JPH10207045A - パターン投影用原版 - Google Patents

パターン投影用原版

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JPH10207045A
JPH10207045A JP1408997A JP1408997A JPH10207045A JP H10207045 A JPH10207045 A JP H10207045A JP 1408997 A JP1408997 A JP 1408997A JP 1408997 A JP1408997 A JP 1408997A JP H10207045 A JPH10207045 A JP H10207045A
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JP
Japan
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film
substrate
molecule
reticle
oxide film
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JP1408997A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Sugimura
博之 杉村
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites

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  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】所望のパターンを試料に投影するための原版で
あって、ゴミが付着しにくい原版を提供する。 【解決手段】投影すべき所望のパターンの貫通孔が形成
された基板1の、表面および貫通孔の側面に酸化物膜3
を形成する。そして、一端にフッ化炭素基を有し、他端
に水酸基と化学反応する官能基を有する有機分子4を基
板1表面全体に供給することにより、分子4の官能基と
酸化物膜3の水酸基とを化学反応させ、基板1の酸化物
膜3上に有機分子の皮膜6を形成する。この方法では、
基板1の表面および貫通孔の側面に一様にフッ化炭素の
単分子膜を形成できる。フッ化炭素単分子膜は、ゴミに
対する吸着力が小さいため、汚染されにくい原版が得ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子線リソグラフ
ィに用いられる、ステンシルタイプのレチクルのような
パターン投影用原版に関し、特に、原版の汚染防止に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】ICやLSI等の半導体素子製造工程の
一つに、半導体基板の表面に微細なIC回路パターンを
形成するためのリソグラフィ工程がある。従来より、こ
のリソグラフィ工程には、フォトリソグラフィ技術が用
いられている。フォトリソグラフィ工程では、基板表面
にフォトレジストを塗布し、予め作製しておいた所定の
パターンのフォトマスクを通して、フォトレジストに紫
外線等の電磁波を照射する。これによってフォトレジス
トにフォトマスク像を焼き付け、この後フォトレジスト
を溶媒で処理することにより、フォトレジストをフォト
マスク像のパターンに加工する。このフォトレジストパ
ターンをエッチングマスクとして半導体基板をエッチン
グ加工している。
【0003】しかしながら、このような従来のフォトリ
ソグラフィ技術の場合には、フォトレジストに焼き付け
可能な像の分解能が、光の波長によって制限されるた
め、焼き付け可能な像の分解能には限界があり、たとえ
波長の短い紫外線を用いたとしても、0.1μmより細
かいパターンを作製することはできなかった。
【0004】このような欠点を克服し、より微細なパタ
ーンを作りだす技術として、電子線リソグラフィがあ
る。しかしながら、電子線リソグラフィは、細く絞られ
た電子ビームでパターンをひとつひとつ、いわゆる一筆
書きのように描画していくため、パターン描画に著しく
時間がかかるという欠点があった。
【0005】このような電子線リソグラフィのもつ、描
画速度が遅く生産性が低いという欠点を克服するため、
縮小投影型の電子線露光装置が考案された。これらは、
図1(a)にしめすように、貫通孔があいたメンブレン
1と支持枠2からなるいわゆるステンシルタイプの構造
をしたレチクルを使用する。そして、メンブレン1の貫
通孔を通して、一括して試料に電子線を投影する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、縮小投影型
の電子線露光装置では、電子線露光中にレチクルがしだ
いに汚染されてしまうという問題点があった。これは、
レチクル表面に吸着した残留ガスが電子線に照射される
ことによって反応し、炭素質の分解生成物ができること
による。また、電子線露光装置用のレチクルは、多くの
場合シリコン製であるが、シリコン製レチクルは、粘着
力があるため、これによってゴミが付着しやすい。ま
た、シリコン製レチクルは、表面が鏡面であるため、鏡
面の吸着水の表面張力によっても、ゴミが付着しやすい
という欠点があった。
【0007】付着したゴミを除去するには、レーザーク
リーニングの方式が考案されているが、レーザクリーニ
ングによってレチクルがダメージを受けるという問題が
ある。
【0008】本発明は、所望のパターンを試料に投影す
るための原版であって、ゴミが付着しにくい原版を提供
することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば以下のようなパターン投影用原版が
提供される。
【0010】すなわち、投影すべき所望のパターンの貫
通孔が形成された基板と、前記基板の表面および前記貫
通孔の側面を覆うように配置された酸化物膜と、前記酸
化物膜の全面を覆う皮膜とを有し、前記皮膜は、前記酸
化物膜と化学的に結合し、かつ、膜表面部にのみフッ化
炭素を有するパターン投影用原版である。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態の原版につ
いて説明する。
【0012】本実施の形態の原版は、電子線露光装置用
のレチクルである。本実施例のレチクルは、図1(a)
のように、所望のパターンの貫通孔が形成されたメンブ
レン1と、これを支持する支持枠2からなる。本実施の
形態では、メンブレン1および支持枠2ともにシリコン
からなるが、支持枠2はシリコン製でなくてもよい。本
実施の形態では、メンブレン1のゴミに対する吸着力を
減少させるために、メンブレン1の表面にフッ化炭素を
含む皮膜を形成している。以下、フッ化炭素を含む皮膜
を形成する方法について説明する。
【0013】図1(a)のレチクルの表面を、一旦、紫
外線−オゾン洗浄によりクリーニングする。これによ
り、メンブレン1および支持枠2の表面全体が酸化さ
れ、清浄なシリコン酸化膜3に覆われる(図1
(a))。図2(a),(b)では、レチクル1および
酸化膜3の厚さ方向が強調されて描かれているが、オゾ
ン洗浄によって成長する酸化膜3の厚さは、通常2〜3
nmであり、形状の変化は無視できる。このようにして
形成されたシリコン酸化膜5の表面には、水酸基が存在
する。水酸基の存在は、ATR(Attenuated Total Ref
lection)法によって確認できる。なお、紫外線−オゾン
洗浄は、レチクルの表面に酸素を供給し、これに紫外線
を照射することによってオゾンを発生させて洗浄する方
法である。
【0014】つぎに、密閉容器8内に、レチクルと、フ
ッ化炭素の末端がトリメトキシシリル基で置換された分
子、すなわち、フッ化炭素シラン(R−Si(OC
3)3)の液体4とを入れる。ただし、Rはフッ化炭素
を示す。本実施の形態では、フッ化炭素シランとして、 CF3(CF2)5CH2CH2Si(OCH3)3 を用いる。そして、容器5全体を50〜150℃に加熱
し、フッ化炭素シラン分子を蒸発させる(図1
(c))。これにより、フッ化炭素シラン分子の蒸気が
密閉容器8内の空間を満たし、メンブレン1ならびに支
持枠2の表面および微細パターン内に回り込む。そし
て、メンブレンおよび支持枠2の表面の各部において、
フッ化炭素シランのトリメトキシシリル基と、試料6表
面の酸化膜の水酸基とが化学反応し、試料6表面全体に
フッ化炭素シラン分子が固定される。これにより、レチ
クルの表面全体に、フッ化炭素シラン分子の単分子膜6
が形成される(図2(d))。
【0015】このときフッ化炭素シラン分子の一方の端
部のトリメトキシシリル基が酸化膜3側に固定されるた
め、分子の他方の端部のフッ化炭素基が、単分子膜6の
表面側に位置することになる。したがって、この工程に
より、表面にフッ化炭素基を有する単分子膜6をレチク
ル表面に形成することができる。
【0016】なお、単分子膜6の上に、2層目のフッ化
炭素シラン分子の単分子膜が形成される速度は、試料表
面に一層目の単分子膜が形成される速度と比較して格段
に遅いため、密閉容器5中にレチクルを入れておく時間
を精密に制御しなくとも、レチクル表面に単分子膜6を
形成することができる。
【0017】最後に、単分子膜6が表面に固定されたレ
チクルを、有機溶媒と純水によってリンスし乾燥させ
る。これにより、図2(d)のように、所望の形状にパ
ターニングされ、表面に、酸化膜3、その上に、フッ化
炭素シラン分子の単分子膜6を備えたレチクルが完成す
る。
【0018】フッ化炭素分子表面には残留ガスの吸着が
少なく、電子線照射による炭素質分解生成物の堆積速度
も遅いため、本実施の形態のレチクルは、より長時間の
連続使用に耐えるレチクルとなる。また、付着したゴミ
とレチクルの付着力が小さいため、レーザクリーニング
を行った場合でも小さなレーザーパワーでゴミを容易に
除去することができる。よって、レーザークリーニング
によるレチクルダメージを回避することができる。
【0019】フッ化炭素分子は電気的に絶縁性なため、
フッ化炭素膜が厚くなると、レチクルの導電性が失わ
れ、電子線露光中にレチクルがチャージアップしてしま
うおそれがある。しかし、本実施の形態では、単分子膜
6を用いているため、膜厚が非常に薄く、チャージアッ
プしない程度の導電性を確保することができる。
【0020】また、上述の工程で形成される単分子膜6
は、酸化膜とフッ化炭素シラン分子との化学反応により
形成されるため、蒸着やスパッタリングのような成膜方
法では膜を形成しにくい、メンブレン1の貫通孔の側面
部分にも、上面部分と同様に一様な厚さの単分子膜6形
成することができる。これにより、メンブレン1の表面
のいずれの部分においても、ゴミの付着を防止すること
ができる。
【0021】さらに、単分子膜6は、化学反応により酸
化膜3に結合しているため、両者は強固に結合してお
り、単分子膜6の膜はがれが生じにくい。
【0022】しかも、単分子膜6は、わずか一分子の厚
さであるため、メンブレン1の貫通孔パターンがナノメ
ートルオーダの微細なパターンであっても、その形状を
損なう心配がない。
【0023】なお、本実施の形態では、フッ化炭素シラ
ン分子をレチクル表面に供給するために、フッ化炭素シ
ラン分子の蒸気で満たされた容器中にレチクルを配置す
る手法を用いたが、このような気相法ではなく、液相
法、例えば、フッ化炭素シランのメタノール溶液中に、
レチクルをディッピングすることによっても、フッ化炭
素分子を試料表面に固定化することができる。
【0024】また、本実施の形態では、単分子膜6を形
成するための分子として末端官能基はトリメトキシシリ
ル基のフッ化炭素シラン分子を用いたが、酸化膜3の水
酸基と反応する基であれは、そのような基を末端官能基
として有する分子を用いることができる。たとえば、末
端官能基として、トリエトキシシリル基のような別のア
ルコキシシリル基、あるいは、トリクロロシリルのよう
なハロゲン化シリル基を有する分子を用いることができ
る。また、単分子膜6を形成するための分子のフッ化炭
素の炭素鎖の長さも上述の分子の炭素鎖の長さに限定さ
れるものではなく、先端にフッ化炭素基を備えるフッ化
炭素であれば炭素鎖の長さを自由に設計した分子を用い
ることができる。たとえば、具体的には、単分子膜6を
形成するための分子として、下記(1)〜(7)のよう
な分子を用いることができる。
【0025】
【化1】
【0026】単分子膜6を形成するための分子として末
端官能基がトリメトキシシリル基やハロゲン化シリル基
を用いた場合には、50℃〜150℃の常温、常圧で酸
化膜3の水酸基と化学反応させることができるため、容
易に単分子膜6を形成することができる。しかし、高温
高圧化でこのプロセスを行うことも可能であり、この場
合には、末端官能基がアルコール基の分子を用い、これ
を酸化膜3の水酸基と反応させ単分子膜6を形成するこ
とができる。
【0027】さらに、本実施の形態では、レチクル表面
を洗浄するとともに、清浄な酸化膜3を形成するため
に、紫外線−オゾン洗浄を行ったが、このプロセスを溶
液を使った洗浄プロセスに代えることも可能である。た
とえば、塩酸や硫酸等の酸や、塩酸や硫酸と過酸化水素
水との混合液で洗浄することにより同様の効果が得られ
る。
【0028】また、本実施の形態では、試料表面に形成
するフッ化炭素シラン分子の皮膜として単分子膜を形成
したが、かならず単分子膜でなければならないわけでは
なく、2分子以上が積層された多分子膜にしても同様の
効果が得られる。
【0029】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、所望の
パターンを試料に投影するための原版であって、ゴミが
付着しにくい原版を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a),(b),(c),(d)本発明の一実
施の形態のレチクルの製造工程を示す説明図。
【符号の説明】
1・・・シリコン基板、2・・・支持枠、3・・・酸化
膜、4・・・フッ化炭素シランの液体、5・・・密閉容
器、6・・・フッ化炭素シラン分子の単分子膜、

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】投影すべき所望のパターンの貫通孔が形成
    された基板と、 前記基板の表面および前記貫通孔の側面を覆うように配
    置された酸化物膜と、 前記酸化物膜の全面を覆う皮膜とを有し、 前記皮膜は、前記酸化物膜と化学的に結合し、かつ、膜
    表面部にのみフッ化炭素を有することを特徴とするパタ
    ーン投影用原版。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記皮膜は、末端にフ
    ッ化炭素基を有する有機分子からなることを特徴とする
    パターン投影用原版。
  3. 【請求項3】請求項2において、前記皮膜は、前記有機
    分子の単分子膜であることを特徴とするパターン投影用
    原版。
  4. 【請求項4】投影すべき所望のパターンの貫通孔が形成
    された基板と、 前記基板の表面および前記貫通孔の側面を覆うように配
    置された酸化物膜と、 前記酸化物膜の全面を覆う、フッ化炭素を含む皮膜とを
    有し、 前記酸化物膜は、前記皮膜と化学的に結合していること
    を特徴とするパターン投影用原版。
JP1408997A 1997-01-28 1997-01-28 パターン投影用原版 Pending JPH10207045A (ja)

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JP1408997A JPH10207045A (ja) 1997-01-28 1997-01-28 パターン投影用原版

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JP1408997A JPH10207045A (ja) 1997-01-28 1997-01-28 パターン投影用原版

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JP1408997A Pending JPH10207045A (ja) 1997-01-28 1997-01-28 パターン投影用原版

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004003985A1 (ja) * 2002-06-26 2004-01-08 Sony Corporation マスクおよびその製造方法並びに半導体装置の製造方法

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