DE3019851C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3019851C2 DE3019851C2 DE3019851A DE3019851A DE3019851C2 DE 3019851 C2 DE3019851 C2 DE 3019851C2 DE 3019851 A DE3019851 A DE 3019851A DE 3019851 A DE3019851 A DE 3019851A DE 3019851 C2 DE3019851 C2 DE 3019851C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- radiation
- gold
- sensitive
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 44
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 42
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 35
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 35
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 238000001459 lithography Methods 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 4
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 4
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 49
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 21
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 12
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 7
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 7
- 238000001015 X-ray lithography Methods 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- 239000005041 Mylar™ Substances 0.000 description 1
- 206010067482 No adverse event Diseases 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000002508 contact lithography Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007687 exposure technique Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
- H05K3/04—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed mechanically, e.g. by punching
- H05K3/046—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed mechanically, e.g. by punching by selective transfer or selective detachment of a conductive layer
- H05K3/048—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed mechanically, e.g. by punching by selective transfer or selective detachment of a conductive layer using a lift-off resist pattern or a release layer pattern
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/091—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0002—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits for manufacturing artworks for printed circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
- H05K3/06—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
- H05K3/061—Etching masks
- H05K3/064—Photoresists
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
- Y10S430/167—X-ray
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
Lithographiemaske, wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben.
Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung
einer Maske, die für die Röntgenstrahlenlithographie
verwandt werden kann.
Ein Verfahren der eingangs erwähnten Art ist bereits aus der
DE-OS 19 06 755 bekannt. Bei diesem Verfahren hat sich
jedoch ergeben, daß sich nach wie vor ausgefranste Längskanten
an der endgültigen Maske ergeben, oder daß sogar Teile des
strahlungsundurchlässigen Materials in der endgültigen Maske
hängengeblieben sind, die an sich mit dem darunterliegenden
weggeätzten Material hätten abgehoben sein müssen.
Bei der Fertigung von integrierten Halbleiterschaltungen
werden verschiedene Ausführungsformen der Lithographie
eingesetzt, um einen Photolack zu belichten, der auf
ein Halbleiterscheibchen aufgebracht worden ist. Mit
der zunehmenden Miniaturisierung, d. h., dem Bestreben,
mehr Halbleiterbauelemente bzw. Schaltungen auf einen
bestimmten Chip unterzubringen, hat sich die Lithographie
zu kürzeren Wellenlängen hin weiterentwickelt.
Kürzere Wellenlängen werden benötigt, um eine gute
Auflösung und geringe Größen zu erreichen. Dadurch
bedingt gab es eine Weiterentwicklung von der optischen
Lithographie, die den Bereich des sichtbaren Lichtes
des Spektrums der elektromagnetischen Wellen benutzt,
über die Ultraviolett(UV-)Lithographie hin zur Röntgenstrahlenlithographie,
wie sie in letzter Zeit zunehmend
eingesetzt wird; Röntgenstrahlen haben eine besonders
kurze Wellenlänge, so daß besonders feine Linien definiert
werden können; dazu können insbesondere Röntgenstrahlen
im Bereich von 4 bis 50 Å und insbesondere
im Bereich von 4 bis 13 Å eingesetzt werden. Bei dieser
Lithographie wird eine Maske mit dem gewünschten Muster
zwischen einer Strahlungsquelle, beispielsweise einer
Quelle für UV- oder Röntgenstrahlen, und einem Halbleiterschichtträger
angeordnet, der mit einem strahlungsempfindlichen Gemisch beschichtet
ist, auf dem das Muster belichtet bzw. freigelegt
werden soll. Die Maske muß zu einer guten Definition
der zu belichteten Linien führen, wobei die maskierte
Fläche undurchlässig für die verwendete Strahlung ist,
während der Maskenbildträger transparent bzw. durchlässig
für diese Strahlung ist. Wegen der geringen
Linienbreiten, die bei der Röntgenstrahlenlithographie
erreicht werden sollen, wird die Herstellung
einer Maske, die zu einer guten Auflösung führt, zu
einem Problem.
In der Röntgenstrahlenlithographie wird als typisches
Absorptionsmaterial auf der Maske Gold eingesetzt. Obwohl
andere Elemente eine stärkere Absorption weicher
Röntgenstrahlen zeigen, wird Gold bevorzugt verwendet,
da es sich einfacher handhaben und verarbeiten läßt.
Die Dicke der als Absorptionsmittel dienenden Goldschicht
wird durch die Kontrastanforderungen der für Röntgenstrahlen-strahlungsempfindlichen
Schicht bestimmt. Für geringe Empfindlichkeiten
reichen bei einem strahlungsempfindlichen Gemisch mit hohem Kontrast,
wie beispielsweise PMMA, Dicken von 0,2 bis 0,3 Mikron
aus. Für ein strahlungsempfindliches Gemisch mit hoher Empfindlichkeit und
geringem Kontrast, wie er für kurze Belichtungszeiten
erforderlich ist, wird jedoch eine Dicke der Goldschicht
im Bereich von 0,5 bis 0,8 Mikron benötigt. Wenn außerdem
Details bzw. Linien bzw. Merkmale abgebildet werden
sollen, die kleiner als µm sind, muß das Muster der als
Absorptionsmittel dienenden Goldschicht ein viereckiges,
insbesondere quadratisches Kantenprofil haben. Mit
anderen Worten sind quadratische Kanten wesentlich,
wenn kleine Details nahe beieinander gepackt werden.
Da die Dämpfung sich exponentiell mit der Dicke ändert,
führt ein geneigtes Kantenprofil zu einem Verlust an
Kantenschärfe bei der Belichtung durch die Röntgenstrahlen,
so daß Schwierigkeiten bei der Einstellung
der Zeilenbreite und Änderungen der Dicke der strahlenempfindlichen Schicht
auftreten können, wenn eine negative strahlungsempfindliche Schicht verwendet
wird.
Die üblicherweise eingesetzte Photolithographie und Ätztechniken
verwenden chemische Ätzmittel, um die Muster
der als Absorptionsmittel dienenden Goldschicht aufzuzeichnen.
Diese Verfahren führen zu einer Unterschneidung
des Photolacks an den Kanten des Musters, so daß
im allemeinen geneigte Kantenprofile erhalten werden.
Zwei andere herkömmliche Verfahren sind im allgemeinen
besser geeignet für die Herstellung der gewünschten,
quadratischen Kantenprofile; bei einem Verfahren handelt
es sich um eine physikalische Ätztechnik, die auch als
"Abheb"-Verfahren bezeichnet wird;
das andere Verfahren wird als Zerstäubungsätzen bezeichnet.
Bei der Abhebtechnik wird eine strahlungsempfindliche Schicht auf einem Schichtträger
abgelagert, die durchlässig für die Röntgenstrahlen
ist. Die strahlungsempfindliche Schicht wird mit dem gewünschten Muster
belichtet und anschließend entwickelt, so daß der Schichtträger
in den Flächen freigelegt wird, wo das Gold
abgelagert werden soll. Diese Belichtung führt zu
einem Unterschneiden der strahlungsempfindlichen Schicht. Anschließend wird
eine dünne Haftschicht aus Chrom abgelagert, der die
Ablagerung einer Goldschicht folgt. Damit diese Technik
erfolgreich eingesetzt werden kann, muß das unterschnittene
Schichtprofil verhindern, daß ein kontinuierlicher
Goldfilm die Stufen in der strahlungsempfindlichen Schicht bedeckt.
Als Folge hiervon ist die Dicke der Goldschicht auf ungefähr
2/3 der Dicke der strahlungsempfindlichen Schicht beschränkt;
näherungsweise 1 Mikron strahlungsempfindliche Schicht wird benötigt, um
die Dicke des als Absorptionsmittel dienenden Goldes
zu definieren (0,6 Mikron). Die Verwendung einer dicken strahlungsempfindlichen
Schicht begrenzt die Auflösung und die minimale
Zeilenbreite, die hergestellt werden könnte.
Bei dem Abhebverfahren werden normalerweise Muster der strahlungsempfindlichen Schicht
verwendet, die durch Elektronenstrahlbelichtung definiert
werden, um das unterschnittene Profil zu erzeugen.
Obwohl das Abheben mit viereckigen, insbesondere quadratischen
Profilen erreicht werden kann, die durch ultraviolette
Belichtung des positiven strahlungsempfindlichen Gemischs erzeugt
werden können, besteht die Neigung, daß das Gold an
den Kanten von Detailzeichnungen bzw. Merkmalen reißt,
wodurch ein zackiges, schachtiges Kantenprofil entsteht.
Außerdem kann dieses Verfahren nicht dazu verwendet werden,
isolierte Zeichnungen zu definieren. Eine
Insel der strahlungsempfindlichen Schicht kann nicht zuverlässig abgehoben werden, weil das
Lösungsmittel keinen Zugang zu dem strahlungsempfindlichen Gemisch hat.
Das andere herkömmliche Verfahren, d. h. die Zerstäubungsätzung,
gibt einen relativ steilen Winkel von ungefähr
70°, also eine Verbesserung gegenüber dem anderen Verfahren,
jedoch eine nicht zu überwindende Beschränkung,
die unter dem angestrebten Winkel von 90° liegt. Außerdem
ist die Zerstäubungsätzung sehr viel komplexer als
die oben erläuterte Abhebtechnik.
Zusätzliche Informationen über die hier interessierenden
Verfahren und die bisher gemachten Vorschläge können den
folgenden Literaturstellen entnommen werden:
- 1) W.D. Buckley, "Factors which Determine the Exposure Time in an X-Ray Lithography Exposure System", ("Faktoren, welche die Belichtungszeit in einem Röntgenstrahlen-Lithographie-Belichtungssystem bestimmen") in Proceedings of the Symposium on Electron and Ion Beam Science and Technology, 7th International Conference, Washington, 1976, S. 454-463;
- 2) D. Maydan, G.A. Coquin, J.R. Maldonado, S. Somekh, D.Y. Lou und G.N. Taylor, "High Speed Replication of Submicron Features on Large Area, by X-Ray Lithography" ("Hochgeschwindigkeits-Abbildung von Details im Submikronbereich auf großen Flächen durch die Röntgenstrahlenlithographie") in IEEE Trans. on Electron Devices, ED-22, 429, (1975);
- 3) E. Bassous, R. Feder, E. Spiller, J. Topalian "High Transmission Y-Ray Masks for Lithographic Applications" ("Hochdurchlässige Röntgenstrahlenmasken für lithographische Anwendungen") in Solid State Technology, September 1976, S. 5558; und
- 4) B.L. Henke, R.L. Elgin, R.E. Lent, R.B. Hedingham, "X-Ray Absorption in the 2 to 200 Å Region" ("Röntgenstrahlenabsorption in dem Bereich von 2 bis 200 Å") in Norelco Report 14, 112-131, 1967.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit dem
exaktere Lithographiemasken herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von dem eingangs erwähnten
Verfahren, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die erste
Schicht eine UV-Strahlen reflektierende Schicht ist, daß das
strahlungsempfindliche Gemisch gegen UV-Strahlung
empfindlich ist, und die bildmäßige Bestrahlung mit
UV-Strahlen durchgeführt wird, daß die Dicke der
strahlungsempfindlichen Schicht das 1,5fache der Dicke der
dritten Schicht ist, und daß die Dicke der ersten Schicht
ein Drittel der Dicke der dritten Schicht beträgt.
Mit einem solchen Verfahren können für die Schicht aus dem
Material, das für die bei dem Lithographieverfahren
verwandte Strahlung undurchlässig ist, Dicken erreicht
werden, insbesondere wenn das Material aus Gold besteht, mit
den ein viereckiges Kantenprofil erreicht wird, ohne daß
eine Elektronenstrahlbelichtung oder die Zerstäubungsätzung
angewandt werden müßten.
Zusätzlich zu den oben angegebenen Schritten kann sodann
abschließend noch der verbleibende Teil der ersten Schicht
entfernt werden.
Als erste Schicht wird bevorzugt eine Schicht aus
Aluminium eingesetzt.
Bei Lithographieverfahren, bei denen als Strahlung Röntgenstrahlung
verwandt wird, wird als strahlungsundurchlässiges
Material bevorzugt Gold verwandt.
Wenn Gold verwandt wird, hat es sich als zweckmäßig erwiesen,
dieses durch Aufdampfen im Vakuum aufzubringen. Als besonders
vorteilhaft hat es sich in diesem Fall erwiesen, vor
dem Aufdampfen des Goldes eine dünne Chromschicht im Vakuum
aufzudampfen.
Als Schichtträger kann ein durch Wärme aushärtbares Polyimid
oder Polyethylenterephthalat verwandt werden.
Bei einer besonderen Ausführungsform hat die Aluminiumschicht
eine Dicke von 0,2 µm, die strahlungsempfindliche
Schicht eine Dicke von 0,9 µm und die Goldschicht eine
Dicke von 0,6 µm.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beiliegenden,
schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1a-f die Grund-Verfahrensschritte bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren zur Herstellung
einer Maske,
Fig. 2 eine Zeichnung, die auf einer photographischen
Aufnahme von zwei Linien beruht,
die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellt worden sind, und
Fig. 3 eine Zeichnung einer photographischen Aufnahme
eines isolierten Details, das mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt
worden ist.
Wie man in Fig. 1 erkennen kann, wird zunächst eine
Schicht 11 aus Aluminium auf einem Schichtträger aus einem
Material abgelagert, das transparent für die Strahlung
ist, bei der die Maske
eingesetzt werden soll, beispielsweise für Röntgenstrahlen.
Hierzu kann jedes herkömmliche Verfahren eingesetzt
werden, wie beispielsweise Aufdampfen im Vakuum,
Zerstäuben usw. Anschließend wird eine Schicht aus dem strahlungsempfindlichen Gemisch
ein Photolack über dem Aluminium angeordnet. Der Photolack
wird unter Verwendung herkömmlicher UV-Lithographie
belichtet und anschließend entwickelt. Die Ergebnisse
dieser Schritte sind in Fig. 1b dargestellt. Dabei ist
der Photolack 15 zu erkennen, der nach der Entwicklung
auf dem Substrat 11 zurückbleibt. An den Kanten, die
entwickelt worden sind, befindet sich ein Muster 17 in
Form einer stehenden Welle. Die Aluminiumschicht wirkt
als Reflektor für die UV-Strahlung, so daß die reflektierte
Strahlung mit der einfallenden Strahlung kombiniert
wird und das Muster dieser stehenden Welle entsteht.
Dadurch kann eine relativ viereckige, insbesondere
quadratische Kante in dem Photolack ausgebildet und
die herkömmliche UV-Lithographie eingesetzt werden;
es muß also nicht auf die aufwendige Elektronenstrahl-Lithographie
zurückgegriffen werden, die bei der herkömmlichen
Abhebtechnik erforderlich war.
Wie in Fig. 1c zu erkennen ist, wird als nächstes das
Aluminium weggeätzt. Selbstverständlich wird nur das
Aluminium in den belichteten Bereichen geätzt werden.
Die Ätzung wird durchgeführt, um unter dem zurückgebliebenen
Photolack 15 eine Unterschneidung 19 (s.
Fig. 1c) zu schaffen.
Wie man in Fig. 1d erkennen kann, wird als nächstes
Gold durch Aufdampfen im Vakuum auf die Struktur nach
Fig. 1c aufgebracht. Vor der Aufdampfung des Goldes
sollte nach einer bevorzugten Ausführungsform die Aufdampfung
einer dünnen Schicht 21 aus Chrom erfolgen,
um die Haftung auf dem Substrat 13 zu unterstützen.
Die Aufdampfung des Goldes, oder als Alternative hierzu
eines anderen Röntgenstrahlen absorbierenden Materials,
erfolgt in den offenen Flächen auf dem Schichtträger oder der
Chromschicht 21 sowie auch auf den Photolack 15. Wie in
Fig. 1e dargestellt ist, wird dann der Photolack unter
Verwendung eines geeigneten Lösungsmittels abgehoben,
wodurch das absorbierende Goldmuster 23 im Abstand von
der übrigen Aluminiumschicht 11 zurückbleibt. Anschließend
kann das Aluminium unter Verwendung eines geeigneten
Ätzmittels entfernt werden, wie in Fig. 1f zu erkennen
ist. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß dieser
Schritt bei der Herstellung einer Röntgenstrahlen-Maske
nicht unbedingt erforderlich ist, da die Vernachlässigung
der weichen Röntgenstrahlen durch Aluminium
vernachlässigbar ist und der Aluminiumfilm bei
der Erhöhung der seitlichen Wärmeübertragung und damit
bei der Begrenzung der Wärme- bzw. Temperaturgradienten
nützlich sein kann.
Im folgenden soll ein Beispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens im einzelnen erläutert werden.
Bei der Herstellung einer Maske nach der vorliegenden
Erfindung wurde eine Maskenmembran aus Polyethylentherephthalat gleichmäßig
über einen Ring aus rostfreiem Stahl gestreckt bzw.
gedehnt und am Umfang verankert; diese Maskenmembran
wurde aus dem genannten Material in sogenannter Kondensatorqualität
mit einer Dicke im Bereich von 3 bis 25 Mikron
und mit Durchmessern bis zu 12 cm hergestellt. Ein zweiter
Ring aus rostfreiem Stahl wurde dann im Preßsitz
über dem ersten aufgebracht, wodurch die Membran rund
um den Umfang fixiert wurde. Als Alternative hierzu
wird die Membran auf die oben erwähnte Weise über den
Ring gestreckt und einem Pyrex-Schichtträger ausgesetzt,
in dessen Mitte sich ein Loch geeigneter Größe befindet,
so daß die Röntgenstrahlen durch die Membran verlaufen
können.
Eine 0,2 Mikron dicke Aluminiumschicht wurde zunächst
auf dem Schichtträger durch Aufdampfen im Vakuum abgelagert;
anschließend wurde ein Photolack
in einer
Dicke von 0,9 Mikron auf dem Aluminium abgelagert. Der
Photolack wurde unter Verwendung eines Perkin-Elmer-Projektionsmasken-Ausrichtungsgerätes
belichtet, wobei
die mit dem Photolack beschichtete Membran 13 nach
Fig. 1 genau in der Brennebene des Gerätes angeordnet
wurde. Der Photolack wurde durch eine Mastermaske
unter Verwendung von UV-Strahlung belichtet.
Das Aluminium wurde dann chemisch in Phosphorsäure/5%
Salpetersäure geätzt, um das in Fig. 1c gezeigte
Muster zu erhalten. Eine zur Verbesserung der Haftung
dienende Schicht aus Chrom in einer Dicke von näherungsweise
200 Å wurde dann durch Aufdampfen auf den Photolack
aufgebracht; anschließend wurde die aus Gold bestehende
Absorptionsschicht in einer Dicke von näherungsweise
0,6 Mikron durch Aufdampfen aufgebracht. Die Aufdampfentfernung
war relativ lang, beispielsweise 27 cm,
um die Ablagerung auf dem Muster 19 aus der stehenden
Welle abzuschatten. Dabei begrenzte die Unterschneidung
des Photolacks die minimalen Detailsabmessungen auf ungefähr
das dreifache der Dicke des Aluminiums, beispielsweise
0,6 Mikron. Der Photolack wurde dann in Aceton
aufgelöst, um das abgehobene Goldmuster zu erzeugen,
wie in Fig. 1e zu erkennen ist. Das übrige Aluminium
wurde dann mit einem Gemisch aus Phosphorsäure/5% Salpetersäure
abgeätzt. Unter Verwendung dieses Verfahrens
wurde das in den Fig. 2 und 3 dargestellte Muster
erhalten, das sowohl offene als auch isolierte Details
bzw. Einzelheiten hatte. Wie man in Fig. 2 erkennen
kann, wurden Goldzeilen mit einer Breite von 2 Mikron
und einer Dicke von 1/2 Mikron sowie ein viereckiges
bzw. quadratisches Kantenprofil erhalten. Die Ergebnisse
zeigen, daß das Muster der stehenden Welle des
Photolacks nicht in dem Gold abgebildet wird. Weiterhin
stellte sich heraus, daß das Ätzen des Aluminiums,
bei dem der Photolack unterschnitten wird, keinen
kritischen Verfahrensschritt darstellt, da die Zeilenbreite
nur durch das Photolack-Muster bestimmt wird.
Es wurden auch Details mit Zeilen und Abständen von
1 µm erzeugt. In diesem Fall wurde ein Kontaktdruckverfahren
statt der Maskenausrichtungseinrichtung verwendet,
um das Photolackmuster zu definieren. Diese
Technik kann auch bei anderen Belichtungstechniken mit
höherer Auflösung eingesetzt werden, um kleinere Muster
zu erzeugen.
Die Tests zeigten auch, daß es wegen ihrer Oberflächenrauhigkeit
auch mögliche Begrenzungen für den Einsatz
der Membranen aus Polytherephthalaten gibt. Denn Untersuchungen haben
ergeben, daß keine nachteiligen Effekte auftreten,
wenn ein Einschluß in der Membran vollständig in
dem Photolack-Muster liegt, wobei vorausgesetzt
wird, daß die Goldbedeckung adäquat ist. Der Einschluß
führt einfach zu einer Auswölbung, bzw. Ausbauchung
des Goldmusters. Weiterhin hatten auch Einschlüsse
an der Kante des Musters keine nachteiligen
Wirkungen, sondern verursachten nur einfach eine entsprechende
Auswölbung. Solche Einschlüsse können jedoch
ernstere Wirkungen auf kleinere Details bzw.
Einzelheiten haben.
Eine Begrenzung für das Verfahren
liegt in der erforderlichen dicken Photolack-Schicht.
Darüber hinaus muß die Temperatur der
Membran während der Goldablagerung exakt gesteuert
werden, da eine Erwärmung zu Rissen bzw. Sprüngen
in der Goldschicht aufgrund der großen Unterschiede
im Wärmeexpansionskoeffizienten zwischen dem Gold und
der gestreckten Membran führen kann. Bei der Durchführung
des oben beschriebenen Verfahrens wurde die
Temperatursteuerung dadurch erreicht, daß ein Wärmesumpf,
also eine Wärme ableitende Einrichtung, an der
Rückseite der Membran angebracht wurde, beispielsweise
angekittet wurde.
Zur Zeit wird als bevorzugtes Schichtträgermaterial Polyethylenterephthat
verwendet. Wie jedoch bereits oben erwähnt wurde, bietet
Polyinid ähnliche Vorteile. Beide Materialien
sind billig, in Form von dünnen Filmen im Handel erhältlich
und einfach zu verarbeiten. Weiterhin sind
sie durchlässig für alle zur Zeit verwendeten Röntgenstrahlen-Wellenlängen
sowie für sichtbares Licht, so daß
optische Ausrichtungstechniken eingesetzt werden
können. Außerdem ermöglichen sie die Verwendung von
nicht zustätzlich abgestützten Membranen mit großem
Durchmesser, die ausreichend robust sind, das sie
die normale Handhabung und Verarbeitung ohne Beschädigung
aushalten können. Es ist bereits vorgeschlagen
worden, die Membranen aus Silicium, Aluminiumoxid und
Siliciumnitrid mit Dicken von bis zu einigen Mikrometern
zu verwenden. Diese Materialien haben jedoch nicht alle
oben erwähnten Vorteile von Mylar oder Kapton, da beispielsweise
nicht alle diese Materialien im Bereich
des sichtbaren Lichtes durchlässig sind; außerdem haben
einige Materialien, beispielsweise Silicium, eine
Absorptionskantengrenze, welche die Verwendung auf
Wellenlängen beschränkt, die größer als 6,75 Å ist.
Außerdem können auch andere Absorptionsmaterialien verwendet
werden, wie bereits oben erwähnt wurde; die Handhabung
und Verarbeitung dieser Materialien ist jedoch
nicht so einfach wie im Falle von Gold.
Obwohl die beschriebene Maske insbesondere
für die Röntgenstrahlen-Lithographie geeignet
sind, können die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Masken auch bei der UV-Lithographie
eingesetzt werden. Obwohl dann andere Zeilendicken
auftreten werden, ergibt sich dann noch der wesentliche
Vorteil, daß
nämlich viereckige, insbesondere quadratische Kanten
an der Absorptionsschicht erzeugt werden.
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung einer Lithographiemaske, bei
dem
- a) auf einem Schichtträger, der transparent für die bei dem Lithographie-Verfahren zu verwendende Strahlung ist, eine dünne erste Schicht aus einem ätzbaren Material aufgebracht wird,
- b) darauf eine zweite Schicht aus einem strahlungsempfindlichen Gemisch aufgebracht wird,
- c) die strahlungsempfindliche Schicht von der dem Schichtträger abgewandten Seite bildmäßig belichtet und entwickelt wird,
- d) die erste Schicht in den durch die Entwicklung freigelegten Bereichen so weggeätzt wird, daß sich Unterscheidungen bilden,
- e) eine dritte Schicht aus einem Material aufgebracht wird, das undurchlässig für die bei dem Lithographieverfahren zu verwendende Strahlung ist, und
- f) die Reste der strahlungsempfindlichen Schicht zusammen mit den darauf befindlichen Teilen der dritten Schicht abgehoben werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Schicht eine UV-Strahlen reflektierende Schicht ist,
daß das strahlungsempfindliche Gemisch gegen UV-Strahlung empfindlich ist, und die bildmäßige Bestrahlung mit UV-Strahlen durchgeführt wird,
daß die Dicke der strahlungsempfindlichen Schicht das 1,5fache der Dicke der dritten Schicht ist, und
daß die Dicke der ersten Schicht ein Drittel der Dicke der dritten Schicht beträgt.
die erste Schicht eine UV-Strahlen reflektierende Schicht ist,
daß das strahlungsempfindliche Gemisch gegen UV-Strahlung empfindlich ist, und die bildmäßige Bestrahlung mit UV-Strahlen durchgeführt wird,
daß die Dicke der strahlungsempfindlichen Schicht das 1,5fache der Dicke der dritten Schicht ist, und
daß die Dicke der ersten Schicht ein Drittel der Dicke der dritten Schicht beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
g) der verbleibende Teil der ersten Schicht entfernt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch
gekennzeichnet, daß als erste Schicht eine Aluminiumschicht
verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die bei dem Lithographieverfahren zu
verwendende Strahlung Röntgenstrahlung ist, und daß das für
diese Strahlung undurchlässige Material Gold ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gold durch Aufdampfen im Vakuum aufgebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
vor dem Aufdampfen des Goldes eine dünne Chromschicht durch
Aufdampfen im Vakuum aufgebracht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schichtträger ein durch Wärme
aushärtbares Polyimid oder Polyethylenterephthalat ist.
8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Aluminiumschicht 0,2 µm dick, die
strahlungsempfindliche Schicht 0,9 µm dick und die
Goldschicht 0,6 µm dick ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/052,292 US4293624A (en) | 1979-06-26 | 1979-06-26 | Method for making a mask useful in X-ray lithography |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3019851A1 DE3019851A1 (de) | 1981-01-15 |
DE3019851C2 true DE3019851C2 (de) | 1992-08-20 |
Family
ID=21976648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803019851 Granted DE3019851A1 (de) | 1979-06-26 | 1980-05-23 | Verfahren zur herstellung einer lithographie-maske und mit einem solchen verfahren hergestellte maske |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4293624A (de) |
JP (1) | JPS565981A (de) |
DE (1) | DE3019851A1 (de) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4379833A (en) * | 1981-12-31 | 1983-04-12 | International Business Machines Corporation | Self-aligned photoresist process |
US4654295A (en) * | 1983-12-05 | 1987-03-31 | Energy Conversion Devices, Inc. | Method of making short channel thin film field effect transistor |
US4632871A (en) * | 1984-02-16 | 1986-12-30 | Varian Associates, Inc. | Anodic bonding method and apparatus for X-ray masks |
US4677042A (en) * | 1984-11-05 | 1987-06-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Mask structure for lithography, method for preparation thereof and lithographic method |
US4964146A (en) * | 1985-07-31 | 1990-10-16 | Hitachi, Ltd. | Pattern transistor mask and method of using the same |
US4687730A (en) * | 1985-10-30 | 1987-08-18 | Rca Corporation | Lift-off technique for producing metal pattern using single photoresist processing and oblique angle metal deposition |
US4711822A (en) * | 1986-01-15 | 1987-12-08 | Westinghouse Electric Corp. | Metal core printed circuit boards |
US4713315A (en) * | 1986-12-09 | 1987-12-15 | Smith David V | Wire tag etching system |
US5118584A (en) * | 1990-06-01 | 1992-06-02 | Eastman Kodak Company | Method of producing microbump circuits for flip chip mounting |
JP3233350B2 (ja) * | 1997-04-25 | 2001-11-26 | トヨタ自動車株式会社 | 積層造形に用いられるマスク、マスクの製造方法及びマスクの使用方法 |
US6485892B1 (en) * | 1999-12-17 | 2002-11-26 | International Business Machines Corporation | Method for masking a hole in a substrate during plating |
JP3592310B2 (ja) | 2001-06-05 | 2004-11-24 | 住友電工スチールワイヤー株式会社 | マグネシウム基合金ワイヤおよびその製造方法 |
US20080045531A1 (en) * | 2002-12-31 | 2008-02-21 | Flynn Daniel L | Anti-inflammatory medicaments |
US7704646B2 (en) * | 2004-11-08 | 2010-04-27 | Lg Innotek Co., Ltd. | Half tone mask and method for fabricating the same |
US8163185B1 (en) * | 2008-03-31 | 2012-04-24 | Western Digital (Fremont), Llc | Method and apparatus for lifting off photoresist beneath an overlayer |
WO2012092301A2 (en) * | 2010-12-29 | 2012-07-05 | Intevac, Inc. | Method and apparatus for masking substrates for deposition |
US9141157B2 (en) * | 2011-10-13 | 2015-09-22 | Texas Instruments Incorporated | Molded power supply system having a thermally insulated component |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1906755A1 (de) * | 1969-02-11 | 1970-09-03 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung von Duennschichtstrukturen auf Substraten und nach diesem Verfahren hergestellte Photomaske |
US3767398A (en) * | 1971-10-26 | 1973-10-23 | C Morgan | Solid photoresist comprising a polyene and a polythiol |
US4035522A (en) * | 1974-07-19 | 1977-07-12 | International Business Machines Corporation | X-ray lithography mask |
US4022927A (en) * | 1975-06-30 | 1977-05-10 | International Business Machines Corporation | Methods for forming thick self-supporting masks |
US4018938A (en) * | 1975-06-30 | 1977-04-19 | International Business Machines Corporation | Fabrication of high aspect ratio masks |
US4037111A (en) * | 1976-06-08 | 1977-07-19 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Mask structures for X-ray lithography |
DE2658400A1 (de) * | 1976-12-23 | 1978-06-29 | Ibm Deutschland | Verfahren zur herstellung einer negativen maske auf einem substrat |
-
1979
- 1979-06-26 US US06/052,292 patent/US4293624A/en not_active Expired - Lifetime
-
1980
- 1980-05-23 DE DE19803019851 patent/DE3019851A1/de active Granted
- 1980-06-26 JP JP8597580A patent/JPS565981A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4293624A (en) | 1981-10-06 |
JPS565981A (en) | 1981-01-22 |
DE3019851A1 (de) | 1981-01-15 |
JPS6330990B2 (de) | 1988-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3019851C2 (de) | ||
DE2725126C2 (de) | Maskenaufbau für Röntgenstrahlungslithographie | |
DE2302116C3 (de) | Vorrichtung zur Herstellung einer maskierenden Schicht auf einem Träger mit Hilfe von weichen Röntgenstrahlen | |
EP0767407B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Flexodruckplatten unter Verwendung eines durch digitale Informationsübertragung geeigneten mehrschichtigen Aufzeichnungselements | |
DE4339010C2 (de) | Photohärtbares Erzeugnis für Druckplatten | |
EP0767406B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von photopolymeren Hochdruckplatten | |
DE3634147C2 (de) | ||
DE4113968C2 (de) | Maskenstruktur und Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen unter Verwendung der Maskenstruktur | |
DE10059268C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Koppelgitters für einen Wellenleiter | |
EP0203215B1 (de) | Verfahren zur Reparatur von Transmissionsmasken | |
EP1860499B1 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Druckform | |
DE60205005T2 (de) | Photoempfindliches Harzlaminat | |
DE2500907A1 (de) | Vorsensibilisierte druckplatte mit in situ durch laserstrahlen erzeugbarer bildgemaesser maske | |
EP0767408B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von photopolymeren Tiefdruckplatten | |
DD297721A5 (de) | Verfahren und vorrichtung zur mikrolithografie im optischen nahfeld | |
DE2855080A1 (de) | Verfahren zur herstellung von duesenplaettchen fuer tintenstrahldrucker | |
DE3045964C2 (de) | ||
DE102015112858B4 (de) | Maske mit Mehrschichtstruktur und Herstellungsverfahren unter Verwendung einer solchen | |
DE3601827C2 (de) | ||
DE3783239T2 (de) | Roentgenstrahlmaske. | |
DE3524176A1 (de) | Lichtmaske und verfahren fuer ihre herstellung | |
DE69028478T2 (de) | Belichtungsmaske | |
DE19958201A1 (de) | Lithographieverfahren und Maske zu dessen Durchführung | |
DE102004031079B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Reflexionsmaske | |
DE3338717A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer roentgenmaske mit metalltraegerfolie |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |