DE1764456C3 - Verfahren zur Abbildung eines Musters auf eine Photolackschicht - Google Patents

Description

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Für ö= 1 mm, a= 100 mm, /4 = 300 μιη ergibt sich eine Auflösung von *= ±3 um. Diese Auflösung ist für fast

alle Halbleiterstrukturen ausreichend. Falls eine bessere Auflösung erforderlich ist, kann der Abstand A noch verringert werden. Der minimale Abstand, der möglich ist, ist durch Schwankungen der Dicke und durch die Unebenheit der Oberfläche der einzelnen Halbleiter- ^r> scheiben gegeben.

Der Abstand A kann, wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, bis auf Schwankungen der Dicke der Halbleiterscheibe 10 eingestellt werden, wenn außerhalb der Halbleiterscheibe auf die Unterlage 17 der Halbleiterscheibe eine als ι ο Abstandhalter dienende Folie 18 mit entsprechend gewählter Dicke geklebt wird und diese Folie vor dem Belichten durch Anheben der Unterlage 17 mit der Photoplatte 13 in Kontakt gebracht wird. Die Folie 18 kann aus Teflon bestehen.

Das beschriebene Verfahren hat den Vorteil, daü beim Belichtungsvorgang eine Beschädigung der Emulsionsschicht der Photoplatte im Bereich des Musters vermieden wird. Wenn dabei die Halbleiterscheibe infolge einer vorausgegangenen Maskierung bereits ein Oxidmuster enthält, bereitet die justierung der Photoplatte relativ zu diesem Muster keinerlei Schwierigkeiten, da bei den handelsüblichen Mikroskopen, mit denen diese Justierung ausgeführt wird, eine Schärfentiefe von der Größenordnung des einzuhaltenden Abstandes A ohne weiteres erreichbar ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Abbildung eines in einer Maske enthaltenen flächenhaften Schwarz-Weiß-Musters auf eine Photolackschicht, die auf eine auf einer Halbleiterscheibe gebildete Oxidschicht aufgebracht ist, wobei die Maske und die mit diesen beiden Schichten belegte Halbleiterscheibe im Strahlengang einer Beleuchtungseinrichtung in einem geringen Abstand voneinander derart angeordnet werden, daß das Lacht ein Schaüenbüd des fviusicrs auf der Photolackschicht entstehen läßt, wobei dieser Abstand durch einen an die Maske außerhalb des Musters angedrückten Abstandhalter festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man ein in der Emulsionsschicht (14) einer Photoplatte (13) enthaltenes beliebiges Schwarz-Weiß-Muster als Maske verwendet, daß man in dem Strahlengang der Beleuchtungseinrichtung (15,16) die Photoplatte (13) so angeordnet, daß deren Emulsionsseite der Photolackschicht (12) zugewandt ist, daß man der Photoplatte (13) gegenüber die beschichtete Halbleiterscheibe (10, 11, 12) auf eine relativ zur Photoplatte (13) verschiebbare Unterlage (17) legt, an deren der Photoplatte zugewandten Seite als Abstandhalter eine Folie (18) aufgeklebt ist, und daß man die Folie (18) vor dem Belichten der Photolackschicht (12) durch Bewegen der Unterlage (17) an die Photoplatte (13) andrückt jo

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach der Gattung des Patentanspruchs. Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-PS 11 92 749 bekannt Bei diesem bekannten Verfahren wird der Abstandhalter sowohl an die Maske als auch an die Halbleiterscheibe angedrückt, indem diese Teile zu einer Einspannvorrichtung miteinander verschraubt werden. Die Maske ist eine Lochmaske aus Metall, beispielsweise aus Nickel. Wenn die Halbleiterscheibe fertig belichtet ist, muß die Schraubverbindung der genannten Teile gelöst, die belichtete Halbleiterscheibe aus der Einspannvorrichtung herausgenommen und eine neue Halbleiterscheibe in diese Vorrichtung eingesetzt und dort neu verschraubt werden. Wenn die Löcher der Lochmaske als Kreis- und als Ringstrukturen abgebildet werden sollen, dann muß der Belichtungsvorgang in zwei Belichtungsstufen erfolgen, und die Lichtquelle muß zwischen diesen beiden Belichtungsstufen verschoben werden. Hinzu kommt, daß das aus Halbleiterscheibe, Abstandhalter und Maske bestehende System, das die Einspannvorrichtung bildet, bei der Belichtungsstufe, die die Ringstrukturen erzeugen soll, während des Belichtungsvorgangs um eine senkrecht zur Maske verlaufende Achse gedreht werden muß. Dieses Vorgehen ist zeitraubend und umständlich. Außerdem können auf diese Weise nur Kreis- und/oder Kreisringstrukturen auf der Photolackschicht abgebildet werden, so daß dieses bekannte Verfahren sich nur zur Herstellung diskreter Transistoren oder Dioden, nicht aber zur Herstellung komplizierterer integrierter Halbleiterschaltungen<?ignei.

   Aus der Zeitschrift »FJeclrornc Design«, Band 15, vom

   19. JuJi 1967, Seiten 54 bis 57, ist ferner ein Verfahren zur Abbildung eines in einer Maske enthaltenen flächenhaften Schwarz-Weiß-Musters auf eine Photolackschicht bekannt, die auf eine auf einer Halbleiterscheibe gebildete Oxidschicht aufgebracht ist Die Maske und die mit diesen beiden Schichten belegte Halbleiterscheibe werden im Strahlengang einer Beleuchtungseinrichtung in einem geringen Abstand voneinander derart angeordnet, daß das Licht ein Schattenbild des Llusters auf der Photolackschicht entstehen läßt Der Strahlengang der Beleuchtungseinrichtung verläuft von oben nach unten. Unterhalb der Maske ist die beschichtete Halbleiterscheibe angeordnet, deren beschichtete Fläche nach oben weist Hierbei sind keine Hinweise pegeben, wie der Abstand eingestellt und das Verfahren bei einer Massenfertigung zeitsparend ausgeführt werden soll.

   Aus dem »IBM Journal of Research and Development«, Band 7,1963, Seiten 146 bis 150, ist es bei einem photolitographischen Verfahren bekannt die Emulsionsseite einer Maske dem zu belichtenden Objekt zuzuwenden.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, mit dem auch komplizierte integrierte Halbleiterschaltungen in einer Massenfertigung rationell hergestellt werden können.

   Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst

   Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert Es zeigt

   F i g. 1 einen Schnitt durch eine Anordnung zum Belichten der Photolackschicht einer mit einer Oxidschicht und mit Photolack beschichteten Halbleiterscheibe, schematisch,

   F i g. 2 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Einstellen des Abstandes zwischen Photoplatte und Photolackschicht der beschichteten Halbleiterscheibe.

   In F i g. 1 ist bei 10 die Halbleiterscheibe angedeutet. Diese trägt auf ihrer Oberseite eine Oxidschicht 11. Auf die Oxidschicht U ist eine Photolackschicht 12 aufgebracht Oberhalb des Systems 10, 11, 12 und parallel zu ihm ist eine Photoplatte 13 angeordnet, die an ihrer Unterseite eine Emulsionsschicht 14 mit geschwärzten und ungeschwärzten Bereichen von der Form des auf der Photolackschicht 12 abzubildenden Musters trägt Die Unterseite der Emulsionsschicht 14 hat dabei von der Oberseite der Photolackschicht 12 einen Abstand A. Oberhalb der Photoplatte 13 ist eine bei 15 angedeutete Quecksilberdampflampe angeordnet, die zum Belichten des Photolacks dient und deren Lichtbogen eine Länge 2b hat Zwischen der Quecksilberdampflampe 15 und der Photoplatte 13 ist in einem Abstand a von der Quecksilberdampflampe 15 eine Kondensorlinse 16 angeordnet.

   Wenn man von Linsenfehlern der Kondensorlinse 16 absieht, erhält man für die Auflösung x, mit der die geschwärzten und ungeschwärzten Bereiche der Emulsionsschicht 14 auf der Photolackschicht 12 abgebildet werden, die Beziehung