JPS59116749A - Ｘ線リトグラフイ用放射線マスクおよび製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特許請求の範囲第１項の上位概念に記載の熱敏
感性でないＸ線リトグラフィ用放射線マスクに関する。

この種のＸ線リトグラフィ用放射線マスクは公知である
。

例えば西ドイツ国特許出願公告第２３０２１１６号明細
書からＸ線リトグラフィ用放射線マスクが公知であり、
その際波長２〜１００Ａの軟Ｘ線が使用される。該放射
線マスクは厚さ約５μｍのケイ素、マグイ、ゾウム、ベ
リリウム捷たけマイラーから成る、軟Ｘ線を透過する層
並びに厚さ約０．５μＩηの軟Ｘ線ケ吸収する層から成
る。その際吸収体の層Ｉ″ｉ銅、銀、金才たけウランか
ら成っていてよい。

吸収層は軟Ｘ線を用いた露光によってＸ線に敏感な基材
上に形成された構造に相応して好適なポジまたはイ・ガ
のパターンで設けられる。

更に西ドイツ国特許第２３４６７１９号明部１書から多
層のＸ線！Ｊ）グラフィ用放射線マスクが公知である。

このマスクはケイ素体から成り、該ケイ粱体はその表面
の広幅の片面（Ｃ基層が設けられている。基層は５Ｉ０
２一層卦よびポリイミド製の支持層から成る。該支持層
は厚さ６〜１０μｍ　ｋ持ち、かつ５１０２一層は厚さ
約５μｍを持つ。支持層上にＸ線吸収行別、例えば金か
ら成る、マスキング構造を設ける。ケイ素体はマスキン
グ構造か存在する位置で選択的に５１０２一層までエツ
チングされる。

こうして生じた窓を通してＸ線（Ｃよる露光全行なうこ
とができる。

前記から明らかなようにＸ線は放射ｒｈマスク中で部分
的に吸収される。放射線マスクはこのような放射エイ・
ルギーの吸収によって露光中に加熱される。マスクは少
なくとも２種の材料、すなわち放射線透過性材料から成
る基板および放射線不透過性材料から成る吸収体構造か
ら成り、ここで使用された月利の場合ではり」らかに異
なる熱膨張係数を持つので、加熱の際に著しいバイメタ
ル効果が生じる。これは放射線マスクが露光過程の間（
（曲がることを意味し、このことは露光の品質ＶＣキわ
めて不利な作用を及ぼす。

放射線マスクのこのバイメタル効果を減少させるために
既述の西ドイツ国特許第２３４６７１９号明細書で提案
されたように基板を多層に構成することによって機械的
により強固に、かつ熱応力に対してより安定υて形成す
ることができる。しかしこれによって基板の厚さが犬き
くなり、これは基板中の増加される吸収、したがって像
コントラストの低下を導く。

したがって本発明の課題は加熱時に飢が）ら、ない−か
寸たは無視し得る程度に曲がるにすぎず、かつ更Ｋ　ｆ
ｉｊ３い慮コントラストを可能にする、Ｘ線リトグラフ
ィ用放射線マスクを提案することである。その上にマス
キング構造（／ｒＣおける欠陥密度が低下されなければ
ならない。更にかかるマスクの製造方法を提案すること
が本発明の課題である。

この課題を解決するために前記種類の放射線マスクを特
許請求の範囲第１項記載の特徴に相応し実施例 この解決の特別な利点は、吸収体構造が基層に対して対
称的に配置されていることによって放射線マスクの加熱
時に吸収体構造と基層の異なる熱膨張係数の結果生じる
力が曲げモメントに関して自体で相殺されることである
。これは放射１際マスクの湾曲を招くことのあるバイメ
タル効果が生じないことを意味する。

他の利点は特許請求の範囲第２項〜第５項から倚ら九る
。

基層の両側に吸収体構造の７をそれぞれ配置することに
よって欠陥密度の減少が達成されるのは、吸収体構造内
の欠陥が両側（でおいて同じ位置に生しることは起らな
いであろうからである。

本発明による放射線マスクの種々の製法は、他方の側面
上の第２吸収体を製造するために片側にある吸収体構造
を使用することによって特別なマーキング甘たは調整方
法を用いずに２つの吸収体横置の精確な一致を可能にす
る。

吸収体構造を片側から他方の側へ転写するのに軟Ｘ線を
使用することによりきわめて繊細な構造牙含むきわめて
厳密な複製が有利に保証される。

以下深針図面を参照しながら本発明を詳説する。

第１図に熱敏感性でないＸ線ＩＪ　）グラフィ用放射線
マスクが断面図で示されている。その際本来の放射線マ
スクの部分のみを示す、それというのも他の部分、例え
ばマスクを機械的に安定化するための基体（ｄ本発明に
は重要ではないからである。

本発明１（よる放射線マスクは基層１０１および同基層
上に機械的に固着された吸収体構造１０２゜１０６から
成る。吸収体構造１０２，１０３はそルぞれその膜厚の
〕の厚さを持つ、２つの部分構造に分かれている。その
際一方の吸収体構造１０２は基層１０１の片面１０４上
に、かつ他方の吸収体構造１０３は基層１０１の他の側
面１０５上に配置される。２つの吸収体構造部分１０２
　、１０３の厚ざはほぼ等しい３．２つの吸収体構造部
分１０２　、１０３の幾何形状は鋭映対称である、すな
わち２つの構造は互（ハ（Ｃぴったり重なる。したがっ
て吸収体構造１０２　、１０３は基層１０１の中心１０
６を通る而に対して対称である。

この対称は熱的な不感性を達成するため（Ｃ必要である
。放射線マスクは必要上少なくとも２種類の材料から構
成されなければならない（基層１０４は有利に使用され
る波長２〜１ｏｏＲの軟Ｘ線に対してできるかぎシ透過
性でなければならず、他方吸収体層１０２　、１０３は
同Ｘ線をできるかぎシ良好に吸収しなければならない）
ので、Ｘ線の吸収による放射線マスクの不可避な加熱の
際に異なる熱膨張係数の結果、放射線マスクに作用する
力が生じる。吸収体構造１０２　、１０３が基層１０１
上に非対称に配置されている場合には両面１０４　、１
０５に対１−で異なる力が作用し、これは基層１０１の
、したがってマスク全体の著しい湾曲をもたらすことが
ある（バイメタル効果）。基層１０１の中心１０６に対
して吸収体構＠　１０２　、１０６を対称に配置するこ
とによって加熱時に生じる力は曲げモメントに関して相
殺される。

吸収体構造１０２　、１０３は有利に総膜厚約０．５μ
ｍを有し、金、白金、銀、ウラン、銅またはタングステ
ンの金紙から成る。基層１０１の両側１０４　、１０５
にその膜厚のユでそ九ぞれ設けられる対称的な吸数体構
造１０２　、１０３では吸収体構造部分１０２，１０３
はしたがって厚さ約０．２５μｍを有する。

吸収体構造１０２　、１０３を２つの部分構造に分書１
ｊすることによりかかる放射線マスクでは欠ｌＸ＠　９
　ｔＪｔが著しく減少する。このことは、吸収体構造１
０２゜１０３の材料中に生じる特定の欠陥（例えばビン
４ニール等）は大きな確率で２つの吸収体構造音す分１
０２　、１０６中の同じ位置に＋ｄ生じず、そのためＩ
にの欠陥位置で十分な吸収が大ていはそれ・ｅれ他の吸
収体構造部分１０２　、１０５中で起る。屯にある。

基層１０１は有利にケイ素、窒化ケイ素、オキ／窒化ケ
イ素の材料１種以上から、またはフ゛ラスナックシート
、例えばマイラーまたはポ１ノイミド力１ら成り、その
際プラスチックシートは他の材料１種と組合せることも
できる。基層１０１のｊ阜さは約０．５〜１５μｍであ
り、その際よりｌ］＼さな厚さは放射線マスクを用いて
製造される構造のより良好な解像を与える。

以下前記種類の熱敏感性でない放射線マスクを製造する
ための種々の方法を詳説する。その１祭それぞれ基層１
０１の片面１０４」二に吸収体構造部分１０２が既に存
在することから出発する。この吸＋１３１ｊ体構造部分
１０２の製造には種々の公知方法の１つ、例えば電子線
リトグラフィまたは西ドイツ国特許出願公告第２３０２
１１６号明細書から得られる方法を使用することができ
る。

第２図の部分図（ａｌは２つの側面２０４　、２０５を
有する基層２０１を有する。かかる片面に被覆された放
射線マスクを示し、その際側面２０４上に既に吸収体構
造部分２０２が設けられている。基層２０１の他の側面
２０５ＩＣ有利に波長２〜１００Ａの軟Ｘ線に対して感
光性である、ホトネガの塗料から成る感光膜２０７を設
ける（第２０図）。次の方法工程（第２Ｃ図）で感光膜
２０７を電磁線、有利に波長２〜１００Ａの軟Ｘ線で鰭
光する。第２Ｃ図にこの放射、線全矢印２０８で示す。

この電磁線の入射方向は基層２０１に対して直角に側面
２０４を通り、そのために既に存在する吸収体構造部分
２０２が感光膜２０７に対して放射線マスクとして働く
。露光後感光膜２０７を現像する。ホトネガの塗料を使
用するので、現像された感光膜２０７は露光位置で残り
、かつ露光されなかった位置では第２ｄ図が示すように
空所２０９が得られる。空所２０？は構造的に吸収体構
造２０２に精確に相応する。次いで吸収体材料から成る
薄層２１０ｆ：例えば真空蒸着またはスパッタリングに
より設ける（第２ｅ図）。この層は現像された感光膜２
０７の残留部分も空所２０９内の基層２０１も均一に被
覆する。空所２０９内に設けられた吸収体材料２１０は
感光膜２０７の残留部分をこの上に設けられた吸収体材
料２１０と一緒に除去した（リフト−オフ法（Ｌｉｆｔ
−ｏｆｆ−Ｔｅｃｈｎｉｋ）で）後、もう１つの吸収体
構造部分２０３（第２ｆ図）を形成する。

第３ａ図は第２ａ図と同様に片面に吸収体構造部分３０
２を設けられた、両側面３０４　、３０５を持つ基層６
０１を示す。残りの側面３０５にホトイ・ガの塗料から
成る感光膜３０７を設ける（第３ｂ図）。この感光膜６
０７を第２Ｃ図と同様に１側面３０５上に既に存在する
吸収体構造部分３０２を放射線マスクとして使用して露
光する。これは第３Ｃ図に示されているが、その際露光
用放射線を矢印３０８ニよって示す。感光膜３０７の現
像後露光されなかった位置に嘆ろ０７中の空所３０９が
生じる（第６ｄ図）。

この空所３ｏｑ（４その位置において既に存在する吸収
体構造部分３０２に相応する。次いでこの空所３０９内
に他の吸収体構造部分３０６を直接電気メッキで設け（
第３ｅ図）、その結実現像された感光膜６０７の残留部
分のみを除去すればよく、基層３０１および２つの吸収
体構造部分３０２　、３０６から成る放射線マスクが出
来上る（第３ｆ図）。この後者の方法は有利に導電性の
基層３０１で使用される、それというのも第２の吸収体
構造３０３の電気メッキは第２図（でよる方法による蒸
着またはスパッタリングよりも簡単かつ経費上有利に実
施できるからである〜 第４図は熱敏感性でない放射線マスクの３番目の製法の
各工程を示す。前記の２方法と同様に第４ａ図は１側面
４０／ｊ上に吸収体構造４０２が付与された基層４０１
を示す。他の側面４０５は寸だ間も有していない。この
自由側面４０５上に第１工程で吸収体材料から成る層４
１１を設ける（第４ｂ図）。

この吸収体材料４１１の施与は種々の常法、例えば蒸着
、スパッタリングまたは電気メッキにより行なうことが
できる。この吸収体材料４１１上に次の工程でホトポジ
の塗料から成る感光膜４０７と設ける（第４ｃ図）。次
いで感光膜４．０７を第２図と同様にして露光する。こ
れを第４ｄ図に示す、その際電磁線を矢印４０８で示す
。この方法では感光膜４０７の露光で問題が生じる、そ
れというのも露光を吸収体材料４１１を通過させて行な
わなければならないからである。しかし露光位置（基層
４０１と吸収体材料４１１を貫通照射）と露光されない
位置（吸収体構造部分４０２、基層４０１および吸収体
材料を貫通照射〕の間の約３：１のコントラストが吸収
体構造部分４０２並びに吸収体材料４１１の厚さ０８２
５μｍで達成可能であり、かつ捷だ十分である。

次の方法工程（第４Ｃ図）で感光膜４０７を現像する。

この例ではホトポジの塗ネ」が使用されているので空所
４０９は現像された感光膜４０７中の露光位置で得られ
る。次いで空所４０９中の吸収体相料４１１を公知のエ
ツチング法で除去しく第４ｆ図）、かつエツチング後現
像された感光性利料４０７の残留部分も除去する（第４
ｇ図〕。次いで基層４０１および２つの鏡映対称の吸収
体構造部分４０２　、４０３から成る放射線マスクが得
られる。

前記３種の、熱敏感性でない放射線マスクの製法は、吸
収体構造部分１０３　、２０３　、３０３　、４０３を
形成するため１ｃ既に存在する吸収体構造部分１０２゜
２０２　、３０２　、４０２を使用するという共通の利
点を持つ。この手段によって調整ないしけ調節工程なし
に２つ（Ｄ吸収体構造１０２　、１０３　；　２０２　
、２０３　；３０２　、３０３　；　４０２　、　／１
０３の精確な相互の重なりが直接得られる。その７そめ
に本発明による放射線マスクの付加的な製造費用（ｉ従
来の放射線マスクに対して比較的小さい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明（（よる放射；腺マスクの実施例の横断
面図であり、第２図は熱敏感性でない放射線マスクの製
法の各工程（ａｌ〜（ｆｌを示した図であり、第３図は
熱敏感性でない放射線マスクのもう１つの製法の各工程
（ａ）〜（ｆ）を示した図であり、かつ第４図は熱敏感
性でない放射線マスクの６番目の製法の各工程（ａ）〜
（ｇ］を示した図である。 １０１．２０１，３０１，４０１　　　基　　層１０２
、２０２．ろ（３２、４０２吸収体構造部分１０３、２
０３，３０３．／１０３・吸収体構造部分１０４、２０
４，３０４．／１０４・・基層の側面１０５、２０５．
６０５，４０５・・基層の側面１０６　　基層の中心　
　２０７，６０７，４０７・感光膜２１０・蒸着された
吸収体材料 ４１１　・吸収体材料 ほか１名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）放射線透過性材料製の薄い基層およびこの基層に
   よって機械的に固着された、放射線吸収材料製の薄い吸
   収体構造から成る熱敏感性でないＸ線リトグラフィ用放
   射線マスクにおいて、吸収体構嘴（１０２，１０３；　
   ２０２．２０３；　３０２．３０３：　４０２゜４０３
   ）が基層（１０１；　２０１　；　３０１　；　４０１
   　）の厚さの中心（１０６）を通る面に対して対称に配
   置されていることを特徴とする、熱敏感性でないＸ線’
   Ｊ　）グラフィ用放射線マスク。 （２）吸収体構造（１０２，１０３；　２０２．２０３
   ；３０２゜３０３　；　４０２　、４０ろ）がその膜厚
   のそノｔぞル約１の厚さで基層（１０１；　２０１　；
   　３０１　；　、４０１　）の両面（１０４，１０５；
   　　２０４，２０５；　　３０４，３０５；　　４０４
   ゜４０５）に配置されている、特許請求の範囲第１項記
   載の熱敏感性でない放射線マスク。 ６）両面（１０４，１０５；　２０４．２０５；　３０
   ４，３０５；４０４．４０５）に配置された吸収体構造
   部分（１０２゜１０３；　２０２．２０３；　３０２．
   ３０３；　４０２．．１０３）が幾何形状に関して鏡映
   対称である、特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   熱敏感性でない放射線マスク。 （４）吸収体構造（１０２，１０３：　２０２．２０３
   ；３０２゜３０３　；　４０２　、　、！＋０３　）が
   総膜厚約０．５μｍを有する金、白金、銀、ウラン、銅
   またはタングステンの金属１種以上から成る、特許請求
   の範囲第１項〜第３項のいずれか１項記載の熱敏感性で
   ない放射線マスク。 （５）基層（１０１；　２０１　；　３０１　；　４０
   １　）が厚さ約０８５〜１５μｍを有し、ケイ累、窒仕
   ケイ累、オキシ窒化ケイ累の材料１種以上およびプラス
   チックシートから成る、特許請求の範囲第１項〜第４項
   のいずれか１項記載の熱敏感性でない放射線マスク。 Ｃ）吸収体構造（１０２，１０３；　２０２．２０３；
   ３０２゜うＯＶｖ　；　４０２　、４Ｄ３　）が基層（
   １０１；　２０１　；　３０１　；／１０１　）の厚さ
   の中心（１０６）を通る面に対して対称に配置を７′Ｖ
   ２ている、放射線透過性材料製の薄い基層お」：びこの
   基層１（よって機械的に固着された、放射線吸収材料製
   の薄い吸収体構造から成る熱敏感性でないＸ線リトグラ
   フィ用放射線マスクを製造するだめの方法において、基
   層（２０１；　３０ｉ　）の片側＜２０／ｌ；ろｌ′１
   ４）に常法により第１１１！Ｊ、収体構＠（２θ２；３
   ０２）を設け、基層（２０１；　３０１　）の他方の側
   （２０５；　３０５　）に感光Ｍ　（２０７：　３０７
   　）を設け、このｊδ光）漠を側面（２０４：　３０ｄ
   　ｌ上の第１吸収体嘴造（２０２：　５０２　）を放射
   線マスクとして利用して露光し、感光膜（２０７；３０
   ７）ｉ現（象し、次いで他方の側面に第１吸収体溝造（
   ２０２；ろ０２）と厚さ、形状および位置に関して同一
   である第２吸収体構造（２０３：　３０３　）を設ける
   ことを特徴とする、熱敏感性でなｌ／−Ｘ線リトグラフ
   ィ用放射線マスクの製法。 （７）　　感光膜（２０７：　３０７　：　４０７　）
   の露光を波長約２〜１００Ａの軟Ｘ線を用いて行なう、
   特許請求の範囲第６項記載の方法。 （８）感光膜（３０７）としてホトイ・ガの塗ＦＩ全（
   ’＆用し、その際感光膜（３０７）の現像後第２吸収体
   構造（３Ｄ、’ｉ）を電気メッキにより設け、引続き駅
   、像されたｌ′侶尤１１Ｊｌ！（３０７）を完全１・で
   除去する、！侍ｇ’（請求の範囲第６項または第７項記
   載の方法。 （９）感光膜（２０７）としてホトイカの塗層を使用し
   、その際感光膜（２０７）の現１象後吸収体層（２０１
   ）を蒸着源たはスパッタリングにより設け、引１読き現
   像された感光膜（２０７）をこの上に存在する吸収体層
   部分（２１０）と−緒に除去して相応する吸収体構造（
   ２０，３）のみを残す、特許請求の範囲第６項または第
   ７項記載の方法・ （１０）吸収体構造（１０２，１０３：　２０２．２０
   ろ；　３０２　。 ３０ろ；　４０２　、　／Ｉ０３　）が基層（１０１；
   　２０１　；　３０１　；４０１）の厚さの中心（１０
   ／））を通る面に対して対称に配置されている。放射線
   透過性材わ製の薄い基層ふ−よびこの基層Ｑてよって機
   械的Ｌ（固着された、放射線吸収材料製の薄い吸収体−
   Ｓ＠から成る熱敏感性でないＸ線Ｕ　）グラフィ用放射
   線マスクを製造するための方法において、基層（４０１
   １の片側Ｌ４０４）に第１吸収体構造（４０２）を常法
   により設け、他方の側（，１０５１に連続的な吸収体層
   （４１１）およびその上に感光膜（／１０７）を設け、
   この感光膜（４０７）を側面（４０４）上の第１吸収体
   構造（４０２）を放射線マスクとして利用して露光１〜
   、感光膜（４０７）を現像し、次いで連続的な吸収体層
   （４１１）の一部を除去して厚さ、形状および位置につ
   いて第１吸収体構造（／１０２）と同一である第２吸収
   体構造（４０３）を形成することを＠徴とする、熱敏感
   性てないＸ線リトグラフィ用放射線マスクの製法。 （１１）感光膜（２０７；　３０７　；　、１０７　）
   の露光を波し約２〜１００Ａの軟Ｘｉを用いて行なう、
   特許請求の範囲第１０項記載の方法。 （１２）感光膜（４０７）としてホトネガの塗料を使用
   し、その際感光膜（４０７）の現像後連続的な吸収体層
   （／１１１）の一部をエツチング法で除去し、引続き現
   像された感光膜を除去して相応する吸収体構造（４，０
   ，’Ｓ１のみを残す、特許請求の範囲第１０争捷たは第
   １１項記載の方法。