DE2643811C2 - Lithographie-Maske mit einer für Strahlung durchlässigen Membran und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lithographie-Maske gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Maske gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.

Eine derartige Lithographie-Maske und ein solches Verfahren sind aus der Zeitschrift Proceedings of the IEEE, Bd. 62 (Oktober 1974), Nr. 10, Seiten 1361 bis 1387, bekannt. Diese Maske weist ein Soliciumsubstrat mit einer mit Bor dotierten Oberflächenschicht auf, welche nach dem Wegätzen des Substratmaterials die Membran bildet. Diese Membran hat eine Dicke von 3 μίτι und trägt unter der Goldschicht noch eine durch Zerstäuben aufgebrachte Aluminiumoxidschicht von etwa 0,2 μΐη Dicke.

Eine solche Maske wird zur Herstellung eines Musters in einer Photolackschicht verwendet, indem die Photolackschicht durch die Durchbrechungen in der sich auf dem Substrat befindenden Goldschicht hindurch bestraht wird. Die bekannte Maske ist zur Verwendung in der Röntgen-Lithographie bestimmt.

Die Erzeugung sehr dünner Schichten aus Aluminiumoxid ist aus dem Journal of Physics E, Bd. 3, 1970, Heft 9, Seiten 747 und 748, bekannt. Diese Schichten sind zum Zwecke der Transmissions-Mikroskopie hergestellt worden. Ihre Anwendung zur Herstellung von Masken für geladene Teilchen ist dort nicht angesprochen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maske und ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß sie bei ausreichender mechanischer Stabilität der Maske die Verwendung wesentlich geringerer Membrandicken und infolgedessen den Einsatz solcher Masken in der Lithographie mit Strahlen geladener Teilchen, insbesondere mit Protonenstrahlen, gestatten.

Diese Aufgabe wirci bei einer Lithographie-Maske gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 nach der Erfindung dadurch gelöst daß die Membran nur aus einer für geladene Teilchen durchlässigen Aluminiumoxidschicht besteht

Bei dem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2 wird diese Aufgabe erfmdungsgeinäß dadurch gelöst, daß das Substrat aus Aluminium besteht ίο und daß die Oberflächenschicht eine durch anodische Oxidation der Substratoberfläche hergestellte Aluminiumoxidschicht ist.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen sind der

folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die

Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigen

F i g. 1 bis 5 einen Querschnitt durch ein Aluminiumsubstrat allein und mit einer oder mehreren aufgebrachten Schichten während aufeinanderfolgender Schritte des Verfahrens zur Herstellung der Lithographie-Maske.

Wie aus den F i g. 1 bis 5 ersichtlich, wird als Ausgangsmaterial ein aus Aluminium bestehendes Substrat 10 verwendet, das eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 0,5 mm aufweist. Das Aluminiumsubstrat 10 wird zunächst nach in der Metallverarbeitung bekannten Verfahren gereinigt und poliert und danach einem nicht dargestellten elektrolytischen Bad zugeführt, das als Elektrolyt beispielsweise doppelt basisches Ammoniumcitrat enthält und durch das während einer vorbestimmten Zeit ein Strom geleitet wird, damit auf der gesamten Oberfläche des Aluminiumsubstrats eine dünne Schicht 12 aus Aluminiumoxid gebildet wird.

Das anodisch oxidierte Substrat 10, das in Fig. 2 dargestellt ist, wird dann in eine übliche Vorrichtung zum Aufbringen einer Goldmaske gebracht. Hier wird unter Anwendung üblicher Maskierungs- und Aufdampfverfahren eine Goldschicht 14 auf der oberen Fläche der Aluminiumoxidschicht 12 aufgebracht. Die Goldschicl.t 14 weist eine Anzahl vorbestimmter Durchbrechungen 16 auf, die dazu geeignet sind, Ionen hoher Energie passieren zu lassen. Die mit der Goldmaske versehene Struktur nach F i g. 3 wird dann in eine Ionenstrahlkammer gebracht und dort mit einem Strahl 18 aus Ionen geringer Energie, beispielsweise Argonionen, durch Zerstäuben ein Teil der Aluminiumoxidschicht von der Rückseite des Aluminiumsubstrats 10 in einem Bereich 20 entfernt, wie es F i g. 4 zeigt. Bei diesem Verfahrensschritt wird auf die Rückseite der Aluminiumoxidschicht 12 eine nicht dargestellte Ionenstrahl-Bearbeitungsmaske aufgelegt, die eine öffnung aufweist, welche genau der gewünschten öffnung 22 in der Aluminiumoxidschicht 12 entspricht. Die von der Bearbeitungsmaske durchgelassenen Ionen treffen auf die Aluminiumoxidschicht 12 auf und erzeugen dort die öffnung 22. Eine für diese lonenstrahl-Bearbeitung geeignete Vorrichtung ist beispielsweise in der US-PS 36 59 510 beschrieben.

Das in Fig.4 dargestellte Zwischenprodukt wird dann einer Ätzstation zugeführt, in der es einem chemischen Ätzmittel ausgesetzt wird, beispielsweise Salzsäure. Die Salzsäure greift vornehmlich das Aluminiumsubstrat 10 an, das in der Öffnung 22 der Aluminiumoxidschicht 12 freiliegt. Nach einer gewissen Zeit hat die Salzsäure das Aluminium des Substrats 10, das sich unterhalb der Goldmaske befindet, vollständig entfernt, wie F i g. 5 zeigt. Es bleibt eine dünne Membran

25 aus Aluminiumoxid zurück, deren Dicke in der Größenordnung von 0,2 μπι liegt Diese Aluminiumoxid-Membran 25 trägt die Goldschicht 14 und ermöglicht es ionen, die Durchbrechungen 16 in der Goldschicht 14 zu durchdringen, wenn die Maske einem Ionenstrahl 5 ausgesetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Lithographie-Maske, bestehend aus einer für Strahlung durchlässigen lochfreien Membran, die einseitig mit einer Durchbrechungen aufweisenden Goldschicht versehen ist und die eine Schicht aus Aluminiumoxid enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (25) nur aus einer für geladene Teilchen durchlässigen Aluminiumoxidschicht besteht

2. Verfahren zur Herstellung einer Lithographie-Maske nach Anspruch 1, bei dem ein Substrat auf einer seiner Oberflächen mit einer Ätzmaske aus einem Oxid des Substratmaterials und auf der dieser Oberfläche gegenüberliegenden Oberfläche mit einer erheblich langsamer als das Substratmaterial ätzbaren Oberflächenschicht versehen wird, bei dem ferner auf der Oberflächenschicht eine Durchbrechungen aufweisende Goldschicht aufgebracht wird und bei dem das Substrat von der der Goldschicht abgewandten Seite her durch die Ätzmaske bis auf die Oberflächenschicht weggeätzt wird, dergestalt, daß der freigelegte Teil der Oberflächenschicht eine die Goldschicht tragende Membran bildet und die Membran mit dem verbliebenen Teil des Substrats als sie tragendem Rahmen einstückig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (10) aus Aluminium besteht und daß die Oberflächen eine durch anodische Oxidation der Substratoberfläche hergestellte Aluminiumoxidschicht (12) ist