DE3783239T2

DE3783239T2 - Roentgenstrahlmaske.

Info

Publication number: DE3783239T2
Application number: DE8787101361T
Authority: DE
Inventors: Kenji Fujitsu Ltd Pat Nakagawa
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1986-02-03
Filing date: 1987-02-02
Publication date: 1993-04-29
Anticipated expiration: 2007-02-03
Also published as: KR900003254B1; EP0231916A3; EP0231916B1; US4939052A; EP0231916A2; JPS62202518A; KR870008378A; JPH0255933B2; DE3783239D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Röntgenstrahl-Belichtungsmasken, beispielsweise zur Verwendung bei der Bildung mikroskopischer Muster für Halbleiteranordnungen mit hoher Dichte.
In Anbetracht des derzeitigen Trends zu einer hohen Packungsdichte in Halbleiteranordnungen ist eine Mikromusterung das übliche Mittel zur Herstellung von Halbleiteranordnungen mit hoher Dichte. Es werden nun Bemühungen zur Entwicklung der Röntgenstrahlbelichtungstechnologie unternommen.
Mit der Röntgenstrahl-Belichtungstechnologie wird ein mikroskopisches Muster auf einer Halbleiterscheibe gebildet, indem ein auf der Halbleiterscheibe aufgebrachtes Röntgenresist mit einem Röntgenstrahl mit einer Wellenlänge von einigen Ångström bestrahlt wird.
Wenn ein Lichtstrahl oder ein Elektronenstrahl zum Mustern eines mikroskopischen Musters verwendet wird, schaffen Merkmale einer Submikronordnung, Beugung, Interferenz und Streuung des Lichtstrahls oder des Elektronenstrahls insofern ein Problem, als die Auflösung des mikroskopischen Musters vermindert wird. Dieses Problem kann durch die Verwendung der Röntgenstrahlbelichtungstechnologie vermieden werden.
Da die Wellenlänge eines Röntgenstrahls sehr kurz ist, kann eine herkömmliche Lichtstrahl-Belichtungsmaske in der Röntgenstrahl-Belichtungstechnologie nicht verwendet werden; es wird eine Röntgenstrahlmaske mit einer speziellen Struktur verwendet, die zur Verwendung mit dem Röntgenstrahl geeignet ist. Nachstehend wird eine Röntgenstrahl- Belichtungsmaske kurz "Röntgenstrahlmaske" genannt. Während eine spezielle Maske zum Mustern eines mikroskopischen Musters bei Verwendung eines Röntgenstrahls eingesetzt wird, wird das Mustern weiterhin auf ziemlich gleiche Weise wie für gewöhnliche Halbleiteranordnungen durchgeführt. Das heißt, viele ähnliche Muster zur Herstellung einer Vielzahl von Halbleiterchips werden auf einer Halbleiterscheibe unter Verwendung einer "Stepper" genannten Mustervorrichtung gebildet, und ferner wird eine Vielzahl von verschiedenen Mustern durch Wiederholen des Musterungsverfahrens gestapelt oder übereinandergelegt.
Fig.1 ist eine schematische Darstellung einer Vielzahl von Chipmustern 101, die auf einer Halbleiterscheibe 100 gebildet sind. Um eine Vielzahl von Mustern mit unterschiedlichen Formen bzw. Konfigurationen zu stapeln oder übereinanderzulegen, ist eine Vielzahl von Röntgenstrahlmasken mit jeweils unterschiedlichen Mustern notwendig.
Fig.2 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels einer derartigen Röntgenstrahlmaske. 200 bezeichnet die Röntgenstrahlmaske, und 201 ist eine Membran, die von einem Ringrahmen 202 getragen wird (der nachstehend einfach "Ring" genannt wird). Die Beschaffenheit der Membran 201 wird nachstehend detaillierter erläutert. 203 ist ein Muster für einen auf der Membran 201 gebildeten Halbleiterchip. Im Beispiel von Fig.2 sind vier Muster 203 der gleichen Form und Größe vorgesehen. Ein von den Mustern 203 unter Verwendung eines Röntgenstrahls erhaltenes Röntgenmuster wird sequentiell auf eine Halbleiterscheibe abgestrahlt, wie in Fig.1 gezeigt; schraffierte Muster 103 im Kreis 102 in Fig.1 geben sequentiell exponierte Muster an.
Ein Muster 203 in Fig.2 ist ein zur Bildung eines Chipmusters verwendetes Muster. Einige Muster, die vom Muster 203 verschieden sind, werden üblicherweise gestapelt oder übereinander gelegt, um ein Halbleiterchipmuster zu komplettieren. Das heißt, Halbleiterchipmuster werden auf der Halbleiterscheibe unter Verwendung anderer Masken gebildet, die jeweils die gleiche Struktur wie jene der Maske 200, jedoch unterschiedliche (Masken) Muster aufweisen, um die Halbleiterchipmuster durch Stapeln oder Übereinanderlegen der Röntgenstrahlmuster der unterschiedlichen (Masken) Muster jeweils in der gleichen Position zu komplettieren.
Insbesondere muß das Stapeln oder Übereinanderlegen von Mustern genau durchgeführt werden, da jedes zu stapelnde Muster ein mikroskopisches Muster ist. Mit anderen Worten ist die Positionierung der Röntgenstrahlmasken sehr wichtig.
Derzeit wird angenommen, daß die Verwendung eines Lichtstrahls zur Positionierung der Röntgenstrahlmasken die besten Ergebnisse bietet. Vier Maskenpositionierungsmarkierungen 204 für eine derartige Röntgenstrahlmaskenpositionierung sind in Fig.2 gezeigt. In Fig.1 gezeigte Punkte 104 sind Scheibenpositionierungsmarkierungen, die vorher auf der Halbleiterscheibe 100 vorgesehen wurden.
Sequentielle Belichtungen von Röntgenmustern unter Verwendung unterschiedlicher Röntgenstrahlmasken auf die Halbleiterscheibe 100 werden durch sequentielles Ausrichten von Maskenpositionierungsmarkierungen auf den Röntgenstrahlmasken mit Scheibenpositionierungsmarkierungen auf der Halbleiterscheibe 100 unter Verwendung eines Lichtstrahls ausgeführt.
Zur Ausführung der Positionierung unter Verwendung eines Lichtstrahls wird derzeit eine optische Maskenausrichtungstechnologie, bei der die Brechung des Lichtstrahls eingesetzt wird, als fortschrittlichste Technologie vom Standpunkt der Genauigkeit betrachtet. Diese optische Maskenausrichtungstechnologie wird detailliert in "Application of zone plates to alignment in microlithography" von M. Feldman et al (J. Vac. Sci. Technol., Bd.19, Vo.4, Nov./Dez.1981) erläutert. Wie in diesem Dokument beschrieben, muß eine Röntgenstrahlmaske die Struktur eines Fensters, durch welches ein Lichtstrahl hindurchgehen kann, rund um jede Maskenpositionierungsmarkierung aufweisen, damit die optische Maskenausrichtungstechnologie angewendet werden kann. Ein Teil eines einfallenden Lichtstrahls wird durch eine Maskenpositionierungsmarkierung auf der Röntgenstrahlmaske reflektiert, der Rest des einfallenden Lichtstrahls erreicht jedoch eine Scheibenpositionierungsmarkierung, die vorher auf der Halbleiterscheibe angebracht wurde, wobei er durch das am Umfang der Maskenpositionierungsmarkierung vorgesehene Fenster hindurchgeht, und wird von der Scheibenpositionierungsmarkierung reflektiert. Der von der Scheibenpositionierungsmarkierung reflektierte Lichtstrahl geht wiederum durch das Fenster hindurch und wird in einem Lichtkondensationssystem gesammelt, wobei der Lichtstrahl von der Maskenpositionierungsmarkierung reflektiert wird. Die Maskenpositionierungsmarkierung und die Scheibenpositionierungsmarkierung werden im Lichtkondensationssystem abgebildet und miteinander verglichen. Dann wird die Position der Röntgenstrahlmaske relativ zu jener der Halbleiterscheibe eingestellt, bis die Bilder übereinanderliegen. So werden die Positionen der Röntgenstrahlmaske und der Halbleiterscheibe ausgerichtet.
So wird ein Lichtstrahl zur Maskenausrichtung in einem Musterungsverfahren verwendet, obwohl ein Röntgenstrahl zum Mustern bei der Herstellung einer Halbleiteranordnung mit hoher Dichte verwendet wird. Das Material der Röntgenstrahlmaske selbst sollte nicht nur für den Röntgenstrahl, sondern auch für den Lichtstrahl durchlässig sein, da es vom Kostenstandpunkt schwierig ist, nur einen Fensterteil der Röntgenstrahlmaske für den Lichtstrahl durchlässig zu machen, was eine bedeutende Überlegung in bezug auf die vorliegende Erfindung ist.
Als Substrat für eine Röntgenstrahlmaske wird eine Membran verwendet, die aus einem Material mit einer guten Durchlaßcharakteristik für den Röntgenstrahl, wie Bornitrid (BN), mit einer kleinen Atomzahl besteht.
Im Fall eines herkömmlichen Substrats, wie Glas oder Quarz (für Lichtstrahlmasken verwendet) können Röntgenstrahlen nicht verwendet werden, da derartige Substrate niedrige Durchlaßgrade für Röntgenstrahlen aufweisen.
Diese BN-Membran ist auch für den Lichtstrahl durchlässig, da sie eine Dicke von nur einigen um aufweist. Die Membran hat jedoch eine geringe mechanische Festigkeit und kann allein nicht in einem flachen Zustand gehalten werden, und daher wird die Membran, um getragen zu werden, auf einem Ringrahmen haftend angebracht.
Fig.3(a) bis 3(f) sind schematische Darstellungen, die ein früher vorgeschlagenes Verfahren zur Herstellung einer Röntgenstrahlmaske zeigen. Diese Figuren können als Beispiele von Darstellungen verstanden werden, die einer Schnittansicht gemäß der Linie A-A' in Fig.2 entsprechen und bei denen der breite Zwischenraum zwischen den zwei Mustern 203 in bezug auf die Linie A-A' eliminiert ist. Die frühere Röntgenstrahlmaske wurde durch das folgende Verfahren hergestellt.
(1) Eine BN-Membran wird durch chemische Dampfabscheidung (CVD) auf einer Siliziumscheibe (Si-Scheibe) abgeschieden, die an einem Ringrahmen ("Ring") aus einem Material, wie PYREX oder Keramik, mit einem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten haftend angebracht ist.
(2) Von einer Seite, auf der die BN-Membran nicht abgeschieden wird, wird ein innerer Teil der Si-Scheibe (vom Ring gesehen) durch ein Ätzmittel entfernt (wobei ein Siliziumrand oder -ring 2 zurückbleibt). Dadurch wird die BN-Membran 1 in einem flachen Zustand durch einen Ring 3 getragen, wie in Fig.3(a) gezeigt.
(3) Titan, Tantal-Gold-Tantal, Gold oder Platin, etc., wird bis zu einer Dicke von etwa 400 bis 500 Ångström auf der BN-Membran 1 zerstäubt. Die zerstäubte Schicht bildet eine Plattierungsbasis 4, die eine Basisschicht für das leichte Plattieren von Metall auf der BN-Membran 1 ist.
(4) Ein aus einem Polymerharz bestehendes Photoresist oder ein Elektronenstrahl (EB)-Resist 5 wird auf die Plattierungsbasis 4 aufgebracht, wie in Fig.3(b) gezeigt.
(5) Das Photoresist oder EB-Resist 5 wird mit einem Lichtstrahl oder einem Elektronenstrahl belichtet oder beschrieben und dann entwickelt, und dadurch wird ein Schablone 6 genanntes Photoresistmuster oder ein EB-Resistmuster gebildet, wie in Fig.3(c) gezeigt.
(6) Gold (Au)-metall wird auf der Plattierungsbasis 4 unter Verwendung der Plattierungsbasis 4 als Elektrode plattiert, und Öffnungen in der Schablone 6 werden durch eine Au-Schicht 7 ausgefüllt, wie in Fig.3(d) gezeigt. Die Au-Schicht 7 ist ein Röntgenstrahlabsorber.
(7) Nachdem die Öffnungen in der Schablone 6 durch die Au-Schicht 7 aufgefüllt wurden, wird die Schablone 6 durch ein Veraschungsverfahren entfernt.
(8) Die nach Entfernen der Schablone 6 auftretende (freiliegende) Plattierungsbasis 4 wird dann durch reaktive Ionenätzung (RIE) unter Verwendung von Tetrafluorkohlenstoff (CF&sub4;)-gas oder durch Zerstäubungsätzung unter Verwendung von Argon (Ar)-gas entfernt. Fig.3(e) zeigt einen Zustand, in dem die Schablone 6 und die Plattierungsbasis 4 darunter eliminiert wurden. Die Schablone 6 und die Plattierungsbasis 4 darunter werden eliminiert, damit die Röntgenstrahlmaske 200 in der Nähe der Positionierungsmarkierungen 204 zur Ausführung der Maskenausrichtung lichtstrahlendurchlässig ist.
(9) Schließlich werden, wie in Fig.3(f) gezeigt, die gesamten Flächen der Au-Schicht 7 und der Membran 1 mit einer dünnen Schutzschicht 8 überzogen, die für den Röntgenstrahl und den Lichtstrahl durchlässig ist, und so wird die Röntgenstrahlmaske komplettiert.
Diese frühere Röntgenstrahlmaske erfordert die Eliminierung der Schablone 6 und der Plattierungsbasis 4 darunter, was insofern zu einem Problem führt, als zwischen den Au-Schichten 7 nach der Eliminierung der Schablone 6 und der Plattierungsbasis 4 gebildete Rillen sehr (zu) schmal sind. Die Rillen werden bei der folgenden Bearbeitung leicht zerstört oder beschädigt, so daß einige Teile der durch die Rillen vorgesehenen Muster verformt oder eliminiert werden, und einige der Au-Schichten 7 abgezogen werden können. Detaillierter muß eine Au-Schicht 7 eine Höhe von 0,5 bis 1 um aufweisen, um Röntgenstrahlen zu absorbieren, und die Breite einer Schablone (Rille) 6 beträgt 1 um oder weniger, in einigen Fällen beispielsweise 0,1 bis 0,2 um, so daß Muster der Au-Schicht 7 ein hohes Verhältnis Länge:Breite aufweisen, was dazu führt, daß die Herstellungsstruktur leicht beschädigt wird.
In Hinblick auf eine Lösung dieses Fragilitätsproblems wurde von WADA eine Röntgenstrahlmaske entwickelt, bei welcher ein Material mit einem hohen Röntgendurchlaßgrad für die Schablone verwendet wird, die Plattierungsbasis ausreichend dünn ist, um zu ermöglichen, daß Röntgenstrahlen durch diese hindurchgehen, und die Schablone nicht eliminiert werden muß (Japanische Veröffentliche Ungeprüfte Patentanmeldung 193 031 (1982)). Gemäß WADA wird polykristallines Silizium, Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder ein Verbundmaterial dieser Materialien für die Schablone verwendet. Obwohl eine derartige Schablone einen Röntgenstrahl durchläßt, wird der Durchlaßgrad für einen Lichtstrahl nicht in Betracht gezogen. Demgemäß kann eine Durchlässigkeit für einen Lichtstrahl in der Nähe der Positionierungsmarkierungen bei dieser Röntgenstrahlmaske nicht vorgesehen werden.
Das Vorsehen von Maskenpositionierungsmarkierungen in von den Mustern für die Chips entferten Bereichen, wie einem Bereich nahe dem Ring, muß allgemein vermieden werden. Positionsfehler auf Grund von Wärmeausdehnungseffekten treten zwischen Positionierungsmarkierungen auf, und Chipmustern nehmen zu. Abstände 205 (Fig.2) und Positionen für Maskenpositionierungsmarkierungen 204 in Fig.2 werden unter Berücksichtigung dessen bestimmt. Da es jedoch schwierig ist, insbesondere hinsichtlich der Kosten eine Lichtstrahldurchlässigkeit nur in der Nähe jeder Maskenpositionierungsmarkierung vorzusehen, muß die Schablone 6 im Herstellungsverfahren der Röntgenstrahlmaske eliminiert werden.
Patentzusammenfassungen von Japan, Bd.9, Nr.291 (E- 359) (2014), 19. November 1985, und JP-A-60 132323 offenbaren eine Röntgenstrahlmaske mit einem Röntgenstrahlabsorber-Träger (1', 2, 3, 4), auf dem ein leitfähiges Material (5), das für sichtbares Licht durchlässig ist, zwischen dem Träger und einem Absorptionsmuster (7) angeordnet ist. Das für sichtbares Licht durchlässige, leitfähige Material ist ein ITO-Film, und das Absorbermuster besteht aus Gold.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Röntgenstrahl-Belichtungsmaske vorgesehen, mit:
einem Maskensubstrat, welches für Röntgen- und Lichtstrahlen durchlässig ist;
einer elektrisch leitfähigen Schicht auf dem Maskensubstrat, welche für Röntgen- und Lichtstrahlen durchlässig ist; und
einem Röntgenstrahlabsorptionsmittel;
gekennzeichnet durch
eine lichtdurchlässige Schablonenmusterstruktur, welche auf der elektrisch leitfähigen Schicht gebildet ist;
eine Metallschicht, die auf der elektrisch leitfähigen Schicht gebildet ist, zur Bildung einer Plattierungsbasis mit der elektrisch leitfähigen Schicht, wobei die Metallschicht für Röntgen- und Lichtstrahlen durchlässig ist, und durch
das Röntgenstrahlabsorptionsmittel, das auf der Metallschicht in den Schablonenöffnungen der Schablonenmusterstruktur gebildet ist.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine verbesserte Struktur für eine Röntgenstrahlmaske vorsehen, kann die Herstellungsausbeute von Röntgenstrahlmasken und die Zuverlässigkeit erhöhen, so daß Metallteile einer Röntgenstrahlmaske (die Röntgenstrahlen absorbieren) und mikroskopische Muster für Chips (gebildet durch schmale Räume zwischen derartigen Metallteilen) nicht oder weniger leicht während der Röntgenstrahlmaskenherstellung oder während der Handhabung nach der Herstellung verformt oder zerstört werden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine erhöhte Qualität von Halbleiteranordnungen mit hoher Dichte und verbesserte Herstellungsausbeuten vorsehen, indem ermöglicht wird, daß die Röntgenstrahlmaske nicht nur den Röntgenstrahl, sondern auch den sichtbaren Lichtstrahl absorbiert, und indem eine Positionierungsausrichtung mit hoher Präzision unter Verwendung des sichtbaren Lichtstrahls während des Einsatzes der Röntgenstrahlmaske durchgeführt wird.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann zu niedrigeren Herstellungskosten für Röntgenstrahlmasken führen und kann so die Herstellungskosten von Halbleiteranordnungen mit hoher Dichte unter Verwendung von Röntgenstrahlmasken durch die Vereinfachung der Röntgenstrahlmaskenherstellung vermindern.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Indiumzinnoxid (ITO) verwendet, auf dem Gold für eine Plattierungsbasis zerstäubt wird. Das ITO ist für Röntgenund Lichtstrahlen durchlässig und elektrisch leitfähig, und auf dieses zerstäubtes Gold hat eine Dicke von allgemein zwischen 1 und 67 Ångström, um für die Röntgen- und Lichtstrahlen durchlässig zu sein.
Anhand von Beispielen wird auf die beigeschlossenen Zeichnungen bezuggenommen, in denen:
Fig.1 ein schematische Darstellung ist, die eine Vielzahl von Chipmustern und Scheibenpositionierungsmarkierungen zeigt, die auf einer Halbleiterscheibe gebildet sind;
Fig.2 eine schematische Darstellung einer Röntgenstrahlmaske ist, die Muster auf der Maske und Maskenpositionierungsmarkierungen zeigt;
Fig.3(a) bis 3(f) schematische Darstellungen sind, die die Herstellung einer früher vorgeschlagenen Röntgenstrahlmaske veranschaulichen; und
Fig.4(a) bis 4(h) schematische Darstellungen teilweise im Schnitt sind, die die Herstellung einer Röntgenstrahlmaske gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen; wobei Fig.4(h) die Struktur einer fertigen Maske veranschaulicht.
Wie in Fig.4(h) gezeigt, umfaßt die Struktur einer die vorliegende Erfindung verkörpernden Röntgenstrahlmaske die folgenden Teile: eine Membran 1, die ein Maskensubstrat ist, das aus einem röntgen- und lichtstrahlendurchlässigen Material, wie Bornitrid (BN), hergestellt ist; eine elektrisch leitfähige Schicht 9, die auf der Membran 1 zerstäubt ist und aus einem elektrisch leitfähigen und röntgen- und lichtstrahlendurchlässigen Material, wie Indiumzinnoxid (ITO), besteht; eine schablonenstruktur, die zu einem Muster gebildet ist, zur Bildung von Halbleiterchipmustern auf der Halbleiterscheibe, wobei jeder Teil der Schablone einen (verbleibenden) Polymerteil 101 enthält, der auf die elektrisch leitfähige Schicht 9 aufgebracht und röntgen- und lichtstrahlendurchlässig ist; und einen Röntgenstrahlabsorber 7 aus Gold, der Öffnungen im Muster der Schablone füllt.
Jeder Teil der Schablone umfaßt ferner einen (verbleibenden) anorganischen Teil 111, der aus einem auf dem (verbleibenden) Polymerteil 101 zerstäubten anorganischen Material, wie Siliziumdioxid, und einer dünnen Goldschicht 12, die auf dem (verbleibenden) anorganischen Teil 111 zerstäubt ist, besteht. Der (verbleibende) anorganische Teil 101 und die dünne Goldschicht 12 sind für Röntgen- und Lichtstrahlen durchlässig, so daß die genaue Maskenausrichtung unter Verwendung eines durch die Maske hindurchgehenden Lichtstrahls ausgeführt werden kann. Die dünne Goldschicht 12 ist ebenfalls auf der elektrisch leitfähigen Schicht 9 zerstäubt; wobei der Zweck der Zerstäubung der dünnen Goldschicht 12 jener ist, eine Plattierungsbasis in Kombination mit der elektrisch leitfähigen Schicht 9 zum Plattieren des Röntgenstrahlabsorbers 7 zu bilden. Die Dicke der dünnen Goldschicht 12 ist so heikel, daß sie (vorzugsweise) mehr als 1 Ångström zur Ausführung des Plattierens und weniger als 67 Ångström zum Durchleiten eines Lichtstrahls durch diese zur Ausführung einer Maskenausrichtung betragen sollte.
Ein Herstellungsverfahren für eine Röntgenstrahlmaske gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist wie folgt:
(1) Vorsehen einer Membran 1 aus BN, die für Röntgen- und Lichtstrahlen durchlässig ist und von einem Ring 3 aus PYREX oder Keramik durch einen Siliziumrand oder Ring getragen wird, wie in Fig.4(a) gezeigt. Dieses Verfahren ist das gleiche wie jenes, das mit Bezugnahme auf die früher vorgeschlagene Röntgenstrahlmaske in Fig.3(a) erläutert wurde.
(2) Wie in Fig.4(b) gezeigt, Zerstäuben von Indiumzinnoxid (ITO) auf der Membran 1 bis zu einer Dicke zwischen 300 und 3000 Ångström zur Bildung einer elektrisch leitfähigen Schicht 9. Das ITO wird durch Mischen von 5 bis 20 % Zinnoxid (SnO&sub2;) mit Indiumoxid (In&sub2;O&sub3;) hergestellt. Das ITO ist nicht nur elektrisch leitfähig, sondern auch für Röntgen- und Lichtstrahlen durchlässig;
Zerstäuben von Polymer, wie Polyimid, auf der elektrisch leitfähigen Schicht 9 bis zu einer Dicke von 1 bis 2 um, wenn Polyimid verwendet wird, um eine Polymerschicht 10 zu bilden;
Zerstäuben von anorganischem Material, wie Siliziumdioxid (SiO&sub2;), auf der Polymerschicht 10 bis zu einer Dicke von 500 bis 2000 Ångström, um eine anorganische Schicht 11 zu bilden; und
Spinüberziehen von Elektronenstrahl (EB) -resistmaterial auf der anorganischen Schicht 11 bis zu einer Dicke von 1000 bis 5000 Ångström, um eine EB-Resistschicht 5 zu bilden (anstelle des EB-Resists kann ein Photoresist verwendet werden).
(3) Schreiben von Mustern für Halbleiterchips auf das EB-Resist 5 unter Verwendung eines Elektronenstrahls und Entwickeln des Resists, so daß verbleibende EB-Resistteile 51 an ihrer Stelle belassen werden, wie in Fig.4(c) gezeigt.
(4) Ätzen der anorganischen Schicht 11 durch Anwendung von RIE unter Verwendung von Trifluormethan (CHF&sub3;)-gas und CF&sub4;-Gas, wenn die anorganische Schicht 11 aus Siliziumdioxid besteht, so daß ein verbleibender anorganischer Teil 111 unter jedem verbleibenden Resistteil 51 zurückgelassen wird, wie in Fig.4(d) gezeigt.
(5) Ätzen der Polymerschicht 10 durch Anwendung von RIE unter Verwendung von Dioxid (Sauerstoff) (O&sub2;)-gas, wenn die Polymerschicht 10 aus Polyimid besteht, so daß verbleibende Polymerteile 101 an ihrer Stelle belassen werden. In diesem Fall wird jeder verbleibende EB-Resistteil 51 auch geätzt, und es wird die Struktur von Fig.4(e) erhalten. In Fig.4(e) bilden die verbleibenden Polymerteile 101 und die verbleibenden anorganischen Teile 111 eine Schablone.
(6) Zerstäuben von Au auf der gesamten Oberfläche der in der Herstellung befindlichen Maske bis zu einer Dicke zwischen 1 und 67 Ångström, um eine dünne Au-Schicht 12 zu erhalten, wie in Fig.4(f) gezeigt. Wenn die Dicke der Au- Schicht 12 67 Ångström beträgt, ist der Röntgenstrahldurchlaßgrad vernachlässigbar, und beträgt der Lichtstrahl (genau gesagt ein He-He-Laserstrahl)-Durchlaßgrad 30 %, was ungefähr einen Grenzwert für die Ausführung der Maskenausrichtung darstellt. 67 Ångström ist jedoch kein genauer Grenzwert, eine geringe Erhöhung kann zulässig sein. Die Au-Schicht 12, die auf die elektrisch leitfähige Schicht 9, die von dem Schablonenteil verschieden ist, aufgestäubt ist, wird eine Plattierungsbasis für Au-Plattierungsmetall im nächsten Verfahren.
(7) Plattieren von Au-Metall auf der Plattierungsbasis unter Verwendung der Plattierungsbasis als Elektrode zur Bildung eines Röntgenstrahlabsorbers 7, so daß Öffnungen in der Schablone (zumindest teilweise) mit dem Röntgenstrahlabsorber 7 ausgefüllt sind.
(8) Schließlich Überziehen der gesamten Flächen der Schablone und des Röntgenstrahlabsorbers mit einer Schutzmembran 8, wie in Fig.4(h) gezeigt, um die Röntgenstrahlmaske zu komplettieren.
Wie oben erwähnt, entfällt durch die Anwendung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei der Herstellung einer Röntgenstrahlmaske eine Schablonenentfernungsbearbeitung. Da die Schablone nicht entfernt wird, wird sich der Röntgenstrahlabsorber 7 wahrscheinlich nicht biegen oder beschädigt werden, und dadurch wird die Zuverlässigkeit der Röntgenstrahlmaske verbessert. Außerdem kann, da die Schablone sowohl für Röntgen- als auch Lichtstrahlen durchlässig ist, eine Maskenausrichtung mit hoher Präzision unter Verwendung des Lichtstrahls durchgeführt werden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht eine Röntgenstrahlmaske vor, umfassend eine elektrisch leitfähige Schicht, die für Röntgen- und Lichtstrahlen durchlässig ist, eine auf der elektrisch leitfähigen Schicht gebildete Goldschicht mit einer derartigen Dicke, um für Röntgen- und Lichtstrahlen durchlässig zu sein, zur Bildung einer Plattierungsbasis in Kombination mit der elektrisch leitfähigen Schicht, eine für Röntgen- und Lichtstrahlen durchlässige Schablonenstruktur, die auf der elektrisch leitfähigen Schicht zu einem Maskenmuster gebildet ist, zur Bildung eines mikroskopischen Musters auf einer Halbleiterscheibe, und einen auf die Plattierungsbasis plattierten Goldröntgenstrahlabsorber in Öffnungen der Schablonenstruktur. Die Ausrichtung der Röntgenstrahlmaske mit einer Halbleiterscheibe kann unter Verwendung eines durch die Schablonenstruktur hindurchgehenden Lichtstrahls präzise ausgeführt werden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht eine Röntgenstrahlmaske vor, die zum Mustern einer Halbleiterscheibe mit Halbleiterchipmustern unter Verwendung eines Röntgenstrahls eingesetzt wird, wobei eine Position der Maske relativ zur Scheibe in einem Verfahren des Musterns durch die Verwendung eines Lichtstrahls ausgerichtet wird, wobei die genannte Maske umfaßt:
ein Maskensubstrat, welches für den Röntgenstrahl und den Lichtstrahl durchlässig ist;
eine elektrisch leitfähige Schicht, die sich auf dem genannten Maskensubstrat befindet und für den Röntgenstrahl und den Lichtstrahl durchlässig ist;
ein Schablonenmittel, welches teilweise auf der genannten elektrisch leitfähigen Schicht gebildet ist, um die Halbleiterchipmuster auf der Scheibe zu bilden, indem der Röntgenstrahl durch das genannte Schablonenmittel hindurchgeleitet wird, wobei das genannte Schablonenmittel auch für den Lichtstrahl zur Ausführung der Ausrichtung der Maske mit der Scheibe durchlässig ist;
eine Metallschicht, die auf der elektrisch leitfähigen Schicht gebildet ist, zur Bildung einer Plattierungsbasis mit der genannten elektrisch leitfähigen Schicht, wobei die genannte Metallschicht für den Röntgenstrahl und den Lichtstrahl durchlässig ist; und
ein Röntgenabsorptionsmittel, das auf der genannten Metallschicht gebildet ist und eine Öffnung der genannten Muster des genannten Schablonenmittels zur Bildung der Halbleiterchipmuster auf der Scheibe durch Absorbieren des Röntgenstrahls ausfüllt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht ein Verfahren zur Herstellung einer Röntgenstrahlmaske vor, bei welchem für das Mustern einer Halbleiterscheibe mit Halbleiterchipmustern ein Röntgenstrahl verwendet wird, wobei eine Position der Maske relativ zur Scheibe in einem Musterungsverfahren unter Verwendung eines Lichtstrahls ausgerichtet wird, und wobei das genannte Verfahren die Schritte umfaßt:
(1) Vorsehen eines Maskensubstrats, welches für den Röntgenstrahl und den Lichtstrahl durchlässig ist;
(2) Bilden einer elektrisch leitfähigen Schicht, die für den Röntgenstrahl und den Lichtstrahl durchlässig ist, auf dem genannten Maskensubstrat;
(3) Bilden einer Polymerschicht auf der genannten elektrisch leitfähigen Schicht;
(4) Bilden einer anorganischen Schicht auf der genannten Polymerschicht;
(5) Bilden eines Resists auf der genannten anorganischen Schicht;
(6) Schreiben von Maskenmustern, die die Halbleiterchipmuster auf der Scheibe bilden sollen, auf das genannte Resist und Entwickeln des genannten Resists, um eine Schablone mit Mustern zur Bildung der Halbleiterchipmuster auf der Scheibe zu bilden;
(7) Ätzen der genannten anorganischen Schicht;
(8) Ätzen der genannten Polymerschicht;
(9) Bilden von Gold mit einer derartigen Dicke, um für den Röntgenstrahl und den Lichtstrahl durchlässig zu sein, zur Bildung einer Plattierungsbasis in Kombination mit der genannten elektrisch leitfähigen Schicht; und
(10) Plattieren von Gold auf der genannten Plattierungsbasis, um eine Öffnung der genannten Muster der genannten Schablone auszufüllen, wobei die genannte Plattierungsbasis als Elektrode für das Plattieren verwendet wird.

Claims

1. Röntgenstrahl-Belichtungsmaske, mit:

einem Maskensubstrat (1), welches für Röntgen- und Lichtstrahlen durchlässig ist;

einer elektrisch leitfähigen Schicht (9) auf dem Maskensubstrat, welche für Röntgen- und Lichtstrahlen durchlässig ist; und

einem Röntgenstrahlabsorptionsmittel (7);

gekennzeichnet durch

eine lichtdurchlässige Schablonenmusterstruktur (101, 111), welche auf der elektrisch leitfähigen Schicht (9) gebildet ist;

eine Metallschicht (12), die auf der elektrisch leitfähigen Schicht gebildet ist, zur Bildung einer Plattierungsbasis mit der elektrisch leitfähigen Schicht (9), wobei die Metallschicht (12) für Röntgen- und Lichtstrahlen durchlässig ist, und durch

das Röntgenstrahlabsorptionsmittel (7), das auf der Metallschicht (12) in den Schablonenöffnungen der Schablonenmusterstruktur (101, 111) gebildet ist.

2. Maske nach Anspruch 1, bei welcher die elektrisch leitfähige Schicht (9) Indiumzinnoxid umfaßt, das Indiumoxid und Zinnoxid enthält.

3. Maske nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Schablonenmusterstruktur (101, 111) Material von Polymer (101) umfaßt.

4. Maske nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Metallschicht (12) Goldmaterial umfaßt.

5. Maske nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Röntgenabsorptionsmittel (7) Goldmaterial umfaßt.

6. Verfahren zur Herstellung einer gemusterten Röntgenstrahl-Belichtungsmaske nach Anspruch 1, welches die Schritte umfaßt:

(1) Vorsehen eines Maskensubstrats (1), welches für Röntgen- und Lichtstrahlen durchlässig ist;

(2) Bilden einer elektrisch leitfähigen Schicht (9), die für Röntgen- und Lichtstrahlen durchlässig ist, auf dem Maskensubstrat (1);

(3) Bilden einer Polymerschicht (10) auf der elektrisch leitfähigen Schicht (9);

(4) Bilden einer anorganischen Schicht (11) auf der Polymerschicht (10);

(5) Bilden eines Resists (5) auf der anorganischen Schicht (11);

(6) Schreiben von Maskenmustern auf das Resist und Entwickeln des Resists;

(7) Ätzen der anorganischen Schicht (11) unter Verwendung des Resistmusters (51) als Maske;

(8) Ätzen der Polymerschicht (10) unter Verwendung des gemusterten Resists (51) und/oder verbleibender Teile der anorganischen Schicht (10) als Maske, wobei die verbleibenden Teile der anorganischen Schicht und der Polymerschicht eine Schablonenmusterstruktur vorsehen;

(9) Bilden von Gold (12) mit einer derartigen Dicke, um für Röntgen- und Lichtstrahlen durchlässig zu sein, zur Bildung einer Plattierungsbasis in Kombination mit der elektrisch leitfähigen Schicht (9); und

(10) Plattieren von Gold (7) auf der Plattierungsbasis, um Öffnungen in der Schablonenmusterstruktur zumindest teilweise auszufüllen, wobei die genannte Plattierungsbasis (12, 9) als Elektrode für das Plattieren verwendet wird.