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Verfahren zum Ausbilden von Mustern bei der Herstellung von elektronischen
Mikrobauteilen Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Ausbilden von Mustern
und insbesondere Verfahren zum Ausbilden von Mustern oder Strukturen, bei denen
sehr feine, genaue Muster und Strukturen aus zwei oder mehreren Materialien hergestellt
werden sollen, wie dies beispielsweise bei Mehrschichten-Verbindungen der Fall ist,
die bei integrierten Schaltungen oder Magnetblasenelementen Verwendung finden.
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Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen oder Magnetblasenelementen
ist es häufig erforderlich, mehrere feine, genaue Muster aus wenigstens zwei Arten
von Materialien auf dem Substrat auszubilden.
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Bei den. herkömmlichen Verfahren ist es allgemein üblich, das sogenannte
photolithographische Verfahren zu wiederholen, d. h.
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eine Reihe von Vorgängen, beispielsweise ein Material, das ein Muster
bilden soll, im Vakuum zu verdampfen, das Photolackmuster auszubilden und ein Abätzen
vorzunehmen, zwei oder mehrere Male durchzuführen.
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Diese herkömmlichen Verfahren sind nicht nur deshalb nachteilig, weil
die Vorgänge und Verfahrensschritte kompliziert und zeitaufwendig sind, sondern
auch deshalb, weil Schwierigkeiten dadurch auftreten, dass die Masken auf die Mikroplättchen
äusserst genau aufgelegt und angeordnet werden müssen, wobei der Vorgang, bei dem
die Masken aufgelegt werden, vor Ausbilden des Photolackmusters durchgeführt wird.
Infolgedessen können bei Ausbilden und Aufbringen des Photolackes in gewissem Masse
Verschiebungen und ein nicht genaues lagemässiges Aufbringen auftreten und es ist
dabei unvermeidlich, dass die Muster, die an diesen Stellen ausgebildet werden,
um 0,5 bis 1 µm von der Soll-tage abweichen In gleichem Masse, wie die Zahl der
Vorgänge, bei denen die Masken aufgelegt werden, zunimmt, erhöht sich während des
Herstellungsverfahrens natürlich auch die Ungenauigkeit bzw. die Abweichung der
Lage der Muster von den Soll-Lagen auf Grund der Fehlausrichtung oder der nicht
genauen Auflage der Masken. Diese Tatsache ist der Hauptgrund dafür, dass nicht
genauere Muster hergestellt werden können.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die den herkömmlichen
Vorfchren anhaftenden Nachteile zu umgehen und ein Verfahren anzugeben, mit dem
mehrere sehr feine Muster aus wenigstens zwei Arten von Materialien sehr genau ausgebildet
werden können, ohne dass Fehlers die auf Grund von einer nicht genauen Maskenlage
bzw. einer Abweichung der tatsächlichen Maskenlage von der Soll-Maskenlage herrühren,
nicht auftreten können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäse durch das im Anspruch 1 angegebene
Verfahren gelöst.
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Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren werden Photolack-Muster oder
-Masken mit jeweils unterschiedlicher Dicke durch Bestrahlen gewünschter Bereiche
des Photolackfilmes, der auf den laminierten Schichten aufgebracht ist, mit einer
gewünschten Lichtmenge ausgebildet. Die laminierten Schichten weisen wenigstens
zwei Schichten aus Materialien auf, die zur Bildung der Muster oder Strukturen herangezogen
werden. Dadurch ergeben sich Bilder, Strukturen bzw. endgültige Muster. (Mit dem
nachfolgend öfter verwendeten Ausdruck "Licht" ist nicht nur sichtbares oder unsichtbares
Licht, wie beispielsweise ultraviolettes Licht gemeint, sondern unter diesem Ausdruck
sind auch Elektronenstrahlen und Röntgenstrahlen zu verstehen.) Das Substrat, das
zu einem Teil mit einem Photolack bestimmter Dicke und zu einem anderen oder zu
anderen Teilen mit einem oder mehreren Photolack unterschiedlicher Dicke bedeckt
ist, wird geätzt, so dass sich Muster ausbilden, wobei eines dieser Muster eine
bestimmte Höhe aufweist, die von der Höhe oder den Höhen der anderen Muster abweicht,
was auf Grund der Unterschiede in der Dicke der Photolackfilme zustande kommt.
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Mit dem erfindungsgemässen Verfahren werden also mehrere Photolack-Muster
mit jeweils unterschiedlicher Dicke auf der Oberfläche von Lagen gebildet, die aus
mehreren Schichten bestehen und auf einem Substrat liegen. Die Photolackmuster werden
durch Belichten des Photolackfilmes mit einem Licht durch eine Belichtungs-Photomaske
gebildet, auf der mehrere Maskenmuster mit unterschiedlichem Durchlassfaktor bzw.
-koeffizient ausgebildet sind. Die belichtete Oberfläche wird dann mit einem Ionenätzverfahren
oder dgl. anschliessend geätzt, so dass zwei oder mehr Muster oder Strukturen aus
unterschiedlichen Materialien durch einen einzigen Belichtungsvorgang ausgebildet
werden können.
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Das erfindungsgemässe Verfahren ist äusserst vorteilhaft bei der Herstellung
von Mehrschichten-Verbindungen in Halbleiterbauteilen und zur Herstellung von Magnetblasen-Bauteilen
anwendbar.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise
näher
erläutert. Es zeigen: Fig. 1A, 1B, 1C, 1D und 1E die Verfahrensschritte bei einem
erfindungsgemässen Verfahren, Fig.2A und 23 die Verfahrensschritte bei einem weiteren
erfindungsgemässen Verfahren und Fig. 3A, 3B, 3C und 3D Verfahrensschritte zur Herstellung
einer Belichtungsmaske, die bei dem erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden
kann.
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Die Fig. 1A bis 1E zeigen die Verfahrensschritte gemäss einem erfindungsgemässen
Ausführungsbeispiel, bei dem ein erstes Muster 2 einer einzigen Goldschicht 2 und
ein zweites Muster 3 mit einer Goldschicht 2' und einer SiO2-Schicht 3, die auf
der Goldschicht 2' aufgebracht ist, auf einem Substrat 1 mit einem einzigen Belichtungsvorgang
ausgebildet werden.
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Beim ersten Verfahrensschritt wird eine erste Schicht 8 aus Gold,
eine zweite Schicht 9 aus SiO2 und ein Photolackfilm 10 nacheinander auf die Hauptoberfläche
des Substrates 1 aufgebracht, wie dies in Fig. 1A dargestellt ist. Als Photolackfilm
10 kann entweder ein Positiv- oder Negativ-Photolackfilm verwendet werden. Bei der
in diesen Figuren dargestellten Ausführungsform wurde ein Positiv-Photolack AZ1350J
der Firma Shipley Company verwendet. Wenn ein Negativ-Photolackfilm benutzt wird,
kann das erfindungsgemässe Verfahren in grundsätzlich gleicher Weise durchgeführt
werden, wie bei Verwendung eines Positiv-Photolackfilmes, wobei die gebildeten Strukturen
der ausgehärteten Muster zum Positiv-Photolackfilm komphementär bzw. umgekehrt sind.
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Wach dem ersten Verfahrensschritt wird der Photolackfilm 10 durch
eine Belichtungsmaske 4 mit ultraviolettem Licht bestrahlt,-so dass die belichteten
Teile des Photolackes mit einem Lösungsmittel gelöst werden können. Die bei diesem
Verfahrensschritt verwendete Belichtungsmaske 4 enthält eine lichtdurchlässige Platte
5 aus Glas oder Kunststoff und die auf der Platte aufgebrachten
Maskenmuster
6 und 7, bzw. die Faktoren der Lichtdurchlässigkeit der Maskenmuster 6 und 7 sind
unterschiedlich.
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Das Maskenmuster 6 ist für das verwendete Licht teil- bzw. halbdurchlässig
und weist eine Struktur auf, die im ersten Muster 2 der einzigen Schicht aus Gold
entspricht, die auf dem Substrat 1 ausgebildet ist. Das Maskenmuster 6 ist allgemein
als Permalloy-oder Chromoxid-Schicht geeigneter Dicke, beispielsweise in der Grössenordnung
von einigen zehn # ausgebildet. Die Schichten, die aus anderen geeigneten Materialien
bestehen, können je nach Wunsch verwendet werden.
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Das andere Maskenmuster 7 ist für das verwendete Licht lichtundurchlässig
und weist eine Struktur auf, die dem zweiten Muster 3 entspricht, welches aus der
laminierten Goldschicht 2' und der Si02-Schicht 3 besteht. Im allgemeinen weist
das Maskenmuster 7 ei ne Metallschicht, beispielsweise eine Chromschicht auf, um
gute Resultate zu erzielen.
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Wenn Licht, das in den Zeichnungen schematisch dargestellt und mit
dem Bezugszeichen 11 versehen ist, durch die Belichtungsmaske 4 auf den Photolackfilm
10 aufgestrahlt wird, werden die Bereiche des Photolackfilmes unterhalb den Bereichen
der Maske, die nicht mit einem der Muster 6 oder 7 bedeckt ist, von dem Licht bestrahlt,
das durch das lichtdurchlässige Substrat hindurchdringt und der Photolackfilm wird
in diesen Bereichen sehr gut löslich. Der Bereich des Photolackfilmes unterhalb
des lichtundurchlässigen Maskenmusters 7 wird in seiner Löslichkeit nicht verändert,
d. h. dieser Bereich der Photolackschicht bleibt weiterhin schwer oder gar nicht
löslich, da das Maskenmuster 7 kein Licht durchlässt. Der Bereich des Photolackfilmes
unterhalb dem halbdurchlässigen Maskenmuster 6 wird bis zu einem gewissen Grade
etwas löslich, da das Maskenmuster 6 etwas Licht durchlässt.
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Wenn der Photolackfilm nach der Belichtung mit dem durch die Belichtungsmaske
4 hindurchtretenden Licht belichtet worden ist,
wie dies in Fig.
1B dargestellt ist, bleibt der Photolackfilm 10' unterhalb des lichtundurchlässigen
Maskenmusters 7 mit etwa der gleichen Dicke wie am Anfang erhalten, wogegen der
Photolackfilm 10" unterhalb dem halbdurchlässigen Maskenmuster 6 gegenüber dem Anfangszustand
dünner wird, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist. Die Dicke des Photolackfilmes
10", die nach dem Entwicklungsvorgang verbleibt, wird durch die Art des verwendeten
Photolackes und den Bedingungen beim Belichtungs- und Entwicklungsvorgang bestimmt.
Die gewünschte Dicke des Photolackfilmes 10" kann durch geeignete Wahl der zuvor
genannten Parameter oder Bedingungen erhalten werden.
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Das Substrat wird dann einem Ätzvorgang unterzogen, das mit einem
sogenannten Ionen-Ätz- oder Plasma-Ätz-Verfahren durchgeführt wird, bis die Oberfläche
der Bereiche des Substrates 1, auf dem keine Photolackschicht vorhanden ist, freiliegt.
Wie in Fig. 1D dargestellt ist, wird in dem Bereich, in dem der Photolackfilm durch
den zuvor beschriebenen Entwicklungsvorgang dann entfernt und die Oberfläche der
SiO2-Echicht freigelegt ist, die Schicht 9 aus SiO2 und die Schicht 8 aus Gold vollständig
entfernt und die Oberfläche des Substrates 1 freigelegt. Das dicke Photolackmuster
10' wird durch das Ionenätzverfahren nicht abgetragen, es wird gegenüber der Anfangsdicke
lediglich etwas dünner und sowohl die Goldschicht 8 als auch die SiO2-Schicht 9
bleiben hinsichtlich ihrer Dicke unverändert. Dagegen wird das dünne Photolackmuster
10" durch den Ionenätzvorgang oder einen entsprechenden Vorgang vollständig entfernt.
Es ist nur notwendig, das zu entfernende, dünne Photolackmuster 10" durch diesen
Verfahrensschritt zu entfernen. Es kann der Bereich der SiO2-Schicht 9 unterhalb
des Musters 10" auch bis. zu einem gewissen Grad abgeätzt werden, so dass diese
SiO2-Schicht 9 durch das Ätzen etwas dünner wird, wie dies in Fig. 1D dargestellt
ist.
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Die freiliegende SiO2-Schicht 9 wird dann durch Behandlung mit einer
Ätzlösung, die Fluorsäure und Ammoniumfluorid enthält, entfernt. Danach wird das
verbleibende Photolackmuster 10' mit einem organischen Lösungsmittel, beispielsweise
mit Aceton
oder einem Mittel, das den verwendeten Photolack entfernt,
oder mittels Plasmabrennen beseitigt. Durch das zuvor beschriebene Verfahren wird
das erste Muster 2 der nur aus Gold bestehenden Schicht und das zweite Muster 3
aus einer laminierten Goldschicht 2' und einer SiO2-Schicht 3 auf dem Substrat 1
ausgebildet, wie dies in Fig. 1E dargestellt ist.
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Vorstehend wurde ein Verfahren beschrieben, bei dem sowohl Ionenätzen
als auch chemisches Ätzen angewandt wurde. Es ist natürlich auch möglich, die in
Fig. 1E dargestellte Struktur direkt von dem in Fig. 1C dargestellten Verfahrensschritt
aus herzustellen, indem das Ionenätzen, insbesondere das Ionenfräsen (ionmilling)
angewandt wird, wenn die Ionenätzbehandlung nicht in dem in Fig. 1D dargestellten
Verfahrensstand gestoppt, sondern weitergeführt wird. Das zuletzt genannte Verfahren
wird sehr häufig angewandt. Wenn das zuletzt beschriebene Verfahren verwendet wird,
bleibt manchmal auch dann ein kleiner Bereich des dicken Photolackmusters 10' übrig,
nachdem die SiO2-Schicht unter dem dünnen Photolacknuster 10" entfernt worden is
In diesem Falle kann das noch verbliebene Photolackmuster 10' durch Plasma-Ätzen
entfernt werden.
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Wie vorstehend beschrieben, können die Muster, die eine unterschiedliche
Form aufweisen und aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind, mit dem erfindungsgemässen
Verfahren durch einen einzigen Belichtungsvorgang gebildet werden, wobei darüberhinaus
beide Muster an gewünschten Stellen oder Bereichen laminiert sein können.
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Die Ionenätz- oder Plasmaätz-Verfahren sind nicht Gegenstand der vorliegenden
Erfindung und sollen daher auch nicht im einzelnen erläutert werden. Diese Verfahren
sind beispielsweise in der Zeitschrift "Journal of Vacuum Science and Technology,
Band 8, Nr. 5 (1972),-Seiten 52 bis 70, in der Zeitschrift Kodak Seminer, Nr. 9,(1975)
und in der Druckschrift IBM Technical Disclosure Bùlletin, Band 17, Nr. 71955 (1974)
beschrieben.
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Bei den zuver beschriebenen Verfahren wird nur das dünnere Pho@@@laekmuster
10" durch Ionenätzen entfernt, wie dies in Fig. @@ dargestellt ist und danach wird
chemisches Ätzen ange-@@ndt. Wie zuvor beschrieben, ist es jedoch. auch möglich,
die in Fig. 1E dargestellte Struktur ohne chemisches Ätzen auszubilden, :2amjich
dadurch, dass der Ionenätzvorgang, der auf dem Entwicklungsvorgang folgt, fortgesetzt
wird, um nicht nur das d2nnere Photolackumster 10", sondern auch die SiO2-Schicht
9 unter dem Huste 10" und darüberhinaus auch das dickere Photolacheuster 10' zu
entfernen. Dieses Verfahren wird sehr häufig angewandt.
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Zuvor wurde ein Verfahren beschrieben, bei dem Ionenätzen nach Ende
des Entwicklungsvorganges angewandt wurde, dem ein chemisches Ätzen und ein Verfahren
mit ausschliesslichem Ionenätzen folgte.
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Das dem Eatwicklungsvorgang folgende Verfahren ist jedoch nicht nur
auf diese zuvor beschriebenen beiden Verfahren beschränkt.
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Eas Verfahren kann auch in vielfältiger Wei wabei ein Beispiel dafür
anhand der Fig. 2A werden soll.
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@@@ @@@@iackfilm wird in der in Fig. 10 dargestellten Weise @@@@@@@@
und danach wird die Gelsachicht 8 und die SiO2-Schicht 9 an den Stellen, an denen
Kein Pholackfilm vorhanden ist, durch chemisches Ätzen entfernt, wobei die Photolackmuster
10' und 10" in der in Fig. 2A dargestellten Struktur vorhanden bleiben. Es wird
ein Plasmaätz-Vorgang in einer Atmosphäre, in der Sanerstoff enthalten ist. durchgeführt
und das dünnere Photoleckmuster 10" entfernt. Hierbei wird das dickere Photolackmuster
10' dünner, so dass sich die in Fig. 2B dargestellte Struktur ergist.
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Die durch den zuvor beschriebenen Plasmaätz-Vorgang freigelegte SiO2-Schicht
9 wird durch chemisches Ätzen und das verbleibende Photoiackmuster 10' durch Auflösen
im einem erganischen Lösungsmittel
oder einem Mittel, das den
Photolack entfennt oder durch einen Abbrennvorgang entfernt, so dass sich die bei
dem zuvor beschriebenen Verfahren ergebende und in Fig. 1E dargestellte Struktur
ausbildet.
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Zunächst soll ein Beispiel zur Herstellung einer Belichtungsmaske,
die bei dem erfindungsgemässen Verfahren verwendet wird, beschrieben werden.
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Wie in Fig. 3A dargestellt ist, wird auf die Hauptfläche eines lichtdurchlässigen
Glases 5 ein erstes Maskenmuster 7 aus einer dünnen Chromschicht mit der gewünschten
Form und einer Dicke von 500 #, und dann eine Permalloy-Schicht 1 sowie ein Positiv-Photolackfilm
15 mit dem Photolackmaterial AZ1350J nacheinander aufgebracht. Eine weitere lichtdurchlässige
Glasplatte 16, auf der ein Muster 17 aus einer Chromschicht mit derselben Form oder
Ausbildung wie bei dem zweiten Maskenmuster ausgebildet ist, wird auf die Platte
5 gelegt, wie dies in Fig. 3B dargestellt ist. Dann wird ultraviolettes Licht, das
schematisch durch die mit dem Bezugszeichen 11 versehenen Pfeile dargestellt ist,
aufgestrahlt und denach der Photolackfilm entwickelt. Infolgedessen bleibt der Bereich
15@, der e dem wei ten Maskenmuster des Photolackfilmes 15 entspricht, beibehalten,
um das Maskenmuster zu bilden, während der andere Bereich der Photolackschicht entfernt
wird, wie dies in Fig. 3C dargestellt ist.
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Es--kann eine Belichtungsmaske 4 hergestellt werden, bei der die lichtdurchlässige
Glasplatte 5 mit dem lichtundurchlässigen --ersten Maskenmuster 7 aus einer Chromschicht
und dem zweiten halbdurchlässigen Maskenmuster 14 aus einer Permalloy-Schicht versehen
ist, wie dies in Fig. 3D dargestellt ist. Diese Ausgestaltung der lichtdurchlässigen
Glasplatte 5 ist dieselbe wie die in Fig. 1B dargestellte. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird diese Glasplatte 5 mit den genannten Schichten dadurch gebildet, dass der freiliegende
Bereich der Permalloy-Schicht 14 durch eine Ätzlösung, die Phosphorsäure und Salpeter
säure enthält, entfernt und danach wird das zuvor erwähnte Mas-
@enm@ster
13' durch geeignete Einrichtungen oder Massnahmen entfernt.
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Der Durchlassfaktor des lichtundurchlässigen Maskenmusters 7 sollte
vorteilhafterweise 0,1 bis 1 % und das teil- bzw. halbdurchlässige Muster 14 der
Belichtungsmaske 4 sollte 10 bis 80 % für ultraviolettes Licht vorzugsweise betragen.
Die Chromschicht mit einer Dicke von 500 # sollte einen Durchlassfaktor von etwa
0,5 % und Permalley-Schicht mit einer Dicke von 70 # sollte einen Durchlassfaktor
von etwa 50 % für ultraviolettes Eicht besitzen.
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Nachfolgend soll ein Verfahren zur Ausbildung von Mustern, die mit
der in der zuvor beschriebenen Weise hergestellten Belich-@ungsmaske erläutert werden.
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Auf einer Hauptoberfläche des Glassubstrates 1 wird durch Vakuum verdampfen
oder ein Zerstäubungs- oder Aufspritzverfahren nacheinander eine 0,5 µm dicke Goldschicht
8 und eine 0,2 µm dicke @@O@-Schicht 9 aufge@@acht (vgl. Fig. 1A).
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@ie @@@@@ Oberfläche der Schicht 9 wird ein 1,2 µm dicker Photolackfilm
10 aus dem Photolack AZ1350J aufgebracht und durch die Belichtungsmaske 4 wird ultraviolettes
Licht, das in der Zeichnung schematisch durch die mit dem Bezugszeichen 11 verschenen
Pfeile dargestellt ist, gestraht. Bei diesem Beispiel wird eine Hoschdruck-Quecksilbenlampe
als Lichtquelle verwendet und das ultravielette licht mit einer Intensität von 50
Kilolux @@@@@@@@@@@ larg auf die Photolakschlicht aufgestrahlt V@@ @@@@@@@ Der Photolackfilm
wird bei einer Temperatur von 18° C etwa 2 Minuten lang mit einer 50%igen, wässrigen
Lösung des Mittels AZ1350 entwickelt, um den Photolackfilm 10 an den Stellen ganz
aufzulösen, die dem ultravioletten Licht direkt ausgesetzt waren. Die Dicke der
Photolackmuster 10' und 10", die nach Durchführung des Entwickelvorganges unter
den zuvor genannten Bedingungen
und Parametern erhalten wurden,
Waren 1,2 µm bzw. 0,5 µm (vgl. Fig. 10).
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Es wurde 40 Minuten lang ein Ionenfräsvorgang (ion milling operation)
durchgeführt, wobei eine Stromdichte der Argon-Ionen von 0,3 mA/cm2 eine Beschleunigungsspannung
von 600 Volt und ein Vakuum Druck von 10-5 5 Torr beibehalten wurde. Dadurch bilden
ten sich Muster mit einer 0,5 µm dicken einzigen Goldschicht 2 und einer Doppelschicht,
die aus der Goldschicht 2' und einer 0,2 µm dicken Siliciumschicht 3 besteht (vgl.
Fig. 1E).
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Bei dem uvor beschriebenen Beispiel wurde ein Verfahren zur Ausbildung
von Mustern mit einem ersten Muster aus einer einzigen Schicht und einem zweiten
Muster aus einer Doppelschicht beschrieben und dargestellt. Die Erfindung ist jedoch
nicht nur auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr kann die Erfindung
auch bei einem Verfahren angewendet werden. mit dem Mehrschichten-Verbindungen in
einem Halbl eit erbauteil hergestellt werden, da verschiedene Muster mit verschiedenen
Strukturen durch das erfindungsgemässe Verfahren ausgebildet werden können.
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Beispielsweise kann ein erstes Muster aus einer einzigen Goldschicht
und ein zweites Muster aus einer Dreifachschicht aus Gold-SiO2-Gold durch einen
einzigen Vorgang auf dem Substrat n ausgebildet werden, wenn das zuvor beschriebene
Verfahren bei der Behandlung eines Mikroplättchens herangezogen wird, das zwischen
-der SiO2-Schicht 9 und dem Photolackfilm 10 eine weitere Goldschicht aufweist.
Die auf diese Weise hergestellte dreifache -Schicht ist sehr vorteilhaft verwendbar
für eine Mehrschichten-Verbindung in einem Halbleiterbauteil oder dgl., da diese
Dreifachschicht einen Aufbau aufweist, bei dem eine isolierende Schicht zwischen
zwei leitenden Schichten liegt.
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Die bei dem erfindungsgemässen Verfahren verwendete Belichtungsmaske
kann nicht nur durch das im Zusammenhang mit dem zuvor beschriebenen Beispiel angegebenen
Verfahren, sondern auch unter
Verwendung des Photoverstärkers (photorepeater)
hergestellt werden, der im einzelnen in dem Artikel " "Photolithography in Integrated
Gircuit Mask Metrology" in "IBM Research and Development," Band 18, Nr. 3 (Mai 1974),
Seiten 225 ff. beschrieben ist.
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Bei dem zuvor beschriebenen Verfahren sind auf dem Substrat zueinander
unterschiedliche Muster dadurch ausgebildet worden, dass das sehr gut aufliegende
Substrat und die Belichtungsphotomaske dem Licht ausgesetzt wird, wie dies in Fig.
1B dargestellt ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht nur auf dieses Belichtungsverfahren
beschränkt, bei dem das Substrat und die Belichtungs-Photomaske eng aufeinander
liegen, um vom Licht bestrahlt zu werden. Es ist beispielsweise auch möglich, den
Belichtungsvorgang unter Vrwendung eines Linsen systems durchzuführen, das zwischen
dem Substrat und der Belichtungs-Photomaske angeordnet ist, wobei ein Projektor-Maskenausrichter
(projector mask aligner) verwendet wird, der im einzelnen in dem Artikel "Projection
Printed Photolithographic Image Positive Photoresists" in der Zeitschrift "IEEE
Trans. Electron Device", Band ED-22, Seiten 478 ff. (1975) beschrieben ist. Mit
diesem Verfahren kann das Maskenmuster der Belichtungs-Photomaske verkleinert oder
vergrössert und dadurch in die gewünschte Grösse gebracht, sowie auf die Photolackschicht
projeziert werden.
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Wenn als Strahlung zur Belichtung eine Strahlung mit grossem Durchstrahlungsvermögen,
beispielsweise Röntgenstrahlen,verwendet wird, so wird ein Maskenmuster mit Metallschichten
unterschiedlicher Dicke verwendet, damit die Strahlungsmenge der zur Belichtung
verwendeten Strahlung auf den jeweiligen Bereichen des Photolackfilmes unterschiedlich
bemessen werden kann.
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Vorstehend wurde ein Verfahren zur Ausbildung von zwei Musterarten
beschrieben, bei dem eine Belichtungsmaske verwendet wurde, die mit zwei Maskenmusterarten
versehen sind, wobei die beiden Maskenmusterarten einen unterschiedlichen Durchlassfaktor
für die Strahlung aufweisen. Es können auch drei oder mehr Arten von Mustern durch
nur einen Belichtungsvorgang gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt
werden, wobei eine Belichtungsmaske
mit drei oder mehr Arten von
Maskenmustern verwendet wird, die jeweils einen unterschiedlichen Durchlassfaktor
für die Strahlung aufweisen und wobei drei oder mehr Schichten auf dem Substrat
aufgebracht sind.
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Wie bereits erwähnt, wird beim herkömmlichen Verfahren der Photoätzvorgang
zwei oder mehrere Male wiederholt und das Maskenauflegverfahren, sowie der Belichtungsvorgang
wird ebenfalls mehr als zweimal wiederholt, um zwei oder mehr Arten von Mustern
auf einem Substrat auszubilden. Im Gegensatz dazu ist es gemäss der vorliegenden
Erfindung lediglich erforderlich, den Photoätzvorgang, den Maskenauflegvorgang und
den Belichtungsvorgang jeweils nur einmal durchzuführen. Die vorliegende Erfindung
ist daher nicht nur deshalb vorteilhaft, dass das Verfahren vereinfacht ist, sondern
auch deshalb, weil feinere, genauere Muster mit hoher Genauigkeit ausgebildet werden
können, da keine Verschiebung bzw. keine Diskrepanzen zwischen den Mustern entstehen
können, die sonst bei dem Maskenauflegvorgang leicht-und häufig auftreten.