DE2321684C3 - Verfahren zum Erzeugen von Mustern - Google Patents
Verfahren zum Erzeugen von MusternInfo
- Publication number
- DE2321684C3 DE2321684C3 DE19732321684 DE2321684A DE2321684C3 DE 2321684 C3 DE2321684 C3 DE 2321684C3 DE 19732321684 DE19732321684 DE 19732321684 DE 2321684 A DE2321684 A DE 2321684A DE 2321684 C3 DE2321684 C3 DE 2321684C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electron
- lacquer
- proh
- temperature
- radiation
- 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.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 claims description 14
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- -1 cyclic olefins Chemical class 0.000 claims description 6
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 3
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 16
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 14
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 12
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 12
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 6
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N cyclohexene Chemical compound C1CCC=CC1 HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 5
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 5
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N Propene Chemical compound CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LPIQUOYDBNQMRZ-UHFFFAOYSA-N cyclopentene Chemical compound C1CC=CC1 LPIQUOYDBNQMRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 4
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 3
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 3
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WWUVJRULCWHUSA-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1-pentene Chemical compound CCCC(C)=C WWUVJRULCWHUSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N pentamethylene Natural products C1CCCC1 RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- IAQRGUVFOMOMEM-ONEGZZNKSA-N trans-but-2-ene Chemical compound C\C=C\C IAQRGUVFOMOMEM-ONEGZZNKSA-N 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282461 Canis lupus Species 0.000 description 1
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- ZOSVFAIIFHTUEG-UHFFFAOYSA-L dipotassium;dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[K+].[K+] ZOSVFAIIFHTUEG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 1
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/039—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
- Electrophotography Using Other Than Carlson'S Method (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Description
CH2- C — (CH2)nH
in der R aus der aus Wasserstoff und AlkyJgruppen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bestehenden Gruppe
ausgewählt und η eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist,
(c) Verbindungen der allgemeinen Formel
CH3 — CH = CH — (CHj)nH
in der η eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsprodukt erzeugt wird
durch Reagierenlassen von Schwefeldioxid mit wenigstens einer der olefinischen Verbindungen
und durch Bestrahlen des sich ergebenden Produktes mit Licht einer Wellenlänge kleiner als
3600 A bei einer Temperatur unterhalb der Polymerisationseinsatztemperatur.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung einer olefinischen
Verbindung, die unter wenigstens folgenden Verbindungen ausgewählt wird: Propen, Buten, Penten,
Hexen, Octen, Buten-2, Hexen-2, Cyclohexen, Cyclopenten, 2-Methylpenten-l.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Buten-1 als olefinische Verbindung
verwendet wird.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen von Mustern aus strahlungsempfindlichem
Lack auf einem Substrat durch Bestrahlung einer elektronenstrahlungsempfindlichen Positivlackschicht,
die ein Polymer eines Olefins und Schwefeldioxid enthält, mit einer Elektronenstrahlung.
Bei der Herstellung von Halbleiterschaltungen geht der Trend derzeit dahin, die höchste Schaltungsfunktionsdichte
pro Flächeneinheit des Halbleiters zu erzielen. Diese Miniaturisierung beeinflußt die Zuverlässigkeit,
Arbeitsgeschwindigkeit und Wirtschaftlichkeit von Halbleiterschaltungen günstig. Obwohl die
Untersuchungen fortgesetzt wurden, ist eine weitere Miniaturisierung über das mit den derzeitigen technologischen
Mitteln Erreichbare hinaus wegen der fotolithografisch vorgegebenen Musterdefinition begrenzt,
in den ietzien iö Jahren wurde immer häufiger
Elektronenstrahlung angewendet, um Lacke bei der Herstellung mikroelektronischer Bauteile zu bestrahlen,
und lieferte erfolgreich Feinlinienmuster, die mit den Mitteln der konventionellen Fotolithografie
nicht möglich gewesen wären. Verschiedene lichtempfindliche Zusammensetzungen mit monomeren
und vernetzbaren Polymeren-Verbindungen und Elementen sind gut bekannt. Zum Beispiel wurden
Additionspolymere des in den US-Patenten 3 418 295
ίο bzw. 3 469 982 beschriebenen Typs verbreitet benutzt,
um Relief bilder zu erzeugen.
Leider zeigen diese lichtempfindlichen Zusammensetzungen Eigenschaften von Elektronenstrahlungsempfindlichen
Negativlacken, die für bestimmte An-Wendungen nicht geeignet sind. Deshalb richteten
Fachleute ihr Interesse auf die Entwicklung elektronenstrahlungsempfindlicher Positivlacke, die im folgenden
kurz Positiv-Elektronenlacke genannt werden. Trotz fortgesetzter Bemühungen in dieser Richtung wurden
die Elektronenlacke niemals voll ausgewertet. Das schließliche Ziel hoher Empfindlichkeit in der Größenordnung
von 10~* Coulomb/cm2 wurde vor kurzem nur bei bestimmten Negativ-Elektronenlacken erreicht.
Der einzige Positiv-Elektronenlack von irgendwelcher Bedeutung, über den bisher in der Literatur
berichtet wurde, war Polymethylmethacrylat. Die Empfindlichkeit dieses Werkstoffes beträgt rund
5 · 10'5 Coulomb/cm2, obwohl einige Berichte, denen
zufolge noch höhere Empfindlichkeiten erreicht werden können, vermerkt wurden. Jedoch sind die zur Erreichung
derart hoher Empfindlichkeiten verlangten Verarbeitungsbedingungen nicht zufriedenstellend gewesen.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Erzeugen von Mustern aus strahlungsempfindlichem Lack auf einem Substrat durch Bestrahlen eines neuen Positiv-Elektronenlackes, der ein Polysulfon enthält, beschrieben, der eine um mindestens eine Größenordnung höhere Empfindlichkeit als jeder bekannte Positiv-Elektronenlack besitzt. Der beschriebene Lack ist das Reaktionsprodukt von Schwefeldioxid und bestimmten Kohlenwasserstoffketten, die zyklisch, unverzweigt oder verzweigt sein können.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Erzeugen von Mustern aus strahlungsempfindlichem Lack auf einem Substrat durch Bestrahlen eines neuen Positiv-Elektronenlackes, der ein Polysulfon enthält, beschrieben, der eine um mindestens eine Größenordnung höhere Empfindlichkeit als jeder bekannte Positiv-Elektronenlack besitzt. Der beschriebene Lack ist das Reaktionsprodukt von Schwefeldioxid und bestimmten Kohlenwasserstoffketten, die zyklisch, unverzweigt oder verzweigt sein können.
Ein allgemeiner Abriß eines Verfahrens, das zur Herstellung eines Elektronenlackes geeignet ist, ist
weiter unten gegeben. Bestimmte Betriebsparameter und -bereiche sind ebenso wie der Typ des verwendeten
Materials angegeben.
Der beschriebene Polysulfon-Elektronenlack basiert auf einem Polymer, das durch Reagierenlassen von
Schwefeldioxid mit einer olefinischen Verbindung gebildet wird. Das für diesen Zweck gewählte Olefin
kann ein zyklisches Olefin mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen, eine Verbindung der allgemeinen Formel
CH2 C-(CH8MI
in der R aus der aus Wasserstoff und Alkyigruppen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bestehenden Gruppe
ausgewählt und /i eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist, oder
ein 2-Olefin der allgemeinen Formel
CH,
CH = CH-(CHj)n-H
sein, in der /7 eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist.
Für die vorliegenden Zwecke besonders geeignete
Für die vorliegenden Zwecke besonders geeignete
3 4
Olefine sind: Propen, Buten, Penten, Hexen, Octen, eigenschaften bestimmt werden. Weiter unten wird
Buten-2, Hexen-2, Cyclohexen, Cyclopenten, 2-Methyl- ein Beispiel der vorliegenden Erfindung detailliert
penten-1 usw. Diese Materialien sind günstig aus dem beschrieben.
Handel zu beziehen.
Handel zu beziehen.
Bei der Darstellung des gewünschten Polymers kann 5 B e i s ρ i e 1 1
irgendein bekanntes konventionelles Verfahren verwendet werden. Bei einem typischen Verfahren läßt Annähernd äquimolare Anteile von Buten-1 und man die Reaktionspartner sich in einem geeigneten Schwefeldioxid (14 g Buten-1 und 7 g Schwefeldioxid) Reaktionsgefäß bei einer Temperatur von etwa —80° C wurden in einem auf —800C gehaltenen Pyrexglasrohr kondensieren. Das Reaktionsgefäß wird dann auf io kondensiert. Das Rohr wurde dann an eine Vakuumeinen Druck von etwa 10"3 Millitorr entgast und leitung geführt und der Inhalt auf ungefähr 10~3 Millidanach mit Licht einer Wellenlänge kleiner als 3600 A torr entgast. Danach wurde das Rohr mit ultraviolettem bei einer Temperatur unterhalb der Polymerisations- Licht aus einer Mitteldruckquecksilberquelle bei 00C einsatztemperatur bestrahlt. Nach Abkühlung auf bestrahlt und während der Bestrahlung gedreht, um wiederum etwa —80°C wird das Reaktionsgefäß 1.5 einen Polymerniederschlag an den Rohrwänden zu geöffnet und auf Raumtemperatur erwärmt, bei der verhindern. Anschließend wurde der Inhalt des das überschüssige Monomer verdampft wird. Das( Reaktionsrohres wieder auf —80°C abgekühlt, das gewünschte Polymer wird dann in einem geeigneten Rohr geöffnet und sein Inhalt auf Raumtemperatur Lösungsmittel aufgelöst. Für diesen Zweck beson- erwärmt, bei der das überflüssige Monomer verders brauchbare Lösungsmittel sind: Methyläthyl- 20 dampft wird. Das sich ergebende Poly-(Buten-lketon, Dioxan, Chloroform usw. Fachleute wissen, Sulfon) wurde in Azeton gelöst, in Methanol niederdaß die Wahl eines speziellen Lösungsmittels durch geschlagen und bei 400C im Vakuum getrocknet, die Lösbarkeit des Polysulfone bestimmt wird. Dann wurde es in Methyläthylketon aufgelöst. Da-Das gelöste Polymer wird dann mittels konventioneller nach wurde ein Siliziumdioxid/Silizium enthaltendes Schleuderverfahren auf ein geeignetes Substrat auf- 35 Substrat ausgewählt und eine 2%ige Poly-(Butengebracht. Die erwünschte schließliche Schichtdicke 1-Sulfon)-Lösung bei 4000 Umdr./Min. etwa 3500 A beträgt 2000 bis 8000 A. Obwohl das Auflösungsver- dick in Methyläthylketon niedergeschlagen. Die mögen durch die Verwendung einer dünnen Schicht Schicht wuide 10 Minuten lang einer Vorwärmbeverbessert wird, schreibt das Auftreten von Nadel- handlung bei 8O0C unterworfen und dann mit einer löchern praktisch ein Schichtdickenminimum von 30 programmierten Elektronenstrahlung einer Dosis von 2000 A vor. Bei diesem Verarbeitungsstand wird ungefähr 3 · 10" Coulomb/cm2 bei einer Beschleunigünstigerweise eine vorausgehende Warmbehandlung gungsspannung von 5 kV bestrahlt. Dann wurde die vorgenommen, um überschüssiges Lösungsmittel zu bestrahlte Schicht durch 15 Sekunden langes Beentfernen und die Schicht spannungsfrei zu machen. sprühen mit einer Lösung aus 55%igen Methyläthyl-Ein für diesen Zweck geeignetes Programm würde die 35 keton und 45%igem 2-Propanol entwickelt.
Erwärmung auf eine Temperatur oberhalb der Glas- Die Empfindlichkeit des resultierenden Elektronenübergangstemperatur, in der Regel 10 bis 300 Minuten lackes wurde zu etwa 3 · 10-» Coulomb/cm2 gefunden, lang zwischen 80 und 100° C, einschließen. Danach wurde die beschriebene Struktur in gepuffertem
irgendein bekanntes konventionelles Verfahren verwendet werden. Bei einem typischen Verfahren läßt Annähernd äquimolare Anteile von Buten-1 und man die Reaktionspartner sich in einem geeigneten Schwefeldioxid (14 g Buten-1 und 7 g Schwefeldioxid) Reaktionsgefäß bei einer Temperatur von etwa —80° C wurden in einem auf —800C gehaltenen Pyrexglasrohr kondensieren. Das Reaktionsgefäß wird dann auf io kondensiert. Das Rohr wurde dann an eine Vakuumeinen Druck von etwa 10"3 Millitorr entgast und leitung geführt und der Inhalt auf ungefähr 10~3 Millidanach mit Licht einer Wellenlänge kleiner als 3600 A torr entgast. Danach wurde das Rohr mit ultraviolettem bei einer Temperatur unterhalb der Polymerisations- Licht aus einer Mitteldruckquecksilberquelle bei 00C einsatztemperatur bestrahlt. Nach Abkühlung auf bestrahlt und während der Bestrahlung gedreht, um wiederum etwa —80°C wird das Reaktionsgefäß 1.5 einen Polymerniederschlag an den Rohrwänden zu geöffnet und auf Raumtemperatur erwärmt, bei der verhindern. Anschließend wurde der Inhalt des das überschüssige Monomer verdampft wird. Das( Reaktionsrohres wieder auf —80°C abgekühlt, das gewünschte Polymer wird dann in einem geeigneten Rohr geöffnet und sein Inhalt auf Raumtemperatur Lösungsmittel aufgelöst. Für diesen Zweck beson- erwärmt, bei der das überflüssige Monomer verders brauchbare Lösungsmittel sind: Methyläthyl- 20 dampft wird. Das sich ergebende Poly-(Buten-lketon, Dioxan, Chloroform usw. Fachleute wissen, Sulfon) wurde in Azeton gelöst, in Methanol niederdaß die Wahl eines speziellen Lösungsmittels durch geschlagen und bei 400C im Vakuum getrocknet, die Lösbarkeit des Polysulfone bestimmt wird. Dann wurde es in Methyläthylketon aufgelöst. Da-Das gelöste Polymer wird dann mittels konventioneller nach wurde ein Siliziumdioxid/Silizium enthaltendes Schleuderverfahren auf ein geeignetes Substrat auf- 35 Substrat ausgewählt und eine 2%ige Poly-(Butengebracht. Die erwünschte schließliche Schichtdicke 1-Sulfon)-Lösung bei 4000 Umdr./Min. etwa 3500 A beträgt 2000 bis 8000 A. Obwohl das Auflösungsver- dick in Methyläthylketon niedergeschlagen. Die mögen durch die Verwendung einer dünnen Schicht Schicht wuide 10 Minuten lang einer Vorwärmbeverbessert wird, schreibt das Auftreten von Nadel- handlung bei 8O0C unterworfen und dann mit einer löchern praktisch ein Schichtdickenminimum von 30 programmierten Elektronenstrahlung einer Dosis von 2000 A vor. Bei diesem Verarbeitungsstand wird ungefähr 3 · 10" Coulomb/cm2 bei einer Beschleunigünstigerweise eine vorausgehende Warmbehandlung gungsspannung von 5 kV bestrahlt. Dann wurde die vorgenommen, um überschüssiges Lösungsmittel zu bestrahlte Schicht durch 15 Sekunden langes Beentfernen und die Schicht spannungsfrei zu machen. sprühen mit einer Lösung aus 55%igen Methyläthyl-Ein für diesen Zweck geeignetes Programm würde die 35 keton und 45%igem 2-Propanol entwickelt.
Erwärmung auf eine Temperatur oberhalb der Glas- Die Empfindlichkeit des resultierenden Elektronenübergangstemperatur, in der Regel 10 bis 300 Minuten lackes wurde zu etwa 3 · 10-» Coulomb/cm2 gefunden, lang zwischen 80 und 100° C, einschließen. Danach wurde die beschriebene Struktur in gepuffertem
Danach wird die Schicht aus einer Elektronen- Wasserstofffluorid geätzt. Das dabei ermittelte Aufstrahlungsquelle
mit einer Beschleunigungsspannung 40 lösungsvermögen betrug wenigstens 4000 A.
zwischen 3 und 25 kVolt und einer Dosierung, die
zwischen 3 und 25 kVolt und einer Dosierung, die
vom Werkstoff abhängt, aber gewöhnlich größer als B e i s ρ i e 1 2
1; 10-' Coulomb/cm2 ist, bestrahlt. Die festgestellten
1; 10-' Coulomb/cm2 ist, bestrahlt. Die festgestellten
Spannungen und Dosierungen werden durch das Auf- Das unter Beispiel 1 dargestellte Verfahren wurde
lösungsvermögen und die Materialeigenschaften be- 45 wiederholt, allerdings mit der Ausnahme, daß ein
stimmt. Der nächste Verarbeitungsschritt betrifft Wolframsubstrat verwendet wurde. Die Empfindlichdie
Entwicklung der bestrahlten Schicht. Das kann keit des resultierenden Elektronenlackes wurde zu
durch Verwendung eines Entwicklers, der in der ungefähr 3 · 10~e Coulomb/cm2 bestimmt. Das Wolf-Regel
aus einer Mischung von Ketonen und Aiko- ram wurde mit einer Kaliumhydroxid-Kaliumferriholen
besteht, erfolgen. Das Entwickeln kann prak- so cyanid-Lösung geätzt und der restliche Elektronentisch
durch ein 5 bis 60 Sekunden langes Tränken oder lack mit Methyläthylketon entfernt. Das dabei er-Besprühen
der bestrahlten Schicht mit einem ge- mittelte Auflösungsvermögen betrug mindestens
eigneten Entwickler erfolgen. Nach der Entwicklung 4000 A.
kann eine 5 bis 120 Minuten lange abschließende Beispiel 3
Warmbehandlung zwischen 50 und 150°C vorge- 55
Warmbehandlung zwischen 50 und 150°C vorge- 55
nommen werden, um die Entwickler zu verdampfen Das im Beispiel 1 dargestellte Verfahren wurde
und die Hafteigenschaften zu verbessern. Diese wiederholt, wobei eine Strahlungsdosierung von
Betriebsparameter werden durch die Eigenschaft des 4 ■ 10 4 Coulomb/cm2 bei Umgebungstemperatur vergewählten
Polysulfon bestimmt. wendet wurde. Unter diesen Bedingungen wird der
Alternativ dazu kann der beschriebene Elektronen- 60 Elektronenlack ohne jede Lösungsmittel- oder Naßlack
ohne jedes Lösungsmittel oder Naßentwickler entwicklung gemustert und entwickelt. Untersuchungen
entwickelt werden. Weil im Entwicklungsverfahren des Auflösungsvermögens offenbarten keine Ändekein
Lösungsmittel verwendet wird, ist es erforderlich, rungen, obwohl die Randschärfen der Ätzlinien im
daß die abgebauten Reste des bestrahlten Polymers Vergleich zu den durch naßentwickelte Masken gebei
der Bestrahlungstemperatur depolymerisieren. 63 äizten Linien verbessert wurden. Der quadratische
Verfahrensmäßig wird das praktisch durch Bestrahlen Mittelwert der Randabweichung betrug ±300 A,
des Elektronenlackes bei einer geeigneten Dosierung ein signifikanter Vorteil gegenüber elektrooptischen
und Temperatur erreicht, die durch die Material- Bauteilen.
Im wesentlichen analog zu Beispiel 1 wurde eine Vielzahl von Elektronenlacken hergestellt, die im
Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwenwendet werden können. Die wesentlichen Parameter
zur Herstellung der Elektronenlacke und die ermittelten Empfindlichkeiten sind in der nachfolgenden
Tabelle aufgeführt.
Zur Herstellung der Sulfon-Copolymerisate wurden jeweils angenähert äquimolare Mengen Schwefeldioxid
mit einem ausgewählten olefinischen Monomeren umgesetzt. Die Auswahl der Monomere entspricht
den drei Gruppen von Verbindungen, die im Patentanspruch 1 als geeignete olefinische Verbindungen
genannt werden. Das Gesamtgewicht der Reaktionspartner betrug stets 100 bis 200 g. In jedem
Falle wurde die Reaktion mit flüssigen Reaktionspartnern in einem geschlossenen Gefäß unterhalb
der sogenannten »Ceiling-Temperatur« durchgeführt.
Die »Ceiling-Temperatur« hängt geringfügig von der a°
Konzentration der Reaktionspartner ab und stellt die höchste Temperatur dar, bei der sich diese Polymere
bilden. Die entsprechendenTemperaturen sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.
Zur Beschleunigung der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch mit ultraviolettem Licht bestrahlt.
Das Ende der Reaktion wurde auf optischem Wege bestimmt, nämlich entweder durch das Auftreten
eines Niederschlags oder durch einen merklichen Anstieg der Viskosität. Zur Reinigung wurde das
polymere Produkt in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst und anschließend daraus durch Zugabe eines
weiteren Lösungsmittels ausgefällt und schließlich getrocknet.
Zum Aufbringen der Elektronenlackschicht wurde das Polymer in einem der nachfolgend genannten Lösungsmittel,
meistens Methyläthylketon, Xylol oder Dioxan gelöst; der Anteil an Sulfon-Polymeren betrug
3 bis 4 g/100 cm8 Lösungsmittel. Die Lösung
wurde durch ein 0,2 μΐη feines Filter hindurchnitriert *°
und anschließend bei angenähert 2000 Upm auf dem ausgewählten Substrat aufgebracht, wobei ein 2S00 A
dicker Film erhalten wurde.
Das ausgewählte Substrat bestand im wesentlichen aus einer angenähert 1 mm dicken Siliziumschicht mit
einer angenähert 2000A dicken Oberflächenschicht aus Siliziumdioxid, die mittels Dampfoxidation aufgebracht
worden war.
Das mit dem Film überzogene Substrat wurde für 1 bis 2 Stunden in einen bei 120° C gehaltenen Vakuumofen
gebracht. Die Eigenschaft des nach dieser Trocknung erhaltenen Films sind dei nachfolgenden
Tabelle zu entnehmen.
Zum Aufbringen des Musters wurde in jedem Fall ein Abtastelektronenmikroskop verwendet, das mit
einer Beschleunigungsspannung von 5 KV bei einer schrittweise zunehmenden Dosierung zwischen
1 · ΙΟ"7 bis 1 · ΙΟ"5 Coulomb/cm2 betrieben wurde;
die Zunahme der Dosierung erfolgte in angenähert 15 Stufen gleicher Größe. Der Elektronenstrahldurchmesser
betrug angenähert 1 μ, und es wurden wiederholt quadratische Muster mit einer Räche von
angenähert 1 mm2 angefertigt.
Nach der Belichtung wurden die Proben mit einem in der nachfolgenden Tabelle aufgeführten Entwickler
entwickelt. Wie üblich, bestand der Entwickler aus zwei Komponenten, nämlich erstens einem Lösungsmittel
für das Polymer und zweitens einem Nicht-Lösungsmittel für das Polymer, wobei die relativen
Anteile der Komponenten (1) und (2) dahingehend ausgewählt wurden, daß innerhalb der vorgesehenen
Zeitspanne, in diesem Falle 30 Sekunden, eine vollständige Entfernung des bestrahlten Polymers
erreicht wurde. Die Entwicklung erfolgte bei Raumtemperatur (angenähert 23° C) und führte zu
einem bloßliegenden Substrat entsprechend den aufgebrachten quadratischen Mustern, während die unbestrahlten
Polymerbereiche innerhalb dieser Zeitspanne von 30 Sekunden nicht angegriffen wurden.
Die mit Photolack überzogenen und dem Muster versehenen Substrate wurden anschließend überprüft,
um die Empfindlichkeit des jeweiligen Photolacks zu bestimmen. Die Empfindlichkeit wird in
Coulomb/cm2 ausgedrückt und gibt diejenige kleinste Elektronenstrahl-Dosis an, die erforderlich ist, um
nach der oben beschriebenen, 30 Sekunden dauernden Entwicklung bei Raumtemperatur eine freigelegte
Subtratoberfläche zu erhalten. Die ermittelten Empfindlichkeiten sind in der nachfolgenden Tabelle
aufgeführt.
| »Ceiling- | Lösungsmittel | Entwickler | Empfindlichkeit | |
| Photolack | Temperatur«1) | |||
| 0C | Mek2) | 6O°/o MEK | Coulomb/cm+2 | |
| Polybuten-1 -sulf on) | 64 | 4O°/o 2-PrOH») | ||
| Mek 6O»/o | 85»/o MEK | 1—2·10-β | ||
| 64 | Cyclohexanon | 15»/o2-PrOH | ||
| 4O°/o | 1—2.10-6 | |||
| MEK | 50% MEK | |||
| Poly(penten-1 -sulfon) | 63 | 5O»/o 2-PrOH | ||
| MEK | 35«/o Xylol | 1—2·ΙΟ-« | ||
| Poly(hexen-1 -sulfon) | 60 | 65»/o 2-PrOH | ||
| Xylol | 35%. Xylol | 1—2-10-β | ||
| 60 | 65% 2-PrOH | |||
| MEK | 60% Heptan | ι— ?. -ίο-« | ||
| Poly(octen-1 -sulfon) | 40Vo 2-PrOH | |||
| Dioxan | 60%> Dioxan | 1—2· 10-β | ||
| Polv(cis-buten-2-sulfon') | 46 | |||
| (Fortsetzung) | »Ceiling- Temperatur«1) 0C |
Lösungsmitte! | Entwickler | Empfindlichkeit Coulomb/cm+2 |
| Phololack | 38 | Dioxan | 60% Dioxan 4OVo 2-PrOH |
2_4.10-e |
| l!oly(trans-buten-2-suIfon) | Dioxan | 60% Dioxan 40% 2-PrOH |
2_4·10-β | |
| Poly(buten-2-suIfon) | MEK | 50% MEK 50% 2-PrOH |
1—2· ΙΟ"6 | |
| Poly(hexen-2-sulfon) | 102,5 | Dioxan | 60% Dioxan 40Vo 2-PrOH |
2—3 · 10-β |
| Polyicyclopenten-sulfon) | 24 | Dioxan | 60% Dioxan 40% 2-PrOH |
1—2-10-β |
| Poly(cyclohexen-sulfon) | 24 | Chlorbenzol | 60% Dioxan 40Vo 2-PrOH |
1—2-ΙΟ-« |
| -34 | Xylol | 15Vo Xylol 85% 2-PrOH |
1—2· 10-β | |
| Poly(2-methyl-penten-1 -su'if on) | ||||
>) Bei einer Konzentration der Reaktanten von angenähert 27 Mol/Liter.
s) MEK steht für Methyläthylketon.
») 2-PrOH steht für Isopropylalkohol.
s) MEK steht für Methyläthylketon.
») 2-PrOH steht für Isopropylalkohol.
Aus der obigen Tabelle ist ohne weiteres zu ent- verwendet werden können, denn die erforderliche
nehmen, daß sämtliche aufgeführten Polysulfone im Elektronenstrahlungsdosis ist größer als 1 · 10-'
Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens als elek- Coulomb/cm2 und liegt vorzugsweise im Bereich vor
tronenstrahlungsempfindliche positive Lackschicht 30 1 · 1O-6 Coulomb/cm2.
Claims (1)
1. Verfahren zum Erzeugen von Mustern aus strahlungsempfindlicheLi Lack auf einem Substrat
durch selektive Bestrahlung einer elektronenstrahlungsempfindlichen
Positivlackschicht mit einer Elektronenstrahlungsdosis größer als 1 · 10~7 Coulomb/cm2, vorzugsweise in derGrößenordnung
von 1 · 10~·Coulomb/cm2, gekennzeichnet
durch die Verwendung einer Positivlackschicht, die aus Zwischenreaktionsprodukten
von Schwefeldioxid und aus wenigstens einer der folgenden olefinischen Verbindungen ausgewählt
wird:
(a) zyklische Olefine mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen,
(b) Verbindungen der allgemeinen Formel
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US24930872A | 1972-05-01 | 1972-05-01 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2321684A1 DE2321684A1 (de) | 1973-11-15 |
| DE2321684B1 DE2321684B1 (de) | 1974-01-31 |
| DE2321684C3 true DE2321684C3 (de) | 1979-07-26 |
Family
ID=22942915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19732321684 Expired DE2321684C3 (de) | 1972-05-01 | 1973-04-28 | Verfahren zum Erzeugen von Mustern |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS512375B2 (de) |
| BE (1) | BE798860A (de) |
| DE (1) | DE2321684C3 (de) |
| FR (1) | FR2183020B1 (de) |
| GB (1) | GB1403834A (de) |
| IT (1) | IT980926B (de) |
| NL (1) | NL154015B (de) |
| SE (1) | SE391405B (de) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1421805A (en) * | 1972-11-13 | 1976-01-21 | Ibm | Method of forming a positive resist |
| US3893127A (en) * | 1973-09-27 | 1975-07-01 | Rca Corp | Electron beam recording media |
| US4289845A (en) * | 1978-05-22 | 1981-09-15 | Bell Telephone Laboratories, Inc. | Fabrication based on radiation sensitive resists and related products |
| JPS59222928A (ja) * | 1983-06-02 | 1984-12-14 | Matsushita Electronics Corp | マスク製作方法 |
-
1973
- 1973-04-18 SE SE7305532A patent/SE391405B/xx unknown
- 1973-04-25 JP JP48046294A patent/JPS512375B2/ja not_active Expired
- 1973-04-25 FR FR7314988A patent/FR2183020B1/fr not_active Expired
- 1973-04-27 IT IT6819373A patent/IT980926B/it active
- 1973-04-27 BE BE130538A patent/BE798860A/xx not_active IP Right Cessation
- 1973-04-27 NL NL7305933A patent/NL154015B/xx not_active IP Right Cessation
- 1973-04-28 DE DE19732321684 patent/DE2321684C3/de not_active Expired
- 1973-04-30 GB GB2036473A patent/GB1403834A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BE798860A (fr) | 1973-08-16 |
| FR2183020B1 (de) | 1976-11-12 |
| FR2183020A1 (de) | 1973-12-14 |
| JPS512375B2 (de) | 1976-01-26 |
| JPS4942352A (de) | 1974-04-20 |
| DE2321684B1 (de) | 1974-01-31 |
| NL7305933A (de) | 1973-11-05 |
| IT980926B (it) | 1974-10-10 |
| SE391405B (sv) | 1977-02-14 |
| GB1403834A (en) | 1975-08-28 |
| NL154015B (nl) | 1977-07-15 |
| DE2321684A1 (de) | 1973-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69126586T2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung | |
| DE3689179T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von ätzresistenten Schutzlacken durch bevorzugtes Eindringen. | |
| EP0000702B1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer fliessbeständigen Resistmaske aus strahlungsempfindlichem Resistmaterial | |
| DE3315118C2 (de) | ||
| DE69806873T2 (de) | Elektronenstrahlresist | |
| DE10203838A1 (de) | Fluorhaltiger Fotoresist mit Reaktionsankern für eine chemische Nachverstärkung und verbesserten Copolymerisationseigenschaften | |
| CH619303A5 (de) | ||
| DE2628467A1 (de) | Verfahren zum herstellen eines positiven lackbildes | |
| DE2735377A1 (de) | Verfahren zur herstellung modifizierter substrate sowie zwischenprodukte dieses verfahrens | |
| DE2948324C2 (de) | Lichtempfindliches Gemisch, enthaltend eine Bisazidverbindung, und Verfahren zur Bildung von Mustern | |
| EP0143437A2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Resistmustern und für dieses Verfahren geeigneter Trockenresist | |
| DE69131150T2 (de) | Resist-Materialien | |
| DE2728352A1 (de) | Lichtempfindlicher film und seine verwendung | |
| DE3134158A1 (de) | "zusammensetzung und verfahren zur ultrafeinen musterbildung" | |
| DE68929206T2 (de) | Lithographisches Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung | |
| DE2743763A1 (de) | Positivlackmaterial und verfahren zur herstellung einer lackmaske | |
| DE2313467A1 (de) | Verfahren zur erzeugung eines gemusterten reliefbildes | |
| DE2321684C3 (de) | Verfahren zum Erzeugen von Mustern | |
| DE2819482A1 (de) | Elektrolithographisches verfahren | |
| DE2849996C2 (de) | Photodepolymerisierbares Gemisch und ein Verfahren zur Herstellung eines Positivbildes | |
| DE69400675T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Resiststrukturen | |
| DE69130594T2 (de) | Verfahren zur Erzeugung eines Musters | |
| DE4126409A1 (de) | Strahlungsempfindliches gemisch mit einem polymeren bindemittel mit einheiten aus (alpha)-(beta)-ungesaettigten carbonsaeuren | |
| DE19746932A1 (de) | Neues Photoresist-Copolymer | |
| DE2642269C2 (de) | Aufzeichnungsmaterial zur Herstellung eines positiven Resistbildes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |