JPH07109819B2 - ステップアンドレピート方式用x線露光マスクの製造方法 - Google Patents
ステップアンドレピート方式用x線露光マスクの製造方法Info
- Publication number
- JPH07109819B2 JPH07109819B2 JP31246693A JP31246693A JPH07109819B2 JP H07109819 B2 JPH07109819 B2 JP H07109819B2 JP 31246693 A JP31246693 A JP 31246693A JP 31246693 A JP31246693 A JP 31246693A JP H07109819 B2 JPH07109819 B2 JP H07109819B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ray
- silicon substrate
- ray exposure
- mask
- exposure mask
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- Expired - Lifetime
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は,微細パターンを高精
度に転写するためのX線露光に使用するステップアンド
レピート方式用X線露光マスク(以下X線露光用マスク
という)の製造方法に関する。
度に転写するためのX線露光に使用するステップアンド
レピート方式用X線露光マスク(以下X線露光用マスク
という)の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】X線露光法は,波長が4〜50Åの軟X
線を線源とし,サブミクロンパターンを含む微細パター
ンの転写が可能な技術として従来より用いられている。
一般に,X線露光方式としては,被露光基板のほぼ全面
にわたって一括に転写する一括転写方式と,被露光基板
上で分割露光を繰り返すステップアンドレピート方式が
ある。本発明は,ステップアンドレピート方式のX線露
光に使用するX線露光マスクの製造方法に関するもので
ある。
線を線源とし,サブミクロンパターンを含む微細パター
ンの転写が可能な技術として従来より用いられている。
一般に,X線露光方式としては,被露光基板のほぼ全面
にわたって一括に転写する一括転写方式と,被露光基板
上で分割露光を繰り返すステップアンドレピート方式が
ある。本発明は,ステップアンドレピート方式のX線露
光に使用するX線露光マスクの製造方法に関するもので
ある。
【0003】従来,X線露光マスクの例として特開昭6
0−68336号公報,特開昭60−68339号公報
が知られているが,マスク材保持薄膜の接着剤による接
着で,最上部平端面での接着を避けて,貼り合わせ法で
の接着剤のはみだし等による平面度の悪化防止を図った
ものであるが,そのマスク材保持薄膜は,伸張して貼り
合わせる必要上,無機薄膜の場合では破れる可能性が強
く,実用的には有機薄膜に限定されるが,品質劣化し易
いこと,「しわ」の発生があること,及び放射線耐性が
十分なものが得られないとの理由で,材質選択にも限界
があり,一括転写方式には使用できると考えられるもの
の,繰り返しX線照射に「耐久性」がない上,「しわ」
が露光時に障害となるため,精度を要するステップアン
ドレピート方式には適していない。従来からのステップ
アンドレピート方式用のX線露光マスクの例としては,
図4に示すように,平坦なシリコン基板の表面側に積層
固着したX線透過性薄膜2と,この薄膜上に形成された
X線吸収性パターン3と,シリコン基板の一部を除去し
てなる転写パターン領域としての窓6と,除去せずに残
したシリコン基板部分よりなる支持枠4と,シリコン基
板を部分的に除去する際に使用する保護膜5からなるX
線露光用マスク1があった。このようなX線露光マスク
1は,X線透過性薄膜2として1×109dyn/cm 2程度
の引張り応力を有する自己支持状態の薄膜を使用してい
るため, 窓6を除去した場合, 従来のX線露光用マスク
1はこの薄膜側が凹面になるような反りを生じていた。
例えば, 直径50mmのX線露光用マスクの場合,10
〜20μmの反りを生じ,平面度の良いマスクホールダ
ーに吸着して,矯正しても,2〜4μm程度の反りが残
っていた。
0−68336号公報,特開昭60−68339号公報
が知られているが,マスク材保持薄膜の接着剤による接
着で,最上部平端面での接着を避けて,貼り合わせ法で
の接着剤のはみだし等による平面度の悪化防止を図った
ものであるが,そのマスク材保持薄膜は,伸張して貼り
合わせる必要上,無機薄膜の場合では破れる可能性が強
く,実用的には有機薄膜に限定されるが,品質劣化し易
いこと,「しわ」の発生があること,及び放射線耐性が
十分なものが得られないとの理由で,材質選択にも限界
があり,一括転写方式には使用できると考えられるもの
の,繰り返しX線照射に「耐久性」がない上,「しわ」
が露光時に障害となるため,精度を要するステップアン
ドレピート方式には適していない。従来からのステップ
アンドレピート方式用のX線露光マスクの例としては,
図4に示すように,平坦なシリコン基板の表面側に積層
固着したX線透過性薄膜2と,この薄膜上に形成された
X線吸収性パターン3と,シリコン基板の一部を除去し
てなる転写パターン領域としての窓6と,除去せずに残
したシリコン基板部分よりなる支持枠4と,シリコン基
板を部分的に除去する際に使用する保護膜5からなるX
線露光用マスク1があった。このようなX線露光マスク
1は,X線透過性薄膜2として1×109dyn/cm 2程度
の引張り応力を有する自己支持状態の薄膜を使用してい
るため, 窓6を除去した場合, 従来のX線露光用マスク
1はこの薄膜側が凹面になるような反りを生じていた。
例えば, 直径50mmのX線露光用マスクの場合,10
〜20μmの反りを生じ,平面度の良いマスクホールダ
ーに吸着して,矯正しても,2〜4μm程度の反りが残
っていた。
【0004】電子線励起等による発散線源を用いたX線
露光法において,X線露光用マスクのX線吸収性パター
ン付着面と被露光基板面との間の距離(以下,マスク−
ウエハ間距離と呼ぶ)は,一般に,10〜20μm程度
であり,例えば,転写領域内の異なる3箇所において±
1μm前後の精度で一定距離になるように,被露光基板
面に対し,X線露光用マスク全体を近づけたり,傾けた
りして調整する。この際,数μm程度のゴミの付着があ
ると,許容範囲はさらに狭くなる。また,露光時の解像
度を上げるためには,マスク−ウエハ間距離はより狭い
方向が求められている。前述したように,図4に示す従
来のX線露光用マスクではX線吸収性パターン3が付着
している側に凹型の反りを生じ,吸着矯正しても,2〜
4μm程度の反りが残る。
露光法において,X線露光用マスクのX線吸収性パター
ン付着面と被露光基板面との間の距離(以下,マスク−
ウエハ間距離と呼ぶ)は,一般に,10〜20μm程度
であり,例えば,転写領域内の異なる3箇所において±
1μm前後の精度で一定距離になるように,被露光基板
面に対し,X線露光用マスク全体を近づけたり,傾けた
りして調整する。この際,数μm程度のゴミの付着があ
ると,許容範囲はさらに狭くなる。また,露光時の解像
度を上げるためには,マスク−ウエハ間距離はより狭い
方向が求められている。前述したように,図4に示す従
来のX線露光用マスクではX線吸収性パターン3が付着
している側に凹型の反りを生じ,吸着矯正しても,2〜
4μm程度の反りが残る。
【0005】一方,被露光基板面全体の平面度は,従来
のシリコン基板を用い,平面度の良い吸着ホールダーで
矯正しても,2〜3μm程度と一般にいわれている。従
って,上述した方法でマスク−ウエハ間距離を調整する
際,被露光基板面にX線露光用マスク1の支持枠4の外
周部が接触し,X線露光用マスク1または被露光基板に
欠陥が発生するという問題が生じていた。
のシリコン基板を用い,平面度の良い吸着ホールダーで
矯正しても,2〜3μm程度と一般にいわれている。従
って,上述した方法でマスク−ウエハ間距離を調整する
際,被露光基板面にX線露光用マスク1の支持枠4の外
周部が接触し,X線露光用マスク1または被露光基板に
欠陥が発生するという問題が生じていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで,本発明が解決
しようとする問題点は,ステップアンドレピート方式の
X線露光において,マスク−ウエハ間距離を調整する
際,X線露光用マスクの支持枠外周部が被露光基板面に
接触する危険性のないX線露光用マスクの製造方法を提
供することにある。
しようとする問題点は,ステップアンドレピート方式の
X線露光において,マスク−ウエハ間距離を調整する
際,X線露光用マスクの支持枠外周部が被露光基板面に
接触する危険性のないX線露光用マスクの製造方法を提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の手段は,シリコ
ン基板4aの被露光基板面に近接せしめられる表面側
に,その外周部領域全周囲にわたって除去部9を形成す
る工程と,X線透過性薄膜2をCVD法,スパッタリン
グ法で積層固着する工程と,X線透過性薄膜2上にX線
吸収性パターン3を設ける工程と,シリコン基板4aの
裏面側に,X線吸収性パターン3の領域を含むシリコン
基板4aの一部を窓6として除去する工程とを包含する
ことを特徴とするステップアンドレピート方式用X線露
光マスクの製造方法である。
ン基板4aの被露光基板面に近接せしめられる表面側
に,その外周部領域全周囲にわたって除去部9を形成す
る工程と,X線透過性薄膜2をCVD法,スパッタリン
グ法で積層固着する工程と,X線透過性薄膜2上にX線
吸収性パターン3を設ける工程と,シリコン基板4aの
裏面側に,X線吸収性パターン3の領域を含むシリコン
基板4aの一部を窓6として除去する工程とを包含する
ことを特徴とするステップアンドレピート方式用X線露
光マスクの製造方法である。
【0008】本発明のX線露光用マスクの製造方法にお
いて,シリコン基板の支持枠の外周部側を除去する方法
としては,腐食液を用いて化学的にエッチング除去する
方法及び機械加工法により研削除去する方法が適用でき
る。次に,本発明において,支持枠の除去部は除去部全
域にわたって,ほぼ同一深さになるように形成しても良
く,或いはシリコン基板の外周部側へ向けて深くなるよ
うに傾斜面に形成しても良い。シリコン基板4aの裏面
側に,X線吸収性パターン3の領域を含むシリコン基板
4aの一部を窓6として除去する工程としては,シリコ
ン基板4aの裏面側に,CVD法,スパッタリング法に
より支持枠4の形状に保護膜5を積層固着して保護膜5
を形成した後,支持枠4の形状にレジストパターンを形
成した後,不要部をエッチング除去することにより形成
することができる。
いて,シリコン基板の支持枠の外周部側を除去する方法
としては,腐食液を用いて化学的にエッチング除去する
方法及び機械加工法により研削除去する方法が適用でき
る。次に,本発明において,支持枠の除去部は除去部全
域にわたって,ほぼ同一深さになるように形成しても良
く,或いはシリコン基板の外周部側へ向けて深くなるよ
うに傾斜面に形成しても良い。シリコン基板4aの裏面
側に,X線吸収性パターン3の領域を含むシリコン基板
4aの一部を窓6として除去する工程としては,シリコ
ン基板4aの裏面側に,CVD法,スパッタリング法に
より支持枠4の形状に保護膜5を積層固着して保護膜5
を形成した後,支持枠4の形状にレジストパターンを形
成した後,不要部をエッチング除去することにより形成
することができる。
【0009】
【実施例】(実施例1)以下,実施例により,さらに本
発明を詳細に説明する。図2(a)〜(e)に本発明に
係るX線露光用マスクの一実施例における主な製造工程
の概略断面図を示す。先ず,少なくとも,片面が鏡面研
磨された厚さ0.3〜3mmのシリコン基板4aを従来
からの熱酸化法により酸化し,厚さ0.1〜0.5μm
のSiO2 膜を基板両面に形成する。次いで,この基板
の鏡面研磨された片面(以後,この面を表面,反対の面
を裏面と呼ぶ)上で,シリコン基板4a平面のうち,除
去すべき部分以外のシリコン基板4aの領域に,従来か
らの紫外線露光法等によりレジストパターン(図示せ
ず)を設け,例えば,CF4 等のガスを用いた反応性ス
パッタエッチング法により,表面のSiO2 膜を選択的
に除去する。その後,レジストパターンを専用レジスト
剥離液で除去することにより,図2(a)に示すような
シリコン基板4aの表面にSiO2 パターン7が形成さ
れ,裏面にSiO2保護膜8が形成されたものを得る。
図2(b)には,SiO2 パターン7をマスクとして,
シリコン基板4aの表面を2〜100μmの間で一定の
厚さだけ,エッチング除去した後を示す。ここでのエッ
チング除去液としては,例えば,HF:HNO3 :CH
3 COOH=1:3:1の混合液や20〜40%KOH
水溶液を用いる。次いで,緩衝HF液によりSiO2 パ
ターン7,及びSiO2 保護膜8をエッチング除去する
ことにより,図2(c)に示すように,シリコン基板4
aのうち支持枠4となる部分の被露光基板面に近接せし
められる側において外周部側領域が全周にわたって除去
され,除去部9が形成されたものを得る。
発明を詳細に説明する。図2(a)〜(e)に本発明に
係るX線露光用マスクの一実施例における主な製造工程
の概略断面図を示す。先ず,少なくとも,片面が鏡面研
磨された厚さ0.3〜3mmのシリコン基板4aを従来
からの熱酸化法により酸化し,厚さ0.1〜0.5μm
のSiO2 膜を基板両面に形成する。次いで,この基板
の鏡面研磨された片面(以後,この面を表面,反対の面
を裏面と呼ぶ)上で,シリコン基板4a平面のうち,除
去すべき部分以外のシリコン基板4aの領域に,従来か
らの紫外線露光法等によりレジストパターン(図示せ
ず)を設け,例えば,CF4 等のガスを用いた反応性ス
パッタエッチング法により,表面のSiO2 膜を選択的
に除去する。その後,レジストパターンを専用レジスト
剥離液で除去することにより,図2(a)に示すような
シリコン基板4aの表面にSiO2 パターン7が形成さ
れ,裏面にSiO2保護膜8が形成されたものを得る。
図2(b)には,SiO2 パターン7をマスクとして,
シリコン基板4aの表面を2〜100μmの間で一定の
厚さだけ,エッチング除去した後を示す。ここでのエッ
チング除去液としては,例えば,HF:HNO3 :CH
3 COOH=1:3:1の混合液や20〜40%KOH
水溶液を用いる。次いで,緩衝HF液によりSiO2 パ
ターン7,及びSiO2 保護膜8をエッチング除去する
ことにより,図2(c)に示すように,シリコン基板4
aのうち支持枠4となる部分の被露光基板面に近接せし
められる側において外周部側領域が全周にわたって除去
され,除去部9が形成されたものを得る。
【0010】次に,シリコン基板4aの表面にSi3 N
4 ,SiN,SiO2 ,SiC,BN等の無機材の単層
もしくは複合層からなり,弱い緊張力を有した厚さ0.
2〜4μmのX線透過性薄膜2を,例えば,CVD(Ch
emical Vaper Deposition)法やスパッタリング法により
形成する。また,シリコン基板4aの裏面にSi
3 N4 ,SiN,SiO2 ,SiC,BN等の薄膜を,
CVD法やスパッタリング法で形成し,従来の紫外線露
光法等によりレジストパターン(図示せず)を形成した
後,不要部をエッチング除去し,しかるのち,専用レジ
スト除去液を用いてレジストパターンを除去することに
より,図2(d)に示すように,シリコン基板4aのう
ち支持枠4となる部分の被露光基板面に近接せしめられ
る側において外周部側領域が全周にわたって除去されて
除去部9が形成され,且つシリコン基板4aの表面全体
にX線透過性薄膜2が設けられ,裏面に枠状の保護膜5
が設けられたものを得る。
4 ,SiN,SiO2 ,SiC,BN等の無機材の単層
もしくは複合層からなり,弱い緊張力を有した厚さ0.
2〜4μmのX線透過性薄膜2を,例えば,CVD(Ch
emical Vaper Deposition)法やスパッタリング法により
形成する。また,シリコン基板4aの裏面にSi
3 N4 ,SiN,SiO2 ,SiC,BN等の薄膜を,
CVD法やスパッタリング法で形成し,従来の紫外線露
光法等によりレジストパターン(図示せず)を形成した
後,不要部をエッチング除去し,しかるのち,専用レジ
スト除去液を用いてレジストパターンを除去することに
より,図2(d)に示すように,シリコン基板4aのう
ち支持枠4となる部分の被露光基板面に近接せしめられ
る側において外周部側領域が全周にわたって除去されて
除去部9が形成され,且つシリコン基板4aの表面全体
にX線透過性薄膜2が設けられ,裏面に枠状の保護膜5
が設けられたものを得る。
【0011】図2(e)は,さらに,X線透過性薄膜2
の上に,従来からX線露光用マスクのX線吸収性パター
ンを形成する方法として知られているめっき法(めっき
マスクを設け,めっきマスクの開口部に金属を電着する
方法)や蒸着またはスパッタリング−ドライエッチング
法(全面に重金属を蒸着またはスパッタリングしたの
ち,ドライエッチングする方法)により,Au,W,T
a等の重金属を主成分とする厚さ0.2〜1.2μmの
所望のX線吸収性パターン3を形成した状態を示す。最
後に図1に示すように,保護膜5をマスクとし,シリコ
ン基板4aの一部を裏面からエッチング除去することに
より支持枠4及び転写パターン領域となる窓6を形成す
る。このエッチングの際,X線透過性薄膜2及びX線吸
収性パターン3を保護するためにOリング等からなる治
具を使用し,エッチング液としては,例えば,20〜4
0%KOH水溶液やHF:HNO3 :CH3 COOH=
1:3:1の混合液を使用することにより良好にエッチ
ング除去できる。以上の製造工程により,図1に示す本
発明の一実施例によるX線露光用マスク1が得られる。
の上に,従来からX線露光用マスクのX線吸収性パター
ンを形成する方法として知られているめっき法(めっき
マスクを設け,めっきマスクの開口部に金属を電着する
方法)や蒸着またはスパッタリング−ドライエッチング
法(全面に重金属を蒸着またはスパッタリングしたの
ち,ドライエッチングする方法)により,Au,W,T
a等の重金属を主成分とする厚さ0.2〜1.2μmの
所望のX線吸収性パターン3を形成した状態を示す。最
後に図1に示すように,保護膜5をマスクとし,シリコ
ン基板4aの一部を裏面からエッチング除去することに
より支持枠4及び転写パターン領域となる窓6を形成す
る。このエッチングの際,X線透過性薄膜2及びX線吸
収性パターン3を保護するためにOリング等からなる治
具を使用し,エッチング液としては,例えば,20〜4
0%KOH水溶液やHF:HNO3 :CH3 COOH=
1:3:1の混合液を使用することにより良好にエッチ
ング除去できる。以上の製造工程により,図1に示す本
発明の一実施例によるX線露光用マスク1が得られる。
【0012】(実施例2)本発明による他の実施例を図
3に示す。この実施例は研削等の周知の機械加工法によ
り,平らなシリコン基板4aの外周部を予め一定角度で
削り取ることにより除去部9を形成し,その後,前記実
施例1の図2(d),(e)及び図1にて説明したと同
様の工程を経て形成したX線露光用マスク1の例であ
る。図3に示すように,所望の緊張力を有したX線透過
性薄膜2が表面外周部が一定角度で削り取られた支持枠
4の表面に張られ,さらに薄膜上に所望のX線吸収性パ
ターン3が形成され,転写パターン領域を規定する窓6
がある。
3に示す。この実施例は研削等の周知の機械加工法によ
り,平らなシリコン基板4aの外周部を予め一定角度で
削り取ることにより除去部9を形成し,その後,前記実
施例1の図2(d),(e)及び図1にて説明したと同
様の工程を経て形成したX線露光用マスク1の例であ
る。図3に示すように,所望の緊張力を有したX線透過
性薄膜2が表面外周部が一定角度で削り取られた支持枠
4の表面に張られ,さらに薄膜上に所望のX線吸収性パ
ターン3が形成され,転写パターン領域を規定する窓6
がある。
【0013】
【発明の効果】本発明により,X線透過性薄膜上でX線
吸収性パターンの付着している平面の大きさを必要最小
に限定し,かつ,マスク−ウエハ間距離調整の際,支持
枠外周部の反りを無視できる形状にすることが可能とな
る。従って,ステップアンドレピート方式のX線露光に
おいて,マスク面と被露光面との接触によるX線露光用
マスク上または被露光基板上での欠陥の発生を無くすこ
とができるので,歩留りの高いX線露光が期待できると
同時にマスク−ウエハ間距離を調整する際の空間的調整
範囲が増し,マスク−ウエハ間距離を安定して調整する
ことが可能となるので,X線露光において安定して高精
度なパターン転写が期待できる。
吸収性パターンの付着している平面の大きさを必要最小
に限定し,かつ,マスク−ウエハ間距離調整の際,支持
枠外周部の反りを無視できる形状にすることが可能とな
る。従って,ステップアンドレピート方式のX線露光に
おいて,マスク面と被露光面との接触によるX線露光用
マスク上または被露光基板上での欠陥の発生を無くすこ
とができるので,歩留りの高いX線露光が期待できると
同時にマスク−ウエハ間距離を調整する際の空間的調整
範囲が増し,マスク−ウエハ間距離を安定して調整する
ことが可能となるので,X線露光において安定して高精
度なパターン転写が期待できる。
【図1】本発明の実施例による製品の断面図である。
【図2】本発明の実施例1の製造工程を説明する断面図
である。
である。
【図3】本発明の別の実施例による製品の断面図であ
る。
る。
【図4】従来の製品の断面図である。
1 X線露光用マスク 2 X線透過性薄膜 3 X線吸収性パターン 4 支持枠 4a シリコン基板 5 保護膜 6 窓 7 SiO2 パターン 8 SiO2 保護膜 9 除去部
Claims (1)
- 【請求項1】 シリコン基板(4a)の被露光基板面に
近接せしめられる表面側に,その外周部領域全周囲にわ
たって除去部(9)を形成する工程と,X線透過性薄膜
(2)をCVD法,スパッタリング法で積層固着する工
程と,X線透過性薄膜(2)上にX線吸収性パターン
(3)を設ける工程と,シリコン基板(4a)の裏面側
に,X線吸収性パターン(3)の領域を含むシリコン基
板(4a)の一部を窓(6)として除去する工程とを包
含することを特徴とするステップアンドレピート方式用
X線露光マスクの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31246693A JPH07109819B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | ステップアンドレピート方式用x線露光マスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31246693A JPH07109819B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | ステップアンドレピート方式用x線露光マスクの製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19269085A Division JPH0744137B2 (ja) | 1985-08-31 | 1985-08-31 | ステップアンドレピート方式用x線露光マスク |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH076947A JPH076947A (ja) | 1995-01-10 |
JPH07109819B2 true JPH07109819B2 (ja) | 1995-11-22 |
Family
ID=18029543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31246693A Expired - Lifetime JPH07109819B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | ステップアンドレピート方式用x線露光マスクの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07109819B2 (ja) |
-
1993
- 1993-10-22 JP JP31246693A patent/JPH07109819B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH076947A (ja) | 1995-01-10 |
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