JPH0424854B2 - - Google Patents
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Classifications
-
- G—PHYSICS
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals 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
- G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は2μｍ以下の設計幅のＸ線リソグラ
フイー用マスクの製造法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing an X-ray lithography mask having a design width of 2 μm or less.
Ｘ線リソグラフイー用のマスクは従来以下に記
載する三つの方法のいずれかまたはそれらの組合
せによつて作られてきた。すなわち、第１の方法
では厚さ0.8〜1.0μｍの例えば金のような高原子
番号金属の膜が基板上に真空蒸着され、その上に
電子ビームレジスト膜がスピンキヤストされる。
そしてこのレジスト膜の上に所定のパターンが電
子ビーム描画装置によつて描画され、照射された
レジスト膜は溶媒を用いて現像され、こうして現
像したリリーフパターンはイオンビームエツチン
グによつて金の膜に転写される。この方法ではイ
オンビームエツチングに必要なレジスト膜の厚さ
は金膜の厚さよりも厚く、従つてレジストパター
ンの必要なアスペクト比は極めて大きくなり、ま
たイオンビームエツチングで金膜を加工するのに
時間がかかるという重大な欠点がある。これらの
欠点を除くため、D.Mayden，G.A.Couquin，H.
J.Levinstein，A.K.SimhaおよびD.N.K.Wangに
よつてJournal of Vacuum Scence and
Technology Vol.16 pp.1959−1961（1979）に発
表されているように電子ビームレジストと金膜と
の間に中間金属レジスト膜が用いられてきた。 Masks for X-ray lithography have traditionally been made by any one or a combination of three methods described below. That is, in the first method, a film of a high atomic number metal, such as gold, having a thickness of 0.8 to 1.0 μm is vacuum deposited on a substrate, and an electron beam resist film is spin cast thereon.
Then, a predetermined pattern is drawn on this resist film using an electron beam lithography device, the irradiated resist film is developed using a solvent, and the developed relief pattern is turned into a gold film by ion beam etching. transcribed. In this method, the thickness of the resist film required for ion beam etching is thicker than the thickness of the gold film, so the required aspect ratio of the resist pattern is extremely large, and it takes a long time to process the gold film by ion beam etching. It has a serious drawback that it takes a lot of time. In order to eliminate these drawbacks, D. Mayden, GACouquin, H.
Journal of Vacuum Scence and
As published in Technology Vol. 16 pp. 1959-1961 (1979), an intermediate metal resist film has been used between the electron beam resist and the gold film.
リフトオフ法と呼ばれる第２の方法において
は、まず基板上に電子ビームレジスト膜をスピン
キヤストし、形成されたレジスト膜の上に電子ビ
ーム描画装置を用いて所定のパターンを描画す
る。こうして照射されたレジスト膜は溶媒によつ
て現像し、レジスト膜上のエツチングされた部分
に金膜を真空蒸着し、そして残つているレジスト
膜とその上に蒸着された不必要な金膜を除去す
る。この方法では上部に狭い窓をもち下部が広く
なつたレジストリリーフパターンを用いることに
よつて高いアスペクト比の金膜のパターンを容易
に得ることができる。しかしながら、除去すべき
不必要な金膜の破片がしばしば基板上に残つて重
大な障害となる。またD.C.Flanders，A.M.
HawrylukおよびH.I.SmithによつてJournal of
Vacuum Science and Technology Vol.16，
pp1949−1952（1979）に発表されているように、
このリフトオフ法は中間金属レジスト膜を加工す
る方法としてしばしば第１の方法と組合せて用い
られる。 In the second method, called the lift-off method, an electron beam resist film is first spin-cast onto a substrate, and a predetermined pattern is drawn on the formed resist film using an electron beam drawing device. The irradiated resist film is developed with a solvent, a gold film is vacuum deposited on the etched areas on the resist film, and the remaining resist film and unnecessary gold film deposited on it are removed. do. In this method, a gold film pattern with a high aspect ratio can be easily obtained by using a resist relief pattern having a narrow window at the top and a wide window at the bottom. However, unnecessary gold film fragments that must be removed often remain on the substrate and become a serious nuisance. Also DCFlanders, A.M.
Journal of Hawryluk and HISmith
Vacuum Science and Technology Vol.16,
As published in pp1949-1952 (1979),
This lift-off method is often used in combination with the first method as a method for processing intermediate metal resist films.
OnoおよびA.OzawaによつてJapanese
Journal of Aqqlied Physics，Vol.19，pp.2311
−2312（1980）に発表された第３の方法において
は、まず第１に真空蒸着によつて基板上に薄い金
膜を形成し、形成された薄い金膜の上に電子ビー
ムレジスト膜を形成し、そして電子ビーム描画装
置を用いて所定のパターンを描画し、照射された
レジスト膜を溶媒で現像し、そして最初に沈着し
た薄い金膜を電極として用いてレジスト膜のエツ
チングした部分に金膜を電着する。この方法では
電着で形成される金のパターンが現像されたレジ
ストリリーフパターンの溝を満たすだけであるの
で、現像されたレジスト膜のアスペクト比は高く
なければならない。そしてこの方法の重大な欠点
は、電着による金膜の生長速度が種々の因子によ
つて敏感に左右され、従つてマスク全面にわたつ
て一様な膜厚を得るのが困難であることにある。 Japanese by Ono and A.Ozawa
Journal of Aqqlied Physics, Vol.19, pp.2311
-2312 (1980), first a thin gold film is formed on a substrate by vacuum evaporation, and an electron beam resist film is formed on the formed thin gold film. Then, a predetermined pattern is drawn using an electron beam drawing device, the irradiated resist film is developed with a solvent, and the gold film is applied to the etched portion of the resist film using the thin gold film deposited first as an electrode. Electrodeposit. Since in this method the gold pattern formed by electrodeposition only fills the grooves of the developed resist relief pattern, the aspect ratio of the developed resist film must be high. A major drawback of this method is that the growth rate of the electrodeposited gold film is sensitively influenced by various factors, and it is therefore difficult to obtain a uniform film thickness over the entire mask surface. be.
Ｘ線吸収材料としてバルクの金またはタングス
テンを用いることは上述の三つの方法に共通であ
る。このようなバルク材料を用いることは上述の
欠点に加えてコスト面でも相当な影響を及ぼすこ
とになる。 Common to the three methods described above is the use of bulk gold or tungsten as the X-ray absorbing material. In addition to the drawbacks mentioned above, the use of such bulk materials also has a significant cost impact.
そこで、この発明ではこのようなバルクの金の
代わりにバインダーとしての高分子材料中に金の
微粒子を分散させた複合材料が用いられる。一般
に、４Å〜10Åの波長範囲では、金が最良のＸ線
吸収体であり、そしてその次に良い吸収体である
タングステンに比べて２倍以上良い。従つて金粒
子を50％以上含んだ複合材料は吸収体としてバル
クのタングステンと同程度に良好である。このよ
うな複合材料は極めて容易に作ることができしか
もバルクとタングステンに比べて微細加工におい
て極めて容易に加工できることを見い出した。こ
のような複合材料はホトレジストと同様に容易に
スピンキヤストすることができ、またホトレジス
ト膜と同様に容易にプラズマエツチングすること
ができる。 Therefore, in the present invention, instead of such bulk gold, a composite material in which fine gold particles are dispersed in a polymeric material as a binder is used. Generally, in the 4 Å to 10 Å wavelength range, gold is the best X-ray absorber, and is more than twice as good as the next best absorber, tungsten. Therefore, composite materials containing 50% or more gold particles are as good as bulk tungsten as absorbers. It has been found that such a composite material is extremely easy to make and is extremely easy to process in microfabrication compared to bulk and tungsten. Such composite materials can be easily spin cast like photoresists and can be plasma etched as easily as photoresist films.
高分子金属粒子複合材料を作る一つの方法は、
高分子材料を良溶媒に溶解し、真空中で分散させ
た金の微粒子（平均半径0.02μｍ）をその溶液中
に分散させることから成る。この溶液はスピンコ
ートしてプリベーキングすると溶媒が膜外へ揮発
して60容積％以上の高い金属密度を与えることに
なる。この金属密度は理論的には一様球の最密充
填に相当する74％に近づき得る。この方法は銀の
粒子を高分子材料溶液に分散させた銀ペーストに
類似している。 One way to make polymer metal particle composites is to
It consists of dissolving a polymeric material in a good solvent and dispersing fine gold particles (average radius 0.02 μm) dispersed in vacuum into the solution. When this solution is spin-coated and prebaked, the solvent evaporates out of the film, giving a high metal density of 60% by volume or more. This metal density can theoretically approach 74%, which corresponds to the closest packing of uniform spheres. This method is similar to silver paste, where silver particles are dispersed in a solution of polymeric material.
高分子金属粒子複合材料を作る別の方法は、メ
タクリル酸メチルのプラズマ重合の進行している
基板に向つて金を真空蒸発させることから成る。
同様な方法は、R.F.WielonskiおよびH.A.Beale
によつてThin Solid Film，Vol.84，pp.425−
426（1981）中に記載の論文“プラズマ重合による
着色高分子被覆”に発表されている。実験によれ
ば最大42％の金コロイド粒子をプラズマ重合メタ
クリル酸メチル中に分散させることができた。 Another method of making polymeric metal particle composites consists of vacuum evaporating gold onto a substrate where plasma polymerization of methyl methacrylate is in progress.
Similar methods include RFWielonski and HABeale
Thin Solid Film, Vol.84, pp.425−
426 (1981), in the paper "Colored Polymer Coatings by Plasma Polymerization". Experiments have shown that up to 42% of colloidal gold particles can be dispersed in plasma-polymerized methyl methacrylate.
高分子金属粒子複合材料を作るさらに別の方法
は無水ピロメリト酸とビス（４アミノフエノー
ル）エーテルから作られたポリアミド酸のジメチ
ルアセトン溶液中に真空分散金微粒子を分散さ
せ、得られた金属分散高分子プリカーサー溶液を
基板上にスピンコートし、そしてポリアミド酸プ
リカーサーがポリイミドになるまでベーキングす
ることから成る。 Yet another method for making polymeric metal particle composites is to disperse vacuum-dispersed fine gold particles in a dimethylacetone solution of polyamic acid made from pyromellitic anhydride and bis(4-aminophenol) ether, and to It consists of spin-coating a molecular precursor solution onto a substrate and baking until the polyamic acid precursor becomes a polyimide.
高分子金属粒子複合材料を用意する上述の方法
とこの複合材料上にパターンを微細加工する電子
ビームリソグラフイーの方法との多様な組合せが
考えられる。 Various combinations of the above-described method of preparing a polymer metal particle composite material and the method of electron beam lithography for micromachining a pattern on this composite material are possible.
そこでこの発明の目的は、金資源のむだ使いを
最少にする観点から、まずＸ線透過基板の上にネ
ガテイブなレジストリリーフパターンを形成し、
続いてそのパターンのエツチングによつて削られ
た部分に高分子金粒子複合材料を溶液をスピンキ
ヤストしてＸ線吸収性の複合材料のポジテイブな
パターンを得るようにしたＸ線リソグラフイー用
マスクの製造法を提供することにある。 Therefore, the purpose of this invention is to first form a negative resist relief pattern on an X-ray transparent substrate, from the viewpoint of minimizing the waste of gold resources.
Next, a solution of a polymer gold particle composite material is spin-cast onto the etched portions of the pattern to obtain a positive pattern of the X-ray absorbing composite material. The purpose is to provide a manufacturing method.
以下この発明を添付図面を参照してさらに説明
する。 The present invention will be further described below with reference to the accompanying drawings.
図面には高分子金粒子複合材料をネガテイブの
レジストリリーフパターン上にキヤストするこの
発明の一実施例を示す。 The drawings show an embodiment of the invention in which a polymeric gold particle composite is cast onto a negative resist relief pattern.
第１図に示す最初の工程において、厚さ10μｍ
のボロンナイトライド基板１上に、厚さ1.3μｍの
PPMMA（プラズマ重合メタクリル酸メチル）か
ら成る第１レジスト層２および厚さ0.4μｍのPP
（MM＋DSP＋TMT）（４メチル錫ドーププラズ
マ共重合メタクリル酸ジフエニルシラン）から成
る第２レジスト層３がプラズマキヤストされる。
そして、これらのレジスト層２，３はパターン化
された電子ビーム４で照射される。 In the first step shown in Figure 1, the thickness is 10 μm.
on boron nitride substrate 1 with a thickness of 1.3 μm.
First resist layer 2 consisting of PPMMA (plasma polymerized methyl methacrylate) and 0.4 μm thick PP
A second resist layer 3 consisting of (MM+DSP+TMT) (4-methyltin-doped plasma copolymerized diphenyl methacrylate silane) is plasma cast.
These resist layers 2, 3 are then irradiated with a patterned electron beam 4.
次に第２図に示すように、照射された第２レジ
スト層３はH2プラズマ５で現像される。 The irradiated second resist layer 3 is then developed with H 2 plasma 5, as shown in FIG.
第３図に示す第３工程では、現像された第２レ
ジスト層３のリリーフパターンは第１レジスト層
２にO2反応性イオンエツチング６で転写される。 In the third step shown in FIG. 3, the developed relief pattern of the second resist layer 3 is transferred to the first resist layer 2 by O 2 reactive ion etching 6.
その後第４図に示すように、６％のPMMAを
溶解し、９％の直径0.02μｍの金粒子を分散させ
たベンゼン溶液７が第１レジスト層２のネガテイ
ブリリーフパターン上にスピンコートされる。 Thereafter, as shown in FIG. 4, a benzene solution 7 in which 6% PMMA is dissolved and 9% gold particles having a diameter of 0.02 μm are dispersed therein is spin-coated onto the negative relief pattern of the first resist layer 2.
次の工程では第５図に示すように、符号８で略
示する150℃で30分間の熱乾燥プロセスによつて
第１レジスト層２のネガテイブリリーフパターン
のエツチング除去されたパターン部分内に60％の
金を含む高分子金粒子複合材料９がキヤストされ
る。この複合材料９の最終厚さは1.25μｍであり、
入射Ｘ線（4.4Å）の単に８％を透過させるだけ
であり、一方第１レジスト層２である厚さ1.3μｍ
のPMMA層は入射Ｘ線（4.4Å）の98％を透過さ
せる。 In the next step, as shown in FIG. 5, 60% of the negative relief pattern of the first resist layer 2 is etched away by a heat drying process at 150° C. for 30 minutes, indicated by reference numeral 8. A polymer gold particle composite material 9 containing gold is cast. The final thickness of this composite material 9 is 1.25 μm,
It transmits only 8% of the incident X-rays (4.4 Å), while the first resist layer 2 has a thickness of 1.3 μm.
The PMMA layer transmits 98% of incident X-rays (4.4 Å).
以上説明してきたようにこの発明による方法に
よれば、バルク金層の代りに高分子金粒子複合材
料を用いることによつて厚いＸ線吸収性層を容易
に微細加工することができ、これにより厚い金属
のドライエツチング、リフトオフ法または電着を
避けることができる。 As explained above, according to the method of the present invention, a thick X-ray absorbing layer can be easily microfabricated by using a polymer gold particle composite material instead of a bulk gold layer. Dry etching, lift-off or electrodeposition of thick metals can be avoided.
また高分子金粒子複合材料の使用することによ
つて、この発明は高価な金を節約することがで
き、マスクの製造コストを下げることができる。 Also, by using a polymeric gold particle composite material, the present invention can save expensive gold and lower the manufacturing cost of the mask.
第１〜５図は高分子金粒子複合材料をネガテイ
ブのレジストリリーフパターン上にキヤストする
この発明の方法の一実施例の各工程を示す概略図
である。
図中、１：基板、２：第１レジスト層、３：第
２レジスト層、７：金粒子を分散させたベンゼン
溶液、９：高分子金粒子複合材料。
1-5 are schematic diagrams illustrating the steps of one embodiment of the method of the present invention for casting a polymeric gold particle composite onto a negative resist relief pattern. In the figure, 1: substrate, 2: first resist layer, 3: second resist layer, 7: benzene solution in which gold particles are dispersed, 9: polymer gold particle composite material.
Claims (1)
ビーム描画しプラズマ現像し続いて反応性イオン
エツチングによつて上記レジスト層にネガテイブ
なレジストリリーフパターンを形成し、そして高
原子番号金属の微粒子を含んだＸ線吸収性複合材
料の溶液をレジスト層上からコートし、ベーキン
グ処理して上記反応性イオンエツチングによつて
削つたパターン部分内に上記Ｘ線吸収性複合材料
層を設けることを特徴とするＸ線リソグラフイー
用マスクの製造法。 ２ Ｘ線吸収性複合材料が、高分子バインター材
料を溶媒に溶解し、こうして得た高分子バインダ
ー材料の溶液中に高原子番号金属の微粒子を分散
させることによつて作られる特許請求の範囲第１
項に記載のＸ線リソグラフイー用マスクの製造
法。[Claims] 1. A resist layer is formed on an X-ray transparent substrate, a negative resist relief pattern is formed on the resist layer by electron beam writing and plasma development, and then reactive ion etching is performed, and a high A solution of the X-ray absorbing composite material containing fine particles of atomic number metal is coated on the resist layer, and the X-ray absorbing composite material layer is applied within the patterned portion that is baked and etched by the reactive ion etching. 1. A method for manufacturing a mask for X-ray lithography, characterized by providing a mask for X-ray lithography. 2. Claim No. 2, wherein the X-ray absorbing composite material is made by dissolving a polymeric binder material in a solvent and dispersing fine particles of a high atomic number metal in the solution of the polymeric binder material thus obtained. 1
A method for manufacturing a mask for X-ray lithography as described in 2.
Priority Applications (1)
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| JP58067030A JPS59193454A (en) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | Manufacture of mask for x-ray lithography |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58067030A Granted JPS59193454A (en) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | Manufacture of mask for x-ray lithography |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59193454A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100524811B1 (en) * | 1996-06-27 | 2006-01-27 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for forming fine pattern in semiconductor device |
| JP3697426B2 (en) * | 2002-04-24 | 2005-09-21 | 株式会社東芝 | Pattern forming method and semiconductor device manufacturing method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52173A (en) * | 1975-06-23 | 1977-01-05 | Toshiba Corp | X-ray etching mask |
| JPS5299778A (en) * | 1976-02-18 | 1977-08-22 | Nec Corp | Production of silicon mask for x-ray lithography |
| JPS52137666A (en) * | 1976-05-13 | 1977-11-17 | Tokyo Shibaura Electric Co | Method of producing thick film circuit substrate |
-
1983
- 1983-04-18 JP JP58067030A patent/JPS59193454A/en active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52173A (en) * | 1975-06-23 | 1977-01-05 | Toshiba Corp | X-ray etching mask |
| JPS5299778A (en) * | 1976-02-18 | 1977-08-22 | Nec Corp | Production of silicon mask for x-ray lithography |
| JPS52137666A (en) * | 1976-05-13 | 1977-11-17 | Tokyo Shibaura Electric Co | Method of producing thick film circuit substrate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59193454A (en) | 1984-11-02 |
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