JPS62142323A - X線ホトリソグラフイに使用するマスクの加法的方法及びその結果得られるマスク - Google Patents

X線ホトリソグラフイに使用するマスクの加法的方法及びその結果得られるマスク

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JPS62142323A
JPS62142323A JP61180230A JP18023086A JPS62142323A JP S62142323 A JPS62142323 A JP S62142323A JP 61180230 A JP61180230 A JP 61180230A JP 18023086 A JP18023086 A JP 18023086A JP S62142323 A JPS62142323 A JP S62142323A
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ray
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JP61180230A
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アレキサンダー アール. シムクナス
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MAIKURONIKUSU CORP
Original Assignee
MAIKURONIKUSU CORP
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals 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
    • G03F1/22Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/167X-ray

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X線ホトリソグラフィに使用するマスクを製造
する方法に関するものであり、更に詳細には、所定のパ
ターンに従ってマスク上にX線不透明物質(例えば、金
)を付着させる方法に関するものである。
集積回路を製造する為のホトリソグラフィプロセスにお
いてマスクを使用することは従来公知である。ウェハか
ら多数の集積回路を得る為にシリコンウェハ(典型的に
は、直径が4インチ、5インチ、又は6インチである)
を処理することは高価である。集積回路が小さければ小
さい程、与えられた寸法のウェハから得られることの可
能な集積回路の数はそれだけ多く、小型の集積四路は大
型の集積回路よりも製造価格がより低い。可視光を使用
するホトリソクラフィ技術を使用することによって得ら
れる回路構成の寸法には制限があることが従来知られて
いる。従って、X線のスペクトル部分における照射を、
例えばSm1th et al、の米国特許第3,74
3,842号に記載されている如きホトリソグラフィ製
造プロセスに使用してより小型の集積回路を得ることが
可能であることが提案されている。X線ホトリソグラフ
ィを使用するプロセスにおいては、X線照射を選択的に
ブロックするマスクを提供することが必要である。
X線ホトリソグラフィにおいて使用される従来のマスク
(例えば、第1図のマスク10)は、パイレックス(ρ
yrex)リング14上に伸長させた窒化ボロン膜]−
2を有している。従来公知の如く、窒化ボロンはX線に
対して透明である。窒化ボロン膜12はポリイミド層1
5で被覆されている。
X線に不透明なパターン化した金層1Gがポリイミド層
15上に付着されている。タンタル接着剤18からなる
同様にパターン化された層が、金とポリイミドとの間に
設けられており、金とポリイミドとを結合させている。
更に、シリコンからなる中間層20がパイレックスリン
グ14と窒化ボロン層12との両方に結合されている。
第1図に図示した如きマスクは、典型的に、減法的態様
で形成される。即ち、第2a図に示した如き爾後に形成
されるべきマスクが設けられ、その場合に、窒化ボロン
膜12はポリイミド層15、タンタル層18、金層16
、典型的にはタンタルのマスク層22で完全に被覆され
ている。マスク層22はパターン化されて金層1Gの領
域を露出させている。金層16の露出領域を、典型的に
はスパッタエツチングプロセスによって、エツチング除
去し、タンタル層18の領域を露出させる。
その後に、タンタル層の露出領域をエツチング除去し、
マスク層22の残存部分を除去し、パターン化した金1
6を中間の同様にパターン化されたタンタル層18によ
ってポリイミド層15へ接着させている(第1図参照)
。このプロセスは、本発明者の寄稿による「X線マスク
技術における進歩(Advances in X−Ra
y Mask Technology)J、ソリッドス
テー1−テクノロジー、1984年、という文献に詳細
に説明しである。
このプロセスは幾つかの問題を持っていることが知られ
ている。特に、金層16のエツチングの間に、金がパタ
ーンかした金の露出端部の周りに再付着し、金層の壁が
典型的に水平線に対して65°乃至70’の角度を持つ
様になる(第2b図参照)。従来公知の如く、マスク下
側の区域に到達するX線の強度は、X#を源とそのX線
によって露光されるホトレジストとの間の金の厚さに逆
の関係がある。金の厚さは傾斜端部下側では変化するの
で、この様なマスクを使用してホトリソグラフィ的に製
造した構造の端部の画定は劣化される。
傾斜した合壁の問題を回避する為に加法的プロセスを使
用してX線ホトリソグラフィにおいて使用するマスクを
提供することは従来公知である。
この様なプロセスにおいて、メンブレン乃至は膜50(
第3a図)を有する構成体を中間接着層52(例えば、
タンタル)、薄い金層54、ホトレジスト層56でコー
ティングする。次いで、該マスクを全付着プロセスにy
n呈させ、金層60を窓領域58(第3b図)内に付着
させる。その後に。
該ウェハをエツチングプロセスに露呈させ、ホトレジス
ト層56を除去し、金M54を部分的に露出させる。金
層54の露出部分及びその下側に存在する付着層52の
部分を除去し、第3C図の構成とさせる。この様なプロ
セス乃至は方法は、G。
E、 Georgiou et al、著の「X線マス
ク上のサブミクロン金パターンのDC電気鍍金(DCE
lectroplaしing  of  Sub−mi
cron  Gold  Patterns  on 
 X−ray  Masks)Jという文献に記載され
ている。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであって、上述し
た如き従来技術の欠点を解消し、マスクを製造する改良
した加法的プロセス乃至は方法及びその結果得られるマ
スクを提供することを目的とする。
本発明プロセスによれば、X線透明物質(典型的に、窒
化ボロン)からなる第1層を爾後に付着するX線不透明
物質に対する支持体として設ける。
次いで、該第]一層をX線透明物質からなる第2層によ
って被覆する。該第2層は導電性であり且つ爾後に鍍金
ベースとして機能し、典型的にはインジウム酸化錫(i
ndium tin oxide)である。
次いで、該第2層を非導電性のX線透明物質(典型的に
は、窒化ボロン)からなる第3層で被覆する。次いで、
該第3層をパターン化し、該第2Mの領域を露出させる
。次いで、鍍金プロセスによって該第2層の露出領域上
にX線不透明物質(典型的には、金)を付着させる。そ
の結果得られる構成はマスクであり、それは第2層物質
(鍍金ベース)又は@3層物質(付着された金の端部を
画定するステンシル)を除去すること無しに使用される
。従って、本発明プロセスは従来のプロセスよりも一層
簡単で且つ低コストであり、マスク内に導入する欠陥は
少ない。更に、残存するステンシルは、X線露光の間に
金によって射出されるホトエレクトロン及びオージェ(
Auger)エレクトロンを阻止することに貢献する。
以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態様
に付いて詳細に説明する。
X線ホトリソグラフィに使用するマスクを製造する為の
本発明に基づく改良した加法的プロセス乃至は方法は、
シリコンウェハ上にX線透明層(典型的には、窒化ボロ
ン)を形成することから開始される。該窒化ボロン層上
に、X線透明で導電性物質(1実施例においては、イン
ジウム酸化錫即ちITO)からなる層、第2X線透明層
(典型的に、窒化ボロン)、マスク層(典型的に、アル
ミニウム)をこの順番に形成する。窒化ボロンの第2層
はステンシルとして機能し、且つITO層は後述する如
く爾後の鍍金プロセス中に鍍金ベースとして機能する。
その後に、ウェハのシリコン部分を公知の態様でエツチ
ングしてシリコンリングを形成し、該リングはITO1
第2窒化ボロン、アルミニウム層でコーティングされた
窒化ボロン膜を支持している。
次いで、ホトレジスト層をアルミニウム層上に付着させ
且つ光への選択的露光によるか又は直接的なEビームに
よる書込によってパターン化させる。該ホトレジスト層
の所望部分を除去し、アルミニウム層を部分的に露出さ
せる。次いで、該ホトレジスト層内のパターンをアルミ
ニウム層へ写し、第2窒化ボロン層の部分を露出させる
。アルミニウム層内のパターンは爾後に第2窒化ボロン
層へ転移され、ITO層を部分的に露出させる。
その後に、ホトレジスト層及びアルミニウム層を除去す
る。X線不透明物質(典型的には、金)を露出したIT
O層に渡って爾後に形成されるべきマスク上に鍍金させ
る。ITO層は導電性であり。
鍍金ベースとして機能し、且つ第2窒化ボロン層はステ
ンシルとして機能する。次いで、該マスクをPMMAの
如き保護用ポリマーで被覆する。従って、加法的プロセ
スを使用してマスクが提供される。本発明の1特徴によ
れば、ステンシルはX線透明窒化ボロンであり且つ鍍金
ベースはX線透明IT○であるので、従来技術における
如く、鍍金ベース及びステンシルのマスクを剥離するこ
とは必要ではない。窒化ボロンは、そのX線照射からの
損傷に比較的影響を受けない(例えば、それは黒くなら
ない)ので、特に適切なステンシル物質である。又、窒
化ボロンはポリマーよりも一層硬質であり、従って垂直
壁を持った微細な線状のステンシルを形成することが可
能である。
第4a図を参照すると、本発明の1実施例に基づくプロ
セスは、シリコン101のウェハ100の両側を窒化ボ
ロン層102でコーティングすることから開始する。シ
リコン101は典型的にはドープしていないか又は軽度
にドープされている。
(以後、ウェハという用語はシリコン101及びその上
に直接的に又は間接的に形成されている物質を言及する
為に使用する。)本発明の1実施例においては、窒化ボ
ロン層102は約3乃至5ミクロンの厚さであり、且つ
低圧化学蒸着プロセス(LPGVD)を使用して付着さ
れる。その後に、窒化ボロン102の1表面層をインジ
ウム酸化錫の層104でコーティングする。本発明の1
実施例においては、インジウム酸化錫(ITO)層10
4は600A厚さであり、且つスパッタリング又は酸素
雰囲気中における蒸着の何れかによって与えられる。以
後明らかになる様に、ITo層1o4をマスク製造プロ
セスの間に鍍金ベースとして使用する。重要なことであ
るが、ITOの薄い層は可視光に対して透明であると共
にX線照射に対しても透明である。ITOは又導電性で
ある。
その後に、第4a図の構成体を窒化ボロンの第2層10
6(第4b図)でコーティングする。本発明の1実施例
においては、窒化ボロン層106は1ミクロン厚さであ
り且つLPGVDプロセスによって付着される。後に明
らかになる如く、窒化ボロン層106は、爾後の鍍金プ
ロセスの間にステンシル(即ち、X線不透明物質が鍍金
されない区域を画定する)として機能する。その後に。
1.000人の厚さのアルミニウム層108を窒化ボロ
ン層106の表面上にスパッタさせる。次いで、本構成
体を、後に形成されるべきマスクに対しての機械的な支
持体として機能するパイレックスリング110へ固定さ
せる。パイレックスリング110は、多数の技術1例え
ばエポキシテクノロジー社によって製造されているモデ
ル番号353ND等のエポキシ、の何れかによって窒化
ボロン層106へ固定させることが可能である。
次いで、ウェハ100の底部上の窒化ボロン層102及
び106の部分105を除去する。1実施例においては
、このことはプラズマエツチングで行われる。ウェハ1
00の残部上の窒化ボロンは、コダック社の表面保護樹
脂モデル650/MX936等の厚いホトレジストバッ
クラップ(不図示)によるか又は機械的なアルミニウム
マスク固定治具によって保護されている。その他の実施
例においては、爾後に形成されるべきマスク113上の
窒化ボロン層102及び106の部分105を化学的エ
ツチング(例えば、次亜塩素酸ナトリウムを使用して)
によって除去する。その他のエツチング方法、例えば発
明者Alexander R,Shimkunas及び
James LaBr1eの「モノリシック支持体を使
用するX線ホトリソグラフィにおいて使用する為のマス
クの製造方法及びその結果得られる構成体(Proce
ss for Manufacturing A Ma
sk For Use In X−Ray Photo
lithography Using A Monol
ithic 5upport And Resulti
ng 5tructure)Jという名称の米国特許出
願節06/761,998号に記載されている空気研磨
工具を使用するもの等を使用することが可能である。
窒化ボロンのエツチングステップは、シリコン101の
円形部分を露出させる。次いで、シリコン101の露出
した部分を、多数の方法、例えば発明者Alexand
er R,Shimkunasの「X線ホトリソグラフ
ィにおいて使用されるマスクの製造方法(Pr。
Cs5s for Making A Mask Us
ed In X−Ray Photolithogra
phy)Jという名称の1985年7月23日に出願し
た米国特許出願節758,596号に掲載されている如
きマスク113をK OH溶液中に浸漬させることによ
る方法等の何れかの方法によってエツチングする。その
結果得られる構成を第4c図に示しである。重要なこと
であるが、窒化ボロン層102及び106とシリコン1
01をエツチングするステップは1本発明プロセスにお
けるその他の点において行うことが可能である。
その後に、アルミニウム層108上にホトレジスト層1
12を形成する。第4d図を参照すると。
ホトレジスト層112を光への選択的露光によるか又は
直接的なEビーム書込プロセスによってパターン化させ
る。次いで、ホトレジスト層112の露光した部分を除
去し、窓領域114a乃至114cを形成する。次いで
、ホトレジスト層112内のパターンをアルミニウム層
108へ転移させる。1実施例においては、このことは
50ワツトのパワーで400 nTorrの圧力でBC
I、を使用してプラズマエツチングプロセスによって行
われる。
その後に、アルミニウム層108内のパターンを窒化ボ
ロンJ1106へ転移させる。1実施例においては、こ
のことは、300ワツトのパワーで15mTorrの圧
力で、処理ガスとして90%CF4−10%0□を使用
するプラズマエツチングプロセスによって行う。このプ
ロセスの間、ホトレジスト層112の残部を除去する。
その後に、アルミニウム層108の残部を、例えば処理
ガスとしてBCI、を使用するプラズマエッチで、除去
する。その結果の構成を第4e図に示しである。理mす
べきことであるが、本発明プロセスにおいてアルミニウ
ム層108を使用するのは、アルミニウムがBCl3プ
ラズマ中でエツチングするがCF4プラズマ中ではエツ
チングしないからである。
又、アルミニウムは低原子番号を持っているので、より
高い原子番号の物質層を使用した場合よりもEビーム画
像形成中に後方散乱されるエレクトロンがより少ない。
その後に、残存する構成体を、発明者Ph1lip E
Maugerの「X線ホトリソグラフィに使用するマス
クを製造する加法的方法(Additive Proc
ess forManufacturing a Ma
sk for Use in X−ray Photo
lithography) Jという名称の1985年
5月17日に出願した米国特許出願に記載されているの
と同様の金鍍金プロセスに露呈させる。このプロセスの
間、爾後に形成すべきマスク113を、5el−Rex
社から入手可能なモデルBDT−200の如き従来の金
鍍金浴溶液中に置く。1実施例においては、鍍金溶液は
約45℃である。プラチナをコーティングしたチタンを
有する陽極を該溶液中に位置させ、1乃至5 m A 
/ crjの鍍金電流を発生させるのに十分な電圧をマ
スクと陽極との間にかける。このプロセスの間、典型的
に0.5乃至1ミクロンの厚さの金層116(第4f図
)をITo層104の露出部分上に付着させる。重要な
ことであるが、窒化ボロン層106内に形成された窓]
、 l 4 a及び114cは、金属リード118a及
び118bを夫々介してITO層104へ電圧が印加さ
れることを可能としている。
その後に、マスク113から鍍金溶液を除去し且つPM
MA保護yi!J120でコーティングする(第4g図
)。(窓114a及び114C内の金はマスク113の
周辺部にあり且つマスクがホトリソグラフィプロセスに
使用される時には使用されない。)重要なことであるが
、ITo層104及び窒化ボロン層106は可視光及び
X線の両方に対して透明である。従って、本発明に拠れ
ば、旧述した米国特許出願第06/735,893号及
び上述したGeorgiouの文献における場合の如く
、製造プロセス即ち方法の間に鍍金ベース及びステンシ
ルを取り除くことは必要ではない。従って、本発明方法
に基づいて製造されるマスクはより簡単であり且つ製造
コストはより低い。
以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明し
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
では無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種
々の変形が可能であることは勿論である。例えば、IT
O及び窒化ボロンの代りに、その他のX線透明物質を使
用することが可能である。更に、ITOを使用する代り
に、ドープした導電性窒化ボロン層を使用することが可
能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のマスクを示した説明図、第2a図は従来
の減法的製造プロセスの過程中のマスクを示した説明図
、第2b図は従来方法に基づいて構成されたマスクで該
マスク上の全壁の傾斜を示した説明図、第3a図乃至第
3c図は従来の加法的マスク製造方法を示した各説明図
、第4a図乃至第4g図は本発明の製造方法の過程にお
けるマスクの断面説明図、である。 (符号の説明) 1oO:ウェハ 101:シリコン 102:窒化ボロン第1層 104:ITO 106:窒化ボロン第2層 108ニアルミニウム層 110:パイレックスリング 112:ホトレジスト層 114:窓領域 特許出願人    マイクロニクス コーポレーション 代  理  人      小   橋   −男” 
□  −− 同          小   橋   正   明 
 パ°□゛図面の1−71古(内容に変更なし) /″ X″′ 手続ネ市正屏F:(方式) %式%[] 1、事件の表示   昭和61年 特 許 願 第18
02 :30号3、補正をする者 jJL件との関係   特許出願人 名称    マイクロニクス コーポレーション4、代
理人 5、補正命令の日付 昭和61年1oJ]8E] (6]年10J128FJ
発送)6、補正により増加する発明の数   な し7
、補正の対象     図 而(内容に変更なし)−、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、マスクの製造方法において、X線透明可視光透明鍍
    金ベースを用意し、前記鍍金ベース上にステンシル層を
    設け、前記ステンシル層はその中に形成した窓領域を持
    っており従って前記X線透明鍍金ベースの一部を露出し
    、前記鍍金ベースの前記露出した部分上にX線不透明物
    質層を鍍金させることを特徴とする方法。 2、特許請求の範囲第1項において、前記ステンシルは
    X線透明物質を有することを特徴とする方法。 3、特許請求の範囲第2項において、前記鍍金ベースが
    インジウム酸化錫であり且つ前記ステンシル層が窒化ボ
    ロンであることを特徴とする方法。 4、特許請求の範囲第3項において、前記層を鍍金する
    ステップが金鍍金プロセスを有していることを特徴とす
    る方法。 5、マスクの製造方法において、X線透明の物質からな
    る第1層を設け、導電性でX線透明で可視光透明の物質
    からなる第2層を前記第1層上に設け、X線透明の物質
    からなる第3層を設け、前記第3層上に第4層を設け、
    前記第4層をパターン化し、前記第4層のパターンを前
    記第3層へ転移させて前記第2層を部分的に露出させ、
    前記第2層の前記露出部分上にX線不透明物質を付着さ
    せる上記各ステップを有することを特徴とする方法。 6、特許請求の範囲第5項において、前記第4層はアル
    ミニウムであり、且つ前記第4層をパターン化するステ
    ップにおいて、前記第4層上にホトレジストを付着させ
    、前記ホトレジストをパターン化させ、前記ホトレジス
    ト内のパターンを前記第4層へ転移させる上記各ステッ
    プを有していることを特徴とする方法。 7、特許請求の範囲第5項において、前記第1及び第3
    層は窒化ボロンを有しており、前記第2層はインジウム
    酸化錫を有しており、前記X線不透明物質は金であるこ
    とを特徴とする方法。 8、マスクの製造方法において、X線透明で可視光透明
    の第1層を設け、前記第1層上にステンシル層を設け、
    前記ステンシル層はX線透明でありその中に形成した窓
    領域を持っており前記第1層を部分的に露出させており
    、前記第1層の前記露出部分上にX線不透明物質層を形
    成する、上記各ステップを有することを特徴とする方法
    。 9、X線透明で可視光透明の鍍金ベース、前記X線透明
    で可視光透明の鍍金ベース上に形成したX線不透明物質
    を有することを特徴とするマスク。 10、特許請求の範囲第9項において、前記X線不透明
    物質は金であることを特徴とするマスク。 11、特許請求の範囲第9項において、前記鍍金ベース
    上にX線透明ステンシルが形成されていることを特徴と
    するマスク。 12、特許請求の範囲第11項において、前記X線透明
    ステンシルは窒化ボロンであることを特徴とするマスク
    。 13、特許請求の範囲第12項において、前記X線透明
    ステンシル及び前記X線不透明物質上に保護層が形成さ
    れていることを特徴とするマスク。 14、特許請求の範囲第13項において、前記X線不透
    明物質は金であることを特徴とするマスク。 15、マスクを製造する方法において、X線透明鍍金ベ
    ースを用意し、前記X線透明鍍金ベースはインジウム酸
    化錫と導電性ドープした窒化ボロンとを包含するグルー
    プから選択される物質を有しており、前記鍍金層上にス
    テンシル層を用意し、前記ステンシル層はその中に形成
    された窓領域を持っており従って前記X線透明鍍金ベー
    スの一部を露出しており、前記鍍金ベースの前記露出部
    分上にX線不透明物質層を鍍金する、上記各ステップを
    有することを特徴とする方法。 16、インジウム酸化錫と導電性ドープ窒化ボロンとを
    包含するグループから選択した物質を有するX線透明鍍
    金ベース、前記X線透明鍍金ベース上に形成したX線不
    透明物質、を有することを特徴とするマスク。
JP61180230A 1985-08-02 1986-08-01 X線ホトリソグラフイに使用するマスクの加法的方法及びその結果得られるマスク Pending JPS62142323A (ja)

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US06/762,583 US4696878A (en) 1985-08-02 1985-08-02 Additive process for manufacturing a mask for use in X-ray photolithography and the resulting mask

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