DE4321547A1 - Lichtempfindlicher Stoff - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft lichtempfindliche Stoffe, insbesondere solche, die für die Herstellung von Halbleitern wie z. B. LSI-Halbleiter geeignet sind. Vor allem betrifft die vorliegende Erfindung licht­ empfindliche Stoffe, welche als fotolithografischer Resist in der Fertigung von Halbleitern mit Licht­ quellen verwendet werden können, die ultraviolettes Licht, fernes ultraviolettes Licht, Röntgenstrahlen oder Elektronenstrahlen etc. abgeben.

2. Stand der Technik

Resiste, die bislang für die Herstellung von Halbleitern weit verbreitet sind, sind positive Resiste, die gebil­ det werden, indem man ein Phenolharz vom Novolac-Typ (nach­ folgend als Novolac-Harz bezeichnet) mit einer Chinon­ diazido-Verbindung kombiniert, welche ein lichtempfind­ licher Bestandteil für Lichtquellen wie g-Strahlungs- (436nm), i-Strahlungs-(366nm) und KrF Excimer-Laser (248nm) sind, ferner positive Resiste, die gebildet wer­ den, indem man ein Novolac-Harz mit einem Poly-2-Methyl­ penten-1-Sulfon als lichtempfindlichem Bestandteil für Röntgenstrahlung oder Elektronenstrahlung kombiniert.

Zusammenfassende Darstellung der Erfindung

Muster für Halbleiterbauteile werden immer feiner und die Anforderungen an die Fotolithografie dafür werden immer schärfer. Gegenwärtig werden Resiste benötigt, die es ermöglichen, Muster mit hoher Auflösung zu bil­ den, in denen die kleinste Linienbreite nur ein halber Mikrometer (0,5 µm), teilweise sogar nur ein viertel Mikrometer (0,25 µm) beträgt. Um die Produktivität zu erhöhen, werden darüberhinaus Resiste mit höherer Empfindlichkeit benötigt. Die eingangs erwähnten Resiste erfüllen solche Anforderungen jedoch nicht in ausreichen­ dem Maße. In der Halbleiterfertigung besteht deshalb ein starker Bedarf an neuen Resisten, die die Anforderungen bezüglich höherer Auflösung der zu bildenden Muster und höherer Empfindlichkeit erfüllen.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Resiste zur Verfügung zu stellen, die sich durch höhere Empfindlichkeit auszeichnen und das Aus­ bilden feinerer Strukturen auf den Halbleitern ermög­ lichen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch fotosensitive Stoffe der im Anspruch 1 angegebenen Art. Vorteilhafte Weiter­ bildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Beschreibung der Erfindung und ihrer bevorzugten Aus­ führungsbeispiele

Die erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Stoffe ent­ halten Fullerene mit wenigstens einer lichtempfindlichen Gruppe. Ein Fulleren ist eine Kohlenstoffmodifikation, die auch als Kohlenstoff-Cluster bezeichnet wird. Die bisher bekannten Fullerene haben die chemischen Summen­ formeln C60, C70, C76, C78, C82, C84, C90, C96, etc. Für Zwecke der vorliegenden Erfindung können Fullerene einer Art, aber auch Mischungen von zwei oder mehr als zwei dieser Fullerene verwendet werden. Erfindungsgemäß werden die Fullerene C60 und C70, insbesondere das Fulleren C60 verwendet.

Die Fullerene, die erfindungsgemäß geeignet sind, d. h. die Kohlenstoff-Cluster und deren Derivate, sind nicht beschränkt, jedes von ihnen kann verwendet werden. Die Fullerene, die in Ergänzung zu den oben bereits genannten Kohlenstoff-Clustern bevorzugt werden, sind Kohlenstoff-Cluster, die mit einem Alkylamin, einem Alkylradical oder einem Halogen modifiziert sind. Wegen ihrer hervorragenden Eignung zur Filmbildung sind übrigens Kohlenstoff-Cluster, welche mit einem Alkylamin oder mit einem Alkylradial modifiziert sind, als Fullerene be­ sonders bevorzugt. Am allermeisten bevorzugt die vorliegende Erfindung als Fulleren einen mit einem Alkylamin modifizier­ ten Kohlenstoff-Cluster.

Als Alkylamine kann man ohne besondere Einschränkung be­ liebige gewöhnliche Amine mit Alkylgruppe verwenden, unter Einschluß primärer, sekundärer und tertiärer Aminen, von denen die primären Amine besonders bevorzugt sind, weil sie sich bereitwilliger als sekundäre oder tertiäre Amine an die Kohlenstoff-Cluster anlagern. Bevorzugte Alkylradicale sind die mit 1 bis 24 Kohlenstoff-Atomen, insbesondere die mit 1 bis 12 Kohlenstoff-Atomen.

Zu den bevorzugten Alkylaminen gehören Ethylamin, n-Propyl­ amin, n-Butylamin, t-Butylamin, n-Hexylamin, 2-Ethylhexylamin, n-Dodecylamin und Anilin. Von diesen sind besonders be­ vorzugt n-Butylamin, n-Hexylamin und 2-Ethylhexylamin.

Das Verfahren um Alkylamine mit Kohlenstoff-Clustern zu verbinden, ist für Zwecke der Erfindung nicht besonders eingeschränkt. Einen mit einem Alkylamin modifizierten Kohlenstoff-Cluster kann man z. B. dadurch erhalten, daß man Kohlenstoff-Cluster zunächst in einem Alkylamin löst und die Mischung dann 0,2 bis 50 Stunden lang rührt.

Wieviel Alkylamin man zusetzt, kann man abhängig von der Art der Alkylradicale wählen. Normalerweise nimmt man 5 bis 100 Gew.-%, besser 10 bis 60 Gew.-%, insbesondere 20 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Kohlenstoff- Cluster. Nimmt man weniger als 5 Gew.-% erhält man keine ausreichende Eignung zur Filmbildung, während bei Mengen von mehr als 100 Gew.-% die erfindungsgemäß gewollte Wirkung nicht mehr in ausreichendem Maße eintritt.

Normalerweise nimmt man für Zwecke der vorliegenden Er­ findung nur eine Art der oben genannten Fullerene, doch kann man erforderlichenfalls auch eine Mischung von zwei oder mehr als zwei Arten von Fullerenen verwenden.

Man kennt zwei Arten von strahlungsinduzierten Reaktionen, die Vernetzungsreaktion (auch als negative Reaktion be­ zeichnet) und die Zersetzungsreaktion (auch als positive Reaktion bezeichnet); jede von diesen kann für Zwecke der Erfindung eingesetzt werden, wobei die Vernetzungs­ reaktion bevorzugt wird.

Erfindungsgemäß kann man lichtempfindliche Stoffe, die Fullerene mit lichtempfindlichen Gruppen enthalten, da­ durch erhalten, daß man lichtempfindliche Gruppen an die Fullerene anlagert und/oder indem man die Fullerene mit lichtempfindlichen Wirkstoffen chemisch umsetzt.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den Einsatz be­ stimmter lichtempfindlicher Gruppen beschränkt; grund­ sätzlich können vielmehr alle funktionellen Gruppen, die als Ergebnis einer Bestrahlung mit UV-Licht, mit fernem UV-Licht, mit Röntgenstrahlung, Elektronenstrahlung etc. eine chemische Reaktion auslösen, verwendet werden. Be­ vorzugte lichtempfindliche Gruppen sind Acrylyl-, Meth­ acrylyl-, Vinyl- und Epoxy-Gruppen, von denen die Acrylyl- und Methacrylyl-Gruppen besonders bevorzugt sind. Normalerweise lagert man nur eine Art der licht­ empfindlichen Gruppen an, doch kann man erforderlichen­ falls auch zwei oder mehr als zwei Arten lichtempfind­ licher Gruppen anlagern.

Das Verfahren, nach dem man lichtempfindliche Gruppen an Kohlenstoff-Cluster anlagert, unterliegt keinen besonderen Einschränkungen, man kann übliche chemische Reaktionen nehmen. Z.B. kann man Fullerene in einem Alkyl­ amin mehrere Stunden lang bei Zimmertemperatur rühren, um mit dem Alkylamin modifizierte Kohlenstoff-Cluster zu er­ halten, und das dadurch erhaltene Addukt läßt man dann mehrere Stunden lang mit Methacrylchlorid reagieren, wo­ durch ein lichtempfindlicher Stoff synthetisiert wird, der eine Methacrylamid-Gruppe als lichtempfindliche Gruppe hat.

In welcher Menge man die lichtempfindliche Gruppe einsetzt, kann man in Abhängigkeit von ihrem Reaktionsvermögen wählen. Normalerweise sollte man 0,1 bis 10 Mol, vorzugsweise 0,3 bis 5 Mol, insbesondere 0,5 bis 3 Mol pro Mol an Fullerenen nehmen. Nimmt man weniger als 0,1 Mol, erhält man keine ausreichende Lichtempfindlichkeit, wohingegen Mengen von mehr als 10 Mol die Lagerfähigkeit des Stoffs herabsetzen.

Die Auswahl der lichtempfindlichen Wirkstoffe, die man für Zwecke der vorliegenden Erfindung mit Fullerenen ver­ bindet, ist nicht besonders eingeschränkt; grundsätzlich kann man alle lichtempfindlichen Wirkstoffe verwenden, die als Ergebnis einer Bestrahlung mit UV-Licht, mit fernem UV-Licht, mit Röntgenstrahlen, Elektronenstrahlen etc. eine chemische Reaktion verursachen. Unter diesen sind multifunktionelle lichtempfindliche Agentien mit zwei oder mehr als zwei lichtempfindlichen Gruppen im Molekül bevorzugt. Ggfs. kann man auch Kombinationen aus zwei oder mehr als zwei lichtempfindlichen Agentien verwenden.

Unter den lichtempfindlichen Wirkstoffen werden für Zwecke der vorliegenden Erfindung Azido-Verbindungen bevorzugt.

Beispiele solcher Azido-Verbindungen sind 4-Azidobenzal­ acetophenon, 4-Azidobenzal-4′-Methylacetophenon, 4-Azido­ benzal-4′-Methoxyacetophenon, 4,4′-Diazidobenzalacetophenon, 4-Azidobenzophenon, 2,6-Di(4′-Azidobenzal)cyclohexanon, 2,6-Di(4′-Azidobenzal)-4-Methylcyclohexanon, 2,6-Di(4′- Azidobenzal)-4-t-Amylcyclohexanon, 4,4′-Diazidodiphenyl­ sulfon, 4,4′-Diazidodiphenylether, 4,4′-Diazidophenylsul­ fid und 4,4′-Diazidodiphenylmethan.

Besonders bevorzugt darunter sind die bifunktionellen Azido-Verbindungen 4,4′-Diazidobenzalacetophenon, 4-Azido­ benzophenon, 2,6-Di(4′-Azidobenzal)cyclohexanon, 2,6-Di(4′- Azidobenzal)-4-Methylcyclohexanon, 2,6-Di(4′-Azidobenzal)- 4-t-Amylcyclohexanon, 4,4′-Diazidodiphenylsulfon, 4,4′- Diazidodiphenylether, 4,4′-Diazidophenylsulfid und 4,4′- Diazidodiphenylmethan.

In den erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Stoffen kann man das Mengenverhältnis von lichtempfindlichem Wirkstoff zu Fulleren in Abhängigkeit von der Fotoreaktivität des lichtempfindlichen Wirkstoffs und in Abhängigkeit von der für die Belichtung verwendeten Lichtquelle wählen. Normaler­ weise nimmt man 0,3 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 15 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der Fullerene. Mit Mengen von weniger als 0,3 Gew.-% erzielt man keine ausreichende Fotoreaktivität, während Mengen von mehr als 20 Gew.-% die Lagerfähigkeit herabsetzen.

Ggfs. kann man in Kombination mit den erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Stoffen Harze wie Polystyrol und Phenol­ harze verwenden. Damit sich die erfindungsgemäß gewünschte Wirkung voll entfalten kann, sollten von diesen Harzen je­ doch nicht mehr als 20 Gew.-% zugesetzt werden.

Ein Kennzeichen der erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Stoffe ist ihre verglichen mit herkömmlichen lichtempfind­ lichen Stoffen sehr hohe Beständigkeit gegen trockenes Ätzen. Z.B. hat ein erfindungsgemäßer lichtempfindlicher Stoff eine 30 bis 60 × so hohe Beständigkeit gegen reaktives Ionenätzen mit CF₄ Gas als herkömmliche lichtempfindliche Stoffe. Filme aus erfindungsgemäßem lichtempfindlichem Stoff müssen deshalb allenfalls 1/10 so dick sein wie Filme aus herkömmlichen lichtempfindlichen Stoffen. Dies ist der Grund dafür, daß der erfindungsgemäße lichtempfindliche Stoff eine viel größere Empfindlichkeit hat als herkömm­ liche lichtempfindliche Stoffe und es erlaubt, Strukturen mit viel höherer Auflösung herzustellen.

Wenn man mit erfindungsgemäßem lichtempfindlichem Stoff Substrate mit einem Film beschichtet, dann beträgt die Schichtdicke nur 2 bis 200 nm, vorzugsweise 5 bis 100 nm, insbesondere 10 bis 50 nm. Durch eine Schichtdicke von weniger als 2 nm verschlechtert sich die Gleichförmigkeit des Films etwas, wohingegen Schichtdicken von mehr als 200 nm die erfindungsgemäß gewünschte Wirkung nicht voll zur Entfaltung kommen lassen.

Als Verfahren für die Herstellung solcher Filme ist das Spin Coating besonders bevorzugt, obwohl man dafür auch viele andere Verfahren verwenden kann, z. B. Verfahren der Dampfabscheidung etc. Beim Spin Coating wird eine Lösung des lichtempfindlichen Stoffs auf ein rotierendes Substrat aufgetragen. Obwohl alle Lösungsmittel, die den licht­ empfindlichen Stoff zu lösen vermögen, für Zwecke der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind doch aromatische Lösungsmittel bevorzugt, von denen Toluol, Xylol, Pseudocumen u. dgl. besonders bevor­ zugt sind. Die Konzentration beträgt normalerweise 0,1 bis 1 Gew.-%, wobei die Konzentration auf die Dicke des zu bildenden Films abgestimmt wird.

Hinsichtlich der Auswahl der Lichtquellen gibt es bei Anwendung der vorliegenden Erfindung keine besonderen Einschränkungen, weil die erfindungsgemäßen licht­ empfindlichen Stoffe ihr hohes Auflösungsvermögen und ihre hohe Empfindlichkeit gegenüber einer Vielzahl von Lichtquellen zeigen, darunter solche für UV-Licht, fernes UV-Licht, Röntgenstrahlen und Elektronenstrahlen. Röntgen­ strahlen und Elektronenstrahlen zeigen in Kombination mit den erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Stoffen eine besonders hohe Wirksamkeit.

Die Bedingungen, unter denen mit erfindungsgemäßen Stoffen gebildete Filme nach der Belichtung entwickelt werden, wählt man nach Art der verwendeten lichtempfindlichen Gruppen. Verwendet man einen negativen lichtempfindlichen Stoff, dann werden als Entwickler aromatische Lösungs­ mittel bevorzugt, von denen Toluol und Xylol besonders be­ vorzugt sind. Zwar gibt es für die Dauer und Temperatur der Entwicklung keine besonderen Einschränkungen, doch sollte man die Filme im Normalfall 30 bis 200 Sekunden lang bei Temperaturen zwischen 20°C und 30°C in den Entwickler ein­ tauchen.

Die nachfolgenden Beispiele zeigen, wie man die Erfindung ausführen kann und sollen den Schutzumfang nicht einschrän­ ken.

Beispiel 1

In einen 200-ml-Glaskolben mit Rührer wurden 0,2 g hoch­ reines C60 (99,8% Reinheit) und 100 g n-Propylamin gegeben.

Die Mischung wurde 1 Stunde lang bei 20°C gerührt. Nach der Umsetzung wurde der Überschuß an n-Propylamin ab­ destilliert und dadurch ein Reaktionsprodukt erhalten, bei dem es sich nachweislich um ein mit n-Propylamin modifizier­ tes C60 mit durchschnittlich 1,2 Einheiten n-Propylamin pro Molekül C60 handelte; dies ergab sich als Ergebnis einer Elementaranalyse und einer NMR-Analyse (Kernresonanzanalyse). Das Addukt wurde weiterhin mit Methacrylchlorid in Toluol umgesetzt, um einen Resist zu erhalten, der pro Molekül C60 durchschnittlich 1,2 Einheiten der durch die nachstehende Strukturformel gegebenen Gruppe enthielt:

Vergleichsbeispiel 1

In einen 300-ml-Trennkolben wurden 11,4 g Phenol, 26,1 g m-Kresol, 28,5 g einer 37%igen wäßrigen Lösung von Form­ aldehyd, 0,61 g Oxalsäuredihydrat, 3,6 g deionisiertes Wasser und 12,0 g Ethylcellosolveazetat gegeben. Die Mi­ schung ließ man reagieren, während man sie 3 Stunden lang bei 110° C rührte. Nach der Nachbehandlung wurde das über­ schüssige Ethylcellosolveazetat abdestilliert, um ein Novolac- Harz zu gewinnen, welches ein mittleres Molekulargewicht von 13.000 hatte. Ein Resist wurde gebildet, indem man 90 Gew.-Teile des gewonnenen Novolac-Harzes mit 10 Gew.- Teilen Poly-2-methylpenten-1-sulfon mit einem mittleren Molekulargewicht von 82.000 gleichförmig mischte.

Bestimmung des Resistverhaltens Resist aus Beispiel 1

Ein Film aus lichtempfindlichem Stoff, hergestellt im Beispiel 1, mit einer Dicke von 22,0 nm wurde dadurch hergestellt, daß man eine Lösung von 0,5 Gew.-% des Resistes aus Beispiel 1 in Pseudocumen durch Spin-Coating auf einem Silizium-Wafer auftrug und die Beschichtung vorwärmte.

Der Resist wurde dann einem vorbestimmten Dosis Elek­ tronenstrahlen ausgesetzt und danach 1 Minute lang einer Entwicklung mit Toluol unterzogen, um eine Empfindlichkeits­ kurve zu gewinnen. Auf diese Weise erhielt man die Größe der Empfindlichkeit (abnehmende Werte bedeuten eine höhere Empfindlichkeit) und einen γ-Wert, der ein Maß für die erreichte Auflösung ist (wobei zunehmende Werte eine zunehmende Auflösung bedeuten).

Resist aus Vergleichsbeispiel 1

Auf ähnliche Weise wurde ein Film aus lichtempfindlichem Stoff, der durch das Vergleichsbeispiel hergestellt wurde, mit einer Dicke von 1200 nm hergestellt, indem eine Lösung von 10 Gew.-% des Resistes aus dem Vergleichsbeispiel in Ethylzellosolveazetat aufgetragen wurde. Nach der Bestrah­ lung mit Elektronenstrahlen und einer Minute Entwicklung mit einer wäßrigen, alkalischen Lösung wurden die Empfind­ lichkeit und der γ-Wert wie im Falle des Beispiels 1 untersucht.

Tabelle 1

Verhalten des Resists unter Elektronenbestrahlung

Aus Tabelle 1 ersieht man, daß die Empfindlichkeit und das Auflösungsvermögen bei dem Resist aus Beispiel 1 sehr viel besser sind als bei dem aus dem Vergleichsbeispiel 1.

Prüfung durch reaktives Ionenätzen in CF₄.

Es wurden Resistfilme hergestellt wie in den Beispielen zuvor. Der Resist aus dem Beispiel 1, bei dem es sich um einen negativen Typ handelt, wurde zunächst derselben Elektronenstrahldosis ausgesetzt wie bei der Überprüfung der Empfindlichkeit und dann entwickelt, bevor er dem Ionenätzen unterzogen wurde. Der Resist aus dem Vergleichs­ beispiel 1, bei dem es sich um einen vom positiven Typ handelte, wurde vor dem Ätzen einer Entwicklung, aber keiner Bestrahlung ausgesetzt.

Das Ätzen wurde unter CF₄-Gas bei einem Druck von 0,10 Torr und einer Ausgangsleistung von 100 W in einer Apparatur für reaktives Ionenätzen, Typ RIE-1, hergestellt von der Samco Company, durchgeführt.

Tabelle 2

Ergebnisse der Prüfung durch reaktives Ionenätzen in CF₄

Aus Tabelle 2 ergibt sich, daß der Resist aus Beispiel 1 eine 60 × so hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Ät­ zen hat wie der Resist aus dem Vergleichsbeispiel 1. Ob­ wohl der gemäß Beispiel 1 hergestellte Film viel dünner ist als der aus dem Vergleichsbeispiel, widersteht er dem Ätzen (bis die Filmdicke auf 0 reduziert ist) ähnlich lange wie der aus dem Vergleichsbeispiel 1.

Beispiel 2

0,5 g hochreines C60 (99,8% Reinheit, hergestellt von der Vacuum Metallurgy Company) und 50 g n-Hexylamin wurden miteinander gemischt und die Mischung 1 Stunde lang bei Zimmertemperatur gerührt. Dann wurde Methanol zur Mischung hinzugefügt und das sich daraus ergebende Präzipitat durch Filtration gewonnen. Das Präzipitat wur­ de zunächst mit Methanol gewaschen und dann vakuum­ getrocknet. Dadurch erhielt man ein braunes Produkt, welches nach dem Ergebnis einer Elementaranalyse und Massenspektrometrie ein mit n-Hexylamin modifiziertes C60 mit 29 Gew.-% n-Hexylamin bezogen auf die Menge des C60 ist. 0,3 g des braunen Präzipitats und 0,03 g 2,6- Di(4′-Azidobenzal)-4-Methylcyclohexanon wurden in 100 g Toluol gelöst, um eine gleichförmige Lösung zu erhalten. Die Lösung wurde durch Spin-Coating auf einen Silizium- Wafer aufgetragen und dann vorgewärmt, um einen dünnen Resistfilm mit einer Dicke von 32,1 nm zu erhalten.

Der Resist wurde einer vorbestimmten Elektronenstrahl­ dosis ausgesetzt und dann 1 Minute lang mit Toluol entwickelt um die Empfindlichkeit (ein abnehmender Wert zeigt zunehmende Empfindlichkeit an) und den γ-Wert (ein zunehmender Wert zeigt zunehmende Auflösung an) zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dar­ gestellt.

Zum Vergleich wurde wieder ein Resist gemäß dem Ver­ gleichsbeispiel 1 herangezogen und ebenso wie im Ver­ gleichsbeispiel 1 auf einen Wafer aufgetragen und auf sein Verhalten untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.

Tabelle 3

Verhalten des Resists unter Elektronenbestrahlung

Aus Tabelle 3 entnimmt man, daß der Resist aus Beispiel 2 eine sehr hohe Empfindlichkeit und Auflösungsvermögen zeigt.

In derselben Weise wie im Beispiel 1 wurden die im Beispiel 2 hergestellten Filme einer Prüfung durch reaktives Ionenätzen in CF₄ unterzogen und mit den Untersuchungen im Vergleichs­ beispiel 1 verglichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dar­ gestellt.

Tabelle 4

Ergebnisse der Prüfung durch reaktives Ionenätzen in CF₄

Aus Tabelle 4 ergibt sich, daß der Resist aus dem Beispiel 2 eine Beständigkeit gegen Ätzen hat, die ungefähr 60 × so groß ist wie die Resistes aus dem Vergleichsbeispiel 1. Obwohl der Resistfilm gemäß Beispiel 2 viel dünner ist als der Resistfilm aus dem Vergleichsbeispiel 1, ist die Dauer, die er dem Ätzen widersteht ( bis die Filmdicke auf 0 reduziert ist) ungefähr gleich groß wie die des Resistes aus dem Ver­ gleichsbeispiel 1.

Die lichtempfindlichen Stoffe gemäß der vorliegenden Er­ findung eignen sich für fotolithografische Resiste für die Herstellung von Halbleitern unter Verwendung von UV-Licht, fernem UV-Licht, Röntgenstrahlen und Elektronenstrahlen als Lichtquelle. Wegen der sehr hohen Beständigkeit gegen­ über trockenem Ätzen können die erfindungsgemäßen licht­ empfindlichen Stoffe in Gestalt von sehr dünnen Filmen ver­ wendet werden, welche sehr hohe Lichtempfindlichkeit und sehr hohes Auflösungsvermögen zeigen, so daß hochfeine Strukturen damit gebildet werden können.

Claims (32)

1. Ein lichtempfindlicher Stoff, welcher Fullerene mit mindestens einer lichtempfindlichen Gruppe enthält.

2. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 1, der da­ durch erhalten wird, daß man eine lichtempfindliche Gruppe am Fulleren anlagert.

3. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 1, welcher dadurch erhalten wird, daß man mit dem Fulleren ein lichtempfindliches Agens kombiniert.

4. Lichtempfindlicher Stoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in welchem ein oder mehrere Fullerene aus der Gruppe der Fullerene C60, C70, C76, C78, C82, C84, C90 und C96 enthalten sind.

5. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 4, welcher als Fulleren C60 und/oder C70 enthält.

6. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 5, in wel­ chem das Fulleren C60 ist.

7. Lichtempfindlicher Stoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in welchem ein oder mehrere Fullerene aus der Gruppe der mit einem Alkylamin, mit einem Alkyl- Radikal oder der mit einem Halogen-Element modifizierten Kohlenstoff-Cluster enthalten sind.

8. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 7, in welchem ein oder mehrere Fullerene aus der Gruppe der mit einem Alkylamin oder mit einem Alkyl-Radikal modifizier­ ten Kohlenstoff-Cluster enthalten sind.

9. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 8, in welchem als Fulleren ein mit einem Alkylamin modifizierter Kohlenstoff-Cluster enthalten ist.

10. Lichtempfindlicher Stoff nach einem der Ansprüche 7 bis 9, in welchem ein oder mehrere Alkylamine aus der Gruppe der primären, sekundären und tertiären Amine enthalten sind.

11. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 10, in welchem ein oder mehrere primäre Alkylamine enthalten sind.

12. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 11, in welchem das Alkyl-Radikal des Alkylamin 1 bis 24 Kohlenstoff- Atome hat.

13. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 12, in welchem ein oder mehrere Alkylamine aus der Gruppe der Ethyl­ amine, n-Propylamine, n-Butylamine, t-Butylamine, n-Hexyl­ amine, 2-Ethylhexylamine, n-Dodecylamine und des Anilin ent­ halten sind.

14. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 12, in welchem als Alkylamin n-Butylamin und/oder n-Hexylamin ent­ halten ist.

15. Lichtempfindlicher Stoff nach einem der Ansprüche 10 bis 14, in welchem 5 bis 100 Gew.-% Alkylamine bezogen auf die Menge der Kohlenstoff-Cluster enthalten sind.

16. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß er vom vernetzenden Typ (negativer Typ) oder vom sich zersetzenden Typ (positiver Typ) ist.

17. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß er vom vernetzenden Typ ist.

18. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 1, in welchem ein oder mehrere lichtempfindliche funktionelle Gruppen enthalten sind, welche bei Bestrahlung mit UV-Licht, fernem UV-Licht, Röntgenstrahlen, Elektronenstrahlen etc. eine chemische Reaktion bewirken.

19. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 18, in welchem als lichtempfindliche Gruppe ein oder mehrere Ver­ treter aus der Gruppe der Acrylyle, Methacrylyle, Vinyle und Epoxide enthalten ist.

20. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 19, in welchem als lichtempfindliche Gruppe eine Acrylyl-Gruppe und/oder eine Methacrylyl-Gruppe enthalten ist.

21. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 1, in welchem der Anteil der lichtempfindlichen Gruppen 0,1 bis 10 Mol pro Mol Fulleren beträgt.

22. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 21, in welchem der Anteil der lichtempfindlichen Gruppen 0,3 bis 5 Mol pro Mol Fulleren beträgt.

23. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 21, in welchem der Anteil der angelagerten lichtempfindlichen Gruppen 0,5 bis 3 Mol pro Mol Fulleren beträgt.

24. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 3, in welchem das mit dem Fulleren kombinierte lichtempfindliche Agens aus einem oder mehreren Vertretern der Gruppe licht­ empfindlicher Agentien besteht, die bei Bestrahlung mit UV- Licht, fernem UV-Licht, Röntgenstrahlen, Elektronenstrahlen etc. eine chemische Reaktion bewirken.

25. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 24, in welchem das lichtempfindliche Agens einen oder mehrere Ver­ treter aus der Gruppe der multifunktionellen lichtempfind­ lichen Agentien mit zwei oder mehr als zwei lichtempfind­ lichen Gruppen im Molekül enthält.

26. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 24, in welchem als mit dem Fulleren kombiniertes lichtempfindliches Agens ein oder mehrere Azido-Verbindungen enthalten sind.

27. Lichtempfindliche Material nach Anspruch 26, in welchem ein oder mehrere Azido-Verbindungen aus der Gruppe der 4-Azidobenzalacetophenone, 4-Azidobenzal-4′-Methylaceto­ phenone, 4-Azidobenzal-4′-Methoxyacetophenone, 4,4′-Di- Azidobenzalacetophenone, 4-Azidobenzophenone, 2,6-Di(4′- Azidobenzal)Cyclohexanone, 2,6-Di(4′-Azidobenzal)-4-Methyl­ cyclohexanone, 2,6-Di(4′-Azidobenzal)-4-t-Amylcyclohexanone, 4,4′-Diazidodiphenylsulfone, 4,4′-Diazidodiphenylether, 4,4′-Diazidophenylsulfide und 4,4′-Diazidodiphenylmethane enthalten.

28. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 27, in welchem ein oder mehrere Azido-Verbindungen aus der Gruppe der 4,4′-Diazidobenzalacetophenone, 4-Azidobenzophenone, 2,6-Di(4′-Azidobenzal)Cyclohexanone, 2,6-Di(4′-Azidobenzal)- 4-Methylcyclohexanone, 2,6-Di(4′-Azidobenzal)-4-t-Amylcyclo­ hexanone, 4,4′-Diazidodiphenylsulfone, 4,4′-Diazidodiphenyl­ ether, 4,4′-Diazidophenylsulfide und 4,4′-Diazidodiphenyl methane enthalten sind.

29. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 24, in welchem die in Kombination mit Fulleren enthaltenen licht­ empfindlichen Agentien in einer Menge von 0,3 bis 20 Gew.-% bezogen auf das Gewicht an Fulleren enthalten sind.

30. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 29, in welchem der Anteil der lichtempfindlichen Agentien 1 bis 15 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gewicht an Fulleren.

31. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch einen weiteren Gehalt an Polystyrol oder Phenolharz.

32. Lichtempfindlicher Stoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in Kombination mit Licht­ quellen für ultraviolettes Licht, fernes ultroviolettes Licht, Röntgenstrahlen oder Elektronenstrahlen verwendet wird.