DE1521902A1 - Verfahren zur Herstellung einer optischen Maske - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer optischen Maske

Info

Publication number
DE1521902A1
DE1521902A1 DE19651521902 DE1521902A DE1521902A1 DE 1521902 A1 DE1521902 A1 DE 1521902A1 DE 19651521902 DE19651521902 DE 19651521902 DE 1521902 A DE1521902 A DE 1521902A DE 1521902 A1 DE1521902 A1 DE 1521902A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mask
layer
chromium
glass
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19651521902
Other languages
English (en)
Inventor
Lewis David Th
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of DE1521902A1 publication Critical patent/DE1521902A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/54Absorbers, e.g. of opaque materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/042Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/02Local etching

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Description

Dlpl.-lng. Erich E. Walther 2000 Hamburg ι, 22.Nov.1968
Patentanwalt Mönckebergstraße 7 Dd/ΤΜ
roienianwou Telefon: 3392 21
Fernschreiber: 2-161587 a dpu d
1 S?19Π?
P 15 21 902.0 I OZ I 3UZ
(N 26 108 VIb/48d ) Akte: PHB-31 263
N.V.PhilipsTGloeilampenfabrieken
Verfahren zur Herstellung einer optischen Maske
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Maske. Eine solche Maske dient zur photomechanischen Herstellung von Gegenständen, wobei die oberfläche eines Körpers mit einer lichtempfindlichen Lackschicht (photo resist) überzogen und die Lackschicht durch die optische Maske belichtet wird, die nicht belichteten oder belichteten Teile der Lackschicht, in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des verwendeten Lackes, entfernt und dann von den frei gewordenen Oberflächenteilen des Körpers Material weggenommen oder an diesen Stellen angebracht wird, worauf nötigenfalls auf dem Körper noch vorhandene Teile der Lackschicht ganz oder teilweise entfernt werden. Dieses Verfahren kann z.B. bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen wie Transistoren, Dioden oder integrierter Schaltkreise benutzt werden. Bei diesen Bauelementen werden die kennzeichnenden Eigenschaften in hohem Maße durch die Stelle und die Abmessungen der am Halbleiterkörper angebrachten Metallteile und in bestimmten Fällen durch in dem Halbleiterkörper angebrachte Muster von Zonen verschiedenen Leitfähigkeitstyps bedingt, die durch Diffusion unter Anwendung einer maskierenden Oxydschicht erhalten werden. Aus diesem Grunde wird sehr große Genauigkeit beim Anbringen dieser Metallteile und Zonen gefordert. Die beim Anbringen des verlangten Musters anzuwendenden Masken müssen stabile Abmessungen und eine solche Festigkeit haben, daß sie verschiedene Male verwendet werden können. .
909822/1110 . , . 2 -
BAD ORIGINAL
Die Herstellung optischer Masken jeder Form mit der zu diesem Zweck notwendigen Genauigkeit ist kostspielig. Es ist außerdem nicht einfach, Halbleitervorrichtungen reproduzierbar herzustellen, da die allgemein angewandten Verfahren zur Herstellung optischer Masken sich nicht gut reproduzieren lassen oder optische Masken liefern, die keine konstanten Abmessungen haben.
Es können z.B. bei Masken aus Metallfolie, in der Löcher mit den verlangten Abmessunger· gestanzt oder geätzt worden sind, durch Bearbeitung oder Erhitzung in das Material eingeführte Spannungen . eine Unstabili'cät dar Abmessungen mit sich bringen, oder sie kön-" nen in Zusammenhang mit der geringen mechanischen Festigkeit der Maske sogar Krummziehen der Maske verursachen.
Eine Maske aus einer entwickelten, photographischen Platte hat den Nachteil, daß das darauf vorhandene Muster einen Saum oder einen diffusen Rand hat, der auf der lichtempfindlichen Lackschicht wiedergegeben wird. Im allgemeinen ist der Saum eines photographischen Emulsionsbildes grosser als der Saum eines "Photoresist?- Bildes. Der Ausdruck "Saum" bezeichnet den Halbschatten rings um ein photographisehea Bild.
Im allgemeinen liefert eine Metallfolienmaske mit scharfen Rändern ) ein deutlicher definiertes Bild auf der Photomaskenschicht.
Für jede optische Maske gilt, daß es zum Erzielen der besten Resultate notwendig ist, daß die Maske flach ist, wenn sie auf einer flachen Oberfläche benutzt wird und daß sie sich genau an die Oberfläche der zu belichtenden, lichtempfindlichen Lackschicht legt,
Eine Maske aus einer photographischen Platte muß mit der Emulsionsschicht an die Photomaskenschicht gelegt werden, und wenn die Maske wiederholt verwendet wird, ergibt sieh, daß deren Lebensdauer kürzer ist als die einer Metallfolienmaske.
Die Erfindung bezweckt, diese Schwierigkeiten dadurch zu überwinden, daß eine Maske hergestellt und benutzt wird, welche die • erwähnten Nachteile nicht und die Vorteile jeder der vorstehend beschriebenen Masken wohl besitzt.
909822/1110 ba§ qr,ginal
Gemäß der Erfindung wird eine optische Maske dadurch hergestellt, daß auf einer durchsichtigen Unterlage eine Metallhaut durch Aufdampfen angebracht wird, worauf Teile der Metallhaut mit einer ätzbeständigen Schicht mittels eines an sich bekannten photomechanischen Verfahrens maskiert werden, worauf die nicht maskierten Teile der Metallschicht durch ein geeignetes Ätzmittel entfernt werden.
Die durchsichtige Unterlage kann aus Glas, z.B. Borsilikatglas und Natronglas, bestehen. In der Praxis ergibt sich dieses als das geeignetste Material für diesen Zweck. Mit Natronglas sind gute Resultate erzielt worden, aber es ist eine langsame Abkühlung von ^ der Temperatur ab nötig, bei der die Metallschicht angebracht wird, um zu verhüten, daß Spannungen in dem Glas zurückbleiben.
Wirtschaftlich ist Natronglas über Borsilikatglas bei Massenherstellung zu bevorzugen.
Optische Masken nach der Erfindung können unter Anwendung von Metallen der Übergangsgruppen des periodischen Systems, d.h. der Gruppen IV, V, VI, VII und VIII, verwendet werden. Die hochschmelzenden Übergangsmetalle wie Tantal und Molybdän müssen im Vakuum unter Erhitzung mittels eines Elektronenstrahls niedergeschlagen werden.
Gemische aus Ubergangsmetallen wie Nickel und Eisen können auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Es ist auf diese Weise möglich, den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Metallschicht an den der Unterlage anzupassen.
Bei Verwendung optischer Masken nach der Erfindung ergab es sich als möglich, Widerstände mit einer Breite von 25 Mikrometer und Metalleitungen mit einer Breite von 12 Mikrometer herzustellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der Herstellung einer optischen Chrommaske nachstehend näher erläutert.
909822/1110 **> °WQ1NAL
Eine Platte mit einer Oberfläche von 6,45 cm und einer Dicke von 0,75 mm aus Borsilikatglas wird in einer siedenden Teepol-Lösung (ein Benetzungsmittel der "Shell", das aus höheren Alkydsulfaten. besteht) und dann in siedendem Trichloroäthylen von Staub und Fett befreit. Dann wird die Platte an einer Heizplatte in einem zu entlüftenden Raum befestigt. Es wird eine Menge Chrom in einer Wolframheizwendel in einem Abstand von 4,5 cm von der mit Chrom zu überziehenden Glasplatte angebracht. Zwischen der Heizwendel und der Glasplatte befindet sich noch eine entfernbare,Äbschirmplatte. Bei einem Druok von lo"^ Torr wird die Glasplatte auf 4500C erhitzt, auf welcher Temperatur sie während fünf Minuten gehalten wird, um ein Temperaturgleichgewicht zu erzielen. Wird· eine Platte aus Natronglas benutzt, so beträgt diese Temperatur 39O0C, auf welcher Temperatur sie während fünf Minuten gehalten wird. Die Chromschicht wird in diesem Falle bei JJO0C niedergeschlagen.
Die Wolframwendel wird durch direkten Strom erhitzt, und das Chrom wird auf das Glas übergedampft, dessen Temperatur während des Anbringens der Schicht auf 45O0C gehalten wird. Die Abschirmplatte wird in dem Augenblick entfernt, in dem das Chrom zu verdampfen anfängt. Es wird eine Chromschicht mit einer Dicke von etwa 1000 S niedergeschlagen, die einen undurchsichtigen Spiegel bildet. Das Niederschlagen beansprucht etwa 10 Minuten. Die Glasplatte wird dann während einer Stunde bis auf Zimmertemperatur abgekühlt, um Oxydation der Chromoberfläche zu verhüten, was bei Abkühlung in Luft stattfinden würde. Eine etwaige Oxydschicht greift zwar die Qualität der Maske nicht an, aber bei Vorhandensein einer · solchen Schicht werden beim Entfernen des Chroms durch Ätzen Schwierigkeiten erfahren. Dann wird auf der Metallfläche eine Photomaske, z.B. aus einer Schicht von "Kopierlack P" der Firma Kalle A.G. in Deutschland, angebracht. Dieser Lack besteht aus einem Gemisch eines in Lauge löslichen Phenolharzes und einer lichtempfindlichen Orthodiazochinon-Verbindung. Das Gemisch ist nicht in verdünnter Lauge löslich, aber wohl löslich nach Belichtung. Die Lacksohicht wird auf übliche Weise unter Anwendung einer photographischen Platte mit dem gewünschten Muster als Maske belichtet.
909822/1110
Vor Gebrauch wird der Photomaskenlack während einer halben Stunde zentrifugiert bei 2000 g. und dann durch sehr feines Filtrierpapier filtriert. Der Lack wird durch eine 125 W Quecksilberdampf« lampe i'n einem Abstand von 40 cm belichtet. Die Belichtungszeit •beträgt etwa 5 Minuten. Die Schicht wird auf übliche Weise, z.B. durch Tauchen in eine 1 Gewichtsprozent Natriumhydroxydlösung oder in eine 2 Gewichtsprozent Kaliumhydroxydlösung, während einer Minute entwickelt und dann in Luft bei einer Temperatur von 45°C während 20 Minuten und darauf bei einer Temperatur von 150°C · während einer Minute getrocknet.
Das nicht von der Photomaske abgedeckte Chrom wird weggeätzt, indem die Platte den Dämpfen einer siedenden, konzentrierten Salzsäurelösung ausgesetzt wird. Die Salzsäurekonzentration kann z.B. 70 Volumenprozent oder mehr betragen. Der ÄtzVorgang läßt sich gut an der Rückseite der Glasplatte beobachten. Der Vorgang wird durch Tauchen der Platte in Wasser angehalten. Das Ätzen ist praktisch vollkommen, wenn die Chromoberfläche grau wird und nicht mehr reflektiert; gerade nach diesem Stadium muß das Ätzen aufhören, worauf die Platte gewaschen wird. Das Beenden des Ätzens in dem richtigen Augenblick ist eine fachmännische Aufgabe. Das Ätzen kann mit Hilfe einer verdünnten Lauge beendet werden. Das Chrom kann auch mittels eines flüssigen Ätzmittels, z.B. einer 80 Volumenprozent HCl-Lösung oder einer 60 Volumenprozent Schwefelsäurelösung, entfernt werden. Diese Ätzmittel entfernen das nicht von der Photomaske abgedeckte Chrom innerhalb etwa einer Minute.
In gewissen Fällen ist es wegen einer dünnen Oxydschicht auf dem Chrom notwendig, den ÄtzVorgang einzuleiten. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, daß die Chromoberfläche mit einem Glasstab gekratzt wird. In gewissen Fällen kann das Ätzen durch die Säure eingeleitet werden, indem der Säure fein verteiltes Zink- oder Nickelpulver zugesetzt oder indem die Chromoberfläche vor dem 'Atzen mit einer dünnen Schicht dieses Pulvers durch Aufstreuen oder Aufschütten bedeckt wird.
Eine für Licht durchlässige, kreisförmige Scheibe mit einem Durchmesser von 19,7 Mikrometer einschließlich des Saumes der Photo-
909822/1110 BA0OR1QlNAL
maske, lieferte eine kreisförmige öffnung in der Chromschicht mit einem Durchmesser von 19,2 Mikrometer.
Die Ränder der in der Chromschicht gemachten öffnungen entsprechen den Innenrändern der Säume des Musters der photographischen Maske, was bedeutet, daß bei Verwendung einer Photomaske zum Belichten einer Photomaskenschicht auf einer Chromschicht, der Saum um das Muster der Photomaske nicht auf der endgültigen Chrommaske wiedergegeben wird.
Bei der Herstellung (Zeichnung des dargestellten Musters) konnte diese Änderung der Abmessungen berücksichtigt bzw. ausgeglichen werden; denn es wurde festgestellt, daß über die ganze Maske die Verkleinerung (Schwindung) gleich ist und daß bei einem standardisierten Verfahren insbesondere bei der Herstellung großer Stückzahlen eine hinreichende Reproduzierbarkeit erzielt wird.
Das Verfahren nach der Erfindung liefert eine steife, optische Maske mit einem Muster scharf definierter Ränder. Die Metalloberfläche ist hart und ritzfest und liegt genau auf der flachen Oberfläche einer Photomaskenschicht.
Die Masken nach der Erfindung werden unter anderem bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen verwendet, bei denen Verunreinigungen in den Halbleiterkörper eindiffundiert werden sollen.
Patentansprüche
- 7 -909822/1110

Claims (4)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer optischen Maske, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer durchsichtigen Unterlage eine Metallhaut durch Aufdampfen angebracht wird, worauf Teile der Metallhaut mit einer ätzbeständigen Schicht mittels eines an sich bekannten photomechanischen Verfahrens maskiert werden, worauf die nicht maskierten Teile der Metallschicht durch ein geeignetes Ätzmittel entfernt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallhaut aus Chrom besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als durchsichtige Unterlage Glas benutzt wird.
4. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen auf photomechanischem Wege unter Anwendung einer Maske nach dem Verfahren nach Anspruch 1.
·"·' a 5 Acs.2 Ni. 1 ^>atz3 des Anciorunflsgeo, v.
909822/1110
DE19651521902 1964-01-23 1965-01-19 Verfahren zur Herstellung einer optischen Maske Pending DE1521902A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB297364A GB1057105A (en) 1964-01-23 1964-01-23 An optical mask

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1521902A1 true DE1521902A1 (de) 1969-05-29

Family

ID=9749528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19651521902 Pending DE1521902A1 (de) 1964-01-23 1965-01-19 Verfahren zur Herstellung einer optischen Maske

Country Status (9)

Country Link
JP (1) JPS5021227B1 (de)
AT (1) AT261712B (de)
BE (1) BE658730A (de)
CH (1) CH464693A (de)
DE (1) DE1521902A1 (de)
FR (1) FR1421953A (de)
GB (1) GB1057105A (de)
NL (1) NL142998B (de)
SE (1) SE336957B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3215410A1 (de) * 1982-04-24 1983-10-27 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zum herstellen von oeffnungen mit hilfe einer maske in einer auf einer unterlage befindlichen schicht

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2132789A (en) * 1982-11-24 1984-07-11 Western Electric Co Method of pattern generation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3215410A1 (de) * 1982-04-24 1983-10-27 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zum herstellen von oeffnungen mit hilfe einer maske in einer auf einer unterlage befindlichen schicht

Also Published As

Publication number Publication date
SE336957B (de) 1971-07-19
BE658730A (de) 1965-07-22
NL142998B (nl) 1974-08-15
GB1057105A (en) 1967-02-01
JPS5021227B1 (de) 1975-07-21
FR1421953A (fr) 1965-12-17
AT261712B (de) 1968-05-10
NL6500630A (de) 1965-07-26
CH464693A (de) 1968-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE965266C (de) Verfahren zur Herstellung dauerhafter zweidimensionaler photographischer Bilder in der Oberflaeche alkalihaltiger Silikatglaeser
DE2016056C3 (de) Gefärbte transparente Photomaske
DE2740180C2 (de) Maske für Elektronenbildprojektion und Verfahren zum Herstellen einer solchen Maske
DE1547963A1 (de) Verfahren zur Erzielung fotografischer Abbildungen
DE2335072C3 (de)
DE1521902A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer optischen Maske
DE2731126C2 (de)
DE2300970A1 (de) Photomasken-grundbauteil und verfahren zu dessen herstellung
DE2363516A1 (de) Verfahren zum herstellen eines musters mit teilplattierten bereichen
DE3842481C2 (de)
DE2122258A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer opaken Abdeckschicht auf einer Glasoberfläche
DE2261123A1 (de) Maske fuer photolithographische verfahren
DE2012031A1 (de) Verfahren zum Herstellen von aus Chrom oder Molybdän bestehenden Kontaktmetallschichten in Halbleiterbauelementen
DE1109226B (de) Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen und/oder gedruckter Schaltungselemente
DE69403462T2 (de) Dünne filmmaske für rötngenstrahllithographie und herstellungsverfahren
DE1622341A1 (de) Verfahren zum Herstellen von Kontaktbelichtungsmasken fuer Halbleiterzwecke
DE3301604C2 (de) Verfahren zum Herstellen von Farbmustern in Glasplatten und deren Anwendung für Photomasken
AT296010B (de) Strahlungsempfindliches Material
DE2048366C3 (de) Verfahren zum Herstellen eines Leuchtschirmes für eine Farbbildröhre
DE2261119A1 (de) Maske fuer photolithographische verfahren
DE1571088C (de) Photographisches Verfahren zur Herstellung von insbesondere als Abdeckschichten dienenden Abbildungen
DE3329662C2 (de)
DE849570C (de) Verfahren zur Herstellung sehr feinmaschiger Netzfolien
DE3147644A1 (de) "verwendung einer chrom, eisen und sauerstoff enthaltenden schicht fuer die herstellung von fotomasken"
DE1274444B (de) Verfahren zur Herstellung von Photomasken fuer Halbleiteranordnungen