JPS59193456A - Ｘ線リソグラフイ−用マスクの製造法 - 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】 この発明Ｖ′ｉ二μｍ以下の設計幅のＸ線リソグラフィ
ー用マスクの製造法に関するものである。

Ｘ線リソグラフィー用のマスクは従来以下に記載する三
つのワラ法のいずれかまたはそれらの組合せによって作
られてきた。すなわち、第１の方法では厚さ０６ｇ〜／
、θμｍの例えば金のような高原子番号金属の膜が基板
上［真空蒸着され、その上に電子ビームレジスト膜がス
ピンキャストされる。

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
ム福画装置によって描画され、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って金の膜に転写さ
れる。この方法ではイオンビームエツチングに必要なレ
ジスト膜の厚すは金膜の厚さよシも厚く、従ってレジス
トパターンの必要なアスペクト比は極めて太きく’ｚ、
ｂ、ｔ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、Ｃ！ｏｕｑｕ
、ｉｎ、　Ｒ，Ｊ。

Ｌｅｖｉｎｅｔｅｉｎ、　Ａ、に、６１ｉｍｈａおよび
り、Ｎ、に、ＷａｎｇによってＪｏｕｒｎａ］、　ｏｆ
　Ｖａｃｕｕｍ　５ｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙＶｏｌ、　＃　ｐｐ、　／９３ワー／９乙／
（／９７９．）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。

リフトオフ法と呼ばれる第２の方法においては、苔ず基
板上に電子ビームレジスト膜をスピンキャストし、形成
さ゛れだレジスト膜の上に重子ビーム描画装置を用いて
所定の・ぐターンを描画する。こうして照射されたレジ
スト膜は溶媒によって現像し、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、そして残っているレ
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ったレ
ジストリリーフパターンを用いることによって高いアス
はクト比の金膜のパターンを容易に得ることができる。

１−かしながら、除去すべき不必要な金膜の破片がしば
しば基板上に残って重大な障害となる。またり、Ｃ，Ｆ
ｌａｎｄｅｒｓ、　Ａ、Ｍ、ＨａｗｒｙｌｕｋおよびＨ
，■、　Ｓｍｉ　ｔｈによってＪｏｕｒｎａ、１　ｏｆ
　Ｖａｃｕｕｍ　５ｃｉｅ　−ｎｃｅ　　ａｎｄ　　Ｔ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　　Ｖｏｌ、　　／乙、ｐｐ／９’
１９−／ワＳ２（／９り？）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。

ＯｎｏおよびＡ、ＯｚａｗａによってＪａｐａｎｅｓｅ
　Ｊｏｕｒ　−ｎａ’ｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈ
ｙＳｊ、ｃｓ、ＶＯｌ、／９１　１）ｐ、２３　／　／
−２３／２（／ｑｇＯ）に発表されだ泥３の方法におい
ては、まず第１に真空蒸尤によっ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１°１■Ｉ画装置を用い
て便宜のパターンを描画し、照射されたＬルスト膜を溶
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）換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・ξターン
が現像されたし′シストリリーフパターンの溝を満すだ
けであるので、現像されたレジスト膜のアスはクト比は
高くなければならない。そしてこの方法の１Ｆ犬な欠点
は、電着による金膜の生長速度が神々の因子によって敏
感に左右され、従ってマスク全面にわたって一様ｆ２：
膜厚を得るのが困難であることにある。

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：ｌｊＳ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。

そこで、この発明ではこのようなバルクの金の代わりに
バインターとしての高分子材料中に金の微粒子を分散さ
せた複８８拐料が用いられる。一般に、グへ〜１０人の
波長範囲では、金が最良のＸ線吸収体であシ、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。従って金粒子をεθチ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
もバルクの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
ンキャストすることができ、寸たホトレジスト疋さと同
様に容易にプラズマエツチングすることもできる。

高分子金属粒子複合イ」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
とがら成る。この溶ｆｉ、はスピンコードしてプリベー
キングすると溶媒が膜外へ揮発して６０容積チ以上の病
い金属密度を与えることになる。この金繻密ｊ皮は理論
的には一様球の最冨充填に相当する７グーに近づき得る
。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。

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って金
を真空〃ｉ発させることから成る。

同様な方法は、Ｒ，Ｆ、ＷｉｅｌｏｎｅｋｉおよＱ’　
Ｔ（、Ａ、Ｂｅａｌ、ｅによってＴｈ１ｎ　Ｓｏｌ、ｉ
ｄ　Ｆｉｌ、ｍ、　Ｖｏｌ、　ｇ’ｌ、　ｐｐ、　１ｌ
−２３−グコ乙（１９ｇ／）中に記載の論文゛プラズマ
重合て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ｔｔ、２％の金コロイド粒子をプラズマ年金
メタクリル酸メチル中に分散させることかできた。

高分子金属粒子複合材泊Ｉを作るをらに別の方法は無水
ピロメリト酸とビス（４Ｌアミノフェア′−ル）エーテ
ルから作られ／こポリイ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ｔｌ、た金属分
散高分子プリカーサ−溶液を基板上にスピンコードシ、
そしてポリイミド酸ブリカーザ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。

甑分子金総粒子：復合付和を用意する上述の方法とこの
複合拐料上にパターンを微細加工する電子ビームリング
ラフイーの方法との多様な組合せが考えらね、る。

従って、この発明は、このような方法を利用した基板の
ない自己維持型のＸ線リソグラフィー用マスクの３・８
！造法を提供することｊ′Ｃある。

この目的のため、この発明による方法は、ポリイミド酸
リカーサー溶液中に高原子番号金属の微粒子を分散させ
ベーキング処理してポリイミドをバインダーとするＸ線
吸収複合材オ・１の硬い膜を形成し、形成されｆｃ　Ｘ
線吸収複合材料膜上に電子ビームレジスト層を形成し、
このレジスト層に電子ビーム４１’ｆｉ画し現像して形
成したレジストリリーフパターンをＸ線吸収複合材料膜
上に転写し、パターン化されたＸ線吸収複合材料膜上に
ポリイミド層を形成することを特徴としている。

レジストリリーフパターンをＸ線級収複合拐料股上に転
写する易合、好寸しくにパターンのｍ：　ｔＲｌに５％
の複合材８−１が残るようにされ得る。

このようにして３４”ｌられたＸ線マスクは基板をＨｊ
いずに使用できる十分な４１性をもつことが認められる
。

以下この発１男を帆附図面を参照してその一実力１！１
例について説明する。

図示実施例ではポリイミドをパインターとして用いる高
分子金粒子複合旧制がポジティブなリリーフパターンに
微細加工され、そのパターンの〃１）部にポリイミドが
キャストされ自己糺−持型のマスクが構成される。

斜入／図に示すよう（Ｃ最初の工程では仮の基板／の上
に、無水ピロメリト酸とビス（グーアミノフェノール）
エーテルから’ｔ４ｊらｎ、たポリイミド酸プリカーサ
−の７０％デメチルアセトン溶液中にグア３チの粒径０
．０２μｍの■（２処理された金粒子を分散させたもの
をＮ２ｙＡ−リ）］気中で繰返しスピンコードし、そし
て熱乾燥して厚さ２．７μｍのポリイミド酸リカーサー
膜コを形成する。

次にＦ、＋２図に示ブ゛ように、このポリイミド酸リカ
ーサー膜２は１５０℃で７時間１．．２００℃で７時間
、３００℃″？′／時間符号３で示すように加熱処理さ
れ、ポリイミド金粒子複合制料股ダを形成する。

このポリイミド金粒子複合材料膜グＩ’ｉ　ｆ４３図に
示すように別の仮の基板Ｓ上に移され、その上にノ４メ
さ０．グツｔ’Ｈ）のｐｐ　（Ｍ　Ｍ　Ａ＋Ｄ　Ｐ　Ｓ
＋Ｔ　Ｍ　Ｔ　）から成るレジスト層６がプラズマギヤ
ストされる。

卯、を図に示す工程では、レジスト層６はノミターン化
された′Ｉ［！、子ビーム７によって照身二ｊされる。

その次の工程でＶ′：Ｊ：２工↓Ｓ図に示すように、照
射されたレジスト層乙けＴ１２プラズマｇＫよって現像
される。

こうして現像されたし／シストリリーフパターン６′日
第６図に示すように反応性イオンビームエツチング７に
よってポリイミド金粒子複合材をｉ弘にユ、ｓＩｉｍの
リリーフ厚さになるまで転写される。

その後、第７図に示すように、金粒子を含まないポリイ
ミド酸リカーサ一層がスピンコードされそして符郵ｌＯ
で示すようＶＣ３ＳＯ°Ｃで７時１１４ｊ力［１熱処理
してポリイミド層／ｌを形成し、全体ｊ１）、さを５１
１ｍとする。

第３図に示す最終工程では、ポリイミド層／７で強化さ
れたＸ線吸収体であるポリイミド金粒子複合材料膜ｑは
仮の基板Ｓ力・ら取シはずされ、自己維持型マスクとし
て使用される。

以上説明してきたように、この発明は置分子金粒子複自
材料をバルク金の代シに使用することによって厚いＸ線
吸収膜を容易に微細加工することができるようえし、厚
い金属のドライエツチンク゛、リフトオフ法や電着を避
けることかできる。またこの発明にてよる方法によ九ば
、高分子金粒子複合付和を使用することによって薄くて
強いＸ　ｆｉ＋Ｊ吸収性マスク支持体材料を必要としな
い自己層１″持型マスクを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜ｇ図は、ボッイミドをノぐイングーとじて１１−
１いた高分子金粒子複合材料をポジティブな１，１１７
−７パターンｊ成糸Ｉｊｊ刀ロエし、そのパターンの異
音１≦（・てポリイミド？ギヤストして自己維イ寺型の
マスクを構成するこの発明による方法の一実施列の各工
程を示す概略図である。 図中、２：ポリイミドプリカーサ−膜、ｔ：ポリイミド
金粒子複合材料膜、６：レジスト層、６′ニレジストリ
リーフパターン、／／：ポリイミド層。 図面の浄書（内容に変更なし） 手続補正書（方式） 特許ノブ長官ＢｎＺ　＊ｒ”５Ｑ：５月′°１″１１、
事件の表示 昭和５８年　特許願　第　６７０３２　　号２、発明の
名称 Ｘ線リングラフイー用マスクの８１１法３、補正をする
者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　　愛知県愛知郡長久手町大字長鍬字武蔵塚４２
の１氏名　服　部　秀　三 外１名 ４代理人 特許出願の際にゼロックスの明細俳を提出したため、明
細Ｗをタイプ印書１−たもの

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリイミドプリカーサ−溶液中に高原子番号金属の微粒
   子を分散させベーキング処理してポリイミドをバインダ
   ーとするＸ線吸収複合材料の硬い膜を形成し、形成され
   たＸ線吸収複合材料膜上に電子ビームレジスト層を形成
   し、このレジスト層Ｋ　ｆｆｆｆｆ−ム描画し、現像し
   て形成したレジストパタ−ン・ぐターンをＸ＆！吸収複
   合月料膜上に転写Ｌ／、こうしてパターン化されたＸ線
   吸収複合材料膜上にポリイミド層を形成することから成
   ることを特像とするＸ線リソグラフィー用マスクの製造
   法。