JPS59193455A - 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】 この発明は２μｍ以下の設計幅のＸ、％！クリソグラフ
ィー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Ｆｉ従来以下に記載する
三つの方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０６８〜
１．０μｍの例えば金のよりん高Ｋ）、子番号金属の膜
が基板上に真空蒸着され、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
ム描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
ジスト膜の厚さ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はクト比は極めて太きく斤り、
まだ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、Ｃｏｕｑｕｉｎ、
　Ｔ１．Ｊ。

Ｌｅｖｉｎｓｔｅｉｎ、　Ａ、に、　Ｓｉｍｈａおよび
り、　Ｎ、　Ｋ、　ＷａｎｇによってＪｏｕｒｎａｌ　
ｏｆ　Ｖａｃｕｕｍ　５ｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ、　１６　ｐｐ、　１９５９−１
９６１　（１９７９）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、まず基
板上に電子ビームレジスト膜をスピンキャストし、形成
されたレジスト膜の上に電子ビーム４”１１１１画装置
を用いて′ＰＪ１定のパターンを描画する。こうして照
射されたレジスト膜は溶媒によって現像し、レジスト股
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。しかしながら、除去すべき不必要な金膜の
破片がしはしは基板上に残って重大々障害となる。捷た
ｌ）、Ｃ，Ｆｌａｎｄｅｒｓ、　Ａ、Ｍ、　Ｈａｗｒｙ
ｌｕｋおよびＩｔ　１．５ｒｎｉｔｈによってＪｏｕｒ
ｎａｌ　ｏｆ　Ｖａｃｕｕｍ　５ｃｉｅ−ｎｃｅ　ａｎ
ｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｍｏ１．１６．　ｐｐ、　
１９４９−１９５２（１９７９’）に発表されているよ
うに、このリフトオフ法は中間金楓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Ｊａｐａｎｅｓ
ｅ　Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ、　Ｖｏｌ、　１９．　ｐｐ、　２３１１−２３１
２（１９８０）に発表された第６の方法ｌｃおいては、
寸ず第１に真空蒸着によって基板上に尚い金膜を形成し
、形成された薄い金膜の上に１１１、子ビームレジスト
膜を形成し、そして電子ビーム描画装置行を用いて所定
のパターンを描画し、照射されたレジスト膜を溶媒で現
像し、そして最初に沈着した薄い金膜を電極として用い
てレジスト族のエツチングした部分に金膜を電着する。

この方法では′市完で形成される金のパターンが限イｑ
コされたレジ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ペクト比は高くな
ければｋ、らない。そしてこの方法の重大な欠点は、電
着による金膜の生長速度が８１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ｌ膜１９を
得るのが困Ｍｉ＆であることにある。

Ｘ線吸収材料としてバルクの全件たにクンゲステンを用
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述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りなバルクの金の代わりに
／２イングーとしての高分子材料中に金の微粒子を分散
させた袂合栃料が用いられる。一般ｒ（，４Ａ〜１０Ａ
の波長範囲では、金が最良のＸｎν吸収体であり、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５［１％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ｌｚバルクタングステンに比べて微細加工にお
いて４へめで容易に加工できることを見い出した。

このような接合Ａシ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、またホトレジス）　Ｂｋ
と同様に容易にプラズマエツチングすることもできる。

旨、分子金属粒子複合材料を作る一つの方法は、高分子
材料を良溶媒に溶解し、真空中で分散はぜた金の微粒子
（平均半径０．０２μｍ　）をその溶液中に分散させる
ことから成る。この溶液はスビンコートシてプリベーキ
ングすると溶媒が膜外へ揮発して６０容私係以上の高い
金属密度を与えることになる。この金属密度は理論的に
は一様球の最密充填に相当する７４％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ぜた銀ば
一ストに類似している○ 旨分子金現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
を真空蒸発させることから成る。

同様な方法は、Ｉｔ、　Ｆ、　Ｗｉｅｌｏｎｓｋｉおよ
びＨ−、Ａ、　ＢｅａｌｅによってＴｈ１ｎ　５ｏｌｉ
ｄ　Ｆｉｌｍ、　Ｖｏｌ、８４．　ｐｐ、　４２５−４
２６（１９８１）中に記載の論文゛プラズマ重合による
着色高分子被核″に発表されている。実験によれは最大
４２チの金コロイド粒子をプラズマ知合メタクリル酸メ
チル中に分散させることができた。

高分子金属粒子複合材料を作るさらに別の方法は無水ピ
ロメリト酸とビス（４アミノフエノール）エーテルから
作られたポリアミド酸のジメチルアセトン浴液中に真空
分散金微粒子を分散させ、得られた金ＡＩ４分散高分子
プリカーサー溶液を基板上　。

にスピンコードし、そしてポリアミド酸プリカーツー−
がポリイミドＶＣなるまでベーキングすることから成る
。

高分子金わＳ粒子複合材料を用意する上述の方法とこの
峻合材相上にパターンを倣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れる。

従ってこの発明の目的は、Ｘ線吸収材料として従来使用
さ−Ｊしてきだ／ＣＣヌク金の代シに上述の高分子金粒
子複合材イ（−１を使用して全資源の有効利用を泊ると
共に全てのリソグラフィープロセスをドライ化プロセス
で行なう新規のＸ約リソグラフィー用マスクのＭぐ走法
を提供することにある。

この目的で、この発明による方法に′！３−いては、最
初に高分子金粒子複合材料の層をプラズマ重合金属蒸発
拡散法によって基板上に形成し、こうして形成された複
合ｕＡｓ＋八♂ｉへに電子ビームレジスト層をプラズマ
重合法によって形成し、そして電子ビーム描画後ドライ
現像して形成したレジストリリーフパターンを高分子金
粒子複合イシ料層に反応性イオンエツチング法によって
転写することを内機としている。

以下、この発明の方法を添附図面を参照して一実施例に
ついて説明する。

最初に第１図に示すように、厚さ１０μｍのボロンナイ
トライド基板１には高分子金粒子複合材料層２がプラズ
マ重合金楓蒸発拡散法によって形成される。この工程は
次のように実施される。すなわち、基板１　ｉａ二５０
１’ｌ；　ｓｔｐ／１７＋＋２）流量ｆ　１ｍ　レル０
．２　Ｔｏｒｒのアルゴンガスの５　Ｗ　／１ｙｎ２の
高周波放電の下流に置かれ、ＭＭＡ　（メタクリル醒メ
チル）の蒸気が放電励、起部分と基板との間に３（ｔｓ
ｔｐ／ｍ２の流量で導入される。ＰＰＭＭＡは０．１μ
ｍ／ｍｉｎの速度で基板１上に沈着される。一方、蒸発
された金は基板１に向って噴射され、６／１０ｇｒ／ｃ
ｍ２でＰＰＭＭＡ中に分散され、３０容＆　％のコロイ
ド粒子密度を与える。このようにして形成された複合Ｕ
不斗層２上には、厚さ１．５μｍのＰＰ　（ＭＭＡ　十
ｓｔｙ　）（プラズマ共１合！ｘｉ、ＭＡスチレン）か
ら成る第２レジスト層６．およびＰＰ　（ＭＭＡ　＋　
ｓｔｙ　十ＴＭＴ）　（デメチル錫ドーププラズマ共重
合ＭＭＡスチレン）とＤＰＶＳ　（デフエニールビニー
ルシラン〕の単量体を含む低分子ＰＰ（ｓｔｙ）　（プ
ラズマ重合スチレン）との交互６層よシ成る厚さ０３μ
ｍの第２レジスト崩・４とがプラズマキャストされる。

その後、これらのｉｌ、ｆｆ１２レジスト層３，４はパ
ターン化電子ビーム５で照射される。

次にダ３２図に示すエイジでは第２レジスト屑４の未Ｉ
ｊｉ射部分は符号６で略示する高周波Ｈ２プラズマによ
ってエツチング除去さ力、る。第２レジスト層４の照射
部分においては、市、子ビームによって作られた高分子
のプロークンボンドの間を架橋結合する高分子１／１ｍ
ＤＰＶｓ分子がグラフトされ、上記６　Ｆ？・ｔ：のレ
ジストｆｔ、全体がプラズマ耐性層となる。

第ろ図に示す工程では、第２レジスト層４の現イヘされ
たＩＪ　ＩＪ−フパターン（第２図参傅）は符号７で略
示する０２反応性イオンエツチングで第ルジスト層乙に
転写される。

第４図に最終工程を示し、第ルジスト層乙に転写された
り＋７−ノパターンは符号８で示す０２反応性イオンエ
ツチングによって高分子金粒子複合材料層２に再び転写
される。

このようにして得られた３０係の金を含む厚さ２．５μ
ｍの高分子金粒子複合材料から成るパターン層は入射Ｘ
線（４，４Ａ）の単に８襲を透過させるだけである。

以上説明してきたようにこの発明による方法においては
Ｘ　ｆｆＨ吸収層として／２ルク金の代りに高分子金粒
子複合材料を用いるので、厚いＸ線吸収層を容易に微卸
１加工することができ、これにより厚い金属のドライエ
ツチング、リフトオフ法唸たは電氷を避けることができ
る。またこの発明は、高分子金粒子複合材料を利用する
ことＶこよってマスク形成工程を全てドライ化すること
ができる０

【図面の簡単な説明】

第１〜４図はこの発明による方法の一実施例の各工程を
示す概略図である。 図中、　　１：基板、２：ｖ、合材石層、　６：第ルジ
スト層、４：第２レジスト層。 図面の浄書（内容に変更なし） 手続補正書（方式） ％式％ ２、発明の名称 Ｘ線リソグラフィー用マスクの製造法 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漱字武蔵塚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１を損出したため、明
細書をタイプ印書したもの ｊノＮ：：ｊｖ゛ｊ７’　入内゛１°１．ニー２：史な
し）’ＬＳ間丼・ノ）１’ｐ貰内七７に隻史なし３５ ・２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　基板上に、高原子番号金属の微粒子を含んだＸ線吸
   収複合材料の層をプラズマ重合金属蒸発拡散法によって
   形成し、こうして形成された複合拐料層上に電子ビーム
   レジスト層をプラズマ重合法により形成し、そして上記
   レジスト層に電子ビーム描画しドライ現像して形成した
   レジストリリーフパターンを上記栓合材料層に反応性イ
   オンエツチング法によって転写することを特徴とするＸ
   線リソグラフィー用マスクの製造法。 ２、　　Ｘ４１ｄ吸収複合材料層か、プラズマ重合処理
   によって高分子バインダー材料の膜を形成しながらその
   中に高原子番号金属の微粒子を真空蒸発させることによ
   って形成される特許請求の範囲第１項に記載の方法。