DE3427449A1

DE3427449A1 - Maske fuer die roentgenstrahllithographie

Info

Publication number: DE3427449A1
Application number: DE19843427449
Authority: DE
Inventors: Yoshiki Suita Osaka Suzuki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-07-27
Filing date: 1984-07-25
Publication date: 1985-02-07
Also published as: JPS6030138A

Description

Beschreibung
Gegenstand der Erfindung ist eine Maske für die Röntgenstrahllithographie zur Herstellung von Halbleiterbauteilen und -komponenten.
In jüngster Zeit findet die Röntgenstrahllithographie mehr und mehr Interesse in der Technik, insbesondere als wirksames Mittel zur Ausbildung von Mustern mit einer Breite von weniger als 1 pm. Eine übliche Maske, wie sie in der Röntgenstrahllithographie verwendet wird, ist in der Fig. 1 dargestellt und besteht aus einer für Röntgenstrahlen durchlässigen Grundfolie und einer Röntgenstrahlen absorbierenden Schicht. Dabei besteht die für Röntgenstrahlen durchlässige Grundfolie aus einem anorganischen Material, wie SiN, SiC oder BN, oder alternativ aus einem organischen Material, wie einem Polyimid, während die Röntgenstrahlen absorbierende Schicht aus Gold besteht, da dieses einen hohen Absorptionskoeffizienten für weiche Röntgenstrahlung besitzt.
Es ist jedoch schwierig als Röntgenstrahlung absorbierende Schicht Muster aus Gold zu erzeugen, da Gold eine chemisch stabile Substanz darstellt. Daher sind zur Erzeugung der aus Gold bestehenden Muster die Trockenätzverfahren unter Verwendung reaktiver Gase, die in großem Umfang in der Lithographie eingesetzt werden, wie das Plasmaätzen oder das Ätzen mit reaktiven Ionen, nicht anwendbar. Weiterhin ist Gold gegenüber chemischen Lösungsmitteln ebenfalls stabil, was auch die Anwendung nasser Ätzmethoden erschwert.
Daher ist zur Erzeugung von Mustern aus Gold ein Abhebeverfahren angewandt worden, welches jedoch aufgrund seiner Kompliziertheit die stabile und wiederholbare Her- stellung von Mustern äußerst schwierig macht. Weiterhin besteht eine Neigung dafür, daß die erhaltenen Muster unregelmäßig sind. Daher ist dieses Verfahren für die Herstellung kleinster oder komplizierter Muster nicht geeignet.
Es besteht ein weiteres herkömmliches Verfahren, welches als "Ionenmahlverfahren" bezeichnet wird, gemäß dem die Probe einem trockenen Ätzvorgang mit aufgestrahlten inerten Ionen, wie Argonionen, unterworfen wird, um in dieser Weise die Ätzung über eine reine physikalische Reaktion zu bewirken. Dieses Verfahren wird als wirksames Ätzverfahren für die Erzeugung von Goldmustern angesehen, da es eine relativ hohe Ätzrate ermöglicht. Die abgeätzten Flächen der Proben neigen jedoch dazu, mit einem abgeschrägten Querschnitt anzufallen. Daher ist dieses Verfahren auch nicht geeignet zur Erzeugung von Goldmustern, die als Masken für die Röntgenstrahllithographie eingesetzt werden könnten.
Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß Gold keine Affinität für das Siliciumsubstrat besitzt, so daß es erforderlich ist, eine Haftschicht, beispielsweise aus Tantal oder Chrom, zwischen dem Gold und dem Substrat vorzusehen, was das Verfahren ebenfalls erschwert. Weiterhin ist Gold relativ weich, so daß die Muster zu mechanischen Zerstörungen oder Brüchen neigen, wodurch die Lebensdauer, der Masken verringert wird.
Schließlich ist Gold ein wertvolles und kostspieliges Me-' tall, welches die Produktionskosten weiter steigert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, die oben angesprochenen Schwierigkeiten und Probleme zu überwinden und eine verbesserte Maske für die Röntgenstrahllithographie zu schaffen, die mit Hilfe eines ein- fachen und billigen Verfahrens hergestellt werden kann und die langen Anwendungsdauern zu widerstehen vermag.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine Maske für die Röntgenstrahllithographie zur Herstellung von Halbleiterbauteilen und -komponenten - die nachfolgend der Einfachheit halber als Maske bezeichnet wird -, die gekennzeichnet ist durch eine für Röntgenstrahlen durchlässige Grundschicht und eine in Form eines Musters auf der für Röntgenstrahlen durchlässigen Grundschicht ausgebildeten Röntgenstrahlen absorbierenden Schicht, die aus Chrom besteht.
Die Erfindung sei im folgenden näher unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 eine Schnittansicht einer herkömmlichen Maske für die Röntgenstrahllithographie und Fig. 2 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Maske für die Rontgenstrahllithographie, wobei die einzelnen Figuren (a) bis (e) die Schritte der Herstellung der erfindungsgemäßen Maske wiedergeben.
Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung sei zunächst auf die Fig. 1 Bezug genommen, in der eine herkömmliche Maske, wie sie in der Röntgenstrahllithographie eingesetzt wird, gezeigt ist. Die Bezugsziffern 1 und 2 stehen dabei für eine Röntgenstrahlen absorbierende Schicht bzw. eine für Röntgenstrahlen durchlässige Folie oder Schicht. Die für Röntgenstrahlen durchlässige Schicht 2 besteht aus einem anorganischen Material, wie SiN, SiC oder BN, oder alternativ aus einem organischen Material, wie einem Polyimid, während die Röntgenstrahlen absorbierende Schicht 1 aus Mustern aus Gold besteht.
Im folgenden sei die erfindungsgemäße Maske anhand der Fig. 2 näher erläutert: Die Bezugsziffer 4 steht für eine für Röntgenstrahlen durchlässige Grundschicht oder Grundfolie aus SiN, auf die die Röntgenstrahlen aufgestrahlt werden. Auf der für die Röntgenstrahlen durchlässigen Schicht 4 ist eine Röntgenstrahlen absorbierende Schicht 5 aufgebracht. Die Schicht 5 besteht aus Chrom, welches später geätzt wird, wie es in der Fig. -(e) dargestellt ist. Die Bezugsziffern 6 und 3 stehen für ein Photolackmuster bzw. ein Siliciumsubstrat.
Die Maske wird wie folgt hergestellt: Mit Hilfe eines chemischen Aufdampfverfahrens scheidet man auf dem Substrat 3 eine SiN-Schicht 4 ab, wie es in der Fig. 2(a) gezeigt ist. Die Schicht 4 besitzt eine Dicke von etwa 4 pm. Anschließend erzeugt man durch Aufdampfen eine Chromschicht 5 mit einer Dicke von 500 nm (5000 R) auf der SiN-Schicht 4, wonach man das gewünschte Photolackmuster 6erzeugt, wie es in der Fig. 2(c) dargestellt ist. Unter der durch das Photolackmuster 6 erzeugten Maske wird die Chromschicht 5 mit Hilfe einer Vorrichtung unter Anwendung reaktiver Ionen geätzt, wozu gasförmiger Tetrachlorkohlenstoff eingesetzt wird (Fig. 2(d)). Schließlich werden die Photolackmuster 6 mit Hilfe eines Sauerstoffplasmas beseitigt, wonach der mittlere Bereich des Substrats 3 mit einer Kon-Lösung abgeätzt wird, wie es in der Fig. 2(e) gezeigt ist.
Die erfindungsgemäße Maske besitzt eine Reihe von Vorteilen. Ein Vorteil ist darin zu sehen, daß die Chromschicht 5 wegen ihres großen Absorptionskoeffizienten für weiche Röntgenstrahlen einen guten Röntgenstrahlen absorbierenden Effekt ausübt, während weiterhin die üblichen Plasmaätzverfahren und das Ätzverfahren mit reaktiven Ionen ohne weiteres für die Erzeugung der Chrommuster angewandt werden können, da Chrom gegenüber gasförmigem Chlor reaktiv ist. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß es nicht notwendig ist, irgendeine Substanz zwischen der SiN-Schicht 4 und der Chromschicht 5 vorzusehen, da Chrom eine gute Affinität für das Substrat zeigt. Chrom ist billiger als Gold und ist auch härter als Gold, so daß sichergestell; ist, daß die Maske langen Anwendungsdauern zu widerstehen vermag. Darüber hinaus lassen sich die Produktionskosten erheblich vermindern.
In der oben beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maske besitzt die Chromschicht eine Dicke von 500 nm (5000 R), was nicht bedeutet, daß die Erfindung auf diese Dicke beschränkt sein soll. Die Dicke dieser Schicht hängt von der Wellenlänge der eingesetzten Röntgenstrahlen ab.
Das Substrat 3 kann aus irgendeiner beliebigen Substanz hergestellt sein, beispielsweise aus einem anorganischen oder einem organischen Material oder auch einem Verbundmaterial. Die Chrommuster können auch mit Hilfe beliebiger anderer Verfahren erzeugt werden.
Wie oben bereits erwähnt, ermöglicht die erfindungsgemäße Maske eine Vereinfachung des Verfahrens und die Anwendung der herkömmlichen Plasmaätzverfahren und der Ätzverfahren unter Anwendung von reaktiven Ionen, wie sie üblicherweise für die Herstellung von Masken verwendet werden. Daher lassen sich auch die Produktionskosten vermindern.

Claims

Maske für die Röntgenstrahllithographie Patentanspruch Maske für die Röntgenstrahllithographie zur Herstellung von Halbleiterbauteilen und -komponenten, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h eine für Röntgenstrahlen durchlässige Grundschicht (4) und eine in Form eines Musters auf der für Röntgenstrahlen durchlässigen Grundschicht (4) ausgebildeten, Röntgenstrahlen absorbierenden Schicht (5) aus Chrom.