DE4327662C2 - Verfahren zur Herstellung von Reliefbildern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von ReliefbildernInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ver
fahren zur Herstellung von Reliefbildern. Insbesondere ist sie anwendbar auf
ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines feinen Resistmu
sters mit hoher Präzision als einem Reliefbild.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die das Prinzip eines
ARCOR-Verfahrens (Anti Reflective Coating on Resist = Antirefle
xionsbeschichtung auf Resist) zeigt.
Wie Fig. 1 zeigt, wird eine Antireflexionsschicht 2 auf der obe
ren Oberfläche eines Photoresists positiven Typs 1 ausgebildet.
Über der Antireflexionsschicht 2 befindet sich Luft 3. Der Bre
chungsindex des Photoresists positiven Typs 1 ist nR, der Bre
chungsindex nA der Antireflexionsschicht 2 ist die Quadratwurzel
von nR. Die Schichtdicke der Antireflexionsschicht 2 ist λexp/4nA×
n (λexp ist eine Wellenlänge des Belichtungslichts e1 und n ist
eine ungerade ganze Zahl). Wenn diese Bedingungen erfüllt sind,
löschen sich reflektiertes Licht e2, das an der Grenzfläche zwi
schen der Luft 3 und der Antireflexionsschicht 2 in Richtung auf
den Photoresist positiven Typs 1 reflektiert wird, und reflektier
tes Licht e3, das an der Grenzfläche zwischen der Antireflexions
schicht 2 und dem Photoresist positiven Typs 1 in Richtung des
Photoresist positiven Typs 1 reflektiert wird, gegenseitig aus, so
daß wesentliche Reflexion eliminiert wird.
Mit dem ARCOR-Verfahren wird Mehrfachreflexion in einer Schicht
unterdrückt, die bei gebräuchlicher Photolithographie unter Benut
zung einer einzelnen Photoresistschicht ein Problem sein kann.
In Fig. 2 zeigt eine geschwungene Linie (1) die Beziehung zwi
schen der Resistschichtdicke und der Abmessung eines Resistmusters
im Fall der Benutzung einer einzelnen Photoresistschicht. Eine
geschwungene Linie (2) zeigt die Beziehung zwischen der Resist
schichtdicke und der Abmessung eines Resistmusters im Fall der
Verwendung des ARCOR-Verfahrens. Wie in dieser Figur zu erkennen
ist, kann bei dem ARCOR-Verfahren ein Wechsel in der Abmessung
eines Resistmusters unabhängig von einer Änderung der Resist
schichtdicke unterdrückt werden und infolge wird ein stabiles Re
sistmuster erhalten.
Obwohl das ARCOR-Verfahren ein überlegenes Verfahren der Unter
drückung von Mehrfachreflexion in einer Schicht ist, wie oben be
schrieben, kann im Fall des "aus dem Fokus", wie in Fig. 3 ge
zeigt, eine unerwünschte Abnahme des Resists erfolgen.
Fig. 3(a) zeigt eine Querschnittsform eines Resistmusters im op
timalen Fokus, und Fig. 3(b) zeigt eine Querschnittsform eines
Resistmusters "aus dem Fokus". Wie Fig. 3(b) zeigt, tritt in ei
nem oberen Abschnitt 1a des Resists 1 eine unerwünschte Abnahme
auf.
Wie Fig. 4 zeigt, tritt Defokussierung zum Beispiel dann auf,
wenn ein auf einem Substrat 4 mit einer Stufe ausgebildeter Photo
resist positiven Typs 1 mit einem Projektions-Ausrichtgerät be
lichtet wird. Speziell wenn der Fokus auf einen A Abschnitt einge
stellt ist, befindet sich ein B Abschnitt außerhalb des Fokus,
wodurch in einem oberen Abschnitt 1a des Photoresist positiven
Typs 1 eine unerwünschte Abnahme auftritt.
Das Problem der unerwünschten Abnahme eines Resists tritt auch bei
der CEL-Technologie (Contrast Enhanced Photolithography = kon
trastverstärkte Photolithographie) auf.
Eine der Anmelderin bekannte CEL-Technologie wird im folgenden
kurz beschrieben.
Fig. 5 zeigt schematische Darstellungen zum Vergleich der Photo
lithographie (b), auf die die CEL-Technologie angewandt wird, und
gebräuchlicher Photolithographie (a), auf die die CEL-Technologie
nicht angewandt wird.
Wie Fig. 5(a)(1) zeigt, ist ein Photoresist positiven Typs 1 auf
dem Substrat 4 ausgebildet. Wie Fig. 5(a)(3) zeigt, wird der Pho
toresist positiven Typs 1 unter Benutzung einer Maske 5 selektiv
mit Licht bestrahlt. Wie Fig. 5(a)(4) zeigt, wird der Photoresist
positiven Typs 1 entwickelt. Entsprechend diesem Verfahren treten
die Probleme von schlechtem Kontrast und schlechter Auflösung auf,
wie in Fig. 5(a)(4) gezeigt. Die CEL-Technologie wurde zur Ver
besserung der Auflösung entwickelt.
Wie Fig. 5(b)(1) zeigt, ist Photoresist positiven Typs 1 auf dem
Substrat ausgebildet. Wie Fig. 5(b)(2) zeigt, wird eine Kontrast
verstärkungsschicht 6 auf dem Photoresist positiven Typs 1 ausge
bildet. Wie auch in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr.
2-212851 offenbart, enthält die Kontrastverstärkungsschicht 6 ein
Material, dessen Lichttransmissionsrate sich erhöht, wenn es mit
Belichtungslicht belichtet wird (bezeichnet als Farbabschwächungs
pigmentkomponente). Genauer wird die Absorption der Belichtungs
wellenlänge, die vor der Belichtung groß ist, mit fortlaufender
Belichtung fortschreitend reduziert. Diazomiumsalze, Stilbazolium
salze (vierwertige Ammoniumverbindung von Stilbazol), Aryl-Nitro
se-Salze und ähnliche sind als Farbabschwächungspigmentkomponenten
bekannt. Harze vom Phenoltyp (Phenolharze) werden als Schichtbil
dungskomponenten verwendet.
Wie Fig. 5(b)(3) zeigt, wird der Photoresist positiven Typs 1,
auf dem die CEL-Schicht 6 ausgebildet ist, unter Benutzung einer
Maske 5 selektiv bestrahlt. Wie Fig. 5(b)(4) zeigt, wird der Pho
toresist positiven Typs 1 entwickelt. Entsprechend dem Verfahren
wird die auf dem Photoresist positiven Typs 1 ausgebildete CEL-
Schicht 6 in dem belichteten Abschnitt im wesentlichen transparent
und verstärkt infolge den Kontrast zwischen dem belichteten Ab
schnitt und einen nichtbelichteten Abschnitt. Als ein Ergebnis
kann ein Resistmuster hoher Auflösung erhalten werden.
Mit den oben beschriebenen CEL-Verfahren kann ein Resistmuster
hoher Auflösung ausgebildet werden. Jedoch kann, wie in Fig. 6
gezeigt, im Fall des "aus dem Fokus" (wenn sich der zu belichtende
Bereich nicht im Fokus des Belichtungslichtes bzw. der Projek
tionsvorrichtung befindet) das Problem, daß die Schichtdicke des
Resist 1 reduziert wird, auftreten.
Wie oben beschrieben, kann bei der Lithographie unter Benutzung
eines bekannten Photoresists im Fall des "aus dem Fokus" das Pro
blem auftreten, daß die Schichtdicke eines Resists reduziert wird.
Bei Belichtung mit einem Projektions-Ausrichtgerät ist die Abnahme
bzw. Reduzierung aufgrund des "aus dem Fokus" besonders signifi
kant. Die Reduzierung der Schichtdicke des Resists wird durch die
Löslichkeit der Oberfläche des Resists im Entwickler verursacht.
Ein LENOS-Verfahren (Latitude Enhancement Novel Single Layer Li
thography = Belichtungsspielraumverstärkung mit neuer Einzel
schichtlithographie) ist als ein Verfahren zur Verbesserung des
Widerstands einer Oberfläche eines Resists gegenüber Lösung in
einem Entwickler bekannt (Journal of photopolymer Science and
Technology Volume 2, Nr. 3, 1989). Bei dem LENOS-Verfahren wird
ein Resist in eine alkalische Flüssigkeit getaucht, um die Ober
fläche des Resists unlöslich zu machen.
Bei diesem Verfahren jedoch, ist ein problematischer Prozeß des
Eintauchens eines Resists in alkalische Flüssigkeit unerläßlich,
was den Herstellungsprozeß einer Halbleitervorrichtung kompli
ziert.
Aus der nachveröffentlichten DE 41 17 127 A1 ist ein Verfahren zur
Herstellung von Druckplatten und Photoresisten aus lichtempfindlichen
Aufzeichnungselementen, die einen dimensionsstabilen Träger
und eine positiv arbeitende lichtempfindliche Aufzeichnungsschicht,
die gegenüber ultravioletten und/oder sichtbarem aktinischem
Licht empfindlich ist, und eine optisch transparente Deckschicht,
die mindestens ein reißfeste Filme bildendes Polymer enthält,
aufweisen, bekannt, bei dem die Aufzeichnungsträger durch
Aufbringen einer Bildmaske auf der Oberfläche der Deckschicht,
bildmäßiges Belichten des hierbei resultierenden lichtempfindlichen
Aufzeichnungselementes mit einem Entwicklerlösungsmittel
hergestellt werden, wobei die Deckschicht zusammen mit
den belichteten Bereichen der Aufzeichnungsschicht weggewaschen
wird, und die Bildmaske ein reliefartiges Muster aus beschichteten
und unbeschichteten Bereichen darstellt, deren beschichtete Bereiche
gegenüber dem jeweils verwendeten aktinischen Licht im wesentlichen
undurchlässig sind.
Aus der DE 37 36 980 A1 ist ein mehrschichtiges, flächenförmiges,
lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial bekannt, das eine lichtempfindliche,
reliefbildende Schicht, in welcher bei der bildmäßigen
Belichtung mit aktinischem Licht eine Löslichkeitsdifferenzierung
zwischen den belichteten und unbelichteten Bereichen eintritt,
eine Deckschicht, die bezogen auf ihre Gesamtmenge 1 bis 20 Gew.-%
einer oder mehrerer Verbindungen aus der Gruppe der
tertiären Amine und Amide und/oder aus der Gruppe der quaternären
Ammoniumsalze enthält, und eine von der Deckschicht leicht ablösbare
Deckfolie aufweist.
Aus der DE 33 42 579 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von
Reliefbildern bekannt, das ein zu deren Herstellung geeignetes
Bildaufzeichnungsmaterial mit - in der angegebenen Reihenfolge
übereinander angeordnet - einer dimensionsstabilen Grund- oder
Basisschicht, einer lichtempfindlichen, reliefbildenden Schicht,
einer maskenbildenden Schicht, sowie gegebenenfalls einer Deckschicht
verwendet, wobei zwischen der reliefbildenden Schicht und
der maskenbildenden Schicht eine dimensionsstabile, für aktinisches
Licht im Wellenlängenbereich von 300 bis 420 nm durchlässige
und gegenüber Wärmestrahlung stabile Zwischenschicht angeordnet
ist und die maskenbildende Schicht gegenüber der Wärmestrahlung
empfindlich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von
Reliefbildern anzugeben, das so verbessert ist, daß die Abnahme
der Schichtdicke einer positiv wirkenden lichtempfindlichen
Schicht wie einem Resist in einem nicht zu belichtenden Bereich
selbst in dem Fall, in dem nicht richtig auf den zu belichtenden
Bereich fokussiert ist ("aus dem Fokus"), verhindert wird, ohne
daß der Prozeß der Herstellung kompliziert wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekenn
zeichnet.
Das Verfahren ermöglicht insbesondere eine Verbesserung
für ein ARCOR-Verfahren bzw. die
CEL-Technologie.
Bei einem Verfahren
nach einer ersten Ausführungsform wird als eine positiv wirkende
lichtempfindliche Schicht ein Photoresist posi
tiven Typs mit Naphthochinondiazid und Novolakharz anfänglich auf
einem Substrat als einem Schichtträger ausgebildet. Eine auf eine Alkalität (Laugengrad)
eingestellte Deckschicht wird auf dem Photoresist positiven
Typs ausgebildet, um die Oberfläche des Photoresist positiven Typs
unlöslich zu machen. Der Photoresist positiven Typs mit der darauf
ausgebildeten Deckschicht wird zur bildmäßigen Belichtung selektiv mit Licht bestrahlt.
Der Photoresist positiven Typs wird entwickelt.
Bei einem Verfahren nach
einer zweiten Ausführungsform wird auch ein Photoresist positiven Typs
mit Naphthochinondiazid und Novolakharz auf einen Substrat ausge
bildet. Eine Kontrastverstärkungsschicht, die auf Alkalität einge
stellt ist, wird als Deckschicht auf dem Photoresist positiven Typs ausgebildet.
Der positive Photoresist mit der darauf ausgebildeten Kontrastver
stärkungsschicht wird bildmäßig belichtet. Die positive
Photoresistschicht wird entwickelt.
Bei einem Verfahren
nach einer dritten Ausführungsform wird auch ein positiver Photoresist
mit Naphthochinondiazid und Novolakharz anfänglich auf einem Sub
strat ausgebildet. Eine auf Alkalität eingestellte Antireflexions
schicht wird als Deckschicht auf dem Photoresist positiven Typs ausgebildet. Der
positive Photoresist mit der darauf ausgebildeten Antireflexions
schicht wird bildmäßig belichtet. Der positive Photore
sist wird entwickelt.
Entsprechend dem Verfahren
nach der ersten Ausführungsform wird die auf Alkali
tät eingestellte Deckschicht auf dem Photoresist positiven
Typs mit Naphthochinondiazid und Novolakharz ausgebildet, wodurch
eine Vernetzungsreaktion des Naphthochinondiazid und des Novolak
harzes, die in der Oberfläche des Photoresist positiven Typs ent
halten sind, auftritt, mit dem in der Deckschicht enthalte
nen Alkali als Katalysator, was die Umwandlung der Oberfläche des
Photoresists positiven Typs in eine unlösliche Substanz verur
sacht.
Entsprechend dem Verfahren
nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird eine auf Alkalität eingestellte Kontrastverstärkungsschicht
auf dem Photoresist positiven Typs, der Naphthochinondiazid und
Novolakharz enthält, ausgebildet, wodurch eine Vernetzungsreaktion
des in der Oberfläche des Photoresist positiven Typs enthaltenen
Naphthochinondiazid und Novolakharzes auftritt, mit dem in der
Kontrastverstärkungsschicht enthaltenen Alkali als Katalysator,
wodurch die Oberfläche des Photoresists positiven Typs in eine
unlösliche Substanz umgewandelt wird.
Entsprechend dem Verfahren
nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird eine auf Alkalität eingestellte Antireflexionsschicht auf
einem Naphthochinondiazid und Novolakharz enthaltenden Photoresist
positiven Typs ausgebildet, wodurch eine Vernetzungsreaktion des
Naphthochinondiazid und des Novolakharzes, die in der Oberfläche
des Photoresists positiven Typs enthalten sind, auftritt, mit dem
in der Antireflexionsschicht enthaltenen Alkali als Katalysator,
wodurch die Umwandlung der Oberfläche des Photoresists positiven
Typs in eine unlösliche Substanz verursacht wird.
Es folgt die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren.
Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung, die das Prinzip ei
nes ARCOR-Verfahrens zeigt;
Fig. 2 eine Darstellung, die Mehrfachreflexionen in einer
Schicht zeigt;
Fig. 3(a) ein Diagramm, das die Form eines Resistmusters im
Fokus zeigt, und
Fig. 3(b) ein Diagramm, das die Form eines Resistmusters
zeigt, dessen Resist aufgrund von Defokussierung
reduziert ist;
Fig. 4 eine schematische Darstellung, die eine unerwünsch
te Abnahme eines Resists aufgrund von Defokussie
rung bei der Belichtung mit einem Projektionsaus
richtgerät zeigt;
Fig. 5(a) ein schematisches Diagramm, das normale Photoli
thographie in einem bekannten Fall zeigt, und
Fig. 5(b) ein schematisches Diagramm, das eine bekannte CEL-
Technik zeigt;
Fig. 6 eine schematische Darstellung, die die unerwünschte
Abnahme eines Resists aufgrund von Defokussierung
bei der bekannten CEL-Technik zeigt;
Fig. 7 Schnittansichten einer Halbleitervorrichtung bei
entsprechenden Schritten in der Abfolge eines Ver
fahrens zur Herstellung eines feinen Resistmusters
in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, die die Verbesserung des
bekannten ARCOR-Verfahrens zeigen;
Fig. 8 einen Ausdruck, der eine Diazo-Kopplungsreaktion
von Naphtochinondiazid und Novolakharz mit Alkali
als Katalysator zeigt;
Fig. 9 einen Graph, der die Beziehung zwischen dem Grad
der Diazo-Kopplungsreaktion von Naphtochinondiazid
und Novolakharz und dem pH-Wert zeigt;
Fig. 10(a) eine Schnittansicht, die die Form eines durch das
bekannte ARCOR-Verfahren erhaltenen Resists zeigt,
und
Fig. 10(b) eine Schnittansicht, die die Form eines durch das
ARCOR-Verfahren in Übereinstimmung mit einer Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung erhaltenen
Resists zeigt;
Fig. 11A ausschnittsweise Schnittansichten einer Halbleiter
vorrichtung bei den entsprechenden Schritten bei
der Abfolge eines Verfahrens zur Herstellung eines
feinen Resistmusters in Übereinstimmung mit einer
anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
und
Fig. 11B Schnittansichten einer Halbleitervorrichtung bei
entsprechenden Schritten in der Abfolge der bekann
ten CEL-Technik, zum Zweck des Vergleichs.
Fig. 7 zeigt ausschnittsweise Schnittansichten einer Halbleiter
vorrichtung bei den entsprechenden Schritten in der Abfolge eines
Verfahrens zur Herstellung eines fein aufgelösten Resistsmusters als einem Reliefbild
in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Er
findung.
Wie Fig. 7(a) zeigt ist, ist eine Oxidschicht 8 auf einem Sub
strat 4 als einem Schichtträger mit einer Stufe 7 ausgebildet.
Wie Fig. 7(b) zeigt, wird ein Photoresist positiven Typs 1
als eine positiv wirkende lichtempfindliche Schicht mit
Naphtochinondiazid und Novolakharz auf der Oxidschicht 8 ausgebil
det. Die Oberfläche der Oxidschicht 8 kann zur Verstärkung der
Haftung des positiven Photoresists 1 und der Oxidschicht 8 vor der
Ausbildung des positiven Photoresists 1 mit Hexamethyldisilazan
oder ähnlichem behandelt sein.
Wie Fig. 7(c) zeigt, wird als eine Deckschicht eine auf Alkalität (alkalisch, basisch)
eingestellte Antireflexionsschicht 9 auf dem positiven Photoresist
1 ausgebildet. Die Antireflexionsschicht 9 enthält wasserlösliche
Polymere, wie Polyvinylalkohol-Typ-Polymere, Polyacrylsäure-Typ-
Polymere, und Polyvinylamin-Typ-Polymere. Der pH-Wert der Antire
flexionsschicht 9 wird durch organische Alkali, wie zum Beispiel
Tetramethylammoniumhydroxid auf ungefähr 10 eingestellt. Der Bre
chungsindex nA der Antireflexionsschicht 9 wird auf die Quadrat
wurzel des Brechungsindex nR des Photoresists positiven Typs 1
eingestellt. Die Einstellung des Brechungsindex wird durch die
Zugabe von Polymeren mit Fluor oder von grenzflächenaktiven Stof
fen (Tensiden) mit Fluor ausgeführt. Die Schichtdicke der Antire
flexionsschicht 9 wird durch Einstellung der Anzahl der Umdre
hungsbewegungen eines Schleuderbeschichters (Spin Coater) auf
λexp/4nA × n (λexp bezeichnet die Wellenlänge des Belichtungslich
tes und n ist eine ungerade ganze Zahl) gebracht.
Da die auf Alkalität eingestellte Antireflexionsschicht 9 auf dem
positiven Resist 1 mit Naphtochinondiazid und Novolakharz ausge
bildet wird, findet eine Vernetzungsreaktion des Naphtochinondia
zid und des Novolakharzes, die in der Oberfläche des positiven
Resists 1 enthalten sind, statt, mit dem in der Antireflexions
schicht 9 enthaltenen Alkali als Katalysator, wie in Fig. 8 ge
zeigt, was die Umwandlung der Oberfläche des Resists in eine un
lösliche Substanz verursacht.
Dementsprechend wird ein problematischer Schritt, wie ein Schritt
des Eintauchens eines Resists in eine Alkaliflüssigkeit bei dem
bekannten LENOS-Verfahren bei der vorliegenden Ausführungsform
nicht benötigt.
Fig. 9 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem pH-Wert und
dem Grad der Diazo-Kopplungsreaktion von Naphtochinondiazid und
Novolakharz zeigt. Der Grad der Diazo-Kopplungsreaktion von
Naphtochinondiazid und Novolakharz erreicht einen Maximalwert bei
pH 10.
Zurückkehrend zu Fig. 7(c) kann eine Wärmebehandlung bei einer
Temperatur von 80° bis 100°C ausgeführt werden, um die Haftung
der Antireflexionsschicht 9 und des Photoresists positiven Typs 1
zu verstärken.
Wie Fig. 7(d) zeigt, wird der positive Photoresist 1, auf dem die
Antireflexionsschicht 9 ausgebildet ist, unter Benutzung einer
Maske 5 selektiv bestrahlt, d. h. bildmäßig belichtet.
Wie Fig. 7(e) zeigt, wird der positive Photoresist 1 entwickelt.
Zur Entfernung der Antireflexionsschicht 9 kann bei der Entwick
lung, falls nötig, ein Naßätzen mit einem organischen Lösungsmit
tel ausgeführt werden. Wie Fig. 7(e) zeigt, wird durch die Ent
wicklung des positiven Photoresists 1 ein Resistmuster als einem Reliefbild erhalten.
Fig. 10 zeigt im Vergleich eine Schnittansicht (a) eines Resist
musters, das unter Benutzung einer Antireflexionsschicht, die
nicht auf Alkalität eingestellt ist, erhalten wird (bei dem be
kannten ARCOR-Verfahren) und eine Schnittansicht (b) eines Resist
musters, das mit dem in Fig. 7 gezeigten Verfahren erhalten wird,
das heißt unter Benutzung einer Antireflexionsschicht, die auf
Alkalität eingestellt ist.
Wie Fig. 10(b) klar zu erkennen, vermindert die Verwendung der
auf Alkalität eingestellten Antireflexionsschicht die Abnahme des
Resists 1.
Zusätzlich unterdrückt die Anpassung des ARCOR-Verfahrens die
Mehrfachreflexionen einer Schicht und unterdrückt die Änderung der
Abmessung eines Resistmusters unabhängig von der Änderung der
Dicke des Resists. Als ein Ergebnis wird die Abmessung des Resist
musters stabil gemacht.
Die Fig. 11A und B zeigen teilweise Schnittansichten einer
Halbleitervorrichtung bei entsprechenden Schritten in der Abfolge
eines Verfahrens zur Herstellung eines feinen Resistmusters in
Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung im Vergleich mit denen bei der bekannten CEL-Technik.
Fig. 11A zeigt ein Verfahren in Übereinstimmung mit der vorlie
genden Ausführungsform und Fig. 11B zeigt dieses in Übereinstim
mung mit der bekannten CEL-Technik.
Wie Schritt 1 in Fig. 11A zeigt, wird in Schritt 1 eine Oxid
schicht 8 auf einem Substrat 4 (Schichtträger), das eine Stufe 7 aufweist, ausge
bildet. Auf der Oxidschicht 8 wird ein Photoresist positiven Typs
1 mit Naphtochinondiazid und Novolakharz (positiv wirkende
lichtempfindliche Schicht) ausgebildet.
Schritt 2 zeigt, daß der Photoresist positiven Typs 1 bei einer
Temperatur von 80° bis 100°C vorgebacken wird.
Schritt 3 zeigt, daß eine auf Alkalität eingestellte Kontrastver
stärkungsschicht (CEL-Schicht) 10 als eine Deckschicht auf dem Photoresist positiven
Typs 1 ausgebildet wird. Die CEL-Schicht enthält eine bekannte
Farbabschwächungspigmentkomponente und ein bekannte Beschichtungs
bildungskomponente, wie die in den japanischen Patentoffenle
gungsschriften Nr. 1-231038, 1-231040, und 2-212851 verwendeten
Komponenten. Der pH-Wert der CEL-Schicht 10 ist mit organischen
Alkali, wie zum Beispiel Tetramethylammoniumhydroxid, auf
ungefähr 10 eingestellt.
Da die alkalisch eingestellte CEL-Schicht 10 auf dem Photoresist
positiven Typs 1 mit Naphtochinondiazid und Novolakharz ausgebil
det ist, findet eine Vermischung zwischen den Schichten statt. Die
Vermischung verursacht eine Diazo-Kopplungsreaktion des Naphtochi
nondiazid und Novolakharz, die in der Oberfläche des positiven
Photoresists 1 enthalten sind, wie in Fig. 8 gezeigt, mit dem in
der CEL-Schicht 10 enthaltenen Alkali als Katalysator. Dieses ver
ursacht die Umwandlung der Oberfläche des positiven Photoresists 1
in eine unlösliche Substanz.
Wie Schritt 4 zeigt, kann die CEL-Schicht 10 zur Verstärkung der
Haftung zwischen der CEL-Schicht 10 und dem positiven Photoresist
1 bei einer Temperatur von 80° bis 100°C gebacken werden.
Wie Schritt 5 zeigt, wird der Photoresist positiven Typs 1, auf
dem die Kontrastverstärkungsschicht ausgebildet ist, unter Benut
zung einer Maske 5 selektiv bestrahlt (bildmäßig belichtet).
Wie Schritt 6 zeigt, wird die CEL-Schicht 10 durch Naßätzen mit
organischem Lösungsmittel entfernt. Da die CEL-Schicht aus einem
löslichen Material gebildet ist, kann das Naßätzen, wenn sie in
dem folgenden Entwicklungsprozeß entfernt werden kann, weggelassen
werden.
Wie Schritt 7 zeigt, wird der Photoresist positiven Typs 1 ent
wickelt.
Fig. 11B zeigt eine bekannte CEL-Technik, die Bedingungen sind
dabei dieselben wie bei der vorliegenden Ausführungsform, ausge
nommen daß eine CEL-Schicht 6 nicht alkalisch eingestellt wird.
Wie die Fig. 11A und B zum Zweck des Vergleiches zeigen, ver
hindert der Gebrauch der auf Alkalität eingestellten Kontrastver
stärkungsschicht die Reduzierung des Photoresists positiven Typs
selbst in dem Fall des "aus dem Fokus". Andererseits wird mit der
bekannten CEL-Schicht der Photoresist positiven Typs 1 reduziert,
wie in Fig. 11B gezeigt.
Obwohl die vorliegende Erfindung in den zuvor erwähnten Ausfüh
rungsformen auf das ARCOR-Verfahren und die CEL-Technologie ange
wendet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Fälle
begrenzt. Die vorliegende Erfindung kann auf jedes Verfahren ange
wendet werden, das einen auf einem positiven Photoresist aufgebil
deten Anwendungsfilm verwendet, um den positiven Photoresist mit
hoher Genauigkeit zu mustern.
Wie oben beschrieben, wird bei dem Verfahren
entsprechend der ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung eine alkalisch eingestellte Deck
schicht auf einem Photoresist positiven Typs mit Naphtochinondia
zid und Novolakharz ausgebildet, wobei eine Vernetzungsreaktion
des in der Oberfläche des Photoresists positiven Typs enthaltenen
Naphtochinondiazid und Novolakharz mit dem in der Anwendungs
schicht enthaltenen Alkali als Katalysator stattfindet, was die
Umwandlung der Oberfläche des Photoresists positiven Typs in eine
unlösliche Substanz verursacht. Dementsprechend wird selbst in dem
Fall der Defokussierung eine Abnahme des Photoresists positiven
Typs unterdrückt, wodurch ein fein aufgelöstes Resistmuster mit
hoher Genauigkeit erhalten werden kann.
Entsprechend dem Verfahren
bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird eine auf Alkalität eingestellte Kontrastverstärkungsschicht
auf einen Photoresist positiven Typs mit Naphtochinondiazid und
Novolakharz ausgebildet, wodurch eine Vernetzungsreaktion des
Naphtochinondiazid und Novolakharz, die in der Oberfläche des Pho
toresists positiven Typs enthalten sind, mit dem in der Kontrast
verstärkungsschicht enthaltenen Alkali als Katalysa
tor stattfindet, wodurch die Umwandlung der Oberfläche des Photo
resists positiven Typs in eine unlösliche Substanz verursacht
wird.
Dementsprechend wird selbst in dem Fall der Defokussierung einer
Abnahme des Photoresists positiven Typs verhindert, wodurch ein
feines Resistmuster hoher Genauigkeit erhalten werden kann. Zu
sätzlich kann, da die Kontrastverstärkungsschicht auf dem Photore
sist positiven Typs ausgebildet ist, ein Resistmuster mit ver
stärktem Kontrast erhalten werden.
Entsprechend dem Verfahren
nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird eine auf Alkalität (alkalisch) eingestellte Antireflexions
schicht auf einem Naphtochinondiazid und Novolakharz enthaltenden
Photoresist positiven Typs ausgebildet, wodurch eine Vernetzungs
reaktion des in der Oberfläche des Photoresists positiven Typs
enthaltenen Naphtochinondiazid und Novolakharz mit dem in der An
tireflexionsschicht enthaltenen Alkali als Katalysator stattfin
det, wodurch die Umwandlung der Oberfläche des Photoresists posi
tiven Typs in eine unlösliche Substanz verursacht wird.
Dementsprechend wird selbst in dem Fall der Defokussierung die Ab
nahme des Photoresists positiven Typs verhindert, wodurch ein fei
nes Resistmuster hohe Genauigkeit erhalten werden kann. Zusätzlich
wird, da die Antireflexionsschicht auf dem Photoresist positiven
Typs ausgebildet ist, eine Mehrfachreflexion in der Schicht un
terdrückt, wodurch die Größe bzw. die Abmessungen des Resistmu
sters stabil gemacht wird.
Claims (16)
1. Verfahren zur Herstellung von Reliefbildern, bei dem
- a) auf einem Schichtträger (4, 7, 8) eine positiv wirkende lichtempfindliche Schicht (1) mit einem Novolakharz als Bindemittel und einem o-Chinondiazid gebildet wird,
- b) auf der lichtempfindlichen Schicht (1) eine alkalische Deckschicht (9, 10) aufgebracht wird,
- c) die lichtempfindliche Schicht (1) bildmäßig belichtet und
- d) entwickelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Deckschicht eine Kontrastverstärkungsschicht (10)
ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Deckschicht eine Antireflexionsschicht (9) ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet,
daß die Deckschicht (9, 10) durch ein organisches Alkali alkalisch
gemacht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das organische Alkali Tetramethylammoniumhydroxid aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet,
daß die Deckschicht (9, 10) auf einen pH-Wert von nicht we
niger als 10 eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die positiv wirkende lichtempfindliche
Schicht aus einem positiv wirkenden Photoresist (1)
ausgebildet ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Deckschicht (9, 10) ein wasserlösliches Polymer und
ein Brechungsindexsteuerungsmittel aufweist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das wasserlösliche Polymer ein Polyvinylalkohol-Polymer auf
weist.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das wasserlösliche Polymer ein Polyacrylsäure-Polymer auf
weist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet,
daß das wasserlösliche Polymer ein Polyvinylamin-Polymer aufweist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet,
daß das Brechungsindexsteuerungsmittel ein Polymer mit Fluor auf
weist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet,
daß das Brechungsindexsteuerungsmittel einen grenzflächenaktiven
Stoff mit Fluor aufweist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, gekennzeichnet
durch
Backen des positiv wirkenden Photoresists (1) mit der darauf ausgebildeten
Deckschicht (9, 10) bei einer Temperatur im Bereich der darauf ausgebildeten
Deckschicht (9, 10) bei einer Temperatur im Bereich von 80-100°C vor der Belichtung.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (9, 10) auf einen pH-
Wert von ungefähr 10 eingestellt ist, so daß die Oberfläche des
Photoresists (1) unlöslich gemacht wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß das o-Chinondiazid ein Naphtochinondiazid
ist.
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