DE3146559C2

DE3146559C2 - Belichtungsmaske

Info

Publication number: DE3146559C2
Application number: DE3146559A
Authority: DE
Inventors: Seiichi Suwa Nagano Iwamatsu
Original assignee: Suwa Seikosha KK
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1980-11-25
Filing date: 1981-11-24
Publication date: 1985-06-13
Also published as: GB2088084A; DE3146559A1; FR2494865B1; GB2088084B; JPS5789221A; FR2494865A1

Abstract

Es wird eine Belichtungsmaske mit einem Musterfilm auf einer Maskensubstratoberfläche beschrieben, die sich dadurch auszeichnet, daß mehrere Musterfilme auf einem Maskensubstrat angeordnet sind, von denen jeder ein jeweiliges Absorptionsvermögen für die Wellenlängen von mehr als zwei Arten von Korpuskularstrahlung, wie Elektronenstrahlen, Röntgenstrahlen, Lichtstrahlen etc. aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Belichtungsmaske nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Maske ist aus der DE-AS 24 20 589 bekannt. Diese bekannte Belichtungsmaske wird bei einem Herstellungsprozeß eingesetzt, bei dem eine Substratoberfläche mehrere, aufeinanderfolgende fotolithografische Verfahren durchläuft. Auf die zu bearbeitende Substratoberfläche ist eine Fotolackschicht aufgebracht, die durch die Maske selektiv mit unterschiedlichen Strahlungsenergiemengen belichtet und anschließend in aufeinanderfolgenden Entwicklungssehritten mit Entwicklern zunehmender Lösungsfähigkeit behandelt wird. Der dabei erzielte Vorteil liegt darin, daß für die verschiedenen fotolithografischen Verfahren eine einzige Maske verwendet werden kann, so daß keine Probleme mit Maskenausrichtungsfehlern auftreten. Allerdings läßt sich die bekannte Belichtungsmaske nur dort einsetzen, wo die verschiedenen Muster der einzelnen fotolithografischen Verfahren flächenmäßig klar voneinander abgegrenzt sind, sich also nicht überlappen. Aus »Appl. Phys. Lett.« 36(1), 1. Januar 1980, Seiten 93 bis 96 ist eine Röntgenlithografiemaske bekannt, bei der sich in ihrer geometrischen Ausbildung unterscheidende Maskenmuster überlagert sind. Über das relative Strahlungsabsorptionsvermögen der überlagerten Maskenmuster ist in der Druckschrift nichts ausgeführt.

Man hat in letzter Zeit zum Zwecke der Belichtung unter Verwendung einer Maske zusätzlich zur herkömmlichen Belichtung mit Ultraviolettstrahlung eine Belichtung mit ferner Ultraviolettstrahlung, Röntgenstrahlung und eine solche mit Elektronenstrahlung eingesetzt. Bei einer solchen Belichtung ist es üblich, für jeden Herstellungsschritt eine jeweilige Maske zu verwenden. Dabei ergeben sich jedoch die Nachteile, daß die Masken teuer sind und die Genauigkeit der Maskenausrichtung geringer wird. Dies liegt daran, daß mit jedem Herstellungsschritt das Maskenmaterial geändert werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Maske der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die es erlaubt, die Aozah! der benötigten Masken zu verringern und die Genauigkeit der Maskenausrichtung zu verbessern und

die ferner eine Überlappung verschiedener Maskenmuster gestattet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Es werden mehr als zwei Arten von Korpuskularstrahlung mit unterschiedlicher Wellenlänge (Röntgenstrahlung, Elektronenstrahlen, Ultraviolettstrahlung, ferne Ultraviolettstrahlung) verwendet, auf auf einem Maskensubstrat werden mehrere von Musterfilmen gebildete Maskenmuster angeordnet, von denen jedes ein ausgewähltes Sperrvermögen (oder Absorptionsvermögen) gegenüber jeder dieser mehr als zwei Arten von Korpuskularstrahlungen besitzt. Hierdurch ist es möglieh, daß mehr als zwei Muster belichtet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter bezug der beiliegenden Figur näher erläutert. Die Figur zeigt eine solche Mehrfach-Maske, die wie folgt hergestellt wird. Zunächst wird auf einem Siliciumsubstrat durch thermische Oxidation ein SiO2-Film mit einer Dicke von 1 μπι gebildet. Dann wird ein Goldmuster 3 von etwa 10 nm auf fotolithografische Weise als Muster für eine Lichtstrahlenbelichtung ausgebildet. Dann werden Goldmuster 4 und 5 mit 0,1 μιη Breite und 0,5 μιη Dicke für eine Röntgenstrahlenbelichtung ausgebildet. Schließlich wird Silicium durch Ätzen von der Rückseite des Siliciumsubstrats her entfernt, so daß der Siliciumrahmen 1 zurückbleibt.
Es sei zunächst der Fall betrachtet, daß die Maske

■to vertikalen Lichtstrahlen 6 ausgesetzt wird. Wird als Beispiel Licht einer Wellenlänge von 0, 4 μπι verwendet, dann liegt das Maskenmuster 5 mit 0,1 μιτι Breite, das ein Sperrvermögen für Röntgenstrahlung besitzt, unterhalb des Bildauflösungsvermögens und hat daher praktisch kein Sperrvermögen bezüglich dieser Lichtstrahlen. Dagegen wird der Aufbau des Maskenmusters 3 mit über 1 μιη Breite übertragen. Als nächstes sei der Fall einer Röntgenstrahlenbelichtung betrachtet. In diesem Fall werden der Aufbau der Maskenmuster 4 und 5 übertragen, weil das Maskenmuster 3 aus einem dünnen Goldfilm von etwa 10 nm besteht und sein Durchlaßvermögen für Röntgenstrahlen groß ist Die Muster 4 und 5, die aus dicken Goldfilmen bestehen, haben dagegen genügend Sperrvermögen für die Röntgenstrahlen.

Eine Maske der beschriebenen Art hat folgende Wirkungen. Eine Maske kann als zwei Masken dienen, so daß die Maskenzahl verringert wird. Zur gleichen Zeit wird die gleiche Ausrichtungsmarke sowohl für die Maskenherstellung als auch für die Übertragungsbelichtung verwendet, so daß ein Verschieben der einzelnen Muster bei der Maskenherstellung verringert werden kann und es ferner möglich wird, eine Fehlausrichtung zwischen den einzelnen Mustern bei der Ausrichtungsbelichtung zu reduzieren.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem ein Röntgenstrahlenmaskenmuster und ein Lichtstrahlenmaskenmuster auf demselben Substrat ausgebildet wurden. Es bedarf kei-

ner Erwähnung, daß die Erfindung auch andere Ausführungsformen einschließt, bei denen die jeweiligen Muster, die unterschiedliche Sperrvermögen gegen UV-Licht (von etwa 0,4 μπι Wellenlänge) und fernes UV-Licht (von etwa 0,2 bis 0,3 μπι Wellenlänge) auf einem Quarzsubstrat ausgebildet werden odpr daß eine solche Mehrfach-Maske durch die Kombination aus einem Elektronenstrahlenmaskenmuster und einem Lichtstrahlenmaskenmuster oder einem RöntgenstrahlinmaskenmuEj'er und einem Elektronenstrahlenmaskenmuster etc. auf demselben Substrat ausgebildet wird.

Anhand des obigen Ausführungsbeispiels wurde beschrieben, daß das doppelte Maskenmuster auf einem Maskensubstrat ausgebildet wird. Es ist leicht einzusehen, daß über dem Doppelmaskenmuster ein Mehrfach- is maskenmuster ausgebildet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

to

ts

K>

»5

40

45

SO

S5

40

Claims

Patentansprüche:

1. Belichtungsmaske, die auf einer Maskensubstratfläche mehrere von Musterfilmen gebildete Maskenmuster unterschiedlichen Strahlungsabsorptionsvermögens aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Maskenmuster (3) ein relativ hohes Absorptionsvermögen für eine erste Art von Korpuskularstrahlung und ein relativ kleines Absoprtionsvermögen für eine zweite Art von Korpuskularstrahlung besitzt, während ein zweites Mackenmuster (4,5) ein relativ kleines Absorptionsvermögen für die erste Strahlungsart und ein relativ großes Absorptionsvermögen für die zweite Strahlungsan besitzt.

2. Belichtungsmaske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Maskenmuster (3; 4, 5) aus Musterfilmen desselben Materials gebildet sind und die verschiedenen Absorptionsvermögen aufgrund verschiedener Dicke der Musterfilme und Breite der Musterung besitzen.

3. Belichtungsmaske nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Musterung des zweiten Maskenmusters (4,5) unterhalb des mitteis der zweiten Strahlungsart erzielbaren Auflösungsvermögens liegt.

4. Belichtungsmaske nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Strahlungsart eine Lichtstrahlung ist.