JPH0530295B2 - - Google Patents
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- JPH0530295B2 JPH0530295B2 JP10439988A JP10439988A JPH0530295B2 JP H0530295 B2 JPH0530295 B2 JP H0530295B2 JP 10439988 A JP10439988 A JP 10439988A JP 10439988 A JP10439988 A JP 10439988A JP H0530295 B2 JPH0530295 B2 JP H0530295B2
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- Japan
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- film
- device manufacturing
- layer
- mask
- hydrogen
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals 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
- G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
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- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
- Y10S430/167—X-ray
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
- Y10S430/167—X-ray
- Y10S430/168—X-ray exposure process
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の背景)
[発明の属する技術分野]
本発明は微細デバイスの製造、特に、X線リソ
グラフイー技術を用いた微細デバイスの製造に関
する。
グラフイー技術を用いた微細デバイスの製造に関
する。
[従来技術の説明]
X線リソグラフイーはサブミクロンサイズの
VLSI回路素子の様な微細デバイスの製造に用い
られる技術である。この技術において、レジスト
が被覆された基材には、X線光源と基材との間に
挿入されたマスクを通してX線が照射される。
VLSI回路素子の様な微細デバイスの製造に用い
られる技術である。この技術において、レジスト
が被覆された基材には、X線光源と基材との間に
挿入されたマスクを通してX線が照射される。
マスクはX線技術の鍵となる構成部分であり、
従つて広範囲な開発の主題となる。このようなマ
スクは、その上にX線を遮蔽するデバイスパター
ンを持つX線透過膜(又は層)から成る。これに
よつて製造するデバイスのパターンに従つて、X
線を遮へいする部分と、X線を透過するその他の
部分とを有するマスクが形成される。
従つて広範囲な開発の主題となる。このようなマ
スクは、その上にX線を遮蔽するデバイスパター
ンを持つX線透過膜(又は層)から成る。これに
よつて製造するデバイスのパターンに従つて、X
線を遮へいする部分と、X線を透過するその他の
部分とを有するマスクが形成される。
この様な膜は、高度な寸法上の安定性を示すこ
とが重要である。更に、マスク−基材間のアライ
ンメントを容易にするために、膜は光学的に透明
であることが望ましい。
とが重要である。更に、マスク−基材間のアライ
ンメントを容易にするために、膜は光学的に透明
であることが望ましい。
膜を作る様々な材料がこれまでに考えられた。
1つの有望として、材料はケイ素や炭化ケイ素の
ような物質に比べると抜きんでたX線透過性を示
すアモルフアス水素化チツ化ホウ素
(amorphoushydrogenated boron nitride)があ
る。張力下にあるチツ化ホウ素によつて、高いX
線及び光透過性、低い欠陥密度、そして抜きんで
た機械的特性を持つ大きな膜を製造することがで
きる。例えば、米国特許(U.S.Patent)第
4522842号において、X線リソグラフイーに利用
できるこのような水素化チツ化ホウ素膜の一例が
述べられている。
1つの有望として、材料はケイ素や炭化ケイ素の
ような物質に比べると抜きんでたX線透過性を示
すアモルフアス水素化チツ化ホウ素
(amorphoushydrogenated boron nitride)があ
る。張力下にあるチツ化ホウ素によつて、高いX
線及び光透過性、低い欠陥密度、そして抜きんで
た機械的特性を持つ大きな膜を製造することがで
きる。例えば、米国特許(U.S.Patent)第
4522842号において、X線リソグラフイーに利用
できるこのような水素化チツ化ホウ素膜の一例が
述べられている。
最近、研究者らは、長期のX線照射、高い線量
のX線照射あるいはこの両方に起因する放射線損
傷(radiation damage)の水素化チツ化ホウ素
への効果を研究してきた。これらの研究の結果
は、“X線照射を受けたチツ化ホウ素マスク膜に
おける放射線損傷効果”と(ダブリユー・エー・
ジヨンソン(W.A.Johnson)ら、ジヤーナル・
バキユーム・サイエンス・テクノロジー
(Journal Vacuum Science Technolgy)B,5
巻、第1号、1月−2月、1987年、257−261頁)
に報告されている。
のX線照射あるいはこの両方に起因する放射線損
傷(radiation damage)の水素化チツ化ホウ素
への効果を研究してきた。これらの研究の結果
は、“X線照射を受けたチツ化ホウ素マスク膜に
おける放射線損傷効果”と(ダブリユー・エー・
ジヨンソン(W.A.Johnson)ら、ジヤーナル・
バキユーム・サイエンス・テクノロジー
(Journal Vacuum Science Technolgy)B,5
巻、第1号、1月−2月、1987年、257−261頁)
に報告されている。
この論文に報告されている様に、X線照射は、
アモルフアス水素化チツ化ホウ素製の膜の光学
的、機械的特性を退化させ、従つて有効寿命を短
くする。特に酸素を含む雰囲気下で照射する場
合、チツ化ホウ素の被照射面上に好ましくない成
長が起こり、X線照射された膜の光透過性は吸収
線量が累積するに従つて低下することが論文に報
告されている。そして最も重要なことには、水素
化チツ化ホウ素の膜の張力が照射下において減少
し、従つてその上のデバイスパターンに歪みを引
き起こすことである。
アモルフアス水素化チツ化ホウ素製の膜の光学
的、機械的特性を退化させ、従つて有効寿命を短
くする。特に酸素を含む雰囲気下で照射する場
合、チツ化ホウ素の被照射面上に好ましくない成
長が起こり、X線照射された膜の光透過性は吸収
線量が累積するに従つて低下することが論文に報
告されている。そして最も重要なことには、水素
化チツ化ホウ素の膜の張力が照射下において減少
し、従つてその上のデバイスパターンに歪みを引
き起こすことである。
実際、X線リソグラフイー技術は、X線光源の
高出力化や、動作のステツプ−リピアンドトモー
ド化に向けて進歩しつつある。この進歩に従い、
X線膜は非常に大きい放射線量に耐えねばならな
い。しかし前述したように、X線照射の累積が引
き起こす変化は、水素化チツ化ホウ素製の膜の深
刻かつ基本的な疲労の要因であると思われる。こ
の疲労のメカニズムが存在することで、X線リソ
グラフイー用のマスクの材料として他の点では魅
力的である。この材料が使用をされなくなるおそ
れがある。
高出力化や、動作のステツプ−リピアンドトモー
ド化に向けて進歩しつつある。この進歩に従い、
X線膜は非常に大きい放射線量に耐えねばならな
い。しかし前述したように、X線照射の累積が引
き起こす変化は、水素化チツ化ホウ素製の膜の深
刻かつ基本的な疲労の要因であると思われる。こ
の疲労のメカニズムが存在することで、X線リソ
グラフイー用のマスクの材料として他の点では魅
力的である。この材料が使用をされなくなるおそ
れがある。
したがつて本技術に携わる研究者は、前述した
X線照射が引き起こす現象を理解すること、及
び、上記の問題が生じないX線リソグラフイーマ
スク用の膜を考案することにかなりの努力を傾け
ている。
X線照射が引き起こす現象を理解すること、及
び、上記の問題が生じないX線リソグラフイーマ
スク用の膜を考案することにかなりの努力を傾け
ている。
(発明の概要)
このようなX線リソグラフイーマスク用の膜
は、本発明によると、水素を含まずホウ素を含む
化合物、特にチツ化ホウ素によつて製造すること
ができる。好適なこの材料はホウ素−チツ素の原
子比が1:1であり、以下BNと示す。しかしな
がらBN膜は本質的に好ましくない圧縮応力状態
を示す。これゆえ更に出願人の発明によつて、水
素を含まないBN膜は適当な張力の状態におかれ
る。これを行なう1つの特別な方法は、BN膜
に、水素を含まないB3Nのような本質的に張力
のある材料の層を結合することである。BN膜の
厚さを適当に調節することによつて、BN膜が適
当な緊張状態となつた混成層構造が得られる。
は、本発明によると、水素を含まずホウ素を含む
化合物、特にチツ化ホウ素によつて製造すること
ができる。好適なこの材料はホウ素−チツ素の原
子比が1:1であり、以下BNと示す。しかしな
がらBN膜は本質的に好ましくない圧縮応力状態
を示す。これゆえ更に出願人の発明によつて、水
素を含まないBN膜は適当な張力の状態におかれ
る。これを行なう1つの特別な方法は、BN膜
に、水素を含まないB3Nのような本質的に張力
のある材料の層を結合することである。BN膜の
厚さを適当に調節することによつて、BN膜が適
当な緊張状態となつた混成層構造が得られる。
(実施例の説明)
以前に、X線リソグラフイー用マスク膜の形成
に用いられていた水素を含む(又は水素化)チツ
化ホウ素は、実際には異なる構成であつた。実際
に堆積する水素化チツ化合物のある形態は、その
材料を堆積させるために選択された特別なプロセ
スパラメータ(すなわち、温度、圧力、B2H6/
NH3比、B2H6分圧等)の関数である。
に用いられていた水素を含む(又は水素化)チツ
化ホウ素は、実際には異なる構成であつた。実際
に堆積する水素化チツ化合物のある形態は、その
材料を堆積させるために選択された特別なプロセ
スパラメータ(すなわち、温度、圧力、B2H6/
NH3比、B2H6分圧等)の関数である。
既知の水素化チツ化ホウ素のある形態は、B3
NHで示される。これは前述したジヨンソンらの
論文で報告されたアモルフアスチツ化ホウ素の形
態である。
NHで示される。これは前述したジヨンソンらの
論文で報告されたアモルフアスチツ化ホウ素の形
態である。
前述したように、B3NHのような既知材料のX
線マスク膜におけるX線照射によつて誘起される
効果が3つあり、膜の表面および内部の双方の特
性に悪影響を与えるものである。第1に、前述し
た膜表面の成長は、過剰な遊離ホウ素によるもの
と考えられる。照射下では、ホウ素の表面ダング
リング結合(dangling bonds)が生成する。更
に、これらの結合は周囲の酸素と反応可能である
ために、酸化ホウ素の結晶が成長し、これらの結
晶成長によつて光アラインメント信号が低下す
る。第2に膜表面内部のダングリングホウ素結合
は膜の光透過性を減少させるミツドバンド ギヤ
ツプ トラツプ(又は色中心(color centers))
を生成する。そして第3に、B3NH膜が十分に高
い線量、および線量率で照射されると、その中の
水素の結合形態は、多くの水素がよりゆるく結合
するように変化入する。このように、ゆるい結合
となることで、膜に張力が低くなり、ゆるい状態
となる。このような様々な張力の変化は、マスク
のデバイスパターンに大きく様々な歪みを生じさ
せる。これらの種々の変化は、複数のマスクを用
いる製造プロセスにおいて正確なアラインメント
を達成しようとすれば、見過ごすことはできな
い。
線マスク膜におけるX線照射によつて誘起される
効果が3つあり、膜の表面および内部の双方の特
性に悪影響を与えるものである。第1に、前述し
た膜表面の成長は、過剰な遊離ホウ素によるもの
と考えられる。照射下では、ホウ素の表面ダング
リング結合(dangling bonds)が生成する。更
に、これらの結合は周囲の酸素と反応可能である
ために、酸化ホウ素の結晶が成長し、これらの結
晶成長によつて光アラインメント信号が低下す
る。第2に膜表面内部のダングリングホウ素結合
は膜の光透過性を減少させるミツドバンド ギヤ
ツプ トラツプ(又は色中心(color centers))
を生成する。そして第3に、B3NH膜が十分に高
い線量、および線量率で照射されると、その中の
水素の結合形態は、多くの水素がよりゆるく結合
するように変化入する。このように、ゆるい結合
となることで、膜に張力が低くなり、ゆるい状態
となる。このような様々な張力の変化は、マスク
のデバイスパターンに大きく様々な歪みを生じさ
せる。これらの種々の変化は、複数のマスクを用
いる製造プロセスにおいて正確なアラインメント
を達成しようとすれば、見過ごすことはできな
い。
本発明の原理によれば、X線リソグラフイーの
為の膜は、水素を含まずホウ素を含む膜から成る
材料で作られる。
為の膜は、水素を含まずホウ素を含む膜から成る
材料で作られる。
材料の中に水素が存在しないようにすれば、そ
の応力の変化の主要因が除かれる。更に、本発明
の具体例によれば、水素を含まない膜はBNでけ
形成するのが有利である。
の応力の変化の主要因が除かれる。更に、本発明
の具体例によれば、水素を含まない膜はBNでけ
形成するのが有利である。
重要なことは、この様な材料の中に過剰な遊離
ホウ素が存在しないことである。したがつて、前
述した、結晶成長や光透過性の低下などの照射に
起因する問題も除去される。
ホウ素が存在しないことである。したがつて、前
述した、結晶成長や光透過性の低下などの照射に
起因する問題も除去される。
前述のBN材料は本質的に圧縮応力を示し、こ
の圧縮応力によつて、一般に、BN膜はX線リソ
グラフイー用の膜としての使用に適さない。従つ
て、本発明によれば、BN膜に特定の範囲の張力
−すなわちBN膜を適当な張力条件におき、維持
する為に十分な範囲の張力を様々なアプローチが
なされる。
の圧縮応力によつて、一般に、BN膜はX線リソ
グラフイー用の膜としての使用に適さない。従つ
て、本発明によれば、BN膜に特定の範囲の張力
−すなわちBN膜を適当な張力条件におき、維持
する為に十分な範囲の張力を様々なアプローチが
なされる。
図面は本発明の1つの具体例に従つたX線リソ
グラフイーシステムの特定の部分を示す。図のシ
ステムにおいて、X線源10はX線をダツシユ線
12に示されるように放射する。放射されたX線
は、矢印で示されるようにマスク14に向かう。
マスク14から離れて基材16(すなわち半導体
ウエーハ)が設けられ、基材16には標準的なX
線感光レジスト(X−ray−sensitive resist)か
ら成る層18が含まれている。実例では、基材1
6は約10センチメートル(cm)の直径dを持つ円
柱状のデイスク又はウエーハから成る。
グラフイーシステムの特定の部分を示す。図のシ
ステムにおいて、X線源10はX線をダツシユ線
12に示されるように放射する。放射されたX線
は、矢印で示されるようにマスク14に向かう。
マスク14から離れて基材16(すなわち半導体
ウエーハ)が設けられ、基材16には標準的なX
線感光レジスト(X−ray−sensitive resist)か
ら成る層18が含まれている。実例では、基材1
6は約10センチメートル(cm)の直径dを持つ円
柱状のデイスク又はウエーハから成る。
マスク14は寸法上安定な、例えばガラス製の
リング20を含む。ケイ素で作られたリング22
は、エポキシ接合剤の層21のような適当な方法
で、リング20に取り付けられる。更に層24,
26,28そして30から成る多層構造がリング
22によつて支えられる。
リング20を含む。ケイ素で作られたリング22
は、エポキシ接合剤の層21のような適当な方法
で、リング20に取り付けられる。更に層24,
26,28そして30から成る多層構造がリング
22によつて支えられる。
マスク14はまた、要素32から成るX線遮蔽
パターンを含む。これらの要素は基材16上のレ
ジスト層18に転写されるべきパターンを決定す
るものである。
パターンを含む。これらの要素は基材16上のレ
ジスト層18に転写されるべきパターンを決定す
るものである。
層28は前述のBN製の本質的に圧縮性を有す
る膜より成る。本発明の特徴に従つて、層28
は、張力状態にある層と結合することによつて、
特定の範囲の張力を持つ状態を達成するように調
整される。層26がこの張力を持つ層である。
る膜より成る。本発明の特徴に従つて、層28
は、張力状態にある層と結合することによつて、
特定の範囲の張力を持つ状態を達成するように調
整される。層26がこの張力を持つ層である。
一例として、層26はB3Nのような水素を含
まないチツ化ホウ素から成る。この材料は本質的
に高い張力を持ち、そして水素を含まないがため
に、たとえX線で強く長時間照射されても、その
状態は安定である。
まないチツ化ホウ素から成る。この材料は本質的
に高い張力を持ち、そして水素を含まないがため
に、たとえX線で強く長時間照射されても、その
状態は安定である。
実例では、B3N製の層26は1平方センチメ
ートル当たり約1×109ダインの張力を示す。こ
の応力状態は高度な安定性を持ち、そして本質的
に層26の厚さに依存しない。一例として、層2
6を約3マイクロメータ(μm)の厚さで形成す
ることが好都合であつた。
ートル当たり約1×109ダインの張力を示す。こ
の応力状態は高度な安定性を持ち、そして本質的
に層26の厚さに依存しない。一例として、層2
6を約3マイクロメータ(μm)の厚さで形成す
ることが好都合であつた。
本質的に縮んだBN層28と本質的に張力のあ
るB3N層26とから成る2層構造の総合の混成
張力は、層26上に堆積する層28の厚さによつ
て決定する。層28の厚さが増すほど、構造の混
成張力は弱くなる。実際には、厚さ3μmのB3N
層と厚さ約0.5μmのBN層とから成る混成構造は、
総合で約0.2×109ダイン/cm2の張力を示す。これ
は、このような構造に普通望まれる張力範囲であ
る0.1×109ダイン/cm2の領域内である。
るB3N層26とから成る2層構造の総合の混成
張力は、層26上に堆積する層28の厚さによつ
て決定する。層28の厚さが増すほど、構造の混
成張力は弱くなる。実際には、厚さ3μmのB3N
層と厚さ約0.5μmのBN層とから成る混成構造は、
総合で約0.2×109ダイン/cm2の張力を示す。これ
は、このような構造に普通望まれる張力範囲であ
る0.1×109ダイン/cm2の領域内である。
以下に述べる理由から、過剰の遊離のホウ素が
B3N層からリング22を形成するケイ素ウエー
ハへ拡散するのを防ぐ障壁を設けることが好まし
い。例えば、BN(又はSiO2のような他の障壁物
質)から作製された厚さ30ナノメーターの層24
は、このような障壁の役割を効果的に果たす。更
に、層24は層26の上面を不活性化し、それに
よつて結晶成長を防ぐのに効果的である。
B3N層からリング22を形成するケイ素ウエー
ハへ拡散するのを防ぐ障壁を設けることが好まし
い。例えば、BN(又はSiO2のような他の障壁物
質)から作製された厚さ30ナノメーターの層24
は、このような障壁の役割を効果的に果たす。更
に、層24は層26の上面を不活性化し、それに
よつて結晶成長を防ぐのに効果的である。
実例では、BN層28の底面上に形成されるパ
ターン要素32は、金のような適当なX線遮蔽材
料で形成される。好ましくは、これらの要素は、
ベリリウム又は標準的なモノマー又は高分子プラ
スチツク材料のようなX線透過物質で形成された
層30によつて覆われるのがよい。層30は、取
扱い中、要素32を損傷から守るが、X線リソグ
ラフイーシステムでマスクとして実際に使用され
ている間は、取り除かれてもよい。
ターン要素32は、金のような適当なX線遮蔽材
料で形成される。好ましくは、これらの要素は、
ベリリウム又は標準的なモノマー又は高分子プラ
スチツク材料のようなX線透過物質で形成された
層30によつて覆われるのがよい。層30は、取
扱い中、要素32を損傷から守るが、X線リソグ
ラフイーシステムでマスクとして実際に使用され
ている間は、取り除かれてもよい。
B3Nで形成された層26は、一般に、アニー
ル(後述する)の後では、マスク及び基材上に設
けられた相応するマーク(図示されていない)同
士の光学的アラインメントが行える程に十分光学
的に透明ではない。図示されたマスクの上方に位
置する光学顕微鏡(図示されていない)によるこ
のアラインメントを容易にするために、層26内
に複数のいわゆるビユーイングポートを形成する
のが好ましい。例として、それぞれ直径約2ミリ
メートルの、ポート34,36を、図示する。以
下に述べるマスク製造工程より明らかなように、
これらのポートは、BN層24を通して延びてい
る。
ル(後述する)の後では、マスク及び基材上に設
けられた相応するマーク(図示されていない)同
士の光学的アラインメントが行える程に十分光学
的に透明ではない。図示されたマスクの上方に位
置する光学顕微鏡(図示されていない)によるこ
のアラインメントを容易にするために、層26内
に複数のいわゆるビユーイングポートを形成する
のが好ましい。例として、それぞれ直径約2ミリ
メートルの、ポート34,36を、図示する。以
下に述べるマスク製造工程より明らかなように、
これらのポートは、BN層24を通して延びてい
る。
マスク14製造工程の一例を述べる。先ず、層
24が、例えば、直径約10cm、厚さ約500μmのケ
イ素ウエーハの主平面上に形成される。(図示さ
れているリング22は、このケイ素ウエーハをエ
ツチングすることによつて形成される)実際に
は、層24はジボラン(B2H6)とアンモニア
(NH3)を成分気体として用いた低圧化学気相成
長(LPCVD)プロセスにおいて形成される。温
度範囲450から500(℃)、約30から130パスカルの
圧力範囲で十分な成長が行われる。ある特定のプ
ロセスにおいて、475℃及び30パスカルを選択し、
NH3の流速を約3000標準立方センチメートル/
分(sccm)、B2H6(実際はチツ素中15パーセント
のB2H6)の流速を約40sccmとした。結果とし
て、ケイ素ウエーハの表面上に毎分約0.5から
1.0nmの速度で30nmの厚さの水素を含むBN層2
4が成長した。
24が、例えば、直径約10cm、厚さ約500μmのケ
イ素ウエーハの主平面上に形成される。(図示さ
れているリング22は、このケイ素ウエーハをエ
ツチングすることによつて形成される)実際に
は、層24はジボラン(B2H6)とアンモニア
(NH3)を成分気体として用いた低圧化学気相成
長(LPCVD)プロセスにおいて形成される。温
度範囲450から500(℃)、約30から130パスカルの
圧力範囲で十分な成長が行われる。ある特定のプ
ロセスにおいて、475℃及び30パスカルを選択し、
NH3の流速を約3000標準立方センチメートル/
分(sccm)、B2H6(実際はチツ素中15パーセント
のB2H6)の流速を約40sccmとした。結果とし
て、ケイ素ウエーハの表面上に毎分約0.5から
1.0nmの速度で30nmの厚さの水素を含むBN層2
4が成長した。
上記の代わりに、層24は成分気体としてホウ
素トリエチルアミン錯体(C2H5)3N・BH3と
NH3、又はホウ素ジエチルアミン錯体(C2H5)2
NH・BH3NとNH3を用いても形成できる。この
場合のLPCVDプロセスのパラメータは、375か
ら850℃(例えば800℃)、30から130パスカル(実
例は65Pa)、NH3の流速約250sccm、約120℃に
加熱したバブラーによつて先に明記した錯体のい
ずれかを通してバブルしたチツ素の流速は約
500sccmである。このプロセスでは、約1.0から
2.0nm/分の成長速度が得られるこのような成長
をやく800℃で行つた結果、成長したBN層には
一般に水素が含まれなかつた。
素トリエチルアミン錯体(C2H5)3N・BH3と
NH3、又はホウ素ジエチルアミン錯体(C2H5)2
NH・BH3NとNH3を用いても形成できる。この
場合のLPCVDプロセスのパラメータは、375か
ら850℃(例えば800℃)、30から130パスカル(実
例は65Pa)、NH3の流速約250sccm、約120℃に
加熱したバブラーによつて先に明記した錯体のい
ずれかを通してバブルしたチツ素の流速は約
500sccmである。このプロセスでは、約1.0から
2.0nm/分の成長速度が得られるこのような成長
をやく800℃で行つた結果、成長したBN層には
一般に水素が含まれなかつた。
続いて、層26を層24の表面にLPCVDプロ
セスで成長させる。実際には、これは約375℃、
30パスカルで行ない、B2H6の流速約50sccm、そ
してNH3の流速約50sccmで行なつた。これによ
つて、水素を含む厚さμmのB3N層が約1.0から
2.0nm/分の速度で成長する。
セスで成長させる。実際には、これは約375℃、
30パスカルで行ない、B2H6の流速約50sccm、そ
してNH3の流速約50sccmで行なつた。これによ
つて、水素を含む厚さμmのB3N層が約1.0から
2.0nm/分の速度で成長する。
上記した手順で、水素を含むB3Nでできた起
伏のない層26が得られる。このような起伏のな
い層26が得れることによつて、例えばX線照射
によつて歪みを生じ得るポリイミドなどで作られ
た平面化のための層を設ける必要がある。
伏のない層26が得られる。このような起伏のな
い層26が得れることによつて、例えばX線照射
によつて歪みを生じ得るポリイミドなどで作られ
た平面化のための層を設ける必要がある。
水素を含むB3N層26はまた前述したホウ素
−トリエチルアミン錯体とNH3又はホウ素−ジ
エチルアミン錯体とNH3を用いても成長させる
ことができる。実際には、これは約800℃、65パ
スカルで行なわれ、NH3の流れを、所望の化学
量論比で成長するように止めたり調整したりす
る。
−トリエチルアミン錯体とNH3又はホウ素−ジ
エチルアミン錯体とNH3を用いても成長させる
ことができる。実際には、これは約800℃、65パ
スカルで行なわれ、NH3の流れを、所望の化学
量論比で成長するように止めたり調整したりす
る。
次に、層28が層26の表面上に層24を形成
するための上記プロセス工程のどちらかにしたが
つて形成される。これによつて、500nmの厚さの
層28が形成される。層24,26そして28が
各々前述したホウ素錯体とNH3を構成成分とし
て形成されるのは好都合である。実際、このよう
な一般的な化学作用を利用することで、これらの
層を容易に成長させることができる。
するための上記プロセス工程のどちらかにしたが
つて形成される。これによつて、500nmの厚さの
層28が形成される。層24,26そして28が
各々前述したホウ素錯体とNH3を構成成分とし
て形成されるのは好都合である。実際、このよう
な一般的な化学作用を利用することで、これらの
層を容易に成長させることができる。
この時点で、前述した3つの層24,26,2
8が形成されたケイ素ウエーハを比較的高温でア
ニールし、全ての水素を除去する。一例におい
て、これは1075℃以上の温度(例えば1100℃)で
約1時間、真空中又はアルゴンやチツ素ののよう
な不活性な雰囲気内で行なう。
8が形成されたケイ素ウエーハを比較的高温でア
ニールし、全ての水素を除去する。一例におい
て、これは1075℃以上の温度(例えば1100℃)で
約1時間、真空中又はアルゴンやチツ素ののよう
な不活性な雰囲気内で行なう。
水素を除去するための前述の層の高温アニール
は他の方法でも実行できる。例えば、高速熱アニ
ール(rapid−thermal−annealing,RTA)、レ
ーザアニール(laser annealing)または荷電粒
子線アニール(charged particle−beam
annealing)技術が層24,26、そして28か
ら水素を除去するために利用できる。
は他の方法でも実行できる。例えば、高速熱アニ
ール(rapid−thermal−annealing,RTA)、レ
ーザアニール(laser annealing)または荷電粒
子線アニール(charged particle−beam
annealing)技術が層24,26、そして28か
ら水素を除去するために利用できる。
次に、X線遮蔽材料の層を層28の表面に成長
させる。次に標準的なエツチング技術を用いて、
前述のケイ素ウエーハの内側部分を全て除去し、
それによつて、図に示されるケイ素リング22の
みを残こす。そして、ガラスリング20をケイ素
リング22に接着する。
させる。次に標準的なエツチング技術を用いて、
前述のケイ素ウエーハの内側部分を全て除去し、
それによつて、図に示されるケイ素リング22の
みを残こす。そして、ガラスリング20をケイ素
リング22に接着する。
前述のリング22を形成するためのケイ素ウエ
ーハのエツチングは、もし、1100℃で水素を除去
する段階でB3N層26からウエーハにホウ素が
拡散していたなら、もつと困難だつたであろう。
このような高温拡散を防ぎ、従つてエツチングを
容易にするために、前述のように層24をホウ素
の拡散障壁として、層26とウエーハの間に挿入
したのである。
ーハのエツチングは、もし、1100℃で水素を除去
する段階でB3N層26からウエーハにホウ素が
拡散していたなら、もつと困難だつたであろう。
このような高温拡散を防ぎ、従つてエツチングを
容易にするために、前述のように層24をホウ素
の拡散障壁として、層26とウエーハの間に挿入
したのである。
次に、ビユーイングポート(viewing ports)
34と36を、層24と26中にドライ又はウエ
ツトエツチング技術によつて形成する。次にX線
遮蔽材料をパターン化して要素32を形成し、最
後のベリリウムのような透明な保護層30を形成
する。
34と36を、層24と26中にドライ又はウエ
ツトエツチング技術によつて形成する。次にX線
遮蔽材料をパターン化して要素32を形成し、最
後のベリリウムのような透明な保護層30を形成
する。
上記の高温アニール段階で、初めは光透過性だ
つたB3N層26は不透明になる。この不透明化
は、アニールされたB3N構造の、ホウ素の多い
相とチツ化ホウ素相への相分離によると考えられ
る。この約1.5eVのバンドギヤツプによつてホウ
素の多い相は光を吸収し、アニールした層26を
不透明化する。
つたB3N層26は不透明になる。この不透明化
は、アニールされたB3N構造の、ホウ素の多い
相とチツ化ホウ素相への相分離によると考えられ
る。この約1.5eVのバンドギヤツプによつてホウ
素の多い相は光を吸収し、アニールした層26を
不透明化する。
前述の相分離はBNで形成された上又は下の層
に関して層26を選択的にエツチングするための
論拠を提供する。実際はこのエツチングは熱硝酸
を用いて行なわれる。このような選択的ウエツト
エツチングは、例えば上記のビユーイングポート
34と36を形成する標準的なリソグラフイー技
術と共に用いることができる。
に関して層26を選択的にエツチングするための
論拠を提供する。実際はこのエツチングは熱硝酸
を用いて行なわれる。このような選択的ウエツト
エツチングは、例えば上記のビユーイングポート
34と36を形成する標準的なリソグラフイー技
術と共に用いることができる。
本発明の原理にによれば、上述した又は図示し
た実例以外の技術でも、BN層28の本質的な圧
縮応力を適当な範囲の張力を持つ状態にするよう
調整することができる。例えば、ケイ素のように
張力を誘起する成分を選択的にBN層28に加え
ることで、その張力を特定の値に調整できる。こ
の場合、層28は直接ケイ素リング22上にあ
り、図の層24,26は不要である。
た実例以外の技術でも、BN層28の本質的な圧
縮応力を適当な範囲の張力を持つ状態にするよう
調整することができる。例えば、ケイ素のように
張力を誘起する成分を選択的にBN層28に加え
ることで、その張力を特定の値に調整できる。こ
の場合、層28は直接ケイ素リング22上にあ
り、図の層24,26は不要である。
更に、層24と26を持たないBN層28を利
用したX線リソグラフイーマスク用の膜は他の方
法で適当な張力を示すように調整できる。例えば
層28を機械的に伸ばすことで張力を与えること
ができる。実際には、これは、リング20と22
で決定され空洞内に加重リングを置くことによつ
て行なう。このような、層28の上表面の周辺部
分に接している加重リングは、層28の内部を張
力状態に置くために効果的である。
用したX線リソグラフイーマスク用の膜は他の方
法で適当な張力を示すように調整できる。例えば
層28を機械的に伸ばすことで張力を与えること
ができる。実際には、これは、リング20と22
で決定され空洞内に加重リングを置くことによつ
て行なう。このような、層28の上表面の周辺部
分に接している加重リングは、層28の内部を張
力状態に置くために効果的である。
更にBN層28を用いた層24と26を持たな
い膜の張力は他の方法でも調整できる。例えば支
持リング22は、そこに直接付着している層28
の材料より低い直線的な膨脹係数を持つ石英のよ
うな材料で形成することができる。このような構
造が製造工程において冷却されると、それによつ
て所望の張力がBN層28に与えられる。
い膜の張力は他の方法でも調整できる。例えば支
持リング22は、そこに直接付着している層28
の材料より低い直線的な膨脹係数を持つ石英のよ
うな材料で形成することができる。このような構
造が製造工程において冷却されると、それによつ
て所望の張力がBN層28に与えられる。
水素を含まないチツ化ホウ素膜が照射下におい
て高度に安定した応力状態を示すという出願人の
発見は、更に他のX線リソグラフイーマスクに適
した膜を構成するための基礎を提供する。このよ
うな膜として機能する例としては、例えば、BN
で形成された薄い拡散障壁をB3N層と支持のケ
イ素リング22との間に有する水素を含まない
B3N層がある。(前述したように、B3Nそれ自身
は約1×109ダイン/cm2の張力を持つ)。このよう
な膜の光学的アラインメントを容易にするため
に、ビユーイングポートをB3NとBN層に設ける
ける事が望ましく、そして、これらのポートによ
つて決定される空間をそれぞれつなぐために、
B3N層の底面にアラインメントマークを形成す
る。これらのマークはビユーイングポートを通し
て見ることができ、そして組合せる基材上に設け
られた相応するマークと各々一致させる。
て高度に安定した応力状態を示すという出願人の
発見は、更に他のX線リソグラフイーマスクに適
した膜を構成するための基礎を提供する。このよ
うな膜として機能する例としては、例えば、BN
で形成された薄い拡散障壁をB3N層と支持のケ
イ素リング22との間に有する水素を含まない
B3N層がある。(前述したように、B3Nそれ自身
は約1×109ダイン/cm2の張力を持つ)。このよう
な膜の光学的アラインメントを容易にするため
に、ビユーイングポートをB3NとBN層に設ける
ける事が望ましく、そして、これらのポートによ
つて決定される空間をそれぞれつなぐために、
B3N層の底面にアラインメントマークを形成す
る。これらのマークはビユーイングポートを通し
て見ることができ、そして組合せる基材上に設け
られた相応するマークと各々一致させる。
レーザ又は荷電粒子線(charged−particle−
beam)技術によつて、張力のある水素を含むB3
N層のある部分のみをアニールすることも可能で
ある。この方法では、層のX線に当たる部分のみ
をアニールすれば、その部分から水素を除去する
ことができる。従つて、この部分のみが不透明に
なる。そのほかのアニールしていない部分は光透
過性を保ち、これゆえ、ポートを形成することな
く、光学的アラインメントが可能である。
beam)技術によつて、張力のある水素を含むB3
N層のある部分のみをアニールすることも可能で
ある。この方法では、層のX線に当たる部分のみ
をアニールすれば、その部分から水素を除去する
ことができる。従つて、この部分のみが不透明に
なる。そのほかのアニールしていない部分は光透
過性を保ち、これゆえ、ポートを形成することな
く、光学的アラインメントが可能である。
なお、上述した構造や加工技術は本発明の原理
の1つの実施例にすぎない。これらの原理に従つ
て、多数の応力や他の例が当業者によつて、本発
明の要旨を離れずに考案され得る。例えば、出願
人は水素を含まずホウ素を含む外の物質も、X線
リソグラフイー用のマスクに用いる安定な膜を形
成するために適していることを確信する。水素を
含まない炭化ホウ素はその様な他の物質の実例の
1つである。更に、水素を含まないホウ素は膜と
しての使用には適切である; 実質上純粋なホウ素はX線透過性を高く、本質
的に張力があり、そして極めて強い。
の1つの実施例にすぎない。これらの原理に従つ
て、多数の応力や他の例が当業者によつて、本発
明の要旨を離れずに考案され得る。例えば、出願
人は水素を含まずホウ素を含む外の物質も、X線
リソグラフイー用のマスクに用いる安定な膜を形
成するために適していることを確信する。水素を
含まない炭化ホウ素はその様な他の物質の実例の
1つである。更に、水素を含まないホウ素は膜と
しての使用には適切である; 実質上純粋なホウ素はX線透過性を高く、本質
的に張力があり、そして極めて強い。
(B3Nのそれより10倍高いヤング率を示す。)
更には、水素を含まないホウ素膜から成るマス
クにおいて、ホウ素膜の1つの主表面上に拡散障
壁層を含み、他の主表面上に不活性化層を含むこ
とは好ましい。
クにおいて、ホウ素膜の1つの主表面上に拡散障
壁層を含み、他の主表面上に不活性化層を含むこ
とは好ましい。
例えば、BNは障壁及び不活性化層の双方の形
成に適切な物質である。
成に適切な物質である。
また水素を含まないホウ素から成るこのような
膜において、光学的アラインメントを容易にする
ために上述したようなビユーイングポートを含む
ことも好ましいことである。
膜において、光学的アラインメントを容易にする
ために上述したようなビユーイングポートを含む
ことも好ましいことである。
第1図は本発明の具体例に従つた、特定のX線
リソグラフイーシステムの断面図である。
リソグラフイーシステムの断面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 X線を遮蔽するデバイスパターン32を有す
るマスクとがデバイス基材16とを整合させて、
X線を照射するX線リソグラフイーによるデバイ
ス製造方法において、 前記マスクが水素を含まずホウ素を含む膜28
から成ることを特徴とするデバイス製造方法。 2 前記マスクは、水素を含まないBN膜28
と、膜を張力を持つ状態に維持する為の手段26
とから成ることを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載のデバイス製造方法。 3 前記維持手段が前記BN膜28上に位置する
水素をを含まないB3N(チツ化三ホウ素)層26
から成ることを特徴とする特許請求の範囲第2項
に記載のデバイス製造方法。 4 ホウ素の拡散に対する障壁層が前記B3N層
上に位置することを特徴とする特許請求の範囲第
3項に記載のデバイス製造方法。 5 前記マスクと基材とに設けられた対応するア
ラインメントマークを見通すために、前記拡散障
壁層と前記B3N層内にポートが形成されること
を特徴とする特許請求の範囲第4項に記載のデバ
イス製造方法。 6 前記維持手段は、前記BN膜の材料に付加さ
れた、応力を引き起こす構成材料から成ることを
特徴とする特許請求の範囲第2項に記載のデバイ
ス製造方法。 7 前記構成材料はケイ素を含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第6項に記載のデバイス製造方
法。 8 前記維持手段は、膜に張力を与えるために前
記BN膜の周辺部分に接合したリング部材から成
ることを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載
のデバイス製造方法。 9 前記マスクは更に水素を含まないB3N膜を
含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
載のデバイス製造方法。 10 ホウ素の拡散に対する障壁層が前記B3N
膜上に位置することを特徴とする特許請求の範囲
第9項に記載のデバイス製造方法。 11 前記マスクと前記基材に設けられた対応す
るアラインメントマークを見通すために前記拡散
障壁層と前記B3N膜内にポートが設けられてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第10項に記
載のデバイス製造方法。 12 前記膜は水素を含まないホウ素膜から成る
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
デバイス製造方法。 13 X線リソグラフイーによるデバイス製造に
用いるためのマスク構造において、 X線透過膜28と前記膜上に設けられたX線遮
蔽デバイスパターン32とを含み、 前記膜28が張力を持つ状態にある水素を含ま
ない層から成ることを特徴とするマスク構造。 14 前記膜28が張力を持つ状態にある水素を
含まないチツ化ホウ素層から成ることを特徴とす
る特許請求の範囲第13項に記載のマスク構造。 15 X線リソグラフイーによつてデバイスの構
成を定めるためのシステムにおいて、 上部にX線を遮蔽するデバイス構成パターン3
2を有し、ホウ素を含む膜28からなる、X線透
過マスクと、前記マスクと整合するデバイス基材
16と、前記デバイス構成パターンを前記基材に
定着するために前記マスクをX線で照射する手段
とを有し、前記膜28が水素を含まず、張力を持
つ状態にあることを特徴とするデバイス製造シス
テム。 16 前記膜が、張力を持つ状態にある、水素を
含まないチツ化ホウ素から成ることを特徴とする
特許請求の範囲第15項に記載のシステム。 17 張力のある状態にあるホウ素と水素を含む
膜上のX線を照射する部分に、X線遮蔽デバイス
パターンを形成するステツプと、 前記膜と整合したデバイス基材上に前記パター
ンを投影するために、前記部分にX線を照射する
ステツプと、 前記部分をX線照射するステツプに先立つて、
前記膜の前記部分のみをアニールして水素を除去
するステツプと、を有することを特徴とするデバ
イス製造方法。 18 前記基材は、前記膜のアニールされていな
い部分の光透過性を利用して、前記膜と整合する
ことを特徴とする特許請求の範囲第17項に記載
のデバイス製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US045907 | 1987-05-01 | ||
| US07/045,907 US4868093A (en) | 1987-05-01 | 1987-05-01 | Device fabrication by X-ray lithography utilizing stable boron nitride mask |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63285932A JPS63285932A (ja) | 1988-11-22 |
| JPH0530295B2 true JPH0530295B2 (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=21940476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63104399A Granted JPS63285932A (ja) | 1987-05-01 | 1988-04-28 | 安定なチッ化ホウ素を用いたx線リソグラフィーによるデバイス製造方法,そのマスク構造及びデバイス製造システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4868093A (ja) |
| EP (1) | EP0289249B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63285932A (ja) |
| DE (1) | DE3877407T2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5066533A (en) * | 1989-07-11 | 1991-11-19 | The Perkin-Elmer Corporation | Boron nitride membrane in wafer structure and process of forming the same |
| DE69014759T2 (de) * | 1989-07-11 | 1995-04-13 | Redwood Microsystems Inc | Bornitridmembran in einer Halbleiterplättchenstruktur. |
| US5270125A (en) * | 1989-07-11 | 1993-12-14 | Redwood Microsystems, Inc. | Boron nutride membrane in wafer structure |
| US5185631A (en) * | 1989-07-18 | 1993-02-09 | Mita Industrial Co., Ltd. | Apparatus for uniformly supplying powder with reduced remnant powder |
| US5527586A (en) * | 1992-03-18 | 1996-06-18 | Printron, Inc. | Apparatus and method for depositing metal particles on a dielectric substrate |
| US5307394A (en) * | 1993-01-27 | 1994-04-26 | Oleg Sokolov | Device for producing X-ray images on objects composed of photo or X-ray sensitive materials |
| JP4959080B2 (ja) * | 1999-06-07 | 2012-06-20 | エクストリーム、ウルトラバイオレット、リミテッド、ライアビリティ、カンパニー | 反射マスク基板のコーティング |
| US7144803B2 (en) * | 2003-04-17 | 2006-12-05 | Semiconductor Research Corporation | Methods of forming boron carbo-nitride layers for integrated circuit devices |
| JP5997530B2 (ja) * | 2011-09-07 | 2016-09-28 | Hoya株式会社 | マスクブランク、転写用マスク、および半導体デバイスの製造方法 |
| CN104391426A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-03-04 | 胜科纳米(苏州)有限公司 | 一种掩膜版 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4096297A (en) * | 1973-11-19 | 1978-06-20 | Raytheon Company | Isotropic boron nitride and method of making same |
| US4018938A (en) * | 1975-06-30 | 1977-04-19 | International Business Machines Corporation | Fabrication of high aspect ratio masks |
| US4171489A (en) * | 1978-09-13 | 1979-10-16 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Radiation mask structure |
| US4301237A (en) * | 1979-07-12 | 1981-11-17 | Western Electric Co., Inc. | Method for exposing substrates to X-rays |
| US4436797A (en) * | 1982-06-30 | 1984-03-13 | International Business Machines Corporation | X-Ray mask |
| US4522842A (en) * | 1982-09-09 | 1985-06-11 | At&T Bell Laboratories | Boron nitride X-ray masks with controlled stress |
| JPS5946648A (ja) * | 1982-09-10 | 1984-03-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | メンブレンの製造方法 |
| JPH06105779B2 (ja) * | 1983-02-28 | 1994-12-21 | 双葉電子工業株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| EP0149044B1 (en) * | 1983-11-11 | 1987-05-13 | Research Development Corporation of Japan | Boron nitride containing titanium nitride, method of producing the same and composite ceramics produced therefrom |
| US4539278A (en) * | 1984-03-12 | 1985-09-03 | Eaton Corporation | Mask structure for X-ray lithography and method for making same |
| US4677042A (en) * | 1984-11-05 | 1987-06-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Mask structure for lithography, method for preparation thereof and lithographic method |
| JPS61201607A (ja) * | 1985-02-28 | 1986-09-06 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 熱分解窒化ホウ素物品およびその製造方法 |
| US4604292A (en) * | 1985-04-26 | 1986-08-05 | Spire Corporation | X-ray mask blank process |
| US4668336A (en) * | 1985-07-23 | 1987-05-26 | Micronix Corporation | Process for making a mask used in x-ray photolithography |
| US4608268A (en) * | 1985-07-23 | 1986-08-26 | Micronix Corporation | Process for making a mask used in x-ray photolithography |
| US4680243A (en) * | 1985-08-02 | 1987-07-14 | Micronix Corporation | Method for producing a mask for use in X-ray photolithography and resulting structure |
-
1987
- 1987-05-01 US US07/045,907 patent/US4868093A/en not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-04-25 EP EP88303705A patent/EP0289249B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-25 DE DE8888303705T patent/DE3877407T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-04-28 JP JP63104399A patent/JPS63285932A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3877407T2 (de) | 1993-05-13 |
| EP0289249A2 (en) | 1988-11-02 |
| US4868093A (en) | 1989-09-19 |
| DE3877407D1 (de) | 1993-02-25 |
| JPS63285932A (ja) | 1988-11-22 |
| EP0289249B1 (en) | 1993-01-13 |
| EP0289249A3 (en) | 1989-05-03 |
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