DE3524196C3 - Lithografiemaske - Google Patents

Description

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

Eine Lithografiemaske dieser Art ist aus der Literaturstelle "Abschlußbericht NT 2574-4, Masken- und Lacktechnologie für die Röntgenlithografie" der Philips GmbH bekannt. 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 einsetzbar sind, wie sie bei herkömmlicher Belichtung mit sichtbarem Licht hierfür verwendet werden. Aufgrund der geringen Steifigkeit eines derartigen Trägerfilms wird dieser in seinem Randbereich mittels Klebstoff auf einem ringförmigen Stützsubstrat befestigt, welches eine zentrale Öffnung für den Durchtritt der Röntgen- oder Teilchenstrahlen aufweist.

Bei der bekannten Maske ist ferner eine ringförmige Ausnehmung vorgesehen, die um die zentrale Öffnung des Stützsubstrats herum verläuft und dem Trägerfilm zugewandt ist. Mittels dieser Ausnehmung soll verhindert werden, daß sich im Innenbereich des ringförmigen Stützsubstrats überschüssiger Klebstoff ansammelt, nach der Aushärtung abbricht und folglich die Maske verschmutzt, so daß beim Druckvorgang entsprechende Fehler auftreten.

Eine Maske dieser Art, die jedoch keine Ausnehmung aufweist, ist auch aus der JP-OS 58-2 07 047 bekannt.

In der US-PS 38 92 973 wird vorgeschlagen, bei einer Lithografiemaske dieser Art für den Trägerfilm Mylar- Polyester zu verwenden, der nach dem Ankleben am Substrat einer Wärmebehandlung unterzogen und dadurch zu einer glatten Fläche gespannt wird. Gegenstand der US-PS 41 70 512 ist schließlich 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 aller bekannten Lithografiemasken nicht immer ausreichend eben sind, um eine fehlerfreie Übertragung des Musters auf den Halbleiterwafer zu ermöglichen.

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

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahme gelöst.

Erfindungsgemäß ist gemäß dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 vorgesehen, daß das Stützsubstrat zur Steuerung der Klebstoffverteilung auf der dem Trägerfilm zugewandten Seite zwei stufenartig versetzte Ringflächen aufweist, wobei die Ausnehmung im innenliegenden Bereich der äußeren, tieferliegenden Ringfläche angeordnet und der Klebstoff auf diese Ringfläche aufgebracht ist. Hierdurch wird erreicht, daß zumindest im oberen, plan verlaufenden Bereich der Trägerfilm mit keinerlei Klebstoff in Berührung kommt und folglich eine hervorragende Ebenheit aufweist.

Somit ist ferner gewährleistet, daß die Übertragung des auf dem Trägerfilm befindlichen Musters auf einen 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 zeigen

Fig. 1A bis 1D aufeinanderfolgende Verfahrensschritte zur Herstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lithografiemaske,

Fig. 2 den Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Lithografiemaske.

Die Lithografiemaske wird mit Hilfe der soge­ nannten Übertragungstechnik hergestellt, beispielsweise mittels des in Fig. 1 schematisch gezeigten Verfahrens. Gemäß Fig. 1 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. 1B und 1C 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. 1 gezeigte Stützsubstrat 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. 1 zu erkennen ist.

Nachdem der Klebstoff 8 völlig erhärtet ist, wird, falls dies notwendig ist, zwischen dem Stützsubstrat 9 und dem Maskenfilm 6 hervorgetretener Klebstoff durch Abschneiden entfernt. Anschließend werden der Maskenfilm 6 und die ebene Platte 1 gemäß Fig. 1C 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. 1D gezeigte Lithografiemaske 12 erhält.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels 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, Palladium, Rhodium, Indium und dergleichen. Der Trägerfilm 2 ist ein anorganischer Film aus Siliciumnitrid, Bornitrid, Siliciumoxyd, Titan und dergleichen, oder ein organischer Film aus Polyamid, Polyester und dergleichen, 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 9c des ringförmigen Stützsubstrats 9 befestigt, die tiefer liegt als dessen obenliegende flache Randfläche, und wird auf diese Weise vom Stützsubstrat 9 abgestützt. Der Klebstoff 8 wird nicht auf die obenliegende flache Randfläche 9a des Stützsubstrats 9 aufgebracht, sondern lediglich auf die Fläche 9c. Das Stützsubstrat 9 wird gewöhnlich aus Silicium, Glas, Quarz, Phosphorbronze, Messing, Nickel, Edelstahl und dergleichen hergestellt. Der Klebstoff 8 kann z. B. auf einer Epoxydharz- und Gummibasis aufbauen und kann auch z. B. ein Lösungstyp, ein durch Wärme oder ein durch Lichteinstrahlung härtbarer Typ sein.

Die Klebefläche 9c des Stützsubstrats 9 weist eine Ausnehmung 10 auf, wodurch der Klebstoff 8 in die Ausnehmung 10 fließt, bevor er auf die Randfläche 9a des Stützsubstrats 9 gelangen könnte. Der Klebstoff 8 erstreckt sich daher niemals bis zur obenliegenden Randfläche 9a, 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.

Die Ausnehmung 10 ist dabei nahe derjenigen Stelle angeordnet, an der die Klebefläche 9c an die Fläche 9b anstößt, die zur Fläche 9a einen Winkel von 96° bildet, wodurch das Fließen des Klebstoffes 8 in Richtung der obenliegenden Randfläche 9a von der Ausnehmung 10 kontrolliert bzw. begrenzt wird, so daß eine bessere Ebenheit des Trägerfilms 2 und gleichzeitig eine Vergrößerung der Fläche, auf die der Klebstoff 8 aufgebracht wird, erzielbar ist.

Aufgrund der dreidimensionalen Form können bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel hervortretende Teile des Trägerfilms 2 mit dem Stützsubstrat 9 an anderen Flächen als der obenliegenden Randfläche 9a 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, solange sie das Verfließen des Klebestoffes so kontrollieren kann, daß sich der Klebstoff 8 nicht bis zur obenliegenden Randfläche 9a des Stützsubstrats 9 hin erstrecken kann. Auch ist die Anzahl der Ausnehmungen nicht auf eine beschränkt, sondern kann zwei oder mehr betragen. Die Ausnehmung 10 kann eine beliebige Form haben, solange damit das Verfließen des Klebstoffes kontrollierbar ist. Obwohl die Lithografiemaske bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel Maskenteile aufweist, die in dem gewünschten Muster auf der einen Seite des Trägerfilms angeordnet sind, ist die Erfindung nicht auf einen derartigen 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 (14)

1. Lithografiemaske, bei der ein Trägerfilm in seinem Randbereich mittels Klebstoff auf einem ringförmigen Stützsubstrat befestigt ist und ein vorbestimmtes Muster bildende, im Bereich einer zentralen Öffnung des Stützsubstrats angeordnete Maskierungsteile aufweist, und bei der das Stützsubstrat mindestens eine um die zentrale Öffnung des Stützsubstrats herum verlaufende und dem Trägerfilm zugewandte Ausnehmung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützsubstrat (9) zur Steuerung der Klebstoffverteilung auf der dem Trägerfilm (2) zugewandten Seite zwei stufenartig versetzte Ringflächen (9a, 9c) aufweist, wobei die Ausnehmung (10) im innenliegenden Bereich der äußeren, tieferliegenden Ringfläche (9c) angeordnet und der Klebstoff (8) auf diese Ringfläche aufgebracht ist.

2. Lithografiemaske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützsubstrat (9) aus anorganischem Kristallmaterial, Glas, Keramik oder Metall gebildet ist.

3. Lithografiemaske nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Kristallmaterial Quarz oder Silicium ist.

4. Lithografiemaske nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Eisen, Kobalt, Nickel, Aluminium, Kupfer, Messing, Phosphorbronze oder Edelstahl ist.

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

6. Lithografiemaske nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das polymerische Material Polyimid, Polyamid oder Polyester ist.

7. Lithografiemaske nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Material Siliciumnitrid, Bornitrid, Siliciumdioxyd, Siliciumcarbid oder Titan ist.

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

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

10. Lithografiemaske nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff (8) ein wärmehärtendes, ein fotohärtendes oder ein lösendes Material ist.

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

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

13. Lithografiemaske nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausnehmung (10) ein Entlüftungsloch ausgebildet ist.

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