DE3855908T2

DE3855908T2 - Röntgenbelichtungsverfahren mit elektrisch leitender Maske

Info

Publication number: DE3855908T2
Application number: DE3855908T
Authority: DE
Inventors: Yasuaki Fukuda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1997-10-16
Anticipated expiration: 2008-12-30
Also published as: DE3855908D1; EP0323264B1; EP0323264A2; US5048066A; EP0323264A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein berührungsloses bzw. Proximity-Belichtungsverfahren mit Röntgenstrahlen zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen wie beispielsweise IC und ULSI. Insbesondere bezieht sie sich auf ein Verfahren, bei dem weiche Röngentstrahlen mit Wellenlängen von ungefähr 2 Å bis ungefähr 150 Å verwendet werden.
In den letzten Jahren sind in Belichtungsgeräten zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen wie beispielsweise IC und LSI viele Arten von Belichtungsgeräten unter Verwendung von weichen Röntgenstrahlen und mit der Eigenschaft, Kopien mit einer höheren Auflösung zu erzielen, vorgeschlagen worden, da der Integrationsgrad von Halbleitervorrichtungen in starkem Maße zugenommen hat.
Im allgemeinen umfaßt die Röntgenmaske, die in diesen Geräten mit weichen Röntgenstrahlen verwendet wird, einen Trägerrahmen mit Ringform, und ein membranartiges Element, das darüber gedehnt ist, mit Röntgenstrahlen transmittierenden Bereichen und Röntgenstrahlen nicht transmittierenden Bereichen.
Die nicht transmittierenden Bereiche sind aus einem für Röntgenstrahlen undurchlässigen Material (umfassend ein Absorptionsmaterial) mit einem geometrischen Muster gebildet und auf einer Trägermembran (einer Maskenmembran) bereitgestellt, die ein Substrat in dem membranartigen Element darstellt. Das für Röntgenstrahlen undurchlässige Material ist so aufgebaut, daß Muster auf einer Waferoberfläche genau in der Größe von Submikrometer übertragen werden. Andererseits sind die durchlässigen Bereiche aus der Masken-Trägermembran selbst gebildet, die dem Teil entspricht, auf dem das für Röntgenstrahlen undurchlässige Material nicht bereitgestellt ist.
In dem Belichtungsgerät unter Verwendung weicher Röntgenstrahlen sind sowohl der Raum, in dem die Röntgenmaske angeordnet ist, als auch der obere Raum eines Wafers auf der Seite, auf der ein Resistmaterial aufgetragen ist, in vielen Fällen unter Vakuum, eine Atmosphäre mit verringertem Druck, oder eine Heliumatmosphäre mit niedrigem Druck gesetzt, um den Absorptionsverlust der Energie des Lichts, welches von einer Quelle für weiche Röntgenstrahlen zur Belichtung eingestrahlt wird, zu verhindern.
Wenn Belichtung unter Verwendung weicher Röntgenstrahlen mit Wellenlängen von ungefähr beispielsweise 2 bis 150 Å durchgeführt wird, dann absorbieren unter solchen Bedingungen die Röntgenmasken- Trägermembran, das Masken-Absorptionsmaterial und die Atome des Umgebungsgas die weichen Röntgenstrahlen und emittieren Photoelektronen aufgrund des photoelektrischen Effekts. Insbesondere verursacht, wenn die Trägermembran eine dünne isolierende Membran umfaßt, solch eine Belichtung nicht nur eine elektrostatische Aufladung aufgrund der Emission von Photoelektronen von den Bestandteil bildenden Atomen der Trägermembran, sondern auch eine elektrostatische Aufladung aufgrund der Emission von Photoelektronen von dem Absorptionsmaterial mit einer großen Anzahl von Elektronen, was dazu führt, daß die Trägermembran ein hohes positives Potential hat.
Im allgemeinen ist der Abstand zwischen der Trägermembran und der Oberfläche des Resistmaterials auf dem Wafer so klein, daß der Abweichungsfehler, der durch das divergente Licht von der Quelle verursacht wird, vernachlässigbar sein kann, und er ist beispielsweise in dem Bereich von 10 µm bis 100 µm eingestellt. Aus diesem Grund können die elektrisch geladene Trägermembran und der Wafer elektrostatisch aufeinander wirken, wobei die Maske zu dem Wafer angezogen wird, was zu einer Deformation der Trägermembran führt, so daß es manchmal vorkommt, daß die Genauigkeit des belichteten Musters aufgrund einer Biegung der Trägermembran verringert wird, oder, da die Trägermembran in Kontakt mit dem Wafer kommt, wenn die Anziehungskraft stark ist.
In einem Belichtungsgerät, das darauf abzielt, eine hohe Auflösung zu erzielen, so daß die Größe eines zu übertragenden Musters 0,5 µm oder weniger ist, ist die Trägermembran im allgemeinen so aufgebaut, daß sie eine Dicke von ungefähr 2 µm haben kann, wobei ein anorganisches Material (insbesondere Keramik) mit einem kleinen thermischen Expansionskoeffizienten und einem großen Elastizitätsmodul verwendet wird, so daß die fehlende Paßgenauigkeit aufgrund ihrer thermischen Expansion oder aufgrund der Verzerrung der Absorptionsmaterialien aufgrund der Restspannung unterdrückt werden kann.
Im allgemeinen sind viele der Materialien für diesen Zweck spröde und hart. Daher bricht die Trägermembran leicht durch eine übermäßige Deformation oder eine Anwendung von ungleichförmigem Druck.
Als ein Mittel zur Lösung dieses letztgenannten Problems gibt es beispielsweise ein Verfahren, bei dem ein Metall mit einem geringen Absorptionsvermögen für Röntgenstrahlen wie beispielsweise Aluminium in ungefähr 100 Å Dicke auf der Oberfläche abgeschieden wird. Durch dieses Verfahren kann eine gute elektrische Leitfähigkeit und ein gutes Transmissionsvermögen für weiche Röntgenstrahlen erzielt werden, aber dies hat zu Problemen geführt, daß die Transmission von sichtbarem oder Infrarotlicht bei der Durchführung von Ausrichtung mit dem Wafer so extrem niedrig ist, daß die Ausrichtungsgenauigkeit extrem verringert sein kann. Es ist auch bekannt, eine Schicht aus Magnesium als ein Mittel zur Verstärkung zu verwenden, siehe EP-A-0104685.
Bis jetzt ist bekannt gewesen, daß aufgrund der Photoerzeugung und Emission von Elektronen während der Belichtung mit Röntgenstrahlen Probleme entstehen.
Es ist bekannt, daß solch eine Emission eine elektrostatische Aufladung bewirken kann, und daß dies Staubteilchen anziehen kann. In US-A-3949131 wird dies dadurch bekämpft, indem man eine leitende Beschichtung auf die strukturierte Oberfläche der Maske aufbringt und die Maske erdet.
Es ist auch bekannt, daß solch eine Elektronenemission und Erzeugung von Sekundärelektronen, die durch emittierte Elektronen beim Durchgang zwischen der Maske und dem Wafer erzeugt wird, eine Beeinträchtigung der Mustergenauigkeit bewirken kann. In den Patent Abstracts of Japan, Vol 8, No. 81 (E-238) (1518) 13. April 1984 und der entsprechenden JP-A-59-2324 wird ein Gegenmittel bereitgestellt, indem man eine Maske mit einem leitenden Film, beispielsweise aus Al, zwischen der Trägermembran und dem für Röntgenstrahlen undurchlässigen strukturierten Film verwendet. Elektroden werden in der Nähe der Maske positioniert und werden bei einem hohen positiven Potential relativ zu der Maske gehalten, um die emittierten und Sekundärelektronen anzuziehen und abzulenken.
Das Proximity-Belichtungsverfahren mit Röntgenstrahlen, das in der zuletzt genannten Druckschrift beschrieben wird, hat mit der vorliegenden Erfindung die folgenden Verfahrensschritte gemeinsam:
Anordnen einer Röntgenstrahlen-Maske in dichter Nähe zu und mit Abstand von einem Wafer mit einem darauf bereitgestellten für Röntgenstrahlen empfindlichen Element, wobei die Röntgenstrahlen-Maske elektrisch leitend ist und einen Trägerrahmen, eine auf dem Trägerrahmen gehaltene für Röntgenstrahlen durchlässige Trägermembran und ein Röntgenstrahlen-Absorptionsmaterial umfaßt, welches in einer strukturierten Form auf der Oberfläche der Trägermembran bereitgestellt ist; und Belichten des für Röntgenstrahlen empfindlichen Elements auf dem Wafer mit Röntgenstrahlen, die durch die Röntgenstrahlen-Maske gerichtet werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Proximity-Belichtungsverfahren für Röntgenstrahlen bereitzustellen, das effektiv das Auftreten von elektrostatischer Anziehung zwischen Röntgenstrahlen-Maske und dem Wafer verhindern kann, und das somit zu einer Verbesserung der Mustergenauigkeit beitragen kann.
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, ist die Proximity-Belichtung mit Röntgenstrahlen dadurch gekennzeichnet, daß:
die Potentialdifferenz zwischen der Röntgenstrahlen-Maske und dem Wafer aufgehoben wird, indem eine der folgenden Maßnahmen ergriffen wird:
(a) Erden sowohl der Trägermembran als auch des Wafers; oder
(b) elektrisches Verbinden der Trägermembran mit dem Wafer; oder
(c) Anlegen einer gemeinsamen Spannung an die Trägermembran und den Wafer;
wobei in jedem Fall die Trägermembran eine elektrische Resistivität von 10 Ω cm oder weniger hat.
In den begleitenden Zeichnungen:
ist Fig. 1 ein schematischer Querschnitt einer Röntgenstrahlen-Maske;
ist Fig. 2 ein schematischer Querschnitt einer Röntgenstrahlen-Maske;
ist Fig. 3 ein schematischer Querschnitt, um ein Verfahren zur Herstellung einer Röntgenstrahlen-Maske zu beschreiben; und
ist Fig. 4 ein schematischer Querschnitt eines Röntgenstrahlen-Geräts, umfassend Maske und Wafer, um das Belichtungsverfahren mit Röntgenstrahlen der vorliegenden Erfindung zu beschreiben.
Es folgt nun eine Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und eines Beispiels. Diese werden nur als Beispiel gegeben.
Fig. 1 ist ein schematischer Querschnitt einer Röntgenstrahlen-Maske, die zur Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 10 eine Trägermembran, umfassend eine einzelne durchlässige Schicht mit einem Transmissionsvermögen für weiche Röntgenstrahlen. Bezugszeichen 1 bezeichnet einen Trägerrahmen mit Ringform, der die Trägermembran 10 in gedehntem Zustand hält. Bezugszeichen 2 bezeichnet eine undurchlässige Schicht, die ein Absorptionsmaterial für weiche Röntgenstrahlen umfaßt, die geometrisch auf der Trägermembran 10 unter Bildung eines Musters gezeichnet ist.
Die Trägermembran 10 ist aus einem Material mit einer geringen elektrischen Resistivität von 10 Ω cm oder weniger aufgebaut.
Somit ist der Trägermembran 10 eine elektrische Leitfähigkeit auf ihrer Oberfläche oder insgesamt verliehen, und die Trägermembran 10 ist zur Erdung verbunden, wobei ihr Potential bei dem Erdungspotential gehalten wird, so daß keine elektrischen Ladungen auf der Oberfläche der Trägermembran 10 durch die Einstrahlung von Röntgenstrahlen angesammelt werden. Je höher die Durchlässigkeit der Trägermembran 10 für Röntgenstrahlen ist, umso besser. Für diesen Zweck kann sie vorzugsweise so dünn wie möglich aufgebaut sein, wenn dieselbe Art von Material verwendet wird, aber es ist auch erforderlich, daß dieses eine mechanische Festigkeit bis zu einem bestimmten Grad sicherstellt, und es ist notwendig, daß sie eine gegebene Dicke hat.
Die Dicke der Trägermembran ist so eingestellt, daß sie nicht weniger als 1 µm ist und nicht mehr als 15 µm in den Fällen ist, in denen die Trägermembran 10 eine organische Membran umfaßt, aufgrund ihres niedrigeren Absorptionsvermögens für weiche Röntgenstrahlen pro Dickeneinheit, und sie ist auf nicht weniger als 0,5 µm und nicht mehr als 5 µm in Fällen eingestellt, in denen sie eine anorganische Membran umfaßt, die hauptsächlich aus den leichten Elementen des Periodensystems zusammengesetzt ist.
Hinsichtlich Materialien, die die durchlässige Membran 10 mit einer elektrischen Resistivität von 10 Ω cm oder weniger aufbauen, ist die Membran aus einem Material aufgebaut, das aus einer elementaren einfachen Substanz wie beispielsweise leitenden Keramiken mit Beryllium, Bor, Silizium und Aluminium wie beispielsweise mit Phosphor dotiertem Siliziumcarbid (SiC:P) und organischen Verbindungen wie beispielsweise Poly(p-Phenylen), Polythiophen und Polyanilin ausgewählt ist, bei denen ein Material, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Arsenpentafluorid, Schwefelsäureanhydrid und einem Halogen wie beispielsweise Jod besteht, als Dotiermittel hinzugefügt worden ist. Vorausgesetzt, daß die Dotiermittelkonzentration auf solch ein Niveau eingestellt ist, daß sie nicht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung behindert.
Auf dem Maskenträger (oder der Maskenvorform) für Röntgenstrahlen, wie vorstehend im Detail beschrieben, kann ein Röntgenstrahlen-Absorptionsmuster gemäß den folgenden Verfahren zur Herstellung einer Röntgenstrahlen-Maske gebildet werden.
Alle Röntgenstrahlen-Absorptionsmaterialien, die in herkömmlichen Röntgenstrahlen-Maskenstrukturen verwendet worden sind, wie beispielsweise Dünnfilme (mit einer Dicke von beispielsweise ungefähr 0,5 bis 1 µm) aus Materialien mit im allgemeinen einer hohen Dichte wie beispielsweise Gold, Platin, Wolfram, Tantal, Kupfer, Nickel und einem Material, das beliebige dieser Materialien enthält, kann gemäß der vorliegenden Erfindung als das Röntgenstrahlen- Absorptionsmaterial verwendet werden, das auf der vorstehenden Trägermembran gebildet ist, ohne jegliche Einschränkung.
Solch ein Röntgenstrahlen-Absorptionsmaterial wird wie folgt gebildet: Bereitstellung einer Galvanisierungselektrodenschicht auf der vorstehenden Trägermembran, Strukturieren eines Einlagen- oder Mehrlagen-Resistmaterials darauf durch Elektronenstrahlbelichtung, nachfolgendes Galvanisieren mit beispielsweise Gold unter Bildung eines Goldmusters, das als Röntgenstrahlen-Absorptionsmaterial dient. Alternativ wird ein Film aus W oder Ta auf der Trägermembran gebildet und ein Einlagen- oder Mehrlagen-Resistmaterial wird darauf durch Elektronenstrahlbelichtung gebildet, nachfolgend wird Plasma-Ätzen der W- oder Ta-Schicht durchgeführt, und somit kann das Röntgenstrahlen-Absorptionsmaterial gebildet werden. Insbesondere wenn eine anorganische Membran auf einem Siliziumsubstrat gebildet wird, kann das Röntgenstrahlen-Absorptionsmaterial vor dem Rück-Ätzen eines Siliziumwafers gebildet werden.
Fig. 4 veranschaulicht schematisch eine Art zur Durchführung von Proximity-Belichtung mit Röntgenstrahlen unter Verwendung einer Maske, die eine Membran 20 umfaßt, auf der ein Absorptionsmaterial 22 gebildet worden ist.
Die Maske wird an einem Masken-Objekttisch 41 durch einen Rahmen 21 durch eine Chuck- bzw. Einspannvorrichtung oder dergleichen fixiert. Andererseits wird ein mit einem Röntgenstrahlen-Resistmaterial beschichteter Siliziumwafer 43 auf einer Wafer-Einspannvorrichtung durch Vakuumanziehung oder dergleichen fixiert. Gleichzeitig wird ein Zwischenraum g, der ein Proximity-Zwischenraum genannt wird, zwischen der Maskenmembran und der Oberfläche des Wafer-Resistmaterials bereitgestellt, so daß verhindert werden kann, daß die Maske in Kontakt mit dem Wafer kommt, wodurch das Brechen der Maske verhindert wird. Der Zwischenraum g wird gewöhnlich in einem Bereich zwischen 5 µm und 100 µm eingestellt.
Belichtung mit Röntgenstrahlen wird unter Verwendung des somit aufgebauten Belichtungsgeräts durchgeführt. Zuerst werden eine Ausrichtungsmarke auf der Maske und eine Ausrichtungsmarke auf dem Wafer mit Ausrichtungslicht 24 aus sichtbarem oder Infrarotlicht eingepaßt, wobei Ausrichtung durchgeführt wird, so daß die Beziehung zwischen der Maske und dem Wafer zu einer vorbestimmten Positionsbeziehung gebracht werden kann. Nachdem die Ausrichtung vervollständigt worden ist, werden Röntgenstrahlen 23 zur Belichtung für eine notwendige Zeitdauer durch einen separat bereitgestellten Verschluß eingestrahlt.
Gewöhnlich ist die Belichtungs-Einstrahlungszone auf der Röntgenstrahlen-Maske kleiner als der Wafer, und daher ist es gebräuchlich, die Belichtung der gesamten Waferoberfläche fortzusetzen, indem man den Vorgang von Ausrichtung/Röntgenstrahlen-Einstrahlung/Bewegung des Objekttischs nacheinander wiederholt.
Um die Ansammlung von elektrostatischen Ladungen auf der Trägermembran 10 und der Oberfläche des Wafers mit dem für Röntgenstrahlen empfindlichen Element 43 darauf zu verhindern, werden die folgenden alternativen Maßnahmen ergriffen:
1. Die Trägermembran 10 und der Wafer mit dem für Röntgenstrahlen empfindlichen Element 43 darauf werden beide geerdet;
2. die Trägermembran 10 wird elektrisch nit dem Wafer mit dem für Röntgenstrahlen empfindlichen Element 43 darauf verbunden; oder
3. eine Spannung wird jeweils an die Trägermembran 10 und den Wafer mit dem für Röntgenstrahlen empfindlichen Element 43 darauf angelegt, so daß die Potentialdifferenz zwischen der Trägermembran 10 und dem Wafer mit dem für Röntgenstrahlen empfindlichen Element 43 darauf aufgehoben wird.
Wie im vorstehenden kann die Trägermembran effektiv davor geschützt werden, daß sie elektrostatisch durch die Belichtung mit Röntgenstrahlen aufgeladen wird, indem man in der Trägermembran für die Röntgenstrahlen-Maske das Material mit einer gegebenen elektrischen Resistivität verwendet, und indem man eine geeignete Behandlung zum Beseitigen von elektrischen Ladungen zumindest zum Zeitpunkt der Belichtung mit Röntgenstrahlen durchführt, so daß die Deformation der Trägermembran verhindert werden kann. Die Deformation, die durch die elektrostatische Anziehung, welche die elektrostatische Aufladung begleitet, verursacht wird, wird somit beseitigt. Es ist somit möglich, ein Muster mit einer hohen Genauigkeit zu übertragen.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend in größerem Detail durch Beispiele beschrieben.

Beispiel 1

Als ein erstes Beispiel wurde zuerst eine Trägermembran, die Siliziumcarbid (SiC) mit einem Kohlenstoffgehalt größer als der stoichiometrischen Zusammensetzung (Silizium: Kohlenstoff = 1 : 1) enthält, entsprechend einem Verfahren zum Verbrennen einer organischen Siliziumverbindung, Polysilastyrol, hergestellt.
Zuerst wurde Polysilastyrol (Handelsname: S-400; ein Produkt von Nippon Soda Co., Ltd.) in Toluol unter Herstellung einer 10 wt/V-Lösung aufgelöst. Diese Lösung wurde unter Verwendung einer Rotationsbeschichtungsvorrichtung auf einem Kohlenstoffsubstrat, dessen Oberfläche auf Hochglanz poliert worden war, unter Bildung eines Polysilastyrol- Films mit einer Dicke von 30 µm aufgetragen. Als nächstes wurde dieser zusammen mit dem Substrat in einen Brennofen gelegt, wobei Brennen in einer trockenen Stickstoffatmosphäre bei 200ºC eine Stunde lang durchgeführt wurde, und die Temperatur wurde bei einer Geschwindigkeit von 100ºC/min auf 1250ºC erhöht und bei dieser Temperatur 25 Stunden lang gehalten. Danach wurde das Heizen des Ofens gestoppt, um einen natürlichen Abkühlvorgang zu bewirken, wobei eine Trägermembran mit einer Dicke von 2,8 µm, die Siliziumcarbid umfaßt, erhalten wurde. Die elektrische Resistivität der Trägermembran zu diesem Zeitpunkt wurde gemessen, wobei sie sich zu 0,1 Ω cm ergab.
Die sich ergebende Trägermembran wurde in gedehntem Zustand auf einem kreisförmigen Trägerrahmen gehalten, und ein Goldmuster wurde ferner auf der Trägermembran gebildet, womit eine Röntgenstrahlen-Maske hergestellt wurde. Um die Beseitigung von elektrischen Ladungen zu bewirken, wurde die Trägermembran elektrisch mit einem Wafer mit einem für Röntgenstrahlen empfindlichen Element darauf mit einem Leitungsdraht verbunden. Bei Belichtung dieser Röntgenstrahlen-Maske wurde überhaupt keine Deformation in der Trägermembran trotz der Bestrahlung mit Röntgenstrahlen beobachtet, und eine Übertragung des Musters mit hoher Genauigkeit wurde durchgeführt.

Beispiel 2

Als ein zweites Beispiel wurde eine dünne SiC- Membran unter Verwendung eines CVD- (chemisches Aufdampf-) Geräts auf einem Silizium- (Si-) Substrat mit 2 mm Dicke gebildet, dessen Oberfläche zu bis zu 0,01 µm Rauhigkeit im quadratischen Mittel poliert worden ist.
Zuerst wurde unter Verwendung von Silangas (SiH&sub4;) und Methangas (CH&sub4;) als Ausgangsmaterialgase eine SiC- Schicht unter den Bedingungen eines Flußratenverhältnisses von SiH&sub4;/CH&sub4; = 0,2, einem Druck von 4 Torr und einer Hochfrequenzleistung von 90 W gebildet. Die Flußrate wurde mit einer Massenfluß-Steuerungseinrichtung gesteuert. Die Substrattemperatur wurde auf bis zu 600ºC während der reaktiven Bildung der Schicht gehalten. Nach zwei Stunden war die SiC-Schicht mit einer Dicke von 2,2 µm gebildet. Danach wurde das Substrat abgekühlt, nachfolgend wurde Rück-Atzen des Siliziumsubstrats an einem zentralen Teil seiner Rückseite bis zu einer Größe von 40 mm Durchmesser durchgeführt, wobei ein Röntgenstrahlen-Maskenträger mit der SiC-Trägermembran erhalten wurde. Die somit erhaltene SiC-Trägermembran war amorph, enthielt eine Menge Kohlenstoff und hatte einen spezifischen Widerstand von 0,1 Ω cm. Ein Goldmuster wurde ferner auf der Trägermembran unter Herstellung einer Röntgenstrahlen-Maske gebildet, und die Trägermembran und der Wafer mit dem für Röntgenstrahlen empfindlichen Element darauf wurden elektrisch miteinander verbunden, um eine Beseitigung von elektrischen Ladungen zu bewirken. Bei Belichtung dieser Röntgenstrahlen-Maske wurde keine Vergrößerung des Erdungspotentials der Trägermembran verursacht, und keine Verformung der Trägermembran wurde beobachtet.

Beispiel 3

Als ein drittes Beispiel wurde Polyphenylensulfid, wie es für eine wärmebeständiges Strukturmaterial verwendet wird, als Material für die Membran verwendet. Wie in Fig. 2 veranschaulicht, wurde eine dünne Schicht 20 aus Polyphenylensulfid mit einer Dicke von 4 µm in gedehntem Zustand auf einem kreisförmigen Rahmen 21 gehalten, und in diesem Zustand durch Ankleben bzw. Anhaften fixiert, nachfolgend bei 200ºC eine Stunde lang heißgeglüht bzw. getempert. Als nächstes wurde der vorstehende Rahmen, der mit der Trägermembran eingepaßt worden war, angeordnet, wobei er in einer Vakuumkammer 30 wie in Fig. 3 veranschaulicht stand, und ihr Inneres wurde auf 10&supmin;&sup6; Torr evakuiert. Danach wurde Arsentetrafluorid AsF&sub5; 34 bei einem Druck bis zu 1 Torr zugeführt. Eine Dotierungsbehandlung wurde bei Zimmertemperatur durchgeführt, indem man sie über Nacht in der Kammer ließ. Nach der Dotierungsbehandlung wurde das Innere der Vakuumkammer auf einen normalen Druck wiederhergestellt, und danach wurde das Produkt entnommen, wobei man eine Masken-Vorform erhielt.
Es wurde analysiert, daß die Menge des Dotiermittels 5 Gew.-% war, auf der Grundlage des Membranmaterials Polyethylensulfid. Die elektrische Resistivität wurde auch gemessen, wobei man einen spezifischen Widerstand von 0,8 Ω cm erhielt. Ein Absorptionsmaterial wurde auf der oberen Masken-Vorform gebildet, wobei man eine Röntgenstrahlen-Maske herstellte, und ein Mittel zum Anlegen einer Spannung auf jeweils die Trägermembran und den Wafer mit dem für Röntgenstrahlen empfindlichen Element darauf wurde bereitgestellt, um die Beseitigung von elektrischen Ladungen durchzuführen. Bei Bestrahlung mit Röntgenstrahlen (Wellenlänge: 10 Å) wurde keine lokale elektrostatische Aufladung verursacht, und es wurde auch keine Verformung in der Trägermembran beobachtet.

Claims

1. Proximity-Belichtungsverfahren mit Röntgenstrahlen, umfassend die folgenden Schritte:

Anordnen einer Röntgenstrahlen-Maske (20 bis 22) in dichter Nähe zu und mit Abstand von einem Wafer (42) mit einem darauf bereitgestellten für Röntgenstrahlen empfindlichen Element (43), wobei die Röntgenstrahlen-Maske (20 bis 22) elektrisch leitend ist und einen Trägerrahmen (21), eine auf dem Trägerrahmen (21) gehaltene für Röntgenstrahlen durchlässige Trägermembran und ein Röntgenstrahlen-Absorptionsmaterial (22) umfaßt, welches in einer strukturierten Form auf der Oberfläche der Trägermembran (20) bereitgestellt ist; und

Belichten des für Röntgenstrahlen empfindlichen Elements (43) auf dem Wafer (42) mit Röntgenstrahlen (23), die durch die Röntgenstrahlen-Maske (20 bis 22) gerichtet werden;

wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die Potentialdifferenz zwischen der Röntgenstrahlen- Maske (20 bis 22) und dem Wafer (42) aufgehoben wird, indem eine der folgenden Maßnahmen ergriffen wird:

(a) Erden sowohl der Trägermembran (20) als auch des Wafers (42); oder

(b) elektrisches Verbinden der Trägermembran (20) mit dem Wafer (42); oder

(c) Anlegen einer gemeinsamen Spannung an die Trägermembran (20) und den Wafer (42);

wobei in jedem Fall die Trägermembran (20) eine elektrische Resistivität von 10 Ω cm oder weniger hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Trägermembran (20) entweder leitendes Keramikmaterial oder leitendes Material aus einer organischen Verbindung umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Trägermembran (20) aus organischem Material ist und eine Dicke von 1 µm bis 15 µm hat.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Trägermembran (20) aus anorganischem Material ist und eine Dicke von 0,5 µm bis 5 µm hat.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Röntgenstrahlen-Maske (20 bis 22) und der Wafer (42) mit einem Proximity-Abstand von 5 µm bis 100 µm angeordnet sind.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Trägermembran (20) aus einem organischen Material hergestellt ist und über den Trägerrahmen (21) gedehnt ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Röntgenstrahlen-Maske (20 bis 22) und der Wafer (42) parallel angeordnet sind.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches das Ausrichten der Röntgenstrahlen-Maske (20 bis 22) und des Wafers (42) vor der Belichtung unter Verwendung von entweder sichtbarem oder Infrarot-Licht (24) umfaßt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aufheben zumindest während dem Belichtungsschritt durchgeführt wird.

10. Verfahren zur Herstellung einer IC- oder ULSI- Halbleitervorrichtung mit einem durch Röntgenstrahllithographie strukturierten Muster, wobei die Strukturierung des Musters durch Röntgenstrahllithographie die Durchführung einer Proximity-Belichtung mit Röntgenstrahlen durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfaßt.