[go: up one dir, main page]

DE102006014298A1 - Integrated circuit`s structural component manufacturing method, involves performing thermal baking-out process in coating for diffusion of acids into polymer in lacquer such that acids are split up into process-soluble groups - Google Patents

Integrated circuit`s structural component manufacturing method, involves performing thermal baking-out process in coating for diffusion of acids into polymer in lacquer such that acids are split up into process-soluble groups Download PDF

Info

Publication number
DE102006014298A1
DE102006014298A1 DE200610014298 DE102006014298A DE102006014298A1 DE 102006014298 A1 DE102006014298 A1 DE 102006014298A1 DE 200610014298 DE200610014298 DE 200610014298 DE 102006014298 A DE102006014298 A DE 102006014298A DE 102006014298 A1 DE102006014298 A1 DE 102006014298A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substrate
chamber
heating process
cover
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE200610014298
Other languages
German (de)
Inventor
Klaus Dr. Elian
Nicole Heckmann
Christoph Dr. Hohle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qimonda AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Priority to DE200610014298 priority Critical patent/DE102006014298A1/en
Publication of DE102006014298A1 publication Critical patent/DE102006014298A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/38Treatment before imagewise removal, e.g. prebaking

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

The method involves hardening a photosensitive lacquer for forming a lacquer coating on a substrate. The coating is exposed for forming acids based on a photolytic acidifier of the lacquer. A thermal baking-out process is performed in the coating for diffusion of the acids into a polymer in the lacquer such that the acids are split up into process-soluble groups. The coating is processed for forming structural components, where the process is performed with a pressure of less than 1 bar such that gaseous decomposition products are diffused out from the coating. An independent claim is also included for an arrangement for performing a thermal baking-out process, comprising a heating plate.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Strukturelementen in einem fotoempfindlichen Lack auf einem Substrat, bei dem eine hohe Auflösung in Bezug auf Strukturgrößen erreicht werden kann. Die Erfindung betrifft ferner einen thermischen Ausheizprozess (Post-Exposure-Bake), welcher unmittelbar nach einer Belichtung des Lacks durchgeführt wird, sowie die Durchführung dieses Prozesses auf z.B. einer Heizplatte (Hot Plate).The The invention relates to a process for the production of structural elements in a photosensitive resist on a substrate in which a high resolution in terms of structure sizes can be achieved can. The invention further relates to a thermal baking process (Post-Exposure-Bake), which immediately after an exposure of the varnish will, as well as the implementation this process on e.g. a hot plate.

Die Herstellung integrierter Schaltungen unterliegt dem fortdauernden Bestreben, immer kleinere Strukturbreiten der in den Schaltungen realisierten Strukturelemente zu schaffen. Dieser Entwicklungsprozess findet gleichzeitig in verschiedenen Bereichen der Halbleiterherstellung statt und betrifft insbesondere die Lithografietechniken. So werden beispielsweise die Projektionssysteme verbessert, zunehmend geringere Belichtungswellenlängen ausgewählt, oder ausgefeilte Typen von Fotomasken eingesetzt. Auch im Bereich der bei der Belichtung eingesetzten fotoempfindlichen Lacke (Resists) fand in den letzten Jahren eine bedeutsame Entwicklung statt.The Manufacture of integrated circuits is subject to continuing Strive for ever smaller feature sizes in the circuits to create realized structural elements. This development process takes place simultaneously in different areas of semiconductor manufacturing takes place and in particular concerns the lithographic techniques. So be For example, the projection systems improved, increasingly smaller Exposure wavelengths selected, or sophisticated types of photomasks used. Also in the area the photosensitive resist used in the exposure There has been a significant development in recent years.

Technische Verbesserungen bei einer der genannten Lithografietechniken besitzen die Folge, dass erhebliche Anforderungen auch an die jeweils anderen Lithografietechniken gestellt werden. So müssen etwa bei dem Übergang von Belichtungswellenlängen im DUV-Bereich (157 nm, 193 nm) bis hin in den EUV-Bereich (10–15 nm) Strukturbreiten von 20–50 nm bzgl. der im Lack gebildeten Elemente nur realisiert werden, indem zusätzlich auch verbesserte Resists und die dazugehörigen Resistprozesse entwickelt werden.Technical Have improvements in one of the lithographic techniques mentioned the consequence that significant requirements also apply to each other Lithography techniques are provided. So have to be at the transition of exposure wavelengths in the DUV range (157 nm, 193 nm) up to the EUV range (10-15 nm) Structure widths of 20-50 nm with respect to the elements formed in the paint can only be realized in addition also developed improved resists and the associated resist processes become.

Im Bereich der Lacke selbst gelang durch die Entwicklung chemisch verstärkter Lacke (chemical amplified resists, CAR) im letzten Jahrzehnt ein erheblicher Fortschritt (vgl. Übersichtsartikel in Ito, H., "Deep-UV resists: evolution and status", in Solid State Technology, Juli 1996, S. 164–170). Diese Lacke beruhen auf dem Prinzip der sauer katalysierten Spaltung von Schutzgruppen. Dies gilt zumindest im Fall der im häufig verwendeten Positivresists, bei denen belichtete Bereiche in dem Lack aufgrund eines sich anschließenden Entwicklerschrittes entfernbar sind.in the The field of coatings itself was achieved by the development of chemically reinforced coatings (chemical amplified resists, CAR) in the last decade Progress (see review article in Ito, H., "Deep UV resists: evolution and status ", in Solid State Technology, July 1996, pp. 164-170). These paints are based on the principle of acid catalyzed cleavage of protecting groups. This applies at least in the case of the frequently used positive resists, in which exposed areas in the paint due to a subsequent development step are removable.

Zum Beispiel wird durch die Belichtung innerhalb der ausgehärteten, festen Lackschicht, die auf einem Substrat, etwa einem Wafer, abgeschieden ist, eine starke Sulfonsäure gebildet. Nach der Belichtung wird üblicherweise ein thermischer Ausheizschritt, auch Post-Exposure-Bake (PEB) genannt, durchgeführt. Dieser thermische Ausheizschritt dient der verbesserten Diffusion der Reaktionspartner im fotoempfindlichen Lack.To the Example is given by the exposure within the cured, solid lacquer layer deposited on a substrate, such as a wafer is a strong sulfonic acid educated. After exposure usually becomes a thermal Bake step, also called Post-Exposure-Bake (PEB), performed. This thermal annealing step serves the improved diffusion of the reactants in the photosensitive paint.

Die in diesem Beispiel gebildete Sulfonsäure diffundiert im Lack zu den in der Regel polymergebundenen Reaktionspartnern. Sie fungiert dort als Katalysator für die Schutzgruppenspaltung. Bei den Schutzgruppen kann es sich beispielsweise um polymergebundene Carbonsäureester handeln. Die sauer katalysierte Spaltung resultiert in diesem Fall in einer polymergebundenen Carbonsäure oder einem Alkohol, sowie in einem weiteren, oftmals leichtflüchtigen Spaltprodukt, das hierbei freigesetzt wird.The Sulfonic acid formed in this example diffuses in the paint the usually polymer-bound reactants. It acts there as a catalyst for the protection group split. For example, the protecting groups may be to polymer bound carboxylic acid esters act. The acid catalyzed cleavage results in this case in a polymer-bound carboxylic acid or an alcohol, as well in another, often volatile, cleavage product, here is released.

Bei dem Spaltprodukt kann es sich etwa um niedere Alkohole oder Alkene handeln. Ein beispielhaftes Alken ist Isobuten, das aus der Spaltung einer tert-Butylester-Schutzgruppe oder einer t-BOC-Schutzgruppe resultiert. Es ist anzumerken, dass es sich bei den genannten Schutzgruppen und Spaltprodukten lediglich um Beispiele handelt, welche die Erfindung nicht einschränken sollen.at the cleavage product may be, for example, lower alcohols or alkenes act. An exemplary alkene is isobutene, resulting from the split a tert-butyl ester protecting group or a t-BOC protecting group results. It should be noted that these protection groups and cleavage products are just examples of which the invention do not restrict should.

Eine besondere Anforderung besteht darin, die Diffusion der sauer katalytisch spaltenden Säure, etwa der Sulfonsäure, so einzustellen, dass ein optimaler Kontrast bei der Belichtung des Lackes erzielt wird. Ist nämlich die Diffusion der Säure in dem ansonsten festen Lack zu gering, so können nicht ausreichend viele Schutzgruppen gespalten werden, sodass der Lack auch nicht die erforderliche Lichtempfindlichkeit aufweist.A special requirement is the diffusion of acid catalytically fissuring acid, about the sulfonic acid, adjust so that an optimal contrast in the exposure of the paint is achieved. Is namely the diffusion of the acid in the otherwise solid paint too low, so can not be enough Protecting groups are split, so the paint is not the required Having photosensitivity.

Ist andererseits die Diffusion zu stark, so diffundieren die durch Belichtung erzeugten Sulfonsäuren zu weit in nicht belichtete Bereiche des Lacks hinein, sodass die gewünschten kontrastreichen Strukturkanten verschmieren. Dieser Effekt wird auch "image blur" genannt.is On the other hand, the diffusion too strong, so diffuse by exposure produced sulfonic acids too far into unexposed areas of the paint, so that the desired Blur contrasting structure edges. This effect will also called "image blur".

Es besteht folglich ein Erfordernis, eine Diffusion einer sauer katalytisch spaltenden Säure zu ermöglichen, deren Reichweite nur begrenzt ist, dabei jedoch die Spaltung ausreichend vieler Schutzgruppen erlaubt, sodass eine hinreichende Lichtempfindlichkeit des Lacks sichergestellt ist. Die Auswirkung weit diffundierender Teilchen mit großer Reichweite soll dagegen gemindert beziehungsweise vollständig kompensiert werden, sodass keine Image-Blur-Effekte entstehen.It Consequently, there is a need to diffusion of an acid catalytically fissuring acid to enable their range is limited, but the split sufficient allowed many protective groups, so that a sufficient photosensitivity of the paint is ensured. The impact of far more diffuse Particles with big ones Reach, on the other hand, is reduced or completely compensated so that no image blur effects arise.

Es wird daher ein Verfahren zur Herstellung von Strukturelementen in einem fotoempfindlichen Lack auf einem Substrat vorgeschlagen, das umfasst:

  • – Belacken des Substrats mit dem fotoempfindlichen Lack, welcher Basispolymere mit säurespaltbaren Gruppen und einen fotolytischen Säurebildner aufweist,
  • – Aushärten des fotoempfindlichen Lacks zur Bildung einer festen Lackschicht auf dem Substrat;
  • – Belichten der Lackschicht zur Bildung von Säuren anhand des fotolytischen Säurebildners in belichteten Abschnitten der Lackschicht;
  • – Anwenden eines thermischen Heizprozesses auf die Lackschicht zur Diffusion der Säuren hin zu den Basispolymeren, sodass diese im Entwickler lösliche Gruppen aufgespaltet werden;
  • – Entwickeln der Lackschicht zum Entfernen der aufgespalteten, Entwickler löslichen Gruppen und zur Bildung der Strukturelemente; wobei: der Heizprozess bei einem Druck von weniger als 1 bar durchgeführt wird, sodass bei Spaltprozessen entstandene gasförmige Spaltprodukte beschleunigt aus der Lackschicht ausdiffundieren.
Therefore, a method is proposed for producing structural elements in a photosensitive resist on a substrate, which comprises:
  • Coating the substrate with the photosensitive resist comprising base polymers having acid-cleavable groups and a photolytic acid generator;
  • - curing the photosensitive resist to form a solid resist layer on the substrate;
  • - exposing the lacquer layer to form acids based on the photolytic acid generator in exposed portions of the lacquer layer;
  • Applying a thermal heating process to the lacquer layer to diffuse the acids to the base polymers such that these developer-soluble groups are split;
  • Developing the lacquer layer to remove the split, developer-soluble groups and to form the structural elements; wherein: the heating process is carried out at a pressure of less than 1 bar, so that gaseous fission products formed during fission processes accelerate out of the lacquer layer.

Um den Druck von weniger als 1 bar während des thermischen Heizprozesses zu realisieren, kann vor diesem Heizprozess zumindest ein Anteil einer das Substrat mit der Lackschicht umgebenden Atmosphäre evakuiert werden.Around the pressure of less than 1 bar during the thermal heating process To realize, at least one share before this heating process evacuated an atmosphere surrounding the substrate with the paint layer become.

Eine spezielle Ausgestaltung sieht beispielsweise vor, den thermischen Heizprozess auf einer Heizplatte durchzuführen, die in einer evakuierbaren Kammer angeordnet ist. Evakuierbar bedeutet hier, dass die Kammer Vorrichtungen aufweist, anhand derer die das Substrat in der Kammer umgebende Atmosphäre abgesaugt werden kann.A special embodiment provides, for example, the thermal Heating process to perform on a hot plate, in an evacuated chamber is arranged. Evacuatable here means that the chamber devices by which the substrate surrounding the substrate in the chamber the atmosphere can be sucked off.

Weitere, beispielhafte Ausgestaltungen sehen vor, die Evakuierung soweit durchzuführen, dass Drücke von weniger als 0.1 bar erzielt werden. Der Entzug von Spaltungsprodukten aus der festen Lackschicht ist bei diesen Größenordnungen besonders effizient. Weitere Verbesserungen werden erzielt, wenn der Druck bis auf weniger als 0.01 bar abgesenkt werden kann.Further, exemplary embodiments provide, the evacuation so far perform, that pressures be achieved by less than 0.1 bar. The withdrawal of cleavage products from the solid lacquer layer is particularly efficient at these scales. Further improvements are achieved when the pressure is reduced to less can be lowered as 0.01 bar.

Es wird vorgeschlagen, einen nach der Belichtung durchgeführten thermischen Heizprozess, das heißt ein Post-Exposure-Bake-Schritt (PEB), unter vermindertem Druck oder unter quasi vakuumähnlichen Bedingungen durchzuführen. Durch den thermischen Ausheizschritt an sich wird die Diffusion der sauer katalytisch spaltenden Säuren wie auch der jeweiligen Reaktionsprodukte erhöht.It It is proposed to carry out a post-exposure thermal Heating process, that is a post-exposure bake step (PEB), under reduced pressure or under quasi vacuum-like To perform conditions. By the thermal annealing step itself, the diffusion the acid catalytically splitting acids as well as the respective Reaction products increased.

Durch die druckgeminderte Atmosphäre wird darüber hinaus ein auch als "thermodynamische Falle" zu bezeichnender Effekt ausgenutzt. Es werden nämlich insbesondere die bei der katalytischen Spaltung entstehenden gasförmigen Spaltprodukte aufgrund des geminderten Umgebungsdrucks schneller aus der festen Lackschicht gezogen, als dies im konventionellen Fall vorgesehen ist. Durch den schnelleren Entzug der Spaltprodukte weg vom Ort der jeweils stattgefundenen Reaktion wird der Gesamtvorgang der Spaltungsreaktion erheblich beschleunigt.By the pressure-reduced atmosphere gets over it also known as "thermodynamic Trap "to be designated Effect exploited. Namely, they will in particular the gaseous fission products formed during the catalytic cracking faster due to the reduced ambient pressure from the solid Paint layer drawn than that provided in the conventional case is. By the faster withdrawal of fission products away from the place the reaction that takes place in each case becomes the overall process of Cleavage reaction significantly accelerated.

Aufgrund der beschleunigten Spaltungsreaktion wird es daher möglich, bei gleichem Wirkungsgrad der katalysierten Spaltung die für den thermischen Ausheizschritt erforderliche Zeit in besonderem Maße zu verkürzen.by virtue of the accelerated cleavage reaction is therefore possible at the same efficiency of the catalyzed cleavage that for the thermal Raking step required time to shorten in particular.

Wird nun aber die Zeit für den Post-Exposure-Bake-Schritt verkürzt (dies Zeit wird auch Haltezeit genannt), so können die sauer katalytisch spaltenden Säuren bei einem von der Ausheiztemperatur abhängigen Diffusionskoeffizienten nicht mehr eine so große Reichweite erzielen, wie es etwa konventionell der Fall ist. Folglich ist das Ausmaß der Diffusion aufgrund des erfindungsgemäßen Vorschlags bei gleichem Wirkungsgrad in Bezug auf die Anzahl der Reaktionen deutlich reduziert. Der Image-Blur-Effekt tritt dadurch in den Hintergrund.Becomes but now the time for shortens the post-exposure bake step (this time is called the hold time), so can the acid catalytically-splitting acids at one of the bake temperature dependent Diffusion coefficients no longer reach as wide a range as it is conventionally the case. Consequently, the extent of diffusion due to the proposal according to the invention at the same efficiency in terms of the number of reactions significantly reduced. The image blur effect thereby takes a back seat.

Das Verfahren ist anwendbar auf beliebige Typen von Substraten, etwa Halbleiterwafer, Fotomasken, oder auch Flat Panel Displays, etc. Das Verfahren ist mit besonderem Vorteil dort einsetzbar, wo Strukturelemente zu bilden sind, die Breiten von weniger als 60–70 nm aufweisen, insbesondere Breiten im Bereich von 20–50 nm.The Method is applicable to any types of substrates, such as Semiconductor wafers, photomasks, or flat panel displays, etc. The method can be used with particular advantage where structural elements to be formed, which have widths of less than 60-70 nm, in particular Widths in the range of 20-50 nm.

Als Strukturelemente im Lack werden hier die nach dem Entwicklungsvorgang entstehenden Spalte im Resist (Positivresist) oder auch die zwischen den Spalten stehen bleibenden Stege (Negativresist) bezeichnet. Typischerweise werden die einmal im Lack gebildeten Strukturelemente nachfolgend einem Ätzprozess unterzogen, um sie in eine unterliegende Schicht des Substrats oder in dessen kristallines Grundmaterial zu übertragen. Lackmasken könne aber für andere Zwecke, etwa für eine Implantation eingesetzt werden. Anschließend werden stehen gebliebene Resistteile entfernt.When Structural elements in the paint become here after the development process resulting column in the resist (positive resist) or the between the columns stand for permanent webs (negative resist). Typically, once the structural elements formed in the paint following an etching process subjected to them in an underlying layer of the substrate or to transfer into its crystalline base material. Lackmasken but could for others Purposes, about for an implantation can be used. Subsequently, they will stand still Resist parts removed.

Die Erfindung ist auch auf keinem bestimmten Typ von Lack oder Lackschicht begrenzt. Entscheidend ist, dass der Lack an Basispolymere gebundene, säurespaltbaren Gruppen aufweist, die durch freigesetzte Säuren gespalten werden können, welche wiederum durch einen fotolytischen Säurebildner generiert werden. Bezüglich des fotolytischen Säurebildners kann dieser auf beliebige Wellenlängen des eingestrahlten Lichts reagieren, wobei der Begriff „Licht" insbesondere auch Teilchenstrahlen, etwa aus Elektronen oder Ionen, oder auch sonstige Strahlung einschließt. Es gelten also keine Einschränkungen in der Wahl des Säurebildners.The Invention is also not on any particular type of lacquer or lacquer layer limited. It is crucial that the paint bound to base polymers, acid-cleavable Has groups that can be cleaved by liberated acids, which in turn through a photolytic acid generator to be generated. In terms of of the photolytic acid generator This can be applied to any wavelengths of incident light react, the term "light" in particular also Particle beams, such as electrons or ions, or other radiation includes. So there are no restrictions in the choice of the acidifier.

Die Erfindung ist auch nicht auf eine bestimmte Art der Belackung eingeschränkt. Typischerweise kann ein Spinprozess angewandt werden, jedoch sind auch andere Möglichkeiten der Auftragung in Betracht zu ziehen.The The invention is not limited to any particular type of varnish. typically, a spin process can be used, but there are other possibilities as well to consider the application.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the invention are the dependent claims to entneh men.

Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert werden. Darin zeigen:The Invention will now be described with reference to an embodiment with the aid of a Drawing closer explained become. Show:

1 in einem Flussdiagramm eine Abfolge von Schritten gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 in a flow chart, a sequence of steps according to an embodiment of the invention;

2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung mit Heizplatten und evakuierbarer Kammer zur Durchführung eines Post-Exposure-Bake-Schrittes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 2 a schematic representation of a device with heating plates and evacuated chamber for performing a post-exposure bake step according to an embodiment of the invention;

3 und 4 Diagramme mit Messkurven für einen PEB-Schritt, bei denen die nach der Entwicklung verbleibende Schichtdicke gegen die eingesetzte Strahlungsdosis aufgetragen ist für verschiedene Haltezeiten und Temperaturen. 3 and 4 Diagrams with traces for a PEB step where the layer thickness remaining after development is plotted against the applied radiation dose for different holding times and temperatures.

1 zeigt in einem Flussdiagramm einen beispielhaften Ablauf für das erfindungsgemäße Verfahren. Vor dem ersten im Diagramm dargestellten Schritt 10 kann in diesem Ausführungsbeispiel die Belackung des hier zu verarbeitenden 4-Zoll-Halbleiterwafers als Substrat 116 mit einem Haftvermittler, etwa einer Novolakschicht, durchgeführt werden. Durch Spinbelackung mit einer Umdrehungszahl von 5000 rpm (rounds per minute) wird für 20 s eine Novolaklösung (BLC 001 von Tokyo Ohka) auf die Substratoberfläche aufgetragen. 1 shows in a flow chart an exemplary sequence for the inventive method. Before the first step shown in the diagram 10 can in this embodiment, the coating of the 4-inch semiconductor wafer to be processed here as a substrate 116 with an adhesion promoter, such as a novolac layer. By spin coating at a speed of 5000 rpm (rounds per minute), a novolac solution (BLC 001 from Tokyo Ohka) is applied to the substrate surface for 20 s.

Auf einer Heizplatte (im folgenden auch als Hotplate bezeichnet) wird das Substrat für eine Zeitdauer von 90 s bei 110 °C getrocknet. Anschließend wird ein weiterer Temper- oder Ausheizschritt auf einer Hotplate für 90 s bei 235 °C ausgeführt.On a hot plate (hereinafter also referred to as hotplate) is the substrate for a period of 90 s at 110 ° C dried. Subsequently, will another annealing or annealing step on a hotplate for 90 seconds 235 ° C executed.

In dem Schritt 10 wird nun das Substrat 116 durch Spinbelackung für 20 s bei einer Drehzahl von 2200 rpm mit einem chemisch verstärkten und fotoempfindlichen Lack 118 (ein Positivlack, außerdem ein Chemically Amplified Resist CAR) belackt. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um den Lack AR 1221 der Firma JSR.In the step 10 now becomes the substrate 116 by spin coating for 20 s at a speed of 2200 rpm with a chemically amplified and photosensitive lacquer 118 (a positive resist, also a Chemically Amplified Resist CAR). In this embodiment, it is the paint AR 1221 JSR.

In dem Schritt 20 wird der Lack 118 ausgehärtet. Dazu wird er einer Hotplate zugeführt und für 90 s bei 130 °C getrocknet. Der Lack bildet nun eine feste Lackschicht von z.B. 190 nm Filmdicke (FT, film thickness).In the step 20 becomes the paint 118 hardened. He is fed to a hotplate and dried for 90 s at 130 ° C. The lacquer now forms a solid lacquer layer of, for example, 190 nm film thickness (FT, film thickness).

In dem folgenden Schritt 30 wird das Substrat bzw. die Lackschicht in einem Belichtungsapparat mit dem Muster einer Graulkeilmaske belichtet. Das Belichtungsgerät ist in diesem Beispiel ein DUV-Maskaligner vom Typ MJB 3 der Karl Suess GmbH. Es wird ein 248 nm Bandfilter bei polychromatischer Be leuchtung aus HgXe-Lampe eingesetzt. Die Graukeilmaske stammt von der Firma Ditric Optics und weist auf transparentem Substrat (z.B. aus Quarz) Chromfelder unterschiedlicher Transparenz auf. Es handelt sich um eine Testmaske zur Demonstration der Wirkung der vorliegenden Erfindung.In the following step 30 the substrate or the lacquer layer is exposed in an exposure apparatus with the pattern of a gray wedge mask. The exposure device is in this example a DUV Maskaligner type MJB 3 of Karl Suess GmbH. A 248 nm bandpass filter with polychromatic illumination of HgXe lamp is used. The gray wedge mask comes from the company Ditric Optics and has on transparent substrate (eg quartz) chromium fields of different transparency. It is a test mask demonstrating the effect of the present invention.

Das Belichtungsgerät ist z.B. so eingerichtet, dass das Muster auf der Graukeilmaske durch Strahlung der Beleuchtungsquelle durchstrahlt und über eine Projektionsoptik auf die Oberfläche der Lackschicht 118 auf dem Substrat 116 fokussiert wird.The exposure apparatus is, for example, set up so that the pattern on the gray wedge mask is irradiated by radiation from the illumination source and via projection optics onto the surface of the paint layer 118 on the substrate 116 is focused.

Durch die unterschiedliche Transparenz der Chromfelder werden Bereiche unterschiedlicher Dosis in der Lackschicht 118 gebildet. Die Transparenzen der Chromfelder reichen von 0.18 % (nahezu vollständige Lichtabschwächung) bis zu 100,00 % (keine Abschwächung. Alternativ zur Graukeilmaske hätte natürlich auch eine Sequenz von Belichtungen vieler Substrate mit jeweils unterschiedlichen Belichtungszeiten durchgeführt werden können, um unterschiedliche Dosiswerte auf dem Substrat zu realisieren. Vorliegend wurde eine Dosis von z.B. 0.5 mJ/cm2 bei einer Belichtungszeit von 10 s eingesetzt, wobei dieser mit der jeweiligen Transparenz zu multiplizieren ist.Due to the different transparency of the chrome fields areas of different dose in the paint layer 118 educated. The chromatic field transitions range from 0.18% (nearly complete light attenuation) to 100.00% (no attenuation) Alternatively, a sequence of exposures of many substrates, each with different exposure times, could be used to achieve different dose levels on the substrate In the present case, a dose of, for example, 0.5 mJ / cm 2 was used at an exposure time of 10 s, whereby this should be multiplied by the respective transparency.

In einem nächsten Schritt 40 wird das Substrat mit der belichteten Lackschicht auf einer Hotplate 110 bereitgestellt. Es soll ein thermischer Ausheizschritt (Post-Exposure-Bake) durchgeführt werden, welcher zur Fixierung des latenten Bildes in der Lackschicht 118 dient.In a next step 40 The substrate with the exposed lacquer layer on a hotplate 110 provided. It is a thermal annealing step (post-exposure beacon) are performed, which is used to fix the latent image in the paint layer 118 serves.

Die Hotplate 110 ist Teil einer Anordnung 130 zur Durchführung des thermischen Heizschrittes. Ein Beispiel einer solchen Anordnung 130 ist in schematischer Darstellung in 2 gezeigt. Die Anordnung besitzt eine Glashaube 120 (Exxikator-Deckel). Die Glashaube 120 bildet mit einer Unterlage 112 eine evakuierbare Kammer 122, in welcher die Hotplate 110 angeordnet ist. Eine Vakuumpumpe 126 ist mit einer Ein- und Auslassöffnung 124 in der Glashaube 120 verbunden.The hotplate 110 is part of an arrangement 130 for carrying out the thermal heating step. An example of such an arrangement 130 is in schematic representation in 2 shown. The arrangement has a glass hood 120 (Exxikator-lid). The glass hood 120 forms with a pad 112 an evacuable chamber 122 in which the hotplate 110 is arranged. A vacuum pump 126 is with an inlet and outlet opening 124 in the glass hood 120 connected.

Mittels der Vakuumpumpe 126 wird die in der Kammer 122 enthaltene, das Substrat 116 mit der Lackschicht 118 umgebende Atmosphäre durch die Ein- und Auslassöffnung 124 und einen angeschlossenen Schlauch 125 abgenoen. Es wird ein Druck von weniger als 0.01 bar innerhalb von 1 Sekunde erreicht. Die Glashaube 120 wird durch den äußeren Druck auf der Unterlage 112 fixiert.By means of the vacuum pump 126 will be in the chamber 122 contained, the substrate 116 with the paint layer 118 surrounding atmosphere through the inlet and outlet 124 and a connected hose 125 abgenoen. It will reach a pressure of less than 0.01 bar within 1 second. The glass hood 120 is due to the external pressure on the pad 112 fixed.

Die Hotplate 110 wird durch eine Energie- oder Heizquelle 114 auf einer Temperatur von 130 °C gehalten (Schritt 70), welche vorab eingestellt wurde. Die Zeitdauer zwischen Auflegen des Substrats 116 auf die Hotplate 110 und dem Absaugen der Atmosphäre aus dem zwischenzeitlich geschlossenen Deckel wird möglichst kurz gehalten. Es kann ein Substrathalter vorgesehen sein (schematisch durch Bezugszeichen 132 angedeutet), welcher koordiniert mit dem Absaugen der Atmosphäre durch die Vakuumpumpe 126 bei geschlossenem Deckel (Glashaube 120) das Substrat 116 auf die Hotplate 110 absenkt, so dass der Heizvorgang nicht vor der Erzeugung des Vakuums einsetzt.The hotplate 110 is caused by an energy or heat source 114 kept at a temperature of 130 ° C (step 70 ), which was set in advance. The amount of time between placing the substrate 116 on the hotplate 110 and sucking off the atmos Phäre from the meantime closed lid is kept as short as possible. It may be provided a substrate holder (schematically by reference numerals 132 indicated), which coordinates with the aspiration of the atmosphere by the vacuum pump 126 with the lid closed (glass hood 120 ) the substrate 116 on the hotplate 110 lowers, so that the heating process does not start before the generation of the vacuum.

Im Schritt 80 wird z.B. durch Abziehen des Schlauchs 125 eine plötzliche Belüftung der Kammer 122 durchgeführt, die Glashaube 120 abgenommen und das Substrat 116 von der Heizplatte entfernt. Die Zeitdauer vom Absaugen der Atmosphäre bis zum Belüften der Kammer 122 kann gemäß Schritt 60 auch durch eine Steuereinheit kontrolliert werden, welche eine Belüftung über z.B. ein Ventil steuert. Sie beträgt im ersten Ausführungsbeispiel 90 s.In step 80 eg by removing the hose 125 a sudden ventilation of the chamber 122 performed, the glass hood 120 removed and the substrate 116 removed from the heating plate. The time from aspirating the atmosphere to venting the chamber 122 can according to step 60 be controlled by a control unit which controls a ventilation via, for example, a valve. It is 90 s in the first embodiment.

Als nächstes wird das Substrat 116 für 60 s einem wäßrig alkalischen Entwickler, z.B. TMA 238 WA von JSR, ausgesetzt. Die chemisch umgewandelten Lackbereiche werden dadurch entfernt, so dass die gewünschten Strukturelemente entstehen. Anschließend wird das Substrat für 30 s mit Wasser gespült, mit Druckluft trockengeblasen und nochmals getrocknet bei 90 °C für 60 s getrocknet.Next is the substrate 116 exposed for 60 seconds to an aqueous alkaline developer, eg TMA 238 WA from JSR. The chemically converted lacquer areas are thereby removed, so that the desired structural elements arise. Subsequently, the substrate is rinsed with water for 30 seconds, blown dry with compressed air and dried again dried at 90 ° C for 60 s.

Im Falle einer Produktionsmaske mit Strukturen, die Teil eines Musters einer in dem Substrat herzustellenden integrierten Schaltung sind, anstatt einer Graukeilmaske können nun die in der Lackschicht gebildeten Strukturelemente weiterverarbeitet werden, etwa durch einen Ätz- oder Implantationsvorgang, etc. (Schritt 100).In the case of a production mask with structures which are part of a pattern of an integrated circuit to be produced in the substrate instead of a gray wedge mask, the structural elements formed in the lacquer layer can now be further processed, for example by an etching or implantation process, etc. (step 100 ).

Die anhand der Graukeilmaske demonstrierte Wirkung der Erfindung soll nun anhand von 3 erläutert werden. In dem Diagramm ist die nach der Entwicklung (Schritt 90) verbleibende Schichtdicke FT gegen die in der Lackschicht eingestrahlte Dosis aufgetragen für verschieden durchgeführte Ausheizschritte bzw. PEB-Prozesse aufgetragen. Die mit „Vakuum 90 s" bezeichnete Kurve (links) zeigt Ergebnisse einer entsprechend vorgenommenen Schichtdickenmessung für das obige Ausführungsbeispiel (Temperatur 130 °C und Vakuum für 90 s). Jedes der Graukeil- oder Chromfelder auf der Maske führt zu einem Messpunkt auf der x-Achse in dem Diagramm, weil es eine bestimmte Dosis entsprechend seiner Transparenz repräsentiert.The effect of the invention demonstrated on the basis of the gray wedge mask will now be described with reference to FIG 3 be explained. In the diagram is that after the development (step 90 ) remaining layer thickness FT plotted against the irradiated in the paint layer dose applied for differently performed annealing steps or PEB processes. The curve labeled "vacuum 90 s" (left) shows results of a corresponding layer thickness measurement for the above embodiment (temperature 130 ° C. and vacuum for 90 s.) Each of the gray wedge or chrome fields on the mask leads to a measurement point on the x Axis in the diagram because it represents a certain dose according to its transparency.

Es ist deutlich anhand der Kurve „Vakuum 90 s" in 3 zu erkennen, dass von Lackresten befreite Strukturelemente ab einer Dosis von etwa 0.130 mJ/cm2 erhalten werden.It is clear from the curve "Vacuum 90 s" in 3 to recognize that freed of paint residues structural elements are obtained from a dose of about 0.130 mJ / cm 2 .

Es werden zwei weitere erfindungsgemäß durchführte Ausführungsbeispiele in 3 dargestellt. Im Unterschied zum ersten Beispiel wurde die Haltezeit für den PEB-Schritt bei ansonsten gleicher Temperatur (130 °C) sowie gleicher Maskenstruktur (Graukeil), Belichtungseinstellung und gleichem Lack (AR1221) verkürzt: „Vakuum 30 s" bzw. „Vakuum 15 s". Es ist erwartungsgemäß bei verkürzter Haltezeit für den PEB-Schritt 70 eine höhere Dosis (etwa 0.150 bzw. 0.190 mJ/cm2) notwendig, um zu einer vollständigen Durchentwicklung des Strukturelementes bis auf den Boden der Lackschicht 118 zu gelangen.There are two further embodiments of the invention performed in 3 shown. In contrast to the first example, the holding time for the PEB step was shortened at the same temperature (130 ° C) and the same mask structure (gray scale), exposure setting and same coating (AR1221): "Vacuum 30 s" or "Vacuum 15 s" , It is expected that the holding time for the PEB step will be shortened 70 a higher dose (about 0.150 or 0.190 mJ / cm 2 ) necessary to complete development of the structural element down to the bottom of the lacquer layer 118 to get.

Ein Vergleich mit dem konventionellen Fall zeigt die Kurve „konventionell 90 s" auf der rechten Seite des Diagramms. Hier wurden die Schritte 50 und 80 gemäß 1 ausgelassen, d.h. der Heizschritt 70 (PEB) wurde unter normalem Druck (1013 mbar) 90 s lang durchgeführt. Es zeigt sich, dass hier eine noch höhere Dosis (0.210 mJ/cm2) für die Belichtung erforderlich ist, als im Fall des nur 15 s währenden PEB-Schritte 70 bei Anwenden eines Vakuums (der Begriff „Vakuum" schließt hier Drücke unterhalb von 0.1 bar ein).A comparison with the conventional case shows the curve "conventional 90 s" on the right side of the diagram 50 and 80 according to 1 omitted, ie the heating step 70 (PEB) was carried out under normal pressure (1013 mbar) for 90 s. It turns out that an even higher dose (0.210 mJ / cm 2 ) is required for the exposure than in the case of just 15 seconds of PEB 70 when applying a vacuum (the term "vacuum" here includes pressures below 0.1 bar).

Um demnach einen für eine fest vorgegebene Strahlungsdosis einen thermischen Ausheizschritt (PEB) zu realisieren, kann im Fall des erfindungsgemäßen Anwendens eines Vakuums eine erheblich kürzere Haltezeit eingestellt werden als im konventionellen Fall ohne Vakuum, um dennoch befriedigende Ergebnisse bzgl. der verbleibenden Lackschichtdicke zu erhalten.Around therefore one for a fixed radiation dose thermal annealing step (PEB) can be realized in the case of applying a vacuum according to the invention a considerably shorter one Holding time are set as in the conventional case without vacuum, nevertheless satisfactory results regarding the remaining lacquer layer thickness to obtain.

4 zeigt weitere analoge Ausführungsbeispiele, wobei eine Temperatur von 125 °C anstatt 130 °C für den PEB-Prozess (Schritt 70) eingestellt wurde. Es wurde der gleiche Resist AR1221 verwendet. Die Messkurven für einen Vakuum-PEB-Prozess mit 15 s Haltezeit und für einen konventionellen PEB-Prozess ohne Vakuum bei 90 s Haltezeit fallen quasi aufeinander (die Kurvenbezeichnungen sind analog zu 3). 4 shows further analogous embodiments, wherein a temperature of 125 ° C instead of 130 ° C for the PEB process (step 70 ) has been set. The same resist AR1221 was used. The measured curves for a vacuum PEB process with a holding time of 15 s and for a conventional PEB process without a vacuum at 90 s holding time virtually coincide (the curve designations are analogous to) 3 ).

In den 57 sind beispielhafte Abwandlungen der erfindungsgemäßen Anordnung zur Durchführung eines PEB-Prozesses unter gemindertem Druck oder vakuumähnlichen Bedingungen gezeigt. 5 zeigt eine Anordnung 130, bei der die Abdeckhaube 120 (hier und in weiteren Beispielen nicht notwendig aus Glas) durch eine zweite Heizquelle 140 beheizbar ist. Dadurch kann das Substrat zusätzlich homogen von oben wärmebestrahlt werden und es wird ferner verhindert, das sich Spaltungsprodukte der chemischen Reaktionen an der Haube ablagern und später durch Abplatzen wieder auf einen nachfolgendes Substrat diesen kontaminierend fallen.In the 5 - 7 For example, exemplary modifications of the inventive arrangement for performing a PEB process under reduced pressure or vacuum-like conditions are shown. 5 shows an arrangement 130 in which the cover 120 (here and in other examples not necessary glass) by a second heat source 140 is heated. As a result, the substrate can additionally be heat-irradiated homogeneously from above, and it is further prevented that the cleavage products of the chemical reactions are deposited on the hood and later fall through it by spalling onto a subsequent substrate contaminating it.

Die sorgfältige Entfernung der Spaltungsprodukte wird außerdem gewährleistet durch eine Kühlfalle 150 in Bereich der Abluftleitung 125 (z.B. Schlauch) der Vakuumpumpe. Gasförmige Spaltungsprodukte schlagen sich dann an den kühlen Wänden der Kühlfalle 150 durch Sublimation nieder. Die Kühlfalle kann separat durch eine Kühlvorrichtung gekühlt oder einfach durch die ohnehin kühle Außenraumluft gekühlt werden. Eine solche Kühlfalle ist in anderem Zusammenhang aber mit ähnlicher Wirkungsweise in der Druckschrift DE 10 2004 021 392 A1 beschrieben.The careful removal of the cleavage products is also ensured by a cold trap 150 in the area of the exhaust air line 125 (eg Hose) of the vacuum pump. Gaseous cleavage products then strike the cool walls of the cold trap 150 by sublimation down. The cold trap can be cooled separately by a cooling device or simply cooled by the already cool outdoor air. Such a cold trap is in another context but with similar mode of action in the document DE 10 2004 021 392 A1 described.

Ähnlich wie bei dem in der Abdeckhaube 120 integrierten Heizmechanismus, welcher eine zusätzliche Wärmestrahlung 142 er zeugt (5) kann die Abdeckhaube auch transparent für Wärmestrahlung durch eine weitere Strahlungsquelle 160 durchstrahlt werden. Die erzeugte Strahlung 162 kann UV-optisches und/oder infrarotes Licht beinhalten und die Oberfläche des Substrats 116 bzw. der Lackschicht 118 homogen bestrahlen, wie in 6 gezeigt ist.Similar to the one in the cover 120 integrated heating mechanism, which provides additional heat radiation 142 generated ( 5 ), the cover also transparent to heat radiation through a further radiation source 160 be irradiated. The generated radiation 162 may include UV optical and / or infrared light and the surface of the substrate 116 or the lacquer layer 118 to irradiate homogeneously, as in 6 is shown.

7 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung 130. Zur Reinigung der Kammer 122 von Reaktionsprodukten wird eine Plasmaquelle in die Kammer integriert. Ein Hochfrequenzgenerator 170 erzeugt durch eine Wechselspannung ein Wechselfeld mit hohen Feldstärken, so dass in dem aus einer Quelle 174 einströmenden Sauerstoff- oder Argongas ein Plasma erzeugt wird. Die an den Wänden der Kammer niedergeschlagenen Spaltprodukte werden entweder physikalisch oder chemisch reaktiv entfernt. Das Abführen der Reaktionsprodukte Aus der Kammer kann auch wieder durch die Vakuumpumpe bewirkt werden. 7 shows a further embodiment of the arrangement according to the invention 130 , For cleaning the chamber 122 of reaction products, a plasma source is integrated into the chamber. A high frequency generator 170 generated by an AC voltage an alternating field with high field strengths, so that in the from a source 174 inflowing oxygen or argon gas a plasma is generated. The fission products deposited on the walls of the chamber are removed either physically or chemically reactive. The removal of the reaction products from the chamber can also be effected again by the vacuum pump.

Im Falle der in 7 gezeigten integrierten Plasmaquelle kann die Hotplate als Gegenelektrode fungieren. Ein Substrat sollte beim Reinigen mit Hilfe der Plasmaquelle nicht aufgelegt sein.In the case of in 7 The integrated hot plasma can act as a counter electrode. A substrate should not be placed when cleaning with the help of the plasma source.

Gleichwohl ist es erfindungsgemäß auch vorgesehen, das reaktive Gas extern anzuregen und erst dann in die Kammer 122 einzuleiten.Nevertheless, it is also provided according to the invention to excite the reactive gas externally and only then into the chamber 122 initiate.

Zurückkehrend zur Wirkungsweise der beim Post-Exposure-Bake angewandten Druckminderung lässt sich folgender Effekte feststellen: bei den erhöhten Temperaturen während des Post-Exposure-Bakes können die leichtflüchtigen Spaltprodukte schnell aus dem Lack verdampfen und werden somit auch schnell von ihrer ursprünglichen Schutzgruppe bzw. vom delokalisierten Schutzgruppen-Säurekomplex als Übergangszustand der sauer katalysierten Spaltungsreaktion entfernt. Dieser Vorgang ist notwendig, um die Spaltungsreaktion der Schutzgruppen ausreichend zu beschleunigen.Returning the mode of action of the pressure reduction applied to the post-exposure beacon can be determined the following effects: at the elevated temperatures during the Post-exposure Bakes can the volatile Fission products evaporate quickly from the paint and are therefore also quickly from their original one Protective group or by the delocalized protecting group acid complex as a transition state removed the acid-catalyzed cleavage reaction. This process is necessary to complete the cleavage reaction of the protecting groups to accelerate.

Soweit der fotoempfindliche Lack 118 auch während des Post-Exposure-Bake-Prozesses als Feststoff vorliegt, ist aber die Ausdiffusion der Spaltungsprodukte erschwert. Allgemein verwendete Lacke werden aufgrund dieses Feststoffcharakters als diffusionshindernd betrachtet.As far as the photosensitive lacquer 118 is present during the post-exposure bake process as a solid, but the outdiffusion of the cleavage products is difficult. Generally used paints are considered to be diffusion-inhibiting due to this solid character.

Die erhöhte Temperatur während des Post-Exposure-Bake-Prozesses ist also eine Voraussetzung für die Ausdiffusion der Spaltungsprodukte. Eine weitere Beschleunigung wird nun durch das zusätzliche Erstellen einer relativen Druckminderung in der Umgebung des Lacks 118 möglich. Neben der rein thermischen Anregung des Ausdampfens aus dem Lack werden die Spaltungsprodukte dadurch regelrecht aus dem Lack herausgesogen.The elevated temperature during the post-exposure bake process is thus a prerequisite for the outdiffusion of the cleavage products. Further acceleration is now achieved by additionally creating a relative pressure reduction in the environment of the paint 118 possible. In addition to the purely thermal stimulation of the evaporation from the paint, the cleavage products are thereby literally sucked out of the paint.

Eine bevorzugte Diffusionsrichtung ist daher in z-Richtung gegeben. Wenn die Spaltprodukte senkrecht nach oben aus dem Lack gezogen werden, zeigt die Reaktionsfront auch bevorzugt in dieser Richtung. Folglich wird die laterale Diffusion (image blur) durch die Druckminderung eingeschränkt.A preferred diffusion direction is therefore given in the z direction. If the cleavage products are pulled vertically out of the paint, shows the reaction front also preferred in this direction. Consequently, will the lateral diffusion (image blur) is restricted by the pressure reduction.

Ein weiterer Effekt besteht darin, das der Kammer 122 ein Wärmeleiter (z.B. Luft) oberhalb des Substrats 116 bzw. des Lacks 118 entzogen wird. Die Wärmeisolation wird dadurch verbessert und die Wärmeverteilung insbesondere an den Kanten des Substrats verbessert. Außerdem heizt sich das Substrat auf der Heizplatte schneller auf, so dass der Prozess besser kontrollierbar wird.Another effect is that of the chamber 122 a heat conductor (eg air) above the substrate 116 or the paint 118 is withdrawn. The heat insulation is thereby improved and the heat distribution is improved, in particular at the edges of the substrate. In addition, the substrate on the hot plate heats up faster, making the process easier to control.

Wie auch aus den in den 57 gezeigten Ausgestaltungen deutlich wird, können darüber hinaus schädliche Ausgasprodukte, die sich eventuell an Oberflächen der Hotplate 110 ablagern und somit zu Defekten auf der Substratoberfläche führen können, bei Post-Exposure-Bake-Prozess durch die Vakuumpumpe abgeführt werden.As well as in the 5 - 7 In addition, harmful outgassing products may be present on surfaces of the hotplate 110 can be deposited and thus lead to defects on the substrate surface, be discharged in post-exposure bake process by the vacuum pump.

10–10010-100
Prozessschritteprocess steps
110110
Heizplatte, Hotplateheating plate, hotplate
112112
Untergrundunderground
114114
Heizquelleheating source
116116
Substratsubstratum
118118
Lackpaint
120120
Abdeckhaube, Glashaubecover, glass dome
122122
Kammerchamber
124124
Ein- und AuslassöffnungOne- and outlet opening
125125
Abluftleitung, SchlauchExhaust duct tube
126126
VakuupumpeVakuupumpe
128128
Atmosphäre, Luft, evakuiertAtmosphere, air, evacuated
130130
Anordnungarrangement
132132
Substrathalter, Wafer-HandlerSubstrate holder, Wafer handler
140140
Heizquelleheating source
142142
Wärmestrahlungthermal radiation
150150
Kühlfallecold trap
160160
Strahlungsquelleradiation source
162162
Wärmestrahlung, UV, IRThermal radiation, UV, IR
170170
HF-GeneratorRF generator
172172
Kathodecathode
174174
Gasquelle für reaktives Gas, Ar, Ogas source for reactive Gas, Ar, O

Claims (28)

Verfahren zur Herstellung von Strukturelementen in einem fotoempfindlichen Lack auf einem Substrat, das umfasst: – Belacken des Substrats (116) mit dem fotoempfindlichen Lack, welcher Basispolymere mit säurespaltbaren Gruppen und einen fotolytischen Säurebildner aufweist, – Aushärten des fotoempfindlichen Lacks zur Bildung einer festen Lackschicht (118) auf dem Substrat (116); – Belichten der Lackschicht (118) zur Bildung von Säuren anhand des fotolytischen Säurebildners in belichteten Abschnitten der Lackschicht; – Anwenden eines thermischen Heizprozesses auf die Lackschicht zur Diffusion der Säuren hin zu den Basispolymeren, sodass diese in Entwickler-lösliche Gruppen aufgespaltet werden; – Entwickeln der Lackschicht (118) zum Entfernen der aufgespalteten, Entwickler löslichen Gruppen und zur Bildung der Strukturelemente; wobei: der Heizprozess bei einem Druck von weniger als 1 bar durchgeführt wird, sodass bei chemischen Spaltprozessen entstandene gasförmige Spaltprodukte beschleunigt aus der Lackschicht (118) ausdiffundieren.Process for the preparation of structural elements in a photosensitive resist on a substrate, comprising: - coating the substrate ( 116 ) with the photosensitive resist comprising base polymers having acid-cleavable groups and a photolytic acid generator, - curing the photosensitive varnish to form a solid varnish layer ( 118 ) on the substrate ( 116 ); - exposure of the lacquer layer ( 118 ) to form acids from the photolytic acid generator in exposed portions of the lacquer layer; Applying a thermal heating process to the lacquer layer to diffuse the acids to the base polymers such that they are broken down into developer-soluble groups; - developing the paint layer ( 118 ) for removing the split, developer-soluble groups and for forming the structural elements; wherein: the heating process is carried out at a pressure of less than 1 bar, so that in the case of chemical splitting processes gaseous fission products accelerated out of the paint layer ( 118 ) diffuse out. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem vor dem Anwenden eines thermischen Heizprozesses auf die Lackschicht (118) zumindest ein Anteil einer das Substrat (116) mit der Lackschicht (118) umgebenden Atmosphäre evakuiert wird, um den gegenüber dem normalen Umgebungsdruck geminderten Druck von weniger als 1 bar herbeizuführen.Method according to claim 1, wherein prior to applying a thermal heating process to the lacquer layer ( 118 ) at least a portion of the substrate ( 116 ) with the paint layer ( 118 ) is evacuated to bring about the reduced relative to the normal ambient pressure pressure of less than 1 bar. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Evakuierung der Atmosphäre bis zu einem Druck von weniger als 0.1 bar durchgeführt wird.Method according to claim 2, wherein the evacuation the atmosphere is carried out to a pressure of less than 0.1 bar. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Evakuierung der Atmosphäre bis zu einem Druck von weniger als 0.01 bar durchgeführt wird.Method according to claim 2, wherein the evacuation the atmosphere is carried out to a pressure of less than 0.01 bar. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der angewendete Heizprozess mit einer Haltezeit durchgeführt wird, die mehr als 1 s und weniger als 300 s beträgt.Method according to one of the preceding claims, in the applied heating process is carried out with a holding time, which is more than 1 s and less than 300 s. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Haltezeit mehr als 10 s und weniger als 90 s beträgt.Method according to claim 5, wherein the holding time more than 10 s and less than 90 s. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Belichtung der Lackschicht (118) mit sichtbarem optischen, ultraviolettem, extrem ultravioletten oder mit elektrisch geladenen Teilchen durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, in which the exposure of the lacquer layer ( 118 ) is performed with visible optical, ultraviolet, extreme ultraviolet or electrically charged particles. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Substrat (116) ein Halbleiterwafer oder eine photolithografische Maske ist.Method according to one of the preceding claims, in which the substrate ( 116 ) is a semiconductor wafer or a photolithographic mask. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Heizprozess auf einer Heizplatte (110) durchgeführt wird, die in einer evakuierbaren Kammer (122) angeordnet ist.Method according to one of the preceding claims, in which the heating process is carried out on a hotplate ( 110 ) carried out in an evacuable chamber ( 122 ) is arranged. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die evakuierbare Kammer (122) vor einem Ablegen des Substrats (116) auf der Heizplatte (110) und Durchführung des thermischen Heizprozesses mit chemisch inertem Gas gespült wird, um abgeschiedene Spaltprodukte eines gleichartigen Vorprozesses von der Heizplatte (110) zu entfernen.Method according to claim 8, in which the evacuable chamber ( 122 ) before depositing the substrate ( 116 ) on the heating plate ( 110 ) and carrying out the thermal heating process with chemically inert gas is rinsed to separated fission products of a similar pre-process of the hot plate ( 110 ) to remove. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die evakuierbare Kammer eine Abdeckhaube (120) aufweist, die zur Bestrahlung des Substrats mit Wärme thermisch beheizt wird.Method according to claim 9 or 10, in which the evacuable chamber has a cover ( 120 ), which is thermally heated to irradiate the substrate with heat. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Abdeckhaube (120) der Kammer (122) während der Anwendung des Heizprozesses auf die gleiche Temperatur geheizt wird, wie die Heizplatte.The method of claim 11, wherein the cover ( 120 ) the chamber ( 122 ) is heated to the same temperature as the heating plate during the application of the heating process. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem die Atmosphäre aus der Kammer (122) über eine Abluftleitung (125) evakuiert wird, in der sich eine Kühlfalle (150) befindet, in welcher sich aus den ausdiffundierten gasförmigen Spaltprodukten sublimierbare Teilchen abscheiden können.Method according to one of claims 9 to 12, wherein the atmosphere from the chamber ( 122 ) via an exhaust duct ( 125 ) is evacuated, in which a cold trap ( 150 ), in which sublimatable particles can precipitate out of the diffused gaseous fission products. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die evakuierbare Kammer (122) eine Abdeckhaube (120) aufweist, die zur Bestrahlung des Substrats (116) transparent gegenüber ultraviolettem, optischem oder infraroten Licht ist, das von einer Strahlungsquelle (160) außerhalb der Abdeckhaube (120) auf das Substrat (116) mit der Lackschicht (118) eingestrahlt wird.Method according to claim 9 or 10, wherein the evacuable chamber ( 122 ) a cover ( 120 ), which is used to irradiate the substrate ( 116 ) is transparent to ultraviolet, optical or infrared light emitted by a radiation source ( 160 ) outside the cover ( 120 ) on the substrate ( 116 ) with the paint layer ( 118 ) is irradiated. Verfahren nach Anspruch 11 oder 14, bei dem während des Heizprozesses auf eine Beheizung des Substrats durch die Heizplatte (118) verzichtet wird, so dass der Heizprozess ausschließlich durch die Wärmestrahlung mittels der beheizbaren Abdeckhaube (120) oder durch die Bestrahlung mittels der Strahlungsquelle (160) von außerhalb der Abdeckhaube (120) angewendet wird.Method according to claim 11 or 14, wherein during the heating process heating of the substrate by the heating plate ( 118 ) is omitted, so that the heating process exclusively by the heat radiation by means of the heated cover ( 120 ) or by the irradiation by means of the radiation source ( 160 ) from outside the cover ( 120 ) is applied. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, bei dem in der evakuierbaren Kammer (122) vor Ablegen des Substrats (118) auf der Heizplatte (110) und Anwendung des Heizprozesses auf die Lackschicht (118) und/oder nach Anwenden des Heizprozesses und Entfernen des Substrats (116) anhand einer Plasmaquelle (170, 172) ein Plasma gezündet wird, um die Kammer (122) zu reinigen.Method according to one of claims 9 to 15, wherein in the evacuable chamber ( 122 ) in front Depositing the substrate ( 118 ) on the heating plate ( 110 ) and application of the heating process to the lacquer layer ( 118 ) and / or after applying the heating process and removing the substrate ( 116 ) using a plasma source ( 170 . 172 ) a plasma is ignited to the chamber ( 122 ) to clean. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem zur Erzeugung des Plasmas Sauerstoff oder Argon in die Kammer (122) eingeleitet wird.A method according to claim 16, wherein oxygen or argon is injected into the chamber to produce the plasma ( 122 ) is initiated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Heizschritt bei einer Temperatur von mehr als 100 °C und weniger als 180 °C durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, in the heating step at a temperature of more than 100 ° C and less is performed as 180 ° C. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem der Heizschritt bei einer Temperatur von mehr als 120 °C und weniger als 140 °C durchgeführt wird.The method of claim 18, wherein the heating step at a temperature of more than 120 ° C and less than 140 ° C is performed. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem vor dem Belacken ein Haftvermittler aufgebracht wird.The method of claim 1, wherein before the coating a bonding agent is applied. Verfahren nach Anspruch 1, das vor dem Aushärten die Anwendung eines weiteren Heizschrittes umfasst.The method of claim 1, which prior to curing the Application of a further heating step includes. Anordnung (130) zur Durchführung eines thermischen Heizprozesses nach Durchführung einer Belichtung eines Substrats (116), das mit einer fotoempfindlichen Schicht (118) belackt ist, umfassend: – eine Heizplatte (110) zur Aufnahme des Substrats (116), – eine Abdeckhaube (120), die mit einem Untergrund 112 eine luftdicht abgeschlossene Kammer 122 bildet, in welcher die Heizplatte angeordnet ist, – eine Vakuumpumpe (126), die mit einer Ein- und Auslassöffnung (124) mit der Kammer (122) verbunden ist, um eine darin enthaltene Atmosphäre zu evakuieren, so dass der Druck in der Kammer (122) gegenüber dem Umgebungsdruck der Anordnung (130) gesenkt werden kann.Arrangement ( 130 ) for carrying out a thermal heating process after performing an exposure of a substrate ( 116 ) coated with a photosensitive layer ( 118 ), comprising: - a heating plate ( 110 ) for receiving the substrate ( 116 ), - a cover ( 120 ), with a background 112 an airtight chamber 122 forms, in which the heating plate is arranged, - a vacuum pump ( 126 ) with an inlet and outlet opening ( 124 ) with the chamber ( 122 ) to evacuate an atmosphere contained therein, so that the pressure in the chamber ( 122 ) relative to the ambient pressure of the arrangement ( 130 ) can be lowered. Anordnung (130) nach Anspruch 22, bei welcher die Abdeckhaube (120) zur Erzeugung einer auf das Substrat gerichteten Wärmestrahlung (142) beheizbar eingerichtet ist.Arrangement ( 130 ) according to claim 22, wherein the cover ( 120 ) for generating a thermal radiation directed onto the substrate ( 142 ) is heated. Anordnung (130) nach Anspruch 22 oder 23, bei dem die Heizplatte (110) zur Übertragung von Wärme auf ein aufgelegtes Substrat (116) beheizbar eingerichtet ist.Arrangement ( 130 ) according to claim 22 or 23, wherein the heating plate ( 110 ) for transferring heat to an applied substrate ( 116 ) is heated. Anordnung (130) nach einem der Ansprüche 22–23, bei welcher außerhalb der Abdeckhaube (120) und der Kammer (122) eine Strahlungsquelle (160) zur Erzeugung einer Wärmestrahlung (162) angeordnet ist, wobei die Abdeckhaube (120) zumindest in einem Bereich zwischen der Strahlungsquelle (160) und der Heizplatte (110) transparent gegenüber der Wärmestrahlung (142) ist.Arrangement ( 130 ) according to any one of claims 22-23, wherein outside the cover ( 120 ) and the chamber ( 122 ) a radiation source ( 160 ) for generating a heat radiation ( 162 ), wherein the cover ( 120 ) at least in a region between the radiation source ( 160 ) and the heating plate ( 110 ) transparent to the heat radiation ( 142 ). Anordnung (130) nach einem der Ansprüche 22–25, bei dem die Vakuumpumpe (126) mit einer Abluftleitung (125) mit der Kammer (122) verbunden ist, und bei der im Bereich der Abluftleitung (125) eine Kühlfalle (150) zur Sublimation von bei der Durchführung des thermischen Heizprozesses aus dem Lack (118) ausgasenden Spaltprodukte eingerichtet ist.Arrangement ( 130 ) according to any of claims 22-25, wherein the vacuum pump ( 126 ) with an exhaust duct ( 125 ) with the chamber ( 122 ) and in the area of the exhaust air duct ( 125 ) a cold trap ( 150 ) for the sublimation of when performing the thermal heating process from the paint ( 118 ) outgassing fission products is established. Anordnung (130) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der in der Kammer (122) eine Plasmaquelle (170, 172) zur Durchführung einer Reinigung der Kammer (122) vorgesehen ist.Arrangement ( 130 ) according to one of the preceding claims, in which in the chamber ( 122 ) a plasma source ( 170 . 172 ) for carrying out a cleaning of the chamber ( 122 ) is provided. Anordnung nach Anspruch 27, bei der an die Kammer (122) eine Gasquelle (174) zur Zuführung eines reaktiven Gases, Argon oder Sauerstoff angeschlossen ist.Arrangement according to Claim 27, in which the chamber ( 122 ) a gas source ( 174 ) for supplying a reactive gas, argon or oxygen is connected.
DE200610014298 2006-03-28 2006-03-28 Integrated circuit`s structural component manufacturing method, involves performing thermal baking-out process in coating for diffusion of acids into polymer in lacquer such that acids are split up into process-soluble groups Ceased DE102006014298A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610014298 DE102006014298A1 (en) 2006-03-28 2006-03-28 Integrated circuit`s structural component manufacturing method, involves performing thermal baking-out process in coating for diffusion of acids into polymer in lacquer such that acids are split up into process-soluble groups

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610014298 DE102006014298A1 (en) 2006-03-28 2006-03-28 Integrated circuit`s structural component manufacturing method, involves performing thermal baking-out process in coating for diffusion of acids into polymer in lacquer such that acids are split up into process-soluble groups

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006014298A1 true DE102006014298A1 (en) 2007-10-11

Family

ID=38513143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200610014298 Ceased DE102006014298A1 (en) 2006-03-28 2006-03-28 Integrated circuit`s structural component manufacturing method, involves performing thermal baking-out process in coating for diffusion of acids into polymer in lacquer such that acids are split up into process-soluble groups

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102006014298A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5231690A (en) * 1990-03-12 1993-07-27 Ngk Insulators, Ltd. Wafer heaters for use in semiconductor-producing apparatus and heating units using such wafer heaters
US6855485B2 (en) * 2000-06-27 2005-02-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Pattern forming method and apparatus for fabricating semiconductor device
WO2005104186A2 (en) * 2004-03-25 2005-11-03 Tokyo Electron Limited Method and processing system for plasma-enhanced cleaning of system components

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5231690A (en) * 1990-03-12 1993-07-27 Ngk Insulators, Ltd. Wafer heaters for use in semiconductor-producing apparatus and heating units using such wafer heaters
US6855485B2 (en) * 2000-06-27 2005-02-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Pattern forming method and apparatus for fabricating semiconductor device
WO2005104186A2 (en) * 2004-03-25 2005-11-03 Tokyo Electron Limited Method and processing system for plasma-enhanced cleaning of system components

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5310624A (en) Integrated circuit micro-fabrication using dry lithographic processes
DE102016203094B4 (en) Method and apparatus for permanently repairing missing material defects of a photolithographic mask
EP0120834B1 (en) Optically patterned filters and production process
DE69805559T2 (en) Material for the production of fine structures
EP3577523B1 (en) Radiation-curable composition containing low functionalized partially saponified polyvinyl acetate
DE1696489B2 (en) METHOD OF PRODUCING A POSITIVE RESIST IMAGE
JP2003527629A (en) Method and apparatus for modifying a lithographic mask using a charged particle beam system
DE2050763A1 (en) Process for the production of precisely localized modified Oberflachenbe range of a substrate and device for carrying out the process
WO2003050613A3 (en) Method and apparatus for modification of chemically amplified photoresist by electron beam exposure
DE3788294T2 (en) Process and device for film production.
AT501775B1 (en) METHOD FOR REMOVING A RESIST FILM, SUBSTRATE TREATMENT DEVICE AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM
DE102021102540B4 (en) EUV PELLICLES AND METHOD FOR MOUNTING ON A PHOTOMASK
US7135419B2 (en) Line edge roughness reduction
DE102006014298A1 (en) Integrated circuit`s structural component manufacturing method, involves performing thermal baking-out process in coating for diffusion of acids into polymer in lacquer such that acids are split up into process-soluble groups
US5258267A (en) Process for forming resist pattern
WO2019072701A1 (en) RELIEF WITH LOW CUPPING AND FLUTING
Becnel et al. Ultra-deep x-ray lithography of densely packed SU-8 features: II. Process performance as a function of dose, feature height and post exposure bake temperature
KR100367502B1 (en) Manufacturing method for fine pattern of semiconductor device
WO1989007285A1 (en) Integrated circuit micro-fabrication using dry lithographic processes
DE10208754B4 (en) Low glass temperature polymer material for use in chemically amplified photoresists for semiconductor fabrication
DE102019200642A1 (en) PROCESS FOR PRODUCING EUV MASKS
DE102024121615A1 (en) Method, apparatus and computer program for processing an object for lithography by means of a focused particle beam, suppressing spontaneous etching
Ageev et al. and LV Velikov1
Tochitsky et al. Laser projection UV lithography on subliming resists
DE10203839A1 (en) Resist for photolithography with reactive groups for a subsequent modification of the resist structures

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: QIMONDA AG, 81739 MUENCHEN, DE

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20140909