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DE2628099C2 - Verfahren zum Herstellen einer Maske - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einer Maske

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Publication number
DE2628099C2
DE2628099C2 DE2628099A DE2628099A DE2628099C2 DE 2628099 C2 DE2628099 C2 DE 2628099C2 DE 2628099 A DE2628099 A DE 2628099A DE 2628099 A DE2628099 A DE 2628099A DE 2628099 C2 DE2628099 C2 DE 2628099C2
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DE
Germany
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mask
lacquer
substrate
radiation
layer
Prior art date
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Application number
DE2628099A
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DE2628099A1 (de
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Ralph Hyde Park N.Y. Feder
Eberhard Adolf Mount Kisco N.Y. Spiller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of DE2628099A1 publication Critical patent/DE2628099A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2628099C2 publication Critical patent/DE2628099C2/de
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • 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
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2037—Exposure with X-ray radiation or corpuscular radiation, through a mask with a pattern opaque to that radiation
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    • H—ELECTRICITY
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

[>ir I ifmcliing betrifft ein Verfahren /um Herstellen emv] Maske, welche in festgelegten Bereichen eine angewandte Strahlung absorbiert und im übrigen die Strahlung durchläßt, auf einem Träger, welcher ein für li'· Strahlung durchlässiges Substrat einschließt, hei ill mi Laufe ιΙ·τ Herstellung mindestens zweimal bell·, hl··! wird
Die genannten Masken finden Verwendung bei der lithographischen Übertragung von Mustern, welche in der Produktion von integrierten Schaltungen etc. weit Anwendung findet Die lithographische Übertragung von Mustern wurde entwickelt, weil integrierte Schaltungen usw. Muster mit außerordentlich geringen Dimensionen und kleinen Toleranzen erforderlich machen. Alle Arten der lithographischen Musterübertragung brauchen eine Strahlungsquelle und eine Maske, um diese Strahlung so zu modulieren, daß ein erwünschtes Muster auf einen Empfänger übertragen wird, der mit einem auf die Strahlung, die sich als höchst vorteilhaft für die lithographische Musterübertragung herausgestellt hat, ist die Röntgenstrahlung. Die Anwendung von Röntgenstrahlung macht jedoch eine sorgfältige Auswahl der Maskenmaterialien sowie ein relativ großes Höhen-Breiten-Verhältnis (HB-Verhältnis) bei den Masken notwendig.
Einem Fachmann sollte es außerdem klar sein, daß ein wichtiger Parameter jeder Maske das Kontrastverhältnis ist, welches mit ihr erzielt werden kann. Unter diesem Verhältnis versteht man folgendes: Eine Maske besteht aus Materialien, welche entweder die zur Beleuchtung verwendete Strahlung hindurchlassen oder absorbieren. Das Kontrastverhältnis ist nun eine Zahl, welche die Effektivität der Maske bei der Absorption von Strahlung, welche nicht durchgelassen werden soll und gleichzeitig beim Hindurchlassen von Strahlung, welche hindurchgelassen werden soll, definiert. Ein außerordentlich bedeutsamer Faktor für die Bestimmung des Kontrasiverhältnisses jeder Maske ist das HB-Verhältnis, d.h. das Verhältnis zwischen der Höhe des Maskenmaterials und der Breite dieses Materials, bzw. der Breite des schmälsten Maskenelements im
ss Maskenmuster.
Aufgrund der Erfahrung, welche man mit den Maskenherstellungsmethoden gemäß dem Stand der Technik gemacht hat, gilt die Faustregel, daß das HB-Verhältnis kleiner oder gleich 1 ist, d. h. es wird als schwierig angesehen. Masken herzustellen, in welchen die Dicke des Maskenmaterials größer ist als die Breite des Materials. Dies war bei dem bekannten Verfahren ein wesentliches Hindernis bei der Reduzierung der Abmessungen von Komponenten von verschiedenen integrierten Schaltungen, weil die endgültigen Abmessungen der Komponenten zu der Breite der sie produzierenden Maske proportional sind. Platin und Kupfer z. B. müssen mindestens 0,3 μηι dick sein, um mit Röntgenstrahlen mit einer Wellenlänge von 8.3 Ä ein
¥1 Kontrastverhältnis größer als ca. 3 : I zu erzielen. Da dieses Kontrastverhälinis etwa die Grenze bildet, bei der noch eine vernünftige Lackbearbeitung möglich ist. verlangen solche bekannten Masken Breiten von mindestens 0,3 μπι.
Die genannte Begrenzung des HB-Verhältnisses hat ihren Grund in den Maskenherstellungsmethoden gemäß dem Stand der Technik. Gemäß dem Stand der Technik wurden Masken mit sehr feinen Mustern unter Anwendung von Elektroncnstrahl-Belcuchtung hergestellt. Aufgrund der festgestellten Elektroncnstrahlung. clic mit der Dicke des Lackmaterials ansteigt, wurde die oben erwähnte Faustregel entwickelt. Bei dem erwähnten bekannten Verfahren wird ein Lack auf ein Substrat aufgebracht und durch einen Kleklroncnstrahl beleuch
<"'' tct. wcl her von einer entsprechenden, eir. bestimmtes Miistci definierenden Maske moduliert wird. In den meisten praktischen Systemen streicht der l.lektmnen strahl über die /u belichtenden Bereit lic wnhei die
Strahlintensität mittels Computer gesteuert wird. Der belichtete Photolack kann durch Entwickeln entfernt werden und in die Bereiche, in denen sich vorher der Photolack befand, kann Metall oder ähnliches plattiert werden. Im selben Maß, in welchem der entfernte Photolack und somit das planierte Metall in der Form der Maske proportional ist, wurde das Muster wirksam übertragen. Um die Dicke der hergestellten Maske zu erhöhen, ist die Dicke der Lackschicht erhöht worden. Die Streuung des Elektronenstrahls in diesem dickeren Lack bewirkt jedoch, daß sich der belichtete Lack in der Form von der gewünschten Maskenform unterscheidet Infolgedessen verschlechtert sich bei einer Lackdicke von mehr als 1 bis 2 μη\ die Übertragung der Muster. Zwar ist es auch mit den Methoden nach dem Stand der Technik immer noch möglich, dicke Masken herzustellen, bei weichen sich die Auswirkung der Elektronenstrahlstreuung nicht so stark auswirken, indem die Maske in einer Reihe von Stufen hergestellt wird. Man geht dabei so vor, daß unter Anwendung des bekannten Verfahrens, d. h. unter Anwendung verhältnismäßig dünner Lackschichten mit einem Elektroner-urahl, der von einer als Vorlage dienenden Urmaske moduliert wird, belichtet wird und erhält auf diese Weise ein Zwischenprodukt Dieses Zwischenprodukt wird anschließend mit einer zusätzlichen Schicht Lack überzogen, worauf ein zweites Mal unter Verwendung derselben Urmaske und derselben Elekronenstrahl-Beleuchtung belichtet wird. Natürlich könnte dieser Verfahrensablauf beliebig oft wiederholt werden und damit eine Maske der gewünschten Dicke hergestellt werden. Der wesentliche Nachteil dieser Technik liegt jedoch in den Problemen, die auftreten, wenn die Urmaske zu der Maske, die gerade hergestellt wird, justiert wird, was vor jedem der Belichtungsschritte notwendig ist. Jeder Fehler bei der Justierung führt zu einer Verschlechterung des Produkts.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Maske mit einem HB-Verhältnis größer 1 an_ugeben, bei dem bei aufeinanderfolgenden Belichtungsschritten keine Justierprobleme auftreten, und das in einem fabrikmäßigen Rahmen ohne übermäßigen zeitlichen und apparativen Aufwand anwendbar ist.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß nach bekannten lithographischen Verfahren auf dem Träger eine Maske mit dem gewünschten Muster erzeug*, wird, daß diese erste Maske mit negativem Lack beschichtet wird und der Lack durch das Substrat und die erste Maske Hindurch belichtet wird, daß dann die nichtbelichteten Lereiche herausgelöst und die entstandenen Löcher mit Maskenmaterial mindestens teilweise gefüllt werden und daß ggf. die Verfahrensschritte ab dem Beschichten mit Lack ein- oder mehrfach wiederholt werden.
Unter einem negativen Lack versteht man einen solchen, der beim Belichten unlöslich im angewandten Entwickler wird. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich die auch sonst bei lithographischen Verfahren benutzten Vorrichtungen verwenden. Dadurch ist kein zusätzlicher apparativer Aufwand bei seiner Anwendung notwendig. Gegenüber bekannten Verfahren, bei welchem mehrfach belichtet wird, zeichnet sich das crfindungsgeniäßc Verfahren besonders dadurch aus, daß bei seiner Anwendung bei der zweiten und den 'olgenden Belichtungen keine lustierproblemc auftreten, weil die bereits hergestellten Maskenlagen bei der folgenden Belichtung als Maske dienen, weshalb exakt nur diejenigen Bereiche der Lackschicht belichtet und damit unlöslich werden, welche nicht im Bereich des »Schattens« der bereits hergestellten Maskenlagen liegen. Es ist deshalb sichergestellt, daß in den einzelnen Maskenlagen identische Bereiche des Maskenmusters exakt übereinanderliegen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist deshalb nicht nur einfacher durchzuführen, als die bekannten Verfahren, sondern es liefert auch reproduzierbar Masken mit sehr kleinen Toleranzen in ihren Abmessungen. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es zwar, beliebig viele Maskenlagen aufzubauen und dadurch ein sehr großes HB-Verhältnis zu erreichen, um ein HB-Verhältnis von mindestens 2 zu erreichen, genügt jedoch bereits, wenn die Verfahrensschritte ab dem Beschichten mit Photolack einmal durchgeführt werden.
Zwar ist aus der US-PS 37 40 280 der Verfahrensschritt der Belichtung einer Resi?* chicht durch das Substrat hindurch unter Markierung durch eine vorher aufgebrachte Struktur bereits bekannt, jedoch wird das in der US-Patentschrift beschriebene Verfahren dazu benutzt, um eine Struktur, welche aus in ein isolierendes Material eingelegten Halbleiterbereichen besteht, mit im wesentlichen planarer Oberfläche herzustellen, und die Anregung dieses Verfahrens für die Erzeugung einer Maske mit einem HB-Verhältnis > 1 einzusetzen, ist der US-Patentschrift nicht, auch nichi in naheliegender Weise, zu entnehmen.
Der Aufbau der zweiten und der folgenden Maskenlagen wird in vorteilhafter Weise dadurch erleichtert, daß eine erste Maske erzeugt wird, in der die Zwischenräume zwischen den strahlungsundurchlässigen Bereichen mit Lack gefüllt sind, weil dann die Lackbeschichtung auf eine im wesentlichen planare L'nterlage erfolgt.
Für die lithographische Übertragung von Musti-rn hat sich Röntgenstrahlung als besonders geeignet erwiesen und es ist deshalb vorteilhaft, daß sich das erfindungsgem?3e Verfahren mit Röntgenstrahlung durchführen läßt. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn ein Substrat verwendet wird, das aus einem Material aus der Gruppe Mylar, Be, Si3N4N, SiO2, Si, AI2O3, B4C, BN, C und B2O3 besteht. Diese Materialien sind für Röntgenstrahlen hinreichend durchlässig, und es lassen sich aus ihnen dünne Schichten mit ausreichender Festigkeit bilden.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch bei Anwendung anderer Arten von Strahlung, beispielsweise mit UV-Licht, in vorteilhafter Weise durchführen, wenn die verwendeten Materialien entsprechend ausgewählt werden.
Es is* vorteilhaft, wenn das Füllen der Löcher durch Plattieren vorgenommen wird. Damit lassen sich in einfacher Weise beispielsweise die als Majkenmatepalien vorteilhaften Materialien Gold, Kupfer und Platir aufbringen.
Das Plattieren läßt sich in vorteilhafter Weise durchführen, wen.i ein Träger verwendet wird, der aus dem Substrat und einer dünnen, die Plattierung unterstützenden Platlierungsschicht. welche sich auf der Seite des Trägers befindet, auf der die Maske aufgebaut werden soll, besteht.
Es ist vorteilhaft, wenn die Platticrutigsschicht aus Cm. P*, Au oder NiFe ncrgestellt wird. Diese Materialien sind mit den Maskenrnaterialien kompatibel und wenn sie in hinreichend dünner Schicht aufgetragen weiden, behindern sie nicht wesentlich den Durchgang der
Strahlung. Dabei ist es vorteilhaft, vcnn die Pl.ittierungsschicht nur etwa 200 A (!Vk gemacht wird, da eine Schicht dieser Dicke den Durchgang der Strahlung praktisch überhaupt nicht behindert, aber ::ndercrseits ihren Zweck, nämlich die Plattierung zu unterstützen. '■> erfüllt.
r.s ist vorteilhaft, wenn als Maskenmaterial und als Material für die Platticriingsschicht nicht dasselbe Material verwendet wird. weil, sofern dies erwünscht ist. dann die Platticrungsschicht nach Vollendung der Maske in den nicht von Maskenmaterial betleckten Bereichen besonders leicht, beispielsweise durch Ätzen, entfernt werden kann.
Die Erfindung wird anhand von durch Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben. Ks zci· gen
Fig. IΛ bis IC} einschließlich Querschnitte des gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten Produktes in verschiedenen Stadien der Herstellung und
F i g. 2 ein Fhilkliagramm der Verfahrensschrittc jjemäß der Erfindung.
Vor der ausführlichen Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Unterstützung des Lesers eine Definition verschiedener Dimensionen von Vcrh.iltnisse anhand der Fig. IG gegeben. Fig. IG stellt schematised eine verallgemeinerte Maske mit Maskenclemcnten 19 dar. die auf einem Substrat 10 aufliegen. Da die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin bcstedt. eine Maske zu liefern, und zwar insbesondere jo für die litdograpdiscde Übertragung eines Muvicrs unter Verwendung einer Röntgenbelcuchuing. kann das Substrat 10 aus einem Material bestehen, welches für diese Beleuchtung durchlässig ist. Da jedoch andererseits die Erfindung auch für die Herstellung von Masken ü für die photolithograpdiscdc Übertragung von Mustern mit einer Beleuchtung angewandt werden kann, die nicht ,ins Röntgenstradlen besteht, wird das Substrat 10 in diesem Fall ein Material sein, das für die verwendete Beleuchtung durchlässig ist. Die Maskenelemente 19 -to sind schematisch dargestellt, wobei es einem Fachir.ann klar sein wird, daß diese Maskenelemente irgend ein beliebiges Muster darstellen können, welches mit der Maske übertragen werden soll. Wir haben oben auf die Tatsache Bezug genommen, daß eine Aufgabe der 4i vorliegenden Erfindung darin besteht, das HB-Verhältnis gegenüber demjenigen, welches gemäß den Verfahren nach dem Stand der Technik erreicht werden kann. zu "laximieren oder zumindest zu erhöhen. In der in Fig. IC; dargestellten Maske wird die Breite des Maskenniaieriii!1· durch das Bezugszeichen » HV, angegeben, während die Höde des Maskenmaterials durch das Bezugszeichen »X« angegeben wird. Das HB-Vcrhältnis ist als X/W definiert. Obgieicd prinzipell viele Materialien für die Durcdfüdrung des erfindungsgemäßen Verfadrens verwendet werden können, ziehen wir ein Substrat aus Mylar oder Beryllium vor. Das Maskenmaterial selbst kann Platin. Kupfer oder Gold sein. Es können aucd andere Elemente, wie z. B. Erbium als Maskenmaterial verwendet werden. Erbium hat bei einer Breite von 0.2 μηι und einer Höhe von 0.2 μιρ (HB-Verhältnis = 1) und einer Wellenlänge von 8.3 Ä ein Kontrastverhältnis von ca. 3 : 1. das an der Grenze liegt, wo sich noch ein Lackverfahren vernünftig durchführen läßt. Da jedoch Erbium sich nur sehr schwierig plattieren läßt, bevorzugen wir Platin. Kupfer oder Gold, obgleich diese Elemente mindestens eine Dicke von 0.3 μίτι erfordern, um bei einer Wellenlänge von H.3 A ein Kontrastverhältnis von mindestens 3 ; ] /u erzielen. Bei größeren Wellenlängen werden größere Konstrastverhältnissc und bei kürzeren Wellenlängen kleinere Konstrastverhältnissc erzielt.
Die F ig. IA /eigi 'Jen ersten Schritt heim I !erstellen einer Maske gemäß der vorliegenden Erfindung. Dabei handelt es sich jedoch um einen Verfahrensschritt, der für den Stand der Technik t\ piscd ist. Im besonderen ist auf ein Substrat 10 eine dünne, -lic !Mattierung ermöglichende Plattieningsehicht 12 aufgebracht. In einem Ausführungsbeispiel unserer Erfindung kann diese Schicht 200 \ dick sein und aus Kupfer bestehen. In !-.päter folge,den Verfahrensschlitten kann es erwünscht sein, diese Plattierungssehicdt bei Vordan· densein eines später aufplatticrten Maskcnmaterials selektiv zu entfernen. Dies ist leicdtcr möglich, wenn die Plattierungsschicht sich im Material vom Maskenmate rial unterscheidet. Für die Plattierungsschicht lassen sied viele Materialien verwenden; zwei Beispiele sind Cu und NiFe. Auf die Plattieriingsschklit 12 wurde ein positiver Photolack aufgebracht. Die Dicke dieser Photolackschicht liegt in der Größenordnung der niedrigsten Linienbreite im Muster. Diese Struktur wird dann mitteis eines Elektronenstrahls 15 belichtet, der durch eine computergesteuerte Maske moduliert wird (siehe in diesem Zusammenhang (»Electron Beam Lithography i'or Complex High Density Devices,, von Chang u. a.. hll< International Conference in Electron and lon Beam Science Technology. Electro Chemical Socien. Seite 580 ff. (1974)). Nach dem Bestrahlen der in der Fig. IA gezeigten Struktur wird entwickelt. Das resultierende Zwischenproduk' ist in der F i g. IB gezeigt. In der Fig. IB hat nun der Photolack 13 eine Anzahl von »Löchern« (beispielsweise 11.4 und 11 B). durch welche die Plattierungsschicht 12 freigelegt wird. Natürlich hängt das aus der Lackschicht 13 entfernte Lochmuster von der als Vorlage dienenden l.rmaskc i.nd von der Art. in welcher sie den Elektronenstrahl 15 moduliert, ab.
Fig. IC zeigt das Zwischenprodukt, nachdem Metall, wie z. B. Au. Cu. Pt in die Löcher 11.4 und I Iß plattiert worden ist. Dieses Metall ist ein Teil des Maskenmaterials. Es zeigt sich, daß die Plattierung erreicht wurde, ohne daß der Lack 13 entfernt wurde.
Anschließend wird ein zusätzlicher Lack 16 au: das in der Fig. IC gezeigte Zwischenprodukt (oder den Träger) aufgebracht. Dieser Lack 16 ist bevorzugt ein negativer Lack und kann durch Aufschleudern aufgebracht werden.
Die in der Fig. ID gezeigte Struktur wird nun mit Röntgenstrahlen durch das Substrat 10 h: .durch bestrahlt, um diejenigen Teile des Lacks 16 zu belichten, die nicht durch die zuvor aufgebrachten plattierten Bereiche 17 geschützt sind.
Man sieht, daß die zuvor belichteten Bereiche 114 und IIS. die dann mit Materialien, wie Platin. Kupfer oder Gold plattiert worden sind, in derselben Weise zur Modulierung der Röntgenstrahlen dienen, wie die Urmaske den Elektronenstrahl 15 bei der Übertragung eines bestimmten Musters auf die ursprüngliche Lackschicht modulierte. Es ist besonders wichtig, daß während der zweiten Beleuchtung keine Maske erforderlich ist Infolgedessen können kein Fehljustierungen auftreten.
Nach dem zweiten Beleuchtungsschritt wird der negative Lack entwickelt. Da es sich um einen negativen Lack handelt, werden die nichtbeiichteten Bereiche entfernt und hinterlassen »Löcher« liCund HDdurch
die l.ackschicht 16 hindurch zu den zuvor plattierten Bereichen 17. Nach diesem Entwicklungssdiritt zeigt das teilweise fertiggestellte Produkt nunmehr die in der F i g. IE gezeigte '7orm.
Anschließend an das Entwickeln wird ein zusätzlicher Plattierungsschritt ausgeführt, um die Dicke der plattierten Bereiche 17 so zu verstärken, daß ihre OberT.che mit der Oberfläche der negativen Lackschicht 16 in einer Ebene liegen. Somit wird dem Maskenmatenal zusätzliche Dicke gegeben. Nach dem zweiten Plattierungsschritt zeigt die Struktur die in der Fig. IF gezeigte Form, worin die zusätzliche Plattierung durch das Bezugszeichen 18 markiert wird.
Wenn dies erwünscht ist, kann diese Struktur als eine Maske bei der Verwendung von Röntgenbelcuchtung verwendet werden. Die plattierten Bereiche 17 und 18 dienen zur Absorption der Röntgenbeleuchtung, so daß von Hiesen Bereichen beschützte Bereiche nicht hnjpiirhipi wrrrlpn Andererseits werden solche Bereiche, die nicht von den plattierten Bereichen 17 und 18 >o beschützt sind, mit der Röntgenstrahlung durch das Substrat 10, die Plattierungsschicht 12 und die Lackschichten 13 und 16 beleuchtet. Zur Erhöhung des Kontrastverhältnisses kann es jedoch erwünscht sein, dieses unnötige Material zu entfernen. r>
Trifft dies zu, so können die Lackschichten 13 und 16 nunmehr mit einer dem Fachmann wohlbekannten Methode entfernt werden. Die positive Lackschicht 13 kann z. B. Polymethyimethacrylat enthalten, das mit Methylisobutylketon entfernt werden kann und der nega ;ve Photolack 16 kann aus einem zyklisierten Poly-cis-Isopren, beispielsweise dem von der Fa. Kodak unter dem Handelsnamen KTFR angebotenen Photolack, bestehen, das mit einem Gemisch aus Tetrachloräthylen, o-und p-Dichlorbenzol und Phenol, beispielsweise mit den von der Fa. Kodak angebotenen Ablöser 1100. entfernt werden.
Nach dem Entfernen der Lackschichten 13 und 16 kann die Plattierungsschicht 12 ebenfalls durch Ätzen in einem entsprechenden Bad entfernt werden. Ein Ätzbad /um selektiven Entfernen einer aus Kupfer bestehenden Plattierungsschicht 12 in Gegenwart von aus Gold oder Platin bestehenden Maskenmaterial 18 besteht aus mit NaCI gesättigtem Ammoniumchlorid oder aus Ammoniumpersulfat mit Quercksilberchlorid oder aus Ferrichloridlösungen. Beim selektiven Ätzen von Chromnickel oder magnetischen Legierungen auf Nickelbasis kann das selektive Ätzen mit Lösungen von Ferrichlorid oder einer Salpertersäure. Salzsäure und Wasser enthaltenden Lösung, wobei auf drei Teile Wasser ein Teil Salpetersäure und ein Teil Salzsäure kommt, vorgenommen werden. Selbstverständlich werden die Bereiche der Plattierungsschicht 12. welche unter den plattierten Bereichen 17 und 18 liegen, beim Ätzen nicht angegriffen werden, da sie beschützt sind.
Nach dem Ätzschritt liegt die in der Fig. IG gezeigte Konfiguration der fertigen Maske vor, in welcher die Bezugszeichen 19 die plattierten Schichten 17 und 18 bezeichnen.
Das Herstellungsverfahren ist damit erklärt Ein Durchschnittsfachmann wird verstehen, daß zusätzliche Schichten aus negativem Lack 16 auf die in Fig. IF gezeigte Struktur aufgetragen werden können. Für jede zusätzliche Schicht wird ein Röntgenbeleuchtungsschritt durchgeführt, dem ein Entwicklungsschritt und ein zusätzlicher Plattierungsschritt folgen. Diese vier Schritte können so oft wie gewünscht ausgeführt werden, um die Höhe der plattierten Bereiche 17 und 18 nach Wunsch aufzubauen. Du ab dem zweiten Beleuchtungsschritt bei jedem Beleuchtungsschritt die Strahlung von den zuvor plattierten Bereichen 17 und 18 usw. moduliert wird, sind keine Justierprobleme zu überwinden.
Ungeachtet des Vorteils des erfindungsgemäßen Verfahrens, d. h. die mögliche vielfache Belichtung, ohne daß (ustierungsprobleme auftreten, haben wir herausgefunden, daß nur eine einzige negative Lackschicht 16 mit den damit verbundenen Beleuchtungs-, Entwicklungsund Plattierungsschritten notwendig ist, um die Höhe der Maske auf die erwünschte Dicke von mehr als I μπι aufzubauen, um auf diese Weise das erwünschte HB-Verhältnis von mindestens 2 zu erzielen. Die fertige Maske kann zur Herstellung anderer Masken oder zur Herstellung von Anordnungen, die natürlich das erwünschte Endergebnis sind, verwendet werden. Da ein Durchschnittsfachmann mit der Art und Weise vertraut ist. in welcher eine Maske zur Herstellung anderer Masken oder zur Herstellung fertiger Vorrichtungen verwendet wird, wird eine Beschreibung dieser Herstellungsvorgänge an dieser Stelle nicht für erforderlich gehalten.
Fig. 2 zeigt in einem Flußdiagramm die verschiedenen Schritte des Verfahrens gemäß der Erfindung. Ein für die gewählte Strahlung durchlässiges Substrat wird (in Schritt A) mit einer dünnen (ca. 200 Ä) in der Figur mit »plattierende Schicht« bezeichneten Plattierungsschicht bedeckt. Die Plattierungsschicht besteht aus einem Material, welches mit dem gewünschten Maskenmaterial kompatibel ist. Beispielsweise hierfür sind Gold. Kupfer und Platin. Es wird dann eine positive Lackschicht aufgebracht (Schritt B). Das Material dieser Beschichtung hängt natürlich von der im nächsten Schritt für die Belichtung benutzten Strahlung ab (Schritt C). Nach der Belichtung wird der Lack entwickelt (Schritt D) und ein passendes Maskenmaterial wird dann (Schritt E) in die »Löcher« plattiert. Für eine in der Röntgenlithographie verwendete Maske ist ein solches Material ein Material mit guten Röntgenabsorptionseigenschaften, wie z. B. Kupfer. Platin oder Gold. Wie in der F i g. 2 gezeigt sind die Schritte A bis E typisch für Verfahren gemäß dem Stand der Technik.
Nun wird der Träger (oder das Zwischenprodukt) mit einem passenden Lack überzogen (Schritt E), z. B. mit einem negativen Röntgenlack. Anschließend wird der beschichtete Träger mit den Röntgenstrahlen bestrahlt (Schritt G), wobei das Substrat zwischen dem Lack und der Röntgenstrahlquelle liegt, so daß das zuvor durch Plattierung aufgebrachte Material die den Lack belichtenden Strahlen moduliert. Anschließend wird der Lack entwickelt (Schritt H), um die nicht belichteten Bereiche zu entfernen. Dann wird zusätzliches Plattierungsmetall in die »Löcher« gebracht (Schritt I), die von dem entfernten Lack hinterlassen wurden.
Mit den Schritten Fbis /wird die Höhe der Maske vergrößert und damit das HB-Verhältnis erhöht Diese Schritte können nun beliebig wiederholt werden, um die Höhe der Maske zu steigern. Mit dem letzten Plattierungsschritt ist der Prozeß im wesentlichen abgeschlossen. Die Maske mit dem erwünschten HB-Verhältnis liegt fertig vor. Wenn notwendig, können jedoch in den Schritten K und L der überflüssige Lack und die ungeschützte Plattierungsschicht entfernt werden.
Wenn das Verfahren gemäß der Erfindung mit Röntgenstrahlen ausgeführt werden soll, muß das Substrat für diese Art Strahlung durchlässig sein.
Außerdem muß das Substrat eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen, um die Maske tragen zu können. Die meisten Verbindungen der leichten Elemente sind ausreichend durchlässig für Röntgenstrahlen, genauso wie einige der leichten Kiemente selbst. Außerdem soiite das gewählte Material ein fester Stoff sein, der in die Form einer dünnen Schicht gebracht werden kann. Einige Beispiele von Materialien, die diese Voraussetzungen erfüllen, sind organische Verbindungen mit ausreichender mechanischer Stärke, in wie 7.. B. Polyethylenterephthalat (Mylar) und anorganische Stoff wie IK Si1Na. SiC)1. Si. AI2Oi, BX. BN. C und
Obwohl — wie oben beschrieben — bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt Röntgenstrahlung verwendet wird, wird es einem Durchschnittsfachmann klar sein, daß auch andere Strahlenarten, wie f.. B. ultraviolette Strahlung unter Verwendung der dafür geeigneten Materialien angewandt werden können.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen einer Maske, welche in festgelegten Bereichen eine angewandte Strahlung absorbiert und im übrigen die Strahlung durchläßt, auf einem Träger, welcher ein die Strahlung durchlassendes Substrat einschließt, bei dem im Laufe der Herstellung mindestens zweimal belichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach an sich bekannten lithographischen Verfahren auf dem Träger eine Maske 17 mit dem gewünschten Muster erzeugt wird, daß diese erste Maske mit negativem Lack (16) beschichtet wird und der Lack (16) durch das Substrat (10) hindurch und unter Verwendung der ersten Maske (17) als Belichtungsmaske belichtet wird, daß dann die nicht belichteten Bereiche herausgelöst und die entstandenen »Löcher« (11C WD) mit Maskenmaterial (18) mindestens teilweise gefüllt werden und erforderlichenfalls die Verfahrensschritte ab dem Beschichten mit Lack ein-oder mehrfach wiederholt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Maske (17) erzeugt wird, in der die Zwischenräume zwiscnen den strahlungsundurchlässigen Bereichen mit Lack (13) gefüllt sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit Röntgenstrahlung bestrahlt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substrat (10) aus einem Material aus der Gruppe Polyethylenterephthalat, Be. S13N.1, SiO2, .Si, Al2O^, B4C, BN, C und B2O3 verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspru !i 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit UV-Licht bestrahlt wird.
6. Verfahren nach einem c !er mehreren der Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß das Füllen der »Löcher« (HC UD) durch Plattieren vorgenommen wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß als Maskenmaterial Cu, Pt oder Au verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger verwendet wird, dei aus dem Substrat (10) und einer Plattierungsschicht (12) auf der Seite des Tragers, auf welcher die Maske entstehen soll, besteht.
9. Verfahren nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Plattierungsschicht (12) aus Cu, Pt. Au oder NiFe hergestellt wird.
10. Verfahren nach Ansprüche oder 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Plaitieriingsschicht (12) 200 A dick gemacht wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10. dadurch gekennzeichnet, daß als Maskenmaterial und als Material für die Plattierungsschicht nicht dasselbe Material verwendet wird.
DE2628099A 1975-06-30 1976-06-23 Verfahren zum Herstellen einer Maske Expired DE2628099C2 (de)

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