DE2057929B2 - Transparente Fotomaske - Google Patents

Transparente Fotomaske

Info

Publication number
DE2057929B2
DE2057929B2 DE2057929A DE2057929A DE2057929B2 DE 2057929 B2 DE2057929 B2 DE 2057929B2 DE 2057929 A DE2057929 A DE 2057929A DE 2057929 A DE2057929 A DE 2057929A DE 2057929 B2 DE2057929 B2 DE 2057929B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
silicon
light
mask
masks
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2057929A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2057929A1 (de
DE2057929C3 (de
Inventor
Albert R. Salt Lake City Utah Diem (V.St.A.)
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of DE2057929A1 publication Critical patent/DE2057929A1/de
Publication of DE2057929B2 publication Critical patent/DE2057929B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2057929C3 publication Critical patent/DE2057929C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/28—Interference filters
    • G02B5/285—Interference filters comprising deposited thin solid films
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/24—Deposition of silicon only
    • 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
    • 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
    • G03F1/54—Absorbers, e.g. of opaque materials
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/04—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam
    • G11C13/048—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam using other optical storage elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/003—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors using lithography, e.g. photolithography
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/314—Inorganic layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/5222—Capacitive arrangements or effects of, or between wiring layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N97/00—Electric solid-state thin-film or thick-film devices, not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/095—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
    • H01L2924/097—Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
    • H01L2924/09701—Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Weting (AREA)

Description

reinen Siliziumschicht (12f gewonnen ist, die eine i° Fotomasken belichtet werden müssen, ist aber eine Dicke zwischen etwa 50 A und 1500 A aufweist. Beobachtung zur Kontrolle der genauen Ausrichtung Fotomaske nach Anspruch 1, dadurch ge- der Maske relativ zu einem durch die vorhergehende - - - Maske erzeugten Muster sehr wichtig, da bei der ex
tremen Miniaturisierung, die heute in der Halbleiter-
kennzeichnet, daß das Maskenmuster (14) durch Fotoätzen der Siliziumschicht (12) hergestellt ist.
3. Fotomaske nach Anspruch 1 oder 2, dadurch *5 Technik betrieben wird, bereits geringste Ausfluch-
gekennzeichnet, daß die Fotomaske eine zusätzlich zwischen der transparenten Unterlage (10) und der Siliziumschicht (12) liegende Schicht (16) aufweist, deren Dicke etwa einem Viertel der tungsfehler einer Maske zum Ausschuß des erzeugten Bauteils führen.
Daher sind sogenannte transparente Fotomasken entwickelt worden, deren Maskenmuster für Licht im
Wellenlänge von Licht aus dem sichtbaren Licht- <"> sichtbaren Bereich durchlässig ist, so daß eine Benb-
spektrum entspricht.
4. Fotomaske nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Fotomaske eine oder mehrere einem Viertel der Wellenlänge von Licht des achtung des zu belichtenden Bauteils möglich ist, während es für das zur Belichtung verwendete ultraviolette Licht hinreichend undurchlässig ist (britische Patentschrift 1 186 930). Als Maskenschicht wird bei
sichtbaren Spektrums entsprechend dicke Schicht 25 dieser Fotomaske im Vakuum niedergeschlagenes Si-
(16) auf einer oder beiden Seiten der Fotomaske aufweist.
5. Fotomaske nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einem Viertel der Wellenliziummonoxid einer Dicke zwischen 1,5 und 2,5μσι verwendet. Für bestimmte Anwendungsfälle im Subminiaturbereich sind aber zur Erzielung einer hinreichenden Auflösung und Kantensteilheit Schichten
länge von Licht des sichtbaren Spektrums entspre- 30 dieser Dicke nicht mehr geeignet, weil bei der Her-
chend dicke Schicht (16) oder die Schichten im wesentlichen nicht reflektierend sind.
6. Fotomaske nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß stellung des Maskenmusters durch Ätzen bereits Kantenunterschneidungen unzulässiger Größe auftreten. Außerdem wird die Herstellung dieser Maske dadurch erschwert, daß die zur Ätzung von Siliziummonoxid
die Unterlage (10) aus Glas besteht, auf dessen 35 geeigneten Ätzmittel auch die üblicherweise als Trä-
einer Oberfläche sich das Maskenmuster (14) befindet, und daß das Maskenmuster eine solche Dicke hat, daß es bei Betrachtung unter normalen Lichtbedingungen als im wesentlichen pflaumenfarbig erscheint.
gersubstrat verwendeten Gläser anätzen. Der Ätzvorgang der bekannten Masken muß daher so gesteuert werden, daß die SiO-Schicht auch in den unmaskierten Bereichen nicht bis auf die Glasunterlage durchgeätzt wird, was die Herstellung kompliziert.
Weiter ist eine transparente Fotomaske bekannt
(deutsche Auslegeschrift 1 933 034), bei der durch reaktive Zerstäubung in einer Sauerstoffatmosphäre auf einer Glasunterlage aufgebrachtes Bleisilikat, Eisen-Die Erfindung betrifft eine transparente Fotomaske 45 oxid, Vanadiumoxid oder eine Mischung der beiden
mit einer auf einem transparenten Substrat angeordneten, mit dem Maskenmuster versehenen, Silizium enthaltenden Schicht.
Bei der fotolithografischen Herstellung von Halb
leitern, integrierten^chaltungen u. dgl. werden Foto- 50 kierschicht.
letztgenannten Stoffe als Maskenschicht verwendet wird. Die Aufbringung derartiger Stoffe auf der Glasunterlage ist zeitaufwendig und erfordert eine spezielle aufwendige Anlage zur Aufbringung der Mas-
masken verwendet, von denen die sogenannten Emulsionsmasken einerseits und die Chrommasken andererseits am bekanntesten sind. Die Emulsionsmasken bestehen aus einem transparenten Substrat, auf dem eine Silberhalogenide enthaltende fotografische Emulsion aufgebracht ist. Durch die Umsetzung des Silberhalogenids zu metallischem Silber werden transparente und opake Gebiete gebildet. Diese so erhaltenen Emulsionen sind relativ weich und Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fotomaske zu schaffen, die zum Ausrichten auf einem Halbleiter-Substrat im Bereich des sichtbaren Lichtes transparent ist und dabei eine im Vergleich zu den bekannten Chrommasken reflexionsarme Oberfläche aufweist, wobei das für die Maskierschicht verwendete Material preiswert und einfach auf dem Substrat der Maske aufzubringen und
.. die Erzeugung von Mustern höchster Kantenauflö-
Iiegen deshalb beim Gebrauch schneller Abnutzung 60 sung gestatten soll.
undl Beschädigungen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ge-
Erheblich bessere Verschleißfestigkeit zeigen die sogenannten Chrommasken, bei denen das Maskenmuster in einer auf einem transparenten Substrat auflöst, daß die das Maskenmuster bildende Schicht aus einer pyrolithisch niedergeschlagenen, im wesentlichen reinen Siliziumschicht gewonnen ist, die eine
gedampften Chromschicht gebildet ist. Allerdings ist 65 Dicke zwischen etwa 50 A und 1500 A aufweist. Die
die Herstellung solcher Chrommasken aufwendiger und daher teurer als die von Emulsionsmasken. Außerdem reflektiert die Chromschicht stark, was zu eipyrolithische Niederschlagung des Siliziums wird wegen der einfachen Möglichkeit der Steuerung der Schichtdicke und der erzielten hervorranenrien Haft-
3 ' 4
festigkeit und der Freiheit von Mikroporen vorgese- parentes Substrat 10 oder eine Unterlage, auf dessen hen, da die übrigen zur schichtförmigen Aufbringung einer Oberfläche eine dünne Siliziumschicht 12 aufgevon Silizium geeigneten bekannten Verfahren (Auf- bracht ist. Das Substratmaterial kann ein relativ billidampfen, chemische Aufbringung) keine vergleichbar ges Material sein und sollte in der Lage sein, Tempeguten Ergebnisse erbringen. Bei geringen Anforde- 5 raturen von 500 bis 550° C ohne Schaden zu rungen an die Maskenqualität oder im Falle der Wei- überstehen. Eine Reihe von Gläsern sind für solch terentwicklung der bekannten Verfahren derart, daß einen Anwendungsfall gut geeignet. Die Siliziumhinsichtlich der erforderlichen Schichteigenschaften schicht 12 ist auf dem Substrat 10 pyrolithisch niederbessere Ergebnisse erzielt werden, isi auch die Ver- geschlagen. Dabei wird die Schicht durch Erhitzen des wendung von nach solchen Verfahren aufgebrachten 10 Substrats in einer Silan-Umgebung (z. B. SiH4) oder Siliziumschichten denkbar. Reines Silizium als Mas- in einer Umgebung aus einer Mischung von Silan und kenschicht hat darüber hinaus den Vorteil, daß die einem inerten Gas erzeugt. Bei dieser Erhitzung zerSchicht mit den aus der Halbleiterherstellung bekann- fällt das Silan in der Gegenwart des Substrats und das ten Fotoätzverfahren zu Mustern mit genauen Kan- Silizium wird auf dessen Oberfläche abgeschieden. Bei tenbegrenzur.^n und hoher Auflösung geformt wer- 1S einer reinen Silan-Atmosphäre ist das Abscheidungsden kann. Da die Masken überwiegend für die verhältnis nur von der Temperatur des Substrates und Herstellung von weitgehend ebenfalls aus Silizium der verwendeten Zeit abhängig, ohne daß eine weitere hergestellten Halbleitern, integrierten Schaltungen Steuergröße, z. B. die Menge des zur Verfügung steu. dgl. eingesetzt werden, ist die zur Aufbringung und henden Silans gesteuert werden muß. Wenn eine Mi-Bearbeitung der Siliziumschicht erforderliche techni- 2° schung von Silan und einem inerten Gas verwendet sehe Ausrüstung in den Herstellungsbetrieben ohne- wird, wird durch Steuerung des prozentualen Gehaltes hin vorhanden, so daß keine zusätzlichen Investitio- von Silan im inerten Gas. durch Steuerung des Mentien für die Maskenherstellung erforderlich werden. genstroms derart, daß alle zu beschichtenden Oberflä-
Eine weitere Verringerung der Reflexion wird in chen der gleichen Menge des Gemisches ausgesetzt
erfindungsgemäßer Weiterbildung dadurch erreicht. »5 werden und durch unH-»Ken der Oberfläche auf einer
daß die Fotomaske eine zusätzlich zwischen der trans- Temperatur, die hoch genug ist. um eine rasche Ab-
parenten Unterlage und der Siliziumschicht liegende scheidung zu verursachen, die Abscheidungsmenge
Schicht aufweist, deren Dicke etwa einem Viertel der über die gesamte Oberfläche gleich groß, auch wenn
Wellenlänge von Licht aus dem sichtbaren Lichtspek- einige Unterschiede in der Oberflächentemperatur
trum entspricht. 3° auftreten. Auf diese Weise ist über die Steuerung des
Außerdem kann die Fotomaske eine oder mehrere Gemisches, des Mengestroms und auch der Tempera-
einem Viertel der Wellenlänge von Licht des sichtba- tür eine sehr feinfühlige Gesamtsteuerung für die
ren Spektrums entsprechend dicke Schicht auf einer Größe der sich aufbauenden Siliziumschicht möglich,
oder beiden Seiten der Fotomaske aufweisen, wobei woraus die Abscheidung einer sehr gleichmäßigen
die einem Viertel der Wellenlänge von Licht des sieht- 35 Schicht der gewünschten Dicke resultiert,
baren Spektrums entsprechend dicke Schicht oder die Eine dünne in der Größenordnung von 50 bis
Schichten im wesentlichen nichtreflektierend sind. 1500 A liegende Schicht von Silizium ist für sichtbares
Dabei ist darauf hinzuweisen, daß derartige, durch In- Licht längerer Wellenlängen, wie z. B. rotes, oranges
terferenzwirkung reflexionsmindernde Schichten an und gelbes Licht, relativ durchlässig, sie ist jedoch im
sich bekannt sind (belgische Patentschrift 704941). 40 wesentlichen undurchlässig für kürzenvellige Strah-
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das lungen. wie z. B. ultra-violettes Licht. Die Lichtmenge
Substrat oder die Unterlage der Fotomaske aus Glas, von Licht einer speziellen Wellenlänge, welches durch
auf dessen einer Oberfläche sich das Maskenmuster die Siliziumschicht hindurchtritt, hängt dabei von der
befindet, und das Maskenmuster hat eine solche Dicke der Schicht ab.
Dicke, daß es bei Betrachtung unter normalen Licht- 45 Fig. 2 ist ein Querschnitt durch ein transparentes
bedingungen als im wesentlichen pflaumenfarbig er- Substrat 10, auf dessen einer Oberseite eine Masken-
scheint. Die Pflaumenfarbe des Maskenmusters ist ein schicht 14 aus Silizium in einem Muster aufgebracht
einfaches Mittel zur optischen Bestimmung der geeig- ist. Die gemusterte Schicht auf dem transparenten
neten Schichtdicke ohne aufwendige Schichtdicken- Substrat ist aus dem Silizium-beschichteten Substrat
messungen, da diese Farbe kennzeichnend für eine 50 nach Fig. 1 durch ein übliches Foto-Ätzverfahren
innerhalb der geeigneten Schichtdicken liegende hergestellt worden. Um das Muster zu erhalten, wird
Dicke der Siliziumschicht ist. die Siliziumschicht 12 zunächst mit einem Fotolack
Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschrei- beschichtet und dann durch eine entsprechende, Teile
bung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläu- der lichtempfindlichen Oberfläche freigebende Foto-
tert, und zwar zeigt 55 maske belichtet. Diese Belichtung fixiert die belichte-
Fig. 1 eine Schnittansicht eines zur Herstellung ei- ten Flächen der lichtempfindlichen Schicht, und ein ner erfindungsgemäßen Fotomaske dienenden, aus nachfolgendes Eintauchen in eine geeignete Entwickeiner transparenten Unterlage mit einer auf einer lerlösung löst die unbelichteten Gebiete des lichtemp-Oberfläche dieser Unterlage aufgebrachten dünnen findlichen Filmes aus. Ein Eintauchen des Teils (mit Siliziumschicht bestehenden Grundbauteils, 60 dem entwickelten lichtempfindlichen Material darauf)
Fig. 2 eine Schnittansicht einer aus dem in Fig. 1 in ein geeignetes Ätzmittel entfernt die Gebiete des
gezeigten Grundbauteils hergestellten erfindungsge- Siliziums, die nicht mit dem fixierten lichtempfindli-
mäßen Fotomaske, und chen Material beschichtet sind. Ein Ätzmittel, das für
F i g. 3 eine Schnittansicht durch ein zusätzlich mit diesen Zweck verwendet werden kann, ist eine Lösung
einer reflexionsmindernden Schicht zwischen der Un- 6S aus den folgenden Bestandteilen: 1 Teil HF (Rea-
terlage und der Siliziumschicht versehendes Grund- gens), 6 Teile Salpetersäure (Reagens), 2 Teile H2O
bauteil für eine erfindungsgemäße Fotomaske. (entionisiert) und 4 Teile einer aus 84,1 g FeCl3OH2O
Fi g. 1 ist ein Querschnitt durch ein flaches trans- in 100 cm1 H2O (entionisiert) gelöst bestehenden Lö-
mi
ne
en
lei
m;
sic
rei
be
eii
Ei
SiI
tn
er
lie
un
mi
ge
di.
ur
Be
sung. Zum Abschluß wird dann das fixierte lichtempfindliche Material durch Eintauchen in ein geeignetes Lösungsmittel entfernt, wodurch ein Substrat zurückbleibt, welches, wie in Fig. 2 gezeigt ist, auf seiner Oberfläche ein Muster aus Silizium trägt. Die erhaltene gemusterte Schicht 14 wird im folgenden als Maskenmuster bezeichnet.
Solch ein transparentes Substrat mit einem Maskenmuster aus Silizium wird als Fotomaske bei solchen Verfahren, bei denen das lichtempfindliche Material für kurzwellige Strahlung, z. B. ultra-violettes Licht, empfindlich ist, verwendet. Die Siliziumschicht muß dabei im wesentlichen undurchlässig für diese Strahlung sein. Dieser Fotomaskentyp hat Vorteile sowohl gegenüber den Emulsionsmasken als auch gegenüber den Chrommasken, indem das Siliziummuster außergewöhnlich hart, dauerhaft, beständig gegen Abnutzung und erheblich billiger herzustellen ist als Chrommasken.
Zusätzlich hat eine Siliziumschicht-Maske nach F i g. 2 eine weder mit Emulsionsmasken noch .Chrommasken erreichbare Eigenschaft. Die Siliziumschicht ist, obwohl sie gegenüber kurzwelliger Strahlung wie Ultraviolettstrahlung im wesentlichen undurchlässig ist, für einen großen Teil von Licht im sichtbaren Bereich durchlässig. Infolgedessen kann eine die lichtempfindliche Oberfläche durch die Siliziumschicht-Maske beobachtende Person die gesamte lichtempfindliche Oberfläche einschließlich des unterhalb der Siliziumschicht liegenden Teils der Oberfläche beobachten.
In der Praxis hat sich gezeigt, daß zwei Faktoren die Klarheit der mittels der erfindungsgemäßen Fotomaske zu belichtenden lichtempfindlichen Oberfläche beeinträchtigen, wenn diese von einer Person mit Licht im sichtbaren Spektrum beobachtet wird. Die Maske nach Fig. 2 wird über der lichtempfindlichen Oberfläche aufgesetzt, wobei das Siliziummuster 14 auf der lichtempfindlichen Oberfläche liegt. Zur Beobachtung der lichtempfindlichen Oberfläche wird dann sichtbares Licht auf diese gerichtet, so daß es aus der umgebenden Luft durch das Glassubstrat 10, durch die gemusterte Siliziumschicht 14 und eine dünne Luftschicht auf die lichtempfindliche Oberfläche auftrifft, von der es reflektiert wird, wobei es durch Luft, die gemusterte Siliziumschicht 14, das Glassubstrat 10 und durch die Luft zum Betrachter zurückläuft. Wenn Licht von einem Medium eines Brechungsindex in ein Medium eines anderen Brechungsindex übertritt, wird jedoch ein gewisser Prozentsatz des Lichts an der zwischen den beiden Medien liegenden Zwischenfläche reflektiert. So werden beispielsweise 4% des ursprünglich auf das Glassubstrat 10 auffallenden Lichtes an der Luft-Glas-Zwischenfläche reflektiert. In ähnlicher Weise werden ungefähr 15% des durch das Glas hindurchtretenden Lichtes von der Glas-Silizhim-Zwischenfläche reflektiert und etwa 30% des durch die Siliziumschicht hindurchtretenden Lichts werden von der folgenden Süizium-Luft-Zwischenschicht reflektiert. Diese Reflexionen beeinträchtigen die Klarheit und den Kontrast der lichtempfindlichen Oberfläche, wenn diese unter sichtbarem Licht betrachtet wird, aus zwei Gründen. Zunächst ist es normalerweise erwünscht, daß die Siliziumschicht eine Schichtdicke hat, die etwa gleich einem Viertel der Wellenlänge von orangem oder gelbem Licht ist, da die lichtempfindliche Oberfläche normalerweise unter solchem Licht betrachtet wird.
Solch ein Film ist etwa 830 A dick und erscheint »pflaumenfarben« im reflektierten Licht. Diese Viertelwellen-Siliziumschicht bildet, wie oben beschrieben wurde, eine wirksame, nicht reflektierende Schicht und vermindert die Netto-Reflexion des Lichts im Bereich der unteren Wellenlängen des sichtbaren Spektrums, wie z. B. rotes, oranges und gelbes Licht, erheblich. Für kurzwelligeres sichtbares Licht, wie z. B. blaues Licht, liegen die von den beiden Schichtflächen
to reflektierten Bestandteile nicht wesentlich außer Phase, so daß demzufolge weniger Auslöschung durch Interferenz erfolgt, wobei eine merkliche Netto-Reflexion dieser Wellenlängen erfolgt. Infolgedessen wird der größte Teil des von solch einer Schicht ref lektierten Lichts bei üblichen Lichtbedingungen kurzwelliger, z. B. blaues Licht, sein und wird als dunstiger Schleier auf der lichtempfindlichen Oberfläche erscheinen. (Zusätzlich beeinträchtigt die Absorption dieser kurzwelligeren Strahlen durch das Silizium die Wirksamkeit der Schicht als nicht reflektierende Schicht für blaues Licht weiter, weil die zweimal durch die Schicht hindurchtretenden Reflexionskomponenten in erheblichem Maße gedämpft werden und in zu geringer Menge austreten, um eine wesentliche, auslöschende Interferenz hervorzurufen.) Da diese Farbe nicht innerhalb des Bereiches der zum Betrachten des Plättchens notwendigen Wellenlänge liegt, kann sie leicht durch ein Filter unterdrückt werden, welches lediglich das Rot-Orange-Gelb-Spektrum durchtre-
ten läßt oder durch einen mehrlagigen Interferenz-Filter, der alle sichtbaren Wellenlängen durchtreten läßt, die langer als das Gebiet des blauen Lichtes sind. Dieser letztere Filter ist wirksamer als der Farbfilter, da er es gestattet, mehr brauchbares Licht für die Betrachtung zu verwenden. Dieser Filter könnte in den Maskenaufbau eingebaut werden, indem geeignete mehrfache Schichten aufgebracht werden. Es ist jedoch praktischer, einen Filter pro Ausrichtmaschine oder Betrachter zu verwenden, als die Filter auf jeder Maske erneut aufzubringen.
Die Reflexion an der Luft-Glas-Zwischenfläche kann im Rot-Gelb-Wellenlängenbereich durch Beschichtung der Rückseite des Glassubstrats 10 mit einer ähnlichen Viertelwellenlängen-Antireflexions-
schicht für diesen Wellenlängenbereich eliminiert werden. Da diese Reflexion jedoch nur etwa 4% beträgt, ist diese Verbesserung in den meisten Fällen nicht wesentlich genug, um die erhöhten Kosten zu rechtfertigen. In einigen Anwendungsfälkn und/oder
bei einigen Lichtquellen kann es auch erwünscht sein, eine Anti-Lichthofauflage zu verwenden, um eine Verschleierung infolge von Lichtreflexion und Verteilung innerhalb der Siliziumschicht zu verhindern. Solche Auflagen sind auf dem Gebiet der Fotografie und
der Optik bekannt und werden deshalb nicht näher erläutert.
Die 15%ige Reflexion an der Glas-Silizium-Zwischenschicht kann wesentlich genug sein, um unerwünscht zu sein, und wenn dies so ist, kann diese Reflexion durch eine dazwischenliegende Zwischenschicht von einer von zwei Arten weitgehend unterdrückt werden. Bei der einen Art wird zwischen dem Glas und dem Silizium eine Viertelwellenlängen-Schicht aufgebracht, wobei diese Schicht einen Brechungsindex hat, der etwa gleich der Hauptdifferenz zwischen den Brechungsindizes von Glas und Silizium ist (z. B. gleich der Quadratwurzel aus dem Produkt der Brechungsindizes von Glas und Silizium).
η
It
1.
η
■r
h
η
r
η
e
e
■h
U
•; ι: e
. i ■ f ■ . s
'.ι V ■ e
1V;,!- S
η
ι■ ι»! ί; I
die 1
-■ !Il <i :-
-'7IL1Pl η
:■■ ist O
'■:. Sf hi -
4-.|- it·. e
r
m-,:I e
-.!"!Sill i-
t
η
■ - ■r
1,
e
Mit solch einer Schicht resultiert im wesentlichen vollständige, auslöschende Interferenz zwischen den Reflexionen der beiden Zwischenflächen. Bei der anderen Art wird auf dem Glas, auf welchem das Silizium anschließend abgeschieden wird, eine inhomogene Schicht aufgebracht. Wenn diese Zwischenschicht zunächst aufgebracht wird, wird sie aus Materialien eines Brechungsindex gebildet, der nahe bei dem Brechungsindex von Glas liegt. Beim weiteren Aufbau der Schicht wird der Brechungsindex dann linear oder »< in mehrfachen getrennten Schritten so geändert, daß der Brechungsindex des zuletzt abgeschiedenen Materials bei Fertigstellung der Schicht in der Nähe des Brechungsindex von Silizium liegt. Dies kann durch Mischen zweier Materialien geschehen, wobei das Mi- 1I schungsverhältnis während der Abscheidung der Schicht geändert wird. Eines der verwendeten Materialien hat dabei einen Brechungsindex in der Nähe des Brechungsindex von Glas, während das andere Material einen Brechungsindex hat. der dem Bre- *<: chungsindex von Silizium weitgehend entspricht. Ein Verfahren zur Herstellung eines soichen Filmes ist es beispielsweise, zunächst Siliziumtrioxid auf dem Glas, dann Siliziumdioxid, dann Siliziummonoxid und schließlich reines Silizium abzuscheiden. Diese Mate- *5 rialien können mittels der üblichen Aufdampftechniken aufgebracht werden.
Zusätzlich kann die Silizium-Luftzwischenfläche mit demselben Verfahren reflexionsmindernd gemacht werden (d. h. durch Aufbringung einer geeigneten Viertelweilenlängen-Schicht auf der Oberfläche des Siliziums), jedoch kann eine solche Schicht eine gewisse Verschlechterung der Auflösung des gedruckten Bildes verursachen, da sie den Abstand zwischen der gemusterten Siliziumschicht und der licht empfindlichen Oberfläche vergrößert. Normalerweise wird dieser Abstand so gering wie möglich gemacht, indem ein Vakuum zwischen den aufeinanderliegenden Flächen angelegt wird, und/oder auf die Flachseite der Maske Druck ausgeübt wird. Deshalb würde in Abhängigkeit von den Bildabmessungen der Gewinn solch einer Schicht und der Betrag der Kollimation der Lichtquelle durch die Verminderung der Bildauflösung wieder etwas geschmälert werden. Solche reflexionsmindernäen Schichten sind auf dem Gebiet der Optik bekannt und können auf den verschiedenen reflektierenden Flächen je nach den Erfordernissen des speziellen Anwendungsfalles aufgebracht weiden.
Eine Maske mit verschiedenen Reflexionsschichten wird hergestellt, indem von einem geeigneten mit entsprechenden Schichten beschichteten Substrat ausge gangen wird, wobei die Schichten nachfolgend in einem Muster ausgeätzt werden, um die Maske zu bilden. Fig. 3 zeigt beispielsweise ein Substrat 10 mit einer Siliziumschicht 12 und einer dazwischenliegenden reflexionsmindernden Schicht 16. Das nachfolgende Fotoätzen der Oberfläche entfernt Teile der Siliziumschicht 12 und, wenn erwünscht, die entsprechenden Teile der reflexmindernden Schicht 16, wodurch eine gemusterte Siliziumschicht geschaffen wird, unter der eine reflexionsmindernde Schicht liegt Unter Umständen kann dabei ein unterschiedliches Ätzmittel für jede Schicht erforderlich sein.
In den vorstehenden Erläuterungen sind die Vorteile einer für sichtbares Licht durchsichtigen Siliziumschicht und insbesondere die Verfahren zur Herstellung von transparenten Fotomasken mit Maskenmustern aus solchen Schichten im einzelnen beschrieben. Es ist jedoen klar, daß die Härte, die Verschleißfestigkeit und die einfache Herstellung der Siliziummasken diesen wesentliche Vorteile gegenüber den bekannten Masken verschafft, auch wenn keine völllige Transparenz der Siliziumschicht für sichtbares Licht erreicht wird (oder wenn kein Gebrauch von ihr gemacht wird). So ist beispielsweise eine Siliziummaske, welche keine der verschiedenen reflexionsmindernden Schichten hat, und die deshalb bei sichtbarem Licht nicht völlig transparent ist, wegen ihrer Vorteile bezüglich der Lebensdauer, der niedrigen Herstellungskosten und der Gasporendichte dei Siliziumschicht mit Vorteil zu verwenden. In ähnlichei Weise hat eine Siliziummaske, deren Maskenmustei wegen des Vorhandenseins von Verunreinigungen irr Silizium weniger transparent ist, ebenfalls die obenge nannten Vorteile gegenüber den bekannten Masken
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    I. Transparente Fotomaske mit einer auf einem transparenten Substrat angeordneten, mit dem Maskenmuster versehenen, Silizium enthaltenden Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß die das Maskenmuster (14) bildende Schicht aus einer pyrolithisch niedergeschlagenen, im wesentlichen ner Unscharfe der von Chrommasken reproduzierten Erzeugnisse führen kann.
    Beiden bekannten Maskenarten haftet der Nachteil an, daß die Musterschicht sowohl für Licht im sichtbaren Bereich als auch für ultra-violettes Licht undurchlässig ist. Eine Beobachtung des unter der Fotomaske liegenden mit ultra-violettem Licht zu belichtenden Bauteils ist daher nicht oder nur sehr schwer möglich. Bei Bauelementen, die mehrfach mit verschiedenen
DE2057929A 1970-04-13 1970-11-25 Transparente Fotomaske Expired DE2057929C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US2774470A 1970-04-13 1970-04-13

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2057929A1 DE2057929A1 (de) 1971-12-09
DE2057929B2 true DE2057929B2 (de) 1974-11-07
DE2057929C3 DE2057929C3 (de) 1975-06-26

Family

ID=21839540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2057929A Expired DE2057929C3 (de) 1970-04-13 1970-11-25 Transparente Fotomaske

Country Status (8)

Country Link
US (1) US3721584A (de)
JP (1) JPS4948273B1 (de)
BE (1) BE768820A (de)
CA (1) CA962493A (de)
DE (1) DE2057929C3 (de)
FR (1) FR2123236B3 (de)
GB (1) GB1332702A (de)
NL (1) NL7103921A (de)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6076652A (en) 1971-04-16 2000-06-20 Texas Instruments Incorporated Assembly line system and apparatus controlling transfer of a workpiece
US4144684A (en) * 1974-06-14 1979-03-20 Pilkington Brothers Limited Glazing unit
GB1507465A (en) * 1974-06-14 1978-04-12 Pilkington Brothers Ltd Coating glass
JPS5513426B2 (de) * 1974-06-18 1980-04-09
JPS53136980A (en) * 1977-05-04 1978-11-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Resistance value correction method for poly crystal silicon resistor
AU530905B2 (en) 1977-12-22 1983-08-04 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic photosensitive member
US4217393A (en) * 1978-07-24 1980-08-12 Rca Corporation Method of inducing differential etch rates in glow discharge produced amorphous silicon
US4262056A (en) * 1978-09-15 1981-04-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Ion-implanted multilayer optical interference filter
JPS5754959A (en) * 1980-09-18 1982-04-01 Canon Inc Printing method
DE3204054A1 (de) * 1981-02-23 1982-09-09 Intel Corp., Santa Clara, Calif. Widerstand in integrierter schaltungstechnik und verfahren zu dessen herstellung
DE3401963A1 (de) * 1984-01-20 1985-07-25 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur herstellung von fotoresiststrukturen mit gestuften flanken
JPS6195356A (ja) * 1984-10-16 1986-05-14 Mitsubishi Electric Corp フオトマスクブランク
JPS61116358A (ja) * 1984-11-09 1986-06-03 Mitsubishi Electric Corp フオトマスク材料
JPS61173251A (ja) * 1985-01-28 1986-08-04 Mitsubishi Electric Corp フオトマスクの製造方法
US4897360A (en) * 1987-12-09 1990-01-30 Wisconsin Alumni Research Foundation Polysilicon thin film process
US5051326A (en) * 1989-05-26 1991-09-24 At&T Bell Laboratories X-Ray lithography mask and devices made therewith
US6673438B1 (en) 1994-05-03 2004-01-06 Cardinal Cg Company Transparent article having protective silicon nitride film
US5837562A (en) * 1995-07-07 1998-11-17 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Process for bonding a shell to a substrate for packaging a semiconductor
US5930645A (en) * 1997-12-18 1999-07-27 Advanced Micro Devices, Inc. Shallow trench isolation formation with reduced polish stop thickness
US6582826B1 (en) * 1998-03-23 2003-06-24 Kabushiki Kaisha Ohara Glass-ceramics
FR2861853B1 (fr) * 2003-10-30 2006-02-24 Soitec Silicon On Insulator Substrat avec adaptation d'indice
US20050183589A1 (en) * 2004-02-19 2005-08-25 Salmon Peter C. Imprinting tools and methods for printed circuit boards and assemblies
JP5225421B2 (ja) * 2010-05-18 2013-07-03 キヤノン株式会社 電子写真装置および電子写真感光体
US10162091B1 (en) * 2015-10-16 2018-12-25 Board Of Trustees Of The University Of Alabama, For And On Behalf Of The University Of Alabama In Huntsville Silicon film optical filtering systems and methods of fabrication

Also Published As

Publication number Publication date
JPS4948273B1 (de) 1974-12-20
FR2123236A7 (de) 1972-09-08
BE768820A (de) 1971-11-03
DE2057929A1 (de) 1971-12-09
GB1332702A (en) 1973-10-03
DE2057929C3 (de) 1975-06-26
CA962493A (en) 1975-02-11
FR2123236B3 (de) 1973-08-10
NL7103921A (de) 1971-10-15
US3721584A (en) 1973-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2057929C3 (de) Transparente Fotomaske
DE3751134T2 (de) Simultanes Ätzen von Mehrschicht- und Bildstrukturen.
DE69220393T2 (de) Doppelschichtige Metallisierungshaube für Photolithographie
DE19525745A1 (de) Verfahren zur Bildung eines Abdeckungsmusters
DE69303585T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Motivs
DE19510564C2 (de) Phasenverschiebungsmaske vom Dämpfungstyp und Herstellungsverfahren derselben
DE69224119T2 (de) Herstellung einer Phasenverschiebungsphotomaske mit unterbrochenen Bereichen
DE69132303T2 (de) Maske für Photolithographie
DE1597803A1 (de) Photomaske zum Belichten ausgewaehlter Teile einer lichtempfindlichen Schicht
DE4102422A1 (de) Verfahren zur herstellung einer in mehreren ebenen angeordneten leiterstruktur einer halbleitervorrichtung
DE3783239T2 (de) Roentgenstrahlmaske.
DE60019917T2 (de) Halbtonphasenschiebermaske und maskenrohling
DE1622333A1 (de) Herstellungsverfahren fuer eine Maske zum Herstellen einer Maskierung
DE3601827C2 (de)
DE69510902T2 (de) Eingebettete Phasenverschiebungsmasken sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE2016056C3 (de) Gefärbte transparente Photomaske
DE102020102450B4 (de) EUV-Fotomasken und Herstellungsverfahren von diesen
DE69029603T2 (de) Verfahren zur Kontrastoptimierung für Fotolacke
DE10349087A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Halbton-Phasenverschiebungsmasken-Rohlingen
DE2740180C2 (de) Maske für Elektronenbildprojektion und Verfahren zum Herstellen einer solchen Maske
DE2123887C3 (de)
DE4415136C2 (de) Verfahren zum Herstellen einer Lithographiemaske
DE10238783A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Phasenverschiebungsmaske, Phasenverschiebungsmaske und Vorrichtung
EP0037529A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Fotoempfängers mit einem multichroitischen Farbstreifenfilter
DE1166935B (de) Verfahren zum Erzeugen von Masken auf Halbleiterkoerpern

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8339 Ceased/non-payment of the annual fee