DE3943356A1

DE3943356A1 - Verfahren zur bildung einer maske fuer roentgenlithographie

Info

Publication number: DE3943356A1
Application number: DE3943356A
Authority: DE
Inventors: Joseph Prof Yahalom
Original assignee: Technion Research and Development Foundation Ltd
Current assignee: Technion Research and Development Foundation Ltd
Priority date: 1988-12-30
Filing date: 1989-12-29
Publication date: 1990-07-05
Also published as: FR2641383B1; GB2226656B; IL88837A0; JPH02222521A; IL88837A; GB2226656A; GB8929271D0; US5096791A; JP2994407B2; FR2641383A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Röntgenlithographie. Sie betrifft insbe sondere ein neues Verfahren zur Bildung einer Maske für Röntgenlitho graphie.

Lithographie ist eines der am meisten angewandten Druckverfahren, wie allgemein anerkannt wird. In ihrer üblichen kommerziellen oder indu striellen Anwendung ist sie als Offset-Lithographie bekannt, da das einge färbte Bild zuerst auf einem Gummizylinder gedruckt wird, der dann das Bild auf Papier oder ein anderes Material versetzt oder überträgt. Bei der Lithographie erhebt sich der zu druckende Gegenstand weder über die Oberfläche der Druckplatte, noch ist er unterhalb derselben versenkt; vielmehr bleibt er auf der Oberfläche oder Ebene.

Die Röntgenlithographie, die in den letzten zwanzig Jahren entwickelt wurde, wurde ein wichtiges Hilfsmittel für die Lithographietechnik. Man betrachtet jetzt die Röntgenlithographie als wirksame Methode für die Bildvervielfachung bis in den Submikronbereich, die von der gewaltigen Entwicklung der Technologie zur Erzeugung von mikroelektronischen Schaltungen benötigt wird. In dieser Technik wird durch einen Strahl von Röntgenstrahlen mit geringer Winkeldivergenz ein Schattenbild des Maskenbildes auf den Wafer projeziert, der dann mit einer röntgen empfindlichen Abdeckung beschichtet wird. Entsprechend müssen hohe Anforderungen an die Masken bezüglich der Dimensionsbeständigkeit und Genauigkeit des Absorberbildes gestellt werden, da Submikron-Strukturen übertragen werden müssen. In einer kürzlich erschienenen Übersicht (X-ray Lithography, IEEE Spectrum, February 1989) wird gefordert, daß noch verschiedene Erfordernisse bezüglich technologisch und wirtschaft lich entscheidender Maßnahmen erfüllt werden müssen, damit sie für die Praxis in Frage kommt. Es wird auch festgestellt, daß die zur Zeit vor handenen Masken, die im Betrieb auftreten, der Beanspruchung nicht standhalten.

Die Literatur ist voll von verschiedenen Patenten und Übersichtsartikeln bezüglich der Herstellung von Masken, die für die Röntgenlithographie brauchbar sind. Die grundsätzliche Ausführung besteht in einer röntgen transparenten Membran, die in einen Trägerrahmen gespannt ist, und einer Röntgenstrahlen absorbierenden Metallstruktur, die auf der Membran angeordnet ist. So werden Siliziumsubstrate mit einer stark mit Bor dotierten Schicht vorgesehen, die als Stoppschicht für die Membran präparation wirkt. Der Wafer wird dann mit einer Glasplatte verbunden und die Siliziummembran wird durch eine selektive Ätztechnik erhalten. Nach der Abscheidung und Bilderzeugung des Absorbers wird die Metalli sierung durchgeführt. Eine der Schwierigkeiten mit Metallfilmen, die auf einem Substrat niedergeschlagen sind, ist das Ergebnis beträchtlicher Spannungen in der metallisierten Absorberschicht, die zu Verzerrungen des gewünschten Bildes führen können. Einige Verbesserungen bei der Lösung der oben diskutierten Probleme werden in einigen neusten Patenten beschrieben. So werden gemäß der japanischen Kokai 58/73 118 (vgl. C. A. 100, 1 48 511) röntgenübertragende Trägerfilme für Fotomasken für Röntgenlithographie dadurch hergestellt, daß man Substrate, wie z. B. Siliziumwafer, mit der Lösung eines organischen Metallkomplexes beschichtet und anschließend die Beschichtung bei einer Temperatur von etwa 600°C calciniert. Es wird beansprucht, daß das Verfahren Träger filme mit sehr kleinen Defekten ergibt. Nach der Behandlung der Metall schichten mit Elektronenstrahllithographie wurde der Siliziumwafer durch Fotoätzen entfernt, wodurch eine Röntgenfotomaske hoher Qualität erhalten wurde.

Ein Film aus amorphem hydrierten Bornitrid oder Barcarbonitrid, der durch chemische Plasmabedampfung (plasma chemical vapor deposition) hergestellt wurde, wird für röntgentransparente Maskenmembran als brauchbar beansprucht (Japanische Kokai 63/76 430, vgl. C. A. 109, 1 39 745). Es wird beansprucht, daß Abblättern oder Abschälen der Nieder schläge auf den Elektroden und dem Suszeptor unterdrückt wurde und so eine Kontaminierung des Films mit abblätterndem Staub vermieden werden konnte.

Es wurde schon berichtet R. E. Acosta et al, Microelectronic Engineering 3, 1985, S. 573-9), daß die Verzerrung von Röntgenmasken in direkter Beziehung zu der Beanspruchung des verwendeten Absorbers steht. Diese Verzerrung, die ein Ergebnis des absorbierten Materials war, verursacht eine Abnahme des charakteristischen Bildes der Maske und könnte die Maske unbrauchbar machen, wenn die Beanspruchung nicht auf ein Minimum reduziert wird. Im Fall von Filmen, die auf Silizium-Einkristall substraten abgelagert sind, kann die Verzerrung mit Hilfe einer Röntgen beugungstechnik bestimmt werden. In diesem Fall ist es nötig, die kristalline Unversehrtheit des Substrats zu bestimmen, bevor der zu unter suchende Film abgelagert wird; auch muß man sicherstellen, daß während des Vorgangs der Ablagerung des Films der Kristall nicht beschädigt wird. Bei nicht-kristallinen Substraten kann die Krümmung des Substrat entweder mechanisch oder obtisch bestimmt werden.

In der DE-OS 36 34 147 (vgl. C. A. 107, 2 08 862) wird eine lithographische Maskenstruktur beschrieben. Die Maske besteht aus einem ringähnlichen Träger und einer Unterlage für die Maskierungsschicht, die einen Leucht stoff zur Verbesserung der Empfindlichkeit des Abdeckmaterials enthält.

In einer Zusammenfassung von T. Funayama et al (J. Vac. Sic. Technol., Bd. 12, Nr. 6, Nov./Dez. 1975, 1324) wird eine neue Röntgenlithographie maske beschrieben. Die Maske besteht aus einem Aluminiumsubstrat und einem Al₂O₃-Film, der durch anodische Oxidation auf dem Aluminiumsubstrat gebildet wurde. Die transparenten Aluminium membranen des Aluminiumoxidfilms wurden durch chemisches Ätzen auf Teilen des Aluminiumsubstrats hergestellt.

In einer Übersicht von P. A. Sullivan (I. E. E. E. Transactions on Electron Devices, Bd. ED-23, Nr. 4, April 1976, 412-7) über die Bestimmung von Wellenlänge und Erregerspannung für Röntgenlithographie wird eine ähnliche Röntgenmaske auf der Grundlage von Aluminium verwendet, wobei das Aluminiumoxid auf einem Aluminiumsubstrat einer Dicke von 75 Mikrometern aufgewachsen ist. Der Nachteil der oben beschriebenen Masken besteht darin, daß der Rahmen, der nach dem Ätzen zurück bleibt, tatsächlich eine Aluminiummetallfolie ist, die sehr weich und duktil ist und daher während ihres Gebrauchs ständigen Verzerrungen unterliegt. Weiterhin wird während der Verzerrung des Substrats und Trägers die ganze Membran zerbrochen.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung einer Oxidmaske durch Niederschlagen eines Oxids auf einem Siliziumwafer und Entfernen eines Teils dieses Siliziums. Zurück bleibt eine Metalloxidmembran, die von Silizium getragen wird.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, ein einfaches Verfahren zur Erzielung einer Maske für Röntgenlithographie anzugeben. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein einfaches Verfahren zur Schaffung einer Maske für Röntgenlitho graphie vorzuschlagen, die keine Verzerrung besitzt und ihre hohe Genauigkeit behält.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzielung einer Maske für Röntgenlithographie, das gekennzeichnet ist durch folgende Schritte:

(a) Ablagerung einer Schicht aus einem oxidierbaren Metall auf einer Seite eines Substrats, z. B. einer Siliziumwafer, oder eines anderen Materials, das als Rahmen zu verwenden ist. (Das oxidierbare Metall kann Titan, Zirkon, Tantal, Aluminium, Niob, usw. sein. Das am meisten bevorzugte oxidierbare Metall ist Aluminium, das leicht ist und auf dem durch chemische Behandlung, Oxidation oder vorzugsweise durch Anodi sieren ein kompakter Oxidfilm, der für Röntgenstrahlen durchlässig ist, erhalten wird. Eine dünne (etwa 50 Å) Zwischenschicht aus einem Metall, wie Chrom und/oder Gold oder ein anderes Metall, kann zwischen dem oxidierbaren Metall und dem Substrat abgelagert werden; der Zweck der Zwischenschicht ist es, die Haftung zu verbessern und den Ätzprozeß von Schritt (c) zu stoppen);
(b) Bildung eines kompakten Oxidfilms durch vollständige Oxidation des oxidierbaren Metalls zu einem zusammenhängenden dünnen Oxidfilm;
(c) selektives Ätzen eines Teils der Rückseite des Substrats, wodurch man eine Membran auf dem geätzten Teil erhält; und
(d) Erzielung einer Bilddarstellung auf der Membran, die von dem Substrat gerahmt ist. Die Bilddarstellung kann nach einer beliebigen bekannten Methode erzeugt werden, vorzugsweise durch Fotoresist.

Die erhaltene röntgenlithographische Maske unterliegt keinerlei Verzerrung und behält deswegen ihre Genauigkeit selbst unter Be anspruchungen und Spannungen, die bei den Schritten der Maskenbildung auftreten. Die Maske kann leicht und sehr günstig hergestellt werden, verglichen mit den bekannten Verfahren der Maskenerzeugung.

Das Substrat kann aus jedem beliebigen Material bestehen, auf dem man ätzen kann, wie z. B. Silizium, Titan, Zirkon, Aluminium, Niob usw. Das am besten geeignete Substratmaterial ist Silizium.

Die Rückseite des Substrats wird mit einer Schutzschicht beschichtet, wie z. B. Fotoresist oder Wachs, das nach selektiver Entfernung einen Bereich freilegt, auf dem eine selektive Ätzung auf der Oberfläche des Substrats ohne Beeinträchtigung der Aluminiumoxid-Oberfläche durchge führt wird; hierdurch erhält man die Oxidmembran mit der gewünschten Fläche. Diese Ätzung wird durch Eintauchen in bekannte Reaktions lösungen, z. B. Fluorwasserstoffsäure, die Oxidationsmittel, wie z. B. Wasserstoffperoxid, enthält, oder Hydrazin durchgeführt. Letzteres wird besonders bevorzugt, da es Aluminiummetall oder -oxid nicht angreift. Der Aluminiumrückstand wird schließlich mit bekannten Reaktions lösungen, wie z. B. Quecksilberchlorid (0,1 bis 60 Gew.-%), Methylbromid oder in Methanol gelöstes Brom, Methyljodid oder Ammoniumhalogenid entfernt. Dieses Entfernen kann auch durch anodische Auflösung in einer beliebigen wäßrigen Lösung, die im allgemeinen zum elektrolytischen Polieren von Metallen verwendet wird, wie z. B. Natriumcarbonat (10 bis 20 Gew.-%), Trinatriumphosphat (2,5 bis 7,5 Gew.-%), Schwefelsäure (10 bis 20 Gew.-%), Phosphorsäure (40 bis 60 Gew.-%) oder Chromsäure (5 bis 15 Gew.-%) durchgeführt werden. Der Fachmann wählt die geeignete Lösung für die selektive Auflösung des Substrats und des metallischen Rückstands je nach Bequemlichkeit und Erhältlichkeit am Platze.

Um den kompakten Oxidfilm zu erhalten, kann die anodische Oxidierung des Aluminium entweder in einem wasserfreien Medium oder in einer wäßrigen Lösung bei einem pH im Bereich von 5 bis 8,5 durchgeführt werden. Der Strom während der Anodisierung sollte ausreichen, um einen kompakten Film einer Dicke zwischen 0,1 bis 1,5 Mikrometern zu erzeugen. Allgemein liegt der Spannungsbereich zwischen 20 und 600 V.

Die Anodisierung wird in einem wäßrigen Medium, wie z. B. einer Ammoniumboratlösung (2 bis 10 Gew.-%), Ammoniumcitrat oder Borax ausgeführt. Man kann sich auch vorstellen, diese Anodisierung unter Verwendung einer Plasmatechnik auszuführen.

In der letzten Stufe wird eine Bilddarstellung nach einer bekannten Methode und vorzugsweise durch Fotoresist mittels Elektroplattieren oder durch Aufdampfen eines Materials für die Maske, das ein Schwermetall aus der Gruppe Gold, Wolfram, Titan, Tantal usw. sein muß, ausgeführt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann eine dünne Goldunter schicht geschaffen werden. Diese Unterschicht macht die Membran oberfläche zum Elektroplattieren leitfähig, wenn Gold niedergeschlagen werden soll. Im Fall der Maskierung mit einem Schwermetall besteht die Aufgabe der Goldunterschicht, die nicht zwingend ist, in dem Schutz der Oxidmembran während des nachfolgenden Ätzens des Maskierungsmetalls. Die Unterschicht aus Gold kann weggelassen werden, indem man eine geeignete selektive Ätztechnik wählt. Die Goldunterschicht kann durch Aufdampfen erhalten werden und hat im allgemeinen eine Stärke von 10 bis 1000 Å.

Man kann sich auch vorstellen, die Reihenfolge der letzten beiden Schritte zu ändern, d. h. erst eine Bilddarstellung auf der Membran zu erhalten und anschließend die selektive Ätzung durchzuführen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Metalloxid auf einer Siliziumwafer oder auf einem anderen Material, das als Rahmen oder Träger verwendet wird, abgelagert. Das Metalloxid kann irgendein Oxid von Titan, Zirkonium, Aluminium, Silizium, Niob usw. sein. Das am meisten bevorzugte Metalloxid ist Aluminium oxid, das leicht und für Röntgenstrahlen durchlässig ist. Die weiteren Stufen der selektiven Ätzung der Rückseite des Substrats und der Bilddar stellung werden, wie oben beschrieben, durchgeführt. Diese Ausführungs form besitzt den Vorteil, daß die Dicke des Metalloxids je nach dem speziellen Zweck gewählt werden kann. Zum Beispiel gibt es in dem Fall, daß Aluminiumoxid durch Anodisieren der Metallschicht erhalten werden soll, einen Nachteil bezüglich der Grenze der zu bildenden Metalloxid schicht, die im allgemeinen nicht über 8400 Å liegt; oder der Nachteil besteht in der Porosität der erhaltenen Schicht. Im Fall des Aufdampfens von Al₂O₃ kann jede beliebige Dicke erhalten werden. Natürlich erhöht eine stärkere Dicke die Festigkeit der Membran.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, mit der Siliziumwafer zu beginnen und nach Ablagerung der Metalloxidschicht das Fenster zu erhalten, indem man nur die Rückseite der Wafer ätzt und eine Membran als SiO₂ auf dem Rahmen zurückläßt. In diesem Fall ist dann zusätzliches Ablagern einer Metalloxidschicht notwendig.

Die erfindungsgemäße Maske unterliegt keiner Verzerrung, da sie im wesentlichen spannungsfrei ist. Bekanntlich ist die Verzerrung von Röntgenmasken direkt proportional zu der Spannung des verwendeten Absorbers. Bei der erfindungsgemäßen Maske werden Siliziumwafer, die im Stand der Technik als Membranen vorgeschlagen werden, durch Membranen aus harten Substanzen, wie z. B. Aluminiumoxid oder anderen Oxidmembranen, ersetzt. Entsprechend tritt keine Verzerrung auf, während der Rahmen fest genug ist und keiner plastischen Verformung unterliegt. Weiterhin ist die so erzeugte Maske lichtdurchlässig und ermöglicht daher eine optische Ausrichtung mit der zu bearbeitenden Wafer.

Im folgenden wird ein weiteres Verfahren zur Erzielung einer Maske für Röntgenlithographie gemäß der Erfindung beschrieben; jedoch dient die Beschreibung lediglich der Erläuterung.

Das Verfahren beginnt mit einer Siliziumwafer in der Größenordnung von 0,4 mm Dicke und 5,08 cm (2 inch) Durchmesser. In Fig. 1 zeigt Stufe 1 die vollständige Oxidierung der Siliziumoberfläche. Stufe 1 wird von einer Anzahl gestrichelter Linien angedeutet, die die Wafer vollständig umgeben. Diese gestrichelten Linien zeigen keine andere Dicke an, sondern geben nur die Flächen der Oberfläche an, auf denen Siliziumoxid anwesend ist.

In Stufe 2 der Fig. 1 wird die Siliziumwafer nach dem Ätzen dargestellt. Das Ätzen findet vorzugsweise derart statt, daß das Siliziumoxid an beiden Seiten entfernt wird, um so an beiden Seiten kreisförmige Fenster zu bilden. Die Bildung dieser Fenster wird in Stufe 2 durch das Weglassen der umfänglichen gestrichelten Linien im Bereich der Mittelfläche der Wafer auf beiden Seiten angedeutet.

In Stufe 3 wird die Wafer mit einer Aluminiumschicht auf seiner einen Seite versehen. Das Aluminium wird in Fig. 3 so dargestellt, als ob es etwas von der Siliziumwafer entfernt wäre, was jedoch nur aus Gründen der Darstellung geschieht. Tatsächlich ist das Aluminium ebenfalls in Kontakt mit den oxidierten Kantenbereichen. Das Aluminium wird nur mit einem gewissen Abstand dargestellt, um sich der oxidierten Oberfläche anzupassen, die von der gestrichelten Linie dargestellt wird.

In Stufe 4 wird die Wafer dargestellt, auf deren untere Oberfläche ein Wachsmaterial aufgebracht wurde. Das Wachs hat den Zweck, die Unter seite der Siliziumwafer während der Stufe der Anodisierung der Aluminiumschicht zu schützen. Die Aluminiumschicht wird in Stufe 5 in Aluminiumoxid überführt. Das Aluminiumoxid bleibt in dieser Stufe auf der Siliziumwafergrundlage. Das Silizium muß entfernt werden, um die Aluminiumoxidmembran zu schaffen. In Stufe 6 wird die Wafer mit entferntem Wachs dargestellt in Vorbereitung auf die Stufe der Entfernung des Mittelteils des Siliziums.

In Stufe 7 wird das Silizium durch Ätzen mit Hydrazin entfernt, das mit dem Aluminiumoxid oder Siliziumoxid nicht reagiert.

Die fertige Aluminiummembran, die mit einem Siliziumring verstärkt ist, wird in Stufe 7 gezeigt. Die fertige Membran und der ringförmige Siliziumträger können dann von gegebenenfalls auf dem Aluminiumoxid zurückgebliebenem Aluminium durch Eintauchen in eine Lösung aus Brom und Methanol gereinigt werden.

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Es ist jedoch zu betonen, daß diese die Erfindung nicht auf besondere Ausführungsformen beschränken sollen. Im Gegenteil sollen alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente in den von den nachfolgenden Patentansprüchen defi nierten Schutzbereich einbezogen werden.

Beispiel 1

Eine Siliziumwafer von 2 Inch (5,08 cm) Durchmesser und 0,4 mm Dicke wird mit 50 Å Chrom, 50 Å Gold und 3000 Å Aluminium beschichtet. Die Rückseite der Wafer wird von einem Fotoresist beschichtet. Die Aluminiumvorderseite wird dann in einer 1%igen wäßrigen Lösung von Ammoniumborat mit konstanter Stromdichte von 100 Milliampere/cm² 10 Sekunden lang anodisch oxidiert. Während dieses Zeitraums steigt die Spannung auf 150 V.

Die Rückseite der Wafer wird dann durch eine Maske mit einer runden Öffnung von 2 cm Durchmesser belichtet und fotografisch entwickelt, um die runde Öffnung zu belichten. Die Wafer wird dann in einer Lösung aus HF, H₂O₂ und Salpetersäure bei etwa 30°C geätzt und in entionisiertem Wasser gespült. Dieser Prozeß erzeugt eine runde kompakte Aluminium oxidmembran von 0,5 µm Dicke und 2 cm Durchmesser. Die Darstellung eines Bildes auf dieser Membran wird mit einer üblichen lithographischen Methode der Goldablagerung durch einen Fotoresist erreicht. Auf diese Weise wird oben auf eine 100 A dicke Schicht aus Gold, die aufgedampft wurde, eine Schicht von 0,5 µm Gold galvanisch niedergeschlagen.

Beispiel 2

Bei einem anderen Versuch wurde die kompakte Aluminiumoxidmembran wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Bilddarstellung wurde jedoch durch Auf dampfen von 0,5 µm Wolfram oben auf eine 100 A starke Goldschicht durchgeführt. Anschließend wurde mit einem 1 : 1-Gemisch von Salpeter säure und Fluorwasserstoffsäure eine abschließende selektive Auflösung durch eine gemusterte Fotoresistbeschichtung durchgeführt.

Das Gold hat den Zweck, die Membran während der nachfolgenden Ätzung des Wolframs zu schützen.

Beispiel 3

Eine 0,5 mm dicke Siliziumwafer von 5,08 cm Durchmesser wurde zuerst mit einer 0,3 µm dicken Titanschicht und dann auf einer Seite durch ein Fotoresist beschichtet. Die erhaltene Scheibe wurde dann in einer wäßrigen Lösung von 0,8% H₃PO₄ bei einer konstanten Stromdichte von 200 Milliampere/cm² 6 Sekunden lang anodisch oxidiert. Während dieses Zeitraums stieg die Spannung auf 240 V.

Die Rückseite der Scheibe wurde dann durch eine Maske mit einer runden Öffnung von 2 cm Durchmesser belichtet und fotografisch verarbeitet, um die Öffnungsfläche zu belichten. Die Scheibe wurde dann in einer Methanollösung, die mit Ammoniumchlorid gesättigt war, bei 10 V 20 min lang anodisch geätzt. Dieser Prozeß erzeugte eine zusammenhängende Titanoxidmembran einer Dicke von etwa 0,5 µm, die auf einem Silizium träger ruhte. Die Bilddarstellung auf dieser Membran wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt.

Beispiel 4

Eine 0,6 mm dicke Siliziumwafer von 2 Zoll (5,08 cm) Durchmesser wird über ihre ganze Oberfläche oxidiert und so darauf eine Siliziumoxid schicht gebildet (Fig. 1, Stufe 1). Runde Fenster werden auf die obere und untere Oberfläche der mit Siliziumoxid bedeckten Wafer geätzt, um das Silizium in den geätzten Bereichen freizulegen (Fig. 1, Stufe 2).

Eine Schicht von 3000 A Aluminium wird auf einer Seite der Silizium wafer so niedergeschlagen, daß das Aluminium sowohl den Bereich, der von reinem Silizium bedeckt ist, als auch den umfänglichen Bereich, der mit einer Schicht aus Siliziumoxid bedeckt ist, abdeckt (Fig. 1, Stufe 3). Bei der Vorbereitung zur anodischen Oxidation des Aluminiums wird die Oberfläche, die kein Aluminium enthält, zu ihrem Schutz mit Wachs bedeckt (Fig. 1, Stufe 4).

Nach Überführen des Aluminium in Aluminiumoxid (Al₂O₃) wird das Wachs von der gegenüberliegenden Seite mit irgendeinem geeigneten Lösungsmittel entfernt (Fig. 1, Stufen 5 und 6).

Die dünne Membran aus Aluminiumoxid wird nun dadurch vervollständigt, daß man das nicht oxidierte Silizium von der zweiten Seite der Wafer mit einer Hydrazinlösung wegätzt, wodurch man die zweite Seite des Aluminiumoxids freilegt (Fig. 1, Stufe 7). Die so erzeugte Aluminium oxidmembran ist von einem Träger umgeben, der aus einem mit Silizium oxid bedeckten Siliziumring besteht.

Beispiel 5

Eine 0,5 mm dicke Titanscheibe von 2 Inch (5,08 cm) Durchmesser wurde auf einer Seite mit einem Fotoresist beschichtet. Die Scheibe wurde dann in einer wäßrigen 0,8%igen H₃PO₄-Lösung bei konstanter Stromdichte von 2000 Milliampere/cm² 6 Sekunden lang anodisch oxidiert. Während dieses Zeitraums stieg die Spannung auf 240 V.

Die Rückseite der Scheibe wurde dann durch eine Maske mit einer runden Öffnung von 2 cm Durchmesser dem Licht ausgesetzt und fotografisch verarbeitet, um die Öffnungsfläche zu belichten. Die Scheibe wurde dann in einer Methanollösung, die mit Ammoniumchlorid gesättigt war, bei 10 V 20 min lang anodisch geätzt. Dieser Prozeß erzeugte eine zusammen hängende Titanoxidmembran von etwa 0,5 µm Dicke. Die Bilddarstellung auf dieser Membran wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt.

Beispiel 6

Eine 0,4 mm dicke Silikonwafer von 2 Inch (5,08 cm) Durchmesser wurde mit 50 A Gold und 5000 A Aluminiumoxid beschichtet. Die Waferrückseite ist mit einem Fotoresist beschichtet und wird durch eine Maske mit einer runden Öffnung von 2 cm Durchmesser belichtet und fotografisch ent wickelt, um die runde Öffnung zu belichten. Die Wafer wird weiter in einer Lösung aus HF, H₂O₂ und Salpetersäure bei etwa 30°C geätzt und in entionisiertem Wasser gespült. Auf diese Weise erhält man eine runde kompakte Aluminiumoxidmembran von 0,5 µm Dicke und 2 cm Durch messer.

Die Bilddarstellung der Membran wurde ausgeführt wie in Beispiel 1.

Die vorstehende Beschreibung der speziellen Ausführungsformen legt die allgemeine Art der Erfindung so vollständig offen, daß andere unter Anwendung von geläufigem Wissen sie leicht modifizieren oder abändern können für verschiedene Anwendungen, ohne von dem allgemeinen Konzept der Erfindung abzuweichen. Daher liegen solche Modifizierungen und Anpassungen im Rahmen von Äquivalenten der offenbarten Ausführungsformen. Auch die hier angewendete Terminologie und Bezeichnungsweise dient der Beschreibung und nicht der Einschränkung. So kann man z. B. erst die Bilddarstellung einer Scheibe vornehmen und anschließend das Substrat ätzen.

Claims

1. Verfahren zur Bildung einer Maske für Röntgenlithographie, gekenn zeichnet durch die folgenden Schritte:

a) man schützt einen Bereich der Oberfläche eines Substrats;
b) man lagert eine Metalloxidschicht über einen Teil des nicht ge schützten Bereichs der Oberfläche ab;
c) man ätzt die Rückseite des Substrats und erhält so eine Metall oxidmembran, die auf dem Substrat getragen wird, unter Ausbildung einer bildlichen Darstellung auf der Membran.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Bereich dadurch schützt, daß man das Substrat oxidiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxid Aluminiumoxid ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxid Titandioxid ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxid Zirkoniumdioxid ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxid Siliziumdioxid ist.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat Silizium ist.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat Kupfer ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Kupfers mit Kupferionen enthaltendem Ammoniak entfernt wird.

10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man das Ätzen durch Eintauchen in eine Lösung aus Oxidationsmittel enthaltende Flußsäure oder Hydrazin durchführt.

11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Metallschicht auf dem Substrat niederge schlagen wird und anschließend durch anodisches Oxidieren zu einer Metalloxidschicht oxidiert wird.

12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man weiterhin gegebenenfalls zurückgebliebenes Metall auf der Metalloxidschicht durch eine Lösung von Brom in Methanol entfernt.

13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man weiterhin etwa zurückgebliebenes Metall auf der Metalloxidschicht durch eine anodische Oxidation entfernt.

14. Verfahren zur Bildung einer Maske für Röntgenlithographie, gekenn zeichnet durch die folgenden Schritte:

a) man oxidiert die gesamte Oberfläche eines Siliziumsubstrats zur Bildung einer dünnen Siliziumoxidschicht auf der Oberfläche;
b) man ätzt auf die obere und untere Oberfläche des mit Siliziumoxid beschichteten Substrats ein Fenster;
c) man schlägt Aluminium auf einer Seite des Siliziumsubstrats nieder und bedeckt dadurch Bereiche der Seiten, die mit Siliziumoxid beschichtet sind und bedeckt den Bereich, von dem das Siliziumoxid entfernt wurde;
d) man bedeckt die gegenüberliegende Seite des Substrats mit Wachs;
e) man oxidiert das Aluminium, das auf einer Seite niedergeschlagen wurde, anodisch und schafft so eine Aluminiumoxidschicht;
f) man entfernt das Wachs;
g) man ätzt Silizium von der Seite der Wafer, wo das Silizium nicht durch eine Siliziumoxidschicht bedeckt ist, weg und
h) man erhält eine Bildzeichnung auf der Membran.

15. Verfahren nach Anspruch 1 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildzeichnung durch Fotoresists ausgeführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotoresist durch Aufdampfen eines Maskierungsmaterials ausgeführt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Maskierungsmaterial ein Schwermetall aus der Gruppe Gold, Wolfram, Titan und Tantal ist.

18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotoresist durch Elektroplattieren ausgeführt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Ätzen mit einer Lösung aus der folgenden Gruppe durchgeführt wird:
Quecksilberchlorid (0,1 bis 60 Gew.-%), Methylbromid oder Brom in Methanol, Methyljodid und Ammoniumhalogenid.