DE10261845A1 - Process for treating a resist system and device therefor - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung eines Resistsystems für die Herstellung eines Halbleiterbauelementes, wobei das Resistsystem (1) polare und/oder geladene Bestandteile aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Belichten des Resistsystems (1) auf ein Substrat (2) das Resistsystem (1) einem elektrischen Feld (10) zur Beeinflussung der Bewegung der polaren und/oder geladenen Bestandteile des Resistsystems (1) ausgesetzt wird. Damit kann die laterale Diffusion von geladenen und/oder polaren Bestandteilen des Resistsystems verringert oder verhindert werden.The invention relates to a method and a device for treating a resist system for the production of a semiconductor component, the resist system (1) having polar and / or charged components, characterized in that after the resist system (1) has been exposed to a substrate (2) the resist system (1) is exposed to an electrical field (10) to influence the movement of the polar and / or charged components of the resist system (1). The lateral diffusion of charged and / or polar components of the resist system can thus be reduced or prevented.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 26.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a device for performing the The method of claim 26.

In der Mikroelektronik werden sogenannte chemisch verstärkte Resistssysteme (chemical amplification resists, CAR) für verschiedene optische Lithographie-Verfahren (Wellenlängen: 248nm, 193nm, 157 nm) in großem Umfang eingesetzt. Dies wird z.B. in dem Artikel von Hiroshi Ito "Deep-UV resists: Evolution and status", Solid-State Technology, July 1996, S. 164 ff. beschrieben. Chemisch verstärkte Resiste, insbesondere auch mit Onium-Verbindungen als Photosäuregeneratoren werden auch in Reichmanis et al. "Chemically amplified resists: Chemistry and Processes", Advanced Materials for Optics and Electronics, Vol. 4, 83-93, 1994 diskutiert.In microelectronics, so-called chemically amplified Resist systems (chemical amplification resists, CAR) for various optical lithography process (wavelengths: 248nm, 193nm, 157 nm) in large Scope used. This is e.g. in Hiroshi Ito's article "Deep-UV resists: Evolution and status ", Solid-State Technology, July 1996, p. 164 ff. chemical increased Resists, especially with onium compounds as photo acid generators are also described in Reichmanis et al. "Chemically amplified resists: Chemistry and processes ", Advanced Materials for Optics and Electronics, Vol. 4, 83-93, 1994.

Die Resistsysteme können nach dem Prinzip der säurekatalytischen Spaltung arbeiten. Im Falle eines Positivresists wird dabei aus einer unpolaren chemischen Gruppe, beispielsweise eine Carbonsäure-tertbutylestergruppe, in Gegenwart einer photolytisch erzeugten Säure (Photo Acid Generator: PAG; Photosäuregenerator) eine polare Carbonsäuregruppe gebildet.The resist systems can after the principle of acid catalytic Cleavage work. In the case of a positive resist, it is off a non-polar chemical group, for example a carboxylic acid tert-butyl ester group, in the presence of a photolytically generated acid (Photo Acid Generator: PAG; PAG) a polar carboxylic acid group educated.

Zugegebene Basen können die Diffusionslänge der erzeugten Photosäure beeinflussen, was Auswirkungen sowohl auf Linienrauhigkeit als auch Empfindlichkeit des Resistsystems haben. In einem anschließenden Entwicklungsschritt wird der belichtete Resistfilm mit wässrig-alkalischen Entwicklerlösungen behandelt, wobei die carbonsäurereichen, polaren Bereiche wegentwickelt werden und die unbelichteten Resistbereiche stehen bleiben.Added bases can be the diffusion length the photo acid produced affect what affects both line roughness as well Have sensitivity of the resist system. In a subsequent development step the exposed resist film is treated with aqueous alkaline developer solutions, wherein the carbonic acid rich, polar areas are developed away and the unexposed resist areas are standing stay.

Für die Herstellung von DRAMs bis zum Jahr 2007 werden wahrscheinlich Resistmaterialien erforderlich sein, die Strukturen bis zu einer Größe von 65 nm auflösen können. Für das Jahr 2016 wird sogar die Auflösung von 22 nm DRAM 1/2-Pitch nötig sein. Mit den derzeit verwendeten Belichtungswellenlängen von 248 bzw. 193 nm oder auch bei der zukünftig verwendeten Wellenlänge von 157 nm lassen sich diese Strukturen nicht mehr erzeugen. Für künftige Lithographie Generationen wird daher die optische Lithographie in den extrem kurzwelligen Bereich von etwa 13,4 nm (EUV) oder sogar in den Röntgenbereich vorstoßen.For the production of DRAMs by 2007 is likely Resist materials may be required, the structures up to one Size of 65 resolve nm can. For the 2016 will even be the resolution of 22 nm DRAM 1/2 pitch be necessary. With the currently used exposure wavelengths of 248 or 193 nm or also in the future wavelength used These structures can no longer be generated at 157 nm. For future lithography Therefore, optical lithography is used in the extreme generations shortwave range of about 13.4 nm (EUV) or even in the X-ray range advance.

Mit abnehmender Strukturgröße steigen die Anforderungen an das eingesetzte Resistmaterial sowohl was Empfindlichkeit als auch Linienrauhigkeit betrifft. Im Jahr 2007 werden nach den heutigen Planungen nur noch Linienrauhigkeiten von weniger als 4 nm toleriert werden können.Increase with decreasing structure size the requirements for the resist material used as well as what sensitivity as well as line roughness. In 2007, according to the today's planning only line roughness of less than 4 nm can be tolerated.

Nach der Belichtung werden die Resistsysteme einer thermischen Behandlung unterzogen (Post exposure bake, PEB). Dabei tritt bei den bekannten chemisch verstärkten Resistsystemen (CAR) das Problem auf, dass die freien positiv geladenen Teile des Resistsystems (Protonen) isotrop durch das Resistsystem diffundieren. Dieser Diffusionseffekt führt zu Ungenauigkeiten der zu entwickelnden Strukturen und führt maßgeblich zu Linienrauhigkeiten.After exposure, the resist systems subjected to a thermal treatment (post exposure bake, PEB). The known chemically amplified resist systems (CAR) the problem is that the free positively charged parts of the resist system Diffuse (protons) isotropically through the resist system. This diffusion effect leads to Inaccuracies in the structures to be developed and leads significantly to line roughness.

Es ist bekannt, die Diffusion der positiven geladenen Teile durch Zugabe von Basen zu beschränken, um damit die Linienrauhigkeiten zu verkleinern. Die Zugabe von Basen hat aber zur Folge, dass die Belichtungsdosis erhöht werden muss, so dass der Durchsatz der Anlage verringert wird.It is known the diffusion of the restrict positive charged parts by adding bases to thus reducing the line roughness. The addition of bases has the consequence, however, that the exposure dose is increased must, so that the throughput of the plant is reduced.

Bei gleichbleibender Belichtungsdosis und immer kürzer werdenden Belichtungswellenlängen wird die Photonenzahl pro Belichtung immer kleiner und damit auch die Anzahl der erzeugten Photosäuren. Ein Verlust von Photosäuren durch zugegebene Basen während der Herstellung würde den Durchsatz an Produkten (z.B. Wafern) weiter einschränken.With constant exposure dose and getting shorter exposure wavelengths the number of photons per exposure becomes smaller and smaller the number of photoacids produced. A loss of photoacids through added bases during of manufacturing further restrict the throughput of products (e.g. wafers).

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem die laterale Diffusion von geladenen und / oder polaren Bestandteilen eines Resistsystems verringert oder verhindert wird.The present invention lies the task is to create a method with which the lateral diffusion of charged and / or polar components of a resist system is reduced or prevented.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention solved a method with the features of claim 1.

Bei dem erfindungsgemmäßen Verfahren wird nach dem Belichten des Resistsystems auf ein Substrat das Resistsystem einem elektrischen Feld ausgesetzt. Dadurch wird auf geladene und / oder polare Bestandteile des Resistsystems eine Kraft ausgeübt, so dass die isotrope Diffusionsbewegung der geladenen Bestandteile durch eine gezielte Bewegung aufgrund des elektrischen Feldes überlagert wird. Durch die Wahl der Feldstärke und / oder Feldrichtung kann die Bewegung der polaren und / oder geladenen Teilchen gezielt beeinflusst werden, so dass der Diffusionseinfluss z.B. in lateraler Richtung verringerbar ist.In the method according to the invention becomes after the exposure of the resist system on a substrate, the resist system exposed to an electrical field. This will load on and / or polar components of the resist system exert a force such that the isotropic diffusion movement of the charged components a targeted movement due to the electric field is superimposed becomes. By choosing the field strength and / or field direction can the movement of the polar and / or charged particles are specifically influenced, so that the influence of diffusion e.g. can be reduced in the lateral direction.

Vorteilhaft ist es, wenn das elektrische Feld zeitlich und räumlich konstant und im Bereich des Resistsystems homogen ist. Damit lassen sich die polaren und / oder geladenen Bestandteile des Resistsystems in homogener Weise im Resistsystem orientieren.It is advantageous if the electrical Field temporally and spatially is constant and homogeneous in the area of the resist system. Leave with it the polar and / or charged components of the resist system orient in a homogeneous manner in the resist system.

Auch ist es vorteilhaft, das elektrische Feld einen vorbestimmenten Gradienten aufweist und / oder als elektrisches Wechselfeld ausgebildet ist. Auch mit einer solchen Ausbildung lassen sich die Bewegungen von polaren und / oder geladenen Bestandteilen des Resistsystems in gezielter Weise beeinflussen.It is also advantageous to use the electrical Field has a predetermined gradient and / or as an electrical Alternating field is formed. Even leave with such training the movements of polar and / or charged components of the resist system in a targeted manner.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das elektrische Feld im Wesentlichen senkrecht zum Substrat ausgerichtet ist. Damit wird eine laterale Diffusion der geladenen und / oder polaren Bestandteile des Resistsystems unterdrückt; die Bestandteile orientieren sich im Wesentlichen vertikal, was für die Erzeugung scharfer, vertikaler Linien im Resist vorteilhaft ist.It is particularly advantageous if the electric field is essentially perpendicular to the substrate is directed. This suppresses lateral diffusion of the charged and / or polar components of the resist system; the components are oriented essentially vertically, which is advantageous for producing sharp, vertical lines in the resist.

Eine vorteilhafte Verringerung der Linienrauhigkeit ergibt sich, wenn die Feldstärke des elektrischen Feldes kleiner als 105 V/cm ist .An advantageous reduction in the line roughness results if the field strength of the electric field is less than 10 5 V / cm.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Resistsystems wird das Resistsystem während einer thermischen Behandlung (z.B. Backen des Resistsystems) dem elektrischen Feld ausgesetzt. Vorteilhaft ist es, wenn nach der thermischen Behandlung das elektrische Feld ausgeschaltet wird und das Resistsystem mit einer Entwicklerlösung behandelt wird.Another advantageous The resist system is designed during a thermal treatment (e.g. baking the resist system) the electrical Field exposed. It is advantageous if after the thermal treatment the electrical field is switched off and the resist system with a developer solution is treated.

Vorteilhafterweise lässt sich die Belichtung mit einem Maskenverfahren oder einem Direktschreibverfahren, insbesondere einem E-Beam oder Ionenstrahlverfahren durchführen.Advantageously, exposure using a mask process or a direct write process, in particular an e-beam or ion beam method.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhafterweise anwendbar, wenn das Resistsystem als chemisch verstärktes System ausgebildet ist.The method according to the invention is advantageous applicable when the resist system is a chemically amplified system is trained.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet ein Resistsystem mit mindestens einem Polymer oder Copolymer mit mindestens einer säurelabilen Gruppe. Bei einem solchen Resistsystem kann überraschenderweise eine Strukturierung bei Wellenlängen im Bereich von 0,1 bis 150 nm vorgenommen werden. Die säurelabilen Gruppen werden unter katalytischer Einwirkung von Säure gespalten und setzen polare Gruppen frei, die dann eine Erhöhung der Löslichkeit des Polymers / Copolymers in Entwicklern, z.B. wässrigen alkalischen Entwicklern bewirken.An advantageous embodiment of the method according to the invention uses a resist system with at least one polymer or copolymer with at least one acid labile Group. With such a resist system, structuring can surprisingly at wavelengths in the range of 0.1 to 150 nm. The acid labile Groups are split under the catalytic action of acid and release polar groups, which then increase the solubility of the polymer / copolymer in developers, e.g. aqueous effect alkaline developers.

Vorteilhaft ist es, wenn mindestens eine säurelabile Gruppe eine Estergruppe oder eine Lactongruppe ist.It is advantageous if at least an acid labile Group is an ester group or a lactone group.

Durch den Einsatz eines Copolymers mit mindestens einem Maleinsäureanhydrid-Segment und mindestens einem Methacrylat-Segment kann ein Substrat selbst ohne chemische Verstärkungsmittel bei einem Lithographieverfahren mit Wellenlängen im Bereich von 0,1 bis 150 nm strukturiert werden. Das erfindungsgemäße Resistsystem weist ein großes Prozessfenster auf, da auch bei hohen Belichtungsdosen keine Quervernetzungen auftreten, die zu einer Unlöslichkeit des Resists führen. Auch wenn man grundsätzlich bestrebt ist, kleine Belichtungsdosen zu verwenden, so ist das erfindungsgemäße Resistsystem durch das große Prozessfenster unempfindlicher gegenüber Schwankungen in der Belichtung.By using a copolymer with at least one maleic anhydride segment and at least one methacrylate segment can be a substrate even without chemical reinforcing agents in a lithography process with wavelengths be structured in the range from 0.1 to 150 nm. The resist system according to the invention shows a big one Process window, because there are no cross-links even with high exposure doses occur that lead to insolubility of resist. Even if you basically if the aim is to use small exposure doses, then the resist system according to the invention through the big Process window less sensitive to fluctuations in exposure.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Methacrylat-Segment ein t-Butylmethacrylat und / oder ein 2-Ethoxyethylmethacrylat verwendet wird.It is particularly advantageous if a t-butyl methacrylate and / or a 2-ethoxyethyl methacrylate as the methacrylate segment is used.

Die Empfindlichkeit des Resistsystems lässt sich verbessern, wenn ein jodhaltiger und / oder schwefelhaltiger Photosäuregenerator als chemisches Verstärkungsmittel verwendet wird.The sensitivity of the resist system let yourself improve if a iodine and / or sulfur-containing photo acid generator as a chemical reinforcing agent is used.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Resistsystems weist mindestens ein Photosäuregenerator ein Perfluoralkansulfuonat Anion der Form CnF2n+1–xHxSO3 mit n=1,...,10 auf.In an advantageous embodiment of the resist system according to the invention, at least one photo acid generator has a perfluoroalkanesulfuonate anion of the form C n F 2n + 1-x H x SO 3 - with n = 1, ..., 10.

Mit Vorteil weist mindestens ein Photosäuregenerator eine Iodonium-Verbindung auf. Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens ein Photosäuregenerator ein Di(tert.-Butylphenyl)iodoniumtriflat, Di(tert.-Butylphenyl)iodoniumhexaflat, Di(tert.-Butylphenyl)iodoniumnonaflat, Diphenyliodoniumtriflat, Diphenyliodoniumhexaflat oder Diphenyliodoniumnonaflat aufweist.Advantageously, at least one PAG an iodonium compound. It is particularly advantageous if at least one photo acid generator a di (tert-butylphenyl) iodonium triflate, Di (tert-butylphenyl) iodoniumhexaflat, Di (tert-butylphenyl) iodoniumnonaflat, Diphenyliodonium triflate, Diphenyliodoniumhexaflat or Diphenyliodoniumnonaflat having.

Auch ist es vorteilhaft, wenn mindestens ein Photosäuregenerator eine Sulfonium-Verbindung, insbesondere ein Triphenylsulfoniumtriflat, Triphenylsulfoniumhexaflat oder Triphenylsulfoniumnonaflat aufweist.It is also advantageous if at least a photo acid generator a sulfonium compound, in particular a triphenylsulfonium triflate, Triphenylsulfoniumhexaflat or triphenylsulfonium nonaflate has.

Vorteilhafterweise weist das erfindungsgemäße Resistsystem einen Anteil an Silizium auf, was zu einer verbesserten Ätzstabilität führt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Silizium in Form einer Verbindung mit einer polymerisierbaren Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung, insbesondere einem Trimethylallylsilan in das Resistsystem einführbar ist.The resist system according to the invention advantageously has a proportion of silicon, which leads to improved etch stability. Especially It is advantageous if the silicon in the form of a connection with a polymerizable carbon-carbon bond, in particular a trimethylallylsilane can be introduced into the resist system.

Die Empfindlichkeit wird gesteigert, wenn im erfindungsgemäßen Verfahren ein Resistsystem mit einem chemischen Verstärkungsmittel, das mindestens einen jod- und / oder schwefelhaltigen Photosäuregenerator enthält, verwendet wird.The sensitivity is increased if in the inventive method a resist system with a chemical reinforcing agent that at least contains an iodine and / or sulfur-containing photo acid generator used becomes.

Das große Prozessfenster zeigt sich daran, dass die Belichtungsdosis beim erfindungsgemäßen Lithographieverfahren zwischen 0,1 und 300 mJ / cm2 betragen kann. Selbst eine massive Überbelichtung (z.B. um einen Faktor 250) führt nicht zu einer Vernetzung des Polymers im Resistsystem. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Belichtungsdosis beim Belichten zwischen 0,5 und 10 mJ / cm2 beträgt.The large process window is evident from the fact that the exposure dose in the lithography method according to the invention can be between 0.1 and 300 mJ / cm 2 . Even massive overexposure (e.g. by a factor of 250) does not lead to crosslinking of the polymer in the resist system. It is particularly advantageous if the exposure dose during exposure is between 0.5 and 10 mJ / cm 2 .

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann bei Wellenlänge von 0,1 bis 150 nm durchgeführt werden. Dies deckt den EW-Bereich bis in den Röntgenbereich ab. Besonders vorteilhaft ist es, eine Wellenlänge von 13,4 nm zu verwenden.An embodiment of the method according to the invention can at wavelength from 0.1 to 150 nm become. This covers the EW area up to the X-ray area. Especially It is advantageous to use a wavelength of 13.4 nm to be used.

Die Aufgabe wird auch durch ein Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 26 gelöst.The task is also accomplished by a device solved with the features of claim 26.

Durch die Verwendung eines Mittels zur Erzeugung eines elektrischen Feldes und mindestens ein Aufnahmemittel für ein Substrat mit einem Resistsystem ist es möglich das Resistsystem dem elektrischen Feld auszusetzen, um die Bewegung geladener und / oder polarer Bestandteile des Resistsystems zu beeinflussen.By using an agent for generating an electrical field and at least one receiving means for a With a resist system it is possible to use the resist system suspend electrical field to the movement charged and / or to influence polar components of the resist system.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Feldes ein Teil einer Vorrichtung zur thermischen Behandlung des Resistsystems, z.B. einer Kammer für einen Backschritt.In an advantageous embodiment the means for generating an electric field is part of a Device for thermal treatment of the resist system, e.g. one Chamber for a baking step.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below Reference to the figures of the drawings on several exemplary embodiments explained in more detail. It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung des bekannten Resistentwicklungsverfahrens; 1 a schematic representation of the known resist development process;

2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens; 2 a schematic representation of an embodiment of the method according to the invention;

3a, 3b eine Darstellung der Diffusionsverhaltens im Resistsystem ohne (a) und mit elektrischen Feld (b) . 3a . 3b a representation of the diffusion behavior in the resist system without (a) and with an electric field (b).

4 schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; 4 schematic representation of an apparatus for performing the method according to the invention;

5 Kontrastkurven für unterschiedliche Resistsysteme. 5 Contrast curves for different resist systems.

In 1 ist ein bekanntes Verfahren zur Erzeugung von Strukturen auf einem Substrat 2, z.B. einem Wafer dargestellt. Der Pfeil links deutet aufeinanderfolgende Verfahrensschritte an.In 1 is a known method for creating structures on a substrate 2 , for example a wafer. The arrow on the left indicates successive process steps.

Ein Substrat 2 wird hier mit einem chemisch verstärkten Resistsystem 1 belackt und dann mit einer Belichtungsquelle 30, die eine Maske aufweist, belichtet. Die Maskenstruktur bildet sich im Resistsystem 1 als latentes Bild ab, was in 1 durch eine Streifenbildung im Resistsystem 1 angedeutet ist. Alternativ kann die Strukturerzeugung mit Direktschreibverfahren, wie z.B. einem E-Beam- oder einem Ionenstrahl-Verfahren erzeugt werden.A substrate 2 is here with a chemically amplified resist system 1 lacquered and then with an exposure source 30 , which has a mask exposed. The mask structure is formed in the resist system 1 as a latent image of what is in 1 due to banding in the resist system 1 is indicated. Alternatively, the structure can be generated using direct writing methods, such as an e-beam or an ion beam method.

Das Resistsystem 1 mit dem latenten Bild der Maske wird einem thermischen Behandlungsschritt unterworfen (PEB). Während dieses Schrittes kommt es bei den bekannten Verfahren zu einer unerwünschten isotropen Diffusion der polaren Säure (Photo Acid Generator: PAG; Photosäuregenerator) mit einer polaren Carbonsäuregruppe. Die isotrope Diffusion wird in 3a näher beschrieben.The resist system 1 the latent image of the mask is subjected to a thermal treatment step (PEB). During this step, the known processes result in an undesired isotropic diffusion of the polar acid (Photo Acid Generator: PAG; photo acid generator) with a polar carboxylic acid group. The isotropic diffusion is in 3a described in more detail.

Nach dem thermischen Behandlungsschritt wird das Resistsystem mit einer Entwicklungslösung behandelt, bei der hier vertikale Strukturen erhalten bleiben, die aber aufgrund des lateralen Anteils der isotropen Diffusion eine hohe Linienrauhigkeit aufweisen.After the thermal treatment step the resist system is treated with a development solution, in which here vertical structures are retained, but due to the lateral Share of the isotropic diffusion have a high line roughness.

Das erfindungsgemäße Verfahren, das in 2 schematisch dargestellt ist, soll diese Rauhigkeit vermeiden.The inventive method, which in 2 is shown schematically, should avoid this roughness.

Der grundsätzliche Ablauf entspricht dem Verfahren gemäß 1. Allerdings wird während des thermischen Behandlungsschrittes des PEB ein elektrisches Feld 10 an angelegt, das senkrecht zum Resistsystem 1 und zum Substrat 2 steht. Das elektrische Feld 10 ist hier als zeitlich konstantes Feld mit hoher Homogenität ausgebildet. Die Feldrichtung kann nach oben oder unten zeigen, was hier durch einen Pfeil symbolisiert wird.The basic procedure corresponds to the procedure according to 1 , However, an electrical field is generated during the thermal treatment step of the PEB 10 applied to that perpendicular to the resist system 1 and to the substrate 2 stands. The electric field 10 is designed as a constant field with high homogeneity. The field direction can point up or down, which is symbolized here by an arrow.

Durch die Orientierung des elektrischen Feldes wird auf polare und / oder geladene Bestandteile des Resistystems 1 (z.B. PAG) eine Kraft entlang der Feldlinien ausgeübt, so dass die isotrope Diffusionsbewegung von einer vertikalen Bewegung überlagert wird. Dies hat zur Folge, dass die laterale Bewegung eingeschränkt wird.The orientation of the electric field affects polar and / or charged components of the resist system 1 (eg PAG) exerted a force along the field lines so that the isotropic diffusion movement is superimposed by a vertical movement. As a result, the lateral movement is restricted.

In 3 ist dies schematisch dargestellt. 3a und 3b stellen Aussschnitte aus einem Bereich des Resistsystems 1 dar. In 3a werden die Bewegungen der polaren und / oder geladenen Bestandteile des Resistsystems 1 durch Kreise 40 dargestellt. Die Kreise 40 sind hier als Schnittdarstellungen zu verstehen, da der isotrope Diffusionsbereich kugelförmig ausgebildet ist.In 3 this is shown schematically. 3a and 3b provide sections from an area of the resist system 1 in this 3a are the movements of the polar and / or charged components of the resist system 1 through circles 40 shown. The circles 40 are to be understood here as sectional representations, since the isotropic diffusion region is spherical.

Dies entspricht der isotropen Diffusion der Bestandteile, die erhebliche laterale Anteile aufweist. Die Linienrauhigkeit, in 3a durch die dick eingezeichnete Linie am linken Rand dargestellt, ist hoch.This corresponds to the isotropic diffusion of the components, which has considerable lateral components. The line roughness, in 3a represented by the thick line on the left edge is high.

Das erfindungsgemäße Anlegen eines elektrischen Feldes 10 führt dazu, dass der isotropen Diffusion eine Driftbewegung der geladenen und / oder polaren Bestandteile des Resistsystems 1 überlagert wird. Die Bewegungen der Bestandteile wird in der zweidimensionalden Darstellung der 3b zu einer Art Ellipse 41 verzerrt. wobei räumlich gesehen der Bereich eine ellipsoide Form hat.The application of an electric field according to the invention 10 causes the isotropic diffusion to drift the charged and / or polar components of the resist system 1 is superimposed. The movements of the components are shown in the two-dimensional representation of the 3b to a kind of ellipse 41 distorted. spatially the area has an ellipsoidal shape.

Die vertikalen Bewegungsanteile sind nun größer als die lateralen. Die Überlagerung dieser verformten Diffusionsbereiche führt am Rand belichteter Strukturen zu einer effektiveren Überlappung. Dies führt dazu, dass die Linienrauhigkeit, symbolisiert durch die dick eingezeichnete Linie am linken Rand, verringert wird.The vertical motion shares are now bigger than the lateral. The overlay this deformed diffusion area leads to the edge of exposed structures for a more effective overlap. this leads to that the line roughness, symbolized by the thick line Line on the left edge, is reduced.

In 4 ist schematische eine Ausführungsform einer erfindunsgemäßen Vorrichtung dargestellt. In einer Vorrichtung zur thermischen Behandlung 20 ist als Substrat 2 ein Wafer angeordnet. Das Substrat 2 ist hier mit einem Resistsystem 1 beschichtet, das polare und / oder geladene Bestandteile aufweist.In 4 is shown schematically an embodiment of a device according to the invention. In a thermal treatment device 20 is as a substrate 2 a wafer arranged. The substrate 2 is here with a resist system 1 coated, which has polar and / or charged components.

In der Vorrichtung zur thermischen Behandlung ist ein Mittel 50a, 50b zur Erzeugung eines elektrischen Feldes 10 angeordet, das im Wesentlichen wie ein Kondensator funktioniert. Das Substrat 2 mit dem Resistsystem 1 ist so zwischen den Kondensatorplatten 50a, 50b angeordnet, dass die Feldlinien senkrecht auf dem Resistsystem 1 stehen. Wenn die Kondensatorplatten 50a, 50b hinreichend groß sind, ist das elektrische Feld homogen, so dass die Feldlinien parallel liegen und die gewünschte parallele Driftbewegung erzeugen, die in Zusammenhang mit 3b beschrieben wurde. Das Feld ist in 4 von oben nach unten orientiert.There is an agent in the thermal treatment device 50a . 50b to generate an electric field 10 arranged that essentially works like a capacitor. The substrate 2 with the resist system 1 is so between the capacitor plates 50a . 50b arranged that the field lines are perpendicular to the resist system 1 stand. If the capacitor plates 50a . 50b are sufficiently large, the electric field is homogeneous, so that the field lines lie parallel and produce the desired parallel drift movement, which in connection with 3b has been described. The field is in 4 oriented from top to bottom.

Im Folgenden werden Resistsysteme 1 beschrieben, die sich als Ausführungsformen in dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwenden lassen. Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren mit allen chemisch verstärkten Resistsystemen durchgeführt werden. Im folgenden wird beispielhaft auf ein Gruppe von Resistsystemen Bezug genommen.The following are resist systems 1 described, which can be used as embodiments in the inventive method and the inventive device. In principle, the method according to the invention can be carried out with all chemically amplified resist systems. In fol a reference is made to a group of resist systems.

Das hier beschriebene Resistsystem weist ein Polymer als Bestandteil des Resistsystems auf, dessen Polarität gezielt änderbar ist. Im Folgenden wird die Herstellung eines Polymers beschrieben, das dann allein oder zusammen mit Photosäuregeneratoren als Resistsystem verwendbar ist.The resist system described here has a polymer as part of the resist system, the polarity of which can be changed in a targeted manner is. The production of a polymer is described below, that alone or together with photo acid generators as a resist system is usable.

Das Polymer wird mittels radikalischer Polymerisation synthetisiert. Hierzu werden
20,27 g (206 mmol) Maleinsäureanhydrid,
26,46 g (186 mmol) t-Butylmethacrylat,
3,27 g (21 mmol) 2-Ethoxyethylmethacrylat,
0,64 g (4 mmol) α, α'-Azoisobutyronitril als Radikalstarter und
0,32 g(2 mmol) Dodecylmercaptan als Kettenregulator in
41,0 g (52 ml) 2-Butanon gelöst und 3 Stunden unter Rückfluss zum Sieden (80°C) erhitzt. Daraufhin werden 4,0 g (5 ml) Methanol (zur partiellen Alkoholyse des Anhydrids) zugegeben und die Reaktionslösung für weitere 24 Stunden unter Rückfluss zum Sieden (80°C) erhitzt.
The polymer is synthesized using radical polymerization. To do this
20.27 g (206 mmol) maleic anhydride,
26.46 g (186 mmol) t-butyl methacrylate,
3.27 g (21 mmol) 2-ethoxyethyl methacrylate,
0.64 g (4 mmol) of α, α'-azoisobutyronitrile as radical initiator and
0.32 g (2 mmol) dodecyl mercaptan as chain regulator in
41.0 g (52 ml) of 2-butanone dissolved and heated to boiling (80 ° C.) under reflux for 3 hours. Then 4.0 g (5 ml) of methanol (for partial alcoholysis of the anhydride) are added and the reaction solution is refluxed for a further 24 hours (80 ° C.).

Man lässt die Reaktionslösung auf Raumtemperatur abkühlen und fügt unter starkem Rühren 35,0 g (27,5 ml) 2-Propanol zu. Die erhaltene Lösung wird innerhalb von 30 Minuten unter sehr starkem mechanischen Rühren in eine Lösung aus 10,5 g (13,1 ml) 2-Butanon, 337,0 g (429 ml) 2-Propanol und 329,0 g (329,0 ml) Wasser getropft.The reaction solution is left on Cool down to room temperature and adds with vigorous stirring 35.0 g (27.5 ml) of 2-propanol. The solution obtained becomes within 30 Minutes with very strong mechanical stirring into a solution 10.5 g (13.1 ml) 2-butanone, 337.0 g (429 ml) 2-propanol and 329.0 g (329.0 ml) of water was added dropwise.

Hierbei fällt das Polymer als feines, weißes Pulver aus. Man lässt noch 30 Minuten Rühren und saugt dann unter leicht vermindertem Druck über einer G3 Fritte das Lösungsmittel ab.Here the polymer falls as a fine, white Powder from. You leave Stir for another 30 minutes and then sucks the solvent under a slightly reduced pressure over a G3 frit from.

Der weiße Niederschlag wird mit einer Lösung aus 16,0 g (20,0 ml) 2-Butanon, 111,0 g (141 ml) 2-Propanol und 100,0 g (100 ml) Wasser gewaschen und 72 Stunden bei 80°C im Hochvakuum getrocknet. Man erhält ca. 38 g (75 % d. Th.) feines, weißes Pulver als Reaktionsprodukt. Die Analytik kann mittels NMR, GPC oder DSC erfolgen.The white precipitate comes with a solution from 16.0 g (20.0 ml) 2-butanone, 111.0 g (141 ml) 2-propanol and Washed 100.0 g (100 ml) of water and 72 hours at 80 ° C in a high vacuum dried. You get approx. 38 g (75% of theory) of fine, white powder as a reaction product. The analysis can be carried out by means of NMR, GPC or DSC.

Als Beispiel für ein siliziumhaltiges Polymer des erfindungsgemäßen Resistsysstems wird im Folgenden ein Ausschnitt aus einer Struktur dargestellt:

Figure 00120001
A section of a structure is shown below as an example of a silicon-containing polymer of the resist system according to the invention:
Figure 00120001

Alternativ kann ein siliziumfreies Polymer verwendet werden:

Figure 00120002
Alternatively, a silicon-free polymer can be used:
Figure 00120002

Beispiel 1 (Resistsystem mit Polymer ohne PAG)Example 1 (resist system with polymer without PAG)

5 g des oben beschriebenen Polymers werden in 209 g 1-Methoxy-2- propylacetat gelöst. Die Lösung wird anschließend durch einen Teflonfilter mit 0,2 μm Poren druckfiltriert. Nach 24 h Ruhezeit ist eine erste Ausführungsform des Resistsystems gebrauchsfertig. Diese erste Ausführungsform weist keinen Photosäuregenerator auf.5 g of the polymer described above are dissolved in 209 g of 1-methoxy-2- dissolved propylacetate. The solution will be subsequently through a Teflon filter with 0.2 μm Pores pressure filtered. After a rest period of 24 hours is a first embodiment of the resist system ready for use. This first embodiment has no photo acid generator on.

Das Resistsystem wird auf eine Siliziumscheibe (Wafer) bei 1000-5000 U/min aufgeschleudert und 90 s bei 130°C gebacken (PAB). Die Schichtdicke des Resistsystems beträgt nach Aufschleudern bei 3000 U/min ca. 110 nm. Die Belichtung erfolgt mit EW-Licht der Wellenlänge 13,4 nm. Die Belichtungsdosis D0 beträgt 36,8 mJ/cm2. Nach der Belichtung erfolgt ein weiterer Backschritt, für 90 s bei 130°C (PEB). Die Entwicklung erfolgt in einer 2.38%igen Tetramethylammoniumhydroxidlösung, anschließend wird der Wafer mit destilliertem Wasser gespült und getrocknet.The resist system is spun onto a silicon wafer (wafer) at 1000-5000 rpm and baked for 90 s at 130 ° C (PAB). The layer thickness of the resist system after spin-coating at 3000 rpm is approximately 110 nm. The exposure is carried out with EW light with a wavelength of 13.4 nm. The exposure dose D 0 is 36.8 mJ / cm 2 . After exposure, there is a further baking step, for 90 s at 130 ° C (PEB). The development takes place in a 2.38% tetramethylammonium hydroxide solution, then the wafer is rinsed with distilled water and dried.

Die Wirksamkeit dieses Resistsystems, selbst ohne Photosäuregeneratoren, wird anhand 1 deutlich.The effectiveness of this resist system, even without photo acid generators, is shown 1 clear.

5 zeigt Punkte dreier Kontrastkurven, bei denen die Filmdicke in nm über der Belichtungsdosis in mJ/cm2 aufgetragen ist. Die rechte Kurve ("ohne PAG") zeigt die Messwerte des Beispiels 1. Selbst ohne Photosäuregenerator ist eine Belichtung bis zu Belichtungsdosen herunter zu 10 mJ/cm2 möglich. Damit liegt die Empfindlichkeit in einem Bereich der in der Praxis gut verwendbar ist. 5 shows points of three contrast curves in which the film thickness in nm is plotted against the exposure dose in mJ / cm 2 . The right curve ("without PAG") shows the measured values of Example 1. Even without a photo acid generator, exposure down to exposure doses down to 10 mJ / cm 2 is possible. The sensitivity is therefore in a range that can be used in practice.

Beispiel 2 (Resistsystem mit Di(tert.-Butylphenyl)iodoniumhexaflat als Photosäuregenerator)Example 2 (resist system with di (tert-butylphenyl) iodonium hexaflate as photo acid generator)

Grundsätzlich weisen Iodonium-Verbindungen eine Struktur (IR2)X auf, wobei R ein organisches Radikal, insbesondere eine Aryl-Gruppe sein kann. X ist eine Hydroxygruppe oder ein einwertiger Säurerest. Mögliche Strukturen sind z.B.:

Figure 00130001
Basically, iodonium compounds have a structure (IR 2 ) X, where R can be an organic radical, in particular an aryl group. X is a hydroxy group or a monovalent acid residue. Possible structures are, for example:
Figure 00130001

Wobei an einer solchen Struktur auch Substituenten R angeordnet sein können:

Figure 00130002
Whereby substituents R can also be arranged on such a structure:
Figure 00130002

Als Substituenten R können insbesondere geradlinige oder verzweigte Alkylgruppen dienen, wie z.B. -CH3, C2H5, iso-Propyl oder

Figure 00140001
Die Substituenten R können untereinander gleich oder identisch sein. Als Anion kann der Photosäuregenerator z.B. ein Perfluoralkansulfuonat der Form CnF2n+1–xHxSO3 mit n=1,...,10 aufweisen.Straight or branched alkyl groups, such as, for example, -CH 3 , C 2 H 5 , isopropyl or, can serve as substituents R.
Figure 00140001
The substituents R can be identical or identical to one another. As an anion, the photo acid generator can have, for example, a perfluoroalkanesulfuonate of the form C n F 2n + 1-x H x SO 3 - with n = 1,... 10.

Im ersten Ausführungsbeispiel werden zu dem Polymer gemäß Beispiel 1 50 mg Di(tert.-Butylphenyl)iodoniumhexaflat [ (tBu-Ph)2 J+ , CF3CHF CF2SO3 ] als Iodonium-Verbindung in 209 g 1-Methoxy-2- propylacetat gelöst.In the first exemplary embodiment, 50 mg of di (tert-butylphenyl) iodonium hexaflate [(tBu-Ph) 2 J + , CF 3 CHF CF 2 SO 3 - ] as the iodonium compound in 209 g of 1-methoxy- 2-propyl acetate dissolved.

Die Lösung wird anschließend durch einen Teflonfilter mit 0,2 um Poren druckfiltriert. Nach 24h Ruhezeit ist eine erste Ausführungsform des Resistsystems gebrauchsfertig.The solution is then through a Teflon filter with 0.2 µm pores pressure filtered. After a rest period of 24 hours is a first embodiment of the resist system ready for use.

Das Resistsystem wird auf eine Siliziumscheibe (Wafer) bei 1000-5000 U/min aufgeschleudert und 90 s bei 130°C gebacken (PAB). Die Schichtdicke des Resistsystems beträgt nach Aufschleudern bei 3000 U/min ca. 110 nm. Die Belichtung erfolgt mit EUV-Licht der Wellenlänge 13,4 nm. Die Belichtungsdosis D0 beträgt 1,4 mJ/cm2. Nach der Belichtung erfolgt ein weiterer Backschritt, 90 s bei 130°C (PEB). Die Entwicklung erfolgt in einer 2,38%igen Tetramethylammoniumhydroxidlösung, anschließend wird der Wafer mit destilliertem Wasser gespült und getrocknet.The resist system is spun onto a silicon wafer (wafer) at 1000-5000 rpm and baked for 90 s at 130 ° C (PAB). The layer thickness of the resist system after spin-coating at 3000 rpm is approximately 110 nm. The exposure is carried out with EUV light of the wavelength 13.4 nm. The exposure dose D 0 is 1.4 mJ / cm 2 . After exposure, there is a further baking step, 90 s at 130 ° C (PEB). Development takes place in a 2.38% tetramethylammonium hydroxide solution, then the wafer is rinsed with distilled water and dried.

Damit wird eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Resistsystem hergestellt.This will be a second embodiment of the resist system according to the invention manufactured.

Beispiel 3 (Resistsystem mit Triphenylsulfoniumnonaflat als Photosäuregenerator)Example 3 (resist system with triphenylsulfonium nonaflate as photo acid generator)

Auch kann der Photosäuregenerator Sulfonium-Verbindungen aufweisen, die grundsätzlich die Form [R3S]+X aufweisen. Eine mögliche Struktur ist z.B. ein Triphenylsulfonium (TPS):

Figure 00150001
The photo acid generator can also have sulfonium compounds which basically have the form [R 3 S] + X - . A possible structure is, for example, a triphenyl sulfonium (TPS):
Figure 00150001

Die aromatischen Bestandteile können ebenfalls die Substituenten R aufweisen, die im obigen Beispiel aufgeführt wurden.The aromatic components can also have the substituents R listed in the example above.

Die Herstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Resistsystems erfolgt analog zu Beispiel 2, allerdings wird anstelle von di(tert.-Butylphenyl)iodoniumhexaflat als Photosäuregenerator Triphenylsulfoniumnnonaflat [Ph3S+ , CF3 (CF2) 3SO3 ] eingesetzt. Die Belichtungsdosis beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 2,4 mJ/cm2.A third exemplary embodiment of the resist system according to the invention is produced analogously to the example 2 However, instead of di (tert-butylphenyl) iodonium hexaflate, triphenylsulfonium nonaflate [Ph 3 S + , CF 3 (CF 2 ) 3 SO 3 - ] is used as photo acid generator. In this exemplary embodiment, the exposure dose is 2.4 mJ / cm 2 .

Beispiel 4 (Resistsystem mit Triphenylsulfoniumnonaflat und Base)Example 4 (resist system with triphenylsulfonium nonaflate and base)

Die Herstellung einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Resistsystems erfolgt analog zu Beispiel 3, allerdings werden zusätzlich noch 3 mg Triphenylsulfoniumacetat als Base der Lösung zugesetzt. Die Belichtungsdosis beträgt 4,1 mJ/cm2.A fourth embodiment of the resist system according to the invention is produced analogously to Example 3 , however, an additional 3 mg triphenylsulfonium acetate is added to the solution as base. The exposure dose is 4.1 mJ / cm 2 .

Das Kontrastverhalten dieser Ausführungsform ist die mittlere Kurve in 5 ("PAG + Base"). Die Empfindlichkeit wird auch durch die Zugabe geringer Basenmengen beibehalten, auch wenn die Empfindlichkeit geringer ist als bei der linken Kurve in 5, d.h. bei der Verwendung eines erfindungsgemäßen Polymers mit PAG ohne Base.The contrast behavior of this embodiment is the middle curve in FIG 5 ("PAG + Base"). The sensitivity is also maintained by the addition of small amounts of base, even if the sensitivity is lower than in the left curve in 5 . d .H. when using a polymer according to the invention with PAG without base.

Beispiel 5 (Resistsystem mit Diphenliodoniumtriflat)Example 5 (resist system with diphenliodonium triflate)

In einem fünften Ausführungsbeispiel wird analog zum Beispiel 2 ein Resistsystem hergestellt, wobei anstelle des Di(tert.-Butylphenyl)iodoniumhexaflat als Photosäuregenerator Diphenyliodoniumtriflat [Ph2J+ , CF3SO3 ] verwendet wird. Die Belichtungsdosis beträgt 1,3 mJ/cm2.In a fifth embodiment, analog is used for example 2 produced a resist system, using diphenyliodonium triflate [Ph 2 J + , CF 3 SO 3 - ] as the photoacid generator instead of the di (tert-butylphenyl) iodonium hexaflate. The exposure dose is 1.3 mJ / cm 2 .

Beispiel 6 (Resistsystem mit Triphenylsulfoniumtriflat)Example 6 (resist system with triphenylsulfonium triflate)

In einem sechsten Ausführungsbeispiel wird analog zum Beispiel 2 ein Resistsystem hergestellt, wobei anstelle des Di(tert.-Butylphenyl)iodoniumhexaflat als Photosäuregenerator Triphenylsulfoniumtriflat [Ph3S+, CF3SO3 ] verwendet wird. Die Belichtungsdosis beträgt 0,8 mJ/cm2.In a sixth exemplary embodiment, a resist system is produced analogously to Example 2, triphenylsulfonium triflate [Ph 3 S + , CF 3 SO 3 - ] being used instead of the di (tert-butylphenyl) iodonium hexaflate as the photoacid generator. The exposure dose is 0.8 mJ / cm 2 .

Die linke Kurve in 5 zeigt eine Kontrastkurve, die mit einem Resistsystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel ermitttelt wurden. Damit wird deutlich, dass der Photosäuregenerator die Empfindlichkeit deutlich verbessert, so dass auch bei kleinen Belichtungsdosen gute Ergebnisse erzielt werden.The left curve in 5 shows a contrast curve, which was determined with a resist system according to this embodiment. This makes it clear that the photo acid generator significantly improves the sensitivity, so that good results are achieved even with small exposure doses.

Es kann aber auch eine wesentlich höhere Belichtungsdosis von 250 mJ/cm2 verwendet werden. Das Resistsystem arbeitet auch bei diesen hohen Dosen, ohne dass es zu unerwünschten Quervernetzungen kommt.However, a much higher exposure dose of 250 mJ / cm 2 can also be used. The resist system works even at these high doses without causing undesirable cross-linking.

Beispiel 7 (Resistsystem mit Triphenylsulfoniumhexaflat)Example 7 (resist system with triphenylsulfonium hexaflate)

In einem siebten Ausführungsbeispiel wird analog zum Beispiel 2 ein Resistsystem hergestellt, wobei anstelle des Di(tert.-Butylphenyl)iodoniumhexaflat als Photosäuregenerator Triphenylsulfoniumhexaflat [Ph3S+ , CF3CHF CF2SO3 ] verwendet wird. Die Belichtungsdosis beträgt 1,6 mJ/cm2.In a seventh embodiment, analog is used for example 2 produced a resist system, using triphenylsulfonium hexaflate [Ph 3 S + , CF 3 CHF CF 2 SO 3 - ] as the photoacid generator instead of the di (tert-butylphenyl) iodonium hexaflate. The exposure dose is 1.6 mJ / cm 2 .

Die aufgeführten Beispiel 2 bis 7 zeigen einige Kombinationen der Photosäuregeneratoren. Grundsätzlich sind mögliche Permutationen der Triphenylsulfonium-, Diphenyliodonium- und di(tert.-Butylphenyl)iodonium-Salze der Trifluorsulfonsäure (Triflate), der Hexafluorsulfonsäure (Hexaflate) oder der Nonafluorsulfonsäure (Nonaflate) geeignet.The listed examples 2 to 7 show some combinations of photo acid generators. in principle are possible Permutations of the triphenylsulfonium, diphenyliodonium and di (tert-butylphenyl) iodonium salts of trifluorosulfonic acid (Triflate), the hexafluorosulfonic acid (Hexaflate) or nonafluorosulfonic acid (Nonaflate) suitable.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.The embodiment of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiments specified above. Rather, a number of variants are conceivable, which differ from the ver according to the invention drive and make use of the device according to the invention even in fundamentally different types.

11
Resistsystemresist system
22
Substratsubstratum
1010
elektrisches Feldelectrical field
2020
Vorrichtung zur thermischen Behandlungcontraption for thermal treatment
3030
Belichtungsquelleexposure source
4040
isotrope Diffusionisotropic diffusion
4141
von elektrischem Feld überlagerte Diffusionof electric field superimposed diffusion
50a,50a,
b Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Feldes,b Means for generating an electric field,
Kondensatorplattencapacitor plates

Claims (27)

Verfahren zur Behandlung eines Resistsystems für die Herstellung eines Halbleiterbauelementes, wobei das Resistsystem polaren und / oder geladene Bestandteile aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Belichten des Resistsystems (1) auf ein Substrat (2) das Resistsystem (1) einem elektrischen Feld (10) zur Beeinflussung der Bewegung der polaren und / oder geladenen Bestandteile des Resistsystems (1) ausgesetzt wird.Method for treating a resist system for the production of a semiconductor component, the resist system having polar and / or charged constituents, characterized in that after the resist system has been exposed ( 1 ) on a substrate ( 2 ) the resist system ( 1 ) an electric field ( 10 ) to influence the movement of the polar and / or charged components of the resist system ( 1 ) is suspended. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Feld (10) zeitlich und räumlich konstant und im Bereich des Resistsystems (1) homogen ist.A method according to claim 1, characterized in that the electric field ( 10 ) constant in time and space and in the area of the resist system ( 1 ) is homogeneous. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Feld (10) einen vorbestimmenten Gradienten aufweist und / oder als elektrisches Wechselfeld ausgebildet ist.A method according to claim 1, characterized in that the electric field ( 10 ) has a predetermined gradient and / or is designed as an alternating electrical field. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Feld (10) im Wesentlichen senkrecht zum Substrat (2) ausgerichtet ist.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the electrical field ( 10 ) essentially perpendicular to the substrate ( 2 ) is aligned. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldstärke des elektrischen Feldes (10) kleiner als 105 V/cm ist.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the field strength of the electric field ( 10 ) is less than 10 5 V / cm. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Resistsystem (1) während einer thermischen Behandlung, inbesondere einem Backschritt dem elektrischen Feld (10) ausgesetzt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the resist system ( 1 ) during a thermal treatment, in particular a baking step, the electric field ( 10 ) is suspended. Verfahren nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, das nach der thermischen Behandlung das elektrische Feld (10) ausgeschaltet wird und das Resistsystem mit einer Entwicklerlösung behandelt wird.A method according to claim 6, characterized in that after the thermal treatment the electric field ( 10 ) is switched off and the resist system is treated with a developer solution. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtung mit einem Maskenverfahren oder einem Direktschreibverfahren, insbesondere einem E-Beam oder Ionenstrahlverfahren erfolgt.Method according to at least one of the preceding Expectations, characterized in that the exposure with a mask process or a direct writing process, in particular an e-beam or ion beam process he follows. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Resistsystem (1) als chemisch verstärktes System ausgebildet ist.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the resist system ( 1 ) is designed as a chemically reinforced system. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Resistsystem (1) mindestens ein Polymer oder Copolymer mit mindestens einer säurelabilen Gruppe aufweist.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the resist system ( 1 ) has at least one polymer or copolymer with at least one acid-labile group. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine säurelabile Gruppe des Resistsystems eine Estergruppe oder eine Lactongruppe ist.A method according to claim 10, characterized in that at least one acid labile Group of the resist system an ester group or a lactone group is. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch ein Resistsystem (1) mit einem Copolymer mit mindestens einem Maleinsäureanhydrid-Segment und mindestens einem Methacrylat-Segment.A method according to claim 10 or 11, characterized by a resist system ( 1 ) with a copolymer with at least one maleic anhydride segment and at least one methacrylate segment. Verf ahren nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet, dass das Methacrylat-Segment ein t-Butylmethacrylat und / oder ein 2-Ethoxyethylmethacrylat ist.Procedure according to claim 12, characterized in that that the methacrylate segment is a t-butyl methacrylate and / or a 2-ethoxyethyl methacrylate is. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Resistsystem (1) mit mindestens einen jod- und / oder schwefelhaltigen Photosäuregenerator als chemisches Verstärkungsmittel.Method according to at least one of the preceding claims, characterized by a resist system ( 1 ) with at least one iodine and / or sulfur-containing photo acid generator as a chemical reinforcing agent. Verf ahren nach Anspruch 14 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Photosäuregenerator ein Perfluoralkansulfuonat Anion der Form CnF2n+1–xHxSO3 mit n=1,...,10 aufweist.A method according to claim 14, characterized in that at least one photo acid generator has a perfluoroalkanesulfuonate anion of the form C n F 2n + 1 - x H x SO 3 - with n = 1, ..., 10. Verf ahren nach Anspruch 15 oder 16 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Photosäuregenerator eine Iodonium-Verbindung aufweist.Procedure according to claim 15 or 16, characterized in that that at least one photo acid generator has an iodonium compound. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet , dass mindestens ein Photosäuregenerator ein Di(tert.-Butylphenyl)iodoniumtriflat, Di(tert.-Butylphenyl)iodoniumhexaflat, Di(tert.-Butylphenyl)iodoniumnonaflat, Diphenyliodoniumtriflat, Diphenyliodoniumhexaflat oder Diphenyliodoniumnonaflat aufweist.Method according to at least one of claims 14 to 16, characterized in that at least one photoacid generator a di (tert-butylphenyl) iodonium triflate, di (tert-butylphenyl) iodonium hexaflate, di (tert-butylphenyl) iodonium nonaflate, Diphenyliodonium triflate, Diphenyliodoniumhexaflat or Diphenyliodoniumnonaflat having. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Photosäuregenerator eine Sulfonium-Verbindung aufweist.Method according to at least one of the preceding Expectations, characterized in that at least one photo acid generator has a sulfonium compound. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Photosäuregenerator ein Triphenylsulfoniumtriflat, Triphenylsulfoniumhexaflat oder Triphenylsulfoniumnonaflat aufweist.A method according to claim 18, characterized in that at least one photo acid generator a triphenylsulfonium triflate, triphenylsulfonium hexaflate or triphenylsulfonium nonaflate having. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Anteil Silizium.Method according to at least one of the preceding Expectations, characterized by a share of silicon. Verf ahren nach Anspruch 20 , dadurch gekennzeichnet, dass das Silizium in Form einer Verbindung mit einer polymerisierbaren Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung, insbesondere einem Trimethylallylsilan in das Resistsystem einführbar ist.Procedure according to claim 20, characterized in that that the silicon is in the form of a compound with a polymerizable Carbon-carbon bond, in particular a trimethylallylsilane can be introduced into the resist system. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer vor dem Aufbringen des Resistsystems (1) mit einem chemischen Verstärkungsmittel, das mindestens einen jod- und / oder schwefelhaltigen Photosäuregenerator gemischt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the polymer prior to the application of the resist system ( 1 ) with a chemical reinforcing agent, which is mixed at least one iodine and / or sulfur-containing photo acid generator. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtungsdosis beim Belichten zwischen 0,1 und 300 mJ / cm2 beträgt.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the exposure dose during exposure is between 0.1 and 300 mJ / cm 2 . Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtungsdosis beim Belichten zwischen 0,5 und 10 mJ / cm2 beträgt.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the exposure dose during exposure is between 0.5 and 10 mJ / cm 2 . Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge bei der Belichtung 0,1 bis 150 nm, insbesondere 13,4 nm beträgt.Method according to at least one of the preceding Expectations, characterized in that the wavelength at exposure 0.1 up to 150 nm, in particular 13.4 nm. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Feldes (10) und mindestens ein Aufnahmemittel für ein Substrat (2) mit einem Resistsystem (1).Device for carrying out the method according to claim 1, characterized by a means for generating an electric field ( 10 ) and at least one receiving means for a substrate ( 2 ) with a resist system ( 1 ). Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Feldes (10) Teil einer Vorrichtung zur thermischen Behandlung des Resistsystems (1) ist.Apparatus according to claim 27, characterized in that the means for generating an electric field ( 10 ) Part of a device for thermal treatment of the resist system ( 1 ) is.
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DE102010046730A1 (en) * 2010-09-24 2012-03-29 Helmholtz-Zentrum Berlin Für Materialien Und Energie Gmbh Photolithographic method for forming a three-dimensional structure

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