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Belichtungsverfahren - Dokument DE10135351A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10135351A1 07.03.2002
Titel Belichtungsverfahren
Anmelder Sony Corp., Tokio/Tokyo, JP;
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka, JP
Erfinder Matsuzawa, Nobuyuki, Tokio/Tokyo, JP;
Irie, Shigeo, Kadoma, Osaka, JP
Vertreter Müller - Hoffmann & Partner Patentanwälte, 81667 München
DE-Anmeldedatum 20.07.2001
DE-Aktenzeichen 10135351
Offenlegungstag 07.03.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.03.2002
IPC-Hauptklasse G03F 7/00
IPC-Nebenklasse G03F 7/20   
Zusammenfassung Belichtungsverfahren, bei dem eine Widerstandsschicht selektiv mit Röntgenstrahlen, die weiche Röntgenstrahlen, Vakuum-Ultraviolett-Lichtstrahlen und Extrem-Ultraviolett-Lichtstrahlen aufweisende Ultraviolettstrahlen enthalten, belichtet wird, um der Widerstandsschicht ein vorbestimmtes Muster aufzuprägen, wobei ein Hochmolekular-Material mit einem vorbestimmten Sauerstoffgehalt (n0) und einer Dichte (p) verwendet wird, um eine Widerstandsschicht mit einer Filmdicke von nicht weniger als 250 nm auszubilden. Da das Hochmolekular-Material mit dem voreingestellten Sauerstoffgehalt (n0) und einer Dichte (p) verwendet wird, kann ein Widerstandsmuster mit einer besseren Form erzielt werden, selbst wenn die Widerstandsschicht dicker als 250 nm ist. Da die Filmdicke der Widerstandsschicht nicht weniger als 250 nm beträgt, ist es möglich, einen Lithographieprozess zur Verfügung zu stellen, der verbesserte Ätzwiderstands-Charakteristika aufweist, womit verbesserte Ultrafein-Bearbeitungsprozesse ermöglicht werden.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Belichtungsverfahren zum Ausführen von Ultrafein- Bearbeitungsprozessen, beispielsweise auf dem Gebiet der Halbleiter.

Um hohe Integrationsdichten bei Halbleitervorrichtungen zu erzielen, erweist es sich als unumgänglich, neue Prozesstechniken einzusetzen, die das Bearbeiten bzw. Erstellen extrem feiner Muster von beispielsweise 0,1 µm oder weniger ermöglichen.

Zum Bearbeiten bzw. Herstellen eines Feinmusters ist die sogenannte Lithographietechnik unentbehrlich. Um die Ultrafeinbearbeitung durch Verbesserung der optischen Auflösung, d. h. Verkürzung der Wellenlängen bei der Belichtung zu ermöglichen, ist die Entwicklung neuer Belichtungstechniken stark vorangetrieben worden, die zusätzlich zum Ultraviolettlicht, wie beispielsweise KrF (Kryptonfluor) oder ArF (Argonfluor) oder der herkömmlichen Quecksilberlichtlampe Extrem-Ultraviolettlicht (EUV) mit einer Wellenlänge in der Umgebung von 7 bis 16 nm benutzen.

Im Extrem-Ultraviolett-Wellenlängenbereich (EUV) wird das Licht jedoch durch das standardmäßig verwendete Widerstands- bzw. Abdeckmaterial stark absorbiert, so dass auftreffendes Licht nicht bis zu tiefer gelegenen Abschnitten der Widerstandsschicht gelangen kann. Dies hat zur Folge, dass kein Widerstandsmuster mit einer optimal rechtwinkligen Form hergestellt werden kann, sich also ein unzureichend genaues Widerstandsmuster ergibt.

Ein solch schlechtes Widerstandsmuster erschwert Ultrafein-Bearbeitungsvorgänge. Damit ist es wünschenswert, Verschlechterungen des Widerstandsmusters zu vermeiden. Wenn jedoch die Filmdicke der Widerstandsschicht bis beispielsweise weniger als 150 nm reduziert wird, um die Lichtdurchlässigkeit der Widerstandsschicht in ihrer Gesamtheit zu verbessern, so hat man das Problem, dass der Ätzwiderstand nicht ausreichend hoch ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es, ein Belichtungsverfahren bereitzustellen, die das Problem der Lichtdurchlässigkeit der Widerstandsschicht im Wellenlängenbereich von Extremultraviolettlicht (EUV) löst, um feinere Bearbeitungsvorgänge als bisher zu ermöglichen.

Zur Lösung der Aufgabe stellt die Erfindung ein Belichtungsverfahren bereit, bei dem eine Widerstandsschicht selektiv mit Röntgenstrahlen, die weiche Röntgenstrahlen, Vakuum-Ultraviolett-Lichtstrahlen oder Extremultraviolett-Lichtstrahlen aufweisende Ultraviolettstrahlen enthalten, belichtet wird, um der Widerstandsschicht ein vorgegebenes Muster aufzuprägen, wobei ein die Widerstandsschicht bildendes hochmolekulares Material verwendet wird, das einen Sauerstoffgehalt (n0) und eine Dichte (ρ) aufweist, die den folgenden Gleichungen (1) und/oder (2) genügen:





wobei das hochmolekulare Material als Abdeckung ausgebildet wird, um die Widerstandsschicht mit einer Filmdicke von nicht weniger als 250 nm auszubilden.

Es sollte erwähnt werden, dass der Sauerstoffgehalt (n0) nicht auf einem Gewichtsverhältnis, sondern auf einem Verhältnis hinsichtlich der Anzahl der Atome beruht.

In einem hochmolekularen Material (im Folgenden als Hochmolekular-Material bezeichnet), das die Widerstandsschicht bildet, ist die Anwesenheit von Sauerstoffatomen unabdinglich, um Widerstands-Charakteristika zu erhalten. In dem Hochmolekular-Material ist der Abschnitt, der chemischen Reaktionen unterliegt aufgrund von auftreffendem Licht, um Änderungen in den physikalischen Eigenschaften eines bestrahlten Abschnitts hervorzurufen, und ein unbestrahlter Abschnitt zum Erhalten von Widerstands-Charateristika notwendigerweise eine Gruppe, die Sauerstoff enthält, wie beispielsweise Ester-Gruppen, Phenol-Gruppen, Alkohol-Gruppen und Carboxyl-Gruppen.

Im Wellenlängenbereich von Extremultraviolettlicht (EUV) ist die optische Absorption durch Sauerstoff größer als durch Kohlenstoff oder Wasserstoff und ist verantwortlich für die Verringerung der Lichtdurchlässigkeit des hochmolekularen Materials. Der Wert der optischen Absorption für ein Sauerstoffatom ist extrem hoch, ungefähr dreimal so hoch wie der für das Kohlenstoffatom und ungefähr 50 bis 100 mal so groß wie der des Wasserstoffatoms.

Da erfindungsgemäß das Hochmolekular-Material mit dem voreingestellten Sauerstoffgehalt n0 und der Dichte ρ verwendet wird, ist der Anteil der Sauerstoffatome unter den Bestandteilatomen des Hochmolekular-Materials relativ gering. Damit wird die optische Absorption im gesamten Hochmolekular-Material unterdrückt, so dass selbst bei einer Filmdicke der Widerstandsschicht von beispielsweise mehr als 250 nm ausreichende Lichtdurchlässigkeit erzielt wird, was sich in Widerstands-Charakteristika manifestiert.

Da des Weiteren die Filmdicke der Widerstandsschicht auf nicht weniger als 250 nm festgesetzt wird, kann der Ätzwiderstand der Widerstandsschicht verbessert werden.

Da gemäß der Erfindung ein Hochmolekular-Material mit einem bestimmten Sauerstoffgehalt n0 und einer Dichte ρ verwendet wird, ist es möglich, ein Widerstandsmuster mit einer optimalen Form zu erzielen, selbst wenn die Widerstandsschicht eine Dicke von nicht weniger als 250 nm aufweist. Da die Filmdicke der Widerstandsschicht auf nicht weniger als 250 nm festgesetzt wird, können lithographische Prozesse mit exzellentem Ätzwiderstand durchgeführt werden, was extrem diffizile Bearbeitungsvorgänge ermöglicht.

Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren in beispielsweiser Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Beziehung zwischen dem Sauerstoffgehalt (n0) und der Dichte (ρ) zum Erzielen der gewünschten Lichtdurchlässigkeit;

Fig. 2 eine schematische Skizze einer Belichtungsvorrichtung zum Belichten einer Widerstandsschicht.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Belichtungsverfahrens näher beschrieben.

Das erfindungsgemäße Belichtungsverfahren wird im Rahmen der Herstellung/Bearbeitung von Ultrafein-Mustern wie beispielsweise bei einer Halbleitervorrichtung verwendet. Der Bearbeitungs- bzw. Erzeugungsprozess eines Ultrafein- Muster beinhaltet typischerweise den Schritt des Ausbildens einer Widerstandsschicht, die photosensitiv ist, mittels eines Abscheidungsprozesses auf einem Substrat, das selektive Belichten der Widerstandsschicht mit weichen Röntgenstrahlen, Vakuum-Ultraviolett-Lichtstrahlen und Extremultraviolett-Lichtstrahlen enthaltenden Ultraviolettstrahlen, um der Widerstandsschicht ein vorbestimmtes Muster mittels Entwicklung aufzuprägen.

Obwohl Röntgenstrahlung einer beliebigen Wellenlänge als Röntgenstrahlung bei der Belichtung verwendet werden kann, kann eine Belichtung mit einer bis dahin unerreichten Auflösung erzielt werden, wenn Extremultraviolett (EUV), auch weiche Röntgenstrahlen genannt, mit einer Wellenlänge von 7 bis 16 nm eingesetzt wird.

Um Belichtung mittels Kontraktions-Projektion durchzuführen, wird ein optisches Kontraktions-Projektionssystem verwendet. Die Skelettstruktur des Hochmolekular-Materials, das als Widerstandsschicht verwendet wird, beinhaltet vorzugsweise ein Novolakharz, ein Polyhydroxy-Styrolharz, ein Acrylharz, ein Siloxanharz mit einer Estergruppe, ein Carbonharz, ein Silsesquioxanharz, oder ein Polycyclo-Olefinharz.

Das für diese Widerstandsschicht verwendete Hochmolekular-Material beinhaltet wünschenswerterweise einen aromatischen Ring, wie beispielsweise einen Benzolring. Durch Verwenden eines Hochmolekular-Materials mit dem aromatischen Ring, wie beispielsweise einem Benzolring, ist es möglich, den Ätzwiderstand der Widerstandsschicht zu verbessern.

In diesen Harzen, die das Basisskelett bilden, sind die Abschnitte, die chemischen Reaktionen unterliegen aufgrund des auftreffenden Lichts und damit die physikalischen Eigenschaften des bestrahlten Abschnitts gegenüber denen des nicht bestrahlten Abschnitts ändern, um die Widerstandscharakteristika aufzuzeigen, die Sauerstoff enthaltenden Gruppen, wie beispielsweise Ester-, Phenol-, Alkohol- oder Kohlenstoff-Gruppen.

Jedoch nimmt die optische Absorption in dem Wellenlängenbereich von Extremultraviolett (EUV) ab in der Reihenfolge F, O, C, Si und H, d. h. F > O > C > Si > H. Das heißt, die Tatsache, dass das Hochmolekular-Material Sauerstoff enthält, ist nicht unbeachtlich hinsichtlich des Gesichtspunkts der optischen Absorption bei der Wellenlänge des Extremultraviolett (EUV) des Hochmolekular-Materials.

Erfindungsgemäß wird also der Gehalt der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome relativ zu dem Gehalt an Sauerstoffatomen, die in dem Hochmolekular-Material enthalten sind, erhöht, um eine relative Verdünnung der Sauerstoffatome zu erzielen, um eine Verringerung der Absorption durch das die Widerstandsschicht bildenden Hochmolekular-Materials in dem Wellenlängenbereich des Extrem-Ultraviolett (EUV) zu bewirken.

Insbesondere wird ein Hochmolekular-Material mit einem Sauerstoffgehalt (n0) und einer Dichte (ρ), die die folgenden Gleichungen (1) und/oder (2)





erfüllen, als Hochmolekular-Material zum Ausbilden der Widerstandsschicht verwendet. Das Hochmolekular-Material wird als Abdeckung in Form einer Widerstandsschicht mit einer Filmdicke von nicht weniger als 250 nm verwendet.

Es sollte erwähnt werden, das der Sauerstoffgehalt (n0) nicht auf einem Gewichtsverhältnis, sondern auf einem Atomanzahlverhältnls basiert.

Verwendet man ein Hochmolekular-Material mit einem Sauerstoffgehalt (n0) und einer Dichte (ρ), die obigen Gleichungen (1) und/oder (2) genügen, so ist der Gehalt an Sauerstoffatomen unter den Atomen, die das Hochmolekular-Material bilden, relativ niedrig, so dass optische Absorption des Hochmolekular-Materials in seiner Gesamtheit, insbesondere die Absorption im Extremultraviolett-(EUV)Bereich unterdrückt wird. Die so aufgebaute Widerstandsschicht, die dieses Hochmolekular-Material verwendet, weist ausreichende Lichtdurchlässigkeit in den Widerstands-Charakteristika auf. Wenn beispielsweise die Filmdicke nicht weniger als 250 nm beträgt, kann eine Lichtdurchlässigkeit von mehr als 40% erzielt werden.

Wenn eine Widerstandsschicht unter Verwendung eines Hochmolekular-Materials mit dem Sauerstoffgehalt (n0) und der Dichte (ρ), die weder der Gleichung (1) noch der Gleichung (2) genügen, ausgebildet wird, so beträgt die Lichtdurchlässigkeit der Widerstandsschicht 40% oder weniger, womit kein optimal rechtwinkliges Widerstandsmuster erzielt werden kann.

Da erfindungsgemäß ferner die Filmdicke der Widerstandsschicht nicht weniger als 250 µm beträgt, kann der Ätzwiderstand der Widerstandsschicht merklich verbessert werden. Wenn die Filmdicke der Widerstandsschicht weniger als 250 nm beträgt, verschlechtert sich der Ätzwiderstand der Widerstandsschicht, womit die Gefahr besteht, dass ein Widerstandsmuster mit einer optimalen Form für das folgende Ätzen nicht erreicht werden kann.

Wünschenswerterweise weist das Hochmolekular-Material, das die Widerstandsschicht ausbildet, einen linearen Absorptionskoeffizienten im Röntgenstrahl-Wellenlängenbereich (Extremultraviolettlicht-Wellenlängenbereich im Fall der Verwendung von Extremultraviolettlicht) von 3,80 µm-1 auf.

Wenn der lineare Absorptionskoefflzient nicht größer als 3,80 µm-1 ist, ist die Durchlässigkeit der Widerstandsschicht ausreichend hoch, ungefähr nicht weniger als 30% bei einer Filmdicke von 300 nm. Wenn der lineare Absorptionskoeffizient 3,80 µm-1 übersteigt und der Durchlässigkeitswert kleiner als dieser Wert ist, so besteht die Gefahr, dass kein Abdeckmuster mit einer optimalen rechtwinkligen Form erzeugt werden kann, und das auftreffende Licht nicht ausreichend stark den unteren Teil der Widerstandsschicht erreicht.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf bestimmte Beispiele näher erläutert.

Verhältnis zwischen dem Sauerstoffgehalt (n0) und der Dichte (ρ) des Hochmolekular- Materials und der Lichtdurchlässigkeit.

Die Stärke der Lichtabsorption des Hochmolekular-Materials im Wellenlängenbereich des Extremultraviolettlichts (EUV) ist festgelegt durch die Dichte des Hochmolekular- Materials und der Zusammensetzung der Atome, die in dem Hochmolekular-Material enthalten sind. Es gibt drei Arten von Atomen, die in einem herkömmlichen, eine Widerstandsschicht bildenden Hochmolekular-Material enthalten sind, auf die im Folgenden unter dem Begriff "Widerstandsmaterial" Bezug genommen wird, nämlich Sauerstoffatome, Kohlenstoffatome und Wasserstoffatome. Im Widerstandsmaterial sind keine Kohlenstrofftripletbonds enthalten.

Nimmt man an, dass keine polyzyklischen aromatischen Ringe, die größer als Benzolringe sind, in dem herkömmlichen Widerstandsmaterial enthalten sind, so beträgt die Zusammensetzung aus Sauerstoffatomen, Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen in dem herkömmlichen Widerstandsmaterial C(1-n)mOnH1-m+n(m-1), wobei O ≤ n ≤ 1 und 1/3 ≤ m ≤ 1/2. Falls m = 1/3, C : H = 1 : 2 ist, so ist die Zusammensetzung ein bestimmtes Alkan, das Sauerstoff enthält. Falls m = 1/2, C : H = 1 : 1 ist, so ist die Zusammensetzung ein Alken oder eine Benzolderivat mit Sauerstoffatomen.

Tatsächlich sind in einem Kohlenwasserstoffmaterial, das ein Widerstandsmaterial ist, alle Kohlenstoffatome nicht durch sp2- oder sp3-Kohlenstoff ausgebildet, sondern sp3- Kohlenstoff und der sp2-Kohlenstoff existieren zusammen. Dies trägt der obigen Relation 1/3 ≤ m ≤ 1/2 Rechnung.

Die Erfinder leiteten den linearen Absorptionskoeffizienten der Widerstandsschicht theoretisch ab, wobei sowohl der Sauerstoffgehalt (n0) und die Dichte (ρ) gemäß dem folgenden Verfahren unter oben beschriebenen Bedingungen geändert wurden, um den linearen Absorptionskoeffizienten zu berechnen.

Als Absorptionskoeffizient pro Atom bei einer Wellenlänge von 13 nm wurde der Wert verwendet, der durch die Atomdaten und Nukleartabellen (Henke, B.L.; Gullikson, E.M.; Davis, J.C., 1993, 54, 181) gegeben ist.

Es war bekannt, dass für PMMA (Polymethylmethacrylat) der obige Wert sehr gut mit dem linearen Absorptionskoefflzienten bei einer Wellenlänge von 13 nm zusammenfällt, wie aus einem experimentellen Dichtewert ermittelt wurde [J. Vac. Sci. Technol. B (Kubiak, G.D.; Kneedler, E.M.; Hwang, R.Q.; Schulberg, M.T.; Berger, K.W.; Bjorkholm, J.E.; Mansfield, W.M. 1992, 10 2593)].

Im Ergebnis wurde ermittelt, dass bei einem Hochmolekular-Material, dessen Sauerstoffgehalt (n0) und dessen Dichte (ρ) in einem Bereich liegen, der in Fig. 1 schattiert ist, d. h. in einem Bereich, der von der durchgezogenen Linie A und/oder der gestrichelten Linie B in Fig. 1 abgegrenzt wird, die Lichtdurchlässigkeit der Widerstandsschicht nicht geringer als 40% ist, selbst wenn die Filmdicke nicht weniger als 250 nm beträgt.

In Fig. 1 repräsentieren die Abszisse und die Ordinate jeweils den Sauerstoffgehalt (n0) und die Dichte (ρ), wobei die Dichteeinheit g/cm3 beträgt.

Die durchgezogene Linie A repräsentiert den Fall m = 1/2 und ist durch die folgende Gleichung (1) gegeben:





Die durchgezogene Linie B repräsentiert den Fall m = 1/3, und ist durch die folgende Gleichung (2) gegeben:





Damit wurde ermittelt, dass mit der Widerstandsschicht aus einem Hochmolekular- Material mit dem Sauerstoffgehalt (n0) und der Dichte (ρ), die den obigen Gleichungen (1) und/oder (2) genügen, die Lichtdurchlässigkeit bei nicht weniger als 40% liegt, selbst wenn die Filmdicke nicht weniger als 250 nm beträgt.

Belichtungstest

Die unten gezeigten Verbindungen 1 und 2 wurden als Widerstandsmaterial mittels eines Spin-Beschichtungsverfahrens auf ein Substrat aufgebracht, um eine Widerstandsschicht mit einer Filmdicke von 255 nm zu bilden. Als Spin- Beschichtungsvorrichtung wurde ein Spin-Beschichter/Entwickler (Maschinentyp: Mark8, hergestellt durch TOKYO ELECTRON KK) verwendet.

<Verbindung 1>

Hochmolekular-Material mit einer chemischen Struktur entsprechend eines Polyhydroxid-Styrol-Kunststoff-Derivats mit

einem Sauerstoffgehalt (n0): 0,434

einer Dichte (ρ): 1,198 g/cm3

und mit folgender chemischen Struktur:





<Verbindung 2>

Polymethylmethacrylat mit

einem Sauerstoffgehalt (n0): 0,133

einer Dichte (ρ): 1,275 g/cm3

und mit folgender chemischen Struktur:

Die Widerstandsschicht, die nach oben beschriebenem Verfahren präpariert wurde, wurde unter Verwendung einer Belichtungsvorrichtung mit Extremultraviolettlicht (EUV) belichtet.

Die Belichtungsvorrichtung 1 weist eine Lichtquelle 10, eine Reflexionsmaske 20, eine Operationsstufe 21, ein optisches Reflexionssystem 30, ein Substrat 40 und eine Operationsstufe 41, wie in Fig. 2 gezeigt, auf.

Innerhalb dieser Belichtungsvorrichtung 1 wird Licht, das von einem Speicherring, der nicht gezeigt ist und die Lichtquelle 10 bildet, abgestrahlt wird oder das Extremultraviolettlicht (EUV) 2, das durch eine Plasma-Röntgenstrahlenquelle erzeugt wird, durch die Reflexionsmaske 20 reflektiert, wobei die Reflexionsmaske 20 eine Reflexionsoberfläche 22 aufweist, die aus einem Molybdän-Silizium-Multischichtfilm gebildet ist. Das reflektierte Licht wird durch das optische Reflexionssystem 30, das aus einer Mehrzahl von reflektierenden Spiegeln besteht, hindurchgelassen, wobei deren Reflexionsoberflächen in ähnlicher Weise durch Molybdän-Silizium-Multischichtfilme gebildet sind. Ein damit auf der Reflexionsmaske 20 ausgebildetes Maskenmuster wird mit einem Multiplikationsfaktor von 1/5 auf das Substrat 40 umgeschrieben, um das Belichten der Widerstandsschicht 42 zu bewirken.

Da die Wellenlänge des Extremultraviolettlichts (EUV) 2 sehr gering ist (13 nm), werden als Maske und optisches System keine herkömmliche Transmissionsmaske bzw. kein herkömmliches optisches Reflexionssystem verwendet. Statt dessen werden verwendet: Eine Maske 20 vom Reflexionstyp, deren Reflexionsoberfläche 22 ein Multischichtfilm ist, der alternierend Molybdän und Siliziumschichten aufweist, wobei jeder einige Millimeter dick ist, und Licht der Wellenlänge von ca. 13 nm reflektiert wird, wobei die Anzahl der jeweiligen Schichten bei 40 liegt, des Weiteren ein optisches Reflexionssystem 30 mit einem reflektierenden Spiegel, dessen Reflexionsoberfläche ein Multischichtfilm ist, der alternierend Molybdän und Siliziumschichten aufweist, die jeweils einige Millimeter dick sind, wobei die Anzahl der jeweiligen Schichten ungefähr 40 ist.

Das Muster auf der Reflexionsmaske 20 besteht aus der Reflexionsoberfläche 22, die den Molybdän/Silizium-Mehrschichtfilm aufweist, und aus einer absorbierenden Oberfläche 23, die aus einem Extremultraviolett absorbierenden Material, wie beispielsweise Tantal, ausgebildet ist. Die Extremultraviolett-Lichtstrahlen 2, die auf die Reflexionsmaske 20 auftreffen, werden in ihrer Intensität geändert zwischen der Lichtintensität auf der reflektierenden Oberfläche 22 und der auf der Licht absorbierenden Oberfläche 23. Die Information dieser Licht-Intensitätsdifferenz wird auf die Widerstandsschicht 42 reflektiert, die auf dem Substrat 40 auf der stromabwärts gerichteten Seite des optischen Reflexionssystems 30, d. h. auf einem Siliziumsubstrat 43, ausgebildet ist. Das Ergebnis ist, dass ein gewünschtes Muster in der Widerstandsschicht 42 ausgebildet wird.

Beispielsweise wird ein Linien- und Raummuster auf der Reflexionsmaske 20 ausgebildet, wobei die Tantal-Linienbreite 300 nm ist, und die Raumbreite des Molybdän/Silizium-Multischichtfilms 300 nm beträgt. Die Tantal-Höhe beträgt 100 nm, um sicherzustellen, dass der Kontrast gegenüber der reflektierenden Oberfläche 22 nicht weniger als 1000 ist. Diese Reflexionsmaske 20 wird auf das Substrat 40, das die Widerstandsschicht 42 trägt, übertragen, womit ein 60 nm- Linien- und Raummuster mit einem Belichtungsvolumen von ungefähr 50 mJ/cm2 ausgebildet werden konnte, obwohl die Widerstandsschicht 42 dicker als 255 nm ist.

Der so belichtete Querschnitt der Widerstandsschicht 42 wurde mit einem Scanner-Elektronenmikroskop (Maschinentyp: S4500, hergestellt durch HITACHI Ltd.) beobachtet. Es wurde ermittelt, dass bei Verwendung der Verbindung 1 als Hochmolekular-Material zum Ausbilden der Widerstandsschicht 42 die Form des Widerstandsmusters optimal ist. Des Weiteren wurde ermittelt, dass bei Verwendung der Verbindung 2 als Hochmolekular-Material zum Ausbilden der Widerstandsschicht 42 die Gestalt des Widerstandsmusters nicht optimal war.

Somit wird es durch die Verwendung des Hochmolekular-Materials zum Ausbilden der Widerstandsschicht 42 mit einem Sauerstoffgehalt (n0) und einer Dichte (ρ), die die Gleichung (1) und/oder (2) erfüllen, wie beispielsweise der Verbindung 1, möglich, dass die Widerstandsschicht 42 eine ausreichende Lichtdurchlässigkeit aufweist, selbst wenn die Filmdicke mehr als 250 nm beträgt, so dass ein Widerstandsmuster mit einer optimal rechtwinkligen Gestalt hergestellt werden kann, und damit Ultrafein-Bearbeiten verbessert werden kann.

Obwohl die vorangegangene Beschreibung auf ein Hochmolekular-Material in Form eines Derivats des Polyhydroxy-Styrol-Harzes, das hinsichtlich der chemischen Struktur als Verbindung 1 ausdrückbar ist, fokussiert ist, so ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann jedes geeignete Hochmolekular-Material mit einem Sauerstoffgehalt (n0) und einer Dichte (ρ), das die Gleichungen (1) und/oder (2) erfüllt, und das auf Acryl-, Siloxan-, Silan-, Vinyl-, Polyimid- oder Fluorharzen basiert, als Verbindung 1 verwendet werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Belichtungsverfahren zum selektiven Belichten einer Widerstandsschicht mit Röntgenstrahlen, die weiche Röntgenstrahlen, Vakuum-Ultraviolett-Lichtstrahlen oder Extremultraviolett-Lichtstrahlen aufweisende Ultraviolettstrahlen enthalten, um ein Muster einer vorgegebenen Form auf die Widerstandsschicht aufzuprägen, wobei

    ein Hochmolekular-Material mit einem Sauerstoffgehalt (n0) und einer Dichte (ρ), die die folgenden Gleichungen (1) und/oder (2)





    erfüllen, zum Ausbilden der Widerstandsschicht verwendet wird, und damit eine Widerstandsschicht mit einer Filmdicke von nicht weniger als 250 nm ausgebildet wird.
  2. 2. Belichtungsverfahren nach Anspruch 1, wobei der lineare Absorptionskoeffizient des Hochmolekular-Materials, das die Widerstandsschicht bildet, nicht größer als 3,80 µm-1 ist.
  3. 3. Belichtungsverfahren nach Anspruch 1, wobei Extremultraviolett-Lichtstrahlen als Röntgenstrahlen verwendet werden.
  4. 4. Belichtungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Wellenlänge der Extrem-Ultraviolett-Lichtstrahlen 7 bis 16 nm beträgt.
  5. 5. Belichtungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Belichtung auf Basis einer Kontraktions-Projektion unter Verwendung eines optischen Kontraktions- Projektionssystems erfolgt.






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