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 Materialgemisches

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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.
Beispiel 1-13
Das saure wasserlösliche Material, daß in diesen Beispielen verwendet wird, ist in der folgenden Tabelle 1 zusammengefaßt.
Tabelle 1
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.
Tabelle 2
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.
Tabelle 3
Vergleichendes Beispiel
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.
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.
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.
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.
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