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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine chemisch verstärkte, als
Negativlack wirkende, strahlungssensitive Fotolack-Zusammensetzung
und auf ein Verfahren zur Herstellung von mikroelektronischen Vorrichtungen
unter Verwendung eines solchen Fotolacks. Die Fotolacke der vorliegenden
Erfindung umfassen ein phenolisches, Film-bildendes Binder-Harz,
welches Ring-gebundene Hydroxylgruppen aufweist, eine Kombination
von mindestens zwei chemisch unterschiedlich quervernetzenden Agenzien,
und eine Verbindung, die bei Einwirkung von bildgebender Strahlung
Säure erzeugt
(ein Fotosäure-Erzeuger).
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Fotolack-Zusammensetzungen
werden bei mikrolithographischen Verfahren zur Herstellung von miniaturisierten
elektronischen Komponenten wie in der Fertigung von Computerchips
und integrierten Schaltkreisen verwendet. Üblicherweise wird bei diesen
Verfahren zunächst
ein dünner
Film einer Fotolack-Zusammensetzung auf das Substrat-Material aufgetragen,
wie Silikon-Wafer, die zur Herstellung von integrierten Schaltkreisen
verwendet werden. Das beschichtete Substrat wird dann gebacken,
um das Lösungsmittel
aus der Fotolack-Zusammensetzung zu verdampfen und die Beschichtung
auf dem Substrat zu fixieren. Die gebackene, beschichtete Oberfläche des
Substrats wird als nächstes
einer bildweisen Einwirkung von bildgebender Strahlung ausgesetzt.
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Diese
Strahlungseinwirkung verursacht eine chemische Transformation in
den belichteten Bereichen der beschichteten Oberfläche. Sichtbares
Licht, ultraviolettes Licht (UV), Elektronenstrahl- und Röntgenstrahlenergie
sind bildgebende Strahlungsarten, die heutzutage üblicherweise
in mikrolithographischen Verfahren verwendet werden. Nach dieser
Bestrahlung wird das beschichtete Substrat mit einer Entwicklerlösung behandelt,
um entweder die der Strahlung ausgesetzten oder nicht ausgesetzten
Bereiche der beschichteten Oberfläche des Substrats zu lösen und
zu entfernen.
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Es
gibt zwei Arten von Fotolack-Zusammensetzungen, als Negativlack
wirkende und als Positivlack wirkende. Wenn als Negativlack wirkende
Fotolack-Zusammensetzungen bildweise belichtet werden, werden die
belichteten Bereiche der Lack-Zusammensetzung weniger löslich gegenüber einer
Entwicklerlösung
(z.B. tritt eine quervernetzende Reaktion auf), während die
unbelichteten Bereiche der Fotolack-Beschichtung relativ löslich gegenüber einer
solchen Lösung
bleiben. Folglich verursacht die Behandlung eines belichteten, als Negativlack
wirkenden Lackes mit einem Entwickler die Entfernung der unbelichteten
Bereiche der Fotolack-Beschichtung und die Bildung eines Negativbildes
in der Beschichtung, wobei ein gewünschter Teil der darunterliegenden
Substratoberfläche,
auf der die Fotolack-Zusammensetzung aufgebracht worden war, freigelegt
wird.
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Die
Verwendung einer als Negativlack wirkenden, Säure-empfindlichen Fotolack-Zusammensetzung ist
aus dem Stand der Technik bekannt. Die meisten Fotolack-Zusammensetzungen
aus dem Stand der Technik verwenden ein quervernetzendes Agens,
das mit dem polymeren Binder-Harz reagiert, um einen unlöslichen
Film zu bilden, der ein Polymer mit höherem Molekulargewicht umfasst.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine chemisch verstärkte, als
Negativlack wirkende, strahlungssensitive Fotolack-Zusammensetzung,
welche in einem alkalischen Medium entwickelbar ist, wobei der Fotolack
enthält:
- a) ein phenolisches, Film-bildendes polymeres
Binder-Harz, welches Ring-gebundene Hydroxylgruppen aufweist;
- b) einen Fotosäure-Erzeuger,
welcher auf Einwirkung von Strahlung eine Säure bildet, in einer Menge,
welche ausreichend ist, um eine Quervernetzung des Filmbildenden
Binder-Harzes zu starten;
- c) ein quervernetzendes Agens, welches aufgrund einer Einwirkung
der Säure
aus Schritt b), die durch Strahlungseinwirkung gebildet wurde, ein
Carbonium-Ion bildet, und welches ein verethertes Aminoplast-Polymer
oder Oligomer umfasst;
- d) ein zweites quervernetzendes Agens, welches durch Einwirkung
der Säure
aus Schritt b), die durch Strahlungseinwirkung gebildet wurde, ein
Carbonium-Ion bildet, und welches entweder: 1) ein Hydroxy-substituiertes
oder 2) ein Hydroxy C1-C4 Alkyl substituiertes
C1-C12 Alkylphenol
umfasst, wobei die Gesamtmenge der quervernetzenden Agentien aus
den Schritten c) und d) eine effektive quervernetzende Menge ist
und
- e) ein Fotolack-Lösungsmittel.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren zur
Herstellung eines mikroelektronischen Vorrichtung wie zum Beispiel
einem Halbleiter, wobei das Verfahren umfasst:
- a)
Bereitstellen einer als Negativlack wirkenden Fotolack-Zusammensetzung
umfassend:
1) ein phenolisches, Film-bildendes, polymeres Binder-Harz,
das Ringgebundene Hydroxylgruppen aufweist;
2) einen Fotosäure-Erzeuger,
welcher auf Einwirkung von Strahlung eine Säure bildet, in einer Menge,
welche ausreichend ist, um ein Quervernetzung des Film-bildenden
Binders-Harzes aus Schritt 1) zu starten;
3) ein quervernetzendes
Agens, welches aufgrund einer Einwirkung der Säure aus Schritt 2), die durch Strahlungseinwirkung
gebildet wurde, ein Carbonium-Ion bildet, und welches ein verethertes
Aminoplastpolymer oder Oligomer umfasst;
4) ein zweites quervernetzendes
Agens, welches durch Säureeinwirkung
aus Schritt 2), die durch Einwirkung von Strahlung gebildet wurde,
ein Carbonium-Ion bildet, und welches entweder: ein Hydroxy-substituiertes
oder ein Hydroxy-C1-C4-alkyl-substituiertes
C1-C12-alkylphenol
umfasst, wobei die Gesamtmenge der quervernetzenden Agentien aus
den Schritten 3) und 4) eine effektive quervernetzende Menge ist;
und
5) ein Fotolack-Lösungsmittel.
- b) Beschichten der Oberfläche
eines geeigneten Substrats mit der Fotolack-Zusammensetzung aus Schritt a);
- c) Wärmebehandeln
des beschichteten Substrats aus Schritt b), so lange, bis im Wesentlichen
das gesamte Fotolack-Lösungsmittel
aus der Fotolack-Zusammensetzung entfernt ist;
- d) bildweises Belichten der beschichteten Fotolack-Zusammensetzung
aus Schritt c) mit bildgebender Strahlung;
- e) Heizen des Substrats nach Belichtung in Schritt d) und
- f) Entfernen der nicht-belichteten Bereiche der beschichteten
Fotolack-Zusammensetzung
aus Schritt d) mit einem Entwickler.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Die
Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung umfassen chemisch verstärkte, als
Negativlack wirkende Fotolacke, die gegenüber bildgebender Strahlung
wie Elektronenstrahlen, Ionenstrahlen, ultraviolettem Licht oder
Röntgenstrahlen
empfindlich sind. Diese Zusammensetzungen werden chemisch verstärkt, indem
ein Photon oder ein energiereiches Teilchen durch den Säureerzeuger
absorbiert wird, der ein Säuremolekül bereitstellt,
das anschließend
viele quervernetzende Reaktionen katalysieren kann. Die Erzeugung
der Säure
aus dem strahlungssensitiven Fotosäure-Erzeuger erfordert keine
Wärme,
Belichtung durch bildgebende Strahlung ist ausreichend.
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Das
phenolische Film-bildende polymere Binder-Harz, das in den Fotolack-Zusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist bevorzugt ein Hydroxy-aromatisches
Polymer, das in einem alkalischen Medium wie beispielsweise einem
wässrigen
alkalischen Entwickler löslich
ist, aber unlöslich
in Wasser. Diese Binder-Harze sind in der Lage, in der Gegenwart
eines quervernetzenden Agens zu vernetzen. Die Binder-Harze werden
derart gewählt,
dass die Fotolack-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung in
alkalischem Medium löslich
sind, beispielsweise ein wässriger
alkalischer Entwickler, bevor sie quervernetzt werden. Diese Zusammensetzungen
werden jedoch nach Quervernetzung unlöslich in solch einem alkalischen Medium.
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Bevorzugte
Binder-Harze können
einen Novolack, bevorzugt abgeleitet von einem substituierten Phenol
wie ortho-Cresol; meta-Cresol; para-Cresol; 2,4-Xylenol; 2,5-Xylenol;
3,4-Xylenol, 3,5-Xylenol,
Thymol und Mischungen davon, das mit einem Aldehyd wie beispielsweise
Formaldehyd kondensiert wurde, umfassen. Das Binder-Harz kann auch
ein Poly(vinylphenol) wie beispielsweise ein Poly(para-hydroxystyrol);
ein Poly(para-hydroxy-alpha-methylstyrol);
ein Copolymer aus para-Hydroxystyrol oder para-Hydroxy-alpha-methylstyrol und
Styrol, Acetoxystyrol oder Acrylsäure und/oder Methacrylsäure; ein
Hydroxyphenylalkylcarbinol-Homopolymer; oder ein Novolack/poly(vinylphenol)copolymer
umfassen.
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Das
veretherte, aminoplastische quervernetzende Agens umfasst ein organisches
Oligomer oder Polymer, das in Gegenwart einer durch Strahlung, bevorzugt
bildgebender Strahlung, erzeugten Säure ein Carboniumion bildet
und zur Quervernetzung des Film-bildenden Binder-Harzes dient. Dies
macht das Binder-Harz in den belichteten Bereichen unlöslich in
einem alkalischen Medium. Solche quervernetzenden Agentien können aus
einer Vielzahl von Aminoplasten in Kombination mit einer Verbindung
oder einem Polymer mit niedrigem Molekulargewicht hergestellt werden,
die eine Vielzahl an Hydroxyl-, Carboxyl-, Amid- oder Imidgruppen
enthalten. Bevorzugte Aminooligomere oder Polymere sind Aminoplaste,
die durch die Reaktion eines Amins, beispielsweise Harnstoff, Melamin
oder Glykolharnstoff mit einem Aldehyd wie Formaldehyd erhalten werden.
Solch geeignete Aminoplaste schließen Harnstoff-Formaldehyd-,
Melamin-Formaldehyd-, Benzoguanamin-Formaldehyd- und Glykoluril-Formaldehyd-Harze
und beliebige Kombiantionen von diesen ein. Ein besonders bevorzugter
Aminoplast ist Hexa(methoxymethyl)melaminoligomer.
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Das
Hydroxy-substituierte alkylphenolische quervernetzende Agents umfasst
ein organisches Polymer, das ein Carboniumion bildet und auch dazu
dient, das Film-bildende Binder-Harz in Gegenwart einer Säure, die
durch Bestrahlung erzeugt wurde, zu vernetzen. Dadurch wird das
Binder-Harz in den belichteten Bereichen unlöslich in alkalischem Medium.
Solche quervernetzenden Agentien schließen Mono- und Dihydroxy-substituierte
Phenole wie Dialkylolcresol, zum Beispiel ein Dialkylol-(zum Beispiel
Dimethylol-) paracresol ein. Bevorzugte Dialkylolcresole umfassen
Mono- oder Dihydroxy-C1-C4-alkylsubstituiertes
(mono-, di-, tri- oder tetra-C1-C12-Alkyl)phenol, wie ein Dihydroxyalkyl-(tetraalkyl)phenol.
Besonders bevorzugte quervernetzende Agentien sind die 2,6-Dihydroxyalkyl-4-(tetraalkyl)phenole
wie 2,6-Dihydroxymethyl-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol.
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Der
Fotosäureerzeuger
erzeugt unter Einwirkung von Strahlung wie UV-Licht die notwendige
Menge an Säure,
um die Quervernetzung des polymeren Binder-Harzes in der Fotolack-Zusammensetzung
zu katalysieren. Dies bewirkt die endgültigen Unterschiede in der
Löslichkeit
zwischen den belichteten und unbelichteten Bereichen des Fotolackfilms
auf dem Substrat. Der bevorzugte Fotosäureerzeuger ist ein strahlungsempfindliches
Oximsulfonat, wie in den United States Patenten 4,540,598 und 5,627,011
offenbart wird. Wenn die Fotolack-Zusammensetzung belichtet wird,
insbesondere mit photochemisch wirksamer Strahlung, erzeugt das
Oximsulfonat Säure,
so dass nach der Bestrahlung während
des thermischen Behandlungsverfahrens, in welchem die belichteten
Bereiche der Fotolack-Zusammensetzung
in dem üblichen
alkalischen Medium unlöslich
werden, wie beispielsweise wässrigem
alkalischem Entwickler, eine Quervernetzung stattfindet. Die in
den Fo tolack-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendeten
bevorzugten Oximsulfonate besitzen die Formel:
wobei R
1 und
R
2 C
1-C
4-Alkyl
oder halogeniertes Alkyl; Phenyl; oder Naphthyl; oder mit einem
Nitro-, Chlor-, Brom-, Hydroxyl-, C
1-C
4-Alkyl, C
1-C
4-Fluoralkyl, oder C
1-C
4-Alkoxy
substituiertes Phenyl oder Naphthyl sein können.
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Geeignete
Lösungsmittel
für solche
Fotolack-Zusammensetzungen können
Propylenglykolmonoalkylether, Propylenglykolalkyl-(z.B. Methyl)
etheracetat, 2-Heptanon, 3-Methoxy-3-methylbtuanol,
Butylacetat, Anisol, Xylol, Diglyme, Ethylenglykolmonoethyletheracetat,
Ethylenglykolmonoethylether, Ethylenglycolmonoethylether, Diethylenglykolmonoethylether,
Ethylenglykolmonoethyletheracetat, Ethylenglykolmonomethylacetat,
Methylethylketon, 2-Heptanon oder ein Monooxymonocarbonsäureester
wie Methyloxyacetat, Ethyloxyacetat, Butyloxyacetat, Methylmethoxyacetat,
Ethylmethoxyacetat, Butylmethoxyacetat, Methylethoxyacetat, Ethylethoxyacetat,
Ethoxyethylpropionat, Methyl-3-oxypropionat,
Ethyl-3-oxypropionat, Methyl-3-methoxypropionat, Ethyl-3-methoxypropionat,
Methyl-2-oxypropionat, Ethyl-2-oxypropionat, Ethyl-2-hydroxypropionat (Ethyllactat),
Ethyl-3-hydroxypropionat, Propyl-2-oxypropionat, Methyl-2-ethoxypropionat
oder Propyl-2-methoxypropionat oder Mischungen von einem oder mehreren
davon einschließen.
Das (die) Fotolack-Lösungsmittel
können
in der Gesamtfotolack-Zusammensetzung in einer Menge von bis zu
95 Gew.-% der Feststoffe in der Zusammensetzung vorhanden sein.
Lösungsmittel
werden selbstverständlich
nach dem Beschichten eines Substrats mit der Fotolack-Lösung und
darauf folgender Trocknung im Wesentlichen entfernt.
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Die
hergestellte Fotolack-Lösung
kann auf ein Substrat durch jede gebräuchliche Methode, die auf dem
Gebiet der Fotolacke verwendet wird, aufgebracht werden, einschließlich Tauchen,
Sprühen,
Wirbeln und Spin coating. Beim Spin coating kann die Fotolacklösung beispielsweise
hinsichtlich des Prozentsatzes an Feststoffgehalt angepasst werden,
um bei gegebenem Typ der verwendeten Spinning-Ausrüstung und
des für den
Spinning-Prozess zugelassenen Zeitraums eine Beschichtung gewünschter
Dicke zu ergeben. Geeignete Substrate schließen Silizium, Aluminium, polymere
Harze, Siliziumdioxid, dotiertes Silizium dioxid, Siliziumnitrit,
Tantal, Kupfer, Polysilizium, Keramik, Aluminium/Kupfermischungen;
Galliumarsenid und weitere derartige Verbindungen der Gruppen III/V
ein.
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Die
nach den beschriebenen Verfahren hergestellten Fotolack-Beschichtungen
sind besonders geeignet zur Anwendung auf thermisch gewachsenen
Silizium/Siliziumdioxidbeschichteten Wafern, wie sie in der Herstellung
von Mikroprozessoren und anderen miniaturisierten integrierten Schaltkreis-Komponenten
verwendet werden. Ein Aluminium/Aluminiumoxid-Wafer kann ebenso
verwendet werden. Das Substrat kann auch verschiedene polymere Harze,
insbesondere transparente Polymere wie Polyester umfassen. Das Substrat
kann eine adhäsionsbegünstigte
Schicht einer geeigneten Zusammensetzung wie eine ein Hexaalkyldisilazan,
bevorzugt Hexamethyldisilazan (HMDS) enthaltend, aufweisen.
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Das
Substrat wird dann mit der Lösung
der Fotolack-Zusammensetzung beschichtet und das Substrat wird wärmebehandelt.
Diese Temperaturbehandlung wird ausgewählt, um die Konzentration der
restlichen Lösungsmittel
in dem Fotolack zu reduzieren, ohne einen wesentlichen thermischen
Abbau der photosensitiven Komponente zu verursachen. Im Allgemeinen
wird gewünscht,
die Konzentration der Lösungsmittel
zu minimieren und diese erste Temperaturbehandlung wird durchgeführt, bis
im Wesentlichen alle Lösungsmittel
verdampft sind und eine dünne
Beschichtung aus der Fotolack-Zusammensetzung in der Größenordnung
von 1 μm
Dicke auf dem Substrat verleibt. Diese Wärmebehandlung wird durchgeführt, bis
die Änderungsgeschwindigkeit
der Lösungsmittelentfernung
vergleichsweise unbedeutend wird. Die Zeit- und Temperaturauswahl hängt von
den vom Nutzer gewünschten
Fotolack-Eigenschaften ab, ebenso wie von der verwendeten Ausrüstung und
den kommerziell gewünschten
Beschichtungszeiten. Das beschichtete Substrat kann dann in jedem
gewünschten
Muster, erzeugt durch die Verwendung von geeigneten Masken, Negativen,
Schablonen, Matrizen etc. photochemisch wirksamer Strahlung ausgesetzt
werden. Nach der Belichtung wird der Fotolack vor der Entwicklung
einem zweiten Backen oder Wärmebehandlung
unterworfen.
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Die
bestrahlten, mit als Negativlack wirkendem Fotolack beschichteten
Substrate werden entwickelt, um die unbelichteten Bereiche zu entfernen, üblicherweise
durch Tauchen in eine alkalische Entwicklerlösung oder sie werden durch
ein Sprühentwicklungsverfahren
entwickelt. Die Lösung
wird vorzugsweise gerührt,
zum Beispiel durch „nitrogen
burst agitation".
Das Substrat wird in dem Entwickler belassen bis die gesamte, oder im
We sentlichen die gesamte Fotolackbeschichtung in den nicht-belichteten
Bereichen aufgelöst
wurde. Entwickler können
wässrige
Lösungen
von Ammonium- oder Alkalimetallhydroxiden umfassen. Ein bevorzugtes Hydroxid
ist Tetramethylammoniumhydroxid. Nach dem Entfernen der beschichteten
Wafer aus der Entwicklerlösung
kann man eine optionale Nachentwicklungswärmebehandlung oder Backen durchführen, um
die Adhäsion
und die chemische Beständigkeit
gegenüber ätzenden
Lösungen
und anderen Substanzen der Beschichtung zu steigern. Die Nachentwicklungswärmebehandlung
kann das Backen der Beschichtung und des Substrats unterhalb des
Erweichungspunkts der Beschichtung in einem Ofen umfassen. Die Fotolack-Zusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung sind beständig gegen Säure-Base-ätzenden
Lösungen
und stellen einen wirksamen Schutz für die unbelichteten Fotolack-beschichteten
Bereiche des Substrats dar.
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Typische
Fotolack-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können bis
zu 50 Gew.-% umfassen, basierend auf dem Gesamtgewicht der Fotolack-Zusammensetzung.
Die Feststoffe können
von 1 bis 15 Gew.-% des Fotosäure-Erzeugers,
40 bis 80 Gew.-% des phenolischen Binder-Harzes und von 5 bis 30 Gew.-%
der quervernetzenden Agentien enthalten, basierend auf dem Gesamtfeststoffgehalt
der Fotolack-Zusammensetzung.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann auch ein i-line sensitiver Farbstoff
zu der Fotolack-Zusammensetzung gegeben werden. Solche Farbstoffe
können
Sudan-Orange G; Martins Gelb; Farbstoff O-PM-Ester; 2,3',4,4'-Tetramethylhydroxybenzophenon, 9-Anthracenmethanol; Phenoxymethylanthracen;
9,10-Diphenylanthracen;
substituierte Phenanthracene und substituierte Biphenyle. Typischerweise
können
von etwa 1 bis 10 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Feststoffe
eines solchen Farbstoffes zugegeben werden.
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Die
folgenden spezifischen Beispiele geben detaillierte Erläuterungen
der Herstellungsverfahren und der Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
geben. Mit diesen Beispielen wird jedoch nicht beabsichtigt, den
Umfang der Erfindung in irgendeiner Weise zu begrenzen oder einzuschränken und
sollte nicht dahingehend ausgelegt werden, dass sie Bedingungen,
Parameter oder Werte angeben, die ausschließlich verwendet werden müssen, um
die vorliegende Erfindung auszuführen.
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Vergleichsbeispiel 1
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Eine
Fotolack-Zusammensetzung wurde durch Bereitstellen einer Mischung
von 2,1827 g VPN 1109 (18,5909 %), 0,1267 g DM-POP (1,0792 %), 0,0396
g PAI-101 (0,3371 %), 0,1718 g einer 2 %igen Lösung von FC 430 in PGMEA (1,4632
%), und 9,2199 g PGMEA (78,5296 %) hergestellt.
- 1)
VPN 1109 ist ein meta-Cresol-Formaldehyd-Novolakharz erhältlich von
der Clariant Corporation.
- 2) DM-POP ist 2,6-Dihydroxymethyl-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol
erhältlich
von der Honshu Chemical Company.
- 3) PAI-101 ist 4-Methoxy-alpha(((4-methylphenyl)sulfonyl)oxy)iminobenzolacetonitril
erhältlich
von der Midori Kagaku Company.
- 4) FC 430 ist ein fluoriertes Tensid erhältlich von der 3M Corp.
- 5) PGMEA ist Propylenglykolmethyletheracetat.
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Vergleichsbeispiel 2
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Eine
Fotolack-Zusammensetzung wurde durch Bereitstellen einer Mischung
von 6,0070 g VPN 1109 (20,0234 %), 2,1100 g Cymel 303 (7,0335 %),
0,02831 g PAI-101 (0,9436 %), 0,4500 g einer 2 %igen Lösungen von
FC 430 in PGMEA (1,5000 %), und 21,1499 g PGMEA (70,4996 %) hergestellt.
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Cymel
303 ist Hexamethylolmelaminhexamethylether erhältlich von Cytec Industries.
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Beispiel 3
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Eine
Fotolack-Zusammensetzung wurde durch Bereitstellen einer Mischung
von 2,3426 g VPN 1109 (19,2016 %), 0,0755 g DM-POP (0,6189 %), 0,3657
g Cymel 303 (2,9975 %), 0,0727 g PAI-101 (0,5959 %), 0,1804 g einer
2 %igen Lösung
von FC 430 in PGMEA (1,4787 %), und 9,1631 g PGMEA (75,1074 %) hergestellt.
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Beispiel 4
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Mit
den Fotolack-Zusammensetzungen des Vergleichsbeispiels 1, Vergleichsbeispiels
2, und Beispiels 3 wurde jeweils ein 6 Inch Silikon-Wafer beschichtet,
um jeweils eine Fotolack-Filmdicke von 1,17 Mikrometer (micron)
zu ergeben. Die beschichteten Wafer wurden dann jeweils auf einer
heißen
Platte für
60 Sekunden bei 90°C
schwach gebacken. Die Wafer wurden dann jeweils einem Nikon® 0,54
NA i-line-Stepper bei den unten aufgelisteten Belichtungsdosen ausgesetzt.
Jeder belichtete Wafer wurde dann nach der Belichtung auf einer
heißen
Platte für
60 Sekunden bei 110°C
gebacken. Die Wafer wurden dann unter Verwendung eines AZ® 300
MIF Entwickler (2,38 % Tetramethylammoniumhydroxid-Lösung) für 60 Sekunden bei 23°C jeweils puddle-entwickelt.
Die Fotolack-Zusammensetzungen
der Vergleichsbeispiele 1 und 2 ergaben Musterprofile, die unakzeptabel
waren, da die Profilwände
an keiner Stelle annähernd
senkrecht waren. Die Fotolack-Zusammensetzung
des Beispiels 3 ergab sehr annehmbare Profile, die im Wesentlichen
senkrechte Wände
aufwiesen. Die Belichtungsdosen in dem i-line-Stepper für die Fotolacke
aus den Beispielen 1, 2 und 3 waren jeweils 48 mJ/cm2,
26 mJ/cm2, und 30 mJ/cm2.
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Beispiel 5
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Eine
Fotolack-Zusammensetzung wurde durch Bereitstellung einer Mischung
von 19,2016 g VPN 1109, 0,6189 g DM-POP, 2,29975 g Cymel 303, 0,5959
g PAI-101, 1,4787 g einer 2 %igen Lösung von FC 430 in PGMEA, und
75,1074 g PGMEA hergestellt.
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Beispiel 6
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Eine
Fotolack-Zusammensetzung wurde durch Bereitstellen einer Mischung
von 19,2016 g VPN 1109, 0,6189g DM-POP, 2,29975 g Cymel 303, 0,5959
g CGI 131 Oximsulfonat (erhältlich
von Ciba), 1,4787 g einer 2 %igen Lösung von FC 430 in PGMEA, und
75,1074 g PGMEA hergestellt.
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Beispiel 7
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Eine
Fotolack-Zusammensetzung wurde durch Bereitstellen einer Mischung
von 19,2016 g VPN 1109, 0,6189 g DM-POP, 2,29975 % Cymel 303, 0,5959
g OP9141E 1-Sulfonyloxy-2-pyridon,
1,4787 g einer 2 %igen Lösung
von FC 430 in PGMEA, und 75,1074 g PGMEA hergestellt.
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Beispiel 8
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Eine
Fotolack-Zusammensetzung wurde unter Bereitstellen einer Mischung
von 19,2016 g VPN 1109, 0,6189 g DM-POP, 2,29975 g Cymel 303, 0,5959
g PAI-101, 0,19515 g 9-Anthracenmethanol,
1,4787 g einer 2 %igen Lösung
von FC 430 in PGMEA, und 75, 1074 g PGMEA hergestellt.
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Beispiel 9
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Eine
Fotolack-Zusammensetzung wurde durch Bereitstellen einer Mischung
von 24,6033 g VPN 1109, 0,7929 g DM-POP, 3,8408 g Cymel 303, 0,7635
g PAI-101, 1,8947 g einer 2 %igen Lösung von FC 430 in PGMEA, und
68,1048 g PGMEA hergestellt.
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Beispiel 10
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Eine
Fotolack-Zusammensetzung wurde durch Bereitstellen einer Mischung
von 26,0477 g eines Poly(hydroxystyrol)/Styrol 10013-77-FDP-Copolymers
(erhältlich
von Triquest), 0,8395 g DM-POP, 2,7798 g Cymel 303, 0,3336 g PAI-101,
2,0059 g einer 2 %igen Lösung
von FC 430 in PGMEA, und 67,9936 g PGMEA hergestellt.
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Beispiel 11
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Eine
Fotolack-Zusammensetzung wurde durch Bereitstellung einer Mischung
von 26,7295 g eines Poly(hydroxystyrol)/Styrol FK-070-Copolymers
(erhältlich
von Maruzen), 0,4805 g DM-POP, 2,3274 g Cymel 303, 0,4627 g PAI-101,
1,1481 g einer 2 %igen Lösung
von FC 430 in PGMEA, und 68,8519 g PGMEA hergestellt.
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Beispiel 12
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Eine
Fotolack-Zusammensetzung wurde durch Bereitstellen einer Mischung
von 24,6033 g eines Poly(hydroxystyrol)/Novolak 10004-153-2B-Copolymers
(erhältlich
von Triquest), 0,4805 g DM-POP, 2,3274 g Cymel 303, 0,4627 g PAI-101,
1,1481 g einer 2 %igen Lösung
von FC 430 in PGMEA, und 68,8519 g PGMEA hergestellt.
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Beispiel 13
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Mit
den Fotolack-Zusammensetzungen der Beispiele 5 bis 12 wurde jeweils
ein 6-Inch Silizium-Wafer beschichtet, so dass jeweils eine Fotolack-Filmdicke
von 1,00 Mikrometer (micron) gebildet wurde. Die beschichteten Wafer
wurden dann jeweils schwach auf einer heißen Platte für 60 Sekunden
bei 90°C
gebacken. Die Wafer wurden dann jeweils einem Nikon
® 0,54
NA line-Stepper mit den unten aufgeführten Belichtungsdosen belichtet.
Jeder belichtete Wafer wurde dann nach der Belichtung auf einer
heißen
Platte für
60 Sekunden bei 110°C
gebacken. Danach wurden die Wafer unter Verwendung des AZ
® 300
MIF-Entwicklers
(2,38 % Tetramethylammoniumhydroxid-Lösung) für 60 Sekunden bei 23°C puddle-entwickelt.
Die Fotolack-Zusammensetzung der Beispiele 5 bis 12 ergaben jeweils
sehr annehmbare Profile, die im Wesentlichen senkrechte Wände aufwiesen.
Die Belichtungsdosen für
die Fotolacke aus Beispiel 5 bis Beispiel 12 waren jeweils wie folgt:
Beispiel-Nr. | Belichtungsdosis
(mJ/cm2) |
| |
5 | 30 |
6 | 68 |
7 | 10 |
8 | 22 |
9 | 18 |
10 | 26 |
11 | 32 |
12 | 26 |
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Soweit
nicht anders angegeben, beziehen sich alle Teile und Prozente auf
das Gewicht; Alkyl ist C1- bis C4-Alkyl; Alkoxy ist C1-
bis C4-Alkoxy; alle Temperaturen sind in
Grad Celsius; und alle Molekulargewichte sind gewichtsgemittelte
Molekulargewichte.