DE4226464A1

DE4226464A1 - Positivresist

Info

Publication number: DE4226464A1
Application number: DE19924226464
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl Chem Dr Leuschner; Albert Dipl Chem Hammerschmidt; Eberhard Kuehn; Recai Dipl Chem Dr Sezi; Michael Dipl Chem Dr Sebald
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Qimonda AG
Priority date: 1992-08-10
Filing date: 1992-08-10
Publication date: 1994-02-17
Anticipated expiration: 2012-08-11
Also published as: DE4226464B4

Description

Die Erfindung betrifft einen trockenentwickelbaren Posi tivresist.

Bei der Strukturierung von Photoresists auf photolitho graphischem Weg bestimmen - neben technologischen und re sistspezifischen Parametern - auch einige Eigenschaften der zur Belichtung verwendeten Stepper (Step & Repeat- Kameras) die erreichbare minimale Strukturgröße CD (Cri tical Dimension) sowie die Tiefenschärfe DOF (Depth of Focus). Die stepperspezifischen Einflußgrößen Belichtungs wellenlänge L und numerische Apertur NA (der Stepperlinse) stehen mit CD und DOF in folgendem Zusammenhang:

CD = k₁ (L/NA) und DOF = ± k₂ (L/NA²);

k₁ und k₂ stellen dabei verfahrens- bzw. anlagespezifische Faktoren dar.

Den Anforderungen der Photolithographie genügten bei spielsweise lange Zeit naßentwickelbare Einlagenresists, insbesondere solche, welche aus Novolakharzen (als Basis polymer) und Chinondiaziden (als photoaktive Komponente) bestehen. Die zukünftigen Anforderungen, wie die Struk turierung mit Excimerlasersteppern im DUV-Bereich (Deep UV) zur Erzeugung von Reliefstrukturen unterhalb 0,5 µm mit senkrechten Flanken bei hoher Resistdicke, können der artige Resistsysteme aber kaum mehr oder gar nicht erfül len; dies gilt insbesondere bei stufigen Substrattopogra phien und bei hochreflektierendem Untergrund. Da zur Er zeugung sehr kleiner Strukturen kürzere Belichtungswellen längen und hohe numerische Aperturen benötigt werden, ge rade dies aber den Bereich der Tiefenschärfe sehr ver kleinert, ist es bei naßentwickelbaren Einlagenresists sehr schwierig, bei relativ dicken Resistschichten und un vermeidbaren Schichtdickenschwankungen über Substratstufen eine hohe Auflösung zu erzielen. Darüber hinaus sind Sy steme der genannten Art für den Einsatz als DUV-Resist (Belichtung beispielsweise bei 248 nm) ungeeignet, insbe sondere wegen der hohen Eigenabsorption von Novolaken.

Um die mit der Verwendung von naßentwickelbaren positiv arbeitenden Einlagenresists verbundenen Probleme zu besei tigen, wurden trockenentwickelbare Einlagenresists ent wickelt, die allerdings komplexer sind. Bei diesen Einla genresists wird nur ein dünner oberflächennaher Bereich der Schicht belichtet und behandelt, d. h. durch Behandlung mit einem Agens chemisch verändert (Einbau von silicium- oder metallorganischen Verbindungen in die belichteten bzw. unbelichteten Bereiche, je nach Polarität des Prozes ses). Das dabei erzeugte latente Bild wird anschließend - durch reaktives Ionenätzen im Sauerstoffplasma (O₂/RIE) - in die gesamte Schicht übertragen.

Trockenentwickelbare Einlagenresistsysteme besitzen die Vorteile von sogenannten Zweilagen-O₂/RIE-Systemen bei gleichzeitig geringerer Komplexität (siehe dazu EP-OS 0 395 917). Bei diesen Systemen läuft der Prozeß im all gemeinen folgendermaßen ab. Der Resist wird auf ein Sub strat (Wafer) aufgebracht und durch Belichten der Ober fläche in der Resistschicht ein latentes Bild erzeugt. Dann wird der Resist mit einem silicium- oder metallorga nischen Reagenz behandelt, wobei eine selektive Silylie rung bzw. Metallisierung entweder der belichteten oder der unbelichteten Bereiche erfolgt. Durch Ätzen (RIE) im Sauerstoffplasma erfolgt anschließend eine Trockenent wicklung der nicht-silylierten bzw. nicht-metallisierten Bereiche. Bei den bislang beschriebenen trockenentwickel baren Einlagenresistsystemen ist von Nachteil, daß sie negativ arbeiten, was bei bestimmten Maskenebenen, wie Kontaktlöcher, höhere Defektdichten mit sich bringt, oder daß zur Silylierung bzw. Metallisierung feuchteempfind liche Reagenzien verwendet werden müssen, für deren Hand habung spezielle Apparaturen erforderlich sind (siehe da zu: "Proc. SPIE", Vol. 811 (1987), Seiten 55 bis 61 und Seiten 62 bis 68).

Aus der EP-OS 0 394 740 und der EP-OS 0 453 610 sind nega tiv arbeitende trockenentwickelbare Einlagenresistsysteme bekannt, welche - im Gegensatz zu vielen anderen ver gleichbaren Systemen - eine einfache Handhabung erlauben, und zwar mit vorhandenen üblichen Apparaturen (Sprüh- oder Puddle-Entwicklungsgeräte), eine hohe Selektivität im Sau erstoffplasma aufweisen und zu hochaufgelösten Strukturen mit steilen Flanken führen. Eine Besonderheit dieser Sy steme ist, daß die Silylierung aus wäßriger oder Wasser enthaltender nicht-toxischer Phase unter Normalbedingungen (Raumtemperatur, Normaldruck) durchgeführt wird. Die be kannten Systeme bestehen aus einem anhydridhaltigen Basis polymer und einer photoaktiven Komponente auf Diazoketon- Basis bzw. aus einem Anhydridgruppen und blockierte Imid- oder phenolische Hydroxylgruppen enthaltenden Basispolymer und einer photoaktiven Komponente in Form einer bei Be lichtung eine starke Säure bildenden Verbindung.

Bekannt sind auch positiv arbeitende Varianten der ge nannten Systeme (siehe dazu EP-OS 0 451 311 und EP-OS 0 453 610). Bei diesen Systemen werden nach der struk turierenden Belichtung die belichteten Bereiche mit einem multifunktionellen siliciumfreien Amin behandelt, um eine Vernetzung zu erzielen, die eine nachfolgende Silylierung verhindern soll. Durch eine Flutbelichtung können dann die ursprünglich unbelichteten Bereiche für die Silylierung aktiviert werden. Derartige Systeme benötigen jedoch zwei verschiedene Behandlungsreagenzien und sind damit ver gleichbar komplex wie Zweilagensysteme (EP-OS 0 395 917), bei denen die belichteten Bereiche durch einen alkalischen Entwickler entfernt und die verbleibenden Strukturen dann silyliert werden.

Zur Lösung des Problems der Erzeugung von positiven Re siststrukturen im Halbmikrometerbereich mittels trocken entwickelbarer Einlagenresists sind bislang verschiedene Resists und Prozeßtechniken bekannt geworden:

- Ein aus einem Novolak und einer photoaktiven Komponente bestehender Resist wird - nach der Belichtung - bei 65°C mit einer Lösung von Hexamethylcyclotrisilazan in o-Xylol behandelt und anschließend trocken entwickelt; dabei ist eine Strukturierung sowohl als Negativ- als auch als Positivresist möglich (EP-OS 0 204 253).
- Bei einem Resist auf Acrylatbasis ergibt sich nach der Belichtung mittels Elektronenstrahlen, Behandlung mit Diboran (B₂H₆) bei 40°C und Trockenentwicklung eine Auf lösung von 0,5 µm (Resistrestdicke: 0,18 µm); ähnliche Resultate werden mit einem kommerziell erhältlichen Re sist und Siliciumtetrachlorid (SiCl₄) als Behandlungs reagenz erhalten. Dabei ist - je nach Prozeßführung - die Erzeugung von positiven oder negativen Strukturen möglich (EP-OS 0 136 130).
- Durch Behandlung von belichteten Resists mit Isocyanaten und siliciumhaltigen Reagenzien und nachfolgende Trocken entwicklung werden - bei geeigneter Prozeßführung - positive Bilder erhalten (EP-OS 0 229 917 und EP-OS 0 251 241).
- Die Silylierung von Resists mit siliciumhaltigen Rea genzien, wie Hexamethyldisilazan, aus der Gasphase er möglicht die Erzeugung positiver Resistbilder (EP-OS 0 248 779 sowie "Proc. SPIE", Vol. 1086 (1989), Seiten 220 bis 228, "Microelectr. Eng.", Vol. 9 (1989), Seiten 561 bis 566, und "J. Vac. Sci. Technol. B", Vol. 7 (1989), Seiten 1782 bis 1786).

Bei den vorstehend genannten Systemen ergeben sich jedoch folgende Nachteile:

- Verwendung von korrosiven oder giftigen, feuchteempfind lichen Gasen bzw. Flüssigkeiten;
- Bedarf an speziellen evakuierbaren Apparaturen;
- Behandlung bei erhöhter Temperatur;
- lange Prozeßzeiten.

Aus der EP-OS 0 492 256 ist ein - von der Prozeßfolge her gesehen - sehr einfaches positiv arbeitendes trockenent wickelbares Einlagenresistsystem bekannt, bei dem die Si lylierung aus einem unpolaren Medium erfolgt; im allge meinen dient Xylol als Lösungsmittel. Dies hat jedoch den Nachteil, daß - aufgrund mangelnder Absaugmöglichkeiten - der Silylierungsprozeß nicht in üblichen Puddle-Entwick lungsanlagen durchgeführt werden kann und deshalb Spezial geräte erforderlich sind. Außerdem wird hierbei ein soge nanntes "Chemical amplification"-System vorausgesetzt, bei welchem sich die Polarität des Basispolymers stark ändert. Solche Systeme zeigen mitunter starke Standzeiteffekte, d. h. die benötigte Belichtungsdosis hängt stark von der Standzeit zwischen der Belichtung der Wafer und der nach folgenden Temperaturbehandlung (post-exposure bake) ab, sofern keine speziellen und aufwendigen Vorkehrungen zur Filterung der Raumluft mit Aktivkohle getroffen werden. Dies bedeutet, daß ein derartiges System zwar einfach im Ablauf ist, aber nicht in normalen Linien prozessiert werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein trockenentwickelbares Resistsystem bereitzustellen, das Prozessierungsvorteile wie wäßrig-alkoholisches Silylierungsmedium, Silylierung bei Raumtemperatur und normaler Luftfeuchte und hohe Ätz stabilität der silylierten Resistbereiche aufweist, jedoch positiv arbeitet, und das einfach zu handhaben ist, d. h. bei dem lediglich ein einziger chemischer Behandlungs schritt erforderlich ist.

Dies wird erfindungsgemäß durch einen Positivresist er reicht, der folgende Komponenten enthält:

(1) ein Basispolymer mit chemisch reaktiven Carbonsäure anhydridgruppen,
(2) eine photoaktive Komponente in Form einer Verbindung mit niedrigem pK_s-Wert, aus der bei Belichtung eine Base entsteht,
(3) eine decarboxylierbare Carbonsäure oder eine Verbin dung, aus der photochemisch oder thermisch eine de carboxylierbare Carbonsäure entsteht, und
(4) ein geeignetes Lösungsmittel.

Der Positivresist nach der Erfindung enthält eine Carbon säure oder eine Verbindung, aus der eine Carbonsäure ge bildet wird; hierbei liegt dann - als Komponente (3) - eine latente Carbonsäure vor. Erfindungsgemäß kann der Positivresist - alternativ - aber auch eine Verbindung aufweisen, die thermisch eine Sulfonsäure bildet, d. h. die Komponente (3) ist eine latente Sulfonsäure. In diesem Fall ist die Komponente (1) dann ein Basispolymer mit che misch reaktiven Carbonsäureanhydridgruppen und blockierten sauren Gruppen; die blockierten sauren Gruppen sind vor zugsweise tert.-Butylester-, tert.-Butoxycarbonylpheno1 oder tert.-Butoxycarbonylimidgruppen. Während der Anteil der Carbonsäure bzw. latenten Carbonsäure im allgemeinen etwa 5 bis 40 Masse-% beträgt, bezogen auf den Feststoff gehalt (des Resists), ist die latente Sulfonsäure im all gemeinen in geringen Mengen vorhanden, d. h. ihr Anteil be trägt < 5 Masse-%.

Der erfindungsgemäße Positivresist kommt mit einem einzi gen chemischen Behandlungsschritt aus und ist deshalb ein facher zu handhaben als bekannte Systeme (EP-OS 0 451 311 bzw. EP-OS 0 453 610). Ebenso wie bekannte Systeme (EP-OS 0 394 740 bzw. EP-OS 0 453 610) verfügt dieser Resist im Basispolymer über chemisch reaktive, aber dennoch lager stabile Carbonsäureanhydridgruppen. Als photoaktive Kom ponente (PAC) dient jedoch eine Photobase, d. h. eine Ver bindung, die selbst nicht oder nur sehr schwach basisch ist (pK₅-Wert < 6), bei Belichtung aber eine Base bildet. Da für die Silylierung der Anhydridgruppen, die im allge meinen mit einem aminhaltigen Reagenz erfolgt, vorzugswei se mit einem Diaminosiloxan, eine Säure als Katalysator benötigt wird, verfügt der Resist zusätzlich noch über eine decarboxylierbare Carbonsäure (Fall A) bzw. eine la tente decarboxylierbare Carbonsäure, die auf photochemi schem Weg (Fall B) oder thermischem Weg (Fall C) gebildet wird, oder über eine latente Sulfonsäure (Fall D).

Bei der Belichtung des Resists wird aus der PAC eine Base gebildet, die - nach einem Heizschritt - entweder die De carboxylierung der Carbonsäure einleitet und so die Säure funktionalität abbaut (Fälle A bis C, wobei die Carbon säure permanent vorhanden ist (A) oder bei der Belichtung (B) bzw. beim Heizschritt (C) gebildet wird) oder die - durch Sulfonsäure katalysierte - Deblockierungsreaktion der sauren Basispolymergruppen durch Neutralisation der beim Heizschritt gebildeten Sulfonsäure verhindert (Fall D). Dadurch wird erreicht, daß bei der strukturierenden Belichtung entweder eine vorhandene bzw. erst erzeugte Säure, welche die Silylierungsreaktion katalysieren kann, abgebaut oder deren Bildung verhindert wird. Für den Fall B, wo die für die Silylierung nötigen Säuregruppen erst durch die Belichtung erzeugt werden, ist nach dem auf die strukturierende Belichtung folgenden Heizschritt noch eine Flutbelichtung erforderlich, um die Säuregruppen in den zuerst unbelichteten Bereichen zu erzeugen. Die bei der Flutbelichtung ebenfalls erzeugte Base hat keinen Einfluß auf das Silylierungsvermögen.

Durch die basenbildende PAC, die permanenten bzw. latenten Säuregruppen und die Prozeßführung wird eine Bildumkehr erreicht, die aus dem ursprünglich negativ arbeitenden System einen positiv arbeitenden trockenentwickelbaren Einlagenresist macht. Als zusätzliche Prozeßschritte kom men lediglich ein Heizschritt und im Fall B eine Flutbe lichtung hinzu, um die Bildumkehr zu erreichen.

Das neue System ist deutlich empfindlicher als das aus der EP-OS 0 394 740 bekannte. Dies ist vermutlich darauf zu rückzuführen, daß bei der strukturierenden Erstbelichtung nur eine sehr dünne Schicht wirklich belichtet werden muß, um eine Blockierung für die nachfolgende Silylierung zu erreichen. Bei der im Fall B erforderlichen Flutbelichtung kann dann eine genügend hohe Dosis gewählt werden, um eine ausreichend schnelle Silylierung zu erzielen. Der Prozeß ablauf beim Einsatz des erfindungsgemäßen Positivresists läßt sich folgendermaßen zusammenfassen:

(a) Belacken eines Substrats mit dem Resist und Trocknen
(b) Belichten über eine Maske
(c) Aufheizen auf eine Temperatur zwischen 70 und 160°C, wobei im Fall B zusätzlich eine Flutbelichtung er folgt,
(d) Silylieren
(e) Trockenentwickeln.

Als Basispolymer dient im erfindungsgemäßen Positivresist - in den Fällen A bis C - vorzugsweise ein Styrol/Malein säureanhydrid-Copolymer. Es können beispielsweise aber auch Copolymere eingesetzt werden, bei denen die Anhydrid komponente Crotonsäure- oder Itaconsäureanhydrid ist und/ oder das Comonomer Stilben oder Vinylnaphthalin. Im Fall D ist das Basispolymer vorzugsweise ein Zimtsäure-tert.- butylester/Maleinsäureanhydrid-Copolymer, das im übrigen auch in den Fällen A bis C verwendet werden kann. Es kön nen beispielsweise aber auch Copolymere eingesetzt werden, bei denen die Anhydridkomponente Itaconsäureanhydrid ist und/oder das Comonomer Acrylsäure-, Methacrylsäure- oder Vinylbenzoesäure-tert.-butylester. Derartige Mischpolymere sind beispielsweise aus der EP-OS 0 492 255 bekannt. Im übrigen können die beiden Gruppen, d. h. die Anhydridgrup pen und die blockierten sauren Gruppen, auch getrennt vor liegen, d. h. es können Gemische von entsprechenden Polyme ren zum Einsatz gelangen.

Beim erfindungsgemäßen Positivresist beträgt der Anteil der photoaktiven Komponente vorzugsweise 0,1 bis 20 Mas se-%, bezogen auf den Feststoffgehalt. Als photoaktive Komponente, d. h. Photobase, kommen insbesondere folgende Verbindungen in Frage:
o-Nitrobenzylcarbamate, wie

R = H, Alkyl, Cycloalkyl oder Aryl;

1,2,6-Trialkyl-4-(2′-nitrophenyl)-1,4-dihydropyridin-3,5- dicarbonsäureester, wie

R¹ = Alkyl,
R² = Alkyl oder Aryl;

Dipyridylketone, wie

R³ = Alkyl;

Arylazide, wie

mit n = 1 oder 2,

Während für die Fälle A bis C sämtliche dieser photoakti ven Komponenten in Frage kommen, werden im Fall D (Sulfon säure) nur o-Nitrobenzylcarbamate eingesetzt.

Als decarboxylierbare Carbonsäure bzw. latente decarboxy lierbare Carbonsäure dienen insbesondere folgende Verbin dungen:

Fall A: Indencarbonsäuren, wie

R⁵ = Alkyl;

β-Ketocarbonsäuren, wie

R⁶ = Aryl;

Zimtsäuren, wie

R⁷ = Alkyl oder Alkoxy;

Fall B: Diazonaphthochinone, wie

R⁸ = SO₃-Aryl;

Diazodiketone, wie

R⁹ = Alkyl, Alkoxy oder Aryl;

Fall C: Dioxofurane, wie

R¹⁰ und R¹¹ = Alkyl oder Aryl.

Die latente Sulfonsäure (Fall D) ist insbesondere ein o-Nitrobenzyltosylat, wie

R¹² = H oder NO₂.

Als Lösungsmittel dienen beim erfindungsgemäßen Positiv resist an sich bekannte Resistlösungsmittel. Vorzugsweise ist das Lösungsmittel Cyclohexanon oder 1-Methoxypropyl acetat. Daneben kann beispielsweise auch Diethylenglykol dimethylether zum Einsatz gelangen.

Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung noch näher erläutert werden. Dabei finden folgende Ausgangs materialien bzw. Reagenzien Verwendung (MT = Masseteile):

- Basispolymer (1):
Copolymer aus Styrol und Maleinsäureanhydrid (M_n = 2500), hergestellt durch radikalische Polymerisation der beiden Monomere mit Azoisobuttersäurenitril als Initia tor und n-Butylmercaptan als Regler.
- Basispolymer (2):
Copolymer aus Zimtsäure-tert.-butylester und Maleinsäu reanhydrid (M_n = 2500), hergestellt durch radikalische Polymerisation der beiden Monomere mit Azoisobuttersäu renitril als Initiator.
- Photoaktive Komponente (1):
1,2,6-Trimethyl-4-(2′-nitropheny1)-3,5-bis(ethoxycarbo nyl)-1,2-dihydropyridin, hergestellt analog der Vor schrift in DE-PS 19 23 990.
- Photoaktive Komponente (2):
Di-2-pyridylketon.
- Photoaktive Komponente (3):
o-Nitrobenzyl-N-cyclohexylcarbamat.
- Silylierungslösung:
Wäßrig-alkoholische Lösung, bestehend aus 4 MT oligo merem Diaminosiloxan, 82,3 MT Isopropanol und 13,7 MT Wasser.

Beispiel 1 (Fall A)

Auf einen Siliciumwafer wird - nach Druckfiltration über ein 0,2 µm-Filter - eine Resistlösung aufgeschleudert, die aus 1,1 MT Basispolymer (1), 0,3 MT 3-Methyl-inden-2-car bonsäure, 0,2 MT photoaktive Komponente (1) und 15 MT Cyclohexanon besteht. Nach dem Trocknen bei 90°C/80 s auf einem Hotplate wird eine Schichtdicke von 1 µm erhalten. Die Resistschicht wird durch eine Maske, welche bis zu 0,5 um kleine Strukturen aufweist, mit 135 mJ/cm² (OAI- Sonde 365 nm) mit Licht von 365 nm (Interferenzfilter UV- PAL, Fa. Schott) im Vakuumkontaktmodus (MA 56 M, Fa. Süss, mit 350 W Hg-Lampe) belichtet. Danach wird der Wafer auf dem Hotplate auf 140°C/120 s aufgeheizt. Zur Fixierung des latenten Bildes wird der Wafer bei Raumtemperatur (21°C) in einer Petrischale 90 s mit der Silylierungslösung be handelt und anschließend 30 s mit Isopropanol gespült. In einem Plasmareaktor (MIE 720, Fa. MRC) wird der Wafer trocken entwickelt (zunächst 10 s bei 0,5 kW RF-Leistung, 80 sccm O₂-Fluß und 10 sccm CF₄-Fluß, danach 185 s bei 1 kW RF-Leistung und 30 sccm O₂-Fluß). Es werden 0,5 µm breite und 1 µm hohe Strukturen mit senkrechten Flanken erhalten, bei denen das Steg/Graben-Verhältnis 1 : 1 be trägt.

Beispiel 2 (Fall B)

Auf einen Siliciumwafer wird - nach Druckfiltration über ein 0,2 µm-Filter - eine Resistlösung aufgeschleudert, die aus 1,1 MT Basispolymer (1), 0,7 MT des Diazonaphthochinon- 4-sulfonsäureesters von Bisphenol A, 0,2 MT photoaktive Komponente (1), 10 MT 1-Methoxypropylacetat und 2 MT Cumol besteht. Nach dem Trocknen bei 90°C/80 s auf einem Hot plate wird eine Schichtdicke von 2 µm erhalten. Die Re sistschicht wird durch eine Maske, welche bis zu 0,5 µm kleine Strukturen aufweist, mit 22 mJ/cm² (OAI-Sonde 260 nm) mit Licht von 250 nm (Interferenzfilter UV-M-AL, Fa. Schott) im Vakuumkontaktmodus (MJB 3, Fa. Süss, mit 590 W Hg/Xe-Lampe) belichtet. Danach wird der Wafer auf dem Hotplate auf 110°C/120 s aufgeheizt und mit Licht aus dem nahen UV-Bereich (MA 56 M, Fa. Süss, mit 350 W Hg- Lampe) mit 220 mJ/cm² flutbelichtet. Zur Fixierung des latenten Bildes wird der Wafer bei Raumtemperatur (21°C) in einer Puddle-Entwicklungsanlage 70 s mit der Silylie rungslösung behandelt und anschließend bei 1000 Upm 30 s mit Isopropanol gespült. In einem Plasmareaktor (MIE 720, Fa. MRC) wird der Wafer trocken entwickelt (zunächst 10 s bei 0,5 kW RF-Leistung, 80 sccm O₂-Fluß und 10 sccm CF₄- Fluß, danach 185 s bei 1 kW RF-Leistung und 30 sccm O₂- Fluß). Es werden 0,5 µm breite und 2 µm hohe Strukturen mit senkrechten Flanken erhalten, bei denen das Steg/Gra ben-Verhältnis 1 : 1 beträgt.

Beispiel 3 (Fall B)

Auf einen Siliciumwafer wird - nach Druckfiltration über ein 0,2 µm-Filter - eine Resistlösung aufgeschleudert, die aus 1,3 MT Basispolymer (1), 0,5 MT des Diazonaphthochinon- 4-sulfonsäureesters von Bisphenol A, 0,2 MT photoaktive Komponente (1) und 6 MT 1-Methoxypropylacetat besteht. Nach dem Trocknen bei 90°C/80 s auf einem Hotplate wird eine Schichtdicke von 2 µm erhalten. Die Resistschicht wird durch eine Maske, welche bis zu 0,5 µm kleine Struk turen aufweist, mit 135 mJ/cm² (OAI-Sonde 365 nm) mit Licht von 365 nm (Interferenzfilter UV-PAL, Fa. Schott) im Vakuumkontaktmodus (MA 56 M, Fa. Süss, mit 350 W Hg-Lampe) belichtet. Danach wird der Wafer auf dem Hotplate auf 110°C/120 s aufgeheizt und mit Licht aus dem nahen UV-Be reich (MA 56 M, Fa. Süss, mit 350 W Hg-Lampe) mit 220 mJ/ cm² flutbelichtet. Zur Fixierung des latenten Bildes wird der Wafer bei Raumtemperatur (21°C) in einer Petrischale 60 s mit der Silylierungslösung behandelt und anschließend 30 s mit Isopropanol gespült. In einem Plasmareaktor (MIE 720, Fa. MRC) wird der Wafer trocken entwickelt (zunächst 10 s bei 0,5 kW RF-Leistung, 80 sccm O₂-Fluß und 10 sccm CF₄-Fluß, danach 185 s bei 1 kW RF-Leistung und 30 sccm O₂-Fluß). Es werden 0,5 µm breite und 2 µm hohe Strukturen mit senkrechten Flanken erhalten, bei denen das Steg/Gra ben-Verhältnis 1 : 1 beträgt.

Beispiel 4 (Fall B)

Auf einen Siliciumwafer wird - nach Druckfiltration über ein 0,2 µm-Filter - eine Resistlösung aufgeschleudert, die aus 1,0 MT Basispolymer (1), 0,5 MT eines Epoxynovolaks, 0,7 MT des Diazonaphthochinon-4-sulfonsäureesters von Bis phenol A, 0,5 MT photoaktive Komponente (2) und 11 MT 1-Methoxypropylacetat besteht. Nach dem Trocknen bei 100°C/80 s auf einem Hotplate wird eine Schichtdicke von 2 µm erhalten. Die Resistschicht wird durch eine Maske, welche bis zu 0,5 µm kleine Strukturen aufweist, mit 40 mJ/cm² (OAI-Sonde 260 nm) mit Licht von 240 bis 300 nm im Vakuumkontaktmodus (MJB 3, Fa. Süss, mit 500 W Hg/Xe- Lampe) belichtet. Danach wird der Wafer auf dem Hotplate auf 120°C/120 s aufgeheizt und mit Licht aus dem nahen UV-Bereich (MA 56 M, Fa. Süss, mit 350 W Hg-Lampe) mit 220 mJ/cm² flutbelichtet. Zur Fixierung des latenten Bildes wird der Wafer bei Raumtemperatur (21°C) in einer Puddle-Entwicklungsanlage 60 s mit der Silylierungslösung behandelt und anschließend bei 1000 Upm 30 s mit Isopro panol gespült. In einem Plasmareaktor (MIE 720, Fa. MRC) wird der Wafer trocken entwickelt (zunächst 10 s bei 0,5 kW RF-Leistung, 80 sccm O₂-Fluß und 10 sccm CF₄-Fluß, danach 185 s bei 1 kW RF-Leistung und 30 sccm O₂-Fluß). Es werden 0,5 µm breite und 2 µm hohe Strukturen mit senk rechten Flanken erhalten, bei denen das Steg/Graben-Ver hältnis 1 : 1 beträgt.

Beispiel 5 (Fall C)

Auf einen Siliciumwafer wird - nach Druckfiltration über ein 0,2 µm-Filter - eine Resistlösung aufgeschleudert, die aus 1,1 MT Basispolymer (1), 0,6 MT 4-Pivaloyl-5-tert. butyl-2,3-dioxofuran, 0,2 MT photoaktive Komponente (1) und 15 MT 1-Methoxypropylacetat besteht. Nach dem Trocknen bei 70°C/80 s auf einem Hotplate wird eine Schichtdicke von 1 µm erhalten. Die Resistschicht wird durch eine Mas ke, welche bis zu 0,5 µm kleine Strukturen aufweist, mit 135 mJ/cm² (OAI-Sonde 365 nm) mit Licht von 365 nm (Inter ferenzfilter UV-PAL, Fa. Schott) im Vakuumkontaktmodus (MA 56 M, Fa. Süss, mit 350 W Hg-Lampe) belichtet. Danach wird der Wafer auf dem Hotplate auf 100°C/60 s aufgeheizt. Zur Fixierung des latenten Bildes wird der Wafer bei Raumtem peratur (21°C) in einer Petrischale 90 s mit der Silylie rungslösung behandelt und anschließend 30 s mit Isopropa nol gespült. In einem Plasmareaktor (MIE 720, Fa. MRC) wird der Wafer trocken entwickelt (zunächst 10 s bei 0,5 kW RF-Leistung, 80 sccm O₂-Fluß und 10 sccm CF₄-Fluß, da nach 185 s bei 1 kW RF-Leistung und 30 sccm O₂-Fluß). Es werden 0,5 µm breite und 1 µm hohe Strukturen mit senk rechten Flanken erhalten, bei denen das Steg/Graben-Ver hältnis 1 : 1 beträgt.

Beispiel 6 (Fall D)

Auf einen Siliciumwafer wird - nach Druckfiltration über ein 0,2 µm-Filter - eine Resistlösung aufgeschleudert, die aus 1,1 MT Basispolymer (2), 0,05 MT o,o′-Dinitrobenzyl tosylat, 0,1 MT photoaktive Komponente (3) und 12 MT 1-Methoxypropylacetat besteht. Nach dem Trocknen bei 90°C/60 s auf einem Hotplate wird eine Schichtdicke von 1,5 µm erhalten. Die Resistschicht wird durch eine Maske, welche bis zu 0,5 µm kleine Strukturen aufweist, mit 12 mJ/cm² (OAI-Sonde 260 nm) mit Licht von 250 nm (Inter ferenzfilter UV-M-AL, Fa. Schott) im Vakuumkontaktmodus (MJB 3, Fa. Süss, mit 500 W Hg/Xe-Lampe) belichtet. Danach wird der Wafer auf dem Hotplate auf 120°C/120 s aufge heizt. Zur Fixierung des latenten Bildes wird der Wafer bei Raumtemperatur (21°C) in einer Puddle-Entwicklungs anlage 30 s mit der Silylierungslösung behandelt und an schließend bei 1000 Upm 30 s mit Isopropanol gespült. In einem Plasmareaktor (MIE 720, Fa. MRC) wird der Wafer trocken entwickelt (zunächst 10 s bei 0,5 kW RF-Leistung, 80 sccm O₂-Fluß und 10 sccm CF₄-Fluß, danach 185 s bei 1 kW RF-Leistung und 30 sccm O₂-Fluß). Es werden 0,5 µm breite und 1,5 µm hohe Strukturen mit senkrechten Flanken erhalten, bei denen das Steg/Graben-Verhältnis 1 : 1 be trägt.

Claims

1. Trockenentwickelbarer Positivresist, dadurch gekennzeichnet, daß er folgende Komponen ten enthält:

- ein Basispolymer mit chemisch reaktiven Carbonsäure anhydridgruppen,
- eine photoaktive Komponente in Form einer Verbindung mit niedrigem pK₅-Wert, aus der bei Belichtung eine Base entsteht,
- eine decarboxylierbare Carbonsäure oder eine Verbindung, aus der photochemisch oder thermisch eine decarboxylier bare Carbonsäure entsteht, und
- ein geeignetes Lösungsmittel.

2. Positivresist nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Basispolymer ein Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymer ist.

3. Positivresist nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die decarboxylierbare Carbonsäure eine Indencarbonsäure, eine β-Ketocarbonsäure oder eine Zimtsäure ist.

4. Positivresist nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung, aus der photochemisch eine decarboxylierbare Carbonsäure ent steht, ein Diazonaphthochinon oder ein Diazodiketon ist.

5. Positivresist nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung, aus der thermisch eine decarboxylierbare Carbonsäure entsteht, ein Dioxofuran ist.

6. Positivresist nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die photoaktive Komponente ein o-Nitrobenzylcarbamat, ein 1,2,6-Trialkyl-4-(2′-nitrophenyl)-1,2-dihydropyridin-3,5- dicarbonsäureester, ein Dipyridylketon oder ein Arylazid ist.

7. Trockenentwickelbarer Positivresist, dadurch gekennzeichnet, daß er folgende Komponen ten enthält:

- ein Basispolymer mit chemisch reaktiven Carbonsäure anhydridgruppen und blockierten sauren Gruppen,
- eine photoaktive Komponente in Form einer Verbindung mit niedrigem pK₅-Wert, aus der bei Belichtung eine Base entsteht,
- eine Verbindung, aus der thermisch eine Sulfonsäure ent steht, und
- ein geeignetes Lösungsmittel.

8. Positivresist nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die blockierten sauren Gruppen tert.-Butylester-, tert.-Butoxycarbonylphenol- oder tert.-Butoxycarbonylimidgruppen sind.

9. Positivresist nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Basispolymer ein Zimtsäure-tert. -butylester/Maleinsäureanhydrid-Copolymer ist.

10. Positivresist nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung, aus der thermisch eine Sulfonsäure entsteht, ein o-Nitrobenzyltosylat ist.

11. Positivresist nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die photoaktive Komponente ein o-Nitrobenzylcarbamat ist.

12. Positivresist nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der photoaktiven Komponente 0,1 bis 20 Masse-% beträgt, bezogen auf den Feststoffgehalt.

13. Positivresist nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel Cyclohexanon oder 1-Methoxypropylacetat ist.