DE2553519A1 - Verfahren zur erzeugung eines bildes - Google Patents

Description

Böblingen, den 24. WvSiier Ϊ975 kd-fe

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anraelderin: SA 973 060

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[Verfahren zur Erzeugung eines Bildes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Bildes unter Anwendung eines Positivresistmaterials.

'Positiv arbeitende polymere Elektronenstrahlresistmaterialien sind hinreichend bekannt. Der Stand der Technik wird beispielsweise in der US-Patentschrift 3 535 137 sorgfältig diskutiert. Diese Patentschrift liefert eine sorgfältige Abhandlung typischer Methoden zur Herstellung und Verwendung von Photoresistmaterialien.j

Wie in der Patentschrift erklärt wird, wird zu Beginn des Verfah- ! rens ein geeignetes Polymermaterial in einem Lösungsmittel ge- j löst. Ein dünner Polymerfilm wird dann auf einer Substratoberfläche mittels eines Verfahrens, beispielsweise mittels Verspinnen eines Tropfens eines gelösten Polymermaterials gebildet und trocknen gelassen. Der Polymerfilm kann dann gehärtet werden, um die Adhäsions- und Handhabungseigenschaften des Films zu verbessern. Im nächsten Schritt werden ausgewählte Teile des Polymerfilms mit Elektronenstrahlung im Bereich von 5 bis 30 kV beaufschlagt. Diese Strahlung bewirkt eine Aufspaltung der Bindungen des Polymematerials. Als Folge solcher Aufspaltungen können diejenigen Teile des Polymerfilms, welche mit der Strahlung beaufschlagt wurden, selektiv unter Anwendung eines Lösungsmittels entfernt werden, während die nichtbeaufschlagten Bereiche des Films weiterhin auf dem Substrat haften. Wenn es gewünscht wird, kann der zurückbleibende Film gehärtet werden, um eine Unterätzung auszuschalten. Danach kann, wenn es gewünscht wird, das

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ORIGINAL INSPECTED

freigelegte, darunterliegende Substrat mit einem geeigneten Ätzmittel geätzt werden.

Bisher bekannte Materialien, welche besonders geeignet als positiv arbeitende Elektronenstrahlresistmaterialien sind, schließen Poly (met hy line thacrylat) und gewisse Poly (olefins ulf one) ein. Es gibjt

jedoch wenige Materialien, die gleichzeitig alle die für Resistmaterialien erwünschten Eigenschaften besitzen. Es ist notwendig, daß das Material chemisch widerstandsfähig gegenüber Ätzlösungen, aber dennoch unter Einwirkung von Elektronenstrahlen abbaubar ist. Das Material muß als Film auf der Substratoberfläche haften, und der Film nuß gegen Rißbildung stabil sein.

In der Vergangenheit wurden Versuche unternommen, Cellulose zur Herstellung von Elektronenstrahlresistraaterialien zu verwenden. Solche Versuche sollen jedoch nicht zum Erfolg geführt haben.

; Auf gäbe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Erzeugung eines Bildes unter Anwendung eines Pos it ivres ist materials mit den zuvor genannten Eigenschaften anzugeben.

JDie Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß ein Film aus iCellulosederivaten mit einem Gehalt an solubilisierenden Nitro-•gruppen auf einer Unterlage gebildet und in einem Bildmuster mit I Elektronenstrahlen beaufschlagt wird und die beaufschlagten Bereiche mit einem Lösungsmittel entfernt werden.

;Gemäß der vorliegenden Erfindung werden positiv arbeitende Elek- ; tronenstrahlresistmaterialien hergestellt unter Verwendung von Cellulosederivaten, die durch einen Gehalt an Substituenten löslich gemacht worden sind. Geeignete solubilisierende Substituenten schließen beispielsweise die Nitrogruppe, Estergruppen wie !Acetat oder Butyrat und Äthergruppen wie Methoxygruppen ein.

Wenn die Elektronenstrahllithographie im Hinblick auf den Dureh-

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satz mit der Photolithographie in Konkurrenz treten will, müssen schnelle Elektronenstrahlresistmaterialien bereitgestellt werden. Es wurde gefunden, daß solubilisierte Cellulosederivate, die in geeigneten Lösungsmitteln entwickelt werden, positive Elektronen- | strahlre3iBtmaterialien mit hoher Geschwindigkeit darstellen. FiI-i me aus diesen Materialien wurden aus organischen Lösungsmitteln aufgetragen, bei 100 ⁰C getrocknet und mit Elektronenstrahlen mit 25 kV und abnehmender Strahlendosis bis zu 1 χ 10*" Coul/cm beaufschlagt. Als unterstes Kriterium wurde ein Löslichkeitsverhältnis S/So von 2,0 von endgültiger Dicke nach der Entwicklung (S) zu anfänglicher Dicke (So) für die Resistempfindlichkeit angewendet Die Filme zeigten gute Adhäsion zu Siliciumdioxid während des Ätzens von 0,5 |ua dicken Linien. Zum Vergleich erfordert ein Poly (methylmetacrylat)resistmaterial gemäß US-Patentschrift 3 535 137

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eine unterste Strahlendosis von 100 χ 10 Coul/cm . Die Ergebnisse gemäß der vorliegenden Erfindung sind in den nachfolgenden Beispielen aufgeführt:

Cellulosederivat

Entwickler

pCoul/cm Minimale Dosis 25 kV

B. 1 Nitrocellulose, Pinacolone (Di-t-N:10,5 bis 12* buty!keton 0

B. 2 Cellulosetriacetat 1,5-Dichlor-pentan

B. 3 Celluloseacetat* butyrat

B. 4 Celluloseacetatpropiortat

B. 5 Methylcellulose

Wasser (pH 1-6)

1,5 2,5

2,5

2,5 2,0

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Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Verfahren zur Erzeugung eines Bildes unter Anwendung eines Positivresistmaterials,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß ein Film aus Cellulosederivaten mit einem Gehalt von solubilisierenden Nitrogruppen auf einer Unterlage gebildet und in einem Bildmuster mit Elektronenstrahlen beaufschlagt wird und die beaufschlagten Bereiche mit einem Lösungsmittel entfernt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß Elektronenstrahlen mit einer Beschleunigungsspannung von 5 bis 30 kV angewendet werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß der Film aus Nitrocellulose mit einem Gehalt an 10,5 bis 12$ Stickstoff besteht.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß die beaufschlagten Bereiche des Films mit Di-t-butylketon entfernt werden.

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