweiten Intensität, – Beenden des Belichtungsvorgangs (1) in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß – das Belichtungsgerät wenigstens einen zweiten Sensor zur Detektion des von der fluoreszierenden Substanz wiederausgestrahlten Lichtes innerhalb eines zweiten Wellenlängenbereiches umfaßt, – bei den Schritten der ersten Messung mit dem zweiten Sensor eine dritte Intensität der Strahlung und der wenigstens zweiten Messung mit dem zweiten Sensor eine vierte Intensi tät der Strahlung in dem zweiten Wellenlängenbereich detektiert wird, – aus einem Vergleich der ersten und der dritten Intensität eine Bestimmung eines ersten Farbwerts des wiederausgestrahlten Lichtes zu dem ersten Zeitpunkt vorgenommen wird, – aus einem Vergleich der zweiten und der vierten Intensität eine Bestimmung eines zweiten Farbwerts des wiederausgestrahlten Lichtes zu dem zweiten Zeitpunkt vorgenommen wird, – der erste und der zweite Farbwert verglichen werden, – in Abhängigkeit von dem Vergleich die Belichtung (1) beendet wird.
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