DE4443934A1 - Verfahren zur Bildung eines Resistmusters und eines darin verwendeten sauren, wasserlöslichen Materialgemisches - Google Patents
Verfahren zur Bildung eines Resistmusters und eines darin verwendeten sauren, wasserlöslichen MaterialgemischesInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung
eines Resistmusters, insbesonders ein Verfahren zur Bildung
eines Resistmusters, das dahingehend verbessert ist ein
Resistmuster zu schaffen, das eine günstige Struktur besitzt
mit hoher Auflösung und großer Tiefenschärfe. Die vorliegende
Erfindung betrifft weiterhin ein saures, wasserlösliches
Materialgemisch, das in einem solchen Verfahren verwendet
wird.
Der Prozeß der Bildung eines Resistmusters ist kritisch im
Herstellungsverfahren von hochintegrierten Schaltungen (LSI),
wie zum Beispiel 4-M und 16-M dynamischen
Direktzugriffspeichern (DRAM). Das Verfahren zur Bildung eines
Resistmusters beinhaltet die Schritte der selektiven Bestrah
lung eines Fotolacks, vom positiven Typ mit Novolack-Harz und
Naphthochinondiazid, mit einem Strahl der g-Linie (Wellenlänge
463 nm) einer Quecksilberlampe, gefolgt von einem Entwicklungs
schritt.
In den vergangenen Jahren wurde die Integrationsdichte höher,
wie zum Beispiel das Niveau von 16-M und 64-M. In einer LSI
mit solchen Mikrostrukturen wird ein Strahl der i-Linie
(Wellenlänge 365 nm), der eine kürzere Wellenlänge als ein
Strahl der g-Linie hat, als Lichtquelle zur Bildung eines
Resistmusters verwendet.
Da die Integrationsdichte von einer LSI weiter zunimmt, wird
es schwieriger werden, ein Resistmuster mit Strukturen unter
0,5 µm in sicherer Weise mit dem Strahl der i-Linie
herzustellen. Es hat intensive Forschungsbemühungen zur Bil
dung eines Resistmusters mit Hilfe eines KrF Excimer-Lasers
(Wellenlänge 248 nm) und eines ArF Excimer-Lasers (Wellenlänge
193 nm), die eine kürzere Wellenlänge als eine Lichtquelle
haben, gegeben.
In der Technologie, die solch einen Excimer Laserstrahl ver
wendet, ist nicht nur die Änderung der Art der Lichtquelle,
sondern auch die Entwicklung von einem neuen Resistmaterial
erforderlich. Dies ist deshalb notwendig, da ein hochauf
lösendes Resistmuster, das senkrecht Seitenflächen zum
Substrat hat, nicht erzielt werden kann, wenn ein
herkömmlicher Novolak-Naphthochinondiazid Typ Resist, der für
g-Linie und i-Linie benutzt wurde, verwendet wird als der
Resist, der einem seiner hohen Absorption entsprechenden
Excimer Laserstrahl ausgesetzt wird. Ein neues Resistmaterial,
das bessere Eigenschaften hinsichtlich eines Excimer Laser
strahls hat, ist bis jetzt noch nicht gefunden worden. Unter
Berücksichtigung dieser Probleme der Lichtquelle und des
Materials des Resists ist es vorzuziehen, eine Technik zur
Bildung eines Resistmusters zu entwickeln, die eine hohe Auf
lösung und einen großen Prozeßspielraum bietet, also eine
Weiterentwicklung der konventionellen Technologie, das heißt
die Verwendung von Strahlen der i-Linie und g-Linie und einem
allgemeinen Novolak-Naphthochinondiazid Typ Lack.
Ein konventionelles Verfahren zur Bildung eines Resistmusters
unter Verwendung eines Novolak-Naphthochinondiazid Typ Resists
wird im Folgenden beschrieben.
Bezugnehmend auf Fig. 7 wird der Lack auf ein Substrat 1 auf
getragen, welches vorgeheizt ist, um eine Lackschicht 2 zu
erhalten. Das Vorheizen wird mittels einer Heizplatte 8 durch
geführt.
Bezugnehmend auf Fig. 8 wird ein Strahl 5 der i-Linie selektiv
auf die Lackschicht 2 gerichtet mittels eines Retikels 4. Der
Strahl 5 der i-Linie wird durch einen i-Linien Stepper
erzeugt. Hier wird die Lackschicht bzw. Resistschicht in einen
belichteten Bereich 6a und einen nicht belichteten Bereich 6b
aufgeteilt. Bezugnehmend auf Fig. 11 weist der belichtete
Bereich Naphthochinondiazid (NQD) auf, das zu Indenkarbonsäure
über Indenketen überführt wurde. Die Indenkarbonsäure ist in
einem alkalischen Entwickler löslich.
Bezugnehmend auf Fig. 9 wird nach der Belichtung und vor der
Entwicklung ausgeheizt. Dieses Ausheizen bzw. Aushärten wird
durchgeführt, um den Effekt einer stehenden Welle zu
reduzieren, der durch die Interferenz des einfallenden mit dem
reflektierten Lichtstrahl von dem unterliegenden Substrat auf
tritt, um eine bessere Musterstruktur von hoher Auflösung zu
erhalten. Dieser Schritt wird als Nachbelichtungsausheizen
(PEB) bezeichnet. PEB wird mittels der Heizplatte 8
durchgeführt.
Bezugnehmend auf Fig. 10 wird die Lackschicht 2 mit einem
alkalischen Entwickler, wie z. B. eine Tetramethyl-
Amoniumhydroxid Lösung, entwickelt. Der belichteter Bereich 6a
wird entfernt, wodurch ein Resistmuster 7 entsteht.
Die oben beschriebene konventionelle Bildung eines
Resistmusters beinhaltet die folgenden Probleme.
Bezugnehmend auf Fig. 10 kann ein Resistmuster mit senkrechten
Seitenflächen zum Substrat 1 nicht erreicht werden, aufgrund
der Zunahme in der reduzierten Schicht von dem nicht
belichteten Teil bzw. aufgrund der Zunahme der Breite der
nicht belichteten Bereiche. Dies liegt daran, daß das Licht
nicht den Boden der Lackschicht 2 erreicht.
Um dieses oben beschriebene Problem zu lösen, d. h. die
Schichtreduzierung bzw. Verjüngung von dem nicht belichteten
Teil zu unterdrücken, wird eine Verbesserung bewirkt durch die
Reduzierung der Lösungsgeschwindigkeit der Lackschicht unter
Berücksichtigung des Entwicklers des momentan benützten hoch
auflösenden Typ positiven Photolacks. Jedoch konnte mit dieser
Verbesserung die Lösungsgeschwindigkeit des belichteten
Gebiets nicht erhöht werden. Ein ausreichender Unterschied in
der Lösungsgeschwindigkeit zwischen einem belichteten Teil und
einem nicht belichteten Teil konnte nicht erreicht werden.
Daher konnte eine ausreichende Auflösung und ein vorteilhaftes
Resistmuster nicht erreicht werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur
Herstellung eines Resistmusters zur Verfügung zu stellen, das
dahingehend verbessert ist, eine höhere Lösungsgeschwindigkeit
eines belichteten Bereichs zuzulassen.
Weiterhin soll ein Verfahren zur Bildung eines Resistmusters
zur Verfügung gestellt werden, das dahingehend verbessert ist,
einen Bereich der Oberflächenschicht des Fotolacks eines nicht
belichteten Bereichs unlöslich zu machen.
Weiterhin soll ein Verfahren zur Bildung eines Resistmusters
zur Verfügung gestellt werden, das dahingehend verbessert ist,
die Lösungsgeschwindigkeit eines belichteten Bereichs zu
erhöhen und einen Bereich der Oberflächenschicht des Fotolacks
eines nicht belichteten Bereichs unlöslich zu machen, was
wiederum den Kontrast erhöht.
Weiterhin soll ein Verfahren zur Bildung eines Resistmusters
zur Verfügung gestellt werden, das dahingehend verbessert ist,
die Auflösung zu verbessern.
Weiterhin soll ein Verfahren zur Bildung eines Resistmusters
zur Verfügung gestellt werden, das dahingehend verbessert ist,
den Prozeßspielraum zu vergrößern.
Weiterhin soll ein Verfahren zur Bildung eines Resistmusters
zur Verfügung gestellt werden, das dahingehend verbessert ist,
ein Resistmuster mit senkrechten Seitenflächen zu einem
Substrat zuzulassen.
Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung eine saure, wasser
lösliche Materialkomponente, die für solche Verfahren
anwendbar ist zur Verfügung.
In einem Verfahren zur Bildung eines Resistmusters nach einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird die Lackschicht aus
einem Typ gebildet, der mit einem alkalischen Entwickler
entwickelt wird und der einer chemischen Änderung unterworfen
ist beim Empfang von Licht auf einem Halbleiter. Auf der Lack
schicht wird eine Säureschicht aus einem sauren,
wasserlöslichen Material gebildet, die einen Transmissions
faktor von wenigstens 70% vor und während der Belichtung durch
das Licht hat, wenn die Schichtdicke davon 1 µm ist. Das Licht
wird selektiv auf die Lackschicht gerichtet, um ein Bild in
der Lackschicht zu bilden. Die Lackschicht wird mit einem
alkalischen Entwickler entwickelt, was zur Bildung eines
Resistmusters führt.
In einem Verfahren zur Bildung eines Resistmusters nach einem
anderem Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird auf einem
Halbleitersubstrat eine Lackschicht aus einem Typ gebildet,
der mit einem alkalischen Entwickler entwickelt wird und der
einer chemischen Änderung unterworfen ist beim Empfang von
Licht. Auf der Lackschicht wird eine Säureschicht aus einem
sauren, wasserlöslichen Material gebildet, die einen
Transmissionsfaktor von wenigstens 70% vor und während der
Belichtung mit dem Licht hat, wenn die Schichtdicke davon 1 µm
ist. Dann wird die Säureschicht entfernt. Das Licht wird
selektiv auf die Lackschicht gerichtet, um ein Bild in der
Lackschicht zu bilden. Die Lackschicht wird mit einem
alkalischen Entwickler entwickelt, was zur Bildung eines
Resistmusters führt.
Bezüglich einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird das Harz einer Säuregruppe, wie z. B. Karbon
säure und Sulfonsäure, bevorzugt für das saure wasserlösliche
Material verwendet. Polyakrylsäure, Polyallylsäure, Poly(2-
Akrylamid-2-Methyl-Propan-Sulfonsäure), Alginsäure und
dergleichen kann als Harz, das eine Säuregruppe beinhaltet,
angeführt werden.
Ein anderes vorzugsweises Beispiel eines sauren wasserlöslichen
Materials der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein wasser
lösliches Harz und eine niedrigmolekulare, organische Verbin
dung wie Karbonsäure oder Sulfonsäure.
Polyacrylsäure, Alginsäure, Pullulan, Poly (N-Vinyl-
Pyrrolidon), Polyvinylalkohol, Polyethylenoxid können als
wasserlösliches Harz angeführt werden.
Karbonsäure wie Gallussäure, Benzoesäure, o-
Benzoylbenzoesäure, 2-Bromessigsäure und Sulfonsäure wie
Benzolsulfonsäure, 4-Phenolsulfonsäure, 4-
Chlorbenzolsulfonsäure, 2-Zyklohexylaminoethansulfonsäure,
3-Zyklohexylaminoethansulfonsäure, Dichlorbenzolsulfonsäure,
Dodezyl-Benzolsulfonsäure, Ethansulfonsäure,
Ethylbenzolsulfonsäure, 2-Hydroxy-4-Methoxy-Benzophenon-5-
Sulfonsäure, 3-Hydroxypropansulfansäure, Methansulfansäure,
Naphtalinsulfansäure, m-Nitrobenzolsulfonsäure,
o-Nitrobenzolsulfonsäure, p-Nitrobenzolsulfonsäure,
p-Tuluolsulfonsäure, 2,4,5-Trichlorbenzolsulfonsäure,
Trifluormethansulfonsäure, m-xylol-4-Sulfonsäure, p-Xylol-2-
Sulfonsäure können als eine saure niedrigmolekulare organische
Verbindung angeführt werden.
Entsprechend eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung
wird ein saures wasserlösliches Materialgemisch auf eine Lack
schicht aufgetragen, eines Typs der mit einem alkalischen Ent
wickler entwickelt wird und der einer chemischen Änderung
unterworfen ist beim Empfang von Licht. Das saure wasser
lösliche Materialgemisch beinhaltet Wasser und Harz einer
Säuregruppe, wie z. B. Karbonsäure oder Sulfonsäure.
Entsprechend eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung
wird ein saures wasserlösliches Materialgemisch auf eine Lack
schicht aufgetragen, eines Typs der mit einem alkalischen
Entwickler entwickelt wird und der einer chemischen Änderung
unterworfen ist beim Empfang von Licht. Das saure wasser
lösliche Materialgemisch beinhaltet Wasser, wasserlösliches
Harz, und eine saure niedrigmolekulare organische Verbindung,
wie z. B. Karbonsäure und Sulfonsäure.
Entsprechend einem der oben beschriebenen Verfahren zur
Bildung eines Resistmusters und einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird eine Säureschicht auf einer Lack
schicht gebildet, wobei eine Mischschicht an der Grenzfläche
zwischen der Lackschicht und der Säureschicht gebildet wird.
In einem belichteten Teil sind Wasserstoffionen aus der Misch
schicht in die Lackschicht diffundiert, wodurch der belichtete
Teil besser löslich in einem alkalischen Entwickler wird. Im
Gegensatz dazu verringert die Mischschicht, die sich auf der
Lackschicht gebildet hat, die Lösungsgeschwindigkeit des nicht
belichteten Teils in Bezug auf den alkalischen Entwickler.
Entsprechend einem sauren wasserlöslichen Materialgemisch nach
dem vorher Beschriebenen ist ein weiterer Aspekt der
vorliegenden Erfindung die Bildung einer Mischschicht aus
einer Lackschicht und einem sauren wasserlöslichen Material
gemisch auf der Oberfläche der Lackschicht, wenn das saure
wasserlösliche Materialgemisch auf die Lackschicht aufgebracht
wird.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben
sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen aufgrund
der Figuren.
Von den Figuren zeigen:
Fig. 1-3 sind Querschnittsansichten einer Halbleiter
vorrichtung, die den ersten bis dritten Schritt eines
Verfahrens der Herstellung eines Resistmusters nach der
vorliegenden Erfindung zeigen.
Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zeigt zwischen der
Entwicklungszeit und einem Rest der Resistschicht bzw. einer
Resistrestschicht nach einem konventionellen Verfahren zur
Bildung eines Resistmusters.
Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zeigt zwischen der
Entwicklungszeit und einem Rest der Lackschicht nach einem
Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Bildung eines Resist
musters.
Fig. 6 zeigt den Einfluß einer Mischschicht nach der
vorliegenden Erfindung.
Fig. 7-10 sind Querschnittsansichten einer Halbleiter
vorrichtung, die den ersten bis vierten Schritt zur
Herstellung einer Resiststruktur nach einem konventionellen
Verfahren zeigen.
Fig. 11 zeigt die Reaktionsformel der photochemischen Reaktion
des Naphthochinondiazids (NQD).
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im
Folgenden beschrieben mit Bezug zu den Zeichnungen.
Nach Fig. 1 wird auf ein Substrat 1 eine Fotolackmischung
aufgebracht, die ein photosensitives Mittel, das einen
Chinondiazidteil und ein Novolak-Harz aufweist, gefolgt von
einem Vorheizschritt. Als ein Ergebnis wird eine Lackschicht 2
gebildet. Eine Säureschicht 3 wird auf der Lackschicht 2
gebildet. Die Säureschicht ist aus einem sauren wasser
löslichen Material gebildet, das später beschrieben werden
wird. Wenn die Schichtdicke 1 µm ist, ist der Transmissions
faktor mindestens 70% vor und während der Belichtung mit
Licht. Die Schichtdicke der Säureschicht 3 ist bevorzugt
ungefähr 100 nm-200 nm.
Als eine ähnliche Technik zu der von der vorliegenden
Erfindung offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 1-106049 ein Technik zur Bildung einer kontrast
verstärkenden Schicht (CEL Schicht) auf einer Lackschicht.
Jedoch besitzt diese CEL Schicht einen geringen Transmissions
faktor für Licht vor und während der Belichtung. Im Gegensatz
dazu hat die in der vorliegenden Erfindung verwendete Säure
schicht einen Transmissionsfaktor für Licht von wenigstens 70%
vor und während der Belichtung wenn die Filmdicke 1 µm ist.
Die Technik der vorliegenden Anmeldung ist klar anders als die
offenbarte der oben beschriebenen japanischen
Patentoffenlegungsschrift Nr. 1-106049.
Nach Fig. 2 wird ein Strahl 5 der i-Linie selektiv auf eine
Lackschicht 2 mit der noch restlichen Säureschicht 3 gelenkt
mittels eines Retikels 4. Als ein Ergebnis wird ein Bild in
der Lackschicht 2 gebildet. Die Lackschicht 2 ist in
belichtete Bereiche 6a und in nicht belichtete Bereiche 6b
aufgeteilt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Mischschicht 10
an der Grenze zwischen der Lackschicht 2 und der Säureschicht
3 gebildet, wenn die Säureschicht 3, wie in Fig. 6 gezeigt
ist, auf die Lackschicht 2 aufgebracht ist. Wie oben erwähnt
wird im belichteten Bereich das NQD über Indenketen zu
Indenkarbonsäure überführt. Im belichteten Bereich
diffundieren die Wasserstoffionen 30 in der sauren Substanz
von der Mischschicht 10 in die Lackschicht 2. Als Ergebnis ist
die Lösungsgeschwindigkeit des belichteten Gebiets in Bezug
auf einen alkalischen Entwickler erhöht. Im dem nicht
belichteten Bereich dient die Mischschicht 10 zur Reduzierung
der Lösungsgeschwindigkeit des nicht belichteten Bereichs der
Säureschicht 2 in Bezug auf einen alkalischen Entwickler.
Der Grad der Wasserstoffionendiffusion in die Lackschicht 2
kann durch den Ausheizprozeß eingestellt werden, der nach dem
Aufbringen des wasserlöslichen Materials folgt.
In dem nicht belichteten Bereich kann die Lösungs
geschwindigkeit der unlöslichen Schicht (Mischschicht 10) über
der Lackschicht eingestellt werden entsprechend dem Ausheiz
prozeß, der auf das Aufbringen der Lacklösung auf das Substrat
1 folgt und durch den Ausheizprozeß nach dem Aufbringen des
wasserlöslichen Materials 3.
Nach Fig. 2 und 3 ist die Lackschicht 2 mit einem alkalischen
Entwickler entwickelt mit dem Ergebnis eines Resistmusters 7,
das eine Seitenfläche senkrecht zum Substrat 1 hat.
Fig. 4 zeigt den Zusammenhang zwischen der Entwicklungszeit
und dem Rest der Lackschicht bei einer gewissen erhaltenen
Belichtungsmenge entsprechend einem konventionellen Verfahren
zur Bildung eines Resistmusters. Fig. 5 zeigt dasselbe
entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beim Vergleich von Fig. 4 und 5 ist es erkennbar, daß die
Lösungsgeschwindigkeit in der Nähe der Oberfläche der Lack
schicht vermindert ist während die Lösungsgeschwindigkeit in
der Lackschicht erhöht ist entsprechend der vorliegenden
Ausführungsform, wobei die benötigte Zeit, um die ganze Lack
schicht durch Entwicklung zu entfernen, verkürzt ist. Also ist
die Empfindlichkeit verbessert.
Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform ist der
Unterschied zwischen der Lösungsgeschwindigkeit in der
Entwicklung von einem belichteten Bereich und einem nicht
belichteten Bereich erhöht, so daß hohe Auflösung erreicht
werden kann. Weil die Reduzierung der Lackschicht in dem nicht
belichteten Bereich unterdrückt werden kann, kann die Schicht
reduzierung während des Defokussierens unterdrückt werden. Als
ein Ergebnis ist der Fokusspielraum erhöht und ein passendes
Resistmuster kann erhalten werden. Also ist die Empfindlich
keit verbessert.
Die vorliegende Erfindung wird unter der Verwendung von
spezifischen Werten im Detail beschrieben.
Das saure wasserlösliche Material, daß in diesen Beispielen
verwendet wird, ist in der folgenden Tabelle 1 zusammengefaßt.
Beziehend auf Fig. 1 wurde "PFRIX700" (ein Produkt der Japan
Synthetic Rubber Co. Ltd.) (12), das ein photosensitives
Mittel enthält, das einen Chinondiazidanteil und einen
Novolak-Harz aufweist, auf einen Siliziumwafer 1 schleuder
beschichtet. Die Bedingungen der Schleuderbeschichtung wurden
so gewählt, daß die Lackschichtdicke 1 µm war, wenn sie für 60
Sekunden bei 90°C auf einer Heizplatte 8 ausgeheizt wurde.
Dann wurde das in Tabelle 1 aufgelistete saure wasserlösliche
Material 3 aufgebracht. Die Ausheizbedingungen, das
verwendete saure wasserlösliche Material, die Prozeßfolge
(Aufbringen des Photolacks → Ausheizen → Aufbringen des
wasserlöslichen Materials → Ausheizen → Belichtung →
Ablösen der wasserlöslichen Materialschicht → PEB →
Entwicklung) sind in der folgenden Tabelle 2 zusammengefaßt.
In Tabelle 2 zeigt ein Kreis an, daß der Prozeß ausgeführt
wurde. Der entsprechende Prozeß wurde nicht ausgeführt, wenn
dort kein Kreis ist. Die Schichtdicke von dem sauren wasser
löslichen Material war ungefähr 100 nm-200 nm.
Entsprechend der Fig. 2 wurde die Lackschicht 2 mit dem
aufgebrachten sauren wasserlöslichen Material 3, unter
Verwendung eines i-Linien Steppers "NSR-2005i8A" (ein Produkt
von Nikon), belichtet. Dann wurde nach der gezeigten Reihen
folge in Tabelle 2 die wasserlösliche Materialschicht mit
einer Wasserspülung abgelöst, PEB wurde auf einer Heizplatte
bei 120°C für 90 Sekunden durchgeführt und dann wurde nach dem
Sprühtropfenverfahren (spray paddle methode) für 60 Sekunden,
unter Verwendung einer 2.38 gew.-% Tetramethyl-Amoniumhydroxid
Lösung "NMD-3", entwickelt (ein Produkt der Tokyo Ohka
Industry Co., Ltd.). Als Ergebnis wurde das Resistmuster 7
erhalten.
Tabelle 3 faßt die Empfindlichkeit von einem Lochmuster von
0,4 µm zusammen (Belichtungsdauer msec wenn als Maske
fertig), die Grenzauflösung von einem Lochmuster (günstiger
wenn dieser Wert µm niedriger ist), der Auflösung der
Tiefenschärfe bzw. Schärfentiefe von dem Lochmuster von 0,4 µm
(günstiger wenn dieser Wert größer ist) und ein
Querschnittsansicht von der Lackstruktur. In Tabelle 3 stimmen
die Beispielnummern mit den Beispielnummern von Tabelle 2
überein.
Das erhaltene Ergebnis nach einem konventionellen Verfahren
zur Bildung eines Resistmusters ist als vergleichendes
Beispiel gezeigt. Mit demselben Lack "PFRIX700", der in dem
oberen Beispiel benutzt wurde, wurde ein Siliziumwafer
schleuderbeschichtet, der für 60 Sekunden bei 90°C auf einer
Heizplatte vorgeheizt wurde. Als ein Ergebnis wurde eine Lack
schicht mit einer Schichtdicke von 1 µm erhalten. Ähnlich zu
den Beispiel 1 bis 13 wurde diese Lackschicht unter Verwendung
eines i-Linien Steppers "NSR-20005i8A" belichtet. Dann wurde
es der PEB auf einer Heizplatte für 90 Sekunden bei 120°C aus
gesetzt. Dann wurde es mit einem Sprühtropfenverfahren (spray
paddle method) für 60 Sekunden mit einem "NMD-3" Entwickler
entwickelt, was zu einem Resistmuster führt. Die Prozeßfolge
von dem vergleichenden Beispiel ist zusammen in Tabelle 2
gezeigt mit den Ergebnissen in Tabelle 3.
Es ist offensichtlich von den Ergebnissen aus Tabelle 3, daß
entsprechend einem Verfahren zur Bildung eines Resistmusters
von der vorliegenden Erfindung ein Resistmuster von hoher
Auflösung, großem Fokusspielraum und günstiger Struktur
erhalten werden kann. Ebenso kann eine hohe Empfindlichkeit
erreicht werden.
In der oberen Ausführungsform wurde beschrieben wie ein
wasserlösliches Material auf eine Lackschicht aufgebracht
wurde, gefolgt von der Belichtung des Photolacks mit dem noch
vorhandenen wasserlöslichen Material. Die Säureschicht schafft
einen neuen Effekt, daß die Schicht als eine reflektions
verhindernde Schicht fungiert. Jedoch ist die vorliegende
Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform
beschränkt. Ein entsprechender Effekt kann erhalten werden
durch Aufbringen eines wasserlöslichen Materials, Bildung
einer Mischschicht von einer Lackschicht und dem wasser
löslichen Material, sofortiges Entfernen der wasserlöslichen
Materialschicht und dann ausgeführter Belichtung der Lack
schicht. In diesem Fall kann der Effekt der Antireflexions
schicht nicht erhalten werden.
Entsprechend den Beispielen 1 bis 10 ist die Bildung einer
fest gebundenen Mischschicht verhindert, wenn das wasser
lösliche Material nach der Belichtung und vor der Entwicklung
abgelöst wird.
Beispiel 13 ist dadurch charakterisiert, daß die Lackschicht
nicht ausgeheizt ist. Ein entsprechendes Ergebnis kann
erreicht werden, sogar wenn dieser Ausheizschritt ausgelassen
wird.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung, ist eine Säureschicht
auf einer Lackschicht gebildet, wobei eine Mischschicht an der
Grenze von der Lackschicht und der Säureschicht gebildet ist.
In einem belichteten Bereich diffundieren Wasserstoffionen von
der Mischschicht in die Lackschicht, wobei die Entwicklu
ngsgeschwindigkeit von dem belichteten Bereich erhöht ist. In
einem nicht belichteten Bereich dient die Mischschicht dazu,
die Lösungsgeschwindigkeit des nicht belichteten Bereichs in
Bezug auf einen alkalischen Entwickler zu reduzieren. Als ein
Ergebnis kann man ein Resistmuster von hoher Auflösung, großem
Fokusspielraum und von günstiger Struktur erhalten. Auch eine
hohe Empfindlichkeit kann erreicht werden.
Durch ein saures wasserlösliches Materialgemisch entsprechend
der vorliegenden Erfindung ist eine Mischschicht von einer
Lackschicht und eines wasserlöslichen Materialgemisch gebildet
auf bzw. an der Oberfläche der Lackschicht, wenn das saure
wasserlösliche Materialgemisch auf die Lackschicht aufgebracht
ist. Die Mischschicht erhöht die Entwicklungsgeschwindigkeit
von dem belichteten Bereich und reduziert die Lösungs
geschwindigkeit von dem nicht belichteten Bereich in Bezug auf
einen alkalischen Entwickler.
Claims (12)
1. Verfahren zum Bilden eines Resistmusters mit den Schritten:
Bilden einer Lackschicht (2) eines Typs, der mit einem
alkalischen Entwickler entwickelt wird und der einer
chemischen Änderung unterworfen ist beim Empfang von Licht,
auf einem Halbleiter Substrat (1),
Bilden einer Säureschicht (3) aus einem sauren, wasserlöslichen Material und die einen Transmissionsfaktor von wenigstens 70% vor und während der Belichtung durch das Licht hat, wenn die Schichtdicke davon 1 µm ist, auf der Lackschicht (2)
selektives Richten des Lichtes (5) auf die Lackschicht (2), wodurch ein Bild in der Lackschicht (2) gebildet wird und Entwickeln der Lackschicht mit einem alkalischen Entwickler, wodurch ein Resistmuster (7) gebildet wird.
Bilden einer Säureschicht (3) aus einem sauren, wasserlöslichen Material und die einen Transmissionsfaktor von wenigstens 70% vor und während der Belichtung durch das Licht hat, wenn die Schichtdicke davon 1 µm ist, auf der Lackschicht (2)
selektives Richten des Lichtes (5) auf die Lackschicht (2), wodurch ein Bild in der Lackschicht (2) gebildet wird und Entwickeln der Lackschicht mit einem alkalischen Entwickler, wodurch ein Resistmuster (7) gebildet wird.
2. Verfahren zum Bilden eines Resistmusters nach Anspruch (1),
gekennzeichnet durch
den Schritt des Entfernens der Säureschicht (3) nach dem
Richten des Lichts und vor der Entwicklung.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
den Schritt des Ausheizens der Lackschicht (2) vor der Bildung
der Säureschicht (3).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet
durch
den Schritt des Ausheizens der Lackschicht (2) und der Säure
schicht (3) vor dem Richten des Lichts.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß
die Lackschicht (2) ein photosensitives Mittel umfaßt, das
einen Chinondiazidteil und ein Novolak-Harz umfaßt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet daß,
die Säureschicht (3) eine Schichtdicke von 50 nm-200 m hat.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß
das saure wasserlösliche Material ein Harz umfaßt, das eine
Säuregruppe, wie z. B. Karbonsäure und Sulfonsäure, beinhaltet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß
das saure wasserlösliche Material ein wasserlösliches Harz
umfaßt und eine saure, niedrigmolekulare, organische
Verbindung, wie z. B. Karbonsäure und Sulfonsäure, beinhaltet.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß
das Licht auf die Lackschicht (2) gerichtet ist, während die
Säureschicht (3) auf der Lackschicht (2) belassen ist.
10. Verfahren zum Bilden eines Resistmusters mit den
Schritten:
Bilden einer Lackschicht (2) des Typs, der mit einem alkalischen Entwickler entwickelt wird und der einer chemischen Änderung unterworfen ist beim Empfang von Licht, auf einem Halbleiter Substrat (1),
Bilden einer Säureschicht (3) aus einem sauren, wasserlöslichen Material und die einen Transmissionsfaktor von wenigstens 70% vor und während der Belichtung durch das Licht hat, wenn die Schichtdicke davon 1 µm ist, auf der Lackschicht (2),
Entfernen der Säureschicht (3), selektives Richten des Lichtes (5) auf die Lackschicht (2) zum Bilden eines Bildes in der Lackschicht (2) und
Entwickeln der Lackschicht mit einem alkalischen Entwickler, wodurch ein Resistmuster (7) gebildet wird.
Bilden einer Lackschicht (2) des Typs, der mit einem alkalischen Entwickler entwickelt wird und der einer chemischen Änderung unterworfen ist beim Empfang von Licht, auf einem Halbleiter Substrat (1),
Bilden einer Säureschicht (3) aus einem sauren, wasserlöslichen Material und die einen Transmissionsfaktor von wenigstens 70% vor und während der Belichtung durch das Licht hat, wenn die Schichtdicke davon 1 µm ist, auf der Lackschicht (2),
Entfernen der Säureschicht (3), selektives Richten des Lichtes (5) auf die Lackschicht (2) zum Bilden eines Bildes in der Lackschicht (2) und
Entwickeln der Lackschicht mit einem alkalischen Entwickler, wodurch ein Resistmuster (7) gebildet wird.
11. Saures, wasserlösliches Materialgemisch, das auf eine
Lackschicht (2) eines Typs, der mit einem alkalischen
Entwickler entwickelt wird und der einer chemischen Änderung
unterworfen ist beim Empfang von Licht, beschichtet ist, wobei
das saure wasserlösliche Materialgemisch
Wasser und
ein Harz, das eine Säuregruppe, wie z. B. Karbonsäure und Sulfonsäure enthält, aufweist.
ein Harz, das eine Säuregruppe, wie z. B. Karbonsäure und Sulfonsäure enthält, aufweist.
12. Saures, wasserlösliches Materialgemisch, das auf eine
Lackschicht (2) eines Typs, der mit einem alkalischen
Entwickler entwickelt wird und der einer chemischen Änderung
unterworfen ist beim Empfang von Licht, beschichtet ist, wobei
die saure wasserlösliche Materialverbindung
Wasser,
ein wasserlösliches Harz und
eine saure, niedrigmolekulare, organische Verbindung, wie z. B. Karbonsäure und Sulfonsäure, aufweist.
ein wasserlösliches Harz und
eine saure, niedrigmolekulare, organische Verbindung, wie z. B. Karbonsäure und Sulfonsäure, aufweist.
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