DE2446042C3

DE2446042C3 - Verfahren zum Herstellen von Masken für verkleinernde elektronenoptische Projektion

Info

Publication number: DE2446042C3
Application number: DE19742446042
Authority: DE
Inventors: Horst Dr. 8021 Neuried Kiemle
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-09-26
Filing date: 1974-09-26
Publication date: 1982-03-18
Also published as: DE2446042B2; DE2446042A1

Description

45

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Masken für verkleinernde elektronenoptische Projektion, bei denen zum Zusammenhalten der einzelnen Teile der Maskenstruktur an den transparenten Stellen ein feines Gitter vorgesehen ist.

Für zukünftige hochintegrierte Halbleiterschaltungen werden feinere Strukturen benötigt, als sie mit lichtoptischen Verfahren erzeugt werden können. Man zieht daher den Einsatz elektronenoptischer Methoden in Betracht. Bei einem der möglichen Verfahren geht man von einer elektronenoptischen Maske aus, die die Schaltkreisstruktur in vergrößertem Maßstab enthält und elektronenoptisch entsprechend verkleinert auf die Halbleiterscheibe projiziert wird, Eine solche Maske so muß auf einem Teil ihrer Fläche für Elektronen transparent sein, auf dem übrigen Teil dagegen die Elektronen auffangen können. Im Prinzip könnten Lackschichten unter 100 nm als Träger für die Maskenstruktur dienen. Wegen der Größe der für die Herstellung von hochintegrierten Halbleiterschaltungen in Frage kommenden Maskenflächen ist jedoch derzeit nicht damit zu rechnen, daß mit Hilfe solcher hergestellt werden können. Man sieht daher vor, zum Zusammenhalten der einzelnen Teile der Maskenstruktur metallische Gitter zu benutzen. Um störende Auswirkungen auf das zu projizierende Bild zu vermeiden, muß ein solches Gitter extrem feinmaschig sein. Wenn man aber ein solches extrem feines Maschengitter mit Stegbreiten und Abständen in der Größenordnung von 1 bis 2μπι lichtoptisch bzw. galvanoplastisch herstellen wollte, würde man ebenfalls wegen der Größe der geforderten Maskenformate größte Schwierigkeiten haben. Man hat daher auch bereits Überlegungen angestellt, anstelle solcher extrem feiner metallischer Maschengitter sogenannte Balkengitter zu verwenden, bei denen die stützenden Teile nach Art von Balken nur in einer Richtung über die Maske hinweg verlaufen. Die Balken und Abstände solcher Balkengitter können u. U. wesentlich größer sein als die der oben erwähnten Maschengitter, wenn man nach einer ersten Belichtung die verkleinerte Abbildung um einen bestimmten Betrag senkrecht zu den Balken verschiebt und erneut belichtet Durch dieses mehrfache Belichten werden die Balken des Gitters unsichtbar. Ein wesentlicher Nachteil solcher Balkengitter ist jedoch, daß das Maskenkonzept eine eindeutige Vorzugsrichtung der Strukturelemente zu den Stützbalken verlangt, was natürlich in vielen Fällen eine nicht unerhebliche Behinderung beim Entwurf hochintegrierter Halbleiterschaltungen darstellt.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Masken für verkleinernde elektronenoptische Projektion zu schaffen, bei denen zum Zusammenhalten der einzelnen Teile der Maskenstruktur an den transparenten Stellen ein extrem feines Gitter vorgesehen ist. Dabei sollen unter »extrem fein« Stegbreiten und Abstände des Gitters bis kleiner als 1 μίτι verstanden werden. Ferner soll dieses extrem feine Gitter von großer Regelmäßigkeit und Fehlerfreiheit auch bei großen Formaten, wie z. B. 100 mm χ 100 mm, sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren mit folgenden Schritten:

a) Herstellen einer lichtoptischen Maskenvorlage,

b) Kontaktkopieren der Maskenvorlage auf eine lichtempfindliche Schicht mit Hilfe von zwei in sich parallen Bündeln kohärenten Lichtes, die unter verschiedenen Winkeln einfallen,

c) Entwickeln der belichteten Schicht derart, daß ein Relief mit einer Tiefe von mindestens der Größenordnung des Abstandes zweier benachbarter Interferenzmaxima entsteht,

d) Bedampfen der Reiiefoberfiäche mit Metall bei einem derart streifenden Einfall der verdampfen Metallatome, daß der Grund der Furchen des Reliefs durch die Abschattung benachbarter Stege nicht bedampft wird,

e) Aufbringen der Metallschicht auf einen Halterahmen und

f) Entfernen der lichtempfindlichen Schicht und ihres Trägers,

Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, daß durch Ausnutzung der Interferenz kohärenter Lichtbündel und die Verwendung von Fotolack in einfacher Weise Balken- oder Kreuzstrukturen mit Abständen bis unter 1 μπι und großer Regelmäßigkeit bzw. Fehlerfreiheit hergestellt werden können und daß das erfindungsgemäße Verfahren gleichzeitig wesent-

lieh einfacher als konventionelle Verfahren ist. Außerdem ermöglicht die Feinheit des dabei entstehenden Gitters auch ein vereinfachtes Projektionsverfahren.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung der j Fig. I,2und3.

Fig. 1 zeigt schematisch eine lichtoptische Maskenvorlage 1 mit der zu erzeugenden Maskenstruktur entsprechender durchsichtigen Teilen 2 und undurchsichtigen Teilen 3. Die lichtoptische Maskenvorlage hat m innigen Kontakt mit einer lichtempfindlichen Schicht, z. B. einer Fotolackschicht 4, die auf eine Trägerplatte 5 aufgebracht ist. Erfindungsgemäß wird die lichtoptische Maskenvorlage 1 mit Hilt'e von zwei in sich parallelen Bündeln kohärenten Lichtes auf die Fotolackschicht 4 ii kopiert Die beiden Lichtbünde! 6 und 7 haben dabei verschiedene Einfallswinkel. Dadurch wird über die gesamte zu kopierende Fläche hinweg ein Interferenzstreifenmuster erzeugt. Eine Belichtung der Fotolackschicht 4 entsprechend den Interferenzstreifen des 2» Musters erfolgt jedoch nur an den durchsichtigen Stellen 2 der lichtoptischen Maskenvorlage i, wie als Beispiel für den jeweils rechten Lichtstrahl jades der beiden Lichtbündel 6 und 7 dargestellt ist, während eine Belichtung der Fotolackschicht 4 an den übrigen Stellen i"> durch die nichtdurchlässigen Teile 3 der lichtoptischen Maskenvorlage 1 verhindert wird. Je nach Wunsch kann ein Balkenmuster durch eine einzelne Belichtung oder ein Kreuzmuster durch zwei aufeinanderfolgende Belichtungen hergestellt werden, wobei im letzteren j<> Fall die zweite Belichtung mit um 90° gegenüber der Maskenvorlage 1 verdrehten Lichtbündel 6 und 7 erfolgen muß.

Nach dem Kontaktkopieren der lichtoptischen Maskenvorlage 1 wird die Fotolackschicht 4 derart ü entwickelt, daß an den Stellen, die den durchsichtigen Stellen 2 der lichtoptischen Maskenvorlage 1 gegenüber lagen und an denen eine Belichtung durch die interferierenden Lichtbündel stattfinden konnte, ein Relief 8 mit einer Tiefe von mindestens der Größenordnung des Abstandes zweier benachbarter Interferenzmaxima entsteht.

Anschließend wird die Reliefoberfläche 8 der Fotolackschicht 4 gemäß F i g. 2 mit Metall bedampft, wobei die Einfallsrichtung 10 der Metallatome so gewählt wird, daß der Grund der Furchen des Reliefs 8 durch die Abschattung benachbarter Stege des Reliefs nicht bedampft wird und somit Metallablagerungen 9 nur auf den Kuppen des Reliefs 8 entstehen. Falls erforderlich, kann die auf diese Weise entstandene Metallschicht galvanisch verstärkt werden, um ihr eine größere Festigkeit zu verleihen.

F i g. 3 zeigt perspektivisch einen Ausschnitt aus der so entstandenen fertigen Maske. Die Stege 9 halten die Maskenstruktur 11, die ein ge*>:.ues Abbild der nichtdurchlässigen Teile 3 der .Maskenvorlage ! darstellt, zusammen und bilden mit ihnen eine selbsttragende Fläche. In extremen Fällen, in denen die Maskenstruktur so ungünstig ist, daß eine nicht oder nur ungenügend zusammenhängende Fläche entsteht (z. B. schmaler, paralleler, gerader Streifen), kann wie oben beschrieben ein Kreuzgitter zur Stützung der Maskenstruktur hergestellt werden. Das Kreuzgitter gewährleistet in jedem Falle eine mechanisch einwandfrei zusammenhaltende Fläche.

Nach dem anschließenden Aufbringen der Metallschicht auf einen Halterahmen wird der Träger 5 für die lichtempfindliche Schicht 4 entfernt, was, wenn als lichtempfindliche Schicht 4 ein Fotolack verwendet wird, durch Auflösen der Lackschicht erfolgen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Masken für verkleinernde elektronenoptische Projektion, bei denen zum Zusammenhalten der einzelnen Teile der ■> Maskenstruktur an den transparenten Stellen ein feines Gitter vorgesehen ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Herstellen einer lichtoptischen Maskenvorlage

b) Kontaktkopieren der Maskenvorlage (1) auf eine lichtempfindliche Schicht (4) mit Hilfe von zwei in sich parallelen Bündeln (6,7) kohärenten Lichtes, die unter verschiedenen Winkeln π einfallen,

c) Entwickeln der belichteten Schicht (4) derart, daß ein Relief (8) mit einer Tiefe von mindestens der Größenordnung des Abstandes zweier benachbarter Interferenzmaxima entsteht,

d) Bedampfen der Reiiefoberfiäche mit Metall bei einem derart streifenden Einfall (10) der verdampften Metallatome, daß der Grund der Furchen des Reliefs (8) durch die Abschattung benachbarter Stege nicht bedampft wird,

e) Aufbringen der Metallschicht (9) auf einen Halterahmen und

f) Entfernen der lichtempfindlichen Schicht (4) und ihres Trägers (5).

30

2. Verfahrt: η nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer ?uf eine Trägerplatte (5) aufgebrachten Fotolfckschicht (4) als lichtempfindliche Schicht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch das Auflösen der Lackschicht (4) zum Zwecke des Entfernens der Trägerplatte (5).

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch das galvanische Verstärken der durch Metallbedampfung erzeugten Metall- <-o schicht (9).