-
Beschichtungslösungen
-
Beschichtungslösungen Die Erfindung betrifft Beschichtungslösungen,
die durch Tempern in SiO überführbare Organo-Silizium-Verbindungen ent-2 halten.
Derartige Beschichtungslösungen können überall dort Anwendung finden, wo Oberflächen
von Gegenständen mit Silo2' Schichten überzogen werden sollen. Hierbei werden die
Beschichtungslösungen als dünner Lösungsfilm auf die zu beschichtenden' Substratoberflächen
aufgebracht. Nach dem Trocknen können dann die Organo-Silizium-Verbindunge einen
Temperschritt weitgehend oder vollständig in SiQ2 überführt werden. Bekanntere Anwendungsbeispiele
sind etwa optische Gläser wie Linsen, Spezialoptiken, teildurchlässige optische
Spiegel, Glasfasern für Lichtleitkabel, Brillengläser, Isoliergläser für Fenster
usw., die zur Oberflächenvergütung, zum Schutz vor Umwelteinflüssen, Feuchtigkeit,
aggressiven Medien oder zur Modifikation des Brechungsindex mit derartigen Beschichtungen
versehen sein können. Weiterhin können mit solchen Lösungen hergestellte SiO2-Schichten
in elektronischen Schaltungen, insbesondere in integrierten Halbleiterbauteilen
bzw. bei deren Herstellung als Isolierschichten, als Zwischen- oder Schutzschichten
dienen.
-
Ein besonderer Aspekt der Erfindung sind sauerstoffplasmaresistente
Zwischenschichten, die im wesentlichen aus SiO2 bestehen, in fotostrukturierbaren
Mehrlagen-Resistsystemen für die Strukturierung von Halbleitersubstraten bei der
Herstellung hoch- und höchstintegrierter elektronischer Schaltungen.
-
Bekanntlich erfolgt in der Halbleitertechnologie die übertragung von
Schaltungsstrukturen mit Hilfe von z. T. einer Folge feinsinniger fotolithographischer
Prozesse, bis letztendlich das Halbleiterbauteil, das Chip, fertiggestellt ist.
-
Die immer weiter fortschreitende Miniaturisierung elektronischer Schaltungen
mit dem Ziel immer höherer Schaltungs-und Integrationsdichte auf den Chips macht
es mittlerweile erforderlich, daß Fein- und Feinststrukturen im Mikron- und Submikronbereich
wiedergegeben werden können. An die Wiedergabetreue der hierbei eingesetzten Fotoresistsysteme
und Arbeitstechniken müssen somit höchste Ansprüche gestellt werden. Bei den gängigen
Techniken - Beschichten des Substrates mit einer Fotoresistlage, Fotostrukturierung
durch bildmäßiges Belichten und Entwickeln der Fotoresist-Reliefstrukturen - ist
diese jedoch limitiert, einerseits durch die optischen Parameter (Wellenlänge der
verwendeten Strahlung; Güte der Projektionsoptik), andererseits, und das in bedeutenderem
Maße, dadurch, daß bei den isotrop arbeitenden Naßentwicklungsverfahren Linienverbreiterungen,
Einschrägung und Abrundung der Resistkanten und Schichtabtrag sowie bei den in zunehmenderem
Maße eingesetzten, weitgehend anisotrop arbeitenden Trockenentwicklungsprozessen
wie Plasmaätzen (reaktives-Ionen-Ätzen, RIE) starke thermische Belastungen mit einhergehenden
Strukturveränderungen und erhöhter Schichtabtrag am Fotoresistbild zu verzeichnen
sind.
-
Neuere Techniken verwenden zur Erzeugung von Feinststrukturen Mehrlagen-Resistsysteme,
die nach dem derzeitigen Stand der Technik die höchste Wiedergabetreue und Auflösung
für Strukturen im Mikron- und Submikronbereich gewährleisten.
-
In einem Dreilagen-Resistsystem beispielsweise ist auf einer Basislackschicht,
mit der das Halbleitersubstrat überzogen ist, eine dünne sauerstoffplasma-resistente
Zwischenschicht aus anorganischem Material, überlicherweise im wesentlichen aus
SiO2 bestehend, aufgebracht. Darüber befindet sich eine dünne Fotoresistschicht.
Zur Erzeugung des Bildmusters auf der Halbleiteroberfläche wird die Fotoresistschicht
in üblicher Weise belichtet und entwickelt, wobei sich aufgrund der im Gegensatz
zur Einlagentechnik geringer dimensionierten Schichtdicke der Resistlage Dimensionsveränderungen
am Resistbild weitgehend vermeiden lassen. Die freigelegten Bereiche der anorganischen
Zwischenschicht können nun durch eine Plasmaätzprozeß in einem fluorhaltigen Medium
entfernt werden. Das Resistbild wird hierbei äußerst präzise übertragen. In einem
nachfolgenden Plasmaätz-Verfahren mit sauerstoffhaltigem Plasma wird nun die Substratoberfläche
in den Bereichen der so erzeugten "Resistfenster" mit hoher Wiedergabetreue freigelegt,
wobei gleichzeitig der verbliebene Teil der Resistbeschichtung oxidativ entfernt
wird. Nachfolgend kann dann in den freigelegten Bereichen des Halbleitersubstrates
die weitere Funktionalisierung der Schaltkreise in bekannter Weise, etwa durch Ätzen,
Dotieren, Beschichten mit Metallen, Halbleiter-oder Isolator-Materialien erfolgen.
-
Der derzeitige Stand der Technik zur Mehrlagen-Resisttechnologie ist
anschaulich und ausführlich in der europäischen Offenlegungsschrift EP 0114229 A2
und in der dort umfangreich zitierten Fach- und Patentliteratur wiedergegeben.
-
Bei der Mehrlagen-Resisttechnik kommt der anorganischen Zwischenschicht
entscheidende Bedeutung zu. Sie dient als Desaktivierungs- bzw. Schutzschicht in
dem letzten Plasmaãtzschritt, um einen Angriff des Plasmasauerstoffs auf die nicht
zu entfernenden Bereiche der Basislackschicht zu verhindern.
-
Aus diesem Grunde muß sie resistent gegen Sauerstoffplasma sein; andererseits
muß sie aber auch, um eine bildhafte Strukturierung zu ermöglichen, in einem geeigneten
anderen Ätzplasma entfernbar sein. Weiterhin muß in allen Prozeßschritten eine gute
Haftung sowohl mit der Basislackschicht als auch mit der aufliegenden Fotoresistschicht
gewährleistet sein. Von besonderer Wichtigkeit ist auch die Beständigkeit der Zwischenschicht
gegen die Naßentwickler für den Fotore-8iSt.
-
Gemäß der oben genannten europäischen Offenlegungsschrift wird die
Zwischenschicht mit Hilfe eines Plasma-Polymerisationsprozesses erzeugt, wobei dem
Plasma bestimmte Organo-Silizium-Verbindungen zugeführt werden. Hierbei bildet sich
auf der Basislackschicht eine nicht näher definierte Organo-Silikon-Polymerschicht,
die nachfolgend noch einer Temperung bei Temperaturen um 300 0C unterzogen werden
muß. Eine derartige Beschichtung ist in fluorhaltigem Plasma ätzbar. In einem Sauerstoffplasma
wirkt sie durch ein Verbrennen" des in ihr noch vorhandenen organischen Anteils
desaktivierend auf den Plasmasauerstoff und durch die dabei sich ausbildende SiO2-Schicht
schützend auf die darunter liegende Basislackschicht. Trotz der relativ guten, mit
diesem System erzielbaren Ergebnisse besitzt dieses noch einige entscheidende Nachteile.
Zum einen ist die Erzeugung der Zwischenschicht durch Plasma-Polymerisation kompliziert,
apparativ aufwendig und deshalb kostenintensiv. Zum anderen wird während der Plasmaabscheidung
des Organo-Silikon-Polymers und während der nachfolgenden Temperung die Basislackschicht
hohen
thermischen Belastungen ausgesetzt. Nicht alle als Basislacke in Betracht kommenden
Materialien überstehen Temperaturen um 300 OC oder mehr unbeschadet. Zwar werden
die Basislackbeschichtungen zur Haftungsverbesserung auf dem Substrat üblicherweise
ebenfalls einer Temperung unterzogen, die hierbei angewendeten Temperaturen übersteigen
im allgemeinen aber kaum 200 OC. Bei den während der Erzeugung der Zwischenschicht
auftretenden deutlich höheren Temperaturen kann es zum Austritt noch in der Basislackschicht
enthaltener flüchtiger Bestandteile, zu Zersetzungen oder anderen unerwünschten
Veränderungen im Basislack kommen. Hierdurch ist eine gute und gleichmäßige Haftung
der Zwischenschicht gefährdet; in ihr können feine Risse und Löcher entstehen oder
sie kann teilweise abgehoben oder gänzlich unbrauchbar werden.
-
Es sind auch andere Verfahren zur Erzeugung derartiger Schutzschichten
aus anorganischem Material bekannt, beispielsweise die Vakuum-Dampfabscheidung (Chemical
Vapour Deposition, CVD), die Abscheidung mittels Glühentladung oder Kathodenzerstäubung.
Diese Verfahren sind aber ebenfalls apparativ aufwendig und führen auch zu hohen
thermischen Belastungen der Basislackschicht.
-
Günstig, weil sehr einfach in der Durchführung, wäre ein Verfahren,
diese Schichten mit Hilfe einer Beschichtungslösung herzustellen, die in SiO2 überführbare
Organo-Silizium-Verbindungen enthält. Derartige Lösungen sind beispielsweise aus
der Beschichtungstechnologie von Gläsern bekannt. Es sind dies meist wäßrigalkoholische
Lösungen, in denen Tetraalkylorthosilikate als in SiO2 überführbare Organo-Silizium-Verbindungen
eingesetzt sind. Mit derartigen Lösungen hergestellte Beschichtungen können durch
Temperung weitgehend oder vollständig in SiO2 überführt werden. In
eigenen
Versuchen zeigte sich aber, daß die hierfür erforderlichen Temperaturen noch zu
hoch für die Anwendung in der Mehrlagen-Resisttechnologie sind. Zwar lassen sich
durch Temperung bei moderaten Temperaturen, etwa um 200 °C, auch weitgehend aus
SiO2 bestehende Schichten erhalten, diese zeigen sich aber gegenüber Entwicklerlösungen
für den Fotoresistlack nicht ausreichend beständig.
-
Der Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, Beschichtungslösungen
zur Herstellung von im wesentlichen aus SiO2 bestehenden Schichten zu entwickeln,
die sich bei für die Mehrlagen-Resisttechnik angepaßten Temperaturen tempern lassen
und die ausreichend stabil gegenüber Fotoresist-Entwicklern sind.
-
Es wurde nun gefunden, daß Beschichtungslösungen auf Basis alkoholischer
Lösungen von durch Tempern in SiO2 überführt baren Organo-Silizium-Verbindungen
in hervorragender Weise für die Herstellung von anorganischen Zwischenschichten
in der Mehrlagen-Resisttechnik geeignet sind, wenn in diesen Lösungen Mischungen,
erhältlich aus Tetraalkylorthosilikat, Vinyltrialkoxysilan bzw. Vinyltriacyloxysilan
und/ oder y-Glycidoxypropyltrialkoxysilan eingesetzt sind. Mit derartigen Lösungen
hergestellte Schichten lassen sich bei Temperaturen um 200 0C ausreichend tempern;
sie sind darüber hinaus gegenüber Fotoresistentwicklern, insbesondere gegenüber
wäßrig#alkalischen Entwicklern für Positiv-Fotoresists, bemerkenswert stabil.
-
Gegenstand der Erfindung sind somit Beschichtungslösungen auf Basis
alkoholischer Lösungen von durch Tempern in SiO2 überführbaren Organo-Silizium-Verbindungen,
enthaltend Mischungen erhältlich aus Tetraalkylorthosilikat, Vinyltrialkoxysilan
bzw. Vinyltriacyloxysilan und/oder y-Glycidoxypropyltrialkoxysilan.
-
Gegenstand der Erfindung ist außerdem die Verwendung derartiger Beschichtungslösungen
zur Herstellung von im wesentlichen aus SiO2 bestehenden Schichten.
-
Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
von im wesentlichen aus SiO2 bestehenden Schichten durch Aufbringen einer Beschichtungslösung,
enthaltend durch Tempern in SiO2 überführbare Organo-Silizium-Verbindungen, auf
eine Substratoberfläche und anschließendes Tempern, wobei Beschichtungslösungen
gemäß der Erfindung eingesetzt werden.
-
Insbesondere ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Beschichtung
von Halbleitersubstrat-Oberflächen mit einem fotostrukturierbaren Mehrlagen-Resistsystem
durch Aufbringen einer Basislackschicht, Erzeugen einer im wesentlichen aus SiO2
bestehenden, sauerstoffplasmaresistenten Zwischenschicht auf der Basislackschicht
durch Beschichten mit einer Beschichtungslösung, enthaltend durch Tempern in SiO2
überführbare Organo-Silizium-Verbindungen, und anschließendes Tempern sowie darauffolgendes
Aufbringen einer Fotolackschicht, wobei Beschichtungslösungen gemäß der Erfindung
eingesetzt werden.
-
Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus ein Verfahren zur Strukturierung
von Halbleiter-Materialien mit Hilfe eines fotostrukturierbaren Mehrlagen-Resistsystems,
bestehend aus einer Basislackschicht, einer im wesentlichen aus SiO2 bestehenden,
sauerstoffplasmaresistenten Zwischenschicht und einer Fotolackschicht, durch bildmäßiges
Belichten und Entwickeln der Fotolackschicht, Entfernen der freigelegten Bereiche
der SiO2-Zwischenschicht durch Plasmaätzen mit einem fluorhaltigen Plasma sowie
Entfernen der dadurch freigelegten Bereiche der Basislackschicht durch Plasma-
ätzen
mit einem Sauerstoffplasma, wobei die Zwischenschicht des Mehrlagen-Resistsystems
durch Beschichten mit einer erfindungsgemäßen Beschichtungslösung hergestellt wird.
-
Die Alkyl-, Alkoxy- bzw. Acyloxy-Gruppen in den Einzelkomponenten
der Mischungen von Organo-Silizium-Verbindungen, die in den erfindungsgemäßen Beschichtungslösungen
eingesetzt sind, können jeweils gleich oder verschieden sein und 1 bis 5 C-Atome
aufweisen. Möglich sind alle entsprechenden gerad- oder verzweigtkettigen Reste.
Zweckmäßigerweise sind in den Einzelkomponenten Tetraalkylorthosilikat, Vinyltrialkoxysilan
bzw. Vinyltriacyloxysilan und y-Glycidoxypropyltrialkoxysilan die jeweiligen Reste
gleich. Besonders bevorzugt, insbesondere aus Gründen der günstigen Verfügbarkeit,
sind bei den Tetraalkylorthosilikaten die Verbindungen, in denen Alkyl Methyl, Ethyl,
n- oder i-Propyl bedeutet. Entsprechendes gilt für die Vinyltrialkoxysilane und
die y-Glycidoxypropyltrialkoxysilane, in denen sich die Alkoxygruppen bevorzugt
von den vorgenannten Alkylgruppen ableiten. In den Vinyltricarboxysilanen bedeutet
Acyloxy vorzugsweise Acetoxy oder Propionyloxy. Besonders bevorzugte Komponenten
sind Tetramethylorthosilikat, Tetraethylorthosilikat, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan,
y-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und y-Glycidoxypropyltriethoxysilan.
-
Alle derartigen Verbindungen sind kommerziell verfügbar oder leicht
nach Standardmethoden herzustellen.
-
Die in den erfindungsgemäßen Beschichtungslösungen einzusetzenden
Mischungen können binäre Mischungen aus Tetralkylorthosilikat und Vinyltrialkoxysilan
bzw. Vinyltriacyloxysilan oder aus Tetraalkylorthosilikat und y-Glycidoxypropyltrialkoxysilan
sein. Es können
gleichermaßen aber auch ternäre Gemische aus Tetraalkylorthosilikat,
Vinyltrialkoxysilan bzw. Vinyltriacyloxysilan und y-Glycidoxypropyltrialkoxysilan
gewählt werden. Im Falle der binären Mischungen liegen Tetraalkylorthosilikat und
Vinyltrialkoxysilan bzw. Vinyltriacyloxysilan oder Tetraalkylorthosilikat und y-Glycidoxypropyltrialkoxysilan
in einem Molverhältnis von 1 : 0,2 - 10, vorzugsweise 1 : 1 - 5 vor. In den ternären
Gemischen können Tetraalkylorthosilikat, Vinyltrialkoxysilan bzw. Vinyltriacyl -oxysilan
und y-Glycidoxypropyltrialkoxysilan in einem Molverhältnis von 1 : 0,2 - 5 : 0,2
- 5 eingesetzt sein.
-
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Beschichungslösungen werden
die entsprechenden Organo-Silizium-Verbindungen mit alkoholischen Lösungsmitteln
gemischt bzw. in diesen gelöst. Als alkoholische Lösungsmittel kommen vornehmlich
niedere aliphatische Alkohole in Betracht, die einzeln oder im Gemisch vorliegen
können. Vornehmlich können dies sein: Methanol, Ethanol, n- oder i-Propanol und
n-Butanol. Zweckmäßig erweisen sich Lösungsmittelgemische von Methanol oder Ethanol
mit n- bzw. i-Propanol oder n-Butanol. Bevorzugt sind Lösungsmittelgemische aus
Ethanol und n-Butanol. Weiterhin können die erfindungsgemäßen Beschichtungslösungen
untergeordnete Mengen an Wasser enthalten. Der Gehalt an Wasser bewegt sich dann
im allgemeinen im Bereich von 1 bis 10 Gew.%, vorzugsweise um 5 Gew.%, bezogen auf
die Gesamtmenge der einsatzbereiten Beschichtungslösung.
-
Die Organo-Silizium-Verbindungen werden in den Beschichtungslösungen
in einem Gesamtgehalt, bezogen auf die fertige Lösung, von 0,01 bis 1 mol/1, vorzugsweise
von 0,05 bis 0,2 mol/l, eingesetzt.
-
In den erfindungsgemäßen Beschichtungslösungen können die Organo-Silizium-Verbindungen
als solche, wie eingesetzt vorliegen. Günstig ist es jedoch, die Organo-Silizium-Verbindungen
während der Herstellung der Beschichtungslösungen einer mehr oder weniger vollständigen
Hydrolyse zu unterwerfen. Dies läßt sich durch einen Zusatz katalytischer Mengen
an Mineralsäure, vorzugsweise Salpetersäure, und zweckmäßigerweise Erwärmen der
Beschichtungslösung nach Mischen aller Komponenten erreichen. Als katalytische Menge
an Säure ist ein Gehalt von 0,01 bis 0,1 Gew.% an reiner bzw. konzentrierter Säure,
bezogen auf die Gesamtmenge der Beschichtungslösung ausreichend.
-
Durch diese Verfahrensweise werden von den eingesetzten Organo-Silizium-Verbindungen
in erster Linie die über Sauerstoff am Silizium gebundenen organischen Reste hydrolytisch
abgespalten. Es resultiert ein mehr oder weniger organisch modifiziertes Kieselsäuresol,
in dem der verbliebene organische Anteil vornehmlich von den Vinyl- und/oder y-Glycidoxypropyl-Gruppen
der eingesetzten Organo-Silizium-Verbindungen herrührt. Es wird angenommen, daß
durch den Gehalt an derartig modifiziertem Kieselsäuresol die besonders günstigen
Eigenschaften der erfindungsgemäßen Beschichtungslösungen bei der Anwendung in der
Mehrlagen-Resisttechnik bedingt sind.
-
Hierbei kommt offenbar dem durch die eingesetzten Mischungen an Organo-Silizium-Verbindungen
gezielt vorgegebenen Anteil an Vinyl- und/oder Glycidoxypropyl-Gruppen entscheidende
Bedeutung zu.
-
Die erfindungsgemäßen Beschichtungslösungen können überall dort eingesetzt
werden, wo Beschichtungen, die vollständig oder im wesentlichen aus SiO2 bestehen
sollen, herzustellen sind. Besondere Vorteile haben diese Lösungen dort, wo möglichst
niedrige Temperungs-Temperaturen
zur Herstellung der SiO2-haltigen
Schichten erwünscht oder zwingend notwendig sind.
-
Zur Herstellung derartiger Schichten werden die Beschichtungslösungen
nach gängigen Beschichtungstechniken auf das jeweilige Substrat aufgebracht. Gegebenenfalls
kann die Konzentration der Lösung vorher durch weitere Verdünnung oder Aufkonzentrierung
dem jeweiligen Zweck angepaßt werden. Die nach Ablüften des Lösungsrnittels bzw.
Trocknen, gegebenenfalls unterstützt durch Erwärmen, erhaltene Schicht kann nun
bei Temperaturen zwischen 150 und 250 OC, vorzugsweise um 200 OC, im Bedarfsfall
aber auch bei höherer Temperatur, dem Temperungsprozeß unterzogen werden.
-
Dieser ist im allgemeinen innerhalb weniger Minuten, typisch zwischen
2 und 5 Minuten, abgeschlossen. Es zeigt sich, daß sich mit den erfindungsgemäßen
Beschichtungslösungen schon durch Temperung bei Temperaturen zwisc1 180 und 200
QC Schichten, die im wesentlichen aus sio2 bestehen, erhalten lassen. Diese zeigen
glatte, geschlossene Oberflächen, gleichmäßige Schichtdicke ohne Vertiefungen oder
Öffnungen.
-
Aufgrund dieser günstigen Eigenschaften sind die erfindungsgemäßen
Beschichtungslösungen besonders geeignet für die Herstellung von im wesentlichen
aus SiO2 bestehenden, sauerstoffplasmaresistenten Zwischenschichten in der Mehrlagen-Resisttechnik
bei der fotolithographischen Erzeugung von Fein- und Feinststrukturen auf Halbleitermaterialien.
-
In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Beschichtung und Strukturierung
von Halbleiter-Substratoberflächen mit Hilfe eines Mehrlagen-Resistsystemß wird
zunächst das Substrat nach gängigen Beschichtungsverfahren mit einer Basislackschicht
überzogen. Die Schichtdicke kann etwa
im Bereich von 1 bis 20 pm
gewählt werden. Zweckmäßig erweisen sich Schichtdicken zwischen 1 und 3 pin. Als
Basislack sind im Prinzip alle in der Resist- und Halbleitertechnologie gängigen
Lacksysteme geeignet. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann als
Basislack eine Positiv-Fotoresistzusammensetzung verwendet werden, wie sie auch
als oberste fotostrukturierbare Fotoresistschicht noch Verwendung findet. Nach dem
üblichen Temperschritt bei Temperaturen um 200 0C zur Härtung und Haftungsverbesserung
erfolgt der Auftrag der erfindungsgemäßen Beschichtungslösung, zweckmäßigerweise
nach dem Schleuderbeschichtungsverfahren. Der Schichtauftrag erfolgt in der Weise,
daß eine Schichtdicke zwischen 50 und 300 nm erhalten wird. Als für den vorgesehenen
Zweck besonders günstig erweisen sich Schichtdicken zwischen 100 und 250 nm. Dem
Fachmann sind die entsprechenden Beschichtungstechniken sowie die Verfahrensparameter,
die für die gewünschten Schichtdicken einzustellen sind, geläufig. Anschließend
erfolgt die Temperung bei den oben angegebenen Bedingungen. Danach wird die eigentliche
fotostrukturierbare Resistschicht aufgebracht. Prinzipiell können hierfür alle gängigen
Positiv- oder auch Negativ-Fotoresistformulierungen eingesetzt werden. Bevorzugt
sind Positiv-Fotoresist-Zusammensetzungen, insbesondere solche vom o-Chinondiazid/Novolakharz-Typ.
Um eine möglichst hohe Wiedergabetreue und Auflösung zu ermögliche, sollte der Auftrag
des Fotoresistmaterials in möglichst geringer Schichtdicke erfolgen. Als günstig
erweisen sich Schichtdicken zwischen 0,3 und 1 pm, insbesondere um 0,5 pm. Vor dem
eigentlichen Fotostrukturierungsprozeß kann die Fotoresistschicht ebenfalls einer
üblichen Temperung unterzogen werden.
-
Die Erzeugung von Fotoreæist-Reliefstrukturen auf dem Halbleitersubstrat
mit Hilfe eines derartigen Mehrlagen-Resistsystems erfolgt in an sich bekannter
Weise. Die oberste Resistschicht wird bildhaft belichtet; im Falle eines Positiv-Fotoresistmaterials
werden anschließend die belichteten Bildbereiche der Resistschicht durch Entwickeln
mit einer gängigen wäßrig-alkalischen Entwicklerlösung entfernt. Es können hierbei
sowohl Alkalimetallionen-haltige als auch Alkalimetallionen-freie Entwickler eingesetzt
werden. Es zeigt sich, daß die hierdurch freigelegten Zwischenschichtbereiche, die
mit den erfindungsgemäßen Beschichtungslösungen hergestellt wurden, den Entwicklungsvorgang
praktisch unbeschadet überstehen. Durch Plasmaätzen mit fluorhaltigem Plasma - dem
Fachmann sind die hierbei einzusetzenden Apparaturen und die anzuwendenden Verfahrungsbedingungen
bekannt - wird unter den "Resistfenstern die Zwischenschicht entfernt und durch
einen weiteren Plasmaätzschritt in einem Sauerstoffplasma die freigelegten Basislackbereiche
bis zur Substratoberfläche entfernt. Hierbei schützt die in den vorangegangenen
Verfahrensschritten erhaltene Maske der Zwischenschicht den darunterliegenden Basislack
wirksam vor einem Angriff durch den Plasmasauerstoff.
-
Mit einem derartigen Mehrlagen-Resistsystem können somit auf Halbleitersubstrate
Fein- und Feinststrukturen mit höchster Präzision übertragen werden. Die erfindungsgemäßen
Beschichtungslösungen dienen hierin als hervorragendes Hilfsmittel zur besonders
einfachen Herstellung stabiler und hochwirksamer sauerstoffplasmaresistenter Zwischenschichten.
-
Beispiele Herstellung von Beschichtungslösungen 1. Beschichtungslösung
aus 627 g Ethanol 100 g n-Butanol 83 g Tetraethylorthosilikat 143 g Vinyltriethoxysilan
47 g Salpetersäure (1 %ig) 2. Beschichtungslösung aus 566 g Ethanol 100 g n-Butanol
40 g Tetraethylorthosilikat 244 g #-G1ycidoxypropyltripropoxysilan 50 g Salpetersäure
(1 %ig) 3. Beschichtungslösung aus 400 g Methanol 266 g n-Propanol 40 g Tetraethylorthosilikat
244 g # -Glycidoxypropyltripropoxysilan 50 g Salpetersäure (1 %ig) 4. Beschichtungslösung
aus 627 g Ethanol 100 g n-Butanol 83 g Tetrapropylorthosilikat 143 g Vinyltriethoxysilan
47 g Salpetersäure (1 %ig)
5. Beschichtungslösung aus 627 g Ethanol
100 g n-Butanol 83 g Tetraethylorthosilikat 143 g Vinyltriacetoxysilan 47 g Salpetersäure
(1 %ig) Die Komponenten der jeweiligen Beschichtungslösungen werden zusammengebracht
und die erhaltenen Mischungen 8 Stunden lang auf Rückflußtemperatur erhitzt. Nach
Abkühlen und Feinfiltration sind die Beschichtungslösungen gebrauchsfertig.