DE1614636A1 - Verfahren zum Herstellen einer Fotolackmaske fuer Halbleiterzwecke - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen einer Fotolackmaske für Halbleiterzwecke Bei der Herstellung von Potolackmaeken für Halbleiterzwecke ist es üblich, auf einem Träger, z.B® einer Halbleiterscheibe, eine Schicht unbelichteten Fotolacks aufzubringen und den Fotolack dann selektiv zu belichten, so daB nach Entwicklung in der Fotolack schicht Fenster bzw. Ausnehmungen entstehen, durch die die Trägeroberfläche, z.B. Oberfläche der Halbleiterscheibe zutage tritt, Eine der wichtigsten Anwendungen solcljer fotolackmaslcen liegt in ihrer Wirksamkeit als Ätzmaske bzvr. als Bedampfung$maske begründet. Eine andere Anwendungsmöglichkeit besteht darin, daß sie die Halbleiteroberfläche gegen ein Galvanisierungsbad abschirmen und auf diese Weise eine selektive Galvanisierung ermöglichen.
• In Anbetracht der Kleinheit und komplizierten Details, die solche fotolackmasken für Halbleiterzvrecke vielfach aufweisen müssen, müssen an die Genauigkeit der Belichtung sehr hohe Anforderungen gestellt werden. Vielfach genügt es nicht, die beispielsweise auf einer Halbleiteroberfläche aufgebrachte Potolackschicht durch Projektion selektiv zu belichten, sondern man benötigt eine Kontaktmaske, die gegen die Potolackschicht gedrückt wird und deren nicht zu belichtende Teile optisch gegen die zu verwendende Lichtquelle "abschirmt, so daß Belichtung nur an den optisch nicht abgeschirmten Teilen der Potolackschicht stattfindet. Im einfachsten Falle besteht eine solche Kontakt-Belichtungsmaske aus einem Metallblech, in vielches die für die Belichtung erforderlichen Fenster durch Ätzen eingelassen sind. Zur Herstellung einer solchen Maske benötigt man wiederum eine Fotolacktechnik mit selektiver Belichtung und Entwicklung, also wiederum einen hohen Grad von Genauigkeit. Es hat sich gezeigt, daß solche Kontakt-Belichtungsmasken zweckmäßig aus einer dünnen Glasplatte bestehen, die an mindestens einer Stelle mit einer selektiven Metallizierung, inebesondere aus Chrom, versehen ist. Die Fenster dieser Kontakt-Bolichtungsmaske sind durch teilweisen Entfernen dieaertMetällioierung von der Glasplatte gegeben. Dabei empfiehlt es sich, zur Ausführung eine® Belichtungsvorganges diese Kontakt-Belichtungsmaske mit der metallisierten Seite mit der zu belichtenden Fotolackuchieht unter Andruck in Kontakt zu bringen und dann die Belichtung, beispielsweise unter Anwendung einer Quecksilberbogenlampe, vorzunehmen.
• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Potolac}anaske für Halbleiterzwecke, bei dem eine auf einem Träger aufgebrachte Potolaoksehicht selektiv belichtet und Teile der hotolackschicht nach der Belichtung :durch Entwickeln abgelöst werden, bei dem die selektive Belichtung unter Anwendung einer mit der gewünschten Belichtungsgeometrie versehenen Konvakt-Belichtunksnasl:e vorgenommen wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß bei Verwendung einer aus einer durchsichtigen Platte, ins besondere einer Glasplatte, mit undurchlässigeä Oberflächenbelag bestehenden, mit Belichtungsfenstern im Belag versehenen Kontakt-Belichtungsmaske Maßnahmen zur Unterdrückung einer Belichtungsuntcrstruktur durch Interferenz ergriffen werden. Eine dieser Maßnahmen besteht darin, da ß man zur Unterdrückung der Interferenz Antireflexbeläge verwendet. Eine andere Maßnahme besseht darin, daß man den Andruck, unter dem die Kontakt-Belichtungsmaske mit der zu belichtenden Fotolackschicht verbunden ist, während des Belichtungsvorganges - gegebenenfalls periodisch - ändert und auf die Weise eine laufende Verschiebung der Interferenzstreifen erreicht, so daß an Stellen, an denen vorher Inter f erenzninima waren, infolge der Druckänderung Maxima gelangen und eine gleichmäßige Belichtung der Fotolaeksehicht im Bereich des bzw. der Belieh tungsfenoter erreicht wird. Eine weitere anwendbare Möglichkeit besteht darin, daß man nie Belichtung mit einen, der spektralen Empfindlichkeit des Fotolackes angepaßten unterschiedlichen Licht stark verschiedener Vellc:ilfingeii vornimmt und z. B. einmal die kürzere und dann die längere Wellenlänge alternativ oder gleichzeitig in Betrieb nimmt, wodurch ebenfalls eine Verschiebung der Belichtungsminima und -zna xima und eine gleichmäßigere Belichtung der exponierten Teile der Potolaelschicht- erreicht wird. Eine Realisierung ist z. B. durch Anwendung von in den Belichtungsstrahlengang einer mindestens-zwei merklich verschiedene Prequenzen emittierenden Belichtungsquelle gebrachter rotierender Blenden möglich, wobei z. B. abwechselnd ein Filter für die eine Frequenz und ein Filter für die andere Frequenz in den Strahlengang eingeblendet werden. Das Verfahren gemäß der Erfindung wird z. B. mit einer gleichzeitig verschiedene Spektralfarben emittierenden Lichtquelle, z. B. einer Quecksilberdampflampe, vorgenommen, bei der man z. B. alternativ das Licht einer sichtbaren Spektrallinie und das Licht einer geeigneten s UV-Spektrzllinic für die selektive Belichtung verwenden kann. Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung zweier verschiedener Lichtquellen, die in einen gemeinsamen Belichtungs-Strahlengang eingeblendet und abwechselnd zur Belichtung verwendet werden.
• Zur näheren Erläuterung-der Erfingung wird auf die Fi- guren 1 - 2 verwiesen..
• In Fig. 1 ist auf einer Halbleiterscheibe 1 aus Silicium eine Fotolackschicht 2 mit einer Stärke von beispielsbeise 1 "- 2 @u aufgebracht. Auf der Potolackschicht befindet sich die Kontakt-Belichtungsmaske, bestehend aus einer z. B. 1,5 mm dicken planparallelen Glastcheibe '3, die an der der Fotolackschicht zugewandten Seite mit einer Metallisierung 4, beispielsweise aus Chrom, versehen ist. In die Chromschicht sind Fenster 5 eingeätzt, vrelche die Potolackschicht einer Belichtung zugänglich machen. Die Belichtung wird von einer Lampe 7, beispielsweise einer Quecksilberbogenlampe, vorgenommen. In einer Verkörperung der Erfindung ist ein Antireflexbelag 6, an der der Fotolackschicht 2 zugewandten Unterseite der Glasplatte 3 angebracht. Dieser besteht beispielsweise aus einer für diesen Zweck bekannten Pluorverbindung. Bei der Herstellung solcher mit yntireflexbelägen behafteten Kontakt-Beliehtungsmasken' s tellt man zweckmäßig zuerst die Metallisierung und die Belichtungsfenster der tdetallisierüng der durchsichtigen Platte 3 her. Zweckmäßig benützt man hierzu ein Aufdampfverfahren, während die Fenster 6 unter Verbendung einer Fotolaekteehnik hergestellt werden können. Auch hier kann bereits eine Kontakt-Belichtungsmaske entsprechend der erfindungsgemäßen Zehre Anwendung finden. Nach Herstellung der Metallisierung wird die metallische Seite in bekannter Irreise, z. B. durch Aufdampfen einer an sich bekannten Antireflexschicht, die in ihrer Dicke und ihrem Brechiuigsvermögen in bekannter Weise auf die für die Belichtung zu verrr.ndende Wellenlänge (hier verwendet i.-.an für die Belichtung zweckmäßig monochromatisches Licht) bau: den Abstand zwischen Halbleiteroberfläche und Unterseite der Glasplatte 3 angepaßt »ird. (Die Po @oiacksciticht ist im allgemeinen transparent.) Anstelle der Verwendung eines Antirelexbelnges G kann .i,-.-.n die Belichtung auch mit Licht unterschiedlicher Frequen:vorie@:@ ten. Verwendet man beispielsweise eine i!:. hrex e Frequenzen eanittierende Lichtquelle 7, z. i3. eine so kann ein rotierender Filter 8 vorgesehen sein, dessen eine Hälfte 8a beispielsweise nur "*r UV-Licht, durchlässig ist, während liessen andere ailftc 8b nur für sichtbaren Licht Moder gleichzeitig -für UV- und sichtbares Licht) durchlässig ist.
• Ge:a::3 i ig. 2 wird die Kontaktbelichtungsmaske 3 von einem :-.,.4t einer Saugvorrichtung 9 versehenen Ring 10 gehalter t. Die Halbleiterscheibe 1 mit der Fotolackschicht 2 wird von unten von einem ebenfalls mit einem Saug- b.^.;. Druckgaskanal 12 versehenen Stenpel 11 gegen die -:clicltungsmaske 3 gedrückt,. Während der Belichtung durch die Lampe 7 wird der Andruck zwischen der Kontakt-Belieh tunbsma skc und der zu belichtenden I`otolackschicht eu@cieder durch Anwendung vibrierender Halteringen 'i0 variiert oder die Saugvorrichtung 1 1 mit Druck- und/ oder Sauggas strömen ggf. wechselnder Intennität beta 'ieben: Zweck aller dieser Maßnahmen ist, die sich an unvermeidlichen Zwischenräumen zwischen der Kontakt-Belichtungsmaske und der Fotolackschicht_am Fenster bildenden Interferenzerscheinungen in ihrer firirksamlceit auf den Belichtungsvorgang zu unterdrücken. Bemerkenswert ist, duß man durch Frequenzwechsel der I3elichtungs strü hlung während des Belichtungs--vorganges zusätzlich auch die Intensität von Beugungserscheinungen am bzw. im Fenster 5 mildern lcann:

Claims (7)

1. Pat=enta.n_s röche 1. Verfahren zum Herstellen einer Fotolaekmaskc für Halbleiterzvrecke, bei dem eine auf einem Träger aufgebrachte Fotolackschicht selektiv belichtet und . Teile: der Fotolackschicht nach Belichtung durch-Entwickeln abgelöst vrerden, bei dem die seloktive Be-- _ lichturig unter Anwendung einer mit der gewünschten Belichtungsgeometrie verschonen IContakt-Belichtungsmaskc vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vervrendung einer aus: ciner.durchsichtigen Platte mit undurchlässigere Oberflächenbelag-bestehenden, mit Belichtungsfenster im Belag versehenen Kontakt-Belichtungsmaskc P:iaßnehmen zur Unterdrückung einer Belichtungsunterstruktur durch Interferenz ergriffen vierden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1', gekennzeichnet durch die Anwendung einer die zumindest im Bereich ihrer vorn Metallbelag befreiten Oberfläche mit einem Antireflexbclag versehen ist.
3. 3. Verfahren ninIch-Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen die Potolackschicht gepreßte Kontakt-Belichtungsmasko.undloder die zu belichtende Scheibe unter variablem Andruck während der Bolichtunggehalten wird
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennZeichnet, daß die spektrale Beschftffenheit des auf die Potolackschicht einwirkenden Lichtes der spektralen Empfindlichkeit dieser Potolackschicht derart zngepaßt wird, ddß während des Belichtungsvorganges die durch die Belichtungsfcns-tIier fallende Gesamtintensität örtlich möglichst gleichmäßig und für eine Belichtung ausreichend ist und außerhalb der-Belichtungsfenster flieh die durch Beugung und Interferenz ergebende Belichtung möglichst gering ist.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, gekennzeichnet durch die Anwendung mindestens, z. B. abwechselnd betriebener Lichtquellen unterschiedlicher Frequenzen zur Erzeugung desselben Belichtungsvorganges.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein im laufe des Belichtungsvorganges in den Belichtungsstrahlengang eingeblendetes Filter zur Erzeugung einer unterschiedlichen Frequenzbeschaffenheit der belichtenden Strahlung während den Belichtungavorganges vervrendet wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Belichtung eine Quecksilber-, bogenlampe verwendet wird. ',ieri' alx#ea nach einem der- A'-nsprüchc 1 -- 7, dadurch ;cl:e@3nzeichz:et, daß eine-mit Chrom belegte Kontakt- :.#1iclitungsrxa skc verwendet cr#ü. . `e_`@=.?i@#crx ::ach eine» der Ansprticho - 3 - g, dadurch ;el:e#@:x::echret, d,aß die Kontakt-Belichtungsmaske mit der metallisierten Seite gegen die. Fotolack- ## hi..:iedriel:t wird