[go: up one dir, main page]

DE19502624A1 - Maske zur 3D-Strukturierung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Maske zur 3D-Strukturierung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number
DE19502624A1
DE19502624A1 DE19502624A DE19502624A DE19502624A1 DE 19502624 A1 DE19502624 A1 DE 19502624A1 DE 19502624 A DE19502624 A DE 19502624A DE 19502624 A DE19502624 A DE 19502624A DE 19502624 A1 DE19502624 A1 DE 19502624A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mask
layer
absorptive
transparent
structured
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.)
Withdrawn
Application number
DE19502624A
Other languages
English (en)
Inventor
Edgar Dipl Phys Pawlowski
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.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Institut fuer Nachrichtentechnik Heinrich Hertz Institute HHI
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 Fraunhofer Institut fuer Nachrichtentechnik Heinrich Hertz Institute HHI filed Critical Fraunhofer Institut fuer Nachrichtentechnik Heinrich Hertz Institute HHI
Priority to DE19502624A priority Critical patent/DE19502624A1/de
Publication of DE19502624A1 publication Critical patent/DE19502624A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • G03F1/26Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • 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
    • G03F1/50Mask blanks not covered by G03F1/20 - G03F1/34; Preparation thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Description

Die Erfindung geht aus von einer Maske zur 3D-Strukturierung, die eine Vielschichtstruktur aufweist, und einem Verfahren zu ihrer Herstellung.
Die Entwicklung in den letzten Jahren auf den Gebieten Mikroelektronik, Mikromechanik und Mikrooptik erfordert die Herstellung von 3D-Strukturen mit immer kleineren Abmessungen.
Bei dem 3D-Strukturieren mit Mehrfachmasken, wie in OPTICAL ENGINEERING, Nov. 1994, Vol. 33, No. 11, pp. 3537 beschrieben, bei dem bis zu 32 unterschiedliche, der konkreten Struktur des optischen Bauelements immer weiter angenäherte Maskenniveaus erzeugt werden, erweisen sich die Verfahren für die Maskenherstellung bzw. für die Übertragung der Maskenstruktur in das zu strukturierende Substrat als zum Teil sehr aufwendig und komplex. Weniger aufwendig sind Verfahren, um 3D- Strukturen mit Grautonmasken herzustellen. Zu den Grauton-Masken gehören konventionell photographisch hergestellte Filme oder Diapositive. In APPLIED OPTICS, 1 October 1990, Vol. 29, No. 28, pp. 4260 ist die Herstellung einer Photomaske mit einem stufenähnlichen Muster beschrieben, deren Grauskala transparent bis undurchlässig ist. Bei Chrommasken, die ebenfalls den Grauton-Masken zugeordnet werden, wird die Transparenzänderung durch die Variation von Mikrolöchern und deren konkrete Anordnung erreicht (Proc. of Micro System Technologies, pp. 209, 1994; Microelectronic Engineering 23 (1994), pp. 449). Nachteilig bei den mittels Grautonmasken erzeugten 3D-Strukturen ist die technologisch bedingte untere Auflösungsgrenze (0,5 bis 1 µm) der zu erzeugenden Strukturen und die hohe Oberflächenrauhigkeit (< 20 nm) zu nennen.
In US 4 890 319 ist eine Lithographie-Maske mit einer Schicht für eine π- Phasenverschiebung dargestellt, bei der auf einer Membran ein Dämpfungsgitter - die eigentliche Röntgenstrahlmaske - angeordnet ist und die Phasenverschiebung erzeugt, die einen wesentlich schärferen Intensitätsverlauf als bei bisher üblichen Röntgenstrahlmasken garantiert. Das ermöglicht einerseits einen größeren Abstand zwischen dem Dämpfungsgitter und der Registrierebene bei einer gegebenen minimalen Linienbreite bzw. andererseits bei einem gegebenen Abstand die Erzeugung von kleineren minimalen Linienbreiten. Gleichzeitig ist in o.g. US-Patentschrift in Analogie zu der beschriebenen Lösung eine Maske für optische und UV-Strahlung beschrieben, bei der auf einem transparenten Substrat ein Dämpfungsgifter angeordnet ist, bei dem Material und Dicke des Gitters so auszuwählen sind, daß eine definierte Phasenverschiebung realisierbar ist.
Die Erfindung geht von dem in IEDM Tech. Digest, 1989, pp. 57 beschriebenen Stand der Technik aus. Danach weist eine Maske eine einfache Vielschichtstruktur auf, bei der ein Photolackgitter phasenverzögernd wirkt, das auf einer Cr-Maske und diese auf einem transparenten Träger angeordnet ist. Die Fläche des die einzelnen Cr-Masken- Punkte bedeckenden Photolacks ist dabei größer als die Flächen dieser Punkte.
Die Phasenmasken gestatten zwar eine weniger verschliffene Übertragung ihrer Struktur auf das zu strukturierende Substrat, jedoch können mit diesen einfachen Masken keine 3D-Strukturen übertragen werden. Außerdem ist die Größe der zu übertragenden Strukturen mittels Photomasken auf kleine Abmessungen beschränkt, da für die optische Übertragung der Maskenstruktur in das Substrat Kanteneffekte (und in deren Folge Interferenz) maßgeblich sind, die aber bei größeren Strukturen nicht auftreten.
Die Herstellung bekannter Vielschichtstrukturen erfolgt mit Dünnfilmtechniken. Schwierig gestaltet sich hierbei die Kontrolle der optischen Eigenschaften der aufwachsenden Schichten. Deshalb ist es notwendig, geeignete Maßnahmen zur Messung der optischen Eigenschaften der Schichten während des Aufbringens zu ergreifen. In APPLIED OPTICS, Vol. 18, No. 22, pp. 3851 ist eine in situ- Meßmethode beschrieben, mit der die Herstellung einer dielektrischen Vielschichtstruktur überwacht und die optischen Eigenschaften (Transmission) in situ gemessen werden. Auch in Le Vide, le Couches Minces-Suppl´ment au n° 259 (Nov. - Dec. 1991), pp. 44 wird über die genaue Kontrolle der optischen Dicke der Schichten mittels in situ-Meßmethoden während der Herstellung von Vielschichtstrukturen mittels Ionenstrahlsputtern (Ion Beam Sputter Deposition - IBSD) berichtet.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine flexibel ihrem Verwendungszweck im Aufbau anpaßbare Maske zur 3D-Strukturierung, die eine weitere Verringerung der Auflösungsgrenze der zu erzeugenden Strukturen gewährleisten soll, und ein Verfahren zu deren Herstellung, das technologisch gut realisierbare und handhabbare Prozeßschritte enthält, anzugeben.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß eine Maske zur 3D- Strukturierung der eingangs erwähnten Art als dreidimensionale Amplituden- und/oder Phasenmaske ausgebildet und die Maskenstruktur durch Beeinflussung der Lichtamplitude und/oder der Phase in das zu strukturierende Substrat optisch übertragbar ist.
In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß auf einem Maskenträger mindestens eine dünne absorptive Schicht und/oder mindestens eine dünne transparente Schicht angeordnet und mindestens die oberste, d. h. die vom Maskenträger entfernteste, Schicht dreidimensional strukturiert ist.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind auf einem Maskenträger eine transparente Schicht und eine dreidimensional strukturierte absorptive Schicht angeordnet, und die Maskenstruktur ist mit nur einer Belichtungswellenlänge durch Beeinflussung sowohl der Lichtamplitude in der absorptiven Schicht als auch der Phase in der transparenten Schicht in das zu strukturierende Substrat optisch übertragbar. Hierbei ist technologisch einfacher realisierbar, die absorptive Schicht auf der auf dem Maskenträger angeordneten transparenten Schicht aufzubringen und zu strukturieren.
In einer anderen Ausgestaltung ist auf dem Maskenträger eine dreidimensional mikrostrukturierte Schicht angeordnet, und die Maskenstruktur ist mit mindestens zwei unterschiedlichen Belichtungswellenlängen, die die Beeinflussung sowohl der Phase als auch der Amplitude bei Durchgang durch die Schicht garantieren, auf das zu strukturierende Substrat optisch übertragbar. Somit ist die eine Wellenlänge so groß, daß die Schicht für diese Belichtungswellenlänge transparent, und die andere so groß, daß sie für diese absorptiv ist.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß auf einem Maskenträger mehrere absorptive und mehrere transparente Schichten angeordnet sind und die Maskenstruktur durch Beeinflussung sowohl der Lichtamplitude in den absorptiven Schichten als auch der Phase in den transparenten Schichten mit mehreren dem Material der Schichten entsprechenden Belichtungswellenlängen optisch übertragbar ist. Die Verwendung von mehreren Materialien und Wellenlängen gestattet die Schaffung einer Maske mit vielseitigen Optimierungsmöglichkeiten. Die optische Übertragungsfunktion läßt sich zwar auch hier exakt berechnen, diese Rechnungen können aber sehr komplex werden, hinzu kommt der komplizierte Herstellungsprozeß, während dessen der Brechungsindex der Schichten und deren Dicke bei verschiedenen Wellenlängen in situ kontrolliert werden müssen.
Die erfindungsgemäße Lösung gestattet auch die - besonders hinsichtlich ihrer einfachen Herstellung - vorteilhafte Ausgestaltung der Schichtfolge sowohl als Amplitudenmaske, bei der auf einem Maskenträger eine dreidimensional mikrostrukturierte absorptive Schicht angeordnet und die Struktur der Amplitudenmaske mit einer Belichtungswellenlänge in das zu strukturierende Substrat optisch übertragbar ist, als auch als Phasenmaske, bei der auf einem Maskenträger eine dreidimensional mikrostrukturierte transparente Schicht angeordnet ist, und die optische Übertragung der Maskenstruktur in das Substrat mit einer dafür entsprechenden Belichtungswellenlänge erfolgt.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht erst die 3D-Strukturierung mittels Amplituden-/Phasenmaske und gestattet durch die Möglichkeit der Kombination von absorptiven und transparenten Schichten in der Anordnung einer Amplituden- /Phasenmaske oder einer "reinen" Amplituden- oder Phasenmaske und durch die Wahl und Verwendung von den optischen Eigenschaften der Schichten entsprechenden Belichtungswellenlängen eine effektive Anpassung der Masken und optische Übertragung der Maskenstruktur für einen breiten Anwendungsbereich der mit der erfindungsgemäßen Maske herzustellenden 3D-Strukturen bei gleichzeitiger Verbesserung der unteren Auflösungsgrenze auf kleiner 0,2 µm.
Die Funktion der erfindungsgemäßen Maske zur 3D-Strukturierung beruht auf der Änderung der Amplitude und der Phase beim Durchgang des Lichtes, das zur Übertragung in die photosensitive Schicht auf dem Substrat verwendet wird, durch die absorptiven und/oder transparenten Schichten. Die Belichtungswellenlängen werden in Abhängigkeit sowohl von den benutzten Materialien für die absorptiven und transparenten Schichten als auch vom Material der photosensitiven Schicht, des Substrats und der herzustellenden Strukturgröße gewählt. Um Nanostrukturen übertragen zu können, müssen sehr kurze Wellenlängen (z. B. UV/VUV und Röntgenstrahlung) benutzt werden, da die minimale Strukturgröße, die übertragen werden kann, direkt proportional zur Belichtungswellenlänge ist. Die Transmission der Schichten hängt vom Brechungsindex der Schicht und von deren Dicke ab und kann exakt berechnet werden.
Als absorptive Schichten sind dielektrische Schichten wie TiO₂, SiO₂, SiOx oder auch Halbleiter- und Metallschichten geeignet. Das absorbierende Material soll unempfindlich gegen Reinigungsmaterialien und Umwelteinflüsse und langlebig gegenüber den benutzten Belichtungswellenlängen sein. Der optische Strukturübertragungsprozeß mittels einer Amplitudenmaske liefert in der Substratebene, bedingt durch die Fraunhofersche Beugung an den Kanten, einen recht "verschliffenen" Intensitätsverlauf. Die Übertragungsgüte hängt hier sowohl von der Belichtungswellenlänge und der lateralen Strukturbreite als auch von der Strukturgröße ab. Bei der Phasenmaske wird die Lichtphase so beeinflußt, daß die Intensität in der Substratebene entsprechend der Maskenstruktur moduliert wird. Hierfür wird ein transparentes Maskenmaterial benötigt. Bei gleichem Material wie bei der Amplitudenmaske muß für die Wirkung als Phasenmaske die Belichtungswellenlänge dahingehend geändert werden, daß dieses Material für die konkrete Wellenlänge transparent ist und phasenverzögernd wirkt. Die Phasenverzögerung hängt von dem optischen Wegunterschied zwischen den einzelnen Schichten und der Luft ab. Da der Intensitätsverlauf in der Substratebene weniger "verschliffen" ist als bei der Amplitudenmaske, wird die Übertragungsgüte bei kleinen Strukturgrößen verbessert.
Die flexibelste Maskenstruktur kann durch Kombination von Amplituden- und Phasenmaske realisiert werden, die die Vorteile sowohl der Amplituden- als auch der Phasenmaske in sich vereinigt, und durch die Anordnung - in Material und Schichtdicke - definierter Schichtfolgen auf einem Maskenträger der zu erzeugenden Struktur angepaßt werden.
Der Maskenträger weist eine optische Ebenheit von <λ/2 und einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf und kann aus Quarzglas gebildet sein.
Die Dicke der absorptiven und transparenten Schichten liegt etwa zwischen 1 nm und 1 µm.
Die Belichtungswellenlänge ist von bereits genannten Faktoren abhängig und zwischen üblichen Wellenlängen der Röntgenstrahlung und 800 nm wählbar.
Die erfindungsgemäße Maske zur 3D-Strukturierung kann sowohl in Projektions- als auch in Kontaktlithographie verwendet werden. Die Funktion der Maske - Änderung der Lichtamplitude und der Phase - ist bei kohärenter und nichtkohärenter Beleuchtung gegeben. Geeignete Materialien für die photosensitive Schicht, die auf dem zu strukturierenden Substrat angeordnet ist, und für das Substrat selbst sowie geeignete Herstellungsprozesse für diese Schichtstruktur und optische Strukturübertragungsprozesse von der Maske in das Substrat sind aus der Mikroelektronik bekannt, wobei die zur Strukturübertragung verwendete Belichtungswellenlänge jeweils den für die Funktion der erfindungsgemäßen Amplituden-/Phasenmaske absorptiven oder transparenten Schichten und der zu übertragenden Strukturgröße angepaßt ist. Nach der Belichtung wird die photosensitive Schicht geätzt oder entwickelt und die Strukturen anschließend mit geeigneten Ätzmethoden, z. B. IBE - Ion Beam Etching -, RIE - Reactive Ion Etching -, in das Substrat übertragen.
Die Herstellung der Amplituden-/Phasenmaske zur 3D-Strukturierung erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß auf einem Maskenträger mindestens eine dünne absorptive Schicht und/oder mindestens eine dünne transparente Schicht bei gleichzeitiger Messung der Schichtparameter aufgebracht werden und mindestens die oberste Schicht dreidimensional strukturiert wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sehen vor, daß das Aufbringen der absorptiven und transparenten Schichten mittels Sputtern bzw. mittels Aufdampfens erfolgt und während des Aufbringens die Dicke der Schichten gemessen und die Transmission mit Hilfe der Matrizenmethode exakt berechnet wird bzw. die Transmission in situ gemessen wird.
In einer weiteren Ausgestaltung erfolgt die dreidimensionale Strukturierung mindestens der obersten Schicht mittels Mehrfachmaskenprinzips, bei dem zunächst der Maskenträger mit einem Photolack beschichtet, die Struktur der ersten binären Maske in diesen übertragen und entwickelt wird. Anschließend wird auf die strukturierte Schichtfolge in einem anisotropen Beschichtungsprozeß eine absorptive oder transparente Schicht aufgebracht und der Photolack in einem Lift-off-Prozeß entfernt. Die genannten Verfahrensschritte werden so oft wiederholt, bis die gewünschte Stufenzahl erreicht ist. Der Aufwand für die Herstellung der Maske ist zwar relativ groß, hinsichtlich ihrer Wiederverwendbarkeit jedoch akzeptabel.
Die Strukturierung mindestens der obersten Schicht kann in einer anderen Ausgestaltung mittels Direktstrukturierungstechniken, z. B. Ionenstrahlschreiben, erfolgen. Bei diesen Techniken entfallen zwar sehr viele Prozeßschritte, jedoch ist die Schreibzeit sehr lang und damit der Herstellungsprozeß entsprechend teuer. Kosten und Aufwand sind daher in jedem konkreten Fall abzuwägen.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet, die Herstellung von Amplituden- /Phasenmasken zur 3D-Strukturierung so zu optimieren, daß die Anordnung der absorptiven und transparenten Schichten für die konkrete Funktion der Maske angepaßt werden kann bei gleichzeitiger günstigster - bzgl. des technischen Aufwandes und der Kosten - Kombination der bereits beschriebenen Verfahrensschritte.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 bis 3 schematisch eine Amplitudenmaske und die entsprechenden Feldstärke- und Intensitätsverläufe in der Masken- und Substratebene bei der optischen Übertragung der Maskenstruktur mit einer Belichtungswellenlänge;
Fig. 4 bis 6 schematisch eine Phasenmaske und die entsprechenden Feldstärke- und Intensitätsverläufe in der Masken- und Substratebene bei der optischen Übertragung der Maskenstruktur mit einer Belichtungswellenlänge;
Fig. 7 bis 9 schematisch eine Amplituden-Phasenmaske aus einem absorptiven und einem transparenten Material und die entsprechenden Feldstärke- und Intensitätsverläufe in der Masken- und Substratebene bei der optischen Übertragung der Maskenstruktur mit einer Belichtungswellenlänge;
Fig. 10 bis 12 schematisch eine Amplituden-/Phasenmaske aus einem Material, bei der die Übertragung der Maskenstruktur mit einer ersten Belichtungswellenlänge erfolgt, für die es absorbierend ist, und mit einer zweiten Belichtungswellenlänge, für die das Material transparent ist, und die entsprechende Feldstärke- und Intensitätsverläufe in der Masken- und Substratebene bei der optischen Übertragung der Maskenstruktur;
Fig. 13 den Transmissionsverlauf einer SiOx-Schicht für verschiedene Dicken in Abhängigkeit von der Wellenlänge;
Fig. 14 schematisch den Herstellungsprozeß einer 3D-Amplitudenmaske, bei dem ein Mehrfachmaskenprinzip angewendet wird.
In Fig. 1 ist eine Amplitudenmaske, bestehend aus einem Maskenträger 1 und einer darauf angeordneten strukturierten absorptiven Schicht 2 dargestellt. Beim Durchgang des Lichtes mit der Wellenlänge λ₁ während des Strukturübertragungsprozesses durch die absorptive Schicht 2 wird seine Amplitude geändert. Fig. 2 zeigt den Verlauf der elektrischen Feldstärke E in der Maskenebene und Fig. 3 den Verlauf der Intensität I (I ∼ E²) auf dem zu strukturierenden Substrat.
Die in Fig. 4 schematisch dargestellte Phasenmaske, bei der auf einem Maskenträger 1 eine strukturierte transparente Schicht 3 angeordnet ist, deren Struktur mit Licht der Wellenlänge λ₂ auf das Substrat übertragen wird, liefert in der Substratebene einen weniger verschliffenen Verlauf der Intensität I - wie aus Fig. 6 ersichtlich - als eine Amplitudenmaske. Durch die bei Durchgang des Lichtes durch die transparente Schicht 3 entstehende Phasenverzögerung kann die elektrische Feldstärke in der Maskenebene auch negative Werte - vgl. Fig. 5 - annehmen.
Beim Übertragen der Amplituden-/Phasenmaske mit einer Belichtungswellenlänge λ₃ müssen mindestens zwei Schichten aus verschiedenen Materialien, d. h. eine transparente Schicht 3 und eine absorptive Schicht 2, auf einem Maskenträger 1 - wie in Fig. 7 dargestellt - angeordnet sein. Durch die Phasenmaske wird die Lichtphase so beeinflußt, daß der in der Substratebene vorhandene Verlauf der Intensität I - vgl. Fig. 9 - die Übertragungsgüte verbessert. Die Amplitudenmaske moduliert die Intensität in der Substratebene entsprechend der Maskenstruktur. Fig. 8 zeigt den entsprechenden Verlauf der elektrischen Feldstärke E in der Maskenebene.
Ein Vorteil bei der Verwendung von mindestens zwei Wellenlängen λa und λt ist die große Flexibilität beim Belichtungsprozeß. Durch die zweite Wellenlänge kann die optimale Belichtungsintensität sehr flexibel eingestellt werden. Deshalb kann relativ einfach mit einem Bias gearbeitet werden, der über die Wellenlänge und die Intensität eingestellt wird. Außerdem ist in diesem Fall - wie in Fig. 10 dargestellt - notwendigerweise nur eine Schicht 4 auf dem Maskenträger 1 angeordnet, die für λa absorbierend, für λt transparent wirkt. Die entsprechenden Feldstärken- E und Intensitätsverläufe I in der Masken- und Substratebene sind in den Fig. 11 und 12 abgebildet. Die Belichtung mit λa und λt kann gleichzeitig (mit nur einer Lichtquelle) oder zu unterschiedlichen Zeitpunkten (Übertragungsparameter exakt bestimmbar) erfolgen.
Die Transmission T einer geeigneten Maskenschicht - hier SiOx - in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ ist für verschiedene Dicken in Fig. 13 dargestellt. Für kurze Wellenlängen erhält man eine hohe Absorption (Belichtungswellenlänge λa <Schwellwellenlänge λs), d. h. das Material ist in diesem Wellenlängenbereich geeignet für die Amplitudenmaske. Bei λt < λs ist dasselbe Material für eine Phasenmaske geeignet.
Fig. 14 zeigt einzelne Verfahrensschritte zur Herstellung einer 3D-Amplitudenmaske mittels Mehrfachmaskenprinzips. Das Profil der gewünschten Maskenstruktur wird mit Hilfe von L-Stufen angenähert. Es werden M computergenerierte elektronenstrahlgeschriebene binäre Masken 6 i (i = 1, . . ., M) benötigt, um LM Stufen zu erzeugen.
Folgende Zustände des Herstellungsprozesses sind dargestellt:
  • 1. Der Maskenträger 1 ist mit einer Photolackschicht 5 beschichtet.
  • 2. Die Struktur der ersten Maske 6₁ wird in die Photolackschicht 5 mittels UV- Belichtung übertragen und anschließend die Schicht 5 entwickelt. Es wird hierbei ein "Image-Reversal"-Prozeß benutzt.
  • 3. Die strukturierte Probe ist in einem anisotropen Beschichtungsprozeß - z. B. IBSD - mit einer absorptiven Schicht 2 bedeckt worden. Auswahlkriterium für das Material ist die Wellenlänge, bei der die semitransparente Amplitudenmaske benutzt werden soll.
  • 4. Die Photolackschicht ist in einem Lift-off-Prozeß, z. B. in einem Acetonbad, entfernt worden.
Die Prozeßschritte werden wiederholt bis
20. eine 32stufige Struktur vorliegt.

Claims (15)

1. Maske zur 3D-Strukturierung, bestehend aus einer Vielschichtstruktur, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske als dreidimensionale Amplituden- und/oder Phasenmaske ausgebildet und die Maskenstruktur durch Beeinflussung der Lichtamplitude und/oder der Phase in das zu strukturierende Substrat optisch übertragbar ist.
2. Maske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Maskenträger (1) mindestens eine dünne transparente Schicht (3) und/oder mindestens eine dünne absorptive Schicht (2) angeordnet und mindestens die oberste Schicht dreidimensional strukturiert ist.
3. Maske nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Maskenträger (1) eine transparente Schicht (3) und eine absorptive Schicht (2) angeordnet sind und die Maskenstruktur mit nur einer Belichtungswellenlänge durch Beeinflussung sowohl der Lichtamplitude in der absorptiven Schicht (2) als auch der Phase in der transparenten Schicht (3) in das zu strukturierende Substrat optisch übertragbar ist.
4. Maske nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Maskenträger (1) eine mikrostrukturierte Schicht (4) angeordnet ist und die Maskenstruktur mit mindestens zwei unterschiedlichen Belichtungswellenlängen (λa, λt) auf das zu strukturierende Substrat optisch übertragbar ist.
5. Maske nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Belichtungswellenlänge so groß ist, daß die Schicht für diese Wellenlänge absorptiv ist, und mindestens eine weitere Belichtungswellenlänge so groß ist, daß die Schicht für diese Wellenlänge transparent ist.
6. Maske nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Maskenträger mehrere absorptive und mehrere transparente Schichten angeordnet sind und die Maskenstruktur durch Beeinflussung sowohl der Lichtamplitude in den absorptiven Schichten als auch der Phase in den transparenten Schichten mit mehreren dem Material der Schichten entsprechenden Belichtungswellenlängen optisch übertragbar ist.
7. Maske nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Maskenträger (1) eine dreidimensional mikrostrukturierte absorptive Schicht (2) angeordnet und die Schichtfolge als Amplitudenmaske ausgebildet ist und daß die Struktur der Amplitudenmaske mit einer Belichtungswellenlänge (λs) in das zu strukturierende Substrat optisch übertragbar ist.
8. Maske nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Maskenträger (1) eine dreidimensional mikrostrukturierte transparente Schicht (3) angeordnet ist und daß die Struktur der Phasenmaske mit einer Belichtungswellenlänge (λ₂) auf das zu strukturierende Substrat optisch übertragbar ist.
9. Verfahren zur Herstellung von Masken zur 3D-Strukturierung gemäß Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Maskenträger (1) mindestens eine dünne absorptive Schicht (2) und/oder mindestens eine dünne transparente Schicht (3) aufgebracht werden bei gleichzeitiger Messung der Schichtparameter und mindestens die oberste Schicht dreidimensional strukturiert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der absorptiven und transparenten Schichten (2, 3) mittels Sputtern erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der absorptiven und transparenten Schichten (2, 3) mittels Aufdampfens erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Schichten während des Aufbringens gemessen und die Transmission mit Hilfe der Matrizenmethode exakt berechnet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Transmission der Schichten während des Aufbringens in situ gemessen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dreidimensionale Strukturierung mindestens der obersten Schicht mittels Mehrfachmaskenprinzips erfolgt, bei dem zunächst der Maskenträger (1) mit einem Photolack (5) beschichtet, die Struktur der ersten Maske (6 i) in diesen übertragen und entwickelt wird, anschließend auf die strukturierte Schichtfolge in einem anisotropen Beschichtungsprozeß eine absorptive (2) oder transparente Schicht (3) aufgebracht und der Photolack (5) in einem Lift-off-Prozeß entfernt wird und die genannten Verfahrensschritte wiederholt werden, bis die gewünschte Stufenzahl erreicht ist.
15. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dreidimensionale Strukturierung mindestens der obersten Schicht mittels Direktstrukturierungstechniken erfolgt.
DE19502624A 1995-01-19 1995-01-19 Maske zur 3D-Strukturierung und Verfahren zu ihrer Herstellung Withdrawn DE19502624A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19502624A DE19502624A1 (de) 1995-01-19 1995-01-19 Maske zur 3D-Strukturierung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19502624A DE19502624A1 (de) 1995-01-19 1995-01-19 Maske zur 3D-Strukturierung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19502624A1 true DE19502624A1 (de) 1996-07-25

Family

ID=7752502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19502624A Withdrawn DE19502624A1 (de) 1995-01-19 1995-01-19 Maske zur 3D-Strukturierung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19502624A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6071652A (en) * 1997-03-21 2000-06-06 Digital Optics Corporation Fabricating optical elements using a photoresist formed from contact printing of a gray level mask
US6420073B1 (en) 1997-03-21 2002-07-16 Digital Optics Corp. Fabricating optical elements using a photoresist formed from proximity printing of a gray level mask
DE10134692A1 (de) * 2001-07-05 2003-01-16 Micro Resist Technology Gmbh Herstellung und Anwendung von optischen Formkörpern mit nanostrukturierter Oberfläche
DE10141497B4 (de) * 2001-08-24 2008-06-12 Qimonda Ag Verfahren zum Herstellen einer Maskenanordnung

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6071652A (en) * 1997-03-21 2000-06-06 Digital Optics Corporation Fabricating optical elements using a photoresist formed from contact printing of a gray level mask
US6420073B1 (en) 1997-03-21 2002-07-16 Digital Optics Corp. Fabricating optical elements using a photoresist formed from proximity printing of a gray level mask
US6638667B2 (en) 1997-03-21 2003-10-28 Digital Optics Corp. Fabricating optical elements using a photoresist formed using of a gray level mask
DE10134692A1 (de) * 2001-07-05 2003-01-16 Micro Resist Technology Gmbh Herstellung und Anwendung von optischen Formkörpern mit nanostrukturierter Oberfläche
DE10141497B4 (de) * 2001-08-24 2008-06-12 Qimonda Ag Verfahren zum Herstellen einer Maskenanordnung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3751134T2 (de) Simultanes Ätzen von Mehrschicht- und Bildstrukturen.
DE3789881T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Photomasken und Photomaske.
DE69033996T2 (de) Maske, Verfahren zur Herstellung der Maske und Verfahren zur Musterherstellung mit einer Maske
DE10059268C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Koppelgitters für einen Wellenleiter
DE69127054T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Musters und Projektionsbelichtungsapparat
DE69032277T2 (de) Optisches Nahfeld-Verfahren für Mikrolithographie und Mikrolithographie-Vorrichtungen unter Verwendung desselben
DE69324636T2 (de) Lithographische Phasenverschiebungsmasken mit verschiedenen Schichtzusammensetzungen
DE69224119T2 (de) Herstellung einer Phasenverschiebungsphotomaske mit unterbrochenen Bereichen
DE69702641T2 (de) Belichtungssystem und belichtungsgerät für uv-lithographie
DE1597803A1 (de) Photomaske zum Belichten ausgewaehlter Teile einer lichtempfindlichen Schicht
DE4448052B4 (de) Maske und Verfahren zu deren Herstellung
DE69131173T2 (de) Optische Phasenmaske und Verfahren zur Herstellung
DE2057929B2 (de) Transparente Fotomaske
DE10223113A1 (de) Photolithographische Maske und Verfahren zu deren Herstellung
DE69622438T2 (de) Phasenverschiebungsmaske und Verfahren zur Herstellung einer solchen Maske
DE4413821A1 (de) Phasenschiebemaske und Verfahren zu deren Herstellung
DE19957542C2 (de) Alternierende Phasenmaske
DE60019917T2 (de) Halbtonphasenschiebermaske und maskenrohling
DE3783239T2 (de) Roentgenstrahlmaske.
DE10144646A1 (de) Phasenverschiebungsmaskenrohling, Photomaskenrohling, und Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Rohlingen
DE69221350T2 (de) Herstellung von submikrometrischen Anordnungen
DE19958201A1 (de) Lithographieverfahren und Maske zu dessen Durchführung
EP0000170A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von Entwicklungs-oder Ätzprozessen
DE2835363A1 (de) Verfahren zum uebertragen von strukturen fuer halbleiterschaltungen
DE102004031079B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Reflexionsmaske

Legal Events

Date Code Title Description
8122 Nonbinding interest in granting licences declared
8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANGEWAND

8130 Withdrawal