DE2452326A1 - Verfahren zur herstellung einer aetzmaske mittels energiereicher strahlung - Google Patents

Description

!TEXAS INSTRUMENTS INCORPORATED 13500 North Central Expressway DALLAS , Texas / V.St.A.

Unser Zeichen: T I640

Verfahren zur Herstellung einer Ätzmaske mittels energiereicher Strahlung

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Masken mittels energiereicher Strahlung, insbesondere mittels Elektronenstrahlen, zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen.

Stand der Technik

Die Verwendung von Licht als Bestrahlungsquelle bei der Herstellung von Fotomasken auf dem Halbleitergebiet ist Beit vielen Jahren bekannt. Die mit solchen Fotolacken auf dem Halbleitergebiet arbeitende Methode war ausreichend bis zum Aufkommen von Hochfrequenzvorrichtungen mit kleinen Abmessungen und integrierten Schaltungen, bei denen Muster mit Strichbreiten im Gebiet von 1 Mikron hergestellt werden mußten. Obwohl Öffnungen bzw. eine Auflösung von 1 Mikron im Laboratorium mit Fotolacken

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erzielbar ist, sind solche Breiten infolge von Beugungsphänomenen nioht reproduzierbar, wobei die praktische Grenze bei der technischen Herstellung solcher Öffnungen bei Breiten von etwa 5 bis 6 Mikron liegt.

Der Schritt von der Verwendung von Licht zu Elektronen zur Bildung von Fotomasken war logisch.

Bei der mit einem Elektronenstrahl arbeitenden Methode wird die Schutzschicht selbst von einem Elektronenstrahl unter Bildung des gewünschten Musters abgetastet. Der Elektronenstrahl wird durch einen Komputer gesteuert, in welchen die Koordinaten des vorher von einem Designer entworfenen Musters eingegeben wurden. Durch die Verwendung des Elektronenstrahls entfallen somit alle Zeitverluste, die durch die Herstellung der verkleinerten Fotografien entstanden, wie sie zur Erzeugung einer Fotoätzmaske erforderlich sind. Da jedoch das Ätzmuster durch das Abtasten mit einem sehr schmalen Elektronenstrahl erhalten wird, ist die für die durch den Elektronenstrahl ausgelöste Reaktion erforderliche Zeit ein nachteiliger Faktor bei der Verwendung von Elektronenstrahlen zur Herstellung von Ätzmasken.

Offensichtlich muß dann ein Elektronenätzschutz nicht nur die für einen guten Fotolack erforderlichen Eigenschaften, nämlich eine gute Verhaftung mit vielen Materialien, gute Ätzbeständigkeit gegenüber üblichen Ätzmitteln, Löslichkeit in gewünschten Lösungsmitteln und Thermostabilität aufweisen, sondern unter dem Einfluß der Elektronenbestrahlung auch schnell genug reagieren, um eine annehmbare Abtastzeit des Elektronenstrahls zu ermöglichen. Um die mit Elektronenstrahlen arbeitende Technologie in ein Fertigungsstadium zu bringen, sind aus dünnen Polymerfilmen bestehende Atzschutzschichten erforderlich, die

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bei sehr hohen Abtastgeschwindigkeiten des Elektronenstrahls Bildstellen mit einer Breite von 1 Mikron oder weniger festhalten können.

Es wurden bereits zahlreiche Versuche zur Entwicklung praktischer Atzschutzmasken mittels Elektronenstrahlen entwickelt. Ein erster Versuch, der sich als der am wenigsten erfolgreiche erwies, war die Verwendung üblicher ..Fotolacke, die ebenfalls aus Polymerisaten bestehen. Obwohl diese mit verhältnismäßig hoher Abtastgeschwindig-

keit bestrahlt werden können, zeigen sie doch dann Strichbreiten, d.h. eine Auflösung von über 1 Mikron.

Das am häufigsten für die Reaktion mit Elektronenstrahlen verwendete Ätzschutzmaterial ist derzeit Polymethylmethacrylat (PMMA), das positiv reagiert; ein positives Ätzßohutzmaterial oder -lack besteht aus einem Polymeren, das in bestimmten Lösungsmitteln unlöslich ist, jedoch bei Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl abbaut und löslich wird, während ein negativer Lack ein Polymeres ist, das in bestimmten Lösungsmitteln vor der Bestrahlung löslich ist. PMMA kennzeichnet sich durch eine ausgezeichnete Auflösung und günstige Strichbreiten und durch eine gute Bearbeitbarkeit. PMMA erfordert jedoch verhältnismäßig lange Belichtungszeiten von etwa 5 x 10 Coulombs/cm und ist gegenüber starken oxidierenden Säuren und bsischen Ätzmitteln nicht beständig.

Da die Größe eines Elektrons nur 1/1000 der Größe eines Lichtquants beträgt, sollte theoretisch ein Elektronenstrahl Öffnungen mit Strichbreiten ergeben können, die um mehrere Größenordnungen kleiner sind als die mit Fotolacken erzielten Öffnungsgrößen. Infolge Elektronenrückprall von der den Lack tragenden Oberfläche wurden

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so geringe Öffnungsbreiten bisher jedoch nicht erzielt; vielmehr waren 0,7 Mikron die praktisch untere Grenze. Da durch den Elektronenrückprall im Pail von positiven Lacken die betroffenen Stellen abgebaut werden oder im Pail von negativen Lacken vernetzen, sind die Seiten der das Muster bildenden Öffnungen in dem Lack nicht senkrecht zur Trägeroberfläche, sondern neigen zu einem schrägen Verlauf. Die Elektronen prallen durch den Lack unter verschiedenen Winkeln zwischen 90 und 180° zurück, so daß der Lack über eine viel größere Querschnittfläche bestrahlt wird, als dem Durchmesser des Elektronenstrahls entspricht. Als ,Lösung für dieses Problem des Elektronenrückpralls bietet sich die Verwendung dünnerer Pilme an, da die von einem Winkel überdeckte Strecke mit dem Abstand vom Ausgangspunkt zunimmt. In den meisten Fällen ist dies jedoch keine praktische Lösung, da der Lack durch die zum Ätzen von Öffnungen in dem Träger verwendeten scharfen Ätzmittel nicht angegriffen werden darf; je dicker der Lack umso größer ist seine Beständigkeit gegenüber den Ätzmitteln/Außerdem ist ein dickerer PiIm deshalb erwünscht, da er Staubteilchen oder andere Verunreinigungen auf dem Träger oder in dem Lack selbst bedeckt, sowie feine Löcher in dem Lack ausfüllt und so einen gleichmäßigeren PiIm ergibt.

Eine Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Methode zur Bildung einer Elektronen-Ätzmaske mit besserer Auflösung und schmaleren Öffnungbreiten als es bisher üblich war. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Methode zur Herstellung eines solchen Lacks, der alle für einen guten Elektronen-Ätzlack erforderlichen Eigenschaften aufweist, z.B. eine hohe Abtastgeschwindigkeit, eine gute Verhaftung mit vielen Materialien, gute Bearbeitbarkeit und Wärmebeständigkeit.

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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Methode zur Herstellung einer Ätzmaske mit Öffnungen, deren Seiten senkrecht zum Träger verlaufen.

Die erfindungsgemäßen Masken sollen eine bessere Auflösung und schmalere Öffnungsbreiten aufweisen, als dies bisher mit bekannten Lacken möglich war.

Die Erfindung betrifft auch die nach den vorstehenden Verfahren erhaltenen Ätzmasken.

Kurz zusammengefaßt betrifft die Erfindung die Verwendung von Horaopolymerisaten oder Copolymerisaten, die in Form von Ätziaoken Reaktionen eingehen, die von der Intensität oder der Dosierung eines Elektronenstrahls abhängen; ein solches Homopolymerisat ist z.B. a-Chlormethaorylat und ein solches Copolymerisat ist z.B. Vinylohlorid-Vinylaoetat. Das Polymerisat wird in Form einer Flüssigkeit auf einen Träger aufgebracht, wo man es zu einem dünnen PiIm trocknen läßt. Dann läßt man einen Elektronenstrahl die Oberfläche des Polymerfilms in dem gewünschten Muster abtasten oder darüberschwenken. Im Falle des a-Chlormethacrylats nimmt der Teil des direkt von dem Elektronenstrahl getroffenen Polymeren eine zur Vernetzung ausreichende Energiemenge auf, so daß der direkt bestrahlte Anteil in bestimmten lösungsmitteln unlöslich wird. Der Anteil des direkt bestrahlten Polymeren wirkt als negativer Lack. Der an den direkt bestrahlten Teil des Polymeren angrenzende Teil, der von zurückprallenden Elektronen betroffen wird, empfängt jedoch nicht genügend Energie, um zu vernetzen, sondern beginnt abzubauen und wirkt daher als positiver Lack. Natürlich ist der Anteil des Polymeren, der weder von dem direkten Elektronenstrahl noch von den zurückprallenden Elektronen getroffen wird, in bestimmten Lösungsmitteln

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löslich und kann zusammen mit dem von den zurückgeprallten Elektronen betroffenen Anteil des Polymeren von Lösungsmitteln gelöst und duroh diese entfernt werden.

Im Pail des Vinylohlorid-Vinylacetatcopolymerisats, wirken sowohl der direkt bestrahlte Anteil des Polymeren als auch der von den zurückprallenden Elektronen betroffene Anteil als negativer Lack. Der direkt bestrahlte Anteil nimmt jedoch von dem Elektronenstrahl eine zur Vernetzung ausreichende Energiemenge auf und wird in den Lösungsmitteln unlöslich, während der von den zurückgeprallten Elektronen betroffene Anteil des Polymeren nicht so viel Energie empfängt, um zu vernetzen, weshalb dieser Anteil von dem Lösungsmittel gelöst und entfernt werden kann.

Infolge der Verwendung eines von der aufgenommenen Energiemenge abhängigen Polymeren kann man somit eine bessere Auflösung und schmalere Öffnungsbreiten erzielen als mit üblichen Elektronenlacken.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 eine Querschnittsansicht eines Teils eines Elektronenlacks während der Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl;

Pig. 2 eine Querschnittsansicht eines Teils einer übliohen Elektronen-Ätzmaske nach Bestrahlung und Entwicklung mit einem Lösungsmittel und

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Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen mit einem Elektronenstrahl erhaltenen Maske nach der Bestrahlung und Entwicklung mit einem Lösungsmittel.

Im Falle des üblichen negativen Elektronen-Lacks vernetzt der Anteil des direkt von dem Elektronenstrahl getroffenen Polymeren so stark, daß dieser Teil des Polymeren in bestimmten Lösungsmitteln unlöslich wird. Die Elektronen werden jedoch, nachdem sie das Polymere durchdrungen und auf die Trägeroberfläche aufgetroffen sind, unter verschiedenen Winkeln zwischen 0 und 90 durch das Polymere zurückreflektiert, so daß der Lack über einen viel größeren Querschnitt bestrahlt wird als dem ursprünglichen Durchmesser des Strahls entspricht. Der angrenzende Teil des Polymeren, auf welchem die zurückprallenden Elektronen auftreffen, nimmt zwar nicht so viel Energie wie der direkt bestrahlte Anteil auf, die Energie von den zurückgeprallten Elektronen reicht jedoch zur Ternetzung bis zu einem bestimmten Gras aus, weshalb der vernetzte und unlösliche Anteil des Polymeren viel größer als erwünscht wird.

Pig. 1 ist eine schematische Quersohnittsansicht eines Elektronen-Lacks 1 auf einem Träger 2 mit einem auf die Oberfläche 4 des Lacks 1 gerichteten, durch Pfeile dargestellten Elektronenstrahl 3. Die zurückprallenden Elektronen 5 sind mit gestrichelten Pfeilen dargestellt, welche zeigen, daß ein größerer Anteil des Lacks als der direkt von dem Elektronenstrahl getroffene Energie von den Elektronen erhält.

Fig. 2 zeigt einen Teil eines üblichen, in die Form eines Musters gebrachten negativen Elektronen-Lacks nach Entfernung des unbestrahlten und unvernetzten Anteils durch

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ein Lösungsmittel. Die abgeschrägten Seiten 6 sind deutlich sichtbar und der vernetzte Anteil 7 des Polymeren ist größer als der Durchmesser des Elektronenstrahls 3. Die scharfen Kanten 8 werden durch die zum Ätzen des Trägers 2 verwendeten Ätzmittel zerstört, so daß man größere Öffnungen und eine geringere Auflösung des Trägers erzielt als gewünscht.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wirkt

"id:

α-Chlormethacrylat

nach Belichtung mit einer

energiereichen Quelle, z.B. einem Elektronenstrahl (andere Quellen sind z.B. Alpha-Teilchen und Röntgenstrahlen) als negativer Lack in dem direkt bestrahlten Anteil des Polymeren und als positiver Lack in dem von den zurückgeprallten Elektronen getroffenen Anteil des Polymeren. Nach Aufnahme einer hohen Dosierung an Elektronen aus dem Elektronenstrahl, werden in dem direkt bestrahlten Anteil eine ganze Reihe reaktionsfähiger Species gebildet. Z.B. entsteht eine reaktionsfähige Specie oder ein Reaktionszentrum durch Entfernung des Chloridatoms (Cl"), wobei ein Reaktionszentrum jeweils durch einen Punkt dargestellt ist: λ J, «Es werden

sich genügend reaktionsfähige Moleküle in enger Nachbarschaft befinden, so daß sie miteinander reagieren. Diese reaktionsfähigen Moleküle reagieren miteinander und vernetzen, wobei das Polymere durch die Vernetzung unlöslich wird und somit als negativer Elektronenlack wirkt.

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In dem von den zurückprallenden Elekronen getroffenen Anteil, der im Vergleich zu dem direkt bestrahlten Anteil des Polymeren eine geringere Dosierung an Elektronen empfangen hat, werden nicht sehr viele Reaktionszentren erzeugt und diese befinden sich deshalb nicht so dicht beieinander. Die reaktionsfähigen Moleküle werden zwar erzeugt, sie benötigen jedoch etwas, um damit reagieren zu können. In dem nur schwach bestrahlten Bereich sind verhältnismäßig wenig reaktionsfähige Moleküle, die miteinander reagieren können, weshalb diese reaktionsfähigen Moleküle bildlich gesprochen eine Weile "sitzen bleiben". Da im festen Zustand die Beweglichkeit der reaktionsfähigen Moleküle äußerst begrenzt ist und von der jeweiligen Polymerstruktur abhängt, werden diese reaktionsfähigen Moleküle zwei Dinge tun, d.h. sie werden ewig "sitzen bleiben" bis irgendwelche Verunreinigungen, z.B. Sauerstoff, hindurchwandern und mit dem reaktionsfähigen Molekül reagieren oder sie können dann zerfallen und "abreißen". a-Ohlorsaethaorylat neigt zum Zerfall. Deshalb neigt in dem nur schwach bestrahlten Bereich wegen der verhältnismäßig wenigen reaktionsfähigen Moleküle das Polymere zur Zersetzung und zum Abbau, was solange fortschreitet, bis die Polymerkette zerfällt, so daß die Moleküle keine mehr sondern kleine Einzelmoleküle sind.

Eine aus einem dosierungsabhängigen Polymeren, z.B. a-Ohlormethacrylat, hergestellte Ätzsohutzmaske ist in Fig. 3 dargestellt. Der Anteil des Sohutzlaoks 9, der nach Entfernung des löslichen Anteils des Polymeren verblieben ist, besitzt Seiten 10, die senkrecht zur Oberfläche verlaufen. Es sei bemerkt, daß die Breite der Oberfläche des verbliebenen Polymeren im wesentlichen der Breite des Elektronenstrahls 3 entspricht. Die

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Auflösung des Elektronenlacks aus α-Chlormethaerylat ist deshalb viel besser und die Maske besitzt viel sauberere und engere Öffnungen als sie mit üblichen Elektronenlacken erzielbar sind.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht in der Verwendung von^ Tinylchlof id-Vinylacetatcopolymerlsaten

. Das erfindungsgemäße Prinzip hierbei ist

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das gleiche, nämlich daß die durch eine ausreichende Energiedosierung oder durch die direkte Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl erzeugte reaktionsfähige Species von Molekülen sich von den durch die geringere Energiedosis oder die zurückreflektierten Elektronen erzeugte reaktionsfähigen Species unterscheidet. Im Fall des Vinylchlorid-Vinylacetatcopolymerisats wirkt der Lack nur als negativer Lack, während ein aus a-Chlormethacrylat hergestellter Lack als negativer-positiver Lack reagiert.

Wenn ein dünner Film.aus Vinylchlorid-Vinylacetatcopolymerisat mit einem Elektronenstrahl belichtet wird, liefert dieser genügend Energie, um die Wasserstoffbindungen des Vinylacetats unter Bildung reaktivierter Moleküle aufzuspalten, welche miteinander reagieren, während gleichzeitig die Wasserstoff- und Chloridbindungen des Vinyl-

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Chlorids X X unter Abtrennung von Salzsäure (HCl), unter

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Bildung einer Doppelbindung gespalten werden. Im Bereich der hohen Energiedosierung (direkt bestrahlter Bereich und nicht von den zurückreflektierten Elektronen betroffener) liegt eine hohe Konzentration der beiden reaktionsfähigen Species vor, so daß eine große Wahrscheinlichkeit

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für eine Reaktion des Vinylohlorids mit dem Vinylacetat "besteht. Der Elektronenstrahl erzeugt somit zwei reaktionsfähige Speoies, die miteinander reagieren und duroh Reaktion mit der Doppelbindung eine Kettenreaktion auslösen. In der von energiereicher Strahlung "betroffenen Fläohe laufen gleichzeitig beide Reaktionen nebeneinander ab und es liegt eine hohe Konzentration an beiden Gruppen vor, so daß die beiden Gruppen mit großer Wahrscheinlichkeit untereinander reagieren. Der Elektronenstrahl hat zwei miteinander reagierende Species erzeugt und wenn diese einmal miteinander reagieren, ergibt sich die Kettenreaktion wegen der fortlaufenden Bildung der Doppelbindungen. In dem von den zurückgeprallten Elektronen betroffenen oder dem nur wenig Energie erhalten habenden Bereich werden zwar auch beide reaktionsfähige Species erzeugt, deren Konzentrationen sind jedoch wegen der geringeren Anzahl von Elektronen und somit der geringeren Energie viel niedriger, so daß die Wahrscheinlichkeit, daß diese beiden reaktionsfähigen Species eine Reaktion miteinander eingehen, wegen ihrer geringeren Anzahl viel kleiner ist. Im Gegensatz zu Polymerisaten, die nur eine reaktionsfähige Species bilden, die keine Kettenreaktion hervorruft, bewirkt die Kettenreaktion bei Vinylchlorid-Vinylaoetatoopolymerisaten einen viel größeren Unterschied des Vernetzungsgrads zwischen den energiereichen Anteil und dem energieärmeren Anteil.

Das Verfahren der Bildung eines negativ-positiven Elektronenlacks aus α-0hlormethacrylat wird wie folgt beschrieben: Das a-Chlormethaorylat wird aus Feststoff hergestellt und mit einem aromatischen Lösungsmittel, z.B. Xylol oder Toluol, unter Bildung beispielsweise einer 2-bis 5-i&igen Lösung gemischt.

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Obwohl nachstehend eine Methode zur Herstellung einer Itzschutzmaske durch Elektronenbestrahlung anhand einer Maske auf einem Chromträger oder einer Chromplatte für die anschließende Verwendung als Potoätzmaske zum Ätzen von Halbleiterplättchen beschrieben wird, ist die erfindungsgemäße Methode doch auch zur direkten Aufbringung des lacks auf das Halbleiterplättchen geeignet, wobei die Chromätzung dann durch eine Halbleiterätzung ersetzt wird.

Die Polymerlösung wird auf den Träger, z.B. Chrom, aufgebracht und der Träger wird mit der Polymerschicht mit einer Geschwindigkeit von beispielsweise 3000 Umdrehungen pro Minute zur Bildung einer gleichförmigen Schicht aus dem Polymeren in schnelle Umdrehung versetzt. Der Träger mit der Polymerschicht wird dann in einer Stickstoffatmosphäre bei einer Temperatur zwischen 80 und 130 C während etwa 30 Minuten z.B. gesintert, wobei das gesamte Lösungsmittel entfernt wird und ein trockener dünner 1000 bis 5000 S. dicker PiIm zurückbleibt.

Das Substrat mit dem aufgesinterten Polymeren kommt dann in eine Elektronenbestrahlungsvorrichtung und man läßt den Elektronenstrahl die Oberfläche des Polymeren in einem vorherbestimmten Muster, das durch einen Computer gesteuert wird, abtasten. Damit das a-Chlormethacrylat als negativer-positiver Lack bei der direkten Elektronenbestrahlung wirkt, muß ein Strom von > 5 x 10"*³ Coulombs/cm See. aufrechterhalten werden. Wenn das a-Chlormethacrylat

nur als positiver Lack verwendet werden soll muß ein niedrige P

gerer Elektronenstrom von <5 x 10 Coulombs/cm See. angewendet werden. Zur Bildung des gleichen Offnungsmusters muß das a-Chlormethacrylat bei Verwendung als positiver Lack mit einem anderen Elektronenmuster abgetastet werden als es für einen negativen Lack erforderlich ist.

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Wenn das α-Chlormethacrylat als negativer-positiver laok verwendet wird, wird der Teil des von dem direkten Elektronenstrahl betroffenen Laoks vernetzt und wird in bestimmten lösungsmitteln, z.B. Toluol oder Xylolen oder Keton, unlöslich. Der angrenzende Teil des Lacks, der von den zurückprallenden Elektronen getroffen wird, wirkt als positiver Lack, der abbaut und zusammen mit dem unbestrahlten Anteil von dem Lösungsmittel entfernt wird. Das Polymere wird durch Besprühen oder durch Eintauchen des damit bedeokten Trägers in das gleiche aromatische Lösungsmittel oder Keton, das zu Beginn dieses Verfahrens verwendet wurde, entwickelt; etwa 30 Sekunden genügen zum Lösen und Entfernen des von den zurückgeprallten Elektronen betroffenen und des unbestrahlten Anteils des Polymeren, während das gewünschte Öffnungsmuster in dem Lack zurückbleibt. Wenn das a-Chlormethaorylat als positiver Lack wirken soll, wird das Muster in einem aus einem aromatischen Lösungsmittel, z.B. Isobutylmethylketon in 30-^iger Mischung mit Alkohol, bestehenden Entwickler entwickelt. Dieser Entwickler aus 30 fo Lösungsmittel und 70 $ Alkohol ist nicht obligatorisch, sondern eine große Vielzahl von Lösungen unter Anwendung entsprechender Eintauchzeiten kann zur Entfernung des bestrahlten Anteils des Lacks verwendet werden. Der unbestrahlte Anteil des Laoks wird zwar auch von der Lösungsmittellösung angegriffen, jedoch, nur in geringerem Ausmaß.

Zur Entfernung des Lösungsmittels und zur Aushärtung des auf dem Träger verbliebenen vernetzten Polymermusters, wird der Träger samt dem Polymeren bei einer Temperatur zwisohen 80 und 130° 0 30 Minuten in Luft z.B. gesintert, wonach die erfindungsgemäße Polymermaske fertig ist.

Eine Auflösung oder Strichbreiten vdn<0,3 Mikron wurden bei Verwendung von a-Chlormethacrylat als Uegativ-positivlack

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erzielt. Das a-Chlormethacrylat wirkt auch als ausgezeichneter Positivlack mit guter Auflösung, ausgezeichneter Verhaftung, guter Bearbeitbarkeit und guter WärmeStabilität bei Zufuhr von weniger Energie.

Außerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung wird der Träger mit seiner fertigen Maske dann solange geätzt, daß der durch die Öffnungen in der Maske freiliegende Träger entfernt wird. Dann wird die Lackmaske durch Eintauchen des mit dem Polymeren überzogenen Chromträgers in Diäthylphtalat-Dioxanraischungen während 30 Minuten bei >100° C entfernt. Der in Form eines Musters vorliegende Träger ist nun gebrauchsfertig zur Bildung eines Bilds auf einem auf einem Halbleiterplättchen befindlichen Fotolack.

Zur Bildung einer Elektronen-Ätzmaske aus Vinylchlorid-Vinylacetatcopolymerisat wird dieses in Form eines Feststoffsj z.B. von der Union Carbide unter der Handelsbezeichnung VERR oder VAGA, gekauft und mit einem aromatischen Lösungsmittel, z.B. Xylol oder Toluol, unter Bildung beispielsweise einer 2 bis 5 Gev.-^igen Lösung gemischt. Die Copolymerisatlösung wird auf einen Träger aufgebracht und der Träger wird dann mit einer Geschwindigkeit von etwa 3000 Umdrehungen pro Minute zur Bildung einer gleichförmigen Schicht aus Copolymerisat in schnelle Umdrehung versetzt. Der Träger mit der Deckschicht aus Copolymerisat wird dann bei einer Temperatur zwischen 80 und 130° C 15 Minuten zur Entfernung des gesamten Lösungsmittels in einer Stickstoffatmosphäre gesintert, wobei ein trockener, etwa 1000 bis 5000 α dünner Film zurückbleibt.

Das Chromsubstrat mit dem aufgebackenen Copolymerisat kommt dann in eine Vorrichtung zur Bestrahlung mit Elektronen und man läßt den Elektronenstrahl die Oberfläche

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des Copolymerisate in einem von einem Computer gesteuerten vorherbestimmten Muster abtasten. Da das Copolymerisat ein negativer Lack ist, vernetzt der von dem Elektronenstrahl betroffene Anteil und wird in einem aromatischen oder Ketonlösungsmittel unlöslich und bei der anschließenden Entwicklung mit einem solchen lösungsmittel nicht angegriffen. Der von den zurückgeprallten Elektronen getroffene Anteil des Polymerisats vernetzt wesentlich schwächer und bleibt zusammen mit dem unbestrahlten Anteil des Polymerisats in dem Lösungsmittel löslich. Das Copolymerisat wird durch Besprühen oder durch Eintauchen des damit bedeokten Trägers in ein aromatisches oder Ketonlösungsmittel während etwa 30 Sekunden entfernt, welche Zeit zur Lösung und Entfernung des von den zurückgeprallten Elektronen betroffenen und unbestrahlten Anteils des Copolymerisate ausreicht, wobei das gewünschte Öffnungsmuster in dem Lack zurückbleibt. Eine Auflösung oder Strichbreiten von 0,5 Mikron wurden bei Verwendung von Vinylchlorid-Vinylacetatcopolymerisat als Negativlack erzielt.

Zum Aushärten des auf dem Träger verbliebenen vernetzten Copolymerisatmusters wird dieser Träger mit dem Copolymerisat 30 Minuten bei 100° C in Sauerstoff gesintert, wonach die Copolymerisatmaske fertig ist.

Obwohl bestimmte Temperaturen, Dauern und Lösungsprozentgehalte angegeben wurden, sind die einzelnen Zahlen für die Erfindung nicht kritisch und können innerhalb weiter Grenzen ohne Einfluß auf das Endprodukt variiert werden. Da man durch Ausschaltung des von den zurückprallenden Elektronen verursachten Nachteils Öffnungen mit senkrechten Wänden erzielen kann, sind nun erfindungsgemäß viel engere Öffnungsbreiten erzielbar als mit üblichen Ätzlacken,

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Die beiden hier "beschriebenen Lackmaterialien besitzen eine ausgezeichnete Haftung an Chrom, Gold und Silicium; eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Ätzmitteln für Chrom, Gold und Silicium; sie sind in den angegebenen Lösungsmitteln sehr gut löslich und besitzen in jeder Beziehung ausgezeichnete Eigenschaften für einen Elektronen-Ä'tzlack.

Obwohl vorstehend als Energiequelle ein Elektronenstrahl angegeben wurde, kann zur Auslösung der Vernetzung und/oder des Molekülabbaus jede energiereiche Strahlung, z.B. Röntgenstrahlung und Bestrahlung mit Alphateilchen, angewendet werden. Die im einzelnen beschriebenen spezifischen Ausführungsformen der Erfindung können weitgehende Abänderungen erfahren, ohne daß der Rahmen der Erfindung dadurch verlassen wird.

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Claims (8)

1. Patentansprüche

   (Iy Verfahren zur Herstellung einer Ätzmaske mittels energiereioher Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß man

   a) auf einem Träger einen dünnen Film aus einem auf unterschiedliche Energiezufuhr ansprechenden Polymeren bildet,

   b) diesen dünnen Film mit einem energiereichen Strahl in einem vorherbestimmten Muster mit einer solchen Geschwindigkeit abtastet, daß nur der direkt bestrahlte Anteil dieses Polymeren soweit vernetzt, daß er in bestimmten Lösungsmitteln unlöslich wird und

   o) den nicht direkt bestrahlten Anteil des Polymeren mit einem lösungsmittel löst, welches den nicht direkt bestrahlten Anteil des Polymeren entfernt und den direkt bestrahlten Anteil auf dem Träger mit einem gewünschten Öffnungsmuster zurückläßt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymeres α-Chlormethaorylat verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymeres Vinylchlorid-Vinylacetat verwendet wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiequelle ein Elektronenstrahl verwendet wird.
5. 5· Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

   a) das Polymere mit einer zur Bildung einer Lösung ausreichenden Menge eines aromatischen Lösungsmittels gemischt wird,

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   b) diese lösung auf dem Träger aufgebracht wird,

   c) diese lösung zur Entfernung des Lösungsmittels
   unter Verbleib eines dünnen Polymerfilms auf dem
   Träger getrocknet wird,

   d) dieser dünne PiIm mit dem Elektronenstrahl, abgetastet und entwickelt wird.
6. 6. Auf einem Träger befindliche Elektronen-Ätzmaske, gekennzeichnet durch einen auf dem Träger befindlichen, ein diesen Träger freilegendes Öffnungsmuster aufweisenden Dünnfilm aus einem auf unterschiedliche Energiezufuhr ansprechenden Polymeren.
7. 7. Ätzmaske nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere a-Chlormethacrylat ist.
8. 8. Ätzmaske nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere Vinylchlorid-Vinylacetat ist.

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