DE3853204T2

DE3853204T2 - Träger für Röntgenmaske, Röntgenmaske und Röntgenbelichtungsverfahren mit dieser Maske.

Info

Publication number: DE3853204T2
Application number: DE3853204T
Authority: DE
Inventors: Yasuaki Fukuda; Shigetaro Ogura; Yutaka Watanabe
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1995-07-13
Anticipated expiration: 2008-12-30
Also published as: EP0323263B1; EP0323263A3; DE3853204D1; US5012500A; EP0323263A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Röntgenmaske zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen, wie beispielsweise ICs und ULSIs. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine Röntgenmaske, die fuhr eine Belichtungsvorrichtung zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen geeignet ist, bei der weiche Röntgenstrahlen mit Wellen längen von etwa 2 Å bis etwa 150 Å Verwendung finden.
In neuerer Zeit sind als Belichtungsvorrichtungen zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen, wie beispielsweise ICs und ULSIs, viele Arten von Belichtungsvorrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen weiche Röntgenstrahlen Verwendung finden und mit denen Drucke mit höherer Auflö sung erhalten werden können, da die Halbleitervorrichtungen stärker integriert wurden.
Normalerweise umfaßt die bei einer derartigen Vorrichtung für weiche Röntgenstrahlen verwendete Röntgenmaske einen Trägerrahmen, der die Form eines Ringes besitzt, und ein Filmelement, das über die Öffnung des Ringes gespannt ist und röntgenstrahlendurchlässige sowie röntgenstrahlenundurchlässige Abschnitte aufweist.
Die undurchlässigen Abschnitte bestehen aus einem gegenüber Röntgenstrahlen undurchlässigen Material (einschließlich eines Absorbers) mit einem geometrischen Muster und sind auf einer Trägermembran (Maskenmembran) vorgesehen, die ein Substrat im Filmelement bildet. Das Röntgenstrahlen undurchlässige Material ist mit Submikron- Größe auf einer Mikroplättchenoberfläche vorgesehen. Die durchlässigen Abschnitte werden durch die Maskenträgermembran selbst gebildet, die dem Teil entspricht, auf dem das Lichtabschirmmaterial nicht vorgesehen ist.
Bei einer derartigen Belichtungsvorrichtung, bei der weiche Röntgenstrahlen Verwendung finden, werden in vielen Fällen der Raum, in dem die Röntgenmaske angeordnet ist, und der obere Raum auf der resistbeschichteten Seite auf einem Mikroplättchen einer unter reduziertem Druck stehenden Atmosphäre oder einer unter niedrigem Druck stehenden Heliumatmosphäre ausgesetzt, um Absorptionsverluste an Energie des von einer Quelle für weiche Röntgenstrahlen zur Belichtung abgestrahlten Lichtes zu verhindern.
Wenn unter derartigen Bedingungen eine Belichtung mit Hilfe von weichen Röntgenstrahlen durchgeführt wird, die Wellenlängen von beispielsweise etwa 2 bis 150 Å aufweisen, absorbieren die Röntgenmaskenträgermembran, ein Maskenabsorber und atmosphärische Gasatome die weichen Röntgenstrahlen und emittieren Fotoelektronen durch den fotoelektrischen Effekt. Insbesondere wenn die Trägermembran eine dünne Isolatormembran umfaßt, bewirkt eine derartige Belichtung nicht nur eine elektrostatische Aufladung durch die Emission von Fotoelektronen von den Bildungsatomen der Trägermembran, sondern auch eine elektrostatische Aufladung durch die Emission von Fotoelektronen vom Absorber, der eine große Zahl von Elektronen besitzt, was dazu führt, daß die Trägermernbran ein hohes positives Potential aufweist.
Normalerweise ist der Abstand zwischen der Trägermembran und der Resistoberfläche auf dem Mikroplättchen so gering, daß der durch das divergierende Licht von der Lichtquelle hervorgerufene Auslauffehler vernachlässigt werden kann. Der Abstand wird beispielsweise in einen Bereich von 10 um bis 100 um eingestellt. Aus diesem Grunde können die elektrisch aufgeladene Trägermembran und das Mikroplättchen auf elektrostatische Weise einander anziehen, was zu einer Verformung der Trägermembran führt, so daß es manchmal passiert, daß die Genauigkeit des belichteten Musters durch eine Durchbiegung der Trägermembran verringert wird oder daß die Trägermembran mit dem Mikroplättchen in Kontakt tritt, wenn die Anziehungskraft besonders groß ist.
Bei einer Belichtungsvorrichtung, mit der man eine hohe Auflösung erzielen will, so daß die zu übertragende Mustergröße 0,5 um oder weniger beträgt, ist die Trägermembran üblicherweise so ausgebildet, daß sie eine Dicke von etwa 2 um aufweisen kann und ein anorganisches Material (insbesondere Keramik) mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizient und einem großen Elastizitätsmodul besitzt, so daß eine Fehlausrichtung infolge der Wärmeausdehnung oder der Verformung von Absorbern durch Restspannungen unterdrückt werden kann.
Normalerweise sind viele Materialien für diesen Zweck spröde und hart. Es passiert daher manchmal, daß die Trägermembran durch übermäßige Verformung oder Aufbringung eines ungleichmäßigen Drucks leicht bricht.
Um dieses Problem zu lösen, hat man beispielsweise ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein Metall, das ein geringes Absorptionsvermögen in bezug auf Röntgenstrahlen besitzt, wie beispielsweise Aluminium, mit einer Dicke von etwa einigen 100 Å auf der Oberfläche abgeschieden wird. Mit diesem Verfahren kann man eine gute elektrische Leitfähigkeit und ein gutes Übertragungsvermögen von weichen Röntgenstrahlen erreichen. Hiermit sind jedoch dahingehend Probleme verbunden, daß das durchgelassene sichtbare Licht oder Infrarotlicht, um eine Ausrichtung zwischen der Maske und dem Mikroplättchen herzustellen, so extrem gering ist, daß die Genauigkeit der Ausrichtung extrem verringert werden kann.
In Patent Abstracts of Japan, Band 6, Nr. 185 (E-132) (1063), veröffentlicht September 21, 1982 und der entsprechenden japanischen Patentanmeldung JP-A-5799742 (Fujitsu K.K.), veröffentlicht am 21. Juli 1982, ist ein Röntgenmaskenträgerelement beschrieben, das einen Stapel von röntgenstrahlendurchlässigen Membranen aufweist, die mit einer Vielzahl von Schichten laminiert sind. Diese Vielzahl von Schichten umfaßt zwei Aluminiumschichten, zwischen denen eine Schicht aus SiO&sub2; sandwichartig angeordnet ist. Die Aluminiumschichten bestehen aus dem gleichen Material wie die Röntgenstrahlenquelle und reduzieren somit die Absorption der Röntgenstrahlen durch das Maskenträgerelement, während die mechanische Festigkeit der Maske erhöht wird.
Patent Abstracts of Japan, Band 11, Nr. 92 (P-559) (2540), veröffentlicht am 24. März 1987, und die entsprechende japanische Patentanmeldung JP-A-61245161 (Fujitsu K.K.), veröffentlicht am 31. Oktober 1986, beschreiben eine Röntgenmaske, bei der ein leitender Aluminiumfilm auf dem Maskensubstrat abgeschieden ist.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Röntgenmaskenträgerelement, eine Röntgenmaske und ein Röntgenstrahlenbelichtungsverfahren unter Verwendung der Röntgenmaske zur Verfügung zu stellen, mit denen auf wirksame Weise das Phänomen der elektrostatischen Anziehung oder des Kontaktes der Röntgenmasken vermieden werden kann, indem eine Röntgenmaskenträgermembran auf geeignete Weise in einer Belichtungsvorrichtung, bei der weiche Röntgenstrahlen Verwendung finden, angeordnet wird, wobei gleichzeitig eine Reflexion des zur Ausrichtung verwendeten sichtbaren Lichtes oder Infrarotlichtes verhindert werden kann, um beispielsweise einen Reflexionsgrad von 20 % oder weniger zu erhalten, um zu verhindern, daß das von einer Maske und das von einem Mikroplättchen reflektierte Licht bei der Ausrichtung vermischt wird, so daß auf diese Weise eine Ausrichtung mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.
Das vorstehend genannte Ziel kann durch die nachfolgend beschriebene Erfindung erreicht werden.
Erfindungsgemäß wird ein Röntgenmaskenträgerelement mit einem Trägerrahmen und einer daran gehaltenen Trägermembran vorgesehen, wobei die Trägermembran röntgenstrahlendurchlässige Membranen, die in einer Vielzahl von Schichten laminiert sind, umfaßt. Das Röntgenmaskenträgerelement ist dadurch gekennzeichnet, daß die Trägermembran mindestens eine Schicht einer durchlässigen Membran T mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von 1 x 10&supmin;&sup4;Ω cm oder weniger zwischen der Vielzahl der Schichten umfaßt und hält.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Röntgenmaskenelement vorgesehen, das einen Trägerrahmen, eine daran gehaltene Trägermembran, die in einer Vielzahl von Schichten laminierte röntgenstrahlendurchlässige Membranen aufweist, und einen Röntgenstrahlenabsorber umfaßt, der in der Form eines Musters auf der Oberfläche der Trägermembran vorgesehen ist, wobei die Trägermembran mindestens eine Schicht einer durchlässigen Membran T mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von 1 x 10&supmin;&sup4;Ω cm oder weniger zwischen der Vielzahl der Schichten umfaßt und hält.
Die vorliegende Erfindung sieht des weiteren ein Röntgenbelichtungsverfahren mit den folgenden Schritten vor:
Anordnen eines Röntgenmaskenelementes in bezug auf ein Mikroplättchen mit einem gegenüber Röntgenstrahlen empfindlichen Element und Bestrahlen des Mikroplättchens durch die Röntgenmaske mit Röntgenstrahlen, wobei das Röntgenmaskenelement umfaßt
i) einen Trägerrahmen,
ii) eine daran gehaltene Trägermembran, die röntgenstrahlendurchlässige Membranen aufweist, die in einer Vielzahl von Schichten laminiert sind;
dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die Schritte des Formens der Vielzahl der Schichten derart, daß dazwischen mindestens eine Schicht einer durchlässigen Membran T mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von 1 x 10&supmin;&sup4;Ω cm oder weniger gehalten wird, und des Formens eines Röntgenstrahlenabsorbers, der in Musterform auf der Oberfläche der Trägermembran vorgesehen wird, umfaßt, um die Röntgenmaske mit dem Mikroplättchen auszurichten.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sieht die vorliegende Erfindung ein Röntgenbelichtungsverfahren mit den tolgenden Schritten vor:
Anordnen eines Röntgenmaskenelementes in bezug auf ein Mikroplättchen mit einem gegenüber Röntgenstrahlen empfindlichen Element daran, das umfaßt
i) einen Trägerrahmen,
ii) eine Trägermembran, die über den Trägerrahmen gespannt ist und röntgenstrahlendurchlässige Membranen aufweist, die in einer Vielzahl von Schichten so laminiert sind, daß sie mindestens eine Schicht einer durchlässigen Membran T mit einem spezifischen elektrischen Widerstandvon 1 x 10&supmin;&sup4; Ω cm oder weniger dazwischen halten, und
iii) einen Röntgenstrahlenabsorber, der in einer Musterform auf der Oberfläche der Trägermembran vorgesehen ist, um eine Ausrichtung der Röntgenmaske mit dem Mikroplättchen herzustellen;
Bestrahlen des Mikroplättchens durch die Röntgenmaske mit Röntgenstrahlen; und
Eliminieren von elektrischen Ladungen der Röntgenmaske.
Von der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Röntgenmaske;
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform zur Herstellung der Röntgenmaskenträgermembran gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Figur 3 eine schematische Schnittdarstellung zur Erläuterung des Röntgenbelichtungsverfahrens der vorliegenden Erfindung.
Figur 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Röntgenmaske der vorliegenden Erfindung. In Figur 1 ist mit 10 eine Trägermembran bezeichnet, die aus einer Vielzahl von durchlässigen Schichten 1, 2 und 3 besteht, welche eine vorgegebene Durchlässigkeit gegenüber weichen Röntgenstrahlen besitzen. Mit 4 ist ein Trägerrahmen bezeichnet, der die Form eines Ringes besitzt, während mit 5 eine undurchlässige Schicht bezeichnet ist, die einen Absorber für die weichen Röntgenstrahlen aufweist und in der Form eines Musters geometrisch auf der Trägermembran 10 dargestellt ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform befindet sich unter den durchlässigen Schichten, die als Mehrschichtlaminat ausgebildet sind und die Trägermembran 10 bilden, mindestens eine durchlässige Membran T. Beispielsweise besteht die durchlässige Schicht 2 in Figur 1 aus einem Material, das einen spezifischen elektrischen Widerstand von 1 x 10&supmin;&sup4; Ω cm oder weniger besitzt.
Die Dicke d&sub2; der durchlässigen Schicht 2 ist so eingestellt, daß sie nicht geringer ist als 5 nm und nicht größer ist als 50 nm. Wenn die Dicke der durchlässigen Schicht 2 größer ist als 50 nm, kann dies zu einer übermäßig starken Absorption von weichen Röntgenstrahlen in der durchlässigen Schicht 2 führen. Wenn die Dicke geringer ist als 5 nm, kann dies dazu führen, daß der Effekt des Verhinderns der elektrostatischen Aufladung der Trägermembran reduziert wird. Diese Phänomene sind nicht erwünscht.
Je höher die Röntgenstrahlendurchlässigkeit der Trägermembran 10 ist, desto besser ist das Verhalten der Membran als Röntgenmembran. Zu diesem Zweck kann sie vorzugsweise so dünn wie möglich ausgebildet sein, wenn die gleiche Art von Material verwendet wird. Es ist jedoch auch erforderlich, ihre mechanische Festigkeit bis zu einem gewissen Grad sicherzustellen, so daß sie deswegen eine vorgegebene Dicke aufweisen muß.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird daher die Gesamtdicke der Trägermembran 10 so eingestellt, daß sie nicht dünner ist als 1 um und nicht dicker als 15 um, wenn die Trägermembran 10 eine Membran aus organischem Material als eine der durchlässigen Schichten umfaßt, da diese eine geringere Absorption in bezug auf die weichen Röntgenstrahlen pro Dickeneinheit aufweist. Die Dicke wird auf nicht weniger als 0,5 um und nicht mehr als 5 um eingestellt, wenn sie als eine der durchlässigen Schichten eine Membran aus anorganischem Material umfaßt, die in erster Linie aus Lichtelementen besteht.
Wenn man eine Ausrichtung mit einem Mikroplättchen der Trägermembran 10 durchführt, die den Mehrschichtlaminataufbau besitzt, wird die Trägermembran so eingestellt, daß das von einer Maske reflektierte Licht und das von einem Mikroplättchen reflektierte Licht an einer Vermischung gehindert werden können. Auf diese Weise kann Mikroplättchensignallicht wirksam erhalten werden. Genauer gesagt, das Material und die Dicke für die oberste durchlässige Schicht 3 werden so eingestellt, daß das Reflexionsvermögen in bezug auf das zur Durchführung der Ausrichtung eingesetzte Licht, sichtbares Licht oder Infrarotlicht, so niedrig wird, daß beispielsweise ein Reflexionsvermögen von 20 % oder weniger erhalten wird. Auch die durchlässige Membran T wird so vorgesehen, daß es sich hierbei um die zweite oder weitere Schicht von der Oberfläche von einer Seite der durchlässigen Membran des Mehrschichtlaminataufbaues aus handelt, um den elektrostatischen Aufladungseffekt zu schwächen, der durch die Emission von Fotoelektroden der weichen Röntgenstrahlen erzeugt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform besitzt die durchlässige Membran einen spezifischen elektrischen Widerstand von 1 x 10&supmin;&sup4; Ω cm oder weniger. Sie besteht aus einem Material, das aus aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Übergangselementen einschließlich Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Molybdän, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Silber, Cadmium, Wolfram, Osmium, Iridium, Platin und Gold, Indium, Beryllium und Aluminium besteht.
Neben diesen Materialien sind als Materialien für die durchlässigen Schichten, die den Mehrschichtlaminataufbau bilden, organische Materialien geeignet, wie beispielsweise Polyimid, Polyamid, Polyethylenterephthalat und Poly-p-Xylylen, sowie anorganische Materialien, die in erster Linie aus Lichtelementen bestehen, wie beispielsweise Siliciumkarbid, Siliciumnitrid, Aluminiumnitrid, Siliciumdioxid und Bornitrid.
Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform wird die Trägermembran des Mehrschichtlaminataufbaues durch drei Schichten gebildet. Das Mehrschichtlaminat kann jedoch auch aus mehr als drei Schichten aufgebaut sein.
Figur 2 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung der Röntgenmaskenträgermembran gemäß der vorliegenden Erfindung. In Figur 2 ist mit 6 eine Plasma-CVD (chemische Bedampfungs)-kammer und mit 7 eine Magnetronsputterkammer bezeichnet, die so ausgebildet sind, daß ein dazwischen angeordnetes Ventil 8 geöffnet oder geschlossen wird, um auf diese Weise eine kontinuierliche Ausbildung von Membranen zu ermöglichen, die wiederholt werden kann, ohne das für die Herstellung der Membranen verwendetes Substrat 20 der Atmosphäre auszusetzen.
Das Substrat 20 besteht beispielsweise aus einem Siliciumsubstrat mit einer Dicke von 2 mm, das so poliert ist, daß es eine Oberflächenrauhigkeit von 0,01 um rms besitzt. Das Substrat wird auf einem Probenhalter angeordnet, der in der Plasma-CVD-Kammer angeordnet ist und bis auf 800º C erhitzt werden kann.
Auf dem vorstehend im Detail beschriebenen Röntgenmaskenträgerelement (oder Maskenrohling) kann ein Röntgenstrahlenabsorptionsmuster gemäß den nachfolgenden Schritten hergestellt werden, um eine Röntgenmaske zu fertigen.
Bei der vorliegenden Erfindung können beliebige Röntgenstrahlenabsorber Verwendung finden, die in herkömmlichen Röntgenmasken eingesetzt werden, wie beispielsweise Dünnfilme (mit einer Dicke von beispielsweise etwa 0,5 bis 1 um) aus Materialien, die normalerweise eine hohe Dichte besitzen, wie beispielsweise Gold, Platin, Wolfram, Tantal, Kupfer, Nickel. Ein diese Materialen enthaltendes Material kann bei der vorliegenden Erfindung als Röntgenstrahlenabsorber Verwendung finden, der auf der vorstehend beschriebenen Trägermembran ausgebildet wird, ohne daß spezielle Beschränkungen vorhanden sind.
Ein derartiger Röntgenstrahlenabsorber wird wie folgt hergestellt: (i) Vorsehen einer Plattierungselektrodenschicht auf der vorstehend beschriebenen Trägermembran und Ausbilden eines Musters aus einem Einschicht- oder Mehrschichtresist durch Elektronenstrahlzeichnen und (ii) Elektroplattieren von beispielsweise Gold, um ein Goldmuster auszubilden, das als Röntgenstrahlenabsorber dient. Alternativ dazu wird ein Film aus W oder Ta auf der Trägermembran ausgebildet, und ein Einschicht- oder Mehrschichtresist wird durch Elektronenstrahlzeichen darauf erzeugt, wonach die W- oder Ta-Schicht plasmageätzt wird. Auf diese Weise kann der Röntgenstrahlenabsorber hergestellt werden. Insbesondere wenn eine anorganische Membran auf einem Siliciumsubstrat geformt wird, kann der Röntgenstrahlenabsorber geformt werden, bevor ein Siliciummikroplättchen auf der Rückseite geätzt wird.
Figur 3 zeigt schematisch die Art und Weise der Durchführung einer Röntgenstrahlennahbelichtung durch Verwendung einer Maske, die eine Membran 20 umfaßt, auf der ein Absorber 22 ausgebildet worden ist.
Die Maske wird über einen Rahmen 21 durch ein Spannfutter o.ä. an einem Maskentisch 41 fixiert. Ein mit einem Röntgenstrahlenresist beschichtetes Siliciumplättchen 43 wird durch Anziehung mittels Unterdruck o.ä. an einem Mikroplättchenfutter 42 fixiert.
Zu diesem Zeitpunkt wird ein Spalt g, der als Abstandsspalt bezeichnet wird, zwischen der Maskenmembran und der Oberfläche des Mikroplättchenresistes vorgesehen, so daß verhindert werden kann, daß die Maske mit dem Mikroplättchen in Kontakt tritt und hierdurch bricht. Der Spalt g liegt üblicherweise in einem Bereich zwischen 5 um und 100 um.
Unter Verwendung der auf diese Weise ausgebildeten Vorrichtung wird eine Röntgenstrahlenbelichtung durchgeführt. Zuerst werden eine Ausrichtungsmarke auf der Maske und eine Ausrichtungsmarke auf dem Mikroplättchen mit Ausrichtungslicht 24, bei dem es sich um sichtbares Licht oder Infrarotlicht handelt, in Übereinstimmung gebracht, um eine Ausrichtung durchzuführen, so daß die Maske und das Mikroplättchen in eine vorgegebene Lage zueinander gebracht werden können. Nach Beendigung der Ausrichtung werden zur Belichtung dienende Röntgenstrahlen 23 über eine erforderliche Zeitdauer durch eine separat vorgesehene Blende abgestrahlt.
Üblicherweise ist die Belichtungszone auf der Röntgenmaske kleiner als das Mikroplättchen. Es ist daher üblich, die gesamte Mikroplättchenoberfläche auf fortgesetzte Weise zu belichten, während die Ausrichtung/Röntgenstrahlenbelichtung/Tischbewegung wiederholt wird.
Um eine Ansammlung von elektrostatischen Ladungen auf der Trägermembran 10 und der Oberfläche des Mikroplättchens 43 mit dem gegenüber Röntgenstrahlen empfindlichen Element darauf bei der Bestrahlung mit Röntgenstrahlen zu verhindern, werden folgende Maßnahmen ergriffen:
1) Die Trägermembran 10 und das Mikroplättchen werden geerdet;
2) die Trägermembran 10 wird elektrisch an das Mikroplättchen 43 angeschlossen; oder
3) eine Spannung wird sowohl an die Trägermembran 10 als auch an das Mikroplättchen 43 gelegt, um die Potentialdifferenz zwischen der Trägermembran 10 und dem Mikroplättchen 43 zu eliminieren. Ein derartiger Eliminationsvorgang sollte zumindest während der Bestrahlung mit Röntgenstrahlen durchgeführt werden.
Wie vorstehend erläutert, kann die Trägermembran auf wirksame Weise gegenüber einer elektrostatischen Aufladung durch die Röntgenstrahlenbelichtung geschützt werden, indem das Material mit einem vorgegebenen spezifischen elektrischen Widerstand in mindestens einer durchlässigen Membran der Röntgenmaskenträgermembran verwendet wird, die den Mehrschichtlaminataufbau aufweist und eine Vielzahl von durchlässigen Schichten besitzt. Ferner kann dies dadurch erreicht werden, daß eine solche vorgegebene Membrandicke eingestellt wird, daß eine Reflexion verhindert wird, um Verformungen o.ä. zu verhindern. Eine solche Verformung kann durch elektrostatische Anziehung erzeugt werden, die mit der elektrostatischen Aufladung einhergeht. Es ist somit möglich, ein Muster mit einer hohen Genauigkeit zu übertragen.
Darüber hinaus wird es durch die Einstellung der Trägermembran, so daß diese als reflexionsverhindernde Membran gegenüber Licht mit einer Wellenlänge für Ausrichtungszwecke dienen kann, möglich, das überflüssige Licht zu reduzieren, das von der Oberfläche der Trägermembran bei der Durchführung der Ausrichtung reflektiert wird, die Durchlässigkeit zu verbessern und auf rasche Weise eine Ausrichtung mit hoher Genauigkeit zu erzielen.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Detail beschrieben.

Beispiel 1

Im vorliegenden Beispiel wurde unter Bezugnahme auf Figur 2 zuerst der Unterdruck auf 2 x 10&supmin;&sup6; Torr reduziert. Danach wurden 5 sccm Silangas, das mit Wasserstoff auf 10 % verdünnt war, und 20 sccm Methangas aus Öffnungen zugeführt, die in einer unteren Elektrode 11 vorgesehen waren. Das Substrat 20 wurde auf eine Temperatur von 200ºC erhitzt, und 8 W eines hochfrequenten Stromes wurden unter einem Druck von 7, 5 x 10&supmin;³ Torr angelegt, um eine Siliciumcarbid (Si)-Schicht mit einer Schichtdicke von 2,0 um auszubilden, die der durchlässigen Schicht 1 in Figur 1 entspricht.
Die Schichtdicke wurde durch Messen des Reflexionsvermögens mit Hilfe eines Helium-Neon-Lasers 12, eines Spiegels 13 und eines Detektors 14 überwacht. Der Spiegel 13 und der Detektor 14 waren durch ein Schutzelement 15 geschützt.
Danach wurde der Unterdruck auf 2 x 10&supmin;&sup6; Torr vergrößert, so daß er im wesentlichen der Magnetronsputterkammer 7 entsprach. Hiernach wurde das Ventil 8 geöffnet, und das Substrat 20, auf dem sich die SiC-Schicht mit einer Schichtdicke von 2,0 um gebildet hatte, wurde auf dem Probenhalter 16 angeordnet. Dann wurden 100 W eines hochfrequenten Stromes unter einem Argongasdruck von 5 x 10&supmin;³ Torr angelegt, und es wurde eine Blende 18, die über einem Sputtertarget aus Osmium (Os) vorgesehen war, geöffnet und geschlossen, um eine Osmium (Os)-Schicht mit einer Dicke von 8 mm auszubilden, die der durchlässigen Schicht 2 in Figur 2 entsprach.
Zu diesem Zeitpunkt wurde das Substrat 20 nicht erhitzt, und die Schichtdicke wurde mit einem kalibrierten Quarzüberzugsdickentester 19 gemessen.
Weiter danach wurde das Substrat, auf dem sich die vorstehend beschriebenen Schichten gebildet hatten, in die Plasma-CVD-Kammer 6 zurückgebracht, und es wurde eine SiC- Schicht mit einer Dicke von 70 nm, die der durchlässigen Schicht 3 in Figur 1 entsprach, unter den gleichen Bedingungen wie vorstehend beschrieben hergestellt.
Dann wurde das Substrat 20 gut gekühlt, wonach das Siliciumsubstrat 20 mit einer Größe von 25 mm² auf dem mittleren Teil seiner Rückfläche einer Ätzung unterzogen wurde. Auf diese Weise wurde eine Röntgenmaskenträgermembran 10 hergestellt, die den folgenden Mehrschichtlaminataufbau besaß: 2 um dickes SiC/8 nm dickes Os/70 nm dickes SiC.
Auf diese Röntgenmaskenträgermembran 10 ließ man einen Halbleiterlaserstrahl mit einer Wellenlänge von 830 nm von der Seite der 70 nm dicken SiC-Schicht (durchlässige Schicht 3) in einer Richtung senkrecht zur durchlässigen Membran auftreffen, um das Reflexionsvermögen und die Durchlässigkeit festzustellen, die sich mit 2 % und 90 % ergaben. Bei einer 2 um dicken SiC-Schicht wurden das Reflexionsvermögen und die Durchlässigkeit mit 55 % und 45 % festgestellt. Somit fiel das Reflexionsvermögen im Vergleich hierzu stark ab. Zur gleichen Zeit wurde die Durchlässigkeit stark verbessert.
Auf diese Röntgenmaskenträgermembran ließ man Aluminium-Kα -Strahlen mit einer Wellenlänge von 0,834 nm treffen, um die Durchlässigkeit festzustellen. Es wurde eine Durchlässigkeit von 65 % ermittelt. Es wurde kein Anstieg im Erdpotential der Trägermembran festgestellt.
Bei diesem Beispiel wurde der in Figur 1 dargestellte Röntgenstrahlenabsorber 5 nicht auf der Trägermembran 10 ausgebildet, sondern der Absorber 5 in bezug auf weiche Röntgenstrahlen, der aus Gold o.ä. bestand, wurde in üblicher Weise in einer erforderlichen Form als Muster aufgebracht, bevor die Rückseite des Substrates 20 geätzt wurde.
Wenn bei der Durchführung der Atzung der Rückseite eine Verzerrung des Absorbers erzeugt wird, kann der Absorber 5 gegenüber weichen Röntgenstrahlen, der aus Gold o.ä. besteht, in der gewünschten Form nach der Ausbildung der durchlässigen Membran als Muster aufgebracht werden.

Beispiel 2

Eine SiC-Schicht mit einer Dicke von 2,0 um wurde auf dem Siliciumsubstrat 20 ausgebildet, und zwar exakt nach den gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben und in Figur 2 gezeigt. Danach wurde ein Magnetronsputtern durchgeführt, wobei im vorliegenden Beispiel eine Au-Schicht mit einer Dicke von 8 mm unter Verwendung eines Sputtertargets, das Gold (Au) aufwies, hergestellt wurde. Danach wurde das die obige Schicht aufweisende Substrat in die Plasma-CVD-Kammer zurückgebracht, um die Ausbildung einer SiC-Schicht mit einer Schichtdicke von 65 mm durchzuführen, wonach ein Ätzen der Rückseite folgte. Auf diese Weise wurde eine Röntgenmaskenträgermembran 12 mit folgendem Mehrschichtlaminataufbau hergestellt: 2 um dickes SiC/8 nm dickes Au/65 nm dickes SiC.
Auf diese Röntgenmaskenträgermembran ließ man einen Halbleiterlaserstrahl mit einer Wellenlänge von 830 nm von der Seite der 65 nm dicken SiC-Schicht (durchlässige Schicht 3) in einer Richtung senkrecht auf die durchlässige Membran treffen, um das Reflexionsvermögen und die Durchlässigkeit zu ermitteln. Diese wurden mit 3 % und 95 % festgestellt.
Man ließ ferner Aluminium-Kα-Strahlen mit einer Wellenlänge von 0,834 nm auftreffen, um die Durchlässigkeit festzustellen. Es wurde eine Durchlässigkeit von 65 % ermittelt. Auch hier wurde kein Anstieg im Erdpotential der Trägermembran festgestellt.

Beispiel 3

Es wurde ein Siliciumsubstrat 20 mit einer Dicke von 2 um, das auf eine Oberflächenrauhigkeit von 0,01 um rms poliert worden war, auf dem in Figur 2 dargestellten Probenhalter 9 angeordnet. Nachdem der Druck auf 2 x 10&supmin;&sup6; Torr reduziert worden war, wurden 5 sccm Silangas, das mit Wasserstoff auf 10 % verdünnt worden war, und 20 sccm Ammoniak aus der Öffnung zugeführt, die in der unteren Elektrode vorgesehen war. Das Substrat 20 wurde auf eine Temperatur von 250ºC erhitzt, und es wurden 20 W eines hochfrequenten Stromes unter einem Druck von 7,5 x 10&supmin;³ Torr angelegt, um eine Siliciumnitrid (SiNx)-Schicht mit einer Schichtdicke von 2,0 um auszubilden. Es wurde davon ausgegangen, daß dieses Siliciumnitrid eine geringe Menge an Wasserstoff enthielt. Sein Brechungsindex betrug jedoch etwa 2,0 bei einer Wellenlänge von 830 m, was im wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie von Si&sub3;N&sub4; ergab. Die Schicht wurde unter Verwendung einer Pufferätzlösung geätzt, was zu einem Ätzgrad führte, der etwas größer war als der für Si&sub3;N&sub4;.
Auf der mit einer Dicke von 2,0 um auf dem Siliciumsubstrat 20 ausgebildeten SiNx-Schicht wurde eine 8 nm dicke Osmium (Os)-Schicht durch Sputtern ausgebildet. Die Bedingungen für das Sputtern waren die gleichen wie in Beispiel 1. Danach wurde eine 70 nm dicke SiNx-Schicht darauf ausgebildet, wonach die Rückseite geätzt wurde. Auf diese Weise wurde eine Röntgenmaskenträgermembran hergestellt, die den folgenden Mehrschichtlaminataufbau aufwies: 2 um dickes SiNx/8 nm dickes Os/70 nm dickes SiNx.
Auf diese Röntgenmaskenträgermembran ließ man einen Halbleiterlaserstrahl mit einer Wellenlänge von 830 nm von der Seite der 70 nm dicken SiNx-Schicht (durchlässige Schicht 3) in einer Richtung senkrecht zur durchlässigen Membran treffen, um das Reflexionsvermögen und die Durchlässigkeit festzustellen. Diese betrugen weniger als 1 % und 75 %. Das Reflexionsvermögen und die Durchlässigkeit einer 2 um dicken durchlässigen SiNx-Membran, die in der gleichen Weise wie im vorliegenden Beispiel hergestellt worden war, betrug 28 % und 70 %. Somit fiel das Reflexionsvermögen steil ab, während die Durchlässigkeit verbessert wurde.
Man ließ ferner Aluminium-Kα-Strahlen mit einer Wellenlänge von 0,834 nm auf die entstandene Röntgenmaskenträgermembran treffen, um die Durchlässigkeit zu ermitteln. Es wurde eine Durchlässigkeit von 55 % erhalten. Darüber hinaus wurde kein Anstieg im Erdpotential der Trägermembran festgestellt.

Beispiel 4

Als viertes Beispiel wurde eine Trägermembran aus Siliciumcarbid (SiC) hergestellt, die einen C-Gehalt aufwies, der größer war als bei der stöchiometrischen Zusammensetzung (Silicium:Kohlenstoff = 1:1). Hierbei wurde eine organische Siliciumverbindung, nämlich Polysilastyrol, gebrannt.
Zuerst wurde Polysilastyrol (Warenname: S-400; ein Produkt der Firma Nippon Soda Co., Ltd.) in Toluol gelöst, um eine 10 % wt/V-Lösung herzustellen. Diese Lösung wurde unter Verwendung einer Schleuder auf ein Kohlenstoffsubstrat aufgebracht, dessen Oberfläche hochglanzpoliert worden war, um einen Polysilastyrolfilm mit einer Dicke von 20 um auszubilden. Als nächstes wurde der Film zusammen mit dem Substrat in einen Brennofen eingebracht, um ein Brennen in einer trockenen Stickstoffatmosphäre bei 200º über 1 h durchzuführen. Die Temperatur wurde mit einer Geschwindigkeit von 100ºC/min auf 1250ºC erhöht und auf dieser Temperatur über 25 h gehalten. Danach wurde das Erhitzen im Brennofen gestoppt, um eine spontane Abkühlung zu erzielen und eine Trägermembran mit einer Dicke von 2,0 um zu erhalten, die Siliciumcarbid aufwies. Der spezifische elektrische Widerstand der Trägermembran wurde zu diesem Zeitpunkt mit 0,1 Ohm cm gemessen.
Auf diese Trägermembran wurde Gold (Au) mit einer Dicke von 8 nm aufgebracht. Darüber hinaus wurde eine SiC- Schicht durch Sputtern darauf ausgebildet. Es wurde eine Überlappung mit einer Graphitlage auf dem Target mit einem Flächenverhältnis von 10 % durchgeführt, um die Schicht elektrisch leitend zu machen, so daß der Kohlenstoffanteil gegenüber dem stöchiometrischen Verhältnis um 3 % bis 10 % abweichen konnte.
Auf der Röntgenmaskenträgermembran, die durch die vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt worden war und den folgenden Mehrschichtlaminataufbau aufwies: 2,0 um dickes SiC/8 nm dickes Au/65 nm dickes SiC, wurde ein Absorber ausgebildet.
Auf diese Röntgenmaskenträgermembran ließ man einen Halbleiterlaserstrahl mit einer Wellenlänge von 830 nm von der Seite der 65 nm dicken SiC-Schicht (durchlässige Schicht 3) in einer Richtung senkrecht zur durchlässigen Membran treffen, um das Reflexionsvermögen und die Durchlässigkeit zu ermitteln. Diese wurden mit 3 % und 95 % festgestellt.
Man ließ ferner Aluminium-Kα-Strahlen mit einer Wellenlänge von 0,834 nm auf die entstandene Röntgenmaskenträgermembran treffen, um die Durchlässigkeit festzustellen. Es wurde eine Durchlässigkeit von 65 % ermittelt. Darüber hinaus wurde kein Anstieg im Erdpotential der Trägermembran festgestellt.
Bei den vorstehend beschriebenen Beispielen wurden Magnetronsputtern und Plasma-CVD-Verfahren zur Herstellung des Mehrschichtlaminataufbaues in Kombination eingesetzt. Neben diesen können jedoch auch EB-Dampfabscheidungsverfahren, Widerstandserhitzungsverfahren oder andere Sputterverfahren als vorstehend beschrieben, Reaktivsputterverfahren und andere CVD-Verfahren als vorstehend beschrieben eingesetzt werden.
Als Verfahren zur Herstellung der Membranen aus organischen Materialien ist es auch möglich, Schleuderbeschichtungsverfahren, LB-Verfahren o.ä. einzusetzen. Gemäß den Ausführungsbeispielen wurden zwei unterschiedliche Materialien mit Hilfe von zwei unterschiedlichen Schichterzeugungsverfahren zu Schichten geformt. Es können jedoch auch zwei oder mehr Materialien mit Hilfe der gleichen Schichterzeugungsverfahren zu Schichten geformt werden.
In sämtlichen Beispielen wurden Fälle beschrieben, bei denen die erste Schicht und die dritte Schicht aus den gleichen Materialien bestehen. Die Schichten können jedoch auch aus Materialien bestehen, die sich in sämtlichen Schichten voneinander unterscheiden.
Die Schichtdicke wurde so eingestellt, um eine Reflexionen verhindernde Membran gegenüber Halbleiterlaserstrahlen mit einer Wellenlänge von 830 nm zu erzielen. Es können jedoch auch Lichtstrahlen beliebiger Wellenlänge als sichtbares Licht und Infrarotlicht Verwendung finden, solange wie das Licht zur Ausrichtung eingesetzt wird.

Claims

1. Röntgenmaskenträgerelement mit einem Trägerrahmen und einer Trägermembran, die daran gehalten wird und röntgenstrahlendurchlässige Membranen, die in einer Vielzahl von Schichten laminiert sind, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägermembran mindestens eine Schicht einer durchlässigen Membran T mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von 1 x 10&supmin;&sup4; Ω cm oder weniger zwischen der Vielzahl der Schichten umfaßt und hält.

2. Röntgenmaskenträgerelement nach Anspruch 1, bei dem die durchlässige Membran T ein aus der Gruppe ausgewähltes Material umfaßt, die aus Übergangselernenten einschließlich Eisen, Kobalt, Nickel, Zink, Molybdän, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Silber, Cadmium, Wolfram, Osmium, Iridium, Platin und Gold, Indium, Beryllium und Aluminium besteht.

3. Röntgenmaskenträgerelement nach Anspruch 1, bei dem die Gesamtschichtdicke der Trägermembran in einem Bereich von 1 um bis 15 um liegt, wenn die Trägermembran eine organische Membran als eine der durchlässigen Schichten umfaßt.

4. Röntgenmaskenträgerelement nach Anspruch 1, bei dem die Gesamtschichtdicke der Trägermembran in einem Bereich von 0,5 um bis 5 um liegt, wenn die Trägermembran eine anorganische Membran als eine der durchlässigen Schichten umfaßt.

5. Röntgenmaskenträgerelement nach Anspruch 1, bei dem die Trägermembran ein Reflektionsvermögen von nicht mehr als 20% in bezug auf sichtbares Licht oder Infrarotlicht besitzt.

6. Röntgenmaskenträgerelement nach Anspruch 4, bei dem die Trägermembran über den Trägerrahmen gespannt ist.

7. Röntgenmaskenträgerelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, das einen Röntgenstrahlenabsorber aufweist, der in Musterform auf der Oberfläche der Trägermembran vorgesehen ist.

8. Röntgenmaske, die ein Röntgenmaskenträgerelement gemäß Anspruch 7 enthält.

9. Röntgenbelichtungsverfahren mit den folgenden Schritten:

Anordnen eines Röntgenmaskenelementes in bezug auf ein Plättchen mit einem gegenüber Röntgenstrahlen empfindlichen Element und Bestrahlen des Plättchen durch die Röntgenmaske mit Röntgenstrahlen, wobei das Röntgenmaskenelement umfaßt

i) einen Trägerrahmen,

ii) eine daran gehaltene Trägermembran, die röntgenstrahlendurchlässige Membranen aufweist, die in einer Vielzahl von Schichten laminiert sind; dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die Schritte 35 des Formens der Vielzahl der Schichten derart, daß dazwischen mindestens eine Schicht einer durchlässigen Membran T mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von 1 x 10&supmin;&sup4; Ω cm oder weniger gehalten wird, und des Formens eines Röntgenstrahlenabsorbers, der in Musterform auf der Oberfläche der Trägermembran vorgesehen wird, umfaßt, um die Röntgenmaske mit dem Plättchen auszurichten.

10. Röntgenbelichtungsverfahren nach Anspruch 9, bei dem die durchlässige Membran T ein Material umfaßt, daß aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Übergangselementen, Beryllium, Aluminium und Indium besteht.

11. Röntgenbelichtungsverfahren nach Anspruch 9, bei dem die Gesamtschichtdicke der Trägermembran in einem Bereich von 1 um bis 15 um liegt, wenn die Trägermembran eine organische Membran als eine der durchlässigen Schichten umfaßt.

12. Röntgenbelichtungsverfahren nach Anspruch 9, bei dem die Gesamtschichtdicke der Trägermembran in einem Bereich von 0,5 um bis 5 um liegt, wenn die Trägermembran eine anorganische Membran als eine der durchlässigen Schichten umfaßt.

13. Röntgenbelichtungsverfahren nach Anspruch 9, bei dem die Trägermembran ein Reflektionsvermögen von nicht mehr als 20% in bezug auf sichtbares Licht oder Infrarotlicht besitzt.

14. Röntgenbelichtungsverfahren nach Anspruch 9, bei dem die Trägermembran über den Trägerrahmen gespannt ist.

15. Röntgenbelichtungsverfahren nach Anspruch 9, bei dem die Röntgenmaske in bezug auf das Plättchen mit einem Spalt von 5 um bis 100 um vorgesehen ist.

16. Röntgenbelichtungsverfahren nach Anspruch 9, bei dem die Ausrichtung durchgeführt wird, indem das Plättchen durch die Röntgenmaske mit sichtbarem Licht oder Infrarotlicht bestrahlt wird.

17. Röntgenbelichtungsverfahren nach Anspruch 9, bei dem die Oberfläche der Röntgenmaske parallel zur Oberfläche des Plättchens angeordnet ist.

18. Röntgenbelichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, das den Schritt des Eliminierens von elektrischen Ladungen von der Röntgenmaske umfaßt.

19. Röntgenbelichtungsverfahren nach Anspruch 18, bei dem die Eliminierung der elektrischen Ladungen mindestens nach einer Bestrahlung mit Röntgenstrahlen durchgeführt wird.

20. Röntgenbelichtungsverfahren nach Anspruch 18 oder 19, bei dem die Eliminierung der elektrischen Ladungen durch elektrisches Anschließen der Trägermembran an das Plättchen durchgeführt wird.

21. Röntgenbelichtungsverfahren nach Anspruch 18 oder 19, bei dem die Eliminierung der elektrischen Ladungen durch Erden der Trägermembran und des Plättchens durchgeführt wird.

22. Röntgenbelichtungsverfahren nach Anspruch 18 oder 19, bei dem die statische Eliminierung durchgeführt wird, indem eine Spannung an die Trägermembran und das Plättchen gelegt wird, um die Potentialdifferenz hierzwischen zu beseitigen.

23. Röntgenbelichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, bei dem die Trägermembran über den Lagerrahmen gespannt ist.