DE3115116A1 - Method of producing a mask substrate for use in x-ray lithography - Google Patents
Method of producing a mask substrate for use in x-ray lithographyInfo
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Abstract
Description
Beschreibung. Description.
Ein wichtiger Schritt bei der Herstellung von integrierten Schaltungen bzw. Schaltkreisen ist die Anwendung einer Maske, auf der Schaltungsmuster nach einer von verschiedenen Techniken gebildet wurden. Das Schaltungsmuster wird anschließend auf einen Silicium-Wafer bzw. ein Silicium-Mikroplättchen projiziert, der bzw. das einen photoempfindlichen Überzug aufweist, beispielsweise Photoresist, unter Anwendung einer Bestrahlung mit Ultraviolettlicht oder Röntgenstrahlen. Da Röntgenstrahlen wesentlich kürzere Wellenlängen aufweisen als Ultraviolettlicht, ermöglicht die Röntgenstrahlenlithographie eine wesentlich feinere Muster-tinien-Unterscheidung bzw.An important step in the manufacture of integrated circuits or Circuits is the application of a mask on the circuit pattern after any of several techniques were formed. The circuit pattern is then made projected onto a silicon wafer or silicon wafer, the or the a photosensitive coating such as photoresist is applied exposure to ultraviolet light or X-rays. Because x-rays have significantly shorter wavelengths than ultraviolet light, makes this possible X-ray lithography allows for a much finer pattern-line distinction respectively.
ein wesentlich feineres Muster-Linicn-Auflösungsvermögen, das zu eiller wirksameren Ausnutzung des Raums auf dem Wat L'L u t. it.a much finer pattern line resolution that is too fast more effective use of the space at Wat L'L u t. it.
Masken, die bei der Röntgenstrahlen-Lithographie verwent 1 wi I#(tt#IlX ~It 101 1 ()fit i FI<.Ii1 r II.'#1t r #sTIit 11 ,la Röntgenstrahlen durch optisch undurchsichtiges Material hindurchtreten können. So kann die Maske aus einem optisch undurchlässigen Material, wie Metallen, hergestellt sein.Masks used in X-ray lithography 1 wi I # (tt # IlX ~ It 101 1 () fit i FI <.Ii1 r II. '# 1t r #sTIit 11, la X-rays through optically opaque material can pass through. So the mask can be made of one optically impermeable material such as metals.
Die Verwendung von Metallen als Maskensubstrate anstelle von Kunststoffmaterial weist den Vorteil auf, daß Metalle wesentlich dimensionsstabiler sind als Kunststoffe.The use of metals as mask substrates instead of plastic material has the advantage that metals are much more dimensionally stable than plastics.
Da Röntgenstrahlen-Maskensubstrate äußerst dünn sein müssen, beispielsweise in der Größenordnung von 1 ym (bzw.Since x-ray mask substrates have to be extremely thin, for example in the order of 1 ym (resp.
1 Mikron), traten bei deren wirksamer Herstellung große Schwierigkeiten auf. Bisher angewendete Methoden zur Maskenherstellung waren im allgemeinen chemischer Natur, unter Überziehen eines Metalls oder eines anderen als Maskensubstrat zu verwendenden Materials, das auf ein Basissubstrat aufgebracht wurde, welches dann entfernt wurde durch Auflösen in einem chemischen Bad oder Abätzen. Derartige Fabrikationstechniken auf chemischer Basis sind langsam, unwirksam und ergeben relativ geringe Ausbeuten.1 micron), great difficulty has been encountered in producing them effectively on. Mask-making methods previously used have generally been more chemical Natural, to be used as a mask substrate overlaying a metal or other Material on a base substrate was applied, which then removed by dissolving in a chemical bath or etching. Such Chemical-based fabrication techniques are slow, ineffective, and relatively yielding low yields.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, bei dem das zuerst auf einem Basis-Substrat ausgebildete Maskensubstrat davon mechanisch entfernt wird.The invention relates to a method in which the first on a Mask substrate formed base substrate is mechanically removed therefrom.
Zusammenfassend wird eine äußerst dünne Schicht eines Edelmetalls, wie Gold, auf eine Glasscheibe gedampft. Ein Metall, das als Pöntgenstrahlen-Maskensubstrat geeignet ist, wird anschließend auf die Schicht des Edelmetalls aufgedampft. Die Kombination des Edelmetalls und des Maskensubstratmetalls wird anschließend von der Glasscheibe abgeschält, während die Struktur in ein Wasserbad eingetaucht ist. Das Edelmetall erleichtert die mechanische Entfernung des Maskensubstrats sehr aufgrund seiner äußerst geringen Haftung an der Glasscheibe.In summary, an extremely thin layer of a precious metal, like gold, vaporized on a pane of glass. A metal used as an X-ray mask substrate is suitable, is then vapor-deposited onto the layer of the noble metal. the Combination of the precious metal and the mask substrate metal is then made by the pane of glass peeled off while the structure is immersed in a water bath. The noble metal makes the mechanical removal of the mask substrate much easier due to its extremely low adhesion to the glass pane.
Im folgenden werden die Zeichnungen beschrieben.The drawings are described below.
Die Figur 1 veranschaulicht eine Verdampfungskammer, die erfindungsgemäß verwendet wird.Figure 1 illustrates an evaporation chamber according to the invention is used.
Die Figur 2 veranschaulicht im Querschnitt das Glassubstrat mit dem Trennmittel und dem Röntgenstrahlen-Maskensubstrat, das darauf abgelagert ist.Figure 2 illustrates in cross section the glass substrate with the Release agent and the X-ray mask substrate deposited thereon.
Die Figur 3 veranschaulicht eine Glasscheibe und darauf abgelagerte Schichten, eingetaucht in ein Bad, mit einem angebrachten Schälring.Figure 3 illustrates a sheet of glass and deposited thereon Layers, immersed in a bath, with a peeling ring attached.
In der Figur 1 wird ein Vakuumabscheidungssystem 10 gezeigt. Derartige Systeme sind im Handel von verschiedenen Vertrieben erhältlich, z.B. Perkin-Elmer- Ultek. In seinem einfachsten Formsystem 10 umfaßt es ein glockenförmiges Gefäß 11, das eine Kammer 12 umschließt. Die Kammer 12 ist geeignet zur Evakuierung über die Leitung 14, die mit einer Vakuumpumpe, z.B. einer Diffusionspumpe (nicht gezeigt) verbunden ist.A vacuum deposition system 10 is shown in FIG. Such Systems are in commerce by various Distributed available, e.g. Perkin-Elmer-Ultek. In its simplest form system 10, it comprises a bell-shaped one Vessel 11 which encloses a chamber 12. The chamber 12 is suitable for evacuation via line 14, which is connected to a vacuum pump, e.g. a diffusion pump (not shown) is connected.
Die Kammer 12 enthält eine Heizvorrichtung 13 und eine Befestigungsvorrichtung 14 zum Halten des zu überziehenden Substrats 15. Ein Thermopaar 16 ist zur Messung der Temperatur des Substrats 15 verbunden. Die Heizvorrichtung 13 wird mit einer Stromquelle (nicht gezeigt) über eine Kontrolle bzw. Steuerung (nicht gezeigt) verbunden, die so funktioniert, daß die Temperatur des Substrats 15 bei einem gewünschten vorbestimmten Grad gehalten wird.The chamber 12 contains a heater 13 and a fastening device 14 for holding the substrate 15 to be coated. A thermocouple 16 is used for measurement the temperature of the substrate 15 connected. The heater 13 is with a Power source (not shown) connected via a control or controller (not shown), which functions so that the temperature of the substrate 15 at a desired predetermined Degree is held.
Der Draht 17 und das Element 18 stellen die Quelle und die Mittel zur Verdampfung des Edelmetalls und des Maskensubstratmetalls auf die Oberfläche des Substrats 15 dar.The wire 17 and element 18 provide the source and means for evaporation of the noble metal and the mask substrate metal onto the surface of the substrate 15.
Das Edelmetall, wie Gold, wird verdampft durch Leiten von Strom durch einen Schmelztiegel aus feuerfestem Metall, der eine Beschickung des Edelmetalls enthält. Das Substratmetall, wie Titan, wird durch Heizen eines Wolframfadens auf einen derartigen Punkt verdampft, bei dem er einen Strahl von Elektronen aussendet, die so fokusiert sind, daß sie auf das Titan auftreffen, das dann verdampft.The precious metal, like gold, is vaporized by passing electricity through it a refractory metal crucible that carries a charge of the precious metal contains. The substrate metal, such as titanium, is made by heating a tungsten filament evaporates such a point that it emits a beam of electrons, which are so focused that they hit the titanium, which then vaporizes.
Diese Verdampfungsmethoden sind bekannt bzw. üblich,und ihre Details müssen nicht näher erläutert werden.These evaporation methods are known or common, and their details do not need to be explained in more detail.
Eine Verschlußklappe 19, die mechanisch mit einem Steuerungsknopf 19a verbunden ist, kann zwischen dem Substrat und der Verdampfungsquelle für die Metalle angeordnet werden, um die Verdampfungsmenge zu steuern.A shutter 19 mechanically operated with a control knob 19a can be connected between the substrate and the evaporation source for the Metals can be arranged to control the amount of evaporation.
Beim Betrieb wird die Kammer 12 bei einem vorbestimmten Vakuumgehalt, während dem ein Edelmetall durch Dampf auf der Oberfläche des Substrats abgeschieden wird. Die Dicke des Edelmetallüberzugs ist äußerst gering, z.B. in der Größenordnung von 50,0 nm (bzw. 500 i). Sein Zweck liegt darin, als Trennmittel von der Glasscheibe 15 zu dienen.In operation, the chamber 12 is at a predetermined vacuum level, during which a noble metal is vapor deposited on the surface of the substrate will. The thickness of the precious metal coating is extremely small, e.g. of the order of magnitude of 50.0 nm (or 500 i). Its purpose is to act as a release agent from the pane of glass 15 to serve.
Er sollte dick genug sein, so daß das später abgeschiedene Maskensubstrat die Glasoberfläche der Glasscheibe 15 nicht sieht bzw. nicht damit in Kontakt kommt.It should be thick enough so that the mask substrate that will be deposited later the glass surface of the glass pane 15 does not see or does not come into contact with it.
Anschließend wird das Maskensubstratmaterial, wie Titan, durch Dampf auf der Schicht des Edelmetalls abgeschieden, Das abgeschiedene Edelmetall kann Gold oder Platin sein.Then, the mask substrate material such as titanium is steamed deposited on the layer of precious metal, the deposited precious metal can Be gold or platinum.
Palladium oder Silber können ebenfalls verwendet werden.Palladium or silver can also be used.
Es hat sich gezeigt, daß diese Edelmetalle äußerst geringe Haftungseigenschaften, bezogen auf das Glas, aufgrund der äußerst geringen Bildung von Oxiden, aufweisen.It has been shown that these precious metals have extremely poor adhesion properties, in relation to the glass, due to the extremely low formation of oxides.
Gold und Platin sind daher bezogen auf Glas im wesentlichen chemisch inaktiv.Gold and platinum are therefore essentially chemical in relation to glass inactive.
Andere Trennmittel, wie Calciumfluorid, wurden erfindungsgemäß ebenfalls erfolgreich verwendet. Jedoch haben sich seine Adhäsionseigenschaften als derart erwiesen, daß die Dicke des Maskensubstrats größer sein sollte, z.B. 1,5 pm (bzw. ») im Vergleich mit 0,5 bis 1 jum (bzw. ) bei der Verwendung eines Edelmetalls. Dies kommt daher, daß das Abschälen eine größere Kraft erfordert. Daher sollte die Dicke des Maskensubstrats größer sein, um das Substrat kräftiger zu gestalten, so daß es nicht reißt oder bei der Abschälung verschlechtert wird.Other release agents, such as calcium fluoride, have also been used in accordance with the invention used successfully. However, its adhesive properties have proven to be such proved that the thickness of the mask substrate should be greater, e.g. 1.5 μm (resp. ») Compared with 0.5 to 1 jum (or) when using a precious metal. This is because the peeling requires a greater force. Therefore, the Thickness of the mask substrate must be larger in order to make the substrate stronger, so that it does not crack or deteriorate when peeled off.
Zwar kann eine Vielzahl von Materialien als Maskensubstrate verwendet werden, es wurde jedoch gefunden, daß Metalle mit relativ geringen Atomzahlen Eigenschaften aufweisen, die sie bevorzugt als Röntgenstrahlen-Lithographie-Maskensubstrate machen.A variety of materials can be used as mask substrates be, however, it has been found that metals with relatively low atomic numbers have properties which make them preferred as X-ray lithography mask substrates.
Einige Metalle, die zu dieser Kategorie gehören, sind Titan, Beryllium und Aluminium.Some metals that belong to this category are titanium, beryllium and aluminum.
Ein weiteres Erfordernis liegt darin, daß das Metall mit dem Edelmetall nicht chemisch reaktionsfähig sein sollte.Another requirement is that the metal co-ordinates with the noble metal should not be chemically reactive.
Es wurde bestimmt, daß die hohe chemische Reaktionsfähigkeit von Beryllium gegenüber Edelmetallen und Calciumfluorid das Einbringen einer Zwischendiffusionsbarriere zwischen das Trennmittel und das Maskenmetall erforderlich macht. Ein derartiges Metall ist Titanoxid.It was determined that the high chemical reactivity of beryllium against precious metals and calcium fluoride, the introduction of an intermediate diffusion barrier between the release agent and the mask metal is required. Such a thing Metal is titanium oxide.
Andere Oxide oder Nitride können ebenfalls geeignet sein.Other oxides or nitrides can also be suitable.
Während der Abscheidung hat es sich gezeigt, daß die Ergebnisse am besten sind, wenn die Glasscheibe 15 oder anderes Material, je nach dem Maskenmetallmaterial, bei Raumtemperatur während der Abscheidung von Gold 0 und bei 300 C während der Abscheidung von Platin gehalten wird. Wenn Titan abgeschieden wird, erhält man beste Ergebnisse, wenn die Glasscheibe 15 bei 300 - 4000C gehalten wird; für Beryllium bei etwa 5000C; für Aluminium wird die Glasscheibe bei Raumtemperatur gehalten.During the deposition it was found that the results on it is best if the glass pane 15 or another material, depending on the mask metal material, at room temperature during the deposition of gold 0 and at 300 C during the Deposition of platinum is kept. When titanium is deposited, the best is obtained Results when the glass sheet 15 is kept at 300-4000C; for beryllium at about 5000C; for aluminum, the glass pane is kept at room temperature.
Diese Temperaturen werden experimentell erreicht und sind günstig, um Spannungen in dem überzug der Abscheidung zu erleichtern und in dem Maskenmetall mechanische Eigenschaften mit einer Massenfestigkeit zu erzielen.These temperatures are reached experimentally and are favorable, to relieve stresses in the coating of the deposit and in the mask metal to achieve mechanical properties with a bulk strength.
Das Metallsubstrat wird gewöhnlich auf eine Dicke von 0,5 bis 1 rm (bzw. ) aufgeschichtet.The metal substrate is usually 0.5 to 1 µm thick (or) piled up.
Die Figur 2 veranschaulicht die Glasscheibe 15 mit den Schichten des Edelmetalls 20 und des Substratmetalls 21.FIG. 2 illustrates the glass pane 15 with the layers of the Noble metal 20 and the substrate metal 21.
Die Figur 2 zeigt die Glasscheibe 15 mit den Schichten des Edelmetalls 20 und des Substratmetalls 21 darauf.FIG. 2 shows the glass pane 15 with the layers of the noble metal 20 and the substrate metal 21 thereon.
Nach der Abscheidung besteht das Ziel darin, die Überzüge mechanisch abzutrennen, d.h. durch Schälen, um eine dünne, freistehende Membran oder ein Substrat zu erzeugen, das zum Durchlaß bzw. zur Übertragung von Röntgenstrahlen geeignet ist. Dies wird möglich gemacht durch die geringen Haftungseigenschaften des Trennmittels, z.B. Gold.After deposition, the goal is to mechanically remove the coatings sever, i.e., by peeling, to form a thin, free-standing membrane or substrate to produce which is suitable for the passage or transmission of X-rays is. This is made possible by the low adhesive properties of the release agent, e.g. gold.
Die Figur 3 veranschaulicht eine Anordnung, die zur Entfernung des Substrats verwendet wird.Figure 3 illustrates an arrangement that is used to remove the Substrate is used.
Ein übergroßer dünner flexibler Ring 22 wird auf der Substratseite der überzogenen Glasscheibe 15 befestigt, z.B. mitttels eines doppelseitigen Klebstoffbandes, wie in der Figur 3 gezeigt.An oversized thin flexible ring 22 is placed on the substrate side attached to the coated glass pane 15, e.g. by means of a double-sided adhesive tape, as shown in FIG.
Die Struktur wird anschließend in ein Wasserband 23 in einem Behälter 24 eingesetzt, um die Schälkraft zu verringern.The structure is then placed in a water band 23 in a container 24 used to reduce the peeling force.
Das Schälen des Edelmetalltrennmittels (Gold) und des Metallsubstrats (Titan) wird eingeleitet durch Anheben an der Kante des Ringes 22 und Weiterfüh#en des Anhebens bis der gesamte Film oder das Substrat von der Glasscheibe 15 entfernt ist.The peeling of the precious metal release agent (gold) and the metal substrate (Titanium) is initiated by lifting on the edge of the ring 22 and continuing of lifting until all of the film or substrate is removed from the glass sheet 15 is.
Im Rahmen der vorstehenden Beschreibung sind andere Ausführungsformen der Erfindung möglich.Other embodiments are within the scope of the above description the invention possible.
Claims (19)
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Legal Events
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| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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