DE3524196C2

DE3524196C2 -

Info

Publication number: DE3524196C2
Application number: DE3524196A
Authority: DE
Inventors: Hideo Kato; Hirofumi Yokohama Kanagawa Jp Shibata; Keiko Machida Tokio/Tokyo Jp Matsuda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-07-06
Filing date: 1985-07-05
Publication date: 1994-08-04
Anticipated expiration: 2005-07-06
Also published as: US4804600A; DE3524196A1; DE3524196C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lithografiemaske gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Lithografiemaske dieser Art ist in der JP-OS 58-2 07 047 beschrieben. Diese bekannte Lithografiemaske weist als Grundfläche für Maskierungsteile, die ein gewünschtes Muster bilden, einen Trägerfilm auf, da insbesondere beim Einsatz von Röntgen- oder Teilchenstrahlen keine Glasplatten ein setzbar sind, wie sie bei herkömmlicher Belichtung mit sichtbarem Licht hierfür verwendet werden. Aufgrund der ge ringen Steifigkeit eines derartigen Trägerfilms wird dieser in seinem Randbereich mittels Klebstoff auf einem Stützsub strat befestigt, welches eine zentrale Öffnung für den Durchtritt der Röntgen- oder Teilchenstrahlen aufweist.

In der US-PS 38 92 973 wird vorgeschlagen, bei einer Litho grafiemaske dieser Art für den Trägerfilm Mylar-Polyester zu verwenden, der nach dem Ankleben am Substrat einer Wärme behandlung unterzogen und dadurch zu einer glatten Fläche gespannt wird. Gegenstand der US-PS 41 70 512 ist schließ lich ein Verfahren zum Herstellen einer Lithografiemaske der gattungsgemäßen Art, bei dem der Trägerfilm auf einer ebenen Glasplatte ausgebildet wird, die nach Herstellung der Maskierungsteile und nach dem Ankleben des ringförmigen Stützsubstrats wieder entfernt wird.

Wegen der äußerst geringen Strukturbreiten, die sich mit Lithografiemasken dieser Art erzielen lassen, wirken sich bereits geringste Unebenheiten des Trägerfilms negativ auf die Genauigkeit des auf dem bearbeiteten Teil, wie z. B. einem Hablleiterwafer, erzeugten Musters aus. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Trägerfilme der bekannten Lithogra fiemasken nicht immer ausreichend eben sind, um eine fehler freie Übertragung des Musters auf den Halbleiterwafer zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lithografie maske gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß der Trägerfilm eine verbesserte Ebenheit aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der im Kennzeich nungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahme ge löst.

Erfindungsgemäß wird erreicht, daß der Trägerfilm eine her vorragende Einheit aufweist. Hierdurch ist gewährleistet, daß die Übertragung des auf ihm befindlichen Musters auf ei nen Halbleiterwafer oder dergleichen mit hoher Präzision und nahezu fehlerfrei erfolgen kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeich nung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt einer herkömmlichen Litho grafiemaske,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Stützsubstrat,

Fig. 3A bis 3D aufeinanderfolgende Verfahrensschritte zur Herstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lithografiemaske,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel, wobei der der Fig. 3C entsprechende Verfahrensschritt dargestellt ist, und

Fig. 5, 6, und 7 jeweils den Querschnitt eines drit ten, vierten und fünften Ausführungsbeispiels der Lithografiemaske.

Die Lithografiemaske wird mit Hilfe der soge nannten Übertragungstechnik hergestellt, beispielsweise mittels des in Fig. 3 schematisch gezeigten Verfahrens. Gemäß Fig. 3 werden ein Trägerfilm 2 als eine für Röntgenstrahlen durchlässige Schicht, eine Maskenteile 3 aufweisende Maskierungsschicht 4 sowie ein auch als Schutzschicht dienender Trägerfilm 5 der Reihe nach und übereinanderliegend auf einer ebenen Platte 1 angeordnet, um einen Maskenfilm 6 zu bilden.

Die Platte 1 ist gewöhnlich hervorragend eben und wird aus einem anorganischen Kristall, wie z. B. Quarz, Sili cium und dergleichen, oder aus Glas, Keramik, einem Me tall, wie z. B. Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Messing, Stahl, Edelstahl, einer Eisen-Nickel-Kobaltlegierung (Fernico), Invar und dergleichen, oder aus Plastik usw. hergestellt. Die Form der ebenen Platte 1 kann unter Berücksichtigung der Form der herzustellenden Maske gewählt werden.

Die Trägerfilme 2 und 5 werden entweder aus einem Poly merfilm hergestellt, indem zunächst eine Polymerlösung aus Polyimid, Polyamid, Polyester und dergleichen abge strichen oder eingetaucht oder zerstäubt oder gepreßt und anschließend getrocknet wird, oder aus einem anorga nischen Film, indem ein anorganisches Material wie Sili ciumnitrid, Bornitrid, Siliciumdioxyd, Siliciumcarbid und dergleichen chemisch aufgedampft oder auf andere Weise abgelagert wird. Die Trägerfilme 2 und 5 können auch Verbundfilme sein, die sich aus dem Polymerfilm und dem anorganischen Film zusammensetzen. Sie haben gewöhnlich eine Dicke von ungefähr 2 µm.

Die Maskenteile 3 werden aus einem Edelmetall oder einem Schwermetall wie z. B. Gold, Platin, Palladium, Indium, Nickel, Wolfram und dergleichen hergestellt. Das geeig nete Muster wird durch Fotolithografie oder durch Litho grafie unter Verwendung von Röntgenstrahlen, Elektronen strahlen, Ionenstrahlen und dergleichen gebildet. Die Maskierungsschicht 4, die die Maskenteile 3 trägt, hat gewöhnlich eine Dicke im Bereich von 0,2 bis 0,7 µm.

Anschließend wird gemäß den Fig. 3B und 3C ein Stütz substrat 9, das auf einer dem Maskenfilm 6 zugeordneten Klebefläche 7 einen Klebstoff 8 aufweist, von oben her dem Maskenfilm 6 genähert und mit diesem in Kontakt ge bracht. Der Maskenfilm 6 und das Stützsubstrat 9 werden daraufhin durch Aushärten des Klebstoffes 8 miteinander verbunden bzw. verklebt.

Das Stützsubstrat 9 ist z. B. ringförmig und wird aus einem anorganischen Kristall, wie z. B. Quarz, Silicium und dergleichen, oder aus Glas, Keramik, einem Metall, wie z. B. Eisen, Kobalt, Nickel, Aluminium, Messing, Phosphorbronze und dergleichen, hergestellt. Der Kleb stoff 8 kann auf einer Epoxydharzbasis, einer Emulsions basis, einer Aminbasis und dergleichen aufbauen und un abhängig davon wärmehärtend, fotohärtend, lösend usw. sein. Vorzugsweise wird ein wasserabstoßender bzw. hydro phober Klebstoff mit einer guten Hitzebeständigkeit ver wendet.

Um das Verfließen des Klebstoffes 8 zu steuern, weist das in Fig. 3 gezeigte Stützsub strat 9 an derjenigen Fläche, an der es mit dem Maskenfilm 6 verklebt ist, eine Ausnehmung 10 auf. Das heißt, die Klebe fläche 7 des Stützsubstrats 9 weist eine nahe der inneren Umfangsseite des ringförmigen Stützsubstrats 9 angeordnete ringförmige Ausnehmung oder Rille 10 mit rechteckigem Querschnitt auf, wodurch der Klebstoff 8 daran gehindert wird, zur inneren Umfangsseite des ring förmigen Stützsubstrats 9 hin überzufließen bzw. an dieser auszutreten, wie aus Fig. 3 zu erkennen ist.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, bei dem dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 3 verwendet sind, weist die Klebefläche 7 des Stützsubstrats 9 zwei ringförmige Ausnehmungen 10 mit rechteckigem Quer schnitt auf, die jeweils nahe der inneren und nahe der äußeren Umfangsseite des ringförmigen Stützsubstrats 9 angeordnet sind, wodurch der Klebstoff 8 sowohl daran gehindert wird, zur inneren, als auch zur äußeren Umfangs seite des ringförmigen Stützsubstrats 9 hin überzufließen. Die Anzahl der Ausnehmungen ist nicht auf eine oder zwei beschränkt, sondern kann auch drei oder mehr betragen. Die Ausnehmung 10 kann jede beliebige Form haben, sofern mit dieser das Verfließen des Klebstoffes 8 kontrollier bar ist.

Nachdem der Klebstoff 8 völlig erhärtet ist, wird, falls dies notwendig ist, zwischen dem Stützsubstrat 9 und dem Maskenfilm 6 hervorgetretener Klebstoff durch Ab schneiden entfernt. Anschließend werden der Maskenfilm 6 und die ebene Platte 1 gemäß Fig. 3C entlang einer gegenseitigen Kontaktfläche 11 mittels einer mechanischen Einrichtung, wie z. B. einem Messer oder dergleichen, durch Zersetzen unter Verwendung eines ultravioletten Lichtstrahls oder dergleichen, durch Umformung, durch Ultraschall oder dergleichen voneinander getrennt, wodurch man schließlich die in Fig. 3D gezeigte Lithografiemaske 12 erhält.

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht eines dritten Ausfüh rungsbeispiels der Lithografiemaske, bei dem die Maskenteile 3 in einem vorbestimmten Muster auf der einen Seite des Trägerfilms 2 angeordnet sind. Die Maskenteile 3 sind Filme mit einer Dicke von ungefähr 0,7 µm und bestehen z. B. aus Gold, Platin, Nickel, Palla dium, Rhodium, Indium und dergleichen. Der Trägerfilm 2 ist ein anorganischer Film aus Siliciumnitrid, Borni trid, Siliciumoxyd, Titan und dergleichen, oder ein orga nischer Film aus Polyimid, Polyamid, Polyester und der gleichen, oder auch ein aus diesen Materialien bestehender mehrschichtiger Film und hat eine Dicke von z. B. 2 bis 3 µm. Der Randbereich des Trägerfilms 2 wird mit Hilfe des Klebstoffes 8 an einer Fläche des ringförmigen Stütz substrats 9 befestigt, die tiefer liegt als dessen oben liegende flache Randfläche, und wird auf diese Weise vom Stützstubstrat 9 abgestützt. Der Kleb stoff 8 wird nicht auf die obenliegende flache Randfläche 9 a des Stützsubstrats 9 aufgebracht, sondern lediglich auf die Fläche 9 b, die die Randfläche 9 a an der Außen seite unter einem Winkel R schneidet. Der Winkel R ist auf keine besonderen Werte eingeschränkt, solange er 0° übersteigt. Er liegt jedoch vorzugsweise im Bereich von 5° bis 90°, besser jedoch im Bereich von 5° bis 60°, am besten im Bereich von 15° bis 30°. Das Stützsubstrat 9 wird gewöhn lich aus Silicium, Glas, Quarz, Phosphorbronze, Messing, Nickel, Edelstahl und dergleichen hergestellt. Der Kleb stoff 8 kann z. B. auf einer Epoxydharz- oder Gummibasis aufbauen und kann auch z. B. ein Lösungstyp, ein durch Wärme oder ein durch Lichteinstrahlung härtbarer Typ sein.

Die Klebefläche 9 b des Stützsubstrats 9, die mit der obenliegenden flachen Randfläche 9 a einen Winkel R bildet, weist eine Ausnehmung 10 auf, wodurch der Klebstoff 8 in die Ausnehmung 10 fließt, bevor er auf die Randfläche 9 a des Stützsubstrats 9 gelangen könnte. Der Klebstoff 8 erstreckt sich daher niemals bis zur obenliegenden Randfläche 9 a, wodurch eine bessere Ebenheit des Trägerfilms 2 erzielbar ist.

Es ist möglich, in der Ausnehmung 10 ein Entlüftungsloch vorzusehen, das mit einem anderen (in den Zeichnungen nicht gezeigten) Raum in Verbindung steht.

Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht eines vierten Ausfüh rungsbeispiels der Lithografiemaske, bei dem die Ausnehmung 10 nahe des Bereiches der Klebefläche 9 b angeordnet ist, bei dem diese an die obenliegende Randfläche 9 a angrenzt. Hierdurch kann verhindert werden, daß sich der Klebstoff 8 bis zur obenliegenden Randfläche 9 a erstreckt, wobei gleichzeitig eine Vergrößerung der Fläche erreicht wird, auf die der Klebstoff 8 aufgebracht wird, so daß ein besseres Haftvermögen sichergestellt ist.

Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht eines fünften Ausfüh rungsbeispiels der Lithografiemaske, bei dem der Winkel R 90° entspricht, wodurch eine dritte Fläche 9 c als Klebefläche gebildet wird. Die Ausnehmung 10 ist dabei nahe derjenigen Stelle angeordnet, an der die Klebefläche 9 c an die Fläche 9 b anstößt, wodurch das Fließen des Klebstoffes 8 in Richtung der obenliegenden Randfläche 9 a von der Ausnehmung 10 kontrolliert bzw. begrenzt wird, so daß eine bessere Ebenheit des Träger films 2 und gleichzeitig eine Vergrößerung der Fläche, auf die der Klebstoff 8 aufgebracht wird, erzielbar ist.

Aufgrund der dreidimensionalen Form können bei den be schriebenen Ausführungsbeispielen hervortretende Teile des Trägerfilms 2 mit dem Stützsubstrat 9 an anderen Flächen als der obenliegenden Randfläche 9 a in Berührung stehen. Derartige hervorstehende Teile können im voraus nach Bedarf entfernt werden.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Ausnehmung 10 an der Innenseite der Klebefläche 7 des Stützsubstrats 9 mit dem Trägerfilm 2 angeordnet. Jedoch ist es möglich, die Ausnehmung 10 an einer beliebigen Stelle der Klebefläche anzuordnen, so lange sie das Ver fließen des Klebestoffes so kontrollieren kann, daß sich der Klebstoff 8 nicht bis zur obenliegenden Randfläche 9 a des Stützsubstrats 9 hin erstrecken kann. Auch ist die Anzahl der Ausnehmungen nicht auf eine beschränkt, sondern kann auch zwei oder mehr betragen. Die Ausnehmung 10 kann eine beliebige Form haben, solange damit das Ver fließen des Klebstoffes kontrollierbar ist. Obwohl die Lithografiemaske bei den beschriebenen Aus führungsbeispielen Maskenteile aufweist, die in dem ge wünschten Muster auf der einen Seite des Trägerfims angeordnet sind, ist die Erfindung nicht auf einen derar tigen Aufbau beschränkt. Die Erfindung ist vielmehr auch dann anwendbar, wenn der Trägerfilm keine Maskenteile aufweist oder wenn kein Muster auf dem Film gebildet wurde, obwohl die Maskenteile auf die eine Seite des Trägerfilms aufgebracht wurden.

Claims

1. Lithografiemaske, bei der ein Trägerfilm in seinem Rand bereich mittels Klebstoff auf einem Stützsubstrat befestigt ist und ein vorbestimmtes Muster bildende, im Bereich einer zentralen Öffnung des Stützsubstrats angeordnete Mas kierungsteile aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützsubstrat (9) mindestens eine, um die zentrale Öffnung des Stützsubstrats herum verlaufende und dem Trä gerfilm (2) zugewandte Ausnehmung (10) zur Steuerung der Klebstoffverteilung aufweist.

2. Lithografiemaske nach Anspruch 1, dadurch gekenzeichnet, daß das Stützsubstrat (9) ringförmig ist und eine abge schrägte, dem Trägerfilm (2) zugewandte äußere Ringfläche (9 b) aufweist, innerhalb der die Ausnehmung (10) verläuft, wobei der Klebstoff (8) in dem bezüglich der Ausnehmung außenliegenden Bereich der abgeschrägten Ringfläche aufge bracht ist.

3. Lithografiemaske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Stützsubstrat (9) ringförmig ist und auf der dem Trägerfilm (2) zugewandten Seite zwei stufenartig ver setzte Ringflächen (9 a, 9 c) aufweist, wobei die Ausnehmung (10) im innenliegenden Bereich der äußeren, tieferliegenden Ringfläche (9 c) angeordnet und der Klebstoff (8) auf diese Ringfläche aufgebracht ist.

4. Lithografiemaske nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützsubstrat (9) aus anor ganischem Kristallmaterial, Glas, Keramik oder Metall gebil det ist.

5. Lithografiemaske nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Kristallmaterial Quartz oder Silicium ist.

6. Lithografiemaske nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Eisen, Kobalt, Nickel, Aluminium, Kupfer, Messing, Phosphorbronze oder Edelstahl ist.

7. Lithografiemaske nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerfilm (2) aus polyme rischem oder anorganischem Material gebildet ist.

8. Lithografiemaske nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das polymerische Material Polyimid, Polyamid oder Poly ester ist.

9. Lithografiemaske nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Material Siliciumnitrid, Bornitrid, Siliciumdioxyd, Siliciumcarbid oder Titan ist.

10. Lithografiemaske nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerfilm (2) eine Dicke im Bereich von 2 bis 3 µm hat.

11. Lithografiemaske nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff (8) auf einer Epoxydharzbasis, einer Emulsionsbasis, einer Aminbasis oder einer Gummibasis aufgebaut ist.

12. Lithografiemaske nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, daß der Klebstoff (8) ein wärmehärtendes, ein fotohär tendes oder ein lösendes Material ist.

13. Lithografiemaske nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Maskierungsteile (3) aus Gold, Platin, Nickel, Palladium, Rhodium, Indium oder Wolf ram gebildet sind.

14. Lithografiemaske nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Maskierungsteile (3) eine Dicke im Bereich von 0,2 bis 0,7 µm haben.

15. Lithografiemaske nach einem der Ansprüche 2 bis 14, da durch gekennzeichnet, daß die abgeschrägte Ringfläche (9 b) einen auf die obere Fläche des Stützsubstrats (9) bezogenen Neigungswinkel von 5° bis 90°, insbesondere von 5° bis 60° und vorzugsweise von 15° bis 30° besitzt.

16. Lithografiemaske nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausnehmung (10) ein Ent lüftungsloch ausgebildet ist.

17. Lithografiemaske nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (10) aus einer Mehrzahl parallel verlaufender Ausnehmungen gebildet ist.