WO2004029717B1 - Hochempfindlicher und hochauflösender fotoresist für elektronenstrahl-lithographie - Google Patents

Hochempfindlicher und hochauflösender fotoresist für elektronenstrahl-lithographie

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fotoresist sowie ein Verfahren zur Strukturierung von Substraten, wobei der erfindungsgemässe Fotoresist verwendet wird. Der Fotoresist enthält ein Triphenylsulfonium-perfluoralkansulfonat als Fotosäure und Triphenylsulfoniumacetat als Fotobase. Der Fotoresist zeigt eine sehr hohe Belichtungsempfindlichkeit und eignet sich daher hervorragend für die Elektronenstrahl-Lithographie. Es kann daher eine Auflösung von weniger als 90 nm erreicht werden, bei einer Empfindlichkeit von < 4 µC/cm2.

Claims

27GEÄNDERTE ANSPRÜCHE[beim Internationalen Büro am 25. März 2004 (25.03.04) eingegangen ursprüngliche Ansprüche 1-3 und 6-14 durch geänderte Ansprüche 1-12 ersetzt.Ursprüngliche Ansprüche 5 und 6 annuliert (4 Seiten)]Neue Patentansprüche
1. Fotoresist, welcher zumindest umfasst:
Ein Polymer, das säurelabile Gruppen aufweist, die unter ka- talytischer Einwirkung von Säure gespalten werden und polare Gruppen freisetzen, die eine Erhöhung der Löslich- keit des Polymers in wässrigen alkalischen Entwicklern bewirken, wobei das Polymer
ein erstes Comonomer, welches eine polymerisierbare Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung und eine katalytisch durch Säure spaltbare Gruppe aufweist, die nach ihrer Spaltung eine polare Gruppe freisetzt,
ein zweites Comonomer, welches eine polymerisierbare Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung und eine Ankergruppe in Form einer Säureanhydridgruppe zur nachträglichen Anknüpfung eines Nachverstärkungsagens aufweist, und
ein drittes Comonomer, welches eine polymerisierbare Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung und eine Carboxylgrup- pe aufweist, die mit einer Alkylgruppe verestert ist, wobei in der Alkylgruppe auch ein oder mehrere Kohlenstoffatome durch Sauerstoff ersetzt sein können, enthält;
ein Lösungsmittel; und
ein Gemisch aus einer Fotosäure der Formel ( I )
Figure imgf000003_0001
Formel (I)
wobei n eine ganze Zahl zwischen 1 und 10 ist und Triphe- nylsulfonium-acetat als Fotobase.
2. Fotoresist nach Anspruch 1, wobei bezogen auf das Polymer die Fotosäure in einem Anteil von 1 bis 10 Gew.-% und die Fotobase in einem Anteil von 0,1 bis 2 Gew.-% enthalten ist .
3. Fotoresist nach Anspruch 1 oder 2, wobei das molare Verhältnis der Fotosäure und der Fotobase zwischen 12:1 und 8:1 gewählt ist.
4. Fotoresist nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei bei der Copolymerisation ein viertes Comonomer copolymeri- siert wird, welches eine polymerisierbare Kohlenstoff- Kohlenstoff-Doppelbindung und eine siliziumhaltige Gruppe aufweist.
5. Fotoresist nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Comonomer einen Anteil von 5 bis 70 Mol-%, das zweite Comonomer einen Anteil von 5 bis 70 Mol-%, das dritte Comonomer einen Anteil von 1 bis 20 Mol-% am Polymer aufweist und das ggf. copolymerisierte vierte Comonomer einen Anteil von 5 bis 70 ol-% aufweist.
6. Fotoresist nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das dritte Comonomer ein Alkylester der (Meth) acrylsäure ist. 29
7. Fotoresist nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das dritte Comonomer Ethoxyethylmethacrylat ist.
8. Fotoresist nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das zweite Comonomer ein Carbonsäureanhydrid ist, und ein Anteil von aus dem zweiten Comonomer gebildeten Wiederholungseinheiten durch Alkohol zu einem Halbester gespalten ist.
9. Fotoresist nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Polymer erhalten ist durch Copolymerisation von tert.- Butylmethacrylat, Maleinsäureanhydrid, Allyltrimethylsi- lan und Ethoxyethylmethacrylat.
10. Verfahren zur Strukturierung von Substraten, wobei
ein Substrat bereitgestellt wird,
auf dem Substrat eine Schicht eines Fotoresists gemäß ei- nem der Ansprüche 1 bis 9 aufgetragen wird,
die Schicht des Fotoresists auf eine Temperatur erwärmt wird, die oberhalb der Glastemperatur des Polymers liegt, so dass ein Resistfilm erhalten wird,
der Resistfilm abschnittsweise mit einem fokussierten E- lektronenstrahl beschrieben wird, so dass ein belichteter Resistfilm mit einem aus Säure gebildeten latenten Bild erhalten wird,
der belichtete Resistfilm getempert wird, so dass ein kontrastierter Resistfilm erhalten wird, in welchem in den belichteten Abschnitten die katalytisch durch Säure spaltbaren Gruppen gespalten sind und polare Gruppen am Polymer freigesetzt sind, 30
der kontrastierte Resistfilm mit einem polaren alkalischen Entwickler entwickelt wird, so dass ein strukturierter Resist erhalten wird, mit Stegen und zwischen den Stegen angeordneten Gräben, in welchen das Substrat frei liegt, und
eine vom strukturierten Resist gebildete Struktur in das Substrat übertragen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei auf das Substrat zunächst eine Schicht eines Bottomresists aufgetragen wird und auf die Schicht des Bottomresists der Fotoresist aufgebracht wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei auf den strukturierten Resist ein Nachverstärkungsagens gegeben wird, welches eine reaktive Gruppe aufweist, die an die Ankergruppen des Polymers gebunden wird.
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