DE1622333A1

DE1622333A1 - Herstellungsverfahren fuer eine Maske zum Herstellen einer Maskierung

Info

Publication number: DE1622333A1
Application number: DE19681622333
Authority: DE
Inventors: Gary Frankson
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1967-01-25
Filing date: 1968-01-20
Publication date: 1970-10-29
Also published as: FR1568078A; US3510371A; NL6801174A

Description

Deutsche ITT Industries Gmbtt G.Frankson ~ 1

78 Freiburg ,Hans-Bunte-Str/.19 ,« -r ,-«,-„

^J IO. Januar 1968

Pat.Go/Wi

ISE/Reg. 3791 - Fl 539

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG, FREIBURG I*. Br. \

Herstellungsverfahren für eine Maske zum Herstellen einer Maskierung *

Zusatz zu Patent .................;

CPatentanmeläunrr (b 54 945 IXa/57dY -¹P'■■ 4'.S~4Φψ-£% & ".

Die Priorität der Anmeldung Nr. 611,746 vom;25. Januar 1967 in den' ■ Vereinigten Staaten von Amerika ist in Anspruch genommen.

Die vorliegende Erfindungbetrifft ein Herstellungsverfahren für eine Maske zum Herstellen einer Maskierung auf einer Oberfläche, insbesondere einer Halbleiteroberfläche, durch Belichten einer auf der Oberfläche angeordneten photoempfindlichen Lackschicht mit Ultraviolett-Licht durch die auf die Lackschicht gebrachte Maske, welche aus einer-sowohl"-für sichtbares als auch ultraviolettes Licht durchlässigen Unterlage besteht, welche entsprechend der Maskierung eine für Ultraviolett-Licht undurchlässigere Oberflächenschicht aus Siliziumoxyd aufweist nach Patent ..........(Patentanmeldung

D 54 945 IXa/57d>.

Eine Maske nach dem Hauptpatent wird erfindungsgemäß dadurch hergestellt, daß eine Oberflächenseite' der Unterlage mit "einer Schicht aus einem auf der Unterlage gut haftendem Material bedeckt wird_r daß die Schicht entsprechend dem Muster def Maskierung teilweise entfernt wird, daß danach auf die Oberflächenseite einschließlich der nicht entfernten Schichtteile eine für Ultraviolett-Licht undurchlässigere Oberflächenschicht aus Siliziummonoxyd aufgebrächt wird, und daß

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schließlich die Schichtteile einschließlich den därüberliegenden Teilen der Oberflächenschicht durch Ätzen mittels eines Ätzmittels entfernt werden, gegen welches die Oberflächenschicht aus Siliziummonoxyd ätzfest ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, welche aufeinanderfolgende Arbeitsgänge zum Herstellen einer Maske nach dem Hauptpatent veranschaulicht.

Wie die Fig. A der Zeichnung veranschaulicht, wird eine Unterlage in Form eines Glasschiebers 1, beispielsweise in der Größenordnung von 2 χ 25 mrn^ und einer Dicke von etwa 0,8 mm, mit einer dünnen Schicht eines haftenden Metalls, vorzugsweise Aluminium, bedeckt. Bei Verwendung von Aluminium wurde gefunden, daß die haftende Schicht 2 eine minimale Dicke in der Größenordnung von etwa 1,5 .um aufweisen sollte, um eine einwandfreie Ausbildung der Siliziummonoxydmaske während der folgenden Arbeitsgänge zu gewährleisten..

Es sollte beachtet werden, daß die Glasunterlage 1 vorzugsweise derartig ausgewählt werden sollte, daß sie eine ziemlich gute Durchlässigkeit bei Wellenlängen sowohl für sichtbares als auch ultraviolettes Licht aufweist.

Danach wird gemäß der Fig. B auf der Aluminiumschicht 2 ein Überzug 3 eines geeigneten autopositiven Photolacks 3 aufgebracht. Bei einem autopositiven Photolack erleiden die dem Ultraviolett-Licht (bzw. einer anderen geeigneten Strahlung) ausgesetzten Flächenteile eine derartige Veränderung, daß diese Flächenteile in einer speziellen Entwicklungslösung löslich werden/so daß im Ergebnis das Photolackmaterial innerhalb der bestrahlten Flächenteile entfernt wird. Dagegen unterliegen herkömmliche (negative) Photolacke in den dem Ultraviolett-Licht ausgesetzten Flächenteilen einer Polymerisation; die polymerisierten Flächenteile sind gegen eine spezielle Entwicklerlösung beständig, während die nicht belichteten Flächenteile darin löslich sind, so daß im Ergebnis während des Entwicklungs-

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prozesses die nicht bestrahlten Flächenteile entfernt werden. Ein. für die Verwendung nachder vorliegenden Erfindung geeigneter autopositiver Photolack ist der mit Azoplate XP-130Ö bezeichneteV der Firma H.L, Shipley Co.

Die autopösitive Photolackschicht 3 wird dann durch eine geeignete Yorlagenmaske mit einem Muster entsprechend dem der gewünschten Diffusions- oder Aufbringungsmaske der Ultraviolett-Strahlung ausgesetzt. Die ausgewählten Teile 4 der autöpositiven Photolackschicht 3_T welche vom Ultraviolett-Licht durch die durchlassigen Teile dieser Vorlagenmaske bestrahlt worden sind, werden danach beim Eintauchen der unterlage 1 in eine geeignete Entwicklerlösung, beispielsweise die mit AZ 1350 der H.L. ShipleyCo. bezeichneten, entfernt· Danach wird die Unterlage 1 in entionisiertem Wasser gespült. Die sich an dieser Stelle des Fabrikationsprozesses ergebende Struktur veranschaulicht die Fig. C der Zeichnung.

Danach wird die Maske in einstarkes Aluminiumätzmittel,»beispielsweise in eine Lösung von Phosphorsäure (H3PO4), Salpetersäure (HNO3), Essigsäure und entionisiertem Wasser im relativen Mischungsverhältnis von 76:3:15:5 getaucht, wodurch gemäß der Fig, D die Teile der Aluminiumschicht innerhalb der Flächenteile 4' unter den entfernten Teilen der autopositiven Photolackschicht3 entfernt werden*

Im nächsten Arbeitsgang wird im Vakuum auf die gesamte belegte Oberflächenseite der Unterlage 1 Siliziummonoxyd aufgebracht. Dies kann beispielsweise durch ein Elektronenstrahlbombardement von Siliziummonoxyd-Kügelchen in der Nähe der Unterlage 1 bei einem Druck von etwa 4.0 χ 10~^ Torr erfolgen. Die Aufbringungszeit wird entsprechend der gewünschten Schichtdicke bemessen, wonach sich eine pyrolytische Abscheidung von Siliziummonoxyd auf der Oberflächenseite der Unterlage ergibt. Die Dicke -der abgeschiedenen Oberflächenschicht 5 aus Siliziummonoxyd, welche sich sowohl über die freiliegenden Flächenteile 4" der Glasunterlaqe 1 als auch über deren mit

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Aluminium bedeckten Flächenteile erstreckt, sollte vorzugsweise in der Größenordnung von 1,5 ,um liegen* Die Dicke der Siliziummonoxyd-Oberflächenschicht, ist jedoch nicht kritisch* Dünnere : Oberflächensphichten davon sind unter geeigneten Bedingungen für Ultraviolett-Licht genügend undurchlässig, um die gewünschte Photomaskenwirkung zu gewährleisten.

Vorzugsweise soll die autopositive Photolackschicht 3 von der Maske durch Eintauchen in ein geeignetes Lösungsmittel entfernt werden, für welches die Aluminiumschicht 2 undurchdringlich ist, bevor das Aufbringen des Siliziummönoxyds in Angriff genommen wird, wonach sich eine Struktur gemäß der Fig. E ergibt."

Die Maske wird nun in das oben erwähnte starke Aluminiumätzmittel ., ■ getaucht, wogegen das Siliziummonoxyd ätzbeständig ist, so daß die Teile der Aluminiumschicht, welche unter entsprechenden Teilen der Siliziümraonoxyd-Oberflächenschicht liegen, von der Glasunterlage 1 abgehoben oder abgewaschen werden. Damit werden die darüberliegenden Teile der Siliziummonoxyd-Oberflächenschicht 5 entfernt* die mit denentsprechenden Aluminiumteilen verbunden sind.

Die sich ergebende fertige Maske gemäß der Fig. F der Zeichnung be-* steht aus einer sowohl für sichtbares als auch ultraviolettes Licht durchlässigen Glasunterlage, von der besondere Teile mit einer dünnen Oberflächenschicht 5 aus wohl für sichtbares Licht durchlässigem, aber für ultraviolettes Licht undurchlässigem Silizium=-' monoxyd abgedeckt sind, deren Muster dem der herzustellenden Diffusions- oder Abseheidungsmaske entspricht.

Obwohl die Siliziümmonoxyd-Oberflächenschicht 5 im wesentlichen für sichtbares Licht durchlässig ist, weist sie eine sich beträchtlich in das blaue Ende des sichtbaren Spektrums sich erstreckende Absorptionskurve auf, was der Oberflächenschicht 5 eine typisch braune Tönung verleiht* Die Durchlässigkeit sowohl der Siliziümmonöxyd-

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Oberflächenschicht 5 als auch der Unterlage 1 für sichtbares Licht erleichtert wesentlich das Ausrichten der Maske mit Hilfe geeigneter Markierungen auf der zu bearbeitenden und mit Photolack bedeckten Festkörperschaltungsplatte, während die typisch braune Färbung der Siliziummonoxyd-Oberflächenschicht die sichtbare Unterscheidung von der Gläsunterlage 1 ermöglicht.

Nach Beschichten der zu bearbeitenden Festkörperschaltung mit einem geeigneten herkömmlichen (negativen) ultraviolettenempfindlichen Photoläck wird diese dann mit der Maske gemäß der Fig. F bedeckt, so daß die Siliziummonoxyd-Oberflächenschicht 5 in Berührung mit der Photolackmaskierungsschicht steht.

Die herkömmliche Photolackmaskierungsschicht wird dann durch die Siliziummonoxydmaske demUltraviolett-Licht ausgesetzt. Nach der Belichtung wird die Maskierungsschicht durch Eintauchen in ein geeignetes Lösungsmittel entwickelt, welches die vom Ultraviolett-Licht nicht bestrahlten Flächehberelche auflöst. Die sich ergebendeFotolackmaskierung kann dann in Verbindung mit einer herkömmlichen Diffusion aus der gasförmigen oder dampfförmigen Phase, in Verbindung mit besonderen AufbrIngungs- oder Ätzprozessen verwendet werden.

Claims

ISE/Reg. 3791 - Fl 539 - 1 P A T E N T AN S P R Ü C H E

1. Herstellungsverfahren für eine Maske zum.Herstellen einer Maskierung auf einer Oberfläche> insbesondere einer Halbleiteroberfläche, durch Belichten einer auf der Oberfläche angeordneten Photoempfindlichen Lackschicht mit Ultraviolett-Licht durch die auf die Lackschicht gebrachte Maske, welche aus einer sowohl für sichtbares als auch ultraviolettes Licht durchlässigen Unterlage besteht, welche entsprechend der Maskierung eine für Ultraviolett-Licht undurchlässigere Oberflächenschicht aus Siliziumoxyd aufweist nach Patent .... (Patentanmeldung D 54 945 IXa, dadurch gekennzeichnet, daß eine. Oberflächenseite der Unterlage (1) mit einer Schicht (2) aus einem auf der Unterlage gut haftendem Material bedeckt wird, daß die Schicht (2) entsprechend dem Muster der Maskierung teilweise entfernt wird, daß danach auf die Oberflächenseite einschließlich der nicht entfernten Schichtteile eine für Ultraviolett-Licht undurchlässigere Oberflächenschicht (6) aus Siliziummonoxyd aufgebracht wird, und daß schließlich die Schichtteile einschließlich den darüberliegenden Teilen der Oberflächenschicht (5) durch Ätzen mittels eines Ätzmittels entfernt werden, gegen welches die Oberflächenschicht aus Siliziummonoxyd ätzfest ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet* daß eine Unterlage (1) aus Glas verwendet wird.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberflächenseite der Unterlage (1) mit einer Schicht (2) aus Aluminium bedeckt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberflächenseite der Unterlage (1) mit einer Schicht aus Aluminium mit einer Dicke von mehr als 1,5 ,um bedeckt wird.

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5. Verfahrennach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberflächenschicht (S) aus SiliziummOnoxyd mit einer Dicke von mehr als 1,5 .um aufgebrächt wird..

6* Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5., dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (2J entsprechend dem Muster der Maskierung teilweise durchAnwendungdes photölithographischen Verfahrens unter Verweridung eines PhotGlacks entfernt wird, welcher bei Belichtung in einem Lösungsmittel stärker-löslich wird.

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