JPS5890729A - Manufacture of x-ray mask - Google Patents

Manufacture of x-ray mask

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Publication number
JPS5890729A
JPS5890729A JP56188803A JP18880381A JPS5890729A JP S5890729 A JPS5890729 A JP S5890729A JP 56188803 A JP56188803 A JP 56188803A JP 18880381 A JP18880381 A JP 18880381A JP S5890729 A JPS5890729 A JP S5890729A
Authority
JP
Japan
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pattern
film
resist
mask
etching
Prior art date
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Pending
Application number
JP56188803A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Okada
浩一 岡田
Sotaro Edokoro
絵所 壮太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS5890729A publication Critical patent/JPS5890729A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • 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

Abstract

PURPOSE:To ease conditions imposed on exposure, development and the like, by etching a metal film previously formed on the whole surface of an organic film, in converting a pattern drawn on a resist into a metal film pattern. CONSTITUTION:On an Si wafer 1, an SiN film 2, a deposit base film 3, a thick polyamide film 4 are formed. Next, Al film 36 (other metals may be empolyed) is deposited on the whole surface of the polyamide film 4 by evaporation. Then, an electron beam lithographic resist is applied to the Al film 36 to form a resist pattern 5 by exposure. With the resist pattern 5 employed as a mask, the Al film 36 is etched to form an intermediate mask 37 for etching the polyamide layer 4. Since the intermediate mask 37 is formed in this manner, it is possible to ease conditions imposed on exposure, development and the like in formation of the resist pattern by electron beam lithography.

Description

【発明の詳細な説明】 本@鋼は1μm以下の値線パターンの転写に威力を発揮
するX1ililリングラフイの分野におけるX線マス
クの作製方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing an X-ray mask in the field of Xilil ring graphing, which is effective in transferring line patterns of 1 μm or less.

X線リングラフィの実用化に奢いて、実用的で十分なマ
スクコントラストを持ったX線マスク作#vLliI′
t−確立することが重要なl1題の一つであることは論
をまたない。4〜13Aの11L長の軟X線が通常よく
用いられるが、この波長領域で十分なマスクコントラス
トを侮るためには、はとんど例外なく用いられるAuの
吸収体バター/の場合、〜8000A以上のAu1Z)
III厚が必要である。しかもX線リングラフィの特長
を生かすために、吸収体パターンの線巾としてはサブ4
クーンが要求される。このような線巾がサブ4クーンで
厚膜の人Uv)吸収体バター/を形成する技41t−確
立することは、一つの重要な課題である。この方面の代
機的従来挾術忙説明する。第1図はA、吸収体パターン
形成プロセスを示す0例えば1980年に発行された刊
行物ジャパニーズ・ジャーナル嗜オグ・アプライド・フ
ィツクス(Jp、、 ’ *ムppl Phys、)、
図が41!りている。 (1)(loo)面方位の81
ワエク戸−1上に、減圧CVD法によってaiN 履2
を形成する。メッキベースとなるAuII(100A厚
)3、厚膜のポリイミド1ll(12μm厚)4.電子
ビームレジストを頑?X形成する。電子線織元によって
、必要なレジストパターン5が得られる。(2)ポリイ
ミドlIをエツチングするための中間マスクを形成rる
ために、Ti6t−蒸着する。リフトオフプロセスによ
って、レジス)を除去し、Ill 、マスクを形成する
。(3)几Ffi、応性スバ、タエ、チングによって、
′rI をマスクとして、ポリイミドパターン7を形成
丁F、 14)AuのX線後収体パターン8t−1It
気メ、+法によって形成する@ (5)ポリイミドパタ
ーンと、鑵去し、披収坏パターンの無いところのメッキ
ベースであるA、 Il!をR1スバ、タエッチングで
鑵去し、j&僕にS i v7−c/%−の反対mtK
OH(g M vC工ってエツチングして、X線マスク
が光成する。本方床の特徴、工、厚膜のポリイミドパタ
ーンτ784し、それを利用して厚膜のAuの吸収体パ
ターンを形成する点にある。
For the practical application of X-ray phosphorography, a practical X-ray mask with sufficient mask contrast #vLliI'
There is no doubt that establishing t- is one of the important issues. Soft X-rays with a length of 4 to 13 A and 11 L are usually used, but in order to provide sufficient mask contrast in this wavelength range, in the case of the Au absorber butter/, which is used almost without exception, ~8000 A Au1Z)
III thickness is required. Moreover, in order to take advantage of the features of X-ray phosphorography, the line width of the absorber pattern is sub-4.
Kuhn is requested. Establishing a technique for forming a thick film with a line width of sub-4 cm is an important issue. I will explain the traditional techniques used in this area. Figure 1 shows the process of forming an absorbent pattern.For example, a publication published in 1980, Japanese Journal of Applied Fixtures (Jp,,'*ppl Phys,),
The figure is 41! There is (1) (loo) plane orientation 81
On the work door-1, aiN layer 2 was applied by low pressure CVD method.
form. AuII (100A thick) as a plating base 3, thick polyimide 1ll (12 μm thick) 4. Stubborn electron beam resist? Form an X. The required resist pattern 5 can be obtained by electron beam weaving. (2) Ti6t-evaporation to form an intermediate mask for etching polyimide II. The resist (resist) is removed by a lift-off process, and a mask is formed. (3) By 几Ffi, Okei Suba, Tae, and Ching,
Using 'rI as a mask, polyimide pattern 7 is formed. 14) Au post-X-ray collection pattern 8t-1It
(5) Polyimide pattern and plating base where there is no plating pattern. A, Il! R1 suba, remove it with ta-etching, and give j & me the opposite mtK of S i v7-c/%-
After etching with OH (g M vC process), an X-ray mask is formed by photo-etching. It is at the point of formation.

しかし・了かり、このような従来技術は次のような欠点
を有している。それは前g+2)の工程のTiのリフト
オフによって中間マスクを形成している点にある。M2
図tもつで詳しくr6Lliする。す7トオフプpセス
の成否の鍵は、レジストバター/の形状にあり、それが
逆台形の形状21でなげればならないとい5ことは一般
によく知られた事実である。垂直壁あるいゼよ台形の形
状の4合は、6要な金J14貞パターン22と阪レジス
トパターンとが壁面でjすることになり、リフトオフに
よる■レジストパターンの4去がうま(いρ)ない事が
多い。従っで、逆台形の形状を優るということが必須の
条件となる。1子#IAIIL光によって逆台形レジス
トパターンを得ようとすることりよ、14元条件及び4
律条件等に2いて普遍極めて雇用範囲が狭く、1!L4
的に困蟻度が^いとdわざるt得ない。これが第lの欠
点である。さらに第2図をよく櫨でいると容易に気が付
くことであるが、21のよ51i逆台形の形状でめ°る
と、本質的には黴−パターン(特にサグミクpツバター
ン)O形成には不同きである。すr(わら、逆台形の傭
ばか、リフトオフを十分1’Jlflとするために、あ
る必要な傾斜を持たねばならず、このことは逆台形バタ
ー/の微細化量ζILLIl +iτ与んゐ。従つC、
サブミクpンノ(ターンを再現NL↓く潜るには、す7
オフプロセスは不向さでθろ5と志わルる。ところで、
x4Mリングラフィの成犬J)特長、工、サプミクpン
/(ターンの転写が命ので容易Vこ出来るということで
ある。従りC1本メ的サすミクpンパターンの形成に不
向き1iリフトオフブーセスは問題であるとdわざるt
優ない。こIしが第2の欠点である。
However, such conventional technology has the following drawbacks. The reason is that the intermediate mask is formed by lift-off of Ti in the previous step (g+2). M2
See Figure t for details. It is a well-known fact that the key to the success or failure of a to-off process lies in the shape of the resist butter, and that it must be cast in an inverted trapezoidal shape 5. In the case of a vertical wall or trapezoidal shape, the 6-necessary Gold J14 Sada pattern 22 and the Saka resist pattern meet on the wall surface, and the removal of the 4 resist pattern by lift-off is good (Iρ). There are many cases where there is no. Therefore, it is an essential condition that the shape be superior to that of an inverted trapezoid. 1st child #Kotori trying to obtain an inverted trapezoidal resist pattern by IAIIL light, 14 element conditions and 4
2 in terms of legal conditions, etc., but the scope of employment is extremely narrow, and 1! L4
I can't help but feel extremely embarrassed. This is the first drawback. Furthermore, if you look at Figure 2 closely, you will easily notice that when you look at the inverted trapezoidal shape of 51i as shown in 21, the mold pattern (especially the sagumiku P tube pattern) is essentially different in the O formation. It is possible. In order to make the lift-off sufficiently 1'Jlfl, the inverted trapezoidal butter must have a certain necessary slope, which gives the amount of refinement ζILLIl +iτ of the inverted trapezoidal butter/. C,
Submiku punno (Reproduce the turn NL ↓ To dive deep, Su7
Off-process is unsuitable and I would like to use θro5. by the way,
x4M Lingraphy's Adult J) Features, Techniques, Supmic Pun/(Turn transfer is essential, so V can be easily done. Therefore, 1i lift-off is unsuitable for forming a Miku Pun pattern using a single C line. I don't think Busses are a problem.
Not good. This is the second drawback.

本発明の1的よ、こ・〕よ5;、lE米の入点を艙云C
しめて一子一一尤に=るa′jt、栄件反び現91条件
号tよりvkl(転)し、本質的に微鱗ノくターン形成
に通したtr規tx−マスク作薬方伝を提供することに
j)  @ 。
This is the first point of this invention.
The tr regulation tx-mask drug formula, which has been changed from the 91st condition number t, is essentially a microscopic turn formation. j) @.

本96四によA、よ、レジス、トに描画された/くター
ンτ曽属濃バター7へと及保し、該金I14膜/(ター
/lマスクとして4い付機膜パターンτ形成し、ば訂慎
膜パターンを利用してメッキ法によってX−吸収体パタ
ーンを形成し、該有愼幌I(ター/を除去してX線マス
ク用の吸収体パターンを優る。
According to Book 964, the /k pattern drawn on the resist is applied to the thick butter 7, and the gold I14 film /(tar/l mask) is formed with a 4-marking machine film pattern τ. Then, an X-absorber pattern is formed by a plating method using the thin film pattern, and the absorbent pattern is removed to improve the absorber pattern for an X-ray mask.

X線マスク作製方法に2いC,レジストに描画されたパ
ターンを金属膜パターンへと変換する@VC、パターン
ニ/グ1れ化レジストバターy金マスクとしC、ドライ
エ、チング法によりて、厚い有損膜上全面にあら力)し
め形成されていた金J!膜を工、チングして、前記金属
膜パ匁−ンを優ることを特徴とrるX線マスク作製方法
が得られる。
2C for the X-ray mask manufacturing method, @VC to convert the pattern drawn on the resist into a metal film pattern, pattern N/G 1 resist butter y gold mask C, dry etching method to thicken it. Gold J was formed on the whole surface of the damaged film! A method for producing an X-ray mask characterized in that the film is processed and etched to have a pattern superior to that of the metal film described above is obtained.

以下本発明について実施例を示す図面を参照して説明す
る。第3−μ、−実施4sを示すX線マスクのAH吸収
体バター7形成ブーセス図である。
The present invention will be described below with reference to drawings showing embodiments. FIG. 3 is a diagram showing the formation of the AH absorber butter 7 in the X-ray mask showing the 3rd μ, - implementation 4s.

(1)、iiクエノ・−1上に、プラズマCVI)法に
ぶって膜上にスバ、り蒸着する。l!厚1.2μm根度
のポリイミド膜4t−スピン億布し、250℃以上の高
温ベーキング処理をする。この工程までは前述した従来
技術と大き(は変らない。厚膜ポリイミド膜全m上KA
136tJIK1000〜2000A X空KMする。
(1), ii. The film is deposited on the Cueno-1 using a plasma CVI method. l! A polyimide film having a thickness of 1.2 .mu.m is spun on a 4T-spun cloth and subjected to a high-temperature baking treatment at 250.degree. C. or higher. Up to this step, there is no difference from the conventional technology described above.
136tJIK1000~2000A X empty KM.

λll上上電子線4元用レジスト、例えはPMMAをス
ピンI!!布し、電子線露光によって必要なレジストパ
ターン5t4る。(2)レジストバターy5fマスクと
して、反応性スバツタエ、チング(例えri′qc+4
ガスを用いる)によりてA136を明VこよるJlrm
のブーセスである。(3)〜(5)d従来技碩と大きく
は変らないのでW&明を省略する。゛新規のプロセスに
ついて峠しく説明する。反応性スバ、タエ、チ/グ等の
ドライエ、チング法によって嶌 有機膜1全−に形成された金属膜をエツチングして、必
要な金属の中間マスクを帰ることが本発明の?#値であ
る。8tI記All[36″を反応性スバ、タエッチノ
グする摩の必l!なンジストバター75についてである
が、こ)tlより7トオフ法では必須である避台ノeパ
ター7を特に必要としない。反応性スバツタエ、チング
1よ、本質的にはレジストパターンマスクkfした基板
面に対してほぼ!!!直に入射する反応はイオンによる
エーチングであるから、垂瀘方IQI 7)ThりみC
レジストパターンで櫨われていない所であれば、そこの
被工、チンダ*tエツチングする。従うて、レジストバ
ター/形状が特に逆台形である必要はなく、適当な形状
のレジストパターンであればよい。すなわち、側面かは
ぼ垂直の形状をしたレジストパターン、あるいは、金属
膜とレジストのエツチング比が十分大きい場合は、側面
がやや外@に傾斜(台形状)したようなレジストパター
ン(または垂直側面の上部の角がとれてやや円形に近い
ようなレジストパターン)等で十分である。一般にレジ
ストのパターンがほぼ垂直@間となる工うK111元条
件、現像条件等を最適化すること、あるいは通常台形状
のパターンが出来やすいことが普通であり、またこのた
めの緒条−件は、逆台形レジストパターンを得るための
諸条件と比べて、はるかにゆるやかである。電子線露光
0J111合も事情は同様であるが、電子4!1露元に
よりてリフトオフ法の九めO逆台形し之ストパターンを
得るためのg条件は、光学罵光等の他の方法と比べてむ
しろさらに困錐であると言う方が適切である。前述した
ように、反応性スバ、タエッチング法の場オ、逆台形レ
ジストバター7を必要としない。従って新規ブーセスで
は、−子線露光VこよりCレジストパターンを形成する
峰の露光条件及び#L潅末件等をより緩和することがで
きる。
Spin a resist for electron beam quaternary, for example PMMA, on λll! ! Then, a necessary resist pattern 5t4 is formed by exposure to an electron beam. (2) As a resist butter y5f mask, use reactive sbattuae, ching (for example, ri′qc+4
Jlrm
This is Bouses. (3) to (5) d Since there is no major difference from the conventional technique, W&B will be omitted.゛Explain the new process in detail. According to the present invention, the metal film formed on the entire organic film 1 is etched by a dry etching method such as reactive etching, etching, etching, etching, etc., and the necessary metal intermediate mask is returned. # is the value. Regarding the undistorted butter 75, which is a must when using the reactive spacing and etch-nog of all [36'' in 8tI], there is no particular need for the putter 7, which is essential in the 7-toff method.Reaction 7)Thrimi C
If the area is not marked by the resist pattern, the workpiece there is etched. Therefore, it is not necessary that the resist butter/shape is an inverted trapezoid, but any resist pattern with an appropriate shape may be used. In other words, a resist pattern whose sides are almost vertical, or, if the etching ratio between the metal film and the resist is sufficiently large, a resist pattern whose sides are slightly inclined outward (trapezoidal) (or a resist pattern whose sides are vertical). A resist pattern with rounded upper corners and a somewhat circular shape is sufficient. In general, it is common to optimize the K111 original conditions, development conditions, etc., so that the resist pattern is almost vertical, or to easily create a trapezoidal pattern, and the initial conditions for this are , the conditions are much more relaxed than those for obtaining an inverted trapezoidal resist pattern. The situation is the same for electron beam exposure 0J111, but the g conditions for obtaining the 9th O inverted trapezoidal pattern of the lift-off method using the electron 4!1 exposure source are different from those of other methods such as optical exposure. It would be more appropriate to say that it is even more difficult than that. As mentioned above, the inverted trapezoidal resist butter 7 is not required in the case of the reactive etching method. Therefore, in the new Busses, the exposure conditions for the peaks forming the C resist pattern, the #L conditions, etc. can be more relaxed than the negative beam exposure V.

また、・又応性スバツタエ、チングの大きな特長は、本
′Jf1/、Iにサブミクays巾の微細パターンの形
成に1していることである。従来、数ミクロン以上の、
11111]?L−持つ坐導体・桑積回路の製造プロセ
スにはケミカル−、チ/グが行われていたが、ケミカル
エツチングの場合はアンダー力、ト等の重大な閲遊点が
あり1本質的に微細パターンの形成には不同きである。
In addition, a major feature of the reactive coating is that it is suitable for forming fine patterns with a submicron width. Conventionally, the diameter of several microns or more,
11111]? Chemical etching was used in the manufacturing process of L-conductors and mulberry laminated circuits, but in the case of chemical etching, there are important crossing points such as under force and There is no difference in pattern formation.

反応性スバ、タエ、チ/グにおいて、1.fi基板面ズ
ブしてほぼ垂直に人−する反応性イオンの効果が大であ
り、腋工、チ/グ傅のエツチング形状を刷と容易に基板
面に対してほば垂直にすることができる。ρ)つ容易v
c7ンダーカツトの雇いバター/l−4るエツチング条
件を見出すことかでさる。vtりで、反応性スバ、タエ
、チングは不ttntこサグ4りpンパターンの形成に
適している0則述のように本発明の新規プロセスは、反
応性スバツタエ、チングによって必要な金属の中間マス
クを得る工程を含んでおり、腋エツチング技術の特長を
十分に生かすことができる。すなわち本質的に微細パタ
ーン形成に遍したX線マスク作裂プロセスを得ることが
でき、発明の目的を達成できる。
In reactive Suba, Tae, Chi/G, 1. The effect of reactive ions that are perpendicular to the surface of the fi substrate is great, and the etching shape of the axillary and chip can be easily made almost perpendicular to the surface of the substrate. . ρ) easy v
It is a matter of finding the etching conditions for c7 undercuts using butter/l-4. As stated above, the new process of the present invention is suitable for the formation of a non-tttnt sag pattern. This method includes the step of obtaining an intermediate mask, and the features of armpit etching technology can be fully utilized. That is, it is possible to obtain an X-ray mask tearing process that essentially covers fine pattern formation, and the object of the invention can be achieved.

以上本発明を反応性スバ、タエ、チングを言むプロセス
′を例に説明してきたが、本発明はスバ。
Although the present invention has been explained above by taking as an example the process of reactive filtration, drying, and oxidation, the present invention is not limited to reactive filtration.

タエ、チング、反応性イオンビームエツチング、イオ/
ビームエ、チング等のいわゆる異方性エツチングの可能
なドライエ、チングを含むプロセスに過用しても前述し
たと同様超微細パターン化をもたらしうるものである。
etching, reactive ion beam etching, io/
Even if it is overused in a process including beam etching, etching, etc., which is capable of so-called anisotropic etching, ultra-fine patterning can be produced as described above.

また中間金属涙としてはAI を例にとって説明してき
たが、Ti、+Si、M、、C,等の他の金Mlllヲ
使用した場合も本発明の範囲内であることは言うまでも
lよい。
Further, although AI has been used as an example of the intermediate metal layer, it goes without saying that other metals such as Ti, +Si, M, C, etc. may also be used within the scope of the present invention.

さらに本ml1j11を通用するならば、第一にX線リ
ングラフィの最大の特長である超amパターンサグミク
ロンパターンの転写を可能とするX線マス夕を得ること
ができ、第二に#!敏祷で4痕のムUの吸収体パターン
t−確実に得ることができるX線マスク作表′、h法を
提供でさ、第三に本発明によりるX−マスク、高i度し
ジスト反び*i八へ十数人の範囲の渡統θ収X縁を放射
する線源との組合せによ、てX轍すソグラフィの実用化
・と一段と促進することができる。
Furthermore, if this ml1j11 is applied, firstly, it will be possible to obtain an X-ray mass that enables the transfer of ultra-am patterns and sag-micron patterns, which is the greatest feature of X-ray phosphorography, and secondly, #! The present invention provides an X-ray mask table ', h method that can reliably obtain a four-mark absorber pattern T-mask according to the present invention. Thirdly, the X-mask according to the present invention can be By combining this with a radiation source that emits a cross-over θ-convergence/X-edge in the range of more than 10 people, it is possible to further promote the practical application of X-track lithography.

ン形成プロセスを示す図、第2図はリフトオフプ凶でめ
心。
Figure 2 shows the lift-off process.

凶において、1ri84りX ”  * 2は8iN 
膜、3、よメッキペースJ、4はポリイミド膜、5は電
子繊摘−されたレジストパターン、6はTム蒸着躾、 
 7rよポリイミドパターン、8ばXaa収体ムパター
ン、21V′X艷台形レジストバター/、22は金属膜
パターン、36は蒸着A11ll、37は中。
In evil, 1ri84riX ” * 2 is 8iN
film, 3, plating paste J, 4, polyimide film, 5, electronically ablated resist pattern, 6, Tm evaporation process;
7r is polyimide pattern, 8 is Xaa collection pattern, 21V'X trapezoidal resist butter/, 22 is metal film pattern, 36 is vapor deposition A11ll, 37 is medium.

間マスクとしての人1mlパターンを示f。A human 1 ml pattern is shown as a mask between f.

拠乙図Base map

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] レジストに痛−ざjしたパターンを金属膜パターンに度
−し、前記金属膜パターンfマスクとしC厚いi砿護パ
ター7を形成し、罰紀有機展パターンで利用してメ、+
法によってX線吸収体パターンを形成し、前記有機膜バ
ター/を除去してX線マスク用の吸収体パターンf4る
X線マスク作製方法において、レジスト1(縞−された
パターン金途属膜バター:/rcf侠する摩に、厚い奮
機膜上全mlにめらかじの形成された金属膜を工、チン
グしC,前1金AI!パターンを得ることを特徴とする
X@マスク作作方方法
The pattern damaged on the resist is converted into a metal film pattern, and the metal film pattern f is used as a mask to form a thick protective pattern 7, which is used as a punishing organic pattern.
In the method for producing an X-ray mask, the resist 1 (striped patterned metal film butter) is formed by forming an X-ray absorber pattern by a method, and removing the organic film butter/to remove the absorber pattern f4 for the X-ray mask. :/rcf In order to achieve this, a metal film with a smooth surface is formed on the entire ml of the thick film, and a C, front 1 gold AI! pattern is obtained. method
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