Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Hartmaske für photolithographische
Prozesse. Hartmasken werden heute bei zahlreichen Prozessen
der Massenfertigung benötigt. Überall dort, wo sehr feine
Strukturen auf einen Träger aufgebracht werden müssen,
scheiden Druckverfahren aus. Als Alternative bleibt nur
ein photolithographischer Prozeß. Bei Flüssigkristallanzeigen
(LCD) zum Beispiel müssen das Elektrodenmuster und die Zu
leitungen in einem Atzprozeß erzeugt werden. Hierzu werden
die Glasplatten, welche eine dünne Leitschicht tragen, mit
einem Photoresist beschichtet. Nach dem Trocknen wird das
beschichtete Glas mit Hilfe einer Maske, welche das gewünsch
te Elektrodenmuster aufweist, belichtet, entwickelt und ge
ätzt. Für den beschriebenen Belichtungsprozeß kommt bei
Stückzahlen von mehr als 100 im allgemeinen eine Hartmaske
zur Anwendung, welche in den Strahlengang einer Belichtungs
einrichtung mit parallelem Licht eingeschoben wird. Weich
masken - das sind Masken aus herkömmlichen Photoemulsionen
auf Kunststoff- oder Glasträger - werden durch Auswechseln
der zu belichtenden Substrate sehr rasch verkratzt, was zu
Ausbeuteeinschränkungen führt. Sie können aus Kostengründen
auch nicht ständig ausgewechselt werden, so daß man Hart
masken benutzt, die nicht verkratzt werden können. Derartige
Hartmasken bestehen heute aus einer Glasplatte, auf die eine
optisch dichte Metallschicht aufgedampft wird. Danach wird
in einem photolithographischen Prozeß das gewünschte Muster
einbelichtet und herausgeätzt. Dieses Verfahren stellt hohe
Ansprüche an die Qualität der aufgedampften Schicht und die
korrekte Durchführung des Ätzvorganges und ist daher sehr
teuer. Da es sich darüber hinaus bei der Metallschicht um
eine Oberflächenschicht handelt, ist auch hier die Gefahr
von Beschädigungen der Schicht nicht auszuschließen.The invention relates to a hard mask for photolithographic
Processes. Hard masks are used in numerous processes today
mass production needed. Wherever very fine
Structures have to be applied to a carrier,
Eliminate printing processes. The only alternative is
a photolithographic process. For liquid crystal displays
(LCD) for example, the electrode pattern and the to
lines are generated in an etching process. To do this
the glass plates, which carry a thin conductive layer, with
coated with a photoresist. After drying it will
coated glass with the help of a mask, which the desired
has, exposed, developed and ge
etches. For the described exposure process comes with
Quantities greater than 100 are generally a hard mask
to be used in the beam path of an exposure
device is inserted with parallel light. Soft
masks - these are masks made from conventional photoemulsions
on plastic or glass supports - are replaced
the substrates to be exposed scratched very quickly, which too
Yield restrictions leads. You can for cost reasons
also not to be replaced constantly, so that one hard
masks are used that cannot be scratched. Such
Today, hard masks consist of a glass plate on which one
optically dense metal layer is evaporated. After that
the desired pattern in a photolithographic process
exposed and etched out. This procedure represents high
Demands on the quality of the vapor-deposited layer and the
correct execution of the etching process and is therefore very
expensive. Since it is also the metal layer
a surface layer is the danger here too
cannot be excluded from damage to the layer.
Hartmasken können außer bei den genannten Flüssigkristall
anzeigen auch beispielsweise bei der Herstellung von Form
ätzteilen sowie bei Prozessen der Halbleiterherstellung und
auf anderen Gebieten verwendet werden.Hard masks can be used except for the liquid crystal mentioned
also display, for example, in the manufacture of mold
etched parts as well as in processes of semiconductor production and
be used in other fields.
Aus der DE-PS 29 14 682 ist ein Verfahren zur Herstellung
einer als Lichtblende wirkenden Glasplatte bekannt, bei dem
eine aus einem lichtempfindlichen Glas hergestellte, dünne
Platte mit einer Maske bedeckt wird, die durch schmale, äqui
distante Streifen unterbrochen ist, die von der Maske bedeckte
Glasplatte mit im wesentlichen Parallelen UV-Licht bestrahlt
wird und die Glasplatte danach einer Wärmebehandlung derart
unterworfen wird, daß die belichteten Streifen lichtundurch
lässig werden. Dabei kann das UV-Licht, je nach dem Effekt,
den man haben möchte, entweder senkrecht zur Plattenober
fläche oder schräg zu dieser einstrahlen. Es bilden sich nach
einer anschließenden Wärmebehandlung in dem Glas äquidistante
schwarze Streifen, die entsprechend dem gewählten Lichtein
fall verlaufen und dazu dienen sollen, eingestrahltes Licht
in einer bestimmten Richtung durchzulassen und in einer an
deren Richung voll zu absorbieren.From DE-PS 29 14 682 is a method for manufacturing
a glass plate acting as a light shield known in which
a thin one made of a photosensitive glass
Plate is covered with a mask, which by narrow, equi
distant streak is interrupted, which is covered by the mask
Glass plate irradiated with essentially parallel UV light
and the glass plate after a heat treatment such
is subjected to that the exposed strips opaque
become casual. Depending on the effect, the UV light can
you want to have, either perpendicular to the top of the plate
radiate surface or at an angle to it. They reproduce
a subsequent heat treatment in the glass equidistant
black stripes corresponding to the chosen light
fall and should serve to irradiate light
to pass in a certain direction and in one
to fully absorb their direction.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Verwendung eines derartigen photo
sensitiven Glases zur Herstellung von Hartmasken für photo
lithographische Verfahren hat gegenüber den bisher verwen
deten Hartmasken den Vorteil, daß sie zum einen schnell und
mit einfachen Arbeitsgängen herzustellen sind und die Kosten
daher nur etwa ein Viertel der herkömmlichen Technik der
Hartmaskenherstellung betragen, und daß zum anderen derartige
Hartmasken vollkommen kratzfest sind und eine hohe Temperatur
festigkeit aufweisen. Schließlich bietet sie überraschender
weise die Möglichkeit, auch feinste Strukturen im µm-Bereich
in das Glas einzubelichten und daher diese Hartmasken auch
zur Herstellung entsprechend feiner Strukturen verwenden zu
können.The inventive use of such a photo
sensitive glass for the production of hard masks for photo
lithographic process has been used to date
hard masks have the advantage that they are fast and
are simple to manufacture and the costs
therefore only about a quarter of the conventional technology of
Hard mask manufacture amount, and that such
Hard masks are completely scratch resistant and have a high temperature
have strength. After all, it offers more surprising
the possibility of even the finest structures in the µm range
in the glass and therefore these hard masks too
use to produce correspondingly fine structures
can.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei
zeigt Fig. 1 die Herstellung einer Hartmaske und Fig. 2
die Hartmaske als Ergebnis des Herstellungsvorganges.An embodiment is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Here, FIG 1. 2 shows the preparation of a hard mask, and Fig., The hard mask as a result of the manufacturing process.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Zur Herstellung der Hartmaske wird gemäß Fig. 1 eine Platte
aus photosensitivem Glas 1 von etwa 1 mm Dicke mit einer
Maske 2 abgedeckt, die die gewünschte Struktur aufweist.
Dann wird die Glasplatte von der Maskenseite her mit
parallelem UV-Licht eines Quecksilber-Hochdruckbrenners
ca. 2 Stunden lang bestrahlt. Die Strahlen sind durch die
Pfeile 3 angedeutet. Nach dem Entfernen der Maske 2 wird
die Glasplatte 1 sodann einer etwa einstündigen Wärmebe
handlung bei etwa 600°C unterworfen, wobei sich die be
lichteten Stellen 4 durch die gesamte Plattendicke hindurch
dunkel färben und undurchsichtig werden, während die unbe
lichteten Stellen 5 farblos und durchsichtig bleiben. Nach
dem Abkühlen der Glasplatte liegt nunmehr die fertige Hart
maske vor, die kratzfest, hochtemperaturfest und unempfind
lich ist, so daß sie beliebig oft zur Herstellung entspre
chender Ätzmuster verwendet werden kann. Als photosensitives
Glas kann beispielsweise eines verwendet werden, das unter
dem Handelsnamen "Foturan" von der Fa. Schott im Handel ist.To manufacture the hard mask, a plate made of photosensitive glass 1 of about 1 mm thick is covered with a mask 2 according to FIG. 1, which has the desired structure. Then the glass plate is irradiated from the mask side with parallel UV light from a high-pressure mercury burner for about 2 hours. The rays are indicated by the arrows 3 . After removing the mask 2 , the glass plate 1 is then subjected to an approximately one-hour heat treatment at approximately 600 ° C., the exposed areas 4 becoming dark and opaque throughout the entire thickness of the plate, while the unexposed areas 5 are colorless and transparent stay. After cooling the glass plate, there is now the finished hard mask, which is scratch-resistant, high-temperature resistant and insensitive, so that it can be used as often as required for the production of corresponding etching patterns. For example, one can be used as the photosensitive glass, which is available under the trade name "Foturan" from Schott.