DE2708280A1 - Relief-less photomask for microcircuits - produced by ion bombardment etching and ion plasma vapour deposition - Google Patents

Abstract

A reliefless photomask for use in the mfr. of semiconductor devices and microcircuits, is produced in a vacuum chamber by removing material from a transparent substrate by ion beam etching in a depth equal to the desired thickness of the layer of masking material. In the next operation in the same vacuum chamber, the masking material is applied by ion plasma vapour deposition. The resulting photomask has a high mechanical strength and wear resistance. The number of microfissures in the masking material layer is greatly reduced. The structural elements have edges with a straightness to within 0.1 mu.

Description

Verfahren zum Herstellen von Photomasken Method for making photomasks

Die Erfindung betrifft die Elektronik, insbesondere ein Verfahren zum Herstellen von Photomasken zur Fertigung von Halbleitergeräten und Mikroschaltungen. The invention relates to electronics, in particular to a method for the production of photomasks for the production of semiconductor devices and microcircuits.

Es ist höchst zweckmäßig, die Erfindung bei der Herstellung von Ultrahochfrequenz-Halbleitergeräten und integrierten Schaltungen mit hohem Integrationsgrad, insbesondere unter Verwendung der Planartechnik, deren Grundvorgang die Photolithographie bildet, einzusetzen. The invention is most useful in the manufacture of ultra-high frequency semiconductor devices and integrated circuits with a high degree of integration, particularly using the planar technique, the basic process of which is photolithography.

Die Erfindung kann auch bei der Herstellung von Piezoquarz-, akustisch-elektronischen, opto-elektronischen Geraten und Gasentladungstableaus Verwendung finden. The invention can also be used in the production of piezo quartz, acoustic-electronic, Find opto-electronic devices and gas discharge panels use.

Gegenwärtig ist beim Bau von Halbleitergeräten und integrierten Schaltungen die Planartechnik weitverbreitet, die darin besteht, daß auf die Oberfläche einer Halbleiterscheibe eine dünne Schutzschicht aufgetragen wird, in der Öffnungen, d. h. Fenster, durch Photolithographie, deren Grundelement die Photomasken bilden, ausgespart werden, in welche Fenster dann Halbleitermaterialien eindiffundiert bzw. die Netallkontaktfilie, die das Halbleitergerät bzw. Present is in the construction of semiconductor devices and integrated circuits the planar technique, which consists in placing on the surface of a Semiconductor wafer a thin protective layer is applied, in the openings, d. H. Windows, through photolithography, the basic element of which is the photomasks, are left out, into which windows semiconductor materials then diffuse or the netall contact file that the semiconductor device resp.

die Schaltung bilden, niddergeschlagen werden.form the circuit, be hit.

Einen besonders großen Vorteil bringt die Planartechnik in Verbindung mit Photolithographieverfahren, was den Übergang zur Gruppenbearbeitung von Halbleitergeräten und integrierten Schaltungen ermöglicht. The planar technique brings a particularly big advantage in connection using photolithography process, making the transition to group processing of semiconductor devices and integrated circuits.

Dabei gewinnt das Problem der Herstellung von Qualitäts-Photomasken mit hohem Auflösungsvermögen und geringer Fehlerstellenanzahl stark an Bedeutung. The problem of producing quality photomasks wins with high resolving power and a low number of defects are very important.

Die Photonsketline an phgnghrallele Scheibe (Unootogra ii ei terlage) aus durchschtigei/Material dar, die eine Struktur aufweist, welche aus einer Maskiermaterial-Schicht gebildet ist und aus einer Kombination von für Licht bestimmter Wellenlänge undurchlässigen und durchlässigen Abschnitten besteht, die die Topologie einer der Schichten des Halbleitergeräts bzw. der integrierten Schaltung bilden. The photonsketline on phgnghrallele disk (Unootogra ii ei pad) made of transparent / material which has a structure which consists of a masking material layer is formed and from a combination of opaque for light of a certain wavelength and permeable sections that form the topology of one of the layers of the Form semiconductor device or the integrated circuit.

Zuerst wird eine Mutter-Photomaske hergestellt. Als Mutter-Photomaske wird die erste Photomaske im Herstellungsvorgang mit vollständigem Satz von Strukturbildern bezeichnet, mit der fiblicherweise die Arbeitaphotomasken hergestellt werden. Als Arbeitsphotomaske gilt eine Photomaske, die im photolithographischen Vorgang bei der Herstellung von Halbleiterstrukturen durch Kontaktdruck oder Vergrößerung auf einer mit einer Photoresistschicht Uberzogenen Halbleiterscheibe Verwendung findet. First, a mother photomask is made. As a mother photomask becomes the first photomask in the manufacturing process with a complete set of structural images with which the working photomasks are usually produced. as Working photomask is a photomask that is used in the photolithographic process the production of semiconductor structures by contact printing or enlargement a semiconductor wafer coated with a photoresist layer is used.

Der Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen von Arbeitsphotomasken. The object of the invention is a method for producing Work photomasks.

Es gibt mehrere Verfahren zum Herstellen der Arbeitsphotomasken. There are several methods of making the working photomasks.

Gemäß der verbreitetsten Herstellungsmethode der Photomasken wird eine dUnne Schicht mechanisch festen Metalls wie Chrom oder Molybdän bzw. ein Oxid wie Eisenoxid oder eine Kombination von Eisen- und Vanadinoxid, die Maskierschichten bilden, auf die Oberfläche einer Unterlage aus optischem Glas aufgetragen. Alle diese DUnnschichten sind von hoher mechanischer Festigkeit und geringer Porosität. According to the most popular manufacturing method for photomasks a thin layer of mechanically strong metal such as chromium or molybdenum or an oxide such as iron oxide or a combination of iron and vanadium oxide, the masking layers form, applied to the surface of a base made of optical glass. All these thin layers have high mechanical strength and low porosity.

Eine Metallschicht, z. B. Chromschicht, wird unter Vakuum aufgedaipft oder aus metallorganischen Verbindungen abgeschieden. Für die Photomasken muß eine Chromschicht von homogenem feinkristallinen Aufbau ohne verhältnismäßig große Einkristalle erhalten werden. Dabei muß eine minimale Dichte von Mikrorissen (pinholes) gewährleistet werden. A metal layer, e.g. B. chrome layer, is deposited under vacuum or deposited from organometallic compounds. For the photo masks one must Chromium layer of homogeneous, finely crystalline structure without relatively large single crystals can be obtained. A minimum density of microcracks (pinholes) must be guaranteed will.

Unter "Mikrorissen" versteht man Fehler in der Photomaske in Form winzigster Öffnungen bei undurchlässigen Bildelementen der Photomaske oder in Form von Dunkelpunkten bei durchsichtigen Bildelementen. Die Mikrorisse sind quantitativ durch die Fehlerdichte gegeben. Die Fehlerdichte gibt an, wieviel Mikrorisse von einem bestimmten Größenbereich auf 1 cm2 Photomaske in diesen oder jenen Bereichen derselben enthalten sind."Microcracks" are defects in the shape of the photomask tiny openings in opaque picture elements of the photomask or in the form of dark points in transparent picture elements. The micro-cracks are quantitative given by the defect density. The defect density indicates how many microcracks from a certain size range on 1 cm2 photomask in these or those areas the same are included.

Zwecks Zusatzreinigung von Restverunreinigungen sowie zur Bildung eines dichten Netzes von Kristallisationszentren auf der Oberfläche der Unterlage werden die Unterlagen vor Chromaufdampfung in "Glimmentladung" behandelt. For the purpose of additional cleaning of residual impurities and for formation a dense network of crystallization centers on the surface of the substrate the documents are treated in "glow discharge" before chrome vapor deposition.

Auf die mit einer Chromschicht überzogenen Unterlagen wird eine Photoresistschicht aufgetragen, und darin wird die Struktur durch die Mutter-Photomaske belichtet. A photoresist layer is applied to the base coated with a chrome layer applied, and therein the structure is exposed through the mother photomask.

Danach wird die Photomaske photochemisch behandelt, d. h.Thereafter, the photomask is treated photochemically, i. H.

die Struktur wird in der Photoresistschicht entwickelt, ausgewässert, getrocknet und fixiert. Nach dieser Behandlung erhält man eine Unterlage, auf die eine aus der Photoresistschicht ausgebildete Struktur Uber die Chromschicht aufgetragen ist.the structure is developed in the photoresist layer, watered out, dried and fixed. After this treatment you get a pad on which a structure formed from the photoresist layer is applied over the chromium layer is.

Danach wird die Chroiätzung in den Ausschluß-(d. h. Thereafter, the chrome etch is converted into the exclusion (i.e.

nicht mit Struktur bedeckten)Abschnitten durchgeführt.not covered with structure) sections.

Die Photoresist-Struktur wird von der Unterlage entfernt und nach Auswässern und Trocknen eine fertige Photomaske erhalten.The photoresist structure is removed from the substrate and after Rinse and dry to obtain a finished photomask.

Das beschriebene Verfahren ist mit einer Reihe von Nachteilen behaftet. Bei der Vorbereitung der Unterlage zum Auftragen einer Chromschicht wird diese Oberfläche genau bearbeitet. Auf der Oberfläche bleibt jedoch eine große Anzahl von Unregelmäßigkeiten, die im weiteren als Zentren der Fehler- bzw. Mikrorißbildung auftreten. Bei dem beschriebenen Verfahren gelingt es nicht, die Mikrorißzahl wesentlich herabzusetzen. The method described has a number of disadvantages. When preparing the base for applying a layer of chrome, this surface becomes precisely machined. However, a large number of irregularities remain on the surface, which subsequently appear as centers of the formation of defects or microcracks. In which The method described does not succeed in significantly reducing the number of microcracks.

Beim Xtzen der Chromschicht in den Ausschlußabschnitten gelingt es nicht, eine genaue Übertragung der aus der Photoresistschicht gebildeten Struktur unmittelbar auf die Chromschicht zu erreichen, weil die bekannten chemischen Xtzverfahren der Chromschicht von einer Unregeliäßigkeit der Strukturränder begleitet sind, was eine wesentliche Randunebenheit und eine Xnderung der Abmessungen der Stnuktur selbst herbeiführt sowie ein geringes Auflösungsvermögen der Photomaske bedingt. It succeeds when the chrome layer is etched in the exclusion sections not an accurate transfer of the structure formed from the photoresist layer directly to the chrome layer because of the well-known chemical Xtz process of the chrome layer are accompanied by an irregularity in the structure edges, what a substantial unevenness of the edge and a change in the dimensions of the structure itself brings about as well as a low resolution of the photomask.

Unter Vemsendungdieaer Photomaske nutzt sich die Chromschicht beim Kontaktieren der Photomaske mit den Halbleiterscheiben ab. When using the photo mask, the chrome layer is used during the Contact the photomask with the Semiconductor wafers.

Die halbdurchsichbigen Fe2O3-Dünnschichten-Photomasken, die auf den Materialeigenschaften beruhen, das sichtbare Licht durchzulassen und das ultraviolette Licht zurückzuhalten, werden ähnlich wie die Chrom-Photomasken hergestellt und weisen die gleichen Nachteile auf. The semi-transparent Fe2O3 thin-film photomasks that are placed on the Material properties are based on transmitting the visible light and the ultraviolet Withdrawing light are made and designed similar to the chrome photomasks the same disadvantages.

Im Vergleich zu den Chrom-Photomasken besitzen aber die halbdurchsichtigen Photomasken geringere Mikrorißzahl, die jedoch noch beträchtlich bleibt, was durch die Oberflächenfehler der Unterlage bedingt ist. Compared to the chrome photomasks, however, the semi-transparent ones have Photomasks have a lower number of microcracks, which, however, still remains considerable, which is due to the surface defects of the base is caused.

Es gibt ein Verfahren zum Herstellen von Photomasken, bei dem eine Photoresistschicht auf die Oberfläche der Unterlage aus optischem Glas aufgetragen und die Struktur darin durch eine Mutter-Photomaske belichtet wird. Danach wird die Struktur in der Photoresistschicht entwickelt, ausgewässert und getrocknet. Nach der Belichtung der Struktur in der Photore#istschicht durch die Mutter-Photomaske und nach deren Entwicklung entsteht also auf der Unterlage eine Struktur (ein Relief) aus Photoresistschicht, bei der den durchsichtigen Bereichen der Photomaske die Photoresist-Abschnitte entsprechen. There is a method of making photomasks in which one Layer of photoresist applied to the surface of the optical glass base and exposing the structure therein through a mother photomask. After that, will the structure in the photoresist layer is developed, washed out and dried. After exposing the structure in the photoresist layer through the mother photomask and after their development, a structure (a relief) is created on the base made of photoresist layer, in which the transparent areas of the photomask the Photoresist sections correspond.

Auf die Unterlage mit der aus der Photoresistschicht gebildeten Struktur wird eine Schicht Maskiermaterial (Chrom, Molybdän, Eisenoxid usw.) aufgetragen. Nach der Beseitigung der aus der Photoresistschicht gebildeten Struktur mit der auf diese Struktur aufgebrachten Maskiermaterial-Schicht wird die Photomaske gespült, getrocknet, danach erhält man eine fertige Photomaske. On the base with the structure formed from the photoresist layer a layer of masking material (chromium, molybdenum, iron oxide, etc.) is applied. After removing the structure formed from the photoresist layer with the masking material layer applied to this structure, the photomask is rinsed, dried, then a finished photomask is obtained.

Dieses Verfahren weist eine Reihe von wesentlichen Nachteilen auf, weil die aus der Photoresistschicht gebildete Struktur die Aufbereitung (Reinigung) der Unterlagen zum Auftragen der Maskiermaterial-Schicht erschwert sowie die Vorwärmmöglichkeit der Unterlagen während des Auftragens der Maskiermaterial-Schicht ausschaltet, was zahlreiche Mikrorisse und Unregelmäßigkeiten der Strukturränder verursacht. This process has a number of major disadvantages, because that formed from the photoresist layer Structure the preparation (Cleaning) the documents for applying the masking material layer made more difficult as well the possibility of preheating the documents during the application of the masking material layer eliminates what numerous microcracks and irregularities of the structure edges caused.

Zur genauen Übertragung der Struktur der Photomaske und Erhöhung des Auflösungsvermögens der Photomaske wird das chemische ätzen des Maskierüberzuges durch Xtzung mit einem Argonionenstrahl, der unter einem Sollwinkel auf die Unterlage einfällt, ersetzt. For the exact transfer of the structure of the photomask and elevation The chemical etching of the masking coating increases the resolution of the photomask by etching with an argon ion beam which hits the substrate at a desired angle occurs, replaced.

Bei der lonenstrahlätzung ist das Auflösungsvermögen des Verfahrens durch die Vollkommenheit der Maskierungstechnik bestimmt und nicht auf die ätztechnik beschränkt. In the case of ion beam etching, the resolving power of the process is determined by the perfection of the masking technique and not the etching technique limited.

Unter Verwendung von Elektronenstrahllithographie erreicht das Auflösungsvermögen des Verfahrens 0,08 /um.Using electron beam lithography achieves the resolving power of the method 0.08 / µm.

Zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit der oben beschriebenen Photomasken sowie zur Beseitigung von mechanischen Schäden der Photoresistschicht auf der Halbleiterscheibe bei der Übertragung der Struktur von der Photomaske auf diese findet ein anderes Verfahren zum Herstellen von Photomasken Verwendung. To increase the wear resistance of the photomasks described above and to remove mechanical damage to the photoresist layer on the semiconductor wafer when transferring the structure from the photomask to this takes place another Method of making photomasks use.

Gemäß diesem Verfahren wird eine elektronenempfindliche Resistschicht auf die Oberfläche der Unterlage, als die eine Glasunterlage zum Einsatz gelangt, aufgetragen, getrocknet und darin die Struktur mit Hilfe eines Elektronenstrahls belichtet. Danach wird die Photomaske chemisch behandelt, d. h. die Struktur wird in der Resistschicht entwickelt, ausgewässert und fixiert. Nach dieser Behandlung erhält man eine Unterlage, auf der die Struktur in der elektronenempfindlichen Resistschicht ausgebildet ist. According to this method, an electron sensitive resist layer is formed on the surface of the base as the one glass base is used, applied, dried and in it the structure with the help of an electron beam exposed. Thereafter, the photomask is chemically treated, i. H. the structure will Developed, washed out and fixed in the resist layer. After this treatment a base is obtained on which the structure in the electron-sensitive resist layer is obtained is trained.

Zur Übertragung der in der elektronenempfindlichen Resistschicht ausgebildeten Struktur in die Masse der Glasunterlage wird hernach die Glasunterlage chemisch geätzt. For transferring that in the electron-sensitive resist layer formed structure in the mass of the glass base is then the glass base chemically etched.

Die Unterlage mit der abgeätzten Struktur wird vor der Vakuumbedampfung der Maskierschicht einer Spülung und einer Trocknung ausgesetzt. Dieser Vorgang der Auftragung der Maskierschicht wird unter Vakuum durchgeführt. The substrate with the etched structure is applied before vacuum deposition the masking layer exposed to rinsing and drying. This process the application of the masking layer is carried out under vacuum.

Nach der Vakuumbedampfung der Maskierschicht wird die Entfernung des elektronenempfindlichen Resists mit der darauf aufgetragenen Maskierbeschichtung durchgeführt. After the vacuum deposition of the masking layer, the removal of the electron-sensitive resist with the masking coating applied thereon carried out.

Auf diese Weise wird einerelieflose Photomaske hergestellt, bei der die Maskiermaterial-Schicht im Werkstoff der Unterlage versenkt ist. In this way, a relief photomask is produced in which the masking material layer is sunk into the material of the base.

Einen wesentlichen Nachteil dieses Verfahrens bildet seine Unmöglichkeit, wegen Isotropie der chemischen alasätzung eine Linienbreite der Struktur von unter 1 /um zu erhalten, weil die Xtzung auf einen der geätzten Schichtdicke gleichen Abstand nach allen Richtungen erfolgt. A major disadvantage of this procedure is its impossibility to because of the isotropy of the chemical etching, a line width of the structure of less than 1 / in order to obtain, because the etching on one of the etched layer thicknesses is the same Distance takes place in all directions.

Einen weiteren Nachteil dieses Verfahrens bildet die Randunebenheit der Strukturelemente, die ebenfalls durch die Isotropie der chemischen alasätzung verursacht ist. Another disadvantage of this method is the unevenness of the edge of the structural elements, which are also due to the isotropy of chemical etching is caused.

Die Randunebenheit kann Größen von mehr als 0>3 /um erreichen.The edge unevenness can reach sizes of more than 0> 3 / µm.

Noch einen Nachteil dieses Verfahrens zum Herstellen der Photomaske bildet die erhöhte Fehlerstellenanzahl der Maskierschicht, die mit sowohl zeitlicher als auch räumlicher Abgeschiedenheit der Vorgänge der Ätzung der Glasunterlage und Vakuumbedampfung der Maskierschicht in Verbindung steht. Another disadvantage of this method of making the photomask forms the increased number of defects in the masking layer, which occurs with both temporal as well as spatial isolation of the processes of etching the glass substrate and Vacuum evaporation of the masking layer is in connection.

Die erhöhte Fehlerstellenanzahl der Maskierschicht hängt ebenfalls mit der Schwierigkeit zusammen, hinreichend reine Oberflächen der Unterlage bei der chemisch eingeatzten Struktur zu schaffen. The increased number of defects in the masking layer also depends together with the difficulty of having sufficiently clean surfaces of the substrate to create the chemically etched structure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der oben aufgezählten Nachteile ein Verfahren zum Herstellen von Photomasken zu schaffen, das die Bildung einer Struktur aus einer Maskiermaterial-Schicht, die durch Änderung der Behandlungstechnologie der Unterlage hohe mechanische Festigkeit, minimale Mikrorißzahl und hohes Auflösungsvermögen besitzt, auf der Unterlage gestattet. The invention is based on the object, avoiding the above to create a method for the production of photomasks listed disadvantages, that is the formation of a structure from a layer of masking material, which is caused by change the treatment technology of the substrate high mechanical strength, minimal number of microcracks and has high resolution, is permitted on the base.

Bei einem Verfahren zum Herstellen von Photomasken zur Fertigung von Halbleitergeräten und Mikroschaltungen, bei dem eine Schicht lichtempfindlichen Materials (Photoresists) oder röntgen- und elektronenstrahlempfindlichen Materials <elektronenempfindlichen Resists) auf die Oberfläche einer durchsichtigen Unterlage aufgetragen, die erforderliche Struktur (Muster) durch die Bestrahlung in dieser gewählten Werkstoffschicht gebildet, der nicht mit der aus der gewählten Werkstoffschicht gebildeten Struktur bedeckte Werkstoff der Unterlage entfernt, darauf eine Schicht Maskiermaterial in einer Vakuumkammer aufgetragen und die in der gewählten Werkstoffschicht gebildete Struktur beseitigt wird, so daß in der Maskiermaterial-Schicht eirn gegenüber der in der gewählten Werkstoffschicht gebildete Struktur negative Struktur erhalten wird, wird erfindungsgemäß die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Werkstoff der Unterlage in einer Tiefe im wesentlichen gleich der Dicke der Maskiermaterial-Schicht in einer Vakuumkammer durch lonenstrahlätzung entfernt wird, während die Maskiermaterial-Schicht in der gleichen Vakuumkammer ohne Vakuumaufhebung aufgetragen wird. In a method of making photomasks for fabrication of semiconductor devices and microcircuits in which a layer is photosensitive Materials (photoresists) or X-ray and electron beam sensitive material <electron-sensitive resists) on the surface of a transparent base applied, the required structure (pattern) by irradiation in this The selected material layer is formed that does not match the one from the selected material layer formed structure covered material removed from the base, then a layer Masking material applied in a vacuum chamber and applied in the selected material layer formed structure is eliminated, so that in the masking material layer opposite one another the structure formed in the selected material layer receives a negative structure is, the object is achieved according to the invention in that the material of the base at a depth substantially equal to the thickness of the masking material layer in one Vacuum chamber is removed by ion beam etching while the masking material layer is applied in the same vacuum chamber without vacuum release.

Es ist zweckmäßig, daß die Entfernung des Werkstoffes der Unterlage und die Auftragung der Maskiermaterial-Schicht in der Vakuumkammer unter einem Unterdruck von nicht über 1 ~ 10 3 mm Hg durchgeführt werden. It is useful that the removal of the material of the base and applying the masking material layer in the vacuum chamber under a negative pressure of no more than 1 ~ 10 3 mm Hg.

Die Entfernung des nicht mit der aus der Photoresistschicht gebildeten Struktur bedeckten Werkstoffes der Unterlage in einer Tiefe, die im wesentlichen gleich der Dicke der aufzutragenden Maskiermaterial-Schicht ist, ermöglicht, relieflose Photomasken, d. h. solche Photomasken, herzustellen, bei denen die Struktur aus Maskiermaterial nicht über die Oberfläche der Unterlage hervorragt, was die mechanische Festigkeit (Verschleißfestigkeit der Photomaske) erhöht, weil sie in diesem Fall nicht durch die Festigkeit des Maskiermaterials, sondern durch die des Werkstoffes der Unterlage gegeben ist, was die Verwendung eines beliebigen Werkstoffes als Maskiermaterial ermöglicht. The removal of that not formed with the layer of photoresist Structure covered material of the base at a depth that is essentially is equal to the thickness of the masking material layer to be applied, enables relief-free Photomasks, d. H. to manufacture such photomasks, in which the structure is made of Masking material does not protrude above the surface of the base, which is mechanical Strength (wear resistance of the photomask) increases because in this case not through the strength of the masking material, but through that of the material the document is given what the use of any material as a masking material enables.

Die Entfernung des Werkstoffes der Unterlage durch die Ionenstrahlätzung gestattet, die Fehler (Mikroriß)-Anzahl in der Maskiermaterial-Schicht beträchtlich herabzusetzen, weil die gestörte Oberflächenschicht der Unterlage bei der Ionenstrahlätzung beseitigt wird, was die Bildung eines dichten Kristallisationskeimnetzes des Maskiermaterials begünstigt und die Oberflächengüte der Unterlage wesentlich verbessert. The removal of the material of the base by the ion beam etching allows the number of defects (microcracks) in the masking material layer to be considerable to reduce, because the disturbed surface layer of the base in the ion beam etching what is eliminated is the formation of a dense nucleation network of the masking material favored and the surface quality of the base significantly improved.

Auf die ionenbehandelte Oberfläche wird die MaskiermaterialÆchicht in ein und derselben Vakuumkammer aufgetragen, was die Verunreinigungsmöglichkeit der Oberfläche der Unterlage vor der Auftragung der Maskierschicht sowie die Reinigung (chemisches Abwaschen) vor der Maskierschichtauftragung eliminiert. The masking material layer is applied to the ion-treated surface Applied in one and the same vacuum chamber, which reduces the possibility of contamination the surface of the substrate before the application of the masking layer and cleaning (chemical washing) eliminated prior to the masking layer application.

Außerdem bietet die Ionenstrahlätzung die Möglichkeit, Mikro- und Submikroabmessungen der Strukturelemente mit sehr geringer R»ndunebenheit der Strukturelemente (nicht über 0,1 /um) zu erhalten. Die in der Photoresistschicht ausgebildete Struktur wird praktisch ohne änderung der Abmessungen der Strukturelemente auf die Unterlage übertragen. In addition, ion beam etching offers the possibility of micro and Submicron dimensions of the structural elements with very little unevenness of the structural elements (not more than 0.1 / µm). The structure formed in the photoresist layer is practically without changing the dimensions of the structural elements on the base transfer.

Im weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der zugehörigen Zeichnung näher erläutert. The invention is further illustrated by means of an exemplary embodiment and the accompanying drawing explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 eine Unterlage, Fig. 2 eine Unterlage mit Photoresistschicht, Fig. 3 die gegenseitige Anordnung der Unterlage mit Photoresistschicht und einer Mutter-Photomaske beim Belichten der Struktur in der Photoresistschicht, Fig. 4 eine Unterlage mit in der Photoresistschicht ausgebildeter Struktur, Fig. 5 eine Unterlage mit Photoresistschicht nach der 1 onenstrahlätzung, Fig. 6 eine Unterlage mit Photoresistschicht nach der Auftragung einer Maskiermaterial-Schicht, Fig. 7 eine fertige Photomaske.1 shows a base, FIG. 2 shows a base with a photoresist layer, Fig. 3 shows the mutual arrangement of the substrate with photoresist layer and a Mother photomask exposing the structure in the photoresist layer, FIG. 4 a base with a structure formed in the photoresist layer, FIG. 5 a Base with photoresist layer after 1 ion beam etching, FIG. 6 shows a base with a photoresist layer after the application of a masking material layer, FIG. 7 a finished photomask.

Bei der Herstellung der Photomasken nach dem erfindungsgemäßen Verfahren finden Unterlagen 1 (Fig. 1) aus homogenem blasenfreiem optischem Glas mit hoher Abriebfestigkeit, mit hinreichender optischer Durchsichtigkeit im sichtbaren Wellenlängenbereich und im Ultraviolettwellengebiet von erforderlicher Länge, z. B. Unterlagen aus optischem Borosilikatglas, Verwendung. In the production of the photomasks according to the method according to the invention find documents 1 (Fig. 1) made of homogeneous bubble-free optical glass with high Abrasion resistance, with sufficient optical transparency in the visible wavelength range and in the ultraviolet wave range of required Length, e.g. B. Documents made of optical borosilicate glass, use.

Die Unterlagen 1 werden nach einem beliebigen der bekannten Abwaschverfahren, die sich durch verwendbare Etz-, Lösungsmittel und technologische Aufeinanderfolge ihrer Anwendung voneinander unterscheiden, von organischen und mechanischen Verunreinigungen gereinigt. Bei einem der Verfahren wird die Unterlage 1 in einem Gemisch K2Cr2O4 + H2S04 abgelagert, danach in laufendem Wasser gespult, Ultraschallabwaschen in Azeton ausgesetzt, in laufendem destilliertem Wasser gespult und getrocknet. The documents 1 are washed using any of the known washing methods, which is characterized by usable etz, solvent and technological sequence their application differ from each other, from organic and mechanical impurities cleaned. In one of the processes, the base 1 is mixed in K2Cr2O4 + H2S04 deposited, then rinsed in running water, ultrasonic washing in Exposed to acetone, rinsed in running distilled water, and dried.

Auf die abgewaschene und getrocknete Unterlage 1 (Fig. 2) wird eine Schicht Material aufgetragen, das aus einer Gruppe von lichtempfindlichen (Photoresist) oder elektronenstrahlempfindlichen (elektronenempfindlicher Resist) bzw. röntgeflstrahlempfindlichen Werkstoffen ausgewählt wurde. On the washed and dried base 1 (Fig. 2) is a Layer of material is applied, which consists of a group of light-sensitive (photoresist) or electron beam sensitive (electron sensitive resist) or X-ray sensitive Materials has been selected.

Als lichtempfindliche Werkstoffe (Photoresiste) finden verschiedene Zusammensetzungen auf Grundlage organischer Stoffe Verwendung, deren Grundeigenschaft in einer wesentlichen Änderung der physikalisch-chemischen Eigenschaften unter Lichtbestrahlung besteht. Als Ergebnis der photochemischen Reaktionen zwischen den Bestandteilen der Zusammensetzung werden in den einen Fällen die Molekel des Stoffes zu Polymeren gruppiert und in den anderen die Zwischenmolekülbindungen zerstört. Die Löslichkeit der DUnnschicht von diesem Stoff in Entwicklern mit Spezialzusammensetzung ändert sich derart, daß die Dünnschicht an den bestrahlten Stellen für die einen Stoffe von unlöslichem in löslichen bzw. für die anderen Stoffe von löslichem in unlöslichen Zustand übergeht. Im ersten Fall wird der lichtempfindliche Werkstoff als positiver und im zweiten Fall als negativer Photoresist bezeichnet. Various light-sensitive materials (photoresists) can be found Compositions based on organic substances use, their basic properties in a significant change in the physicochemical properties under light irradiation consists. As a result of the photochemical reactions between the components of the composition, the molecules of the substance become polymers in one case grouped and destroyed in the other the intermolecular bonds. The solubility the thin layer of this substance changes in developers with special composition in such a way that the thin layer at the irradiated areas for the one substances of insoluble in soluble or for the other substances of soluble passes into an insoluble state. In the first case it is the photosensitive material referred to as positive and in the second case as negative photoresist.

Als elektronenstrahlempfindliche Werkstoffe (elektronenempfindliche Resiste) finden verschiedene Zusammensetzungen auf Grundlage organischer Stoffe, darunter auch einige Photoresisttypen, Verwendung, deren Grundeigenschaft in einer wesentlichen Enderung der physikalisch-chemischen Eigenschaften unter Elektronenbestrahlung (Elektronenbeschuß) besteht, wodurch ihre Löslichkeit sich in der Entwicklerlösung derart ändert, daß die Dünnschicht an den bestrahlten Stellen für die einen Stoffe von unlöslichem in löslichen bzw. für die anderen Stoffe von löslichem in unlöslichen Zustand übergeht. As electron beam sensitive materials (electron sensitive Resists) find different compositions based on organic substances, including some types of photoresist, use, their basic property in one significant change in physico-chemical properties under electron irradiation (Electron bombardment) exists, whereby their solubility in the developer solution changes in such a way that the thin layer at the irradiated places for one substances from insoluble to soluble or, for the other substances, from soluble to insoluble State passes.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren können sowohl positive als auch negative Photo- und elektronenempfindliche Resiste eingesetzt werden. In the method according to the invention, both positive and negative photo and electron sensitive resists are used.

Eine Schicht 2 des gewählten Werkstoffes (Photoresist) wird unter Atmosphärendruck nach einem der bekannten Verfahren, z. B. mit Hilfe einer Zentrifuge aufgetragen, das darin besteht, daß auf die Scheibe der in eine Kammer mit entstaubtem Medium eingebauten Zentrifuge eine Unterlage gelegt wird, auf deren mittleren Teil ein paar Tropfen Photoresist aufgebracht werden, und die Zentrifuge eingeschaltet wird. Unter der Einwirkung der Fliehkraft zerfließt der Photoresist in einem dünnen Film über die Oberfläche der Unterlage. Die aufgetragene Photoresistdünnschicht wird z. B. in einem Thermostat mit entstaubtem Luftmedium unter Atmosphärendruck thermisch behandelt (getrocknet). A layer 2 of the selected material (photoresist) is under Atmospheric pressure by one of the known methods, e.g. B. using a centrifuge applied, which consists in that on the disc in a chamber with dedusted Medium built-in centrifuge a pad is placed on its middle part Apply a few drops of photoresist and turn on the centrifuge will. Under the action of centrifugal force, the photoresist melts in a thin layer Film over the surface of the pad. The applied photoresist thin layer is z. B. in a thermostat with dedusted air medium under atmospheric pressure thermally treated (dried).

Nach der Entstehungsweise der Struktur auf der Oberfläche der Unterlage werden die Photoresiste in zwei Hauptgruppen - negative und positive - eingeteilt. According to the way in which the structure is formed on the surface of the substrate the photoresists are divided into two main groups - negative and positive.

Die negativen Photoresiste bilden wegen des Lichteffekts unlösliche Strukturabschnitte auf der Oberfläche der Unterlage und bleiben nach der Entwicklung auf deren Oberfläche. Die Photoresiststruktur auf der Unterlage stellt ein Negativbild des Originals (der Photomaske) dar. The negative photoresists form insoluble ones because of the light effect Structural sections on the surface of the substrate and remain after development on their surface. The photoresist structure on the base represents a negative image of the original (the photomask).

Die positiven Photoresiste bilden wegen des Lichteffekts lösliche Abschnitte, in diesem Fall wiederholt sich die Originalstruktur genau auf der Oberfläche der Unterlage. The positive photoresists form soluble ones because of the light effect Sections, in this case the original structure is exactly repeated on the surface the document.

Zur Ausbildung der erforderlichen Struktur in der Photoresistschicht 2 kann ein beliebiges der bekannten Belichtungsverfahren verwendet werden, z. B. Kontaktbelichtung an einer Belichtungsanlage unter Verwendung einer Mutter-Photomaske und eines Vakuumkopierrahmens (nicht dargestellt), auf den die Unterlage 1 (Fig. 3) mit Photoresistschicht 2 gelegt wird. An die Unterlage wird die Mutter-Photomaske 3 mit der Emulsionsseite zum Photoresist angelegt. Danach setzt die Luftevakuierung aus dem Innenraum des Rahmens ein. Durch den erzeugten Unterdruck drückt sich die Mutter-Photomaske 3 dicht an die Unterlage 1 mit Photoresistschicht 2 an, und darauf wird der Photoresist mit Hilfe einer Lichtquelle, z. B. einer(nicht dargestellten) Quecksilberdampflampe unter Atmosphärendruck, belichtet. To form the required structure in the photoresist layer 2, any of the known exposure methods can be used, e.g. B. Contact exposure on an exposure system using a mother photomask and a vacuum copying frame (not shown) on which the base 1 (Fig. 3) is laid with photoresist layer 2. The mother photomask is attached to the base 3 with the emulsion side applied to the photoresist. Then the air evacuation begins from the interior of the frame. Due to the negative pressure generated, the Mother photomask 3 tightly to the base 1 with photoresist layer 2, and on it the photoresist is applied with the aid of a light source, e.g. B. one (not shown) Mercury vapor lamp under atmospheric pressure, exposed.

Die Mutter-Photomasken 3 werden auf speziellen hochauflösenden photographischen Platten in herkömmlichen Bromsilberdruckverfahren hergestellt und bilden nicht den Gegenstand der Erfindung. The mother photomasks 3 are on special high-resolution photographic Plates made in conventional silver bromide printing processes and do not form the Subject of the invention.

Danach werden die Unterlage +1 mit belichteter Photoresistschicht 2 einer photochemischen Behandlung unter Atmosphärendruck ausgesetzt, die Entwickeln des Bildes, Auswässern und Härtung (Wärmebehandlung) des Photoresists umfaßt, und somit wird die erforderliche Struktur auf der Unterlage 1 (Fig. 4) in der Photoresistschicht 2 ausgebildet. Then the base +1 are exposed to the photoresist layer 2 subjected to a photochemical treatment under atmospheric pressure, the developing of the image, rinsing out and curing (heat treatment) of the photoresist, and thus the required structure on the substrate 1 (Fig. 4) becomes in the photoresist layer 2 trained.

Falls ein elektronenempfindlicher Resist Verwendung findet, wird die elektronenempfindliche Resistschicht mit Hilfe der Elektronen- bzw. Röntgenstrahlen belichtet, was die Möglichkeit bietet, das Auflösungsvermögen beträchtlich zu erhöhen, d. h. die Struktur mit einer Linienbreite von etwa o,o8 /um in der elektronenempfindlichen Resistschicht zu erhalten. If an electron-sensitive resist is used, the electron-sensitive resist layer with the help of electron or X-rays exposed, which offers the possibility of considerably increasing the resolution, d. H. the structure with a line width of about 0.08 / µm in the electron-sensitive one To obtain resist layer.

Zur Entfernung des Werkstoffes der Unterlage 1 an den nicht mit der Struktur aus der Photoresistschicht 2 bedeckten Stellen werden die Unterlagen 1 mit der Struktur in der Photoresistschicht 2 der Behandlung mit einem gerichteten Strom von beschleunigten Ionen (lonenätzung) unter Vakuum unterworfen. To remove the material of the base 1 to the not with the Structure from the areas covered by the photoresist layer 2 become the documents 1 with the structure in the photoresist layer 2 of the treatment with a directional Subjected to a stream of accelerated ions (ion etching) under vacuum.

Die Ionenstrahlätzung besteht darin, daß die beschleunigten Ionen beim Beschuß der Oberfläche eines beliebigen Werkstoffes Atome (Teilchen) dieses Werkstoffes herausschlagen, so daß auf diese Weise der Werkstoff entfernt wird. The ion beam etching consists in that the accelerated ions when bombarding the surface of any material, atoms (particles) of this Knock out the material, so that the material is removed in this way.

Die lonenstrahlätzung mit gerichtetem Ionenstrom gestattet, den Werkstoff der Unterlage 1 praktisch ohne änderung der durch die Struktur in der Photoresistschicht 2 mit einer sehr geringen Randunebenheit (ca. The ion beam etching with a directed ion current allows the material of the substrate 1 practically without changing the structure in the photoresist layer 2 with a very slight edge unevenness (approx.

0,1 /um) vorgegebenen Abmessungen zu entfernen. Das Ionenstrahlätzverfahren hat ein hohes Auflösungsvermögen und ermöglicht, die Auflösung, die durch die Photo- und Elektronenstrahllithographie erreichbar ist, vollständig zu realisieren.0.1 / µm) given dimensions. The ion beam etching process has a high resolution and enables the resolution, which can be achieved by photo and electron beam lithography, completely to realize.

Die Ionenstrahlätzung des Werkstoffes der Unterlage mit Ionen von Edelgasen, z. B. Argon, wird mit Hilfe einer Ionenquelle 4 (Fig. 5) in einer Vakuumkammer 6 unter einem Druck von nicht über 1 ~ 10 ) mm Hg durchgeführt. Die obere Druckgrenze ist durch die Streuung des Ionenstrahls im Restmedium bedingt, während die untere Druckgrenze durch die Leistung der Absaugvorrichtung gegeben ist und etwa 10 5 bis 10 6 mm Hg betragen kann. Bei der Ionenätzung dient die Struktur aus der Photoresistschicht als Maske und ermöglicht die Beseitigung des Werkstoffes der Unterlage an den nicht mit Photoresist geschützten Stellen. Dabei wird der Photoresist ebenfalls mit einer Zerstäubungsrate zerstäubt, die mit der des Werkstoffes der Unterlage 1 vergleichbar ist und für manche Photoresisttypen diese sogar überschreitet. Zum Herstellen der Photomasken nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher die Dicke der Photoresistschicht, die 3 bis 5 Dicken der aufzutragenden Maskierschicht betragen muß und innerhalb 0,5 bis 0,7 /um liegt, experimentell passend ausgewählt. The ion beam etching of the material of the base with ions from Noble gases, e.g. B. argon, with the help of an ion source 4 (Fig. 5) in a vacuum chamber 6 performed under a pressure not exceeding 1 ~ 10) mmHg. The upper pressure limit is due to the scattering of the ion beam in the residual medium, while the lower Pressure limit is given by the performance of the suction device and about 10 5 to 10 6 mm Hg. The structure from the photoresist layer is used for ion etching as a mask and allows the removal of the material of the base on the not areas protected with photoresist. The photoresist is also with a Atomization rate atomized, which is comparable to that of the material of the base 1 is and for some types of photoresist even exceeds this. To produce the Photomasks according to the method according to the invention are therefore the thickness of the photoresist layer, the 3 to 5 thicknesses of the masking layer to be applied must be and within 0.5 to 0.7 / µm, appropriately selected experimentally.

Die Photoresiste besitzen sehr geringe Temperaturwechselbeständigkeit. Zum Erreichen einer annehmbaren Leistung der Ionenätzung werden die Unterlagen 1, z. B. The photoresists have very little resistance to temperature changes. In order to achieve an acceptable performance of the ion etching, the documents 1, z. B.

achtzig Unterlagen an einem Drehkarussel, gruppenweise behandelt.eighty documents on a rotating carousel, handled in groups.

Die Atztiefe ist durch die Dicke der Maskiermaterial-Schicht gegeben, und die Dicke der Maskierschicht hängt von den opti#schen Eigenschaften des Materials ab und kann für verschiedene Werkstoffe von 0,07 bis 0,15 /um variieren. Die Gtztlefe wird mit Hilfe der #tzgeschwindigkeit und Behandlungszeit überwacht. Die Geschwindigkeit der Ionenätzung ist von dem Strom und der Energie der die zu bearbeitende Fläche beschießenden Ionen abhängig, wird durch die Temperaturwechselbeständigkeit des Photoresists begrenzt und experimentell passend ausgewählt. The etching depth is given by the thickness of the masking material layer, and the thickness of the masking layer depends on the optical properties of the material and can vary from 0.07 to 0.15 / µm for different materials. The Gtztlefe is done with the help of the #tz speed and treatment time monitored. The speed of the ion etching depends on the current and the energy of the at The surface to be machined depends on the ions being bombarded by it, thanks to its resistance to temperature changes of the photoresist and selected to be suitable experimentally.

So wird z. B. bei der Unterlage 1 bei der Ionenstrahlbehandlung von achtzig an einem Drehkarussel angeordneten Unterlagen 1 aus optischem Borosilikatglas von 70 x 70 mm Größe mit der aufgetragenen Struktur aus der Photoresistschicht 2 mit 0,2 A Argonionenstrom und 2000 eV Energie im Laufe von 60 min eine Etztlefe von 0,15 /um erhalten. So z. B. in the case of the base 1 in the ion beam treatment of eighty documents 1 made of optical borosilicate glass and arranged on a rotating carousel of 70 x 70 mm in size with the applied structure from the photoresist layer 2 with 0.2 A argon ion current and 2000 eV energy in the course of 60 minutes an Etztlefe of 0.15 / µm.

Die ftztlefe wurde im Interferenzmikroskop gemessen. Vorzugsweise wird der Werkstoff der Unterlage 1 in einer Tiefe entfernt, die im wesentlichen der Schichtdicke des Maskiermaterials gleich ist.The ftztlefe was measured in the interference microscope. Preferably the material of the base 1 is removed to a depth that is substantially the layer thickness of the masking material is the same.

Nach der Ionenätzung wird also auf der Unterlage 1 (Fig. 5) durch die Struktur in der Photoresistschicht 2 eine Struktur erhalten, die in eine im wesentlichen der Schichtdicke des Maskiermaterials gleiche Tiefe im Werkstoff der Unterlage 1 versenkt ist. After the ion etching is done on the base 1 (Fig. 5) the structure in the photoresist layer 2 obtained a structure which is in an im essentially the same depth as the layer thickness of the masking material in the material Pad 1 is sunk.

Auf die ionenstrahlbehandelte Oberfläche der Unterlage 1 (Fig. 6) mit der Struktur in der Photoresistschicht 2 wird eine Maskiermaterial-Schicht 5, deren Dicke im wesentlichen der Tiefe der im Werkstoff der Unterlage eingeätzten Struktur gleich ist, durch Ionenplasmavakuumaufdampfung aufgetragen. On the ion-beam treated surface of the base 1 (Fig. 6) with the structure in the photoresist layer 2 is a masking material layer 5, the thickness of which is essentially the same as that etched into the material of the base Structure is the same, applied by ion plasma vacuum evaporation.

Das Wesentliche dieses Verfahrens besteht darin, daß die Oberfläche des Targets aus Aufdampfstoff mit beschleunigten Ionen beschossen und die Atome des Targetmaterials herausgeschlagen werden, die, sich an der Unterlage 1 absetzend, einen Aufdampfstoffilm (eine Dünnschicht Aufdampfstoff) bilden. Nach diesem Verfahren werden Metalle, deren Legierungen sowie Halbleiter aufgedampft. The essence of this process is that the surface The target made of vapor deposition is bombarded with accelerated ions and the atoms of the target material are knocked out, which are attached to the base 1 settling, form a vapor deposition film (a thin layer of vapor deposition). To In this process, metals, their alloys and semiconductors are vapor deposited.

Bei zusätzlicher Einführung von Reaktionsgas in den Bereich der Unterlage 1 können aber die Dünnschichten von chemischen Verbindungen (Oxiden, Nitriden u.a.) auf der Unterlage 1 erhalten werden.With additional introduction of reaction gas into the area of the base 1, however, the thin layers of chemical compounds (oxides, nitrides, etc.) on the pad 1 can be obtained.

Der Bedampfungsvorgang wird unter einem Druck von nicht über 1 ~10 3 mm Hg durchgeführt. Bei der Ionenplasmaaufdampfung ist die obere Druckgrenze durch die Rückdiffusion der herausgeschlagenen Teilchen und deren Energieverlust auf der Strecke Target - Unterlage bedingt. The vapor deposition process is carried out under a pressure not exceeding 1 ~ 10 3 mm Hg. With ion plasma vapor deposition, the upper pressure limit is through the back diffusion of the knocked out particles and their energy loss on the Distance target - underlay conditional.

Die untere Druckgrenze ist genauso wie bei der Ionenätzung durch die Leistung der Absaugvorrichtung bedingt. Durch hohe Energie der Atome des Aufdampfstoffes (10 bis 100 eV) und Reinigungswirkung der Gasionen auf die Unterlage 1 weisen die hergestellten Dünnschichten eine hohe Adhäsion auf.The lower pressure limit is the same as for ion etching by the Performance of the suction device conditional. Due to the high energy of the atoms of the vapor deposition (10 to 100 eV) and cleaning effect of the gas ions on the base 1 have the produced thin films have a high level of adhesion.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen der Photomasken ist es zweckmäßig, das Maskiermaterial in ein und derselben Vakuumkammer 6 mit der lonenätzung, d. h. ohne Undichtwerden der Kammer, aufzutragen, was die Reinigung der Unterlagen 1 vor der Auftragung der Maskiermaterial-Schicht 5 ausschaltet und die Anforderungen an die Oberflächenreinigung der Unterlagen 1 herabsetzt. According to the method according to the invention for producing the photomasks it is useful, the masking material in one and the same vacuum chamber 6 with the ion etching, d. H. without leaking the chamber, what the cleaning applied of the documents 1 turns off before the application of the masking material layer 5 and the requirements for surface cleaning of the documents 1 lower.

Die Durchführung der lonenätzung und der #onenplasmaaufdampfung der Maskiermaterial-Schicht 5 in ein und derselben Vakuumkammer 6 ermöglicht, die Mikrorißzahl in der Maskiermaterial-Schicht 5 beträchtlich zu verringern.The implementation of the ion etching and the #on plasma evaporation of the Masking material layer 5 in one and the same vacuum chamber 6 enables the number of microcracks in the masking material layer 5 to be reduced considerably.

Durch die vor der Auftragung der Maskiermaterial-Schicht 5 durchgeführte lonenstrahlätzung wird die verletzte Oberschicht der Unterlage 1 entfernt und ein dichtes Kristallisationskeimnetz des Maskiermaterials geschaffen, was das Erreichen einer hohen Adhäsion der Maskiermaterial-Schicht 5 mit der Unterlage 1 und das einer homogenen feinkristallinen Struktur der Maskiermaterial-Schicht 5 begünstigt. By the before the application of the masking material layer 5 carried out ion beam etching becomes the injured one Top layer of the base 1 removed and created a dense nucleation network of the masking material, what the achievement of a high adhesion of the masking material layer 5 with the base 1 and that of a homogeneous, finely crystalline structure of the masking material layer 5 favors.

Als Maskiermaterial können verschiedene Metalle und Verbindungen verwendet werden: Chrom, Molybdän, Wolfram, Chromoxid, Eisenoxid u. a. Various metals and compounds can be used as masking material the following are used: chromium, molybdenum, tungsten, chromium oxide, iron oxide and others.

Die Dicke der Maskiermaterial-Schicht 5 ist von den optischen Eigenschaften des ausgewählten Werkstoffes abhängig und variiert zwischen 0,07 bis 0,08 /um für Chrom und 0,12 bis 0,15 /um für Eisenoxid. The thickness of the masking material layer 5 depends on the optical properties depends on the selected material and varies between 0.07 to 0.08 / µm for Chromium and 0.12 to 0.15 µm for iron oxide.

In Ubereinstimmung mit der Dicke der ausgewählten Maskiermaterial-Schicht 5 (Fig. 6) wird die Ionenätzung des Werkstoffes der Unterlage 1 in eine Tiefe, die im wesentlichen gleich der Dicke der Maskiermaterial-Schicht 5 ist, durchgeführt. In accordance with the thickness of the selected masking material layer 5 (Fig. 6), the ion etching of the material of the base 1 to a depth that is substantially equal to the thickness of the masking material layer 5 is carried out.

Da die nach der Ionenätzung gebliebene Photoresistschicht 2 mit der darauf aufgetragenen Maskiermaterial-Schicht 5 eine gute Beseitigung des Maskiermaterials an unnötigen Stellen gewährleisten soll, wird die Dicke der Photoresistschicht 2 derart gewählt, daß eine 0,3 bis 0,4 /um dicke Schicht nach der Durchführung der Ionenätzverfahren übrigbleibt. Bei der Argonionenätzung des Werkstoffes der Unterlage durch die Struktur in der Photoresistschicht 2 beträgt die Dicke der Photoresistschicht 0,5 bis 0,7 /um. Since the photoresist layer 2 remaining after the ion etching with the Masking material layer 5 applied thereon a good removal of the masking material to ensure in unnecessary places, the thickness of the photoresist layer 2 chosen such that a 0.3 to 0.4 / µm thick layer after the implementation of the Ion etching process remains. In the case of argon ion etching of the material of the base due to the structure in the photoresist layer 2, the thickness of the photoresist layer is 0.5 to 0.7 / µm.

Die Ionenplasmaaufdampfung der Maskiermaterial-Schicht 5 wurde mit Hilfe einer Ionenplasmaaufdampfvorrichtung 7 (Fig. 6), als welche eine beliebige bekannte Ionenplasmaaufdampfvorrichtung verwendet werden kann, in ein und derselben Vakuumkammer 6 mit der Ionenätzung unter einem Druck von nicht über 1 ~ 10 3 mm Hg durchgeführt. The ion plasma vapor deposition of the masking material layer 5 was carried out with With the help of an ion plasma vapor deposition device 7 (Fig. 6) as which any known ion plasma evaporation device can be used, in one and the same vacuum chamber 6 with the ion etching under a pressure of not performed over 1 ~ 10 3 mm Hg.

Die Ionenplasmaaufdampfvorrichtung 7 ermöglicht, eine 0,15 /um dicke Maskiermaterial-Schicht 5 aus Eisenoxid in 30 min und eine o,o8 /um dicke Chromschicht in 10 min auf achtzig 70 x 70 mm große Unterlagen aufzutragen. Die Auftragung der Maskiermaterial-Schicht 5 in ein und derselben Vakuumkammer 6 schaltet die Vereinigungsmöglichkeit der Unterlage 1 vor der Auftragung der Maskiermaterial-Schicht 5 aus, was die Mikrorißzahl wesentlich verringert sowie einen Arbeitsgang - chemisches Abwaschen der Unterlage 1 vor der Aufdampfung der Maskiermaterial-Schicht 5 - eliminiert.The ion plasma evaporation device 7 enables a 0.15 µm thick Masking material layer 5 made of iron oxide in 30 minutes and a chrome layer 0.08 / μm thick to be applied in 10 minutes on eighty 70 x 70 mm substrates. The application of the Masking material layer 5 in one and the same vacuum chamber 6 switches the possibility of combination of the substrate 1 before the application of the masking material layer 5, which is the number of microcracks significantly reduced as well as one operation - chemical washing of the base 1 before the vapor deposition of the masking material layer 5 - eliminated.

Nach der Auftragung der Maskiermaterial-Schicht 5 wird die Entfernung der Photoresistschicht 2 mit der darauf aufgebrachten Maskiermaterial-Schicht 2 in herkömmlichen Verfahren, z. B. in Lösungsmitteln - Azeton oder Dimethylformamid -, durchgeführt, worauf die Unterlagen 1 z. B. in heißem Wasserstrom gespült und getrocknet werden. After the application of the masking material layer 5, the removal the photoresist layer 2 with the masking material layer 2 applied thereon in conventional methods, e.g. B. in solvents - acetone or dimethylformamide -, carried out, whereupon the documents 1 z. B. rinsed in a stream of hot water and to be dried.

Auf diese Weise wird eine relieflose Photomaske hergestellt, bei der die Maskiermaterial-Schicht 5 (Fig. 7) im Werkstoff der Unterlage 1 versenkt ist. In this way, a relief-free photomask is produced which sinks the masking material layer 5 (FIG. 7) into the material of the base 1 is.

Bei der Herstellung der Photomasken nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, die Ionenätzung und Ionenplasmaaufdampfung in zwei durch eine Vakuumschleuse untereinander verbundenen Kammern 6 ohne Undichtwerden der Vorgänge zu verwirklichen. In the production of the photomasks according to the method according to the invention it is possible to do the ion etching and ion plasma evaporation in two through a vacuum lock to realize interconnected chambers 6 without leaking the processes.

Leerse iteBlank

Claims (2)

Patentanspriiche 1 Verfahren zum Herstellen von Photomasken zur Fertigung von Haibleitergeräten und Mikroschaltungen, bei dem eine Schicht lichtempfindlichen Materials (Photoresists) oder röntgen- und elektronenstrahlempfindlichen Materials (elektronenempfindlichen Resists) auf die Oberfläche einer durchsichtigen Unterlage aufgetragen, die erforderliche Struktur (Muster) durch die Bestrahlung in dieser gewählten Werkstoffschicht gebildet, der nicht mit der aus der gewählten Werkstoffschicht gebildeten Struktur bedeckte Werkstoff der Unterlage entfernt, darauf eine Schicht Maskiermaterial in einer Vakuumkammer aufgetragen und die in der gewählten Werkstoffschicht gebildete Struktur beseitigt wird, so daß in der Maskiermaterial-Schicht einegegentiber der in der gewählten Werkstoff schicht gebildeten Struktur negative Struktur erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff der Unterlage (1) in einer Tiefe im wesentlichen gleich der Dicke der Maskiermaterial-Schicht (5) in einer Vakuumkammer (6) durch Ionenstrahlätzung entfernt wird, während die MaskiermaterialSchicht (5) in der gleichen Vakuumkammer (6) ohne Vakuumaufhebung aufgetragen wird. Patent claims 1 method for producing photomasks for manufacturing of semiconductor devices and microcircuits in which a layer is photosensitive Materials (photoresists) or X-ray and electron beam sensitive material (electron-sensitive resists) on the surface of a transparent base applied, the required structure (pattern) by irradiation in this The selected material layer is formed that does not match the one from the selected material layer formed structure covered material removed from the base, then a layer Masking material applied in a vacuum chamber and applied in the selected material layer formed structure is eliminated, so that in the masking material layer an opposite the structure formed in the selected material layer obtained negative structure is, characterized in that the material of the base (1) at a depth substantially equal to the thickness of the masking material layer (5) in a vacuum chamber (6) is removed by ion beam etching, while the masking material layer (5) is applied in the same vacuum chamber (6) without vacuum release. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung des Werkstoffes der Unterlage (1) und die Auftragung der Maskiermaterial-Schicht (5) in der Vakuumkammer (6) unter einem Unterdruck von nicht über 1 10 3 mm Hg durchgeführt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the removal the material of the base (1) and the application of the masking material layer (5) carried out in the vacuum chamber (6) under a negative pressure of not more than 1 10 3 mm Hg will.