DE10104577B4

DE10104577B4 - Verfahren zum Belacken eines Photomaskenrohlings für die Chipherstellung

Info

Publication number: DE10104577B4
Application number: DE10104577A
Authority: DE
Inventors: Martin Dr. Tschinkl
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2001-02-01
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2021-02-02
Also published as: DE10104577A1

Abstract

Verfahren zum Belacken eines Photomaskenrohlings für die Chipherstellung, mit den Verfahrensschritten:
(a) Bereitstellen eines mit CrO_x beschichteten Maskenrohlings;
(b) Spülen des Maskenrohlings mit einer wässrigen Lösung aus mit deionisiertem Wasser verdünnter hochreiner Salzsäure oder Schwefelsäure, deren Konzentration nach dem Verdünnen zwischen 0,1 und 5% liegt, zum Neutralisieren basischer Verunreinigungen auf dem Maskenrohling;
(c) Reinigen des Maskenrohlings; und
(d) Aufbringen eines chemisch verstärkten Lacks auf den Maskenrohling.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Belacken eines Photomaskenrohlings zur Chipherstellung mit einem chemisch verstärkten Lack.

Die zunehmende Miniaturisierung integrierter Schaltungen stellt auch an die zur Chipherstellung verwendeten Masken immer höhere Ansprüche. Im Gegensatz zu Photolacken für die optische Lithographie im tiefen Ultraviolett, haben spezielle Elektronenstrahllacke für die Maskenherstellung bislang nur eine vergleichsweise geringe Aufmerksamkeit erhalten.

Bei der Waferherstellung besteht ein Ansatz, zu kleineren Strukturen zu gelangen, in der Verwendung von chemisch verstärkten Lacken (CAR, Chemically Amplified Resists). Bei Versuchen, derartige Lacke wegen ihrer erhöhten Empfindlichkeit auch bei der Maskenherstellung zu verwenden, trat jedoch unter anderem das Problem auf, daß die chemisch verstärkten Lacke, die auf die Oberfläche von Maskenrohlingen aufbracht waren, eine ausgeprägte Fußbildung (Resist-Footing) zeigten. Eine solche Fußbildung ist zum Beispiel in der Druckschrift EP 0 665 470 A2 beschrieben. Als Folge konnte die angestrebte Auflösung mit chemisch verstärkten Lacken nicht erreicht werden, so daß von ihrer Verwendung abgesehen wurde.

Hier setzt die Erfindung an. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Belacken eines Photomaskenrohlings mit einem chemisch verstärkten Lack anzugeben, mit dem die be schriebene Fußbildung des Lacks reduziert oder vollständig eliminiert ist. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß umfaßt das Verfahren zum Belacken eines Photomaskenrohlings für die Chipherstellung die Verfahrensschritte:

(a) Bereitstellen eines mit CrO_x beschichteten Maskenrohlings;
(b) Spülen des Maskenrolings mit einer wässrigen Lösung aus mit deionisiertem Wasser verdünnter hochreiner Salzsäure oder Schwefelsäure, deren Konzentration nach dem Verdünnen zwischen 0,1 und 5% liegt, zum Neutralisieren basischer Verunreinigungen auf dem Maskenrohling;
(c) Reinigen des Maskenrohlings; und
(d) Aufbringen eines chemisch verstärkten Lacks auf den Maskenrohling.

Die Erfindung beruht auf der Idee, daß bereits Spuren basischer Verunreinigungen der Oberfläche des CrO_x -beschichteten Maskenrohlings bei der Fußbildung der chemisch verstärkten Lacke eine wesentliche Rolle spielen. Solche Spuren basischer Verunreinigungen rühren beispielsweise von menschlichen Benutzern eines Reinraums oder von im allgemeinen beim Herstellungsprozeß verwendeten Chemikalien her.

Das erfindungsgemäße Belackungsverfahren sieht demzufolge vor dem Aufbringen des Lacks eine Behandlung des Maskenrohlings mit einer schwach sauren, wäßrigen Lösung vor. Dadurch werden bereits auf der Oberfläche vorhandene basische Verunreinigung neutralisiert und die Oberfläche zugleich schwach sauer konditioniert.

Die Behandlung wird bevorzugt mit einer mit deionisiertem Wasser verdünnten Salzsäure oder Schwefelsäure durchgeführt, da dieser Säuren auch in der bevorzugten hochreinen Qualität preisgünstig erhältlich sind.

Die Konzentration der verdünnten Salzsäure oder Schwefelsäure liegt vorteilhaft zwischen 0,1 und 5%, bevorzugt zwischen 0,5 und 2%, besonders bevorzugt bei etwa 1%.

Der Maskenrohling wird anschließend gereinigt, bevorzugt durch Spülen mit deionisiertem Wasser, wodurch bei der Neutralisierung entstandene Salze entfernt und eventuell vorhandene Partikel weggespült werden.

Zweckmäßig wird der Maskenrohling dabei mindestens zweimal mit deionisiertem Wasser gespült. Bei dem ersten Spülschritt werden hauptsächlich die ausgefallenen Salze entfernt, während in den nachfolgenden Spülschritten die Oberfläche weiter gereinigt und eventuell bei der Ausfällung der Salze gebildete Partikel entfernt werden.

Anschließend wird der Maskenrohling in einem Standard-Belackungsprozess mit dem chemisch verstärkten Lack beschichtet.

Der Lack enthält dabei bevorzugt ein filmbildendes Polymer und eine photoaktive Komponente, die bei Elektronenstrahl- oder Photobelichtung eine Säure bildet.

Insbesondere enthält das filmbildende Polymer vorteilhaft ein Harz vom Novolak-Typ oder Polyhyroxystyrol (PHS) und eine Schutzgruppe, die aus der Gruppe bestehend aus t- Butyloxycarbonyl (t-BOC), O,O-Acetal, O-O-Ketal, N,O-Acetal, N,O-Ketal und Tetrahydropyranyl ausgewählt ist.

Die photoaktive Komponente ist vorzugsweise aus der Gruppe der Sulfoniumsalze, Iodoniumsalze, N-Hydroxyimid-Sulfonate und Diazosulfonate ausgewählt.

Zweckmäßig werden die Verfahrensschritte (b) bis (d) in einer im wesentlichen basenfreien Umgebung durchgeführt, um eine Rekontamination der Oberfläche mit basischen Verunreinigungen zu vermeiden. Dies kann durch die Ausrüstung der betroffenen Geräte mit geeigneten Basenfiltern und den Transport des Maskenrohlings in speziellen Behältern, etwa nach dem sogenannten SMIF-Konzept erfolgen.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird die kontrollierte Umgebung dadurch hergestellt, daß die Verfahrensschritte (b) bis (d) in einer in einem Gehäuse integrierten Prozeßstrecke durchgeführt werden, und die Basenkonzentration innerhalb des Gehäuses kontrolliert wird. Die belackten Maskenrohlinge können in derselben Prozeßstrecke noch gebacken und danach abgekühlt werden. Die Bedienung und der Transport innerhalb der Prozeßstrecke erfolgt zweckmäßig durch ein einheitliches Robotersystem.

Insgesamt hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß es die Anwendbarkeit von chemisch verstärkten Lack für die Herstellung von Photomasken erleichtert bzw. erst ermöglicht. Da mit der Vorbehandlung der Oberfläche nur ein zusätzlicher Schritt notwendig ist, bleibt die Prozeßführung einfach. Auch können bisher verwendete Prozeßgeräte weiterverwendet werden, da die Vorbehandlung mit der schwach sauren, wäßrigen Lösung nur die Befüllung der Geräte mit einen anderen Medium erfordert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen, Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.

Ausführungsbeispiel:
In einer abgeschlossenen Prozeßstrecke, in der die Basenkonzentration über Basenfilter auf einen Wert von kleiner oder gleich 1 ppb Ammoniak kontrolliert wird, werden CrO_xbeschichtete Maskenrohlinge mit einer 1% igen HCl-Lösung (hochreine Qualität, Verdünnung mit deionisiertem Wasser) behandelt. Dabei werden für die Behandlung die gleichen Anlagen verwendet, in denen die Maskenrohlinge mit deionisiertem Wasser gespült werden.
Die entstehenden Salze sind wasserlöslich. Sie werden zusammen mit eventuell vorhandenen Partikeln auf der Maskenoberfläche in drei aufeinanderfolgenden Spülschritten mit deionisiertem Wasser entfernt.
Danach wird auf die Rohlinge je nach Anforderung ein chemisch verstärkter Lack aufgebracht. In Frage kommen hier beispielsweise Tokyo Ohka Kogyo OEBR-CAP209^®, FUJI-Olin FEPS-171 oder JSR MES EP20G^®. Danach wird die belackte Maske noch innerhalb der abgeschlossenen Prozessstrecke gebacken und abgekühlt.

Claims

Verfahren zum Belacken eines Photomaskenrohlings für die Chipherstellung, mit den Verfahrensschritten: (a) Bereitstellen eines mit CrO_x beschichteten Maskenrohlings; (b) Spülen des Maskenrohlings mit einer wässrigen Lösung aus mit deionisiertem Wasser verdünnter hochreiner Salzsäure oder Schwefelsäure, deren Konzentration nach dem Verdünnen zwischen 0,1 und 5% liegt, zum Neutralisieren basischer Verunreinigungen auf dem Maskenrohling; (c) Reinigen des Maskenrohlings; und (d) Aufbringen eines chemisch verstärkten Lacks auf den Maskenrohling.
Belackungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem die Konzentration der verdünnten Salzsäure oder Schwefelsäure zwischen 0,5 und 2% liegt.
Belackungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem die Konzentration der verdünnten Salzsäure oder Schwefelsäure bei 1% liegt.
Belackungsverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem in dem Reinigungsschritt (c) der Maskenrohling zumindest einmal mit deionisiertem Wasser gespült wird.
Belackungsverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem in dem Reinigungsschritt (c) der Maskenrohling mindestens zweimal mit deionisiertem Wasser gespült wird.
Belackungsverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Verfahrensschritte (b) bis (d) in einer Umgebung durchgeführt werden, deren Basenkonzentration kleiner oder gleich 1 ppb Ammoniak ist.
Belackungsverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Verfahrensschritte (b) bis (d) in einer in einem Gehäuse integrierten Prozeßstrecke durchgeführt werden, und bei dem die Basenkonzentration innerhalb des Gehäuses kontrolliert wird.
Belackungsverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der in Schritt (d) aufgebrachte Lack ein filmbildendes Polymer und eine photoaktive Komponente enthält, die bei Elektronenstrahl- oder Photobelichtung eine Säure bildet.
Belackungsverfahren nach Anspruch 8, bei dem das filmbildende Polymer ein Harz vom Novolaktyp oder Polyhyroxystyrol und eine Schutzgruppe ausgewählt aus der Gruppe t-Butyloxycarbonyl O,O-Acetal, O-O-Ketal, N,O-Acetal, N,O-Ketal und Tetrahydropyranyl enthält.
Belackungsverfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die photoaktive Komponente ausgewählt ist aus der Gruppe der Sulfoniumsalze, Iodoniumsalze, N-Hydroxyimid-Sulfonate und Diazosulfonate.