JP2004095925A - アライメント方法、アライメント基板、アライメント基板の製造方法、露光方法、露光装置およびマスクの製造方法 - Google Patents

アライメント方法、アライメント基板、アライメント基板の製造方法、露光方法、露光装置およびマスクの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】マスクにアライメントマークを設けずにアライメントでき、露光スループット・潜像コントラストの低下を防止できるアライメント方法、アライメント基板とその製造方法、露光方法、露光装置、マスクの製造方法を提供する。
【解決手段】薄膜の第１面側から第２面側に光または荷電粒子線を透過させ、薄膜の第２面側であって前記薄膜外に配置された複数のアライメントマークで光または荷電粒子線を反射させ、反射した光または荷電粒子線を第１面側で検出し、アライメントマークの位置を検出する工程と、アライメントマークの検出位置を用いて、薄膜上の位置座標を求める工程とを有するアライメント方法、それに用いるアライメント基板とその製造方法、そのようなアライメントを行う露光方法、露光装置およびマスクの製造方法。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リソグラフィにおけるアライメント方法、アライメント基板、アライメント基板の製造方法、露光方法、露光装置およびマスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体装置の製造工程において、配線などの回路パターンを半導体基板に転写する工程では、主に紫外線を利用したリソグラフィ技術が利用されてきた。近年、半導体装置の高集積化が進み、これに伴って、配線などの回路パターンも従来よりさらに微細化することが求められている。しかしながら、微細化が進むにつれてリソグラフィ光源の短波長化が行き詰まりつつあり、新たな露光技術が期待されている。
【０００３】
そこで、電子線に代表される荷電粒子線やＸ線を用いたリソグラフィ技術に注目が集まっている。この荷電粒子線あるいはＸ線リソグラフィでは、ウェハをベースとしたメンブレンマスクまたはステンシルマスクを用いる。
【０００４】
図１１（ａ）はメンブレンマスクの断面図である。メンブレンマスク１０１は、荷電粒子線あるいはＸ線を透過させる極薄いメンブレン１０２上に、荷電粒子線あるいはＸ線を反射／散乱／吸収させる吸収体１０３を、露光したい回路パターン形状に合わせて配置したものである。メンブレン１０２の吸収体１０３が形成されていない側の面には、例えばシリコンウェハにエッチングを行うことにより梁１０４や支持枠部分１０５が形成されている。
【０００５】
図１１（ｂ）はステンシルマスクの断面図である。ステンシルマスク１０６は、荷電粒子線あるいはＸ線を反射／散乱／吸収させる薄いメンブレン１０７に、露光したい回路パターン形状に合わせた開口部１０８を設けたものである。メンブレン１０７の一方の側の面には、例えばシリコンウェハにエッチングを行うことにより梁１０４や支持枠部分１０５が形成されている。梁１０４や支持枠部分１０５を形成するエッチングでは、エッチングストッパー層１０９によりメンブレン１０７がエッチングから保護される。上記のように、いずれのマスクにも薄膜（メンブレン）が用いられる。
【０００６】
一方、回路パターンの微細化に伴ってマスクにも高い位置精度が要求されている。一般に、マスクにパターンを形成するためのマスク露光には電子線リソグラフィが用いられるが、高い位置精度を実現するために、露光のための電子ビームの正確な位置決めが要求される。
【０００７】
しかしながら、たとえマスク露光が開始するときに、ビームが十分に位置決めされても、パターンの描き込みの間に電子ビームはドリフトと呼ばれる現象を示し、時間の経過に伴い、ある方向の不正確さが増大する。したがって、十分な精度を維持するために、パターン描き込みは電子ビームのドリフト量に応じて周期的に中断し、位置決め誤差が許容値を超えるとき、ビーム位置を再調整する。
【０００８】
このビーム位置調整は、ステージ上の例えばタングステン製マークに電子ビームを照射し反射した電子の検出と、その時のステージ位置の検出結果から行う。
この電子ビーム位置調整では露光に用いるステージ位置から検出に用いるステージ位置まで、ステージが移動することになり、ステージのスリップまたは他の移動に関連する応力に起因して実際に誤差が導入され得る。さらにステージの移動を伴うため、露光以外の余計な時間を必要とし、スループットの悪化を招く。
【０００９】
この電子ビームの位置決めを高精度で実施するために、米国ＭＩＴによりＳｐａｔｉａｌ−ｐｈａｓｅ−ｌｏｃｋｅｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｂｅａｍ　ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ　（ＳＰＬＥＢＬ）と呼ばれるシステムが提案されている（特許文献１および非特許文献１参照）。
【００１０】
また、別の位置決め技術が米国海軍研究試験所（ＮＲＬ：　Ｎａｖａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）から提案されている（特許文献２および非特許文献２参照）。この技術は、位置決め用グリッドをＸ線メンブレンの真下に置くものであり、この位置決めグリッドはショットキー・ダイオード接合を形成している。ショットキー・ダイオード接合が入射電子の検出器として機能するため、ＭＩＴの手法と同様に、露光のための電子ビームで位置決め情報を取得できる。
【００１１】
また、マスク（レチクル）に２種類のアライメントマークを設けておき、マスク露光の際にレチクルの歪みを補正する方法も開示されている（特許文献３参照）。この方法では全体パターンを小領域（サブフィールド）に分割し、サブフィールド毎に荷電粒子線で照射して、基板上でサブフィールド像をつなぎ合わせて全体パターンを転写露光するが、サブフィールド間に第１のアライメントマークを配置し、サブフィールドに第２のアライメントマークを配置する。２種類のアライメントマークを用いることにより、レチクルを露光装置にローディングする際に生じる歪みと、レチクル製作時の誤差などに起因する歪みが検出、補正される。
【００１２】
さらに、エッチングによりマスクに位置基準マークを形成するかわりに、マスクと別途に作製された位置検出部材をＸ線マスクに固定して、マスクパターンを描画する際の位置検出に用いる方法も開示されている（特許文献４参照）。
【００１３】
【特許文献１】
米国特許第５８９２２３０号明細書
【特許文献２】
米国特許第５７０３３７３号明細書
【特許文献３】
特開２０００−１２４１１４号公報
【特許文献４】
特開２０００−３１００８号公報
【非特許文献１】
“Ｓｐａｔｉａｌ−ｐｈａｓｅ−ｌｏｃｋｅｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｂｅａｍ　Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：Ｉｎｉｔｉａｌ　Ｔｅｓｔ　Ｒｅｓｕｌｔｓ”、ｐｐ２３４２−５、Ｊ．　Ｖａｃ．　Ｓｃｉ．　Ｔｅｃｈｎｏｌ．　Ｂ．　Ｖｏｌ．　１１，　Ｎｏ．　６　Ｎｏｖ．　Ｄｅｃ．　１９９３
【非特許文献２】
“Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｐａｔｔｅｒｎ　ｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｒｏｕｇｈ−ｔｈｅ−ｍｅｍｂｒａｎｅ　ｓｉｇｎａｌ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ”，　Ｊ．　Ｖａｃ．　Ｓｃｉ．　Ｔｅｃｈｎｏｌ．　Ｂ　１６（６），　Ｎｏｖ／Ｄｅｃ　１９９８，　ｐｐ３５６７−７１
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術のうち、ＳＰＬＥＢＬでは基板上に特殊な位置決めマークを設けておき、その基板全面を露光のための電子ビームで走査し、返ってきた信号を検出して露光と同時に位置決め情報を取得する。このため高い位置精度は得られるものの、第１の問題点として、特殊な位置決めマークをあらかじめ基板に設置する必要がある。
【００１５】
また、位置決めマークはパターン上および非パターン上に数μｍピッチで配置される。すべての位置決めマークで位置決め情報の信号を読みながら描画が行われるため、第２の問題点として、露光が遅くなる。
第３の問題点として、位置決め情報の信号を読み取るための電子ビームで基板上のレジスト全面が露光されるために、潜像コントラストが低下する。これらの問題点があるため、ＳＰＬＥＢＬは実験レベルで用いられているに過ぎない。
【００１６】
ＮＲＬの手法ではＳＰＬＥＢＬと異なり、位置決めマークを基板上に作成せずに、メンブレン下に設置するため、ＳＰＬＥＢＬの第１の問題点は解決される。しかしながら、第２の問題点と第３の問題点は依然として残る。
また、特許文献３記載の方法の場合も、レチクルに第１および第２のアライメントマークを形成するため、ＳＰＬＥＢＬの第１の問題点と同様の問題がある。
【００１７】
特許文献４記載の方法は、位置基準マークを形成するためのエッチング工程や、その後の洗浄工程で発生する塵によるマスクの汚染を防止する上では有効であるが、位置基準マークをメンブレン内に設けることができないため、複数の位置基準マークをマスク上に均等に配置することもできない。
【００１８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、したがって本発明は、マスクにアライメントマークを設けなくても高精度に位置合わせを行うことができ、アライメントによる露光のスループットの低下や、潜像コントラストの低下を防止できるアライメント方法、アライメント基板、アライメント基板の製造方法、露光方法、露光装置およびマスクの製造方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のアライメント方法は、薄膜の第１面側から第２面側に光または荷電粒子線を透過させ、前記薄膜の第２面側であって前記薄膜外に配置された複数のアライメントマークで前記光または荷電粒子線を反射させる工程と、前記アライメントマークで反射した前記光または荷電粒子線を、前記薄膜の第１面側で検出し、前記アライメントマークの位置を検出する工程と、検出された前記アライメントマークの位置を用いて、前記薄膜上の位置座標を求める工程とを有することを特徴とする。
【００２０】
また、上記の目的を達成するため、本発明のアライメント基板は、第１面に光または荷電粒子線が入射する薄膜の第２面側に、表面が前記薄膜の第２面と対向するように配置され、前記表面に形成されたアライメントマークであって、前記薄膜を透過して入射する前記光または荷電粒子線を周囲の前記表面よりも高反射率で反射する複数の前記アライメントマークを有することを特徴とする。
【００２１】
上記の目的を達成するため、本発明のアライメント基板の製造方法は、第１の基板上にエッチングストッパー層を形成する工程と、該エッチングストッパー層上に第２の基板を形成する工程と、該第２の基板上の一部に複数のアライメントマークを形成する工程と、該アライメントマークをマスクとして、前記第２の基板の表層部分にエッチングを行い、前記アライメントマーク直下の前記第２の基板表面と、前記アライメントマーク周囲の前記第２の基板表面の間に段差を形成する工程と、前記アライメントマーク上および前記アライメントマーク周囲の前記第２の基板上の一部にレジストを形成する工程と、前記レジストをマスクとして、前記エッチングストッパー層が露出するまで前記第２の基板にエッチングを行う工程と、前記レジストを除去する工程とを有することを特徴とする。
【００２２】
上記の目的を達成するため、本発明の露光方法は、表面に複数のアライメントマークを有するアライメント基板で、前記アライメントマークの位置座標を測定する工程と、第１面上にレジストが塗布された薄膜の第２面側に、前記薄膜の第２面と前記表面が対向するように前記アライメント基板を配置する工程と、前記薄膜の第１面側から第２面側に光または荷電粒子線を透過させ、前記アライメントマークで前記光または荷電粒子線を反射させる工程と、前記アライメントマークで反射した前記光または荷電粒子線を、前記薄膜の第１面側で検出し、前記アライメントマークの位置を検出する工程と、検出された前記アライメントマークの位置を用いて、前記レジストにマスクパターンを描画する位置を決定する工程と、前記レジストに荷電粒子線の露光により前記マスクパターンを描画する工程とを有することを特徴とする。
【００２３】
上記の目的を達成するため、本発明の露光装置は、第１面上にレジストが塗布された薄膜を保持する薄膜保持手段と、表面に複数のアライメントマークを有するアライメント基板を、前記薄膜の第２面側に、前記薄膜の第２面と前記表面が対向するように保持するアライメント基板保持手段と、前記第１面に光または荷電粒子線を照射し、前記レジストおよび前記薄膜を介して前記アライメントマークで反射させ、前記アライメントマークで反射された前記光または荷電粒子線を前記第１面側で検出し、前記アライメントマークの位置座標を測定するアライメント検出系と、前記レジストにマスクパターンを描画する荷電粒子線源とを有することを特徴とする。
【００２４】
上記の目的を達成するため、本発明のマスクの製造方法は、薄膜の第１面上にレジストを塗布する工程と、表面に複数のアライメントマークが形成されたアライメント基板を、前記薄膜の第２面側に、前記薄膜の第２面と前記表面が対向するように配置する工程と、前記薄膜の第１面側から第２面側に光または荷電粒子線を透過させ、前記アライメントマークで前記光または荷電粒子線を反射させる工程と、前記アライメントマークで反射した前記光または荷電粒子線を、前記薄膜の第１面側で検出し、前記アライメントマークの位置を検出する工程と、検出された前記アライメントマークの位置を用いて、前記レジストにマスクパターンを描画する位置を決定する工程と、前記レジストに荷電粒子線の露光により前記マスクパターンを描画する工程と、前記レジストを現像する工程と、前記レジストをマスクとして前記薄膜にエッチングを行い、前記マスクパターンで開口部を形成する工程と、前記レジストを除去する工程とを有することを特徴とする。
【００２５】
これにより、薄膜にアライメントマークを設けずに、薄膜のアライメントを高精度に行うことが可能となる。アライメント基板は、異なるマスクパターンが描画される他の薄膜のアライメントにも用いることができる。また、マスクパターンの露光に用いる荷電粒子線でアライメントを行うことも可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のアライメント方法、アライメント基板、アライメント基板の製造方法、露光方法、露光装置およびマスクの製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、ステンシルマスクにマスクパターンを形成するリソグラフィについて説明する。
【００２７】
図１（ａ）はマスクパターンを露光する前のマスクブランクス１を示す断面図であり、図１（ｂ）は本実施形態のアライメント基板１１の断面図である。図１（ｃ）は図１（ａ）のマスクブランクス１と図１（ｂ）のアライメント基板１１をセッティングした状態を示す断面図である。
【００２８】
図１（ａ）に示すように、メンブレン２上には電子ビームに対する感光性を有するレジスト３が塗布されている。メンブレン２の材質は限定されないが、本実施形態においては、単結晶シリコンメンブレンとする。メンブレン２のレジスト３が塗布されていない側の面には、シリコンウェハにエッチングを行うことにより梁４と支持枠部分５が形成されている。
【００２９】
図２は図１（ａ）のマスクブランクス１の平面図の一例であり、図２に示すように、梁４は例えば格子状に配置される。梁４を形成することにより、メンブレン２の撓みが防止されている。梁４や支持枠５が形成されていない部分に、所望の回路パターン形状で開口部が形成される。この開口部の形成は、図１（ａ）のレジスト３に露光および現像を行って得られるレジストパターンをマスクとして行われる。
【００３０】
図３は図１（ａ）のマスクブランクス１の平面図の他の例である。図２に示すように梁４を形成したステンシルマスクでは、梁４部分に回路パターン（開口部）を配置できない。したがって、梁４部分と重なる回路パターンは、梁４の位置が異なる別のステンシルマスク（相補マスク）に配置する必要が生じる。
【００３１】
一方、図３に示すマスクブランクス１では、支持枠５の内側の領域を例えば中心で直交する２本の直線ａ、ｂによって４つの領域に分割し、これらの４つの領域で互いに梁４をずらして形成している。これらの４つの領域に形成される回路パターンは、露光によりウェハ上の同一の箇所に重ね合わせて転写される。
【００３２】
図３に示すように梁４を配置した場合、ある領域で梁４が形成されている部分の回路パターンを、マスク内の他の領域に配置できるため、複数枚の相補マスクを作製および使用する必要がない。図２および図３に示すマスクブランクス１は梁４の配置のみ異なり、断面構造や作製方法は共通する。
【００３３】
図２および図３において、梁４で囲まれた部分の大きさは、メンブレン２の撓みを防止できる範囲で設定すればよく、メンブレン２の材料や厚みに応じて適宜変更できる。一例として、シリコンメンブレン２の一方の面に梁４を格子状に配置した場合、梁４で囲まれた正方形の一辺の長さを１ｍｍ程度、梁４の幅を１００〜２００μｍ程度とすることができる。
【００３４】
図１（ａ）に示すマスクブランクス１の断面構造において、メンブレン２と梁４または支持枠部分５との層間には、例えばシリコン酸化膜からなるエッチングストッパー層６が形成されている。エッチングストッパー層６は、シリコンウェハにエッチングを行って梁４および支持枠５を形成する工程で、メンブレン２をエッチングから保護する。
【００３５】
上記のような構造のマスクブランクスは例えば、ＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎ　ｏｎ　ｉｎｓｕｌａｔｏｒまたはｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ｏｎ　ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いて作製できる。この場合、ＳＯＩのシリコンウェハから梁４および支持枠部分５を形成し、ＳＯＩ基板の埋め込み酸化膜をエッチングストッパー層６として用い、シリコン層をメンブレン２として用いる。
【００３６】
図１（ｂ）に示すように、アライメント基板１１は最表面にアライメントマーク１２を有する。アライメントマーク支持部１３は、基板１４上にエッチングストッパー層１５を介して形成されている。アライメントマーク１２の下層のアライメントマーク支持部１３は、アライメントマーク１２の周囲がエッチングによって掘り込まれた形状となっている。アライメントマーク１２の周囲のアライメントマーク支持部１３が掘り込まれた部分の表面を、以下、段差部分１３ａと表す。
【００３７】
図１（ａ）のマスクブランクス１の表面のレジスト３に露光を行う際には、図１（ｃ）に示すように、マスクブランクス１の梁４および支持枠部分５を、アライメント基板１１のアライメントマーク支持部１３の間に嵌め込み、梁４および支持枠部分５の下端をエッチングストッパー層１５上に載せる。
【００３８】
図１（ｂ）に示す高さａは、アライメントマーク支持部１３とアライメントマーク１２を合わせた高さを示す。高さａは、図１（ａ）のマスクブランクス１の構造に応じて設定する。マスクブランクス１において、直径８インチ（２００ｍｍ）のシリコンウェハにエッチングを行って梁４および支持枠部分５を形成した場合、８インチウェハの厚みが７２５μｍであることから、梁４または支持枠部分５の下端とメンブレン２の距離ｂ（図１（ｃ）参照）は、７２５μｍにエッチングストッパー層６の厚みを足したものとなる。高さａは、距離ｂよりも小さくするが、距離ｂにできるだけ近いことが望ましい。
【００３９】
メンブレン２の厚みはメンブレン２の材料や、露光に用いられる荷電粒子線のエネルギーなどに応じて異なるが、一般に０．１μｍ〜２μｍ程度と極めて薄いため、アライメント基板１１のアライメントマーク１２がメンブレン２と接触すると、メンブレン２が破損する恐れがある。したがって、マスクブランクスとアライメント基板の高さ方向の位置調整は重要である。
【００４０】
一方、製法は後述するが、アライメント基板１１のアライメントマーク支持部１３も、シリコンウェハを用いて形成できる。例えば、８インチウェハを用いてアライメントマーク支持部１３を形成した場合、高さａは７２５μｍにアライメントマーク１２の厚みを足したものになる。
【００４１】
アライメントマーク１２の先端からアライメントマーク支持部１３の段差部分１３ａまでの距離ｃは、マスク露光に用いる電子線露光装置（マスク露光機）の加速電圧に依存している。マスク露光の際、メンブレン２を透過した電子が段差部分１３ａで反射して、メンブレン２上のレジスト３に再入射すると、露光パターンの解像度が低下する。これを防ぐため、例えば加速電圧５０〜１００ｋＶのとき、距離ｃを約１０μｍ以上とすることが望ましい。
【００４２】
アライメントマーク１２以外の部分のアライメントマーク支持部１３を掘り込んだ構造とすることにより、例えばタングステンなどからなるアライメントマーク１２と比較して、アライメントマーク支持部１３での電子線に対する反射強度を著しく低くできる。すなわち、アライメントマーク１２を高いコントラストで検出することが可能となり、マークシグナルのＳ／Ｎ比が向上する。
【００４３】
また、余計な電子線を反射させにくくするため、アライメントマーク支持部１３の材質は低原子量の物質が望ましい。本実施形態では、加工の容易性やマスクブランクス１の汚染（コンタミネーション）防止の観点から、アライメントマーク支持部１３はシリコンウェハにエッチングを行って形成する。
【００４４】
アライメントマーク１２を形成する位置および密度は特に制限されないが、一例として、梁４で囲まれる部分が約１ｍｍ角の正方形の場合（図２および図３参照）、梁４で囲まれる部分にはめ込まれる１個のアライメントマーク支持部１３上に少なくとも１個、好適には数個のアライメントマーク１２を配置することが望ましい。
【００４５】
１個のアライメントマーク支持部１３上に数個のアライメントマーク１２を配置した場合であっても、アライメントマーク１２の間隔は数１００μｍ程度となり、前述したＳＰＬＥＢＬに比較して明らかにマーク間隔が広い。したがって、アライメントマークで位置情報の信号を読みながら描画を行っても、ＳＰＬＥＢＬのように露光速度が顕著に低下することはない。
【００４６】
また、本実施形態によれば、マスクブランクス１のメンブレン２上でなくアライメント基板１１にアライメントマーク１２を配置するため、アライメントマーク１２は後述する一定条件下でパターン上と非パターン上のいずれにも形成できるが、ＳＰＬＥＢＬに比較してマーク密度が低いため、非パターン上に選択的にアライメントマーク１２を配置することもできる。したがって、パターン上と非パターン上に密にマークを配置するＳＰＬＥＢＬで見られるような、レジスト全面での位置情報の読み取りによる潜像コントラストの低下を防止できる。
【００４７】
アライメントマーク１２の厚みはアライメント光に依存するが、マスク露光に用いる高加速電子ビームをアライメントに用いる場合は、約０．１〜５μｍ程度が望ましい。アライメントマーク１２の厚みが小さ過ぎると、アライメント光やアライメント用の荷電粒子線の反射強度が弱くなり、アライメント精度が低下する。アライメントマークの厚みが大き過ぎると、アライメントマーク形成用層２２（後述。図４（ａ）参照）のエッチングが困難となる。
【００４８】
次に、本実施形態のアライメント基板の製造方法を説明する。本実施形態のアライメント基板の製造方法では、アライメントマーク支持部１３の加工を２段階に分けて行う。これにより、アライメントマーク支持部の段差部分１３ａが所望の高さで形成される。
【００４９】
図４（ａ）は図１に示すアライメント基板１１を作製するための基板を示す断面図である。図４（ａ）に示すように、基板１４である第１のシリコンウェハ上にエッチングストッパー層１５として例えばシリコン酸化膜が形成されている。
シリコン酸化膜１５上に第２のシリコンウェハ２１が形成され、その上層にアライメントマーク形成用層２２として、例えばタングステン層が形成されている。
【００５０】
基板（第１のシリコンウェハ）１４は、図４（ａ）に示す基板全体が撓まないように、基板全体を支持できる厚みとする。基板１４としては、半導体デバイスの製造などに用いられる標準化されたウェハを用いることができ、具体的には直径４インチ（２００ｍｍ）のシリコンウェハの場合は５２５μｍ厚、８インチウェハの場合は７２５μｍ厚である。
【００５１】
基板１４としてシリコンウェハを用いるかわりに、石英基板などを用いてもよい。また、アライメントマーク形成用層２２の材料として、タングステン以外に例えばタンタル、白金、金、イリジウムなどの金属を用いることもできる。また、エッチングストッパー層１５として、シリコン窒化膜などを形成してもよい。
【００５２】
エッチングストッパー層１５は、後述する第２のシリコンウェハ２１のエッチング工程で消失しないような厚み、すなわち約１μｍ以上とすることが望ましい。第２のシリコンウェハ２１の厚みは、ステンシルマスクの梁および支持膜部分（図１参照）の高さに基づいて決定する。
【００５３】
次に、図４（ｂ）に示すように、アライメントマーク形成用層２２上に、アライメントマーク１２（図１参照）のパターンでレジスト２３を形成する。アライメントマーク１２のパターンでレジスト２３を形成するには、レジストを全面に塗布してから、電子線や紫外光などで露光を行って現像する。次に、図４（ｃ）に示すように、レジスト２３をマスクとしてアライメントマーク形成用層２２にエッチングを行い、タングステンからなるアライメントマーク１２を形成する。
【００５４】
次に、図５（ｄ）に示すように、レジスト２３およびアライメントマーク１２をマスクとして、第２のシリコンウェハ２１の表層部分に所定の深さのエッチングを行う。このエッチングで得られた表面の一部が、アライメントマーク支持部の段差部分１３ａ（図１参照）となる。その後、図５（ｅ）に示すように、レジスト２３を除去して洗浄する。
【００５５】
次に、図５（ｆ）に示すように、第２のシリコンウェハ２１の残りの部分を加工するため、全面にレジスト２４を塗布する。このとき、レジスト２４としてポジ型レジストを使用することが望ましい。本実施形態では、アライメントマーク１２部分とそれ以外の部分（アライメントマーク支持部の掘り込み部分１３ａ）の間に段差があり、下段である掘り込み部分１３ａ上の一部のレジストを除去する。
【００５６】
ポジ型レジストは露光された部分が可溶化されるため、ポジ型レジストを用いれば下段側のみにフォーカスを合わせればよく、上段（アライメントマーク１２上のレジスト）と下段の両方が適切に露光されるようなフォーカス深度とする必要がない。上段はすべてレジスト２４を残すため、ポジ型レジストを用いる場合、上段のレジストは露光されなくてもよい。
【００５７】
次に、図６（ｇ）に示すように、レジスト２４の露光・現像を行い、アライメントマーク支持部１３（図１参照）を形成する部分のレジスト２４のみ残す。
次に、図６（ｈ）に示すように、レジスト２４をマスクとしてエッチングストッパー層１５が露出するまで第２のシリコンウェハ２１にエッチングを行い、アライメントマーク支持部１３を形成する。
【００５８】
エッチングストッパー層を用いずに、例えばエッチング時間によりエッチング量を制御して、第２のシリコンウェハ２１の厚み分のエッチングが行われた段階でエッチングを終了させることも可能であるが、エッチングストッパー層１５を用いることにより、エッチング面の平坦度を向上させることができる。
【００５９】
第２のシリコンウェハ２１が除去された部分に、マスクブランクス１の梁４および支持枠部分５（図１参照）が載せられるため、面平坦度が悪い場合、マスクブランクスを安定にセッティングできず、マスク露光での位置精度が低下する。
これを防止するため、第２のシリコンウェハ２１の下地にはエッチングストッパー層１５を設けることが望ましい。
【００６０】
これに対し、第２のシリコンウェハ２１に途中までエッチングを行い、段差部分１３ａを形成する工程（図５（ｄ）参照）では、段差部分１３ａで反射するアライメント光またはアライメント用の荷電粒子線が、マスクパターン転写用のレジスト（マスクブランクスのレジスト）に入射しないようなエッチング深さが得られればよい。したがって、第２のシリコンウェハ２１の厚み分のエッチングを行うときのような面平坦度は要求されず、エッチングストッパー層を設けずにエッチングを行うことができる。
その後、図６（ｉ）に示すように、レジスト２４を除去して洗浄することにより、アライメント基板１１が完成する。
【００６１】
作製されたアライメント基板１１は、マスク露光に用いる前にアライメントマーク１２の位置を高精度に測定しておく。測定されたアライメントマーク１２の位置座標は、マスク露光機に入力する。マスク露光の際には、このように予め測定され、入力された位置座標と、マスク露光機のアライメントマーク検出結果とを照合し、転写すべきパターンに歪みが生じないようにマスク露光する。マスク露光機に予め入力された位置座標と、マスク露光機のアライメントマーク検出結果が一致するようにアライメントを行った状態でマスク露光すれば、歪みのないパターンを転写できる。
【００６２】
但し、実際にマスクブランクス１（図１参照）に露光されたパターンの位置を測定し、位置精度が不足していた場合や、あるいは、マスク露光後にメンブレンにエッチングを行って得られたステンシルマスクを用いてウェハに露光を行ったとき、パターン位置がずれていた場合には、上記のアライメントに補正を加えてもよい。
【００６３】
次に、本実施形態のアライメント基板を用いてマスク露光を行う方法について、詳細に説明する。図１に示すマスクブランクス１において、アライメント光またはアライメントに用いる荷電粒子線にマスクブランクス上のレジスト３が感光しなければ、マスクブランクス１に特別の工夫は不要である。また、この場合には、アライメントマーク１２上のメンブレンにパターンが配置されても、アライメントではレジスト３が感光しないため、パターン位置に関わらずアライメントマーク１２を配置できる。
【００６４】
アライメント光にレジスト３が感光しない場合の具体例としては、マスク露光を加速電圧５０ｋＶの電子ビームで行い、アライメント光として波長７８０ｎｍのレーザ光を用いる場合が挙げられる。図７は、このような場合にアライメントを行うときの断面図を示す。図７に示すように、アライメント光１６Ａはメンブレン２およびその上のレジスト３を透過して、アライメントマーク１２に入射する。
【００６５】
このときに要求される位置合わせ精度は、メンブレン２とレジスト３に描画されるマスクパターンとの合わせ裕度（マージン）に依存する。メンブレン２とマスクパターンとの合わせ裕度が小さいときは、従来公知の方法に従って、マスクブランクス１のメンブレン２に、アライメント光で検出できるマスク側アライメントマークを設けておく。
【００６６】
図８（ａ）は梁４近傍のパターン（ステンシルマスクの場合、開口部）が形成されない部分にマスク側アライメントマーク７を形成した例である。マスク側アライメントマーク７としては、図８（ａ）のようにメンブレン２の厚み分のエッチングを行って形成された開口部を用いる他、メンブレン２の表層部分にエッチングを行って形成された凹部を用いることもできる。
【００６７】
また、図８（ｂ）に示すように、梁４上のメンブレン２の一部をエッチングにより除去し、マスク側アライメントマーク７を形成することもできる。マスク側アライメントマーク７は周囲の部分とアライメント光（または荷電粒子線）の透過率が異なり、アライメント基板のアライメントマークに入射するアライメント光（または荷電粒子線）を妨げないものであればよい。
【００６８】
一方、図７において、マスクブランクス１を透過するアライメント光１６Ａにより、アライメント基板１１のアライメントマーク１２の位置を検出する。アライメントマーク１２で反射したアライメント光１７Ａは、光検出器１８Ａによって検出される。
【００６９】
マスク側アライメントマークを設けた場合には、測定されたマスク側アライメントマークの位置とアライメントマーク１２の位置を用いてマスクブランクス１とアライメント基板１１の位置合わせを行う。その後、マスク露光機に予め入力されているアライメントマーク１２の位置座標を参照して、マスク露光を行う。
マスク露光後、レジストを現像し、レジストをマスクとしてメンブレン２にエッチングを行うことにより、リソグラフィ用マスクが得られる。
【００７０】
メンブレン２とマスクパターンとの合わせ裕度が大きいときは、マスク側アライメントマークを特に設けなくても、メンブレン２を透過するアライメント光（または荷電粒子線）によって検出される梁４の位置と、アライメントマーク１２の位置に基づいて、マスクブランクス１とアライメント基板１１の位置合わせを行うことができる。
【００７１】
アライメント光（または荷電粒子線）によってマスクブランクス上のレジストが感光する場合は、図１（ｃ）でアライメントマーク１２上にあるレジスト３が、マスク露光後の現像によって除去される。これにより、レジスト３をマスクとしてメンブレン２にエッチングを行い、開口部（図１１（ｂ）の開口部１０８に相当する開口部）を形成する工程で、アライメント光（または荷電粒子線）が照射された箇所にも開口部が形成される。
【００７２】
この開口部がマスクをウェハの露光に用いる際に（半導体装置製造のリソグラフィ工程で）問題となる場合は、対策として、例えば以下のような保護膜を有するマスクブランクスを用いる。図９（ａ）は保護膜を有するマスクブランクスの断面図である。
【００７３】
図９（ａ）のマスクブランクスは、図９（ｂ）に示すようにアライメント基板１１と組み合わせたときに、アライメントマーク１２上であって、パターンと重ならない位置のメンブレン２上に保護膜８を有する。それ以外の構造は、図１（ａ）のマスクブランクス１と同様である。
【００７４】
本実施形態では、メンブレン２の材料として単結晶シリコンが用いられているため、保護膜８として例えばシリコン酸化膜を形成すれば、レジスト３が除去されても保護膜８によってメンブレン２が保護される。保護膜８を形成するには、メンブレン２上にレジスト３を塗布する前に、メンブレン２上の全面に例えば化学気相成長（ＣＶＤ）によりシリコン酸化膜を形成してから、アライメントマーク上のみに残るようにエッチングで除去する。
【００７５】
保護膜８の材料としては、シリコンメンブレンにエッチングを行う工程でエッチングされず、かつ保護膜８の厚みの薄膜としたときにアライメント光（または荷電粒子線）が透過する材料であれば、酸化シリコン以外を用いることもできる。例えば、上記のような方法で保護膜８を形成するかわりに、集束イオンビーム（ＦＩＢ；ｆｏｃｕｓｅｄ　ｉｏｎ　ｂｅａｍ）を用いて保護膜８を形成することもできる。
【００７６】
ＦＩＢにより保護膜８を形成するには、メンブレン２の表面に有機ガスを吹き付けながら、アライメントマーク１２上となる位置にＧａイオンビームを照射する。イオンビームのエネルギーでガスが分解し、炭素膜が堆積するため、局所的に保護膜８が形成される。この炭素膜はレジスト３の除去後に行われる洗浄に対しても十分な耐性をもつ。したがって、アライメント光（または荷電粒子線）が透過するような厚みで炭素膜を形成すれば、保護膜８として使用可能である。
【００７７】
図９に示すように保護膜８を形成した場合にも、必要に応じて、図８に示すような従来公知のマスク側アライメントマーク７を形成できる。合わせ裕度が大きい場合には、図８に示すようなマスク側アライメントマークは設けなくてもよい。マスク側アライメントマークを設けない場合は、梁４の位置を基準としてマスクブランクスとアライメント基板１１のアライメントを行う。
【００７８】
図１０は、保護膜８を有するマスクブランクスとアライメント基板１１のアライメントを行うときの断面図を示す。保護膜８が形成されている場合は、マスク露光に用いる高加速電子ビームをアライメントに用いることができる。図１０に示すように、アライメント用高加速電子ビーム１６Ｂはメンブレン２およびその上のレジスト３を透過して、アライメントマーク１２に入射する。アライメントマーク１２で反射した電子ビーム１７Ｂを電子線検出器１８Ｂにより検出し、アライメントマーク１２の位置を測定する。
【００７９】
図１０に示すアライメント方法は、特に、電子ビーム転写型リソグラフィの一つであるＬＥＥＰＬ（ｌｏｗ　ｅｎｅｒｇｙ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ　ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）用ステンシルマスクを作製するためのマスク露光時のアライメントに好適である。
【００８０】
ＬＥＥＰＬでは、加速電圧が例えば２ｋＶの電子ビームが用いられ、マスクパターンは等倍でウェハ上に投影される。したがって、縮小投影系のリソグラフィに用いられるマスクよりも微細なパターンでメンブレンに開口部を形成する必要がある。メンブレンが厚いと開口部のアスペクト比が高くなり、微細加工が困難となるため、ＬＥＥＰＬ用マスクには極めて薄いメンブレンが用いられる。
【００８１】
また、加速電圧が例えば５０〜１００ｋＶの高加速電子ビームは数１００ｎｍ程度の厚みのメンブレンを透過するが、ＬＥＥＰＬで用いられる低加速電子ビームは数１００ｎｍ程度の厚みのメンブレンで遮断され、開口部のみ選択的に通過するため、マスクパターンが転写される。
【００８２】
一方、ＬＥＥＰＬ用ステンシルマスクを作製するためのマスク露光には高加速電子ビームが用いられるため、マスク露光用の電子ビームはメンブレンを透過し、これをアライメント基板のアライメントマークで反射させることにより、アライメントにも用いることができる。
【００８３】
図７または図１０に示すように、予めマスク露光機の外でアライメントマーク１２の位置が測定されたアライメント基板と、マスクブランクスをマスク露光機内でセッティングし、前述したようなアライメントを行う。その後、マスク露光によりレジストにパターンを転写する。
【００８４】
マスクブランクスとアライメント基板との相対位置がマスク露光中にずれると、マスク露光の位置精度が低下するため、アライメントされたマスクブランクスとアライメント基板は、例えば押し当てクランプや静電チャックを用いて固定する。
【００８５】
さらに、マスクブランクスとアライメント基板をマスク露光機内に搬送する前に、アライメントマークの位置を高精度に測定するときのマスクブランクスおよびアライメント基板のステージと、マスク露光機内でのマスクブランクスとアライメント基板のステージは同様の機構を採用したものであることが望ましい。例えば、押し当てクランプによりマスクブランクスとアライメント基板を固定する場合は、押し当てクランプの保持機構を座標測定機とマスク露光機で同様とすることが望ましい。
【００８６】
本実施形態のアライメント方法では、メンブレン直下に配置されたアライメントマークを用いてアライメントを行うため、メンブレンにアライメントマークが形成されている場合と同様に、汎用されている様々なアライメント検出系を適用できる。また、メンブレンおよびその上層のレジストで遮断されない限り、光および荷電粒子線のいずれもアライメントに用いることができる。
【００８７】
従来のアライメント方法で高精度にアライメントを行うには、マスク露光用のアライメントマークを各マスクブランクスに設ける必要があったが、本実施形態のアライメント方法によれば、マスクブランクスの下層に重ねて配置されるアライメント基板にアライメントマークが設けられる。したがって、各マスクブランクスに必ずしもアライメントマークを形成する必要がない。これにより、マスクの製造工程数や製造コストを削減できる。
【００８８】
また、各マスクブランクスにアライメントマークを設けてマスク露光用のアライメントを行うと、アライメントマーク形成プロセスの影響により、マスクブランクス間で微妙にアライメントマークの位置が異なる場合が生じる。したがって、半導体デバイスの多層配線の配線間、あるいは相補マスクに形成されるパターン（相補分割パターン）間でパターンの合わせずれが生じる要因となる。
【００８９】
それに対し、本実施形態のアライメント方法によれば、異なるマスクパターンが描画されるマスクブランクスのアライメントに共通のアライメント基板を用いるため、アライメントマーク位置のばらつきがなく、マスク間の位置合わせ精度を高くすることができる。
【００９０】
本発明のアライメント方法、アライメント基板、アライメント基板の製造方法、露光方法、露光装置およびマスクの製造方法の実施形態は、上記の説明に限定されない。例えば、上記の実施形態ではアライメントにレーザ光や電子ビームを用いているが、Ｘ線あるいは波長域がブロードな白色光などをアライメントに用いることもできる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００９１】
【発明の効果】
本発明のアライメント方法によれば、マスクにアライメントマークを設けなくても高精度に位置合わせを行うことができ、アライメントによる露光のスループットの低下や、潜像コントラストの低下を防止できる。
本発明のアライメント基板によれば、異なるマスクパターンが形成されたマスク同士でのパターンの重ね合わせ精度あるいはつなぎ合わせ精度を向上させることができる。本発明のアライメント基板の製造方法によれば、アライメントマークを高いコントラストで検出できるアライメント基板を製造できる。
【００９２】
本発明の露光方法および露光装置によれば、マスクパターンの描画において、マスクにアライメントマークを設けなくても高精度に位置合わせを行うことができ、アライメントによる露光のスループットの低下や、潜像コントラストの低下を防止できる。
本発明のマスクの製造方法によれば、マスクパターンの位置精度が高いリソグラフィ用マスクを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明のアライメント方法でアライメントされるマスクブランクスの断面図であり、図１（ｂ）は本発明のアライメント基板の断面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のマスクブランクスと図１（ｂ）のアライメント基板がセッティングされた状態を示す断面図である。
【図２】図２は図１（ａ）に示すマスクブランクスの上面図の一例である。
【図３】図３は図１（ａ）に示すマスクブランクスの上面図の他の一例である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は本発明のアライメント基板の製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図５】図５（ｄ）〜（ｆ）は本発明のアライメント基板の製造方法の製造工程を示す断面図であり、図４（ｃ）に続く工程を示す。
【図６】図６（ｇ）〜（ｉ）は本発明のアライメント基板の製造方法の製造工程を示す断面図であり、図５（ｆ）に続く工程を示す。
【図７】図７は本発明のアライメント方法を示す断面図である。
【図８】図８（ａ）および（ｂ）は本発明のアライメント方法でアライメントされるマスクブランクスの断面図の例である。
【図９】図９（ａ）は本発明のアライメント方法でアライメントされるマスクブランクスの断面図の他の例であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のマスクブランクスと本発明のアライメント基板がセッティングされた状態を示す断面図である。
【図１０】図１０は本発明のアライメント方法の他の例を示す断面図である。
【図１１】図１１（ａ）はメンブレンマスクの断面図であり、図１１（ｂ）はステンシルマスクの断面図である。
【符号の説明】
１…マスクブランクス、２…メンブレン、３…レジスト、４…梁、５…支持枠部分、６…エッチングストッパー層、７…マスク側アライメントマーク、８…保護膜、１１…アライメント基板、１２…アライメントマーク、１３…アライメントマーク支持部、１３ａ…段差部分、１４…第１のシリコンウェハ（基板）、１５…エッチングストッパー層、１６Ａ…アライメント光、１６Ｂ…アライメント用電子ビーム、１７Ａ…アライメント光の反射光、１７Ｂ…アライメント用電子ビームの反射ビーム、１８Ａ…光検出器、１８Ｂ…電子線検出器、２１…第２のシリコンウェハ、２２…アライメントマーク形成用層、２３、２４…レジスト、１０１…メンブレンマスク、１０２…メンブレン、１０３…吸収体、１０４…梁、１０５…支持枠部分、１０６…ステンシルマスク、１０７…メンブレン、１０８…開口部、１０９…エッチングストッパー層。

Claims (15)

  1. 薄膜の第１面側から第２面側に光または荷電粒子線を透過させ、前記薄膜の第２面側であって前記薄膜外に配置された複数のアライメントマークで前記光または荷電粒子線を反射させる工程と、
    前記アライメントマークで反射した前記光または荷電粒子線を、前記薄膜の第１面側で検出し、前記アライメントマークの位置を検出する工程と、
    検出された前記アライメントマークの位置を用いて、前記薄膜上の位置座標を求める工程とを有する
    アライメント方法。
  2. 前記薄膜の第１面はレジストが塗布された面であり、
    前記薄膜上の位置座標を求める工程は、前記薄膜上にマスクパターンを描画する位置を決定する工程を含む
    請求項１記載のアライメント方法。
  3. 第１面に光または荷電粒子線が入射する薄膜の第２面側に、表面が前記薄膜の第２面と対向するように配置され、
    前記表面に形成されたアライメントマークであって、前記薄膜を透過して入射する前記光または荷電粒子線を周囲の前記表面よりも高反射率で反射する複数の前記アライメントマークを有する
    アライメント基板。
  4. 前記アライメントマーク周囲の前記表面は、前記アライメントマークの表面よりも前記薄膜の第２面から遠い位置に形成されている
    請求項３記載のアライメント基板。
  5. 前記アライメントマークと前記アライメントマーク周囲の前記表面は異なる材料からなる
    請求項３記載のアライメント基板。
  6. 第１の基板上にエッチングストッパー層を形成する工程と、
    該エッチングストッパー層上に第２の基板を形成する工程と、
    該第２の基板上の一部に複数のアライメントマークを形成する工程と、
    該アライメントマークをマスクとして、前記第２の基板の表層部分にエッチングを行い、前記アライメントマーク直下の前記第２の基板表面と、前記アライメントマーク周囲の前記第２の基板表面の間に段差を形成する工程と、
    前記アライメントマーク上および前記アライメントマーク周囲の前記第２の基板上の一部にレジストを形成する工程と、
    前記レジストをマスクとして、前記エッチングストッパー層が露出するまで前記第２の基板にエッチングを行う工程と、
    前記レジストを除去する工程とを有する
    アライメント基板の製造方法。
  7. 表面に複数のアライメントマークを有するアライメント基板で、前記アライメントマークの位置座標を測定する工程と、
    第１面上にレジストが塗布された薄膜の第２面側に、前記薄膜の第２面と前記表面が対向するように前記アライメント基板を配置する工程と、
    前記薄膜の第１面側から第２面側に光または荷電粒子線を透過させ、前記アライメントマークで前記光または荷電粒子線を反射させる工程と、
    前記アライメントマークで反射した前記光または荷電粒子線を、前記薄膜の第１面側で検出し、前記アライメントマークの位置を検出する工程と、
    検出された前記アライメントマークの位置を用いて、前記レジストにマスクパターンを描画する位置を決定する工程と、
    前記レジストに荷電粒子線の露光により前記マスクパターンを描画する工程とを有する
    露光方法。
  8. 前記レジストは、前記アライメントマークで反射させる光または荷電粒子線に対して感光性をもたない
    請求項７記載の露光方法。
  9. 前記レジストは、前記アライメントマークで反射させる光または荷電粒子線に感光性をもち、
    前記薄膜の第１面上にレジストを塗布する前に、前記薄膜と前記アライメント基板を対向させ配置したときに、前記アライメントマーク上に位置する前記薄膜表面に、前記薄膜の保護膜を形成する工程をさらに有する
    請求項７記載の露光方法。
  10. 前記保護膜を形成する工程は、前記薄膜上に保護膜材料を堆積させる工程と、不要な部分に堆積された前記保護膜材料をエッチングにより除去する工程とを含む
    請求項９記載の露光方法。
  11. 前記保護膜を形成する工程は、有機ガスの存在下で前記保護膜を形成する箇所に集束イオンビームを照射して、局所的に炭素膜を形成する工程を含む
    請求項９記載の露光方法。
  12. 第１面上にレジストが塗布された薄膜を保持する薄膜保持手段と、
    表面に複数のアライメントマークを有するアライメント基板を、前記薄膜の第２面側に、前記薄膜の第２面と前記表面が対向するように保持するアライメント基板保持手段と、
    前記第１面に光または荷電粒子線を照射し、前記レジストおよび前記薄膜を介して前記アライメントマークで反射させ、前記アライメントマークで反射された前記光または荷電粒子線を前記第１面側で検出し、前記アライメントマークの位置座標を測定するアライメント検出系と、
    前記レジストにマスクパターンを描画する荷電粒子線源とを有する
    露光装置。
  13. 前記マスクパターンを描画する前記荷電粒子線源は、前記アライメント検出系の前記荷電粒子線の照射にも用いられる
    請求項１２記載の露光装置。
  14. 薄膜の第１面上にレジストを塗布する工程と、
    表面に複数のアライメントマークが形成されたアライメント基板を、前記薄膜の第２面側に、前記薄膜の第２面と前記表面が対向するように配置する工程と、前記薄膜の第１面側から第２面側に光または荷電粒子線を透過させ、前記アライメントマークで前記光または荷電粒子線を反射させる工程と、
    前記アライメントマークで反射した前記光または荷電粒子線を、前記薄膜の第１面側で検出し、前記アライメントマークの位置を検出する工程と、
    検出された前記アライメントマークの位置を用いて、前記レジストにマスクパターンを描画する位置を決定する工程と、
    前記レジストに荷電粒子線の露光により前記マスクパターンを描画する工程と、
    前記レジストを現像する工程と、
    前記レジストをマスクとして前記薄膜にエッチングを行い、前記マスクパターンで開口部を形成する工程と、
    前記レジストを除去する工程とを有する
    マスクの製造方法。
  15. 前記レジストは、前記アライメントマークで反射させる光または荷電粒子線に感光性をもち、
    前記薄膜の第１面上にレジストを塗布する前に、前記薄膜と前記アライメント基板を対向させ配置したときに、前記アライメントマーク上に位置する前記薄膜表面に、前記薄膜の保護膜を形成する工程をさらに有し、
    前記薄膜にエッチングを行う工程で、前記保護膜により前記薄膜をエッチングから保護する
    請求項１４記載のマスクの製造方法。
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US8432548B2 (en) * 2008-11-04 2013-04-30 Molecular Imprints, Inc. Alignment for edge field nano-imprinting
KR101116321B1 (ko) * 2009-08-21 2012-03-09 에이피시스템 주식회사 기판 정렬 방법
KR101332775B1 (ko) * 2011-09-30 2013-11-25 에스티에스반도체통신 주식회사 엑스레이 검사를 이용한 웨이퍼 정렬 방법
JP2013135194A (ja) * 2011-12-27 2013-07-08 Canon Inc 描画装置及び物品の製造方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0198226A (ja) * 1987-10-12 1989-04-17 Fujitsu Ltd Ｘ線露光用マスク
US5703373A (en) * 1995-11-03 1997-12-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Alignment fiducial for improving patterning placement accuracy in e-beam masks for x-ray lithography
US5892230A (en) * 1997-05-29 1999-04-06 Massachusetts Institute Of Technology Scintillating fiducial patterns

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