DE2628099A1 - Verfahren zum herstellen einer maske - Google Patents
Verfahren zum herstellen einer maskeInfo
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Description
Amtliches Aktenzeichen:
Neuanmelduna
Aktenzeichen der Anmelderin: YO 974 044
Verfahren zum Herstellen einer Maske
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Maske, welche in festgelegten Bereichen eine angewandte Strahlung
absorbiert und im übrigen die Strahlung durchläßt,auf einem
Träger, welcher ein für die Strahlung durchlässiges Substrat einschließt, bei dem im Laufe der Herstellung mindestens zweimal
belichtet wird.
Die genannten Masken finden Verwendung bei der lithographischen Übertragung von Mustern, welche in der Produktion von integrierten
Schaltungen etc. weit Anwendung findet. Die lithographische Übertragung von Mustern wurde entwickelt, weil integrierte
Schaltungen usw. Muster mit außerordentlich geringen Dimensionen und kleinen Toleranzen erforderlich machen. Alle Arten der lithographischen
Musterübertragung brauchen eine Strahlungsquelle und eine Maske, um diese Strahlung so zu modulieren, daß ein erwünschtes
Muster auf einen Empfänger übertragen wird, der mit einem auf die Strahlung ansprechenden Material überzogen ist. Eine Art
von Strahlung, die sich als höchst vorteilhaft für die lithographische Musterübertragung herausgestellt hat, ist die Röntgenstrahlung.
Die Anwendung von Röntgenstrahlung macht jedoch eine sorgfältige Auswahl der Maskenmaterialien sowie ein relativ großes
Höhen-Breiten-Verhältnis (HB-Verhältnis) bei den Masken notwendig.
Einem Fachmann sollte es außerdem klar sein, daß ein wichtiger
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Parameter jeder Maske das Kontrastverhältnis ist, welches mit ihr erzielt werden kann. Unter diesem Verhältnis versteht man folgendes!:
Eine Maske besteht aus Materialien, welche entweder die zur Beleuchtung
verwendete Strahlung hindurchlassen oder absorbieren.
Das Kontrastverhältnis ist nun eine Zahl, welche die Effektivität der Maske bei der Absorption von Strahlung, welche nicht durchgelassen
werden soll und gleichzeitig beim Hindurchlassen von Strahlung, welche hindurchgelassen werden soll, definiert. Ein
außerordentlich bedeutsamer Faktor für die Bestimmung des Kontrastverhältnisses jeder Maske ist das HB-Verhältnis, d.h. das Verhältnis
zwischen der Höhe des Maskenmaterials und der Breite dieses Materials, bzw. der Breite des schmälsten Maskenelements im
Maskenmuster.
Aufgrund der Erfahrung, welche man mit den Maskenherstellungsmethoden
gemäß dem Stand der Technik gemacht hat, gilt die Faustregel, daß das HB-Verhältnis kleiner oder gleich 1 ist,
d.h. es wird als schwierig angesehen, Masken herzustellen, in welchen die Dicke des Maskenmaterials größer ist als die Breite
des Materials. Dies war bei dem bekannten Verfahren ein wesentlicheis
Hindernis bei der Reduzierung der Abmessungen von Komponenten von ■
verschiedenen integrierten Schaltungen, weil die endgültigen
Abmessungen der Komponenten zu der Breite der sie produzierenden ;
Maske proportional sind. Platin und Kupfer z.B. müssen mindestens J
0,3 pn dick sein, um mit Röntgenstrahlen mit einer Wellenlänge j von 8,3 S ein Kontratsverhältnis größer als ca. 3:1 zu erzielen.
Da dieses Kontrastverhältnis etwa die Grenze bildet, bei der !
ι noch eine vernünftige Lackbearbeitung möglich ist, verlangen
solche bekannten Masken Breiten von mindestens 0,3 pm.
Die genannte Begrenzung des HB-Verhältnisses hat ihren Grund in
den Maskenherstellungsmethoden gemäß dem Stand der Technik. Gemäß ;
dem Stand der Technik wurden Masken mit sehr feinen Mustern unter Anwendung von Elektronenstrahl-Beleuchtung hergestellt. Aufgrund
der festgestellten Elektronenstreuung, die mit der Dicke des Lackmaterials ansteigt, wurde die oben erwähnte Faustregel entwickelt.
Bei dem erwähnten bekannten Verfahren wird ein Lack auf
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ein Substrat aufgebracht und durch einen Elektronenstrahl beleuchtet,
welcher von einer entsprechenden, ein bestimmtes Muster !definierenden Maske moduliert wird. In den meisten praktischen
Systemen streicht der Elektronenstrahl über die zu belichtenden Bereiche, wobei die Strahlindensität mittels Computer gesteuert
!wird. Der belichtete Photolack kann durch Entwiekeln entfernt
jwerden und in die Bereiche, in denen sich vorher der Photolack
befand, kann Metall oder ähnliches plattiert werden. Im selben Maß, in welchem der entfernte Photolack und somit das plattierte
Metall in der Form der Maske proportional ist, wurde das Muster Wirksam übertragen. Um die Dicke der hergestellten Maske zu erhöhen,
ist die Dicke der Lackschicht erhöht worden. Die Streuung des Elektronenstrahls in diesem dickeren Lack bewirkt jedoch,
daß sich der belichtete Lack in der Form von der gewünschten Maskenform unterscheidet. Infolgedessen verschlechtert sich
bei einer Lackdicke von mehr als 1 bis 2 pm die Übertragung des Muster. Zwar ist es auch mit den Methoden nach dem Stand
der Technik immer noch möglich, dicke Masken herzustellen, bei Welchen sich die Auswirkungen der Elektronenstrahl Is tr euung nicht
so stark auswirken, indem die Makse in einer Reihe von Stufen hergestellt wird. Man geht dabei so vor, daß unter Anwendung
des bekannten Verfahrens, d.h. unter Anwendung verhältnismäßig dünner Lackschichten mit einem Elektronenstrahl, der von einer
als Vorlage dienenden Urmaske moduliert wird, belichtet wird und erhält auf diese Weise ein Zwischenprodukt. Dieses Zwischenprodukt
wird anschließend mit einer zusätzlichen Schicht Lack überzogen, worauf ein zweites Mal unter Verwendung derselben
jUrmaske und derselben Elektronenstrahl-Beleuchtung belichtet jwird. Natürlich könnte dieser Verfahrensablauf beliebig oft
wiederholt werden und damit eine Maske der gewünschten Dicke hergestellt werden. Der wesentliche Nachteil dieser Technik
liegt jedoch in den Problemen, die auftreten, wenn die Urmaske zu der Maske, die gerade hergestellt wird, justiert wird, was vor
jedem der Belichtungsschritte notwendig ist. Jeder Fehler bei der Justierung führt zu einer Verschlechterung des Produkts.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Maske mit einem HB-Verhältnis größer 1 anzugeben, bei dem
bei aufeinanderfolgenden Belichtungsschritten keine Justierprobleme auftreten, und das in einem fabrikmäßigen Rahmen ohne übermäßigen
zeitlichen und apparativen Aufwand anwendbar ist.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß nach bekannten lithographischen Verfahren
auf dem Träger eine Maske mit dem gewünschten Muster erzeugt wird, daß diese erste Maske mit negativem Lack beschichtet
wird und der Lack durch das Substrat und die erste Maske hindurch belichtet wird, daß dann die nichtbelichteten Bereiche herausgelöst
und die entstandenen Löcher mit Maskenmaterial mindestens teilweise gefüllt v/erden und daß ggf. die Verfahrensschritte
ab dem Beschichten mit Lack ein- oder mehrfach wiederholt werden.
Unter einem negativen Lack versteht man einen solchen, der beim Belichten unlöslich im angewandten Entwickler wird. Bei der Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich die auch
sonst bei lithographischen Verfahren benutzten Vorrichtungen verwenden. Dadurch ist kein zusätzlicher apparativer Aufwand
bei seiner Anwendung notwendig. Gegenüber bekannten Verfahren, bei welchen mehrfach belichtet wird, zeichnet sich das erfindungsgemäße
Verfahren besonders dadurch aus, daß bei seiner Anwendung bei der zweiten und den folgenden Belichtungen keine
Justierprobleme auftreten, weil die bereits hergestellten ,Maskenlagen
bei der folgenden Belichtung als Maske dienen, weshalb
exakt nur diejenigen Bereiche der Lackschicht belichtet und damit unlöslich werden, welche nicht im Bereich des "Schattens"
der bereits hergestellten Maskenlagen liegen. Es ist deshalb sichergestellt, daß in den einzelnen Maskenlagen identische
Bereiche des Maskenmusters exakt übereinander liegen. Das erfin-dungsgemäße
Verfahren ist deshalb nicht nur einfacher durchzuführen, als die bekannten Verfahren, sondern es liefert auch
reproduzierbar Masken mit sehr kleinen Toleranzen in ihren Abmessungen. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es zwar, be-
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liebig viele Maskenlagen aufzubauen und dadurch ein sehr großes
HB-Verhältnis zu erreichen, um ein HB-Verhältnis von mindestens 2
zu erreichen, genügt jedoch bereit, wenn die Verfahrensschritte ab dem Beschichten mit Photolack einmal durchgeführt werden.
Der Aufbau der zweiten und der folgenden Maskenlagen wird in vorteilhafter Weise dadurch erleichtert, daß eine erste Maske
erzeugt wird, in der die Zwischenräume zwischen den strahlungsundurchlässigen Bereichen mit Lack gefüllt sind, weil dann die
Lackbeschichtung auf eine im wesentlichen planare Unterlage
erfolgt.
Für die lithographische übertragung von Mustern hat sich Röntgenstrahlung
als besonders geeignet erwiesen und es ist deshalb vorteilhaft daß sich das erfindungsgemäße Verfahren mit Röntgenstrahlung
durchführen läßt. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn es Substrat verwendet wird, das aus einem Material aus
der Gruppe Mylar, Be, Si3N4, SiO_, Si, Al3O3, B.C, BN, C und
B3O- besteht. Diese Materialien sind für Röntgenstrahlen hinreichend
durchlässig und es lassen sich aus ihnen dünne Schichten mit ausreichender Festigkeit bilden.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch bei Anwendung anderer Arten von Strahlung, beispielsweise mit UV-Licht, in
vorteilhafter Weise durchführen, wenn die verwendeten Materialien entsprechend ausgewählt werden.
Es ist vorteilhaft, wenn das Füllen der Löcher durch Plattieren vorgenommen wird. Damit lassen sich in einfacher Weise beispielsweise
die als Maskenmaterialien vorteilhafte Materialien Gold, Kupfer und Platin aufbringen.
Das Plattieren läßt sich in vorteilhafter Weise durchführen, wenn ein Träger verwendet wird, der aus dem Substrat und einer dünnen,
die Plattierung unterstützenden Plattierungsschicht, welche sich auf der Seite des Trägers befindet, auf der die Maske aufgebaut
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werden soll, besteht.
Es ist vorteilhaft, wenn die Plattierungsschicht aus Cu, Pt, Au
oder NiFe hergestellt wird. Diese Materialien sind mit den Maskenmaterialien kompatibel und wenn sie in hinreichend dünner Schicht
aufgetragen werden, behindern sie nicht wesentlich den Durchgang der Strahlung. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Plattierungsschicht
nur etwa 200 A dick gemacht wird, da eine Schicht dieser Dicke den Durchgang der Strahlung praktisch überhaupt nicht behindert,
aber andererseits ihren Zweck, nämlich die Plattierung zu unterstützen, erfüllt.
Es ist vorteilhaft, wenn als Maskenmaterial und als Material für die Plattierungsschicht nicht dasselbe Material verwendet wird,
weil, sofern dies erwünscht ist, dann die Plattierungsschicht nach Vollendung der Maske in den nicht von Maskenmaterial bedeckten
Bereichen besonders leicht, bespielsweise durch Ätzen, entfernt werden kann.
Die Erfindung wird anhand von durch Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben.
Es zeigen:
Fign. 1A bis 1G Querschnitte des gemäß dem Verfahren der vorlieeinschl.
genden Erfindung hergestellten Produktes in
verschiedenen Stadien der Herstellung und
Fig. 2 ein Flußdiagramm der Verfahrensschritte gemäß der
Erfindung.
Vor der ausführlichen Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird zur Unterstützung des Lesers eine Definition verschiedener Dimensionen und Verhältnisse anhand der Fig. 1G gegeben. Fig. 1G
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stellt schematisch eine verallgemeinerte Maske mit Maskenelementen
19 dar, die auf einem Substrat 10 aufliegen. Da die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin besteht, eine Maske zu liefern, und
zwar insbesondere für die lithographische Übertragung eines Musters unter Verwendung einer Röntgenbeleuchtung, kann das Substrat
10 aus einem Material bestehen, welches für diese Beleuchtung durchlässig ist. Da jedoch andererseits die Erfindung auch für
die Herstellung von Masken für die photolithographische Übertragung von Mustern mit einer Beleuchtung angewandt werden kann, die
nicht aus Röntgenstrahlen besteht, wird das Substrat 10 in diesem Fall ein Material sein, das für die verwendete Beleuchtung durchlässig
ist. Die Maskenelemente 19 sind .schematisch dargestellt, wobei es einem Fachmann klar sein wird, daß diese Maskenelemente
irgend ein beliebiges Muster darstellen können, welches mit der Maske übertragen werden soll. Wir haben oben auf die Tatsache
Bezug genommen, daß eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin besteht, das HB-Verhältnis gegenüber demjenigen, welches gemäß
den Verfahren nach dem Stand der Technik erreicht werden kann, zu maximieren oder zumindest zu erhöhen. In der in Fig. 1G dargestellten
Maske wird die Breite des Maskenmaterials durch das Bezugszeichen "W" angegeben, während die Höhe des Maskenmaterials
durch das Bezugszeichen "X" angegeben wird. Das HB-Verhältnis ist als X/W definiert. Obgleich prinzipiell viele Materialien
für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden können, ziehen wir ein Substrat aus Mylar oder Beryllium
vor. Das Maskenmaterial selbst kann Platin, Kupfer oder Gold sein. Es können auch andere Elemente, wie z.B. Erbium als Maskenmaterial
verwendet werden. Erbium hat bei einer Breite von 0,2 um und einer Höhe von O,2 um (HB-Verhältnis = 1) und einer Wellenlänge
von 8,3 Ä ein Kontrastverhältnis von ca. 3:1, das an der Grenze liegt, wo sich noch ein Lackverfahren vernünftig durchführen
läßt. Da jedoch Erbium sich nur sehr schwierig plattieren läßt, bevorzugen wir Platin, Kupfer oder Gold, obgleich diese Elemente
mindestens eine Dicke von 0,3 um erfordern, um bei einer Wellenlänge
von 8,3 8 ein Kontrastverhältnis von mindestens 3:1 zu erzielen. Bei größeren Wellenlängen werden größere Kontrastver-
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hältnisse und bei kürzeren Wellenlängen kleinere Kontrastverhältnisse
erzielt.
Die Fig. 1A zeigt den ersten Schritt beim Herstellen einer Maske
gemäß der vorliegenden Erfindung. Dabei handelt es sich jedoch um einen Verfahrensschritt, der für den Stand der Technik typisch
ist. Im besonderen ist auf ein Substrat 10 eine dünne, die Plattierung ermöglichende Plattierungsschicht 12 aufgebracht. In einem
Ausführungsbeispiel unserer Erfindung kann diese Schicht 200 S dick sein und aus Kupfer bestehen. In später folgenden Verfahrensschritten kann es erwünscht sein, diese Plattierungsschicht bei
Vorhandensein eines später aufplattierten Maskenmaterials selektiv zu entfernen. Dies ist leichter möglich, wenn die Plattierungsschicht
sich im Material vom Maskenmaterial unterscheidet. Für die Plattier
rungsschicht lassen sich viele Materialien verwenden; zwei Beispiele sind Cu und NiFe, Auf die Plattierungsschicht 12 wurde ein positiver
Photolack aufgebracht. Die Dicke dieser Photolackschicht liegt in
der Größenordnung der niedrigsten Linienbreite im Muster. Diese Struktur wird dann mittels eine Elektronenstrahls 15 belichtet,
der durch eine computergesteuerte Maske moduliert wird (siehe in diesem Zusammenhang ("Electron Beam Lithography for Complex
High Density Devices" von Chang u.a., 6th International Conference in Electron and Ion Beam Science Technology, Electro Chemical
Society, Seite 580 ff, (1974)), Nach dem Bestrahlen der in der Fig. 1A gezeigten Struktur wird entwickelt. Das resultierende ■
Zwischenprodukt ist in der Fig. 1B gezeigt. In der Fig. 1B hat
nun der Photolack 13 eine Anzahl von "Löchern" (beispielsweise 11A und 11B), durch welche die Plattierungsschicht 12 freigelegt
wird. Natürlich hängt das aus der Lackschicht 13 entfernte Lochmuster von der als Vorlage dienen ürmaske und von der Art, in
welcher sie den Elektronenstrahl 15 moduliert, ab.
Fig. 1C zeigt das Zwischenprodukt, nachdem Metall, wie z.B Au, Cu, Pt in die Löcher 11A und 11B plattiert worden ist. Dieses
Metall ist ein Teil des Maskenmaterials, Es zeigt sich, daß die
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- 9 Plattierung erreicht wurde, ohne daß der Lack 13 entfernt wurde.
Anschließend wird ein zusätzlicher Lack 16 auf das in der Fig. 1C gezeigte Zwischenprodukt (oder den Träger) aufgebracht. Dieser
Lack 16 ist bevorzugt ein negativer Lack und kann durch Aufschleudern
aufgebracht werden.
Die in der Fig. 1D gezeigte Struktur wird nun mit Röntgenstrahlen
durch das Substrat 10 hindurch bestrahlt, um diejenigen Teile des Lacks 16 zu belichten, die nicht durch die zuvor aufgebrachten
plattierten Bereiche 17 geschützt sind.
Man sieht, daß die zuvor belichteten Bereiche 11A und 11B, die dann mit Materialien, wie Platin, Kupfer oder Gold plattiert
worden sind, in derselben Weise zur Modulierung der Röntgenstrahlen
dienen, wie die Urmaske den Elektronenstrahl 15 bei der Übertragung eines bestimmten Musters auf die ursprüngliche Lackschicht
modulierte. Es ist besonders wichtig, daß während der zweiten Beleuchtung keine Maske erforderlich ist. Infolgedessen
können keine FehlJustierungen auftreten.
Nach dem zweiten Beleuchtungsschritt wird der negative Lack entwickelt.
Da es sich um einen negativen Lack handelt, werden die nichtbelichteten Bereiche entfernt und hinterlassen "Löcher" 11C
und 11D durch die Lackschicht 16 hindurch zu den zuvor plattierten Bereichen 17. Nach diesem Entwicklungsschritt zeigt das
teilweise fertiggestellte Produkt nunmehr die in der Fig. 1E
gezeigte Form.
Anschließend an das Entwickeln wird ein zusätzlicher Plattierungsschritt
ausgeführt, um die Dicke der plattierten Bereiche 17 so zu verstärken, daß ihre Oberfläche mit der Oberfläche der negativen
Lackschicht 16 in einer Ebene liegen. Somit wird dem Maskenmaterial zusätzliche Dicke gegeben. Nach dem zweiten Plattierungsschritt
zeigt die Struktur die in der Fig. 1F gezeigte Form, worin die
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- 10 zusätzliche Plattierung durch das Bezugszeichen 18 markiert wird.
Wenn dies erwünscht ist, kann diese Struktur als eine Maske bei der Verwendung von Röntgenbeleuchtung verwendet werden. Die plattierten
Bereiche 17 und 18 dienen zur Absorption der Röntgenbeleuchtung, so daß von diesen Bereichen beschützte Bereiche nicht
beleuchtet werden. Andererseits werden solche Bereiche, die nicht von den plattierten Bereichen 17 und 18 beschützt sind, mit der
Röntgenstrahlung durch das Substrat 10, die Plattierungsschicht
12 und die Lackschichten 13 und 16 beleuchtet. Zur Erhöhung des
Kontrastverhältnisses kann es jedoch erwünscht sein, dieses unnötige Material zu entfernen.
Trifft dies zu, so können die Lackschichten 13 und 16 nunmehr mit
einer dem Fachmann wohlbekannten Methode entfernt werden. Die positive Lackschicht 13 kann z.B. Pοlymethylmethacrylat enthalten,
das mit Methylisobutylketon entfernt werden kann und der negative Photolack 16 kann aus einem zyklisierten Poly-cis-Isoprenf beispielsweise
dem von der Fa. Kodak unter dem Handelsnamen KTFR angebotenen Photolack, bestehen f das mit einem Gemisch aus
Tetrachloräthylen, o-und p-Dichlorbenzol und Phenol, beispielsweise
mit dem von der Fa, Kodak angebotenen Ablöser JiOO1 entfernt
werden,
Nach dem Entfernen der Lackschichten 13 und 16 kann die Plattierungsschicht
12 ebenfalls durch Ätzen in einem entsprechenden Bad entfernt werden. Ein Ätzbad zum selektiven Entfernen einer aus
Kupfer bestehenden Plattierungsschicht 12 in Gegenwart von aus
Gold oder Platin bestehendem Maskenmaterial 18 besteht aus mit NaCl gesättigtem Ammoniumchlorid oder aus Ammoniumpersulfat mit
Quecksilberchlorid oder aus Ferrichloridlösungen. Beim selektiven Ätzen von Chromnickel oder magnetischen Legierungen auf Nickelbasis
kann das selektive Ätzen mit Lösungen von Ferrichlorid oder einer Salpetersäure, Salzsäure und Wasser enthaltenden Lösung, wobei auf
drei Teile Wasser ein Teil Salptersäure und ein Teil Salzsäure kommt,
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vorgenommen werden. Selbstverständlich werden die Bereiche der Plattierungsschicht 12, welche unter den plattierten Bereichen 17
und 18 liegen, beim Ätzen nicht angegriffen werden, da sie beschützt sind.
Nach dem Ätzschritt liegt die in der Fig. 1G gezeigte Konfiguration
der fertigen Maske vor, in welcher die Bezugszeichen 19 die plattierten Schichten 17 und 18 bezeichnen.
Das Herstellungsverfahren ist damit erklärt. Ein Durchschnittsfachmann
wird verstehen, daß zusätzliche Schichten aus negativem Lack 16 auf die in Fig. 1F gezeigte Struktur aufgetragen werden
können. Für jede zusätzliche Schicht wird ein Röntgenbeleuchtungsschritt durchgeführt, dem ein Entwicklungsschritt und ein zusätzlicher
Plattierungsschritt folgen. Diese vier Schritte können so oft wie gewünscht ausgeführt werden, um die Höhe der plattierten
Bereiche 17 und 18 nach Wunsch aufzubauen. Da ab dem zweiten Beleuchtungsschritt bei jedem Beleuchtungsschritt die Strahlung
von den zuvor plattierten Bereichen 17 und 18 usw. moduliert
wird, sind keine Justierprobleme zu überwinden.
Ungeachtet des Vorteils des erfindungsgemäßen Verfahrens, d,h.
die mögliche vielfache Belichtung, ohne daß Justierungsprobleme auftreten, haben wir herausgefunden, daß nur eine einzige negative
Lackschicht 16 mit den damit verbundenen Beleuchtungs-, Entwicklungs-
und Plattierungsschritten notwendig ist, um die Höhe
der Maske auf die erwünschte Dicke von mehr als 1 um aufzubauen, um auf diese Weise das erwünschte HB-Verhältnis von mindestens 2
zu erzielen. Die fertige Maske kann zur Herstellung anderer Masken oder zur Herstellung von Anordnungen, die natürlich das erwünschte
Endergebnis sind, verwendet werden. Da ein Durchschnittsfachmann mit der Art und Weise vertraut ist, in welcher eine Maske zur
Herstellung anderer Masken oder zur Herstellung fertiger Vorrichtungen verwendet wird, wird eine Beschreibung dieser Herstellungsvorgänge
an dieser Stelle nicht für erforderlich gehalten.
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Fig. 2 zeigt in einem Flußdiagramm die verschiedenen Schritte des Verfahrens gemäß der Erfindung. Ein für die gewählte Strahlung
durchlässiges Substrat wird (in Schritt A) mit einer dünnen (ca. 200 R) in der Figur mit "plattierende Schicht" bezeichneten Plattierungsschicht
bedeckt. Die Plattierungsschicht besteht aus einem
Material, welches mit dem gewünschten Maskenmaterial kompatibel ist. Beispiele hierfür sind Gold, Kupfer und Platin. Es wird
dann eine positive Lackschicht aufgebracht (Schritt B). Das Material dieser Beschichtung hängt natürlich von der im nächsten Schritt für
die Belichtung benutzten Strahlung ab (Schritt C). Nach der Belichtung wird der Lack entwickelt (Schritt D) und ein passendes
Maskenmaterial wird dann (Schritt E) in die "Löcher" plattiert. Für eine in der Röntgenlithographie verwendete Maske ist ein
solches Material ein Material mit guten Röntgenabsorptionseigenschaften,
wie z.B. Kupfer, Platin oder Gold. Wie in der Fig. 2 gezeigt sind die Schritte A bis E typisch für Verfahren gemäß
dem Stand der Technik.
Nun wird der Träger (oder das Zwischenprodukt) mit einem passenden
Lack überzogen (Schritt E), z.B. mit einem negativen Röntgenlack. Anschließend wird der beschichtete Träger mit den
Röntgenstrahlen bestrahlt (Schritt G), wobei das Substrat zwischen dem Lack und der Röntgenstrahlquelle liegt, so daß das
zuvor durch Plattierung aufgebrachte Material die den Lack belichtenden Strahlen moduliert. Anschließend wird der Lack entwickelt
(Schritt H), um die nicht belichteten Bereiche zu entfernen. Dann wird zusätzliches Plattierungsmetall in die "Löcher"
gebracht (Schritt I), die von dem entfernten Lack hinterlassen wurden.
Mit den Schritten F bis I wird die Höhe der Maske vergrößert und damit das HB-Verhältnis erhöht. Diese Schritte können nun
beliebig wiederholt werden, um die Höhe der Maske zu steigern. Mit dem letzten Plattierungsschritt ist der Prozeß im wesentlichen
abgeschlossen. Die Maske mit dem erwünschten HB-Verhältnis liegt fertig vor. Wenn notwendig, können jedoch in den Schritten K und
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L der überflüssige Lack und die ungeschützte Plattierungsschicht entfernt werden.
Wenn das Verfahren gemäß der Erfindung mit Röntgenstrahlen ausgeführt
werden soll, muß das Substrat für diese Art Strahlung durchlässig sein. Außerdem muß das Substrat eine ausreichende mechanische
Festigkeit aufweisen, um die Maske tragen zu können. Die meisten Verbindungen der leichten Elemente sind ausreichend durchlässig
für Röntgenstrahlen, genauso wie einige der leichten Elemente selbst. Außerdem sollte das gewählte Material ein fester
Stoff sein, der in die Form einer dünnen Schicht gebracht werden kann. Einige Beispiele von Materialien, die diese Voraussetzungen
erfüllen, sind organische Verbindungen mit ausreichender mechanischer
Stärke, wie z.B. Mylar und anorganische Stoffe wie Be, Si3N4, SiO2, Si, Al3O3, B4Cf BN, C und B3O3.
Obwohl - wie oben beschrieben - bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
bevorzugt Röntgenstrahlung verwendet wird, wird es einem Durchschnittsfachman klar sein, daß auch andere Strahlenarten,
wie z.B. ultraviolette Strahlung unter Verwendung der dafür geeigneten Materialien angewandt werden können.
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Claims (11)
1. Verfahren zum Herstellen einer Maske, welche in festgelegten Bereichen eine angewandte Strahlung absorbiert und
im übrigen die Strahlung durchläßt, auf einem Träger, welcher ein die Strahlung durchlassendes Substrat einschließt,
bei dem im Laufe der Herstellung mindestens zweimal belichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach bekannten
lithographischen Verfahren auf dem Träger eine Maske (17) mit dem gewünschten Muster erzeugt wird, daß diese erste
Maske mit negativem Lack (16) beschichtet wird und der Lack
(16) durch das Substrat (10) und die erste Maske (17) hindurch
belichtet wird, daß dann die nicht belichteten Bereiche herausgelöst und die entstandenen "Löcher1 (1iCf 11D) mit
Maskenmaterial (18) mindestens teilweise gefüllt werden
und ggf. die Verfahrensschritte ab dem Beschichten mit Lack ein- oder mehrfach wiederholt werden,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetf daß
eine erste Maske (17) erzeugt wird, in der die Zwischenräume zwischen den strahlungsundurchlassigen Bereichen
mit Lack (13) gefüllt sind,
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2f dadurch gekennzeichnet,
daß mit Röntgenstrahlung bestrahlt wird,
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Substrat (10) aus einem Material aus der Gruppe Mylar, Be, Si3N4, SiO3, Si, Al3O3, B4C, BN, C und B3O3 verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit UV-Licht bestrahlt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllen der "Löcher" (11C,
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- 15 11D) durch Plattieren vorgenommen wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß als Maskenmaterial Cu, Pt oder Au verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger verwendet wird, der aus dem Substrat (10)
und einer Plattierungsschicht (12) auf der Seite des Trägers, auf welcher die Maske entstehen soll, besteht.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattierungsschicht (12) aus Cu, Pt, Au oder NiFe
hergestellt wird,
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattierungsschicht (12) 200 S dick gemacht wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß als Maskenmaterial und als Material für die Plattierungsschicht nicht dasselbe Material
verwendet wird.
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