DE3752197T2

DE3752197T2 - Photomaske und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE3752197T2
Application number: DE3752197T
Authority: DE
Inventors: Junji Tenri-Shi Nara-Ken Hirokane; Tetsuya Nara-Shi Nara-Ken Inui; Hiroyuki Ikoma-Shi Nara-Ken Katayama; Michinobu Tenri-Shi Nara-Ken Mieda; Tomoyuki Tenri-Shi Nara-Ken Miyake; Kenji Kitakatsuragi-Gun Nara-Ken Ohta; Akira Nara-Shi Nara-Ken Takahashi; Kazuo Nara-Shi Nara-Ken Van; Junichi Ikoma-Shi Nara-Ken Washo
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1986-02-28
Filing date: 1987-02-24
Publication date: 1999-02-18
Anticipated expiration: 2007-02-25
Also published as: DE3752197D1; DE3789881T2; EP0234547A3; EP0234547B1; US5457006A; CA1313792C; EP0533217A2; EP0234547A2; US5087535A; EP0533217B1; EP0533217A3; DE3789881D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Photomaske und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung einer Photomaske zur Verwendung für ein Musterbelichtungsverfahren (Lithographie) bei einer Produktion einer optischen Platte am laufenden Band sowie auf eine durch das Herstellungsverfahren hergestellte Photomaske.
Normalerweise wird eine Photomaske für die Bildung eines Musters auf einer optischen Platte durch ein Belichtungssystem verwendet. Das herkömmliche Herstellungsverfahren für eine solche Photomaske umfaßt im allgemeinen Herstellungsschritte, wie sie zum Beispiel in Fig. 4(a) bis 4(e) gezeigt sind.
Insbesondere wird bei einem Schritt in Fig. 4(a) auf einem Maskensubstrat 1 durch Aufdampfen, Aufstäuben usw. eine licht- undurchlässige Schicht 2 aus Cr oder dergleichen gebildet, und dann wird bei einem Schritt in Fig. 4(b) eine Resistschicht 3 auf die dünne Schicht 2 aufgetragen. Danach wird die Resistschicht 3 belichtet und entwickelt, und dadurch entsteht ein. Resistmuster 4 (Fig. 4(c)). Anschließend wird die dünne Schicht 2 geätzt (Fig. 4(d)), und schließlich wird die Resistschicht 3 entfernt, so daß die Photomaske mit einem Maskenmuster 5 entsteht (Fig. 4(e)).
Die nach dem herkömmlichen Verfahren, wie es oben beschrieben ist, hergestellte Photomaske hat jedoch den Nachteil, daß sich leicht verschiedene Fehler darin bilden, da bei einem Reinigungsverfahren und dergleichen eine Abtrennung des Maskenmusters auftritt. Wegen der Tendenz in jüngster Zeit, mit einer höheren Dichte aufzuzeichnen, muß das Maskenmuster weiterhin feiner sein, und daher wurde es notwendig, den oben erwähnten Mangel bei dem herkömmlichen Verfahren zu beheben.
JP-A-59 172 648 offenbart ein Maskensubstrat, das eine lichtdurchlässige Dünnschicht trägt, die wiederum Rillen enthält, die mit einer lichtabschirmenden zweiten Dünnschicht gefüllt sind, die ein Maskenmuster bildet. Das Substrat hat in der Mitte eine Öffnung, und daher ist gegenüber der goldenen Dünnschicht (9) kein Substrat vorhanden.
WO 84/03571 offenbart ein optisches Strukturfilter mit polierten Oberflächen, das zum Beispiel als Arbeitsmaske für die photolithographische Herstellung von vorgefertigten mikroelektronischen Elementen verwendet wird. Die Filterschicht umfaßt eine lokal homogene durchlässige Substanz, in die gemäß dem Muster Ionen, vorzugsweise Metallionen, mit einer Energie von über 1 keV implantiert werden, um das Muster bzw. die differentiellen Transmissionsmuster zu bilden.
Entsprechend ist es ein wesentliches Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer in hohem Maße zuverlässigen Photomaske mit einer langen Lebensdauer bereitzustellen, die nicht so leicht Mängel wie eine Abtrennung des Maskenmusters usw. aufweist, wobei die Nachteile, die den herkömmlichen Herstellungsverfahren dieser Art innewohnen, im wesentlichen vermieden werden.
Ein weiteres wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine überlegene Photomaske bereitzustellen, die nach dem obengenannten Herstellungsverfahren hergestellt wird.
Um diese und weitere Ziele zu erreichen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein neues Verfahren zur Herstellung einer Photomaske, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, mit Hilfe eines Verfahrens gemäß Anspruch 3 bereitgestellt.
In einem bevorzugten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Photomaske bereit, das die folgenden Schritte umfaßt: Auftragen einer festhaftenden lichtdurchlässigen Dünnschicht aus Si&sub3;N&sub4; usw. auf ein lichtdurchlässiges Maskensubstrat aus Quarz, Glas usw. durch Aufdampfen, Aufstäuben usw., Auftragen einer Resistschicht, Belichten und Entwickeln der Resistschicht unter Bildung eines feinen Resistmusters, weiterhin isotropes Ätzen der Dünnschicht in dem mit dem Resistmuster bedeckten Zustand, so daß in einem Teil, der nicht von dem Resistmuster bedeckt ist, Rillen gebildet werden, weiterhin Auftragen einer lichtabschirmenden Dünnschicht aus Cr, Ta und dergleichen durch Aufdampfen, Aufstäuben usw. und Entfernen der lichtabschirmenden Dünnschicht, die an dem Teil des Resistsmusters haftet, zusammen mit der Resistschicht.
Das Resistmuster für das Maskenmuster wird auf der ersten Dünnschicht gebildet, die solcher Natur ist, daß in einem Trockenätzvorgang isotropes Ätzen erfolgt. Entsprechend wird die erste Dünnschicht bei dem Trockenätzverfahren seitlich geätzt, und daher kann die Resistschicht usw. leicht entfernt werden, so daß man eine hohe Genauigkeit für das Maskenmuster erhält.
Da das Herstellungsverfahren der Photomaske gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der herkömmlichen Photomaskenherstellungstechnik durchgeführt werden kann, hat es den Vorteil, daß es leicht einer praktischen Anwendung zugeführt werden kann, wobei weniger Anforderungen im Sinne von neuen Installationen und Geräten gestellt werden.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine neue Photomaske bereitgestellt, die ein Substrat aus Quarz, Glas usw. und eine undurchsichtige Metallschicht, wie Ta, Cr und dergleichen, die in eine Rille gefüllt ist, die durch Entfernen eines Teils des Substrats gebildet wird, umfaßt, wobei die Oberfläche der Metallschicht so gebildet wird, daß sie im allgemeinen bündig mit der Oberfläche des Substrats abschließt.
Diese und weitere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen hervor. Dabei sind:
Fig. 1(a) bis 1(f) schematische Schnittdiagramme, die Herstellungsschritte einer Photomaske gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 2(a) und 2(b) fragmentarische seitliche Schnittansichten, die die Konfiguration einer Rille im Verlaufe der Herstellung der Photomaske zeigen;
Fig. 3 eine fragmentarische seitliche Schnittansicht der nach dem Verfahren von Fig. 1(a) bis 1(f) hergestellten Photomaske;
Fig. 4(a) bis 4(e) schematische Schnittdiagramme, die Herstellungsschritte einer herkömmlichen Photomaske (bereits genannt) zeigen; und
Fig. 5 eine fragmentarische seitliche Schnittansicht der herkömmlichen Photomaske.
Bevor die Beschreibung der vorliegenden Erfindung erfolgt, sei angemerkt, daß überall in den Begleitzeichnungen gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind.
In Fig. 1(a) bis 1(f) ist nacheinander in der Reihenfolge der Herstellungsschritte ein Verfahren zur Herstellung einer Photomaske gemäß der vorliegenden Erfindung wie folgt gezeigt.
Schritt (i) Auf ein lichtdurchlässiges Maskensubstrat 1 aus Quarz, Glas oder dergleichen wird eine festhaftende Dünnschicht 6 (z. B. Si&sub3;N&sub4; ist geeignet), die Licht, wie ultraviolette Strahlen und dergleichen, durchläßt und solcher Natur ist, daß in einem Trockenätzvorgang isotropes Ätzen erfolgt, durch Aufdampfen, Aufstäuben usw. aufgetragen (Fig. 3 (a)).
Schritt (ii) Nach dem Auftragen der obigen Dünnschicht 6 wird weiterhin eine Resistschicht 3 darüber aufgetragen (Fig. 1(b)).
Schritt (iii) Die Resistschicht 3 wird unter Verwendung eines Elektronenstrahls oder von Laserlicht belichtet, so daß durch einen Entwicklungsvorgang ein Resistmuster 4 entsteht (Fig. 1(c)).
Schritt (iv) In dem mit dem Resistmuster 4 bedeckten Zustand wird die Dünnschicht 6 trocken geätzt, so daß Rillen in der Dünnschicht 6 entstehen. Da in der Dünnschicht 6 dabei isotropes Ätzen erfolgt, wird seitlich geätzt (Fig. 1(d)).
Schritt (v) Nach der Beendigung des obigen Ätzens und in dem mit dem Resistmuster 4 bedeckten Zustand wird eine festhaftende Dünnschicht 2 aus Cr, Ta oder dergleichen, die kein Licht, wie ultraviolette Strahlen usw., durchläßt, durch Aufdampfen, Aufstäuben oder dergleichen aufgetragen (Fig. 1(e)).
Schritt (vi) Schließlich wird die auf dem Resistmuster 4 haftende Dünnschicht 2 zusammen mit dem Resistmuster 4 abgetrennt, so daß die Photomaske mit einem Maskenmuster 5 entsteht (Fig. 1(f)).
Anschließend zeigt Fig. 2(a) einen fragmentarischen Querschnitt einer Photomaske, in der Rillen gebildet sind, ohne daß die Dünnschicht 6 auf dem Maskensubstrat 1 vorhanden ist, während Fig. 2 (b) eine ähnliche Ansicht zeigt, in der Rillen gebildet werden, wobei die Dünnschicht 6 auf dem Substrat 1 vorhanden ist.
In der Photomaske von Fig. 2(a) erfolgt wegen des Fehlens der Dünnschicht 6 anisotropes Ätzen in dem Maskensubstrat 1 aus Quarz, Glas oder dergleichen. Daher bedeckt die Dünnschicht 2 unerwünschterweise Seitenwandteile W des Musters, und es wird schwierig, die Dünnschicht 2, die am oberen Teil der Resistschicht 3 haftet, abzutrennen.
Da in der Photomaske von Fig. 2(b) andererseits die Dünnschicht 6 vorhanden ist, erfolgt isotropes Ätzen in der Dünnschicht 6, so daß seitlich geätzte Teile S entstehen. Aufgrund der Tatsache, daß unzusammenhängende Teile in den seitlich geätzten Teilen S entstehen, wenn die Dünnschicht 2 befestigt wird, läßt sich die an den Teilen des Resistmusters 4 haftende Dünnschicht 2 leicht zusammen mit der Resistschicht 3 abtrennen.
Fig. 3 zeigt einen fragmentarischen Querschnitt der nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten Photomaske. In diesem Fall befindet sich die Kontaktfläche F in bezug auf das äußere Objekt (nicht gezeigt) auf der Oberfläche des Maskensubstrats 1, und die äußere Kraft durch Waschen usw. wird in die Oberfläche des Substrats absorbiert, und daher ist das Maskenmuster 5 sehr schwer abzutrennen.
In dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, soweit sie bisher beschrieben wurde, erfolgt die Abtrennung des Maskenmusters nicht so leicht, und entsprechend kann vorteilhafterweise eine in hohem Maße zuverlässige Photomaske mit einer langen Lebensdauer bereitgestellt werden.
Weiterhin kann gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung die Kantenform des Maskenmusters genau gebildet werden, ohne dabei Probleme wie fehlerhafte elektrische Leitung heraufzubeschwören.

Claims

1. Photomaske, umfassend ein lichtdurchlässiges Substrat (1) und eine auf dem Maskensubstrat (1) gebildete lichtdurchlässige erste Dünnschicht (6) sowie ein Maskenmuster (5) aus einer lichtabschirmenden Dünnschicht (2), die in Rillen auf der lichtdurchlässigen ersten Dünnschicht (6) gebildet ist.

2. Photomaske gemäß Anspruch 1, wobei das Substrat (1) Quarz oder Glas umfaßt und die lichtabschirmende Dünnschicht (2) Cr oder Ta umfaßt.

3. Verfahren zur Herstellung der Photomaske gemäß Anspruch 1 oder 2 durch Bilden einer lichtdurchlässigen ersten Dünnschicht (6) auf einem lichtdurchlässigen Maskensubstrat (1), Auftragen einer Resistschicht (3) auf die erste Dünnschicht (6), Belichten und Entwickeln der Resistschicht (3), Ätzen der ersten Dünnschicht (6) unter Bildung von Rillen, Auftragen einer lichtabschirmenden zweiten Dünnschicht (2) auf das feine Resistmuster (4) und die Rillen und Entfernen der auf dem Resistmuster (4) gebildeten lichtabschirmenden zweiten Dünnschicht (2) zusammen mit der Resistschicht (3), gekennzeichnet durch isotropes Ätzen, so daß in einem Teil der ersten Schicht (6), der nicht von dem Resistmuster (4) bedeckt ist, Rillen gebildet und verbreitert werden.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die Belichtung der Resistschicht (3) mit einem Elektronenstrahl oder mit Laserlicht erfolgt.

5. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die lichtabschirmende Dünnschicht (2) durch Aufdampfen oder Aufstäuben befestigt wird.