DE1622386A1

DE1622386A1 - Verfahren zum Herstellen einer Photomaske

Info

Publication number: DE1622386A1
Application number: DE19671622386
Authority: DE
Inventors: Monika Batz
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1967-11-28
Filing date: 1967-11-28
Publication date: 1970-12-23

Description

"Verfahren zum Herstellen einer Photomaske" Hei der Herstellung von Halbleiterbauelementen nach der Diffusionstechnik werden heute allgemein Photomasken ver-wendet, um Bauelementestrukturen mit Hilfe von Photo-Ätzverfahren auf die für die Bauelennte verwendeten Halbleitergrundkörper zu übertragen.
Die Photomasken bestehen hierbei beispielsweise aus einer Glasplatte und einet darauf abgeschiedenen Photoschicht, in die auf photographischem Weg die Maskenstruktur einge- bracht ist. Masken dieser Art zeichnen sich durch ihr äußerst einfachen Herstellungsverfahren aus, sie weisen jedoch den Nachteil auf, daß eine Maske allenfalls sechs:- bis zehnmal verwendet werden kann, da ein Beschmutzen der Masken mit Photolack beim Übertragen der Strukturen auf die Halblei- terkörper unvermeidlich und eine Reinigung der- Maske ohne Zerstörung ihrer Struktur unmöglich ist.
Um nun das Abbildungsverfahren mit Photomasken zu verbea- Bern, wurde die sogenannte Glas-Metallmaske entwickelt. Diese. Maske besteht aus einer Glasplatte mit einer darauf (geschiedenen Metallschicht, die diese Glaspl atte»entsprechend der Maskenstruktur nur teilweise bedeckt. Der Vorteil dieser Glas-Metallmasken besteht darin, daß sie gereinigt und somit nahezu unbegrenzt verwendet werden können. Ihr wesentlicher Nachteil liegt in ihrem Herstel- lungsverfahren begründet. Diese Glas-Metallmasken werden bisher ausnahmslos in der sogenannten Wischtechnik berge- stellt, bei der die Glasplatte zunächst mit einer Phatolackschicht überzogen wird, in die mit einem Photoverfah- ren die Maskenstruktur eingebracht wird. Anschließend wird dann die mit der Maskenstruktur versehene Seite der Glas- platte mit einer Metallschicht bedampft, wobei die Metall- schickt nur an den von Photolack freien Stellen an der Glas- platte haftet. Mit einem speziellen Lösungsmittel kann schließlich die Metallschicht über dem Photolack wegge- wischt werden. Es ist leicht einzusehen, daß sich mit die- ser Technik nur verhältnismäßig grobe Maskenstrukturen her- stellen lassen. Zudem können bereits beim Aufbringen der Metallschicht, sofern dieses durch Aufdampfen geschieht, durch Verziehen der Photolackschicht bei Wärmeeinwirkung Veränderungen in der Maakenstruktur auftreten.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Photomaske aufzuzeigen, mit dem selbst bei Metallmasken sehr feine Strukturen realisiert werden können. Dieses erfindungsgemäße-Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß .auf einen lichtdurchlässigen Trägerkörper zunächst eine dünne, ebenfalls licht-durchlässige Metallschicht aufgebracht wird, da:ß auf diese dann :eine ätzbare und lichtundurchlässige zweite Metallschicht abgeschieden und in einem Photo-Ätzverfahren zumin- dest diese lichtundurchläss ige Schicht zur Erzielung einer Maskenstruktur wieder teilweise entfernt wird.
Der Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung besteht nicht allein in seiner äußerst einfachen Handhabung, sondern mit ihm ist@es nun vor allem auch möglich, selbst für-sehr feine Bauelementestrukturen Metallmasken herzustellen und die von diesen Masken her bekannten Vorteile voll und ganz auszunutzen.
Als lichtdurchlässiger Trägerkörper eignet sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise eine Glasplatte. Das Aufbringen der Metallschichten geschieht bei diesem Verfahren am zweckmäßigsten durch Aufdampfen.
Wie- nun Versuche gezeigt haben, lassen sich mit einer lichtdurchlässigen Metallschcht aus Clircm sehr gut Ergebnis "se erzielen, da diese Chromschicht eine gut haftende Unterlage für die darüber abgeschiedene lichtundurchlässige Schicht bildet. Die Chromschicht kann beispdelsweise im Vakuum bei 300°C aufgedampft werden.
Während die lichtdurchlässige Schicht sehr dünn gehalten wird, weist die lichtundurchlässige Schicht beispielsweise eine Dicke von 0,5 bis 1,o auf. Als Metalle für diese lichtundurchlässige Schicht eignen sich zum Beispiel Kupfer, Aluminium, Molybdän, Beryllium, Mangan, Vanadium oder Silber.
Es hat sich ferner gezeigt, daß die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Masken in ihren Eigenschaften noch wesentlich verbessert werden können, wenn die nach dem Photo-Ätzverfahren stehengebliebenen Bereiche der lichtundurchlässigen Schicht oberflächenmäßig eingefärbt werden. Auf diese Weise werden dann bei der photografischen Übertragung der Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Schicht auf einem Halbleiterkörper Reflexionen an der Maske verhindert und die Schärfe der abgebildeten Struktur wesentlich erhöht.
Bei einer-lichtundurchlässigen Schicht aus Aluminium eignet sich für das Photo-Ätzverfahren als Ätzmittel beispielsweise erwärmte Phosphorsäure, während@zum Einfärben der Aluminiumschicht diese in eine wässrige Lösung aus Ammoniummolybdat und'Natriumthiosulfat getaucht werden kann.
Eine wesentliche Verbesserung der mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Maske wird dann erreicht, wenn die Maskenstruktur nach dem Photo-Ätzprozeß mit einer lichtdurchlässigen Schutzschicht überzogen wird. Durch diese Schutzschicht läßt sich. die nach dem erfindungsgemäßen Verfären hergestellte Maske wesentlich einfacher reinigen und außerdem ist die Maske vor einer Zerstörung durch unsachgemäße Behandlung der Maskenoberfläche weitgehend= geschützt.
Als lichtdurchlässige-Schutzschicht eignet sich dabei Siliziummonoxyd besonders gut, da es leicht aufzubringen ist und außerdem die erforderlichen Eigenschaften bezÜglich Festigkeit und Transparenz aufweist. Diese Schutzschicht wird dann beispielsweise bei etwa 300°C bis zu einer Dicke von o,1 bis o,2 auf die fertiggestellte Maakenstxuktur aufgedampft.

Claims

P a t e n t ans p r ü ch e 1) Verfahren zum Herstellen einer Photomaske, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen lichtdurchlässigen Trägerkörper eine dünne, ebenfalls lichtdurchlässige Metallschicht aufgebracht wird, daß auf diese dann eine ätzbare lichtundurchlässige zweite Metallschicht abgeschieden und in einem Photo-Ätzverfahren zumindest diese lichtundurchlässige Schicht zur Erzielung einer Maskenstruktur wieder teilweise entfernt wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßals Trägerkörper eine Glasplatte verwendet wird.
3) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschichten auf den Trägerkörper aufgedampft werden.
4) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch Bekennzeichnet, daß als lichtdurchlässige Metallschicht eine dünne Chromschicht aufgebracht wird.
5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Chromschicht bei 300°C im Vakuum aufgedampft wird,. 6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennz±chnet,. daß das Metall zur Erzeugung der lichtundurchlässigen Schicht bis zu einer Dicke von 0,5 bis 1,o aufgedampft wird. 7) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als lichtundurchlässige Metallschicht Kupfer(Cu), Aluminim (A1), Molybdän (Mo), Beryllium (8e), Mangan (Mn),Vanadium (V) oder Silber (Ag) aufgedampft .wird. 8) Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer lichtundurchlässigen Schicht aus Aluminium für das Photo-Ätzverfahren erwärmte Phosphorsäure als Ätzmittel verwendet wird. 9) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Photo-Ätzverfahrendie bei diesem Verfahren stehengebliebenen Bereiche der lichtundurchlässigen Schicht oberflächenmäßig eingefärbt werden. 1o) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer lichtundurchlässigen Schicht aus Aluminium zur Einfärbung eine wässrige Lösung aus Ammoniummolybdat und Natriumthiosulfat verwendet wird. 11) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Photo-Ätzverfahren über der fertiggestellten Markenstruktur eine lichtdurchlässige Schutzschicht aufgebracht wird. 12) Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, _ _ o daß Siliziumsonoxyd bei einer Temperatur von 3oo C als .lichtdurchlässige Schutzschicht mit einer Dicke von o,1 bis o,2 aufgedampft wird.