DE2725126C2

DE2725126C2 - Maskenaufbau für Röntgenstrahlungslithographie

Info

Publication number: DE2725126C2
Application number: DE2725126A
Authority: DE
Inventors: Gerald Allan Coquin; Juan Ramon Berkeley Heights N.J. Maldonado; Dan Short Hills N.J. Maydan; Sasson Roger Berkeley Heights N.J. Somekh
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1976-06-08
Filing date: 1977-06-03
Publication date: 1985-01-31
Also published as: US4037111A; FR2354582B2; JPS52149979A; JPS545266B2; DE2725126A1; GB1579468A; FR2354582A2; CA1092255A

Description

7. Maskenaufbau nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch

— eine weitere röntgenstrahlungstransparente Schutzschicht auf der Oberseite der ersten Schutzschicht zum Einfangen von Schmutzpartikeln,

— wobei die zweite Schutzschicht leicht entfernbar ausgebildet und dazu bestimmt ist von Zeit zu Zeit ersetzt zu werden, um die Oberflächensauberkeit sicherzustellen.

8. Maskenaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß

— der periphere Teil (38) des Musters das Trageglied (10) überlappt.

2. Maskenaufbau nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß

— als die Spannungskompensierenden Metalle Wolfram und Titan oder Tantal und Titan vorgesehen sind.

3. Maskenaufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

— die Spannungskompensierenden Metalle in wenigstens einer der beiden Zonen (14,18) als Mischung vorliegen.

4. Maskenaufbau nach einem der Ansprüche
3, dadurch gekennzeichnet, daß

bis

— wenigstens eine der beiden Zonen durch zwei übereinander niedergeschlagene Schichten (20, 22 bzw. 24,26) aus je einem der spannungskompensierenden Metalle gebildet ist.

5. Maskenaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch

— eine transparente leitende Belegung in Kontakt mit dem transparenten Film (12) zur Kompensation elektrischer Aufladungen, die der Maskenaufbau als Folge einer Photoelektronenemission während einer Röntgenbestrahlung erfährt.

6. Maskenaufbau nach einem der Ansprüche
5, gekennzeichnet durch

bis

— wenigstens eine röntgenstrahlungstransparente Schutzschicht (30), die auf das vom Film getragene Muster niedergeschlagen ist, um dieses vor physikalischer Beschädigung zu schützen Die Erfindung bezieht sich auf einen Maskenaufbau für Röntgenstrahlungslithographie der im Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebenen Art.

Ein solcher Maskenaufbau ist aus der DE-OS 25 06 2b6 bekannt. Bei dem bekannten Maskenaufbau ist auf ein maßhaltiges Trageglied ein röntgenstrahlungstransparenter Film, beispielsweise ein Polyäthylentherephthalat-Film gespannt und hieran befestigt. Dieser Film vermag daher ein hochebenes und dauerhaftes Substrat für eine Maske zu bilden, das in seinen Abmessungen so stabil ist wie das Tragglied selber. Auf diesem Maskensubstrat ist eine vergleichsweise dicke röntgenstrahlungsabsorbierende Schicht, beispielsweise eine Gold- oder Platinschicht, in Form eines jeweils gewünschten Maskenmusters vorgesehen. Der über das Tragglied gespannte Film ist sowohl für Röntgenstrahlen als auch für sichtbares Licht transparent, eine Maskenausrichtung und Justage kann daher auf optischem Wege einfach durchgeführt werden.

In der Erfindung vorausgehenden Versuchen wurde es als zweckmäßig befunden, die röntgenstrahlungsabsorbierenden Elemente der Maske aus einer auf den Film niedergeschlagenen Dreischichtfolge zu erzeugen. Diese Dreischichtfolge besitzt eine Titandünnschicht als unterste Schicht, eine vergleichsweise dicke GoIdschicht als Mittelschicht und wiederum eine Titandünnschicht als oberste Schicht. Die untere Titandünnschicht dient zur Haftungsverbesserung der auf dem Film an sich schlecht haftenden Goldschicht als der eigentlichen röntgenstrahlungsabsorbierenden Schicht, während die obere Titanschicht als Maskierungsschicht während der selektiven Mustererzeugung aus der Goldschicht dient.

Eine solche Dreischichtfolge würde daher aus den

angegebenen Gründen höchst zweckmäßig sein. Es wurde aber gefunden, daß die untere und obere Schicht einer solchen Dreischichtfolge praktisch stets mit inneren (mechanischen) Spannungen niedergeschlagen werden. Weiter wurde gefunden, daß diese Spannungen Ursache sind für störende Verzerrungen des auf dem Film erzeugten hochauflösenden Röntgenstrahlungsabsorp-

b5 tionsmusters, da sich diese Verzerrungen auch auf den Substratfilm übertragen werden. Als Folge dieser Verzerrungen haben sich Röntgenstrahlungsmasken der beschriebenen Art für einige Anwendungsfälle, bei de-

nen es auf hohes Auflösungsvermögen im Sinne einer entsprechend hohen Musterfeinheit ankommt, als unbefriedigend erwiesen, und zwar insbesondere dort, wo jedes Mitglied einer Gruppe von Mehrfachmasken nacheinander mit hoher Genauigkeit gegenüber einem Chip auszurichten ist.

Aus der DE-AS 16 14 677 ist es für eine photolithographische Kontaktbelichtungsmaske bekannt, das auf einer selbstragenden Scheibe aus transparentem hartem Material wie Quarz oder Glas aufgebrachte Metallisierungs-Maskenmuster z. B. aus Chrom, Molybdän oder Aluminium mit einer Dünnschicht aus transparentem hartem Material z. B. aus Quarz oder Glas abzudecken, um Interferenzeffekte bei der Belichtung zu vermeiden. Vorzugsweise sollen dabei Deckschicht und Scheibe denselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzen, um maximale Konstanz der Maskendimensionen zu gewährleisten. Da bei dem bekannten Maskenaufbau als das Substrat keine flexible Folie, sondern eine selbsttragende Scheibe in ausreichender mechanischer Festigkeit vorgesehen ist, stellt sich das Problem einer Maskenniusterverzerrung als Folge innerer Spannungen in der Maskenmetallschicht nicht, da diese inneren Spannungen von der darunterliegenden Scheibe im Gegensatz zu einer flexiblen Folie ohne merkliche Verformung aufgenommen werden. Bei Röntgenstrahlungslithographie verbietet sich aber die Verwendung dickerer, selbsttragender Quarz- oder Glasscheiben als das Maskensubstrat, da diese gegenüber den zur Anwendung gelangenden vergleichsweise weichen Röntgenstrahlen (Wellenlängen in der Größenordnung von 10-' Nanometer) zu wenig transparent sind.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Maskenaufbau für Röntgenstrahlungslithographie bereitzustellen, der die Verwendung mehrschichtiger Metallisierungen als Maskenmuster auf einem gespannten, an sich flexiblen Film ermöglicht, wobei sichergestellt ist, daß mechanische Spannungen, die sich in einem solchen Maskenaufbau sowohl bei der Herstellung als auch während des Betriebs entwickeln und zu einer unerwünschten Verzerrung des Maskenmusters führen, im wesentlichen kompensiert sind.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe für den in Rede stehenden Maskenaufbau mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Hiernach ist die als eigentliche Maskierung dienende röntgenstrahlungsabsorbierende Schicht beidseits flankiert von vergleichsweise dünnen Zonen, die aus wenigstens zwei Metallen, welche sich durch eine gegenseitige Kompensation von Spannungen auszeichnen, aufgebaut sind.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachstehend ist die Erfindung anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben; es zeigen

Fig. 1 und 2 je ein Ausführungsbeispiel eines unbemusterten Maskenaufbaus mit der besseren Darstellung wegen teilweise weggebrochenen Schichten und

Fig.3 eine Schnittansicht eines bemusterten Maskenaufbaues entsprechend der Anordnung nach Fig. 1. wobei noch weitere Schichten zur Verbesserung der Maskeneigenschaften vorgesehen sind.

F.in gedehnter röntgenstrahlungsdurchlässiger Kunststoffen ist zur Bildung des Substrates des vorliegenden Maskcnaufbaus vorgesehen. Obgleich zur Bildung des Substrates zahlreiche Materialien verfügbar und ecciKnct sind, empfiehlt es sich, einen Polvimidfilm als das Substratmaterial zu benutzen. Ein für diesen Zweck besonders vorteilhaftes Material ist ein dünner Poly-(diphenyloxid-pyromellithimid)- Film. (Siehe »IEEE Transactions on Electron Devices«, Bd. ED-22, Nr. 7, 1975, Seiten 434—439). Er ist in zahlreichen Dicken im Handel erhältlich. Er besitzt eine attraktive Kombination wünschenswerter Eigenschaften, wie mechanische Festigkeit, niedrige Röntgenstrahlungsabsorption, Beständigkeit gegen organische Lösungsmittel, optische Transparenz, thermische Stabilität, Strahlungsbeständigkeit und hohe Oberflächenqualitäten.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist für das Substrat ein solcher 25 Mikrometer dicker Polyimid-FiIm vorgesehen. Er hat eine Durchlässigkeit von 70% für Röntgenstrahlen, die von einer elektronenbeschossenen Palladium-Quelle herrühren und für die Bestrahlung eines für Röntgenstrahlen empfindlichen Resistes (sogenannter A"-Resist) wirksam sind. Zur Präparierung des Substrates wird ein 12,7 cm · 12,7 cm großes FiImstück in einer üblichen Halterung montiert. Die Halterung weist beispielsweise einen Polytetrafluoräthylen-Ring auf, über die der Film gespannt ist. Ring und Film werden ihrerseits in einer kreisförmigen Öffnung eines Polytetrafluoräthylen-Plattengliedes im Preßsitz festgelegt. Auf diese Weise sind die beiden Seiten des Films für die anschließenden Reinigungs- und Beschichtungsschritte zugänglich.

In handelsüblicher Qualität ist die eine Seite eines Polyirnid-Films typischerweise glatter als die andere. Die glattere Seite, die nachstehend als Oberseite bezeichnet wird, ist jene, auf der anschließend die röntgenstrahlungsabsorbierenden Schichten erzeugt werden.

Nach seiner Montage in der Halterung wird der Polyimid-Film durch etwa 30 Minuten langes Eintauchen in eine milde basische Lösung (z. B. eine Natriumhydroxid- oder -carbonailösung) gereinigt. Dieses dient zur Entfernung jeglicher Polyaminsäurespuren, die auf dem Film herstellerseitig verblieben sind. Sodann erfolgt eine Ätzung des montierten Films (beispielsweise in Tetraäthylammoniumhydroxid in Dimethylsulfoxid), um jegliche in den Oberflächen des Films eingebettete Partikel zu entfernen. Die Filmoberflächen werden dann weiterhin gereinigt, indem der Film in eine milde Detergenzien-Lösung eingetaucht wird, die von Ultraschall beaufschlagt ist.

Nach Spülung und Trocknung des Polyimid-Films wird auf die rauhere Seite, die Unterseite des Films, ein optisch transparentes organisches Material aufgebracht. Dieses dient zur Verbesserung der optischen so Qualität des Films, so daß durch diesen leicht und genau unter dem Mikroskop hindurchgebläckt werden kann. Beispielsweise erweist sich eine 2 Mikrometer dicke Schicht aus einer im Schleuderverfahren auf die Unterseite des Films aufgebrachten Polyimidvorläufer-Lösung in n-Methylpyridin für eine befriedigende Verbesserung der optischen Qualität des Films als brauchbar. Alternativ können auch Epoxy-Harze, Polymethylmethacrylat od. dgl. zur Verbesserung der optischen Qualität des Films benutzt werden.

Eine weitere Reinigung des Films in einer milden basischen Lösung, wie diese oben angegeben wurde, gefolgt von einer weiteren Ultraschallbehandlung in einer müden Detergenzien-Lösung, kann sich dann zur Siel, rstellung einer extremen Reinheit des Films empfehtö len.

Der gereinigte Film wird dann von der beschriebenen Halterung auf eine übliche Spannvorrichtung übertragen. In dieser wird der Film durch Dehnen um etwa

0,5% mechanisch straff gespannt. Während der Film straff bleibt, wird ein Tragglied auf die rauhere Seite des Films beispielsweise mit Hilfe eines Epoxy-Klcbers aufgeklebt. Nach Aushärtung des Klebstoffes wird der nunmehr unterstützte Film aus der Spannvorrichtung entnommen und werden die über das Tragglied vorstehenden Filmteile abgeschnitten.

Nachstehend sei angenommen, daß das Tragglied in Form eines Ringes vorliegt. Obgleich sich eine Ringform für eine Reihe praktischer Anwendungsfälle als vorteilhaft erwiesen hat, versteht es sich, daß das Tragglied auch jede andere gewünschte geometrische Form haben kann.

Vorteilhaft ist ein solcher Tragring aus einem starken, dauerhaften und in seinen Abmessungen stabilen (maßhaltigen) Material hergestellt. Ein besonders attraktives Material für das Tragglied ist ein Borsilikatglas, das über einen weiten Temperaturbereich einen vergleichsweise kleinen linearen Expansionskoeffizienten annähernd gleich dem von Silicium besitzt.

Es ist relativ billig und kann leicht in die jeweils gewünschte Form gebracht werden.

Ein ringförmiges Tragglied 10 mit einem im vorstehend beschriebenen Verfahren aufgebrachten Film 12 ist in F ι g. 1 dargestellt.

Um Fehlstellen wie Kratzer abzudecken und um sicherzustellen, daß die Oberseite des Films 12 glatt und hart ist, ist es in einigen Fällen vorteilhaft, eine röntgenstrahlungsdurchlässige Beschichtung hierauf aufzubringen. Für diesen Zweck eignen sich beispielsweise eine oder mehrere 2 Mikrometer dicke Sch'chten aus einer Polyimidvorläufer-Lösung in n-Methylpyrilidin oder aus verschiedenen Epoxy-Systemen oder aus einer oligomeren Polyimidlösung. Um die Zeichnung nicht unnötig zu komplizieren, sind diese Schichten in F i g. 1 nicht explizit dargestellt. Es versteht sich jedoch, daß in einigen Fällen der Film 12 solche zusätzlichen Schichten mit umfaßt.

Es wird dann eine dreischichte Metallisierung auf dem Filmsubstrat 12 in Fig. 1 niedergeschlagen. Die erste dieser Schichten die Schicht 14, ist eine 5 Nanometer dicke niedergeschlagene Mischung aus Wolfram und Titan.

Beispielsweise wird die Schicht 14 auf das Kunststoffsubstrat 12 durch Zerstäuben niedergeschlagen, was ein allgemein bekannter Prozeß ist. Zum Erhalt einer aus Wolfram und Titan zusammengesetzten spinnungsarmen Schicht im Zerstäubeverfahren, wird das Kathoden-Target der Zerstäubungsapparatur als ein Bimetallelement ausgeführt. Beispielsweise sind hierzu 15% des effektiven Kathodentargetgebietes aus Wolfram und 85% aus Titan. Mit diesem Target kann eine zusammengesetzte, etwa 5 Nanometer dicke Wolfram-Titan-Schicht 14 auf das Substrat 12 niedergeschlagen werden. In einer solchen Schicht tendieren die im Wolframbestandteil vorhandenen Druckspannungen dazu, die Zugspannungen im Titanbestandteil nahezu exakt zu kompensieren. Im Ergebnis wird eine sehr spannungsarme niedergeschlagene Schicht 14 erhalten.

Sodann wird eine etwa 700 Nanometer dicke Goldschicht 16 auf die Schicht 14 durch Zerstäuben niedergeschlagen. Es wurde gefunden, daß eine solche Goldschicht sich tatsächlich mit sehr niedrigen Spannungen niederschlägt Nachfolgend wird eine 100 Nanometer dicke, gleichfalls aus einer Mischung von Wolfram und Titan bestehende zusammengesetzte Schicht 18 auf die Goldschicht 16 niedergeschlagen. Hierzu wird beispielsweise ein Bimetall-Kathodentarget der selben Art wie beim Niederschlagen der Schicht 14 verwendet. Folglich wird auch die Schicht 18 sehr spannungsarm.

Vor der Beschreibung der Art und Weise, auf die aus den Schichten 14, 16 und 18 der F i g. 1 ein Muster herausgearbeitet wird, um einen vollständigen Röntgenstrahlungsmaskenaufbau zu erhalten, seien eine Reihe alternativer Wege angegeben, auf denen eine span nungsarme Metallisierung auf dem Substrat 12 erhalten werden kann. So können beispielsweise die Schichten 14 und 18 je eine durch Zerstäubung niedergeschlagene Mischung von Titan und Tantal sein. Durch geeignete Wahl der Mischung können die von der Titan-Komponente eingeführten Zugspannungen durch die von Tantal eingeführten Druckspannungen praktisch genau

]s kompensiert werden. Zum Beispiel wird eine spannungsarme Anordnung erhalten, indem jede der Schichten 14 und 18 in einer Zerstäubungsapparatur unter Verwendung eines Kathodentargets niedergeschlagen wird, dessen effektives Gebiet zur Hälfte aus Titan und zur Hälfte aus Tantal besteht.

Alternativ kann eine Spannungskompensation in den oberhalb und unterhalb der Schicht 16 gelegenen Schichten dadurch erreicht werden, daß eine jede der Schichten 14 und 18 zwei getrennte Dünnschichten mit entsprechenden Spannungskompensationseigenschaften umfaßt. Sonach sind bei der Anordnung nach F i g. 2, die gleichfalls ein ringförmiges Tragglied 10 mit einem hierüber gespannten Kunststoffsubstrat 12 aufweist, zwei Dünnschichten 20 und 21 übereinander auf dem Substrat 12 niedergeschlagen. Beispielsweise ist die Dünnschicht 20 eine 5 nm dick aufgestäubte Wolframschicht und die Schicht 22 eine 15 nm dick aufgestäubte Titanschicht. Die Schicht 20 kann auch eine 7.5 nm dick aufgestäubte Titanschicht sein und die Schicht 22 eine 15 nmdick aufgestäubte Tantalschicht.

Auf die Schicht 22 wird dann eine Schicht 16, beispielsweise aus Gold, niedergeschlagen. Hieran anschließend werden zwei Spannungskompensierende Dünnschichten 24 und 26 übereinander auf die Schicht 16 niedergeschlagen. Beispielsweise ist die Schicht 24 eine 25 nm dicke aufgestäubte Wolframschicht, und die Schicht 26 eine 75 nm dicke aufgestäubte Titanschicht. Alternativ kann die Schicht 24 eine 33 nm dicke aufgestäubte Titanschicht sein, und die Schicht 26 eine 67 nm dicke aufgestäubte Tantalschicht.

In diesem Stadium des hier beschriebenen Musterherstellungsverfahrens liegt ein ungemusterter, spannungsarmer Maskenrohling der in F i g. 1 oder 2 dargestellten Art vor. Für das nachstehend beschriebene Beispiel ist der Maskenrohling nach F i g. 1 vorgesehen.

Nach Entfernung des Maskenrohlings aus der Zerstäubungsapparatur wird eine Resistschicht auf die Oberseite der Schicht 18 im Schleuderverfahren wie üblich aufgebracht. Vorteilhaft ist das Resistmaterial ein elektronenstrahlempfindlicher Negativ- oder Positivresist, der mit hoher Auflösung in einem Elektronenstrahlbelichtungssystem selektiv bestrahlt werden kann. Ein solches System ist in der DE-OS 25 16 390 (= US-PS 39 00 737) beschrieben.

Zur Erläuterungszwecken sei angenommen, daß eine 700 Nanometer- dicke Schicht aus Glycidmethacrylatco-äthylacrylat (einem bekannten Elektronenstrahlungs-Negativresist) im Schleuderverfahren auf die Schicht 18 in Fi g. 1 aufgebracht wird. Sodann wird mit Hilfe des in der vorstehend genannten DE-OS beschriebenen Systems ein Muster hoher Auflösung in der Resistschicht durch selektive Bestrahlung ausgewählter Teile definiert Nach der Exposition wird der Masken-

''M SI

aufbau aus dem Elektronenstrahlsystem entfernt und das Resistmaterial entwickelt, d. h., das unbestrahlt gebliebene Resistmaterial von der Schicht t8 entfernt.

Sodann wird der Maskenaufbau in eine übliche Plasmaätzeinheit verbracht. Nach Erzeugung eines Sauerstoffplasmas bei einem Druck von etwa 66,7 N/m² bei einer eingestellten Leistung von etwa 100 Watt in der Plasmaätzeinheil wird der Maskenaufbau etwa 2 Minuten lang geätzt, um jegliche Resist-Reste von den unbestrahlten Bereichen zu entfernen. Das Muster, das den unbestrahlten Bereichen des Resistmaterials genau entspricht, ist nunmehr durch die unbedeckten Oberflächenteile der zusammengesetzten Schicht 18 definiert.

Eine Plasmaätzung der unbedeckten Teile der zusammengesetzten Schicht !8 erfolgt beispielsweise in einem Kohlenstofftetrafluorid-Plasma bei etwa 66,7 N/m² und 100 Watt. Nach etwa 10 Minuten ist die gesamte Dicke der unbedeckten Teile der Schicht 18 entfernt, wodurch ausgewählte Oberflächenbereiche der Schicht 16 freigelegt sind.

Vorteilhaft erfolgt die Herausarbeitung des Musters aus der nunmehr selektiv maskierten Schicht 16 in einer üblichen Hochfrequenzzerstäubungsätzkammer. Eine Wärmeableitung aus dem Maskenaufbau während des Ätzprozesses ist vorteilhaft, um Verzerrungen zu vermeiden. Demgemäß wird die Maske beispielsweise in der Ätzkammer in einer Aluminiumfassung montiert, die ein silberimprägniertes Schaumkissen in Kontakt mit der Unterseite des gespannten Substrates 12 aufweist.

Ein etwa 1 stündiges Zerstäubungsätzen in einer Atmosphäre von Argon und Luft bei einer eingestellten Leistung von etwa 150 Watt reicht aus, die unmaskierten Teile der Schicht 16 zu entfernen. Der Maskenaufbau wird dann aus der Zerstäubungsapparatur zur weiteren Verarbeitung entfernt.

Zur Verbesserung der optischen Durchlässigkeit des Maskenaufbaus erfolgt dann eine Entfernung jener Teile der Schicht 14 (Fig. 1), welche direkt innerhalb der weggeätzten Bereiche der Schicht 16 liegen. Dieses erfolgt beispielsweise mit einer Lösung aus 5 Vol.-% Fluorwasserstoffsäure, 5% Salpetersäure und 90% Wasser. Eine etwa lminütiges Ätzen mit einer solchen Lösung reicht aus, die unmaskierten Teile der Schicht 14 zu entfernen.

Vorteilhaft wird das röntgenstrahlungsabsorbierende Muster des entsprechend dem obigen hergestellten Maskenaufbaus noch mit einem Schutzmaterial, z. B. aus einer Polyimidlösung in n-Methylpyrilidin oder digomeren Polyimidlösung, einem Epoxyresist, einem Photoresist oder einem anderen monomeren und polymeren Kunststoffüberzug überzogen. Ein solches Material, das optisch transparent sein und vergleichsweise niedriges Röntgenstrahlungsabsorptionsvermögen haben sollte, dient dem Schutz des Röntgenstrahlungsabsorptionsmusters vor physikalischer Beschädigung. Ein solches Material verleiht dem Maskenaufbau auch zusätzliche Steifigkeit und verhindert darüber hinaus daß Photoelektronen, die durch einfallende Röntgenstrahlung aus dem Röntgenstrahlungsabsorptionsmuster emittiert werden, zur Bestrahlung einer Röntgenstrahlungsresistschicht beitragen, die in Verbindung mit der Maskenanordnung »belichtet« werden soll.

Ein weiteres vorteilhaftes Material zum Erzeugen dieser Schutzschicht ist das bereits erwähnte Polyimid. Bei einer Ausführungsform wurde eine 2 Mikrometer dicke Schicht aus diesem Material im Schleuderverfahren auf das Röntgenstrahlungsabsorptionsmuster auf gebracht und dann 4 Stunden lang bei 100°C gehärtet. In der Schnittansicht nach F i g. 3 ist diese Schutzschicht durch die Schicht 30 dargestellt.

Weiterhin wurde es für einige Anwendungsfälle als vorteilhaft befunden, noch eine weitere Schicht 32 (Fig. 3) auf die Oberseite der Schutzschicht 30 aufzubringen. Die Schicht 32, die beispielsweise eine im Schleuderverfahren aufgetragene 1 Mikrometer dicke Polymethylmethacrylat-Schicht ist, ist dafür vorgesehen, von Zeit zu Zeit entfernt und durch eine neue Beschichtung ersetzt zu werden. Auf diese Weise wird jeglicher Schmutz, der sich auf der Beschichtung 32 angesammelt haben mag, ebenfalls periodisch entfernt, so daß die Sauberkeit dfs Maskenaufbaus auf vergleichsweise hohem Niveau gehalten werden kann.

Um der Anordnung nach F i g. 1 zu entsprechen, weist F i g. 3 auch ein ringförmiges Tragglied 10 und ein hieran befestigtes Kunststoffsubstrat 12 auf. Außerdem ist in F i g. 3 ein schematisch stark vereinfachtes Röntgenstrahlungsabsorptionsmuster dargestellt, das aus dem in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen spannungsarmen Dreischichten-Metallisierungssystem erzeugt worden ist. Ein Teil 36 eines Elementes des Röntgenstrahlungsabsorptionsmusters, das in Fig. 3 dargestellt ist, weist beispielsweise eine Wolfram-Titan-Schicht 40, eine Goldschicht 42 und eine Wolfram-Titan-Schicht 44 auf. Außerdem zeigt F i g. 3 einen weiteren Teil 38 eines peripheren Bereiches des Metallisierungsmusters. Auch der Teil 39 weist beispielsweise eine Wolfram-Titan-Schicht 40, eine Goldschicht 42 und eine Wolfram-Titan-Schicht 44 auf. Der Grund dafür, einen derartigen peripheren Bereich bei dem Muster vorzusehen, ist weiter unten noch beschrieben.
Wie erwähnt, zeichnet sich das im vorliegenden Ver-

3b fahren erzeugte Röntgenstrahlungsabsorptionsmuster, z. B. das nach Fig.3 durch sehr niedrige Spannungen aus. In Weiterbildung der Erfindung kann nun jene Verzerrung, die von selbst so niedrigen Spannungen herrührt, dadurch reduziert werden, daß die Unterseite des Substrates 12 (Fig.3) mit einer Schicht eines relativ steifen gegenüber Röntgenstrahlen transparenten Materials beschicht wird. Eine solche Schicht, die in F i g. 3 bei 46 dargestellt ist, erhöht die Gesamtsteifigkeit des Maskenaufbaues. Es wurde gefunden, daß eine 2 Mikrometer dicke Berylliumschicht 46, die auf die Unterseite des Kunststoffsubstrates 12 niedergeschlagen wird, besonders wirksam für eine Aussteifung der dargestellten Röntgenstrahlungsmaske ist. Alternativ kann für denselben Zweck eine 10 Mikrometer dicke Siliciumnitridschicht verwendet werden.

Weiterhin wird mit Vorteil die Form für das Röntgenstrahlungsabsorptionsmuster auf dem Substrat 12 so gewählt, daß bereits hierdurch eine mögliche Verzerrung aufgrund von irgendwelchen Spannungen im niederge schlagenen Muster noch weiter reduziert werden. Im einzelnen werden periphere Bereiche des Musters auf dem Substrat 12 so geformt, daß sie wenigstens teilweise das Tragglied 10 überlappen. Folglich werden jegliche Kräfte, die von Spannungen in den peripheren Tei- len des Musters herrühren, auf jene Teile des Substrates 12 ausgeübt werden, die mit dem vergleichsweise unbeweglichen Tragglied 10 verbunden sind Demgemäß resultieren, wenn überhaupt, nur sehr wenig Verschiebungen des Substrates 12 aufgrund solcher peripherer Kräf- te. Demgemäß wird, wenn überhaupt, nur sehr wenig Verzerrung im niedergeschlagenen Muster durch Kräfte erzeugt, die an peripheren Diskontinuitäten im Muster existieren.

In F i g. 3 ist der periphere Teil 38 des niedergeschlagenen Röntgenslrahlungsabsorptionsmusters als das maßhaltige Tragglied 10 überlappend dargestellt. Der Teil 38 kann einen kontinuierlichen Außenbereich oder einen diskontinuierlichen, in Segmente unterteilten Bereich umfassen, der längs des Umfanges des Maskenaufbaus gleichmäßig verteilt ist und das Glied 10 überlappt. In jedem Fall sind jegliche Kräfte, die von dem Teil 38 auf das Substrat 12 ausgeübt werden, nicht dahingehend wirksam, eine Verschiebung des Substrates und des von diesem getragenen Röntgenstrahlenabsorptionsmusters zu verursachen.

Normalerweise würde man bei der Herstellung eines Maskenaufbaues keinen Umfangsbereich, wie den Teil 38 in F i g. 3 vorsehen. Denn der Teil 38 ist zumindest in dem Ausmaß, in dem er das Glied 10 überlappt, nicht Bestandteil eines Musters, das zur Definition von Merkmalen auf einem zugeordneten resistbeschichten Plättchen vorgesehen ist. Demgemäß würde man insbesondere dort, wo ein teures Material wie Gold bei der Metallisierung auf dem Substrat 12 verwendet wird, eher ausdrücklich daran denken, solche Umfangsteile bei dem fertiggestellten Maskenaufbau gerade nicht vorzusehen.

Weiterhin ist es vorteilhaft, den effektiven Teil des Röntgenstrahlungsabsorptionsmusters, das durch das Element 36 in F i g. 3 symbolisiert ist, auf dem Substrat 12 innerhalb des durch das Glied 110 definierten Ringes in gleichförmig verteilter Anordnung vorzusehen. Die diskreten Elemente eines solchen Musters definieren Diskontinuitäten in der Metallisierung. An jenen Diskontinuitäten werden auf das Substrat 12 Kräfte ausgeübt. Wenn jedoch die Elemente gleichförmig über das Substratgebiet verteilt sind, werden die auf das Substrat ausgeübten Kräfte ebenfalls gleichförmig verteilt, so daß im Ergebnis keine Verschiebung im Substrat auftreten wird.

Zahlreiche weitere Abwandlungen sind möglich. Beispielsweise wurde gefunden, daß, obgleich die vorliegende Beschreibung hauptsächlich anhand der Verwendung von Gold als das zentrale Element des Röntgenstrahlungsabsorptionsmusters erfolgte, in der Praxis auch andere Metalle, wie Tantal oder Wolfram geeignete Absorptionsmedien sind, wenn sie in einer Dicke von etwa 1 Mikrometer anstelle der für Gold oder Platin benutzten Dicke von nur 0,7 Mikrometer angewandt werden. Eine dickere Schicht bringt allerdings eine leichte Verschlechterung des Auflösungsvermögens mit sich. Aber die Verwendung einer einzigen Schicht aus Tantal oder Wolfram als das Röntgenstrahlungsabsorptionsmedium bietet bedeutsame Vorteile. Beide Materialien sind billiger als Göid öder Platin niederzuschlagen und beide Metaiie können leicht einer Musterung in einem einzigen Schritt, beispielsweise durch Ätzen in einem Freon-Plasma, unterzogen werden. Wenn daher die kleinste Merkmalgröße auf der Maske eine etwas dickere Absorptionsschicht erlaubt, resultiert die Verwendung von Tantal oder Wolfram in einer beträchtli chen Kostenverringerung für die Maske. Um eine solche Schicht erfindungsgemäß spannungsfrei auszubil den, ist es vorteilhaft, eine solche Einzelschicht aus einer spannungskompensierenden Mischung von Tantal und Wolfram oder aus einer spannungskompensierenden Mischung von Tantal, Wolfram und Titan herzustellen.

Darüber hinaus ist eine weitere Ursache einer Mu sterverzerrung bei Röntgenmaskenanordnungen identifiziert worden: Wenn die Röntgenmaske getrennte Metallisierungsbereiche umfaßt, die das Röntgenstrahlungsabsorptionsmuster bilden und durch elektrisch isolierende Gebiete voneinander getrennt sind, dann wird die Maske während der Exposition typischerweise eine Aufladung erfahren, und zwar als Folge einer durch die einfallenden Röntgenstrahlen erzeugten Emission von Photoelektroncn aus der Metallisierung. Diese Ladungen über planare elektrostatische Kräfte auf das Maskensubstrat aus und verursachen in einigen bedeutsame Verzerrungen der Musterabmessungen. Die von der

ίο Maske aufgenommene Gleichgewichtsladung wird von Faktoren, wie Luftfeuchtigkeit abhängen. Demgemäß kann sich die Größe der Verzerrung von Tag zu Tag ändern.

Um dieser nicht akzeptablen Situation abzuhelfen, empfiehlt es sich, daß die fertige Maske eine untere oder obere Schicht besitzt, die zum Ausgleich der von den einfallenden Röntgenstrahlen kontinuierlich erzeugten Ladung ausreichend leitend ist. Auf diese Weise werden nur kleine und stark lokalisierte Dipole von der Röntgenstrahlung erzeugt, die nur vernachlässigbare Kräfte auf das Maskensubstrat auszuüben vermögen. Die Anforderungen an diese leitende Schicht sind hohe Transparenz sowohl gegenüber Röntgenstrahlung als auch gegenüber sichtbarem Licht. Es kann beispielsweise nur erforderlich werden, daß die oben erwähnte Dünnschicht, die direkt am Maskensubstrat haftet, als Bestandteil der fertigen Maske belassen werden kann. Falls es gewünscht ist, diese Schicht zur Verbesserung der optischen Durchlässigkeit der Maske zu Ausricht-

zwecken zu entfernen, dann sollte die Entfernung (Ätzung) auf ein kleines Gebiet der Maske in der Nachbarschaft von eigens vorgesehenen Justiermarkierungen beschränkt bleiben. Erscheint es jedoch zweckmäßiger, die dünne Schicht vollständig zu entfernen, dann kann die Maske erneut mit einer optisch und röntgenstrahlungsdurchlässigen Schicht, z. B. einer 20 bis 40 Nanometer dick aufgedampften Kohlenstoffschicht beschichtet werden. Alternativ kann ein leitendes organisches Material für die Schutzschicht 30 (Fig.3) verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Maskenaufbau für Röntgenstrahlungslithographie, mit

— einem maßhaltigen Tragglied,

— einem röntgenstrahlungstransparenten Film, der über das Tragglied gespannt und hieran befestigt ist, und

— einer vergleichsweise dicken röntgenstrahlungsabsorbierenden Schicht, die ?Js Muster ausgebildet und auf dem transparenten Film vorgesehen ist,

gekennzeichnet durch

— eine erste vergleichsweise dünne Zone (!4; 20, 22) zwischen der absorbierenden Schicht (16) und dem transparenten Film (12) und

— eine zweite vergleichsweise dünne Zone (18; 24, 26) auf der anderen Seite der absorbierenden Schicht,

— wobei beide Zonen aus wenigstens zwei Metallen, die sich durch eine gegenseitige Kompensation von Spannungen auszeichnen, aufgebaut sind.

und hieraus emittierte Photoelektronen abzustoppen.