JP2007248802A - パターン形成方法及びグレートーンマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】同一基板上にフォトリソグラフィー法を用いた複数のパターニング工程を用いてパターンを形成するために重ね合わせ描画する場合、１回目の描画パターンと２回目の描画パターンとが高い精度で位置合わせされて形成されるパターン形成方法を提供する。
【解決手段】第１アライメントマークを含む第１のパターンと第２のパターンを形成するための被エッチング層が形成された基板を準備する工程と、前記基板上にレジスト膜を形成した後、該レジスト膜に、前記第１アライメントマークを用いて位置合わせを行い第２アライメントマークを描画する工程と、前記第１のパターンと描画して得られた第２アライメントマークとを用いて重ね合わせ描画の位置精度を測定する工程と、前記レジスト膜に、重ね合わせ描画の位置精度の測定の結果位置ずれがあった場合には位置ずれ補正を施して前記第２のパターンを描画する工程とを含むパターン形成方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、同一基板上にフォトリソグラフィー法を用いた複数のパターニング工程を用いてパターンを形成する工程を有するパターン形成方法であって、とくに液晶表示装置（Liquid Crystal Display：以下、ＬＣＤと呼ぶ）等の製造に使用されるグレートーンマスクや、半導体装置の製造に使用される位相シフトマスクの製造等に好適なパターン形成方法に関する。

従来、ＬＣＤの分野において、製造に必要なフォトマスク枚数を削減する方法が提案されている。即ち、薄膜トランジスタ液晶表示装置（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display：以下、ＴＦＴ−ＬＣＤと呼ぶ）は、ＣＲＴ（陰極線管）に比較して、薄型にしやすく消費電力が低いという利点から、現在商品化が急速に進んでいる。ＴＦＴ−ＬＣＤは、マトリックス状に配列された各画素にＴＦＴが配列された構造のＴＦＴ基板と、各画素に対応して、レッド、グリーン、及びブルーの画素パターンが配列されたカラーフィルターが液晶相の介在の下に重ね合わされた概略構造を有する。ＴＦＴ−ＬＣＤでは、製造工程数が多く、ＴＦＴ基板だけでも５〜６枚のフォトマスクを用いて製造されていた。このような状況の下、ＴＦＴ基板の製造を４枚のフォトマスクを用いて行う方法が提案された（例えば下記非特許文献１）。
この方法は、遮光部と透光部と半透光部（グレートーン部）を有するフォトマスク（以下、グレートーンマスクという）を用いることにより、使用するマスク枚数を低減するというものである。

ここで用いられるグレートーンマスクとしては、半透光部が微細パターンで形成されている構造のものが知られているが、半透光部は、グレートーンマスクを使用するＬＣＤ用露光機の解像限界以下の微細パターンからなる遮光パターンで形成する必要があり、微細パターンタイプの半透光部は、グレートーン部分の設計、具体的には遮光部と透光部の中間的なハーフトーン効果を持たせるための微細パターンをライン・アンド・スペースタイプにするのかドット（網点）タイプにするのか、或いはその他のパターンにするのかの選択があり、さらにライン・アンド・スペースタイプの場合、線幅をどのくらいにするのか、光が透過する部分と遮光される部分の比率をどうするか、全体の透過率をどの程度に設計するかなど非常に多くのことを考慮し設計を行わなくてはならなかった。また、マスク製造においても線幅の中心値の管理及びマスク内の線幅のばらつき管理と非常に難しい生産技術が要求されていた。

そこで、ハーフトーン露光したい部分を半透過性のハーフトーン膜（半透光膜）とすることが従来提案されている。このハーフトーン膜を用いることでハーフトーン部分の露光量を少なくしてハーフトーン露光することが出来る。ハーフトーン膜に変更することで、設計においては全体の透過率がどのくらい必要かを検討するのみで済み、マスクにおいてもハーフトーン膜の膜種であるとか膜厚を選択するだけでマスクの生産が可能となる。従って、マスク製造ではハーフトーン膜の膜厚制御を行うだけで済み、比較的管理が容易である。また、ハーフトーン膜であればフォトリソグラフィー工程により容易にパターニングできるので、複雑なパターン形状であっても可能となる。

このようなハーフトーン膜タイプのグレートーンマスクとして、例えば、遮光部が、透光性基板上に設けられた遮光膜及びその上に成膜された半透光膜より形成され、半透光部は、半透光部に対応する領域を露出させた透光性基板上に成膜された半透光膜より形成されているグレートーンマスクが本出願人により先に提案されている（特願２００４−６５１１５）。

「月刊エフピーディ・インテリジェンス（ＦＰＤ Intelligence）」、１９９９年５月、ｐ．３１−３５

ところで、上述の、遮光部が少なくとも遮光膜で形成され、半透光部が半透光膜で形成されているハーフトーン膜タイプのグレートーンマスクの製造方法においては、レジストパターンを形成するためのパターン描画を２回行う必要がある。そのため、従来は、２回のパターン描画の位置を合わせるためのマーク（アライメントマーク）を１回目のパターン描画時にマスクパターンと一緒に形成し、２回目のパターン描画の際に、描画装置によりそのアライメントマークを検出して位置合わせを行い２回目の描画を行っている。例えば、大型サイズのマスク製造に用いているレーザ描画装置では、描画用レーザを用いてアライメントマークからの反射光又は透過光を検出して位置合わせを行っている。

図７は上述のハーフトーン膜タイプのグレートーンマスクの製造工程の一例を断面図で示し、図８はそれを平面図で示したものである。
まず、図７（ａ）に示すように、透光性基板１上に、遮光膜からなるアライメントマーク６と矩形状のパターン２ａ（第１のパターン）が形成された基板を製造する。本例では、その四方のコーナーにそれぞれアライメントマーク６が、中央のパターン形成領域には多数の矩形状のパターン２ａが形成されている（図８（ａ）参照）。なお、便宜上、図７は図８の一部分を模式的に示しており、両者のパターン形状が完全に一致するものではない。
図７（ａ）に示す基板は、フォトリソグラフィー法を用いて例えば次のようにして製造することができる。即ち、ガラス等の透光性基板１上に適当な材質からなる遮光膜を成膜した基板を用意し、この遮光膜を形成した基板上にレジスト膜を塗設し、このレジスト膜にパターン描画（１回目のパターン描画）、現像を行って、レジストパターンを形成する。次に、このレジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜をエッチングして、遮光膜からなる上記アライメントマーク６と矩形状のパターン２ａを形成する。

次に、基板上の全面に半透光膜３を成膜する（図７（ｂ）、図８（ｂ）参照）。そして、半透光膜３上にレジスト膜４を形成する（図７（ｃ）、図８（ｃ）参照）。
次いで、上記アライメントマーク６を用いて位置合わせを行い第２のパターンを描画（２回目のパターン描画）し、現像して、レジストパターン４ａを形成する（図７（ｄ）、図８（ｄ）参照）。そして、このレジストパターン４ａをマスクとして、露出した半透光膜３をエッチングすることにより、遮光膜２ａからなる遮光部、半透光膜３ａからなる半透光部及び透光性基板１が露出した透光部を有するデバイスパターン７が形成されたグレートーンマスクが出来上がる（図７（ｅ）、図８（ｅ）参照）。

しかし、図７、図８では重ね合わせ描画による位置ずれのない理想的な場合を描いているが、実際にはこのようなアライメントマークにて位置合わせを行って描画しても、アライメントマークの高い検出精度がとれない等の原因により、位置ずれの発生を完全に防止することは非常に困難である。つまり、アライメントマークを１回目のパターン描画の際に一緒に描画して形成しているため、アライメントマークと１回目の描画パターンとは位置精度が確保されるが、アライメントマークにて位置合わせを行って２回目のパターン描画の際に生じたずれにより、１回目の描画パターンと２回目の描画パターンとの位置ずれが発生してしまう。位置ずれのあるデバイスパターンが形成されたグレートーンマスクを用いて例えばＴＦＴ基板を製造した場合、重大な故障（動作不良）が発生する場合がある。
従って、上述のグレートーンマスクの製造工程のように、同一基板上に、フォトリソグラフィー法を用いた複数のパターニング工程を用いてパターンを形成するために重ね合わせ描画する場合、１回目の描画パターンと２回目の描画パターンとは高い精度で位置合わせされる必要がある。

また、半導体装置の製造に使用されるフォトマスクにおいては、回路パターンの微細化に伴い、解像力を向上させる技術として、位相シフトマスクが知られている。位相シフトマスクの代表的な例としては、透光性基板上に、遮光膜パターンと、光（露光光）の位相を変化させる位相シフター膜パターンが形成された構成のものが知られている。このような位相シフトマスクの製造においても、第１層目（例えば遮光膜）のパターンと第２層目（例えば位相シフター膜）のパターンを形成するための重ね合わせ描画を行うが、位相シフトマスクの作用効果を発揮させるためには、第１層目パターンと第２層目パターンとが高い重ね合わせ位置精度で形成される必要がある。

そこで、例えば特開２００４−７７８０８号公報、同２００４−７７８００号公報には、透明基板上に遮光膜パターンと位相シフトパターンが形成された位相シフトレチクルの製造方法において、第１層目パターン形成時に、第２層目パターン描画時の描画用アライメントマークと、第２層目パターンの描画位置精度確認用の重ね合わせ位置精度評価マークを形成して、位相シフトレチクルの遮光膜パターンと位相シフトパターンとの重ね合わせ位置精度の評価を行える技術が開示されている。
しかしながら、この技術においても、第１層目パターン描画時に形成した描画用アライメントマークを用いて位置合わせを行って第２層目パターンの描画を行うので、上述のグレートーンマスクの製造の場合と同様、重ね合わせ描画時の位置ずれを無くすことは困難である。また、上記重ね合わせ位置精度評価マークは、あくまでも重ね合わせ位置精度を評価できるということだけであって、重ね合わせ位置精度が良くない場合には、重ね合わせ描画をやり直す必要があり、重ね合わせ位置精度を向上させるための根本的な解決手段とはならない。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、同一基板上にフォトリソグラフィー法を用いた複数のパターニング工程を用いてパターンを形成するために重ね合わせ描画する場合、１回目の描画パターンと２回目の描画パターンとが高い精度で位置合わせされて形成されるパターン形成方法及びそれを用いたグレートーンマスクの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）同一基板上に、フォトリソグラフィー法を用いた複数のパターニング工程を用いてパターンを形成する工程を有するパターン形成方法において、第１アライメントマークを含む第１のパターンと、第２のパターンを形成するための被エッチング層が形成された基板を準備する工程と、前記基板上にレジスト膜を形成した後、該レジスト膜に、前記第１アライメントマークを用いて位置合わせを行い第２アライメントマークを描画する工程と、前記第１のパターンと前記第２アライメントマークを描画して得られた第２アライメントマークとを用いて重ね合わせ描画の位置精度を測定する工程と、次に、前記レジスト膜に、前記第１アライメントマークを用いて位置合わせを行い前記第２のパターンを描画するに際し、前記重ね合わせ描画の位置精度の測定の結果位置ずれがあった場合には位置ずれ補正を施して前記第２のパターンを描画する工程とを含むことを特徴とするパターン形成方法である。
（構成２）前記第２アライメントマークを描画して得られた第２アライメントマークは、描画後、現像のみを行って形成したレジストパターン、あるいは描画後、現像、さらにエッチングして形成したパターンであることを特徴とする構成１に記載のパターン形成方法である。
（構成３）前記第１のパターンは、前記第１アライメントマークとは別の参照用パターンを含み、前記第１アライメントマークを用いて位置合わせを行い第２アライメントマークを描画する工程において、前記第２アライメントマークを、前記参照用パターンの近傍に描画する、或いは、前記参照用パターンに重ねて描画することを特徴とする構成１又は２に記載のパターン形成方法である。

（構成４）構成１乃至３の何れか一に記載のパターン形成方法を用いて、遮光部、透光部及び半透光部を有するパターンを形成する工程を含むことを特徴とするグレートーンマスクの製造方法である。

構成１によれば、本発明のパターン形成方法は、同一基板上にフォトリソグラフィー法を用いた複数のパターニング工程を用いてパターンを形成する工程を有するパターン形成方法において、第１アライメントマークを含む第１のパターンと、第２のパターンを形成するための被エッチング層が形成された基板を準備する工程と、前記基板上にレジスト膜を形成した後、該レジスト膜に、前記第１アライメントマークを用いて位置合わせを行い第２アライメントマークを描画する工程と、前記第１のパターンと前記第２アライメントマークを描画して得られた第２アライメントマークとを用いて重ね合わせ描画の位置精度を測定する工程と、次に、前記レジスト膜に、前記第１アライメントマークを用いて位置合わせを行い前記第２のパターンを描画するに際し、前記重ね合わせ描画の位置精度の測定の結果位置ずれがあった場合には位置ずれ補正を施して前記第２のパターンを描画する工程とを含むパターン形成方法である。

第１のパターンと第２のパターンとを重ね合わせ描画により形成する場合、位置ずれの発生の原因は、あるアライメントマークを用いて位置合わせを行って描画した場合にずれる傾向があることによるもので、このずれる大きさ、ずれる方向などには、主に、使用する描画装置の特性やアライメントマーク自体の微小な個体差等に起因する一定の傾向があると考えられる。従って、同じ描画装置及び／又はアライメントマークを用いて重ね合わせ描画を行う場合においては、描画傾向（ずれる傾向）は一致するものと考えられる。そこで、本発明では、基板上に第１のパターンと一緒に形成した第１アライメントマークを用いて位置合わせを行い第２パターンを描画する前に、上記第１アライメントマークを用いて位置合わせを行って第２アライメントマークを描画する。そして、第１のパターンと前記第２アライメントマークを描画して得られた第２アライメントマークとを用いて重ね合わせ描画の位置精度を測定し、その測定の結果、もし無視できない位置ずれがあった場合には位置ずれ補正を施して前記第２のパターンを描画する。これにより、アライメントマークを用いて位置合わせを行って描画した場合にずれる傾向があったとしても、予め重ね合わせ描画の位置精度を測定し、位置ずれがあった場合には位置ずれ補正を施してパターン（第２パターン）を描画するため、結果的には第１のパターンと第２のパターンとは、高い精度で重ね位置合わせされて形成される。

構成２にあるように、前記第２アライメントマークを描画して得られた第２アライメントマークは、描画後、現像のみを行って形成したレジストパターン、あるいは描画後、現像、さらにエッチングして形成したパターンである。とりわけ、第２アライメントマークを描画後、現像、さらにエッチングして形成したパターンとすることにより、第２アライメントマークのコントラストが向上するので、重ね合わせ描画の位置ずれを測定する際の高い測定精度が得られる。
また、構成３にあるように、前記第１のパターンは、前記第１アライメントマークとは別の参照用パターンを含み、前記第１アライメントマークを用いて位置合わせを行い第２アライメントマークを描画する工程において、前記第２アライメントマークを、前記参照用パターンの近傍に描画する、或いは、前記参照用パターンに重ねて描画することは好ましい態様である。第２アライメントマークとそれと極めて近い位置にある参照用パターンとを用いて重ね合わせ描画の位置精度を測定することができるため、測定精度が向上する。

また、構成４にあるように、構成１乃至３の何れかに記載のパターン形成方法を用いて、遮光部、透光部及び半透光部を有するパターンを形成する工程を含むグレートーンマスクの製造方法によれば、位置ずれの無いデバイスパターンが形成されたグレートーンマスクを得ることができる。そして、このグレートーンマスクを用いることにより、例えば動作不良の無い安定性の高いＴＦＴ基板等が得られる。

本発明のパターン形成方法によれば、同一基板上にフォトリソグラフィー法を用いた複数のパターニング工程を用いて第１のパターンと第２のパターンとを重ね合わせ描画して形成する場合、第１のパターンと一緒に形成した第１アライメントマークを用いて位置合わせを行い第２のパターンを描画する前に、予め上記アライメントマークにて位置合わせを行った第２アライメントマークを描画して、重ね合わせ描画の位置精度を測定し、位置ずれがあった場合には位置ずれ補正を施して第２パターンを描画するため、第１のパターンと第２のパターンとが高い精度で重ね位置合わせされたパターンを形成することができる。

また、本発明のパターン形成方法は、たとえば、透光性基板上に、遮光部、透光部及び半透光部を有するデバイスパターンが形成されたグレートーンマスクの製造に用いると好適である。つまり、本発明のパターン形成方法を用いてパターンを形成する工程を含むグレートーンマスクの製造方法によれば、位置ずれの無いデバイスパターンが形成されたグレートーンマスクを得ることができる。

以下、本発明を実施の形態により詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１及び図２は、本発明のパターン形成方法を、透光性基板上に遮光部、透光部及び半透光部を有するデバイスパターンが形成されたグレートーンマスクの製造工程に適用した実施の形態１を示すもので、図１はその製造工程を順に示す断面図、図２はその平面図である。
まず、図１（ａ）に示すように、透光性基板１上に、遮光膜からなるアライメントマーク（第１アライメントマークとする）６と矩形状のパターン２ａ（第１のパターン）が形成された基板１０を製造する。本実施の形態では、前述の図８（ａ）と同様、基板の非デバイスパターン領域（デバイスパターンが形成される領域を除く領域）である四方のコーナーにそれぞれアライメントマーク６が形成され、中央のデバイスパターン領域には多数の矩形状のパターン２ａが形成されている（図２（ａ）参照）。なお、便宜上、図１は図２の一部分を模式的に示しており、両者のパターン形状が完全に一致するものではない。

図１（ａ）に示す基板１０は、フォトリソグラフィー法を用いて例えば次のようにして製造することができる。
先ず、石英ガラス等の透光性基板１上に適当な材質からなる遮光膜を成膜した基板を用意する。ここで、遮光膜の材質としては、薄膜で高い遮光性が得られるものが好ましく、例えばＣｒ，Ｓｉ，Ｗ，Ａｌ等が挙げられる。また、マスク使用時の反射率を低減させるため、遮光膜上に反射防止膜を有してもよい。反射防止膜の材質としては、例えば上記遮光膜の材質の酸化物等が挙げられる。

次に、この遮光膜を形成した基板上の全面に例えば描画用のポジ型レジストを塗布し、ベーキングを行ってレジスト膜を形成し、このレジスト膜に電子線描画機或いはレーザ描画機などを用いて所望のパターン描画（１回目のパターン描画）を行い、現像を行って、レジストパターンを形成する。次に、このレジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜をエッチングし、残存するレジストパターンを除去して、遮光膜パターン２ｂからなる上記アライメントマーク６と矩形状のパターン２ａ（第１パターン）を形成する。こうして、上記基板１０が出来上がる。

次に、上記基板１０上の全面に、第２パターンを形成するための半透光膜３を成膜する（図１（ｂ）、図２（ｂ）参照）。
半透光膜３の材質としては、薄膜で、透光部の透過率を１００％とした場合に透過率５０％程度の半透過性が得られるものが好ましく、例えばＣｒ化合物（Ｃｒの酸化物、窒化物、酸窒化物、フッ化物など）、ＭｏＳｉ、Ｓｉ，Ｗ，Ａｌ等が挙げられる。Ｓｉ，Ｗ，Ａｌ等は、その膜厚によって高い遮光性も得られ、或いは半透過性も得られる材質である。なお、ここで透過率とは、グレートーンマスクを使用する例えば大型ＬＣＤ用露光機の露光光の波長に対する透過率のことである。また、半透光膜の透過率は５０％程度に限定される必要は全くない。半透光部の透過性をどの程度に設定するかは設計上の問題である。

また、前記遮光膜と半透光膜３の材質の組合せに関しては、本実施の形態においては特に制約されない。互いの膜のエッチング特性が同一又は近似していてもよく、或いは、互いの膜のエッチング特性が異なっていてもよい。本実施の形態では、最終的に半透光部となる領域を露出させた透光性基板上に直接半透光膜を成膜することにより半透光部を形成するので、膜材料に関して特に制約されることは無く、遮光膜と半透光膜のエッチング特性が同一或いは近似した材質の組合せを選択することが出来る。
半透光膜３の成膜方法については、前述の遮光膜と同様、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ（化学的気相成長）法など、膜種に適した方法を適宜選択すればよい。また、半透光膜３の膜厚に関しては、特に制約はないが、所望の半透光性が得られるように最適化された膜厚で形成すればよい。

そして、上記半透光膜３上に、前記ポジ型レジストを塗布し、ベーキングを行って、レジスト膜４を形成する（図１（ｃ）、図２（ｃ）参照）。
次に、前記アライメントマーク（第１アライメントマーク）６を用いて位置合わせを行い第２アライメントマークを描画する。本実施の形態では、第２アライメントマークは、上記レジスト膜４を部分的に（符号５で示す部分）描画し、その描画部分（あるいは描画部分を含む領域）を現像して得られたレジストパターンである（図１（ｄ）参照）。第２アライメントマークの形状や大きさは任意であるが、後で重ね合わせ描画の位置ずれを検出し測定し易い形状や大きさとすることが望ましい。また、第２アライメントマークを形成する位置は、基板上の非デバイスパターン領域であればよいが、後で重ね合わせ描画の位置ずれを測定する際の測定精度を上げるためにはなるべく前記遮光膜のパターン２ａ（第１のパターン）の近傍に形成することが好ましい。本実施の形態では、かかる第２アライメントマークを、基板上の非デバイスパターン領域であって、前記遮光膜のパターン２ａのうちの各コーナーにあるパターンの近傍に、該パターン２ａと略同じ大きさの矩形状に形成している（図２（ｄ）参照）。なお、第２アライメントマークを形成するために、上記レジスト膜４を部分的に描画した部分を現像する方法としては、所望の箇所を部分的に現像できる治具を用いる等の方法がある。

そして、前記遮光膜のパターン２ａ（第１のパターン）と上記第２アライメントマークを描画し現像して得られた第２アライメントマークとを用いて重ね合わせ描画の位置精度を測定する。この測定には、（装置等）を用いることができる。
次いで、前記第１アライメントマーク６を用いて位置合わせを行い第２のパターンを描画（２回目のパターン描画）するが、この際、上記重ね合わせ描画の位置精度の測定の結果、もし無視できない位置ずれがあった場合には位置ずれ補正を施して第２のパターンを描画する。描画後、現像して、レジストパターン４ａを形成する（図１（ｅ）、図２（ｅ）参照）。

そして、このレジストパターン４ａをマスクとして、露出した半透光膜３をエッチングして半透光膜のパターン３ａを形成し、さらに残存するレジストパターンを除去することにより、遮光膜２ａからなる遮光部、半透光膜３ａからなる半透光部及び透光性基板１が露出した透光部を有するデバイスパターン７が形成されたグレートーンマスク２０が出来上がる（図１（ｆ）、図２（ｆ）参照）。

以上のように本実施の形態では、基板上に第１のパターンと一緒に形成した第１アライメントマークを用いて位置合わせを行い第２パターンを描画する前に、上記第１アライメントマークを用いて位置合わせを行って部分的に描画し現像して得られた第２アライメントマーク（レジストパターン）と第１のパターンとを用いて重ね合わせ描画の位置精度を測定し、その測定の結果、もし無視できない位置ずれがあった場合には位置ずれ補正を施して前記第２のパターンを描画する。従って、アライメントマークを用いて位置合わせを行って描画した場合に仮にずれる傾向があったとしても、第２のパターンを描画する前に予め重ね合わせ描画の位置精度を測定し、位置ずれがある場合には位置ずれ補正を施して第２パターンを描画するため、結果的には第１のパターンと第２のパターンとは、高い精度で重ね位置合わせされて形成される。

（実施の形態２）
図３及び図４は、本発明のパターン形成方法を、透光性基板上に遮光部、透光部及び半透光部を有するデバイスパターンが形成されたグレートーンマスクの製造工程に適用した実施の形態２を示すもので、図３はその製造工程を順に示す断面図、図４はその平面図である。
本実施の形態における製造工程は前述の実施の形態１と同様であるが、本実施の形態においては、前記第１アライメントマーク６を用いて位置合わせを行い第２アライメントマークを描画する工程において、前記レジスト膜４を部分的に（符号５で示す部分）描画し、その描画部分（あるいは描画部分を含む領域）を現像し、さらに露出した半透光膜３をエッチングして形成したパターン８を第２アライメントマークとしている（図３（ｄ）参照）。これにより、第２アライメントマークを検出する際のコントラストが向上するため、重ね合わせ描画の位置精度を測定する際の測定精度がより高められるので好ましい。

（実施の形態３）
図５及び図６は、本発明のパターン形成方法を、透光性基板上に遮光部、透光部及び半透光部を有するデバイスパターンが形成されたグレートーンマスクの製造工程に適用した実施の形態３を示すもので、図５はその製造工程を順に示す断面図、図６はその平面図である。
本実施の形態における製造工程は前述の実施の形態１と同様であるが、本実施の形態においては、図５（ａ）に示すように、基板１１において、前記第１のパターン２ａと前記第１アライメントマーク６の他に．さらに遮光膜パターン２ｃからなる参照用パターン９を同時に形成しておき、第１アライメントマーク６を用いて位置合わせを行い第２アライメントマークを描画する工程において、前記第２アライメントマークを、前記参照用パターンの近傍に描画する、或いは、前記参照用パターンに重ねて描画する点が特徴である。本実施の形態では、具体的には、かかる参照用パターン９を、基板上の非デバイスパターン領域であって、前記遮光膜のパターン２ａのうちの各コーナーにあるパターンの近傍に、該パターン２ａと略同じ大きさの矩形状に形成している（図６（ｄ）参照）。そして、第１アライメントマーク６を用いて位置合わせを行い第２アライメントマークを描画する工程において、前記参照用パターン９に重ねて前記レジスト膜４を部分的に（符号５で示す部分）描画し、その描画部分（あるいは描画部分を含む領域）を現像し、さらに露出した半透光膜３をエッチングして形成したパターン８を第２アライメントマークとしている（図５（ｄ）参照）。

本実施の形態によれば、基板上の非デバイスパターン領域に略重なり合うように形成された、或いは極めて近い位置関係にある参照用パターン９と第２アライメントマーク（パターン８）とを用いて重ね合わせ描画の位置精度を測定することができるため、測定精度がさらに向上する。

なお、参照用パターン９の形状や大きさは任意であるが、後で第２アライメントマークと対比して重ね合わせ描画の位置ずれを検出し測定し易い形状や大きさとすることが望ましい。参照用パターン９と第２アライメントマークとは、例えば同じ大きさの同一形状、異なる大きさの同一形状、あるいは異なる形状（例えば矩形と円形）の組み合わせとすることができる。
また、本実施の形態では、前記レジスト膜４を部分的に（符号５で示す部分）描画し、その描画部分を現像し、さらにエッチングして形成したパターン８を第２アライメントマークとしているが、描画部分の現像のみを行って形成されるレジストパターンを第２アライメントマークとして用いてもよい。

また、以上の実施の形態では、専ら本発明のパターン形成方法をグレートーンマスクの製造工程に適用した例を説明したが、本発明はこれには限定されず、例えば、透光性基板上に遮光膜パターンと位相シフター膜パターンとを重ね合わせ描画工程により形成する位相シフトマスクの製造工程に適用することができる。

本発明のパターン形成方法の実施の形態１としてグレートーンマスクの製造に適用した場合の製造工程を順に示す断面図である。 本発明のパターン形成方法の実施の形態１としてグレートーンマスクの製造に適用した場合の製造工程を順に示す平面図である。 本発明のパターン形成方法の実施の形態２としてグレートーンマスクの製造に適用した場合の製造工程を順に示す断面図である。 本発明のパターン形成方法の実施の形態２としてグレートーンマスクの製造に適用した場合の製造工程を順に示す平面図である。 本発明のパターン形成方法の実施の形態３としてグレートーンマスクの製造に適用した場合の製造工程を順に示す断面図である。 本発明のパターン形成方法の実施の形態３としてグレートーンマスクの製造に適用した場合の製造工程を順に示す平面図である。 従来のグレートーンマスクの製造工程の一例を示す断面図である。 従来のグレートーンマスクの製造工程の一例を示す平面図である。

符号の説明

１ 透光性基板
２ａ 遮光膜パターン
３ 半透光膜
４ レジスト膜
５ 第２アライメントマーク
６ 第１アライメントマーク
７ デバイスパターン
８ 第２アライメントマークパターン
９ 参照用パターン
１０，１１ 基板
２０，２１ グレートーンマスク

Claims (4)

1. 同一基板上に、フォトリソグラフィー法を用いた複数のパターニング工程を用いてパターンを形成する工程を有するパターン形成方法において、
   第１アライメントマークを含む第１のパターンと、第２のパターンを形成するための被エッチング層が形成された基板を準備する工程と、
   前記基板上にレジスト膜を形成した後、該レジスト膜に、前記第１アライメントマークを用いて位置合わせを行い第２アライメントマークを描画する工程と、
   前記第１のパターンと前記第２アライメントマークを描画して得られた第２アライメントマークとを用いて重ね合わせ描画の位置精度を測定する工程と、
   次に、前記レジスト膜に、前記第１アライメントマークを用いて位置合わせを行い前記第２のパターンを描画するに際し、前記重ね合わせ描画の位置精度の測定の結果位置ずれがあった場合には位置ずれ補正を施して前記第２のパターンを描画する工程と
   を含むことを特徴とするパターン形成方法。
2. 前記第２アライメントマークを描画して得られた第２アライメントマークは、描画後、現像のみを行って形成したレジストパターン、あるいは描画後、現像、さらにエッチングして形成したパターンであることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
3. 前記第１のパターンは、前記第１アライメントマークとは別の参照用パターンを含み、前記第１アライメントマークを用いて位置合わせを行い第２アライメントマークを描画する工程において、前記第２アライメントマークを、前記参照用パターンの近傍に描画する、或いは、前記参照用パターンに重ねて描画することを特徴とする請求項１又は２に記載のパターン形成方法。
4. 請求項１乃至３の何れか一に記載のパターン形成方法を用いて、遮光部、透光部及び半透光部を有するパターンを形成する工程を含むことを特徴とするグレートーンマスクの製造方法。
   

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