JP2013110226A - アライメント方法、及びマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な方法で、精度よくアライメントすることができるアライメント方法、及びマスクの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の一態様にかかるアライメント方法は、基板１１の一部に複数の粒子１５を散布するステップと、複数の粒子１５の座標を検出するステップとを備えている。さらに、本発明の一態様にかかるアライメント方法は、複数の粒子１５をアライメントマークとして用いて、基板１１のアライメントを行うステップと、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、アライメント方法、及びマスクの製造方法に関して、特に詳しくはアライメントマークを用いてアライメントするアライメント方法、及び該アライメント方法を用いたマスクの製造方法に関する。

ＥＵＶＬ（Ｅｘｔｒｅｍｅ ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）のマスク等において、微細パターンを形成する場合、そのアライメントには、アライメントマーク（フィデューシャルマーク）が用いられている（特許文献１）。特許文献１には、基板に溝を形成して、その溝に酸化クロムを堆積することで、十字形のアライメントマークを形成している。

特開２００５−８３７９５号公報

しかしながら、アライメントマークのパターン位置精度や形状が悪い場合、それらの影響により、アライメント精度が劣化してしまうことがある。特に、ＥＵＶＬ用のマスクの場合、ＥＵＶ光を反射する多層膜が基板全体に形成されている。従って、アライメントマークの上にも、多層膜が形成される。このため、欠陥検出時のＳ／Ｎが低下して、検出精度が劣化してしまう。さらに、ＥＵＶＬ用マスクでは、パターン描画時に、非常に高いアライメント精度が要求されている。例えば、ＥＵＶＬ用マスクにおいて、ディフェクトミチゲーションを行う場合、２０ｎｍがアライメントのトータルの許容誤差となっている。したがって、パターン描画の位置精度を十分に高くすることができないという問題点がある。さらに、基板のエッチング加工工程や、十字形状のパターン形成工程において、さらに欠陥が発生してしまうことがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、簡便な方法で、精度よくアライメントすることができるアライメント方法、及びマスクの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係るアライメント方法は、基板の一部に複数の粒子を散布するステップと、前記複数の粒子の座標を検出するステップと、前記複数の粒子をアライメントマークとして用いて、前記基板のアライメントを行うステップと、を備えたものである。これにより、簡便な方法で、アライメント精度を向上することができる。

本発明の第２の態様に係るアライメント方法は、上記のアライメント方法であって、前記多層膜が形成された基板に対して、実欠陥の座標を検出するステップをさらに備え、前記実欠陥の座標と、前記複数の粒子の座標とが同じ欠陥検査装置において検出されることを特徴とするものである。これにより、基板の欠陥検査において、粒子の座標を検出することができる。よって、粒子と実欠陥の位置関係を正確に把握することができる。

本発明の第３の態様に係るアライメント方法は、上記のアライメント方法であって、前記複数の粒子の上から、前記基板上に光を反射する多層膜を形成するステップをさらに備え、前記多層膜を形成した後に、前記欠陥検査装置が前記基板のほぼ全面を検査することで前記実欠陥の座標と前記粒子の座標が検出されることを特徴とするものである。これにより、多層膜の実欠陥の座標と、粒子の座標とをほぼ同時に検出することができる。

本発明の第４の態様に係るアライメント方法は、上記のアライメント方法であって、前記粒子が、金粒子、シリカ粒子、又はラテックス粒子であることを特徴とするものである。これにより、簡便に粒子を散布することができる。

本発明の第５の態様に係るマスクの製造方法は、上記のアライメント方法を用いたマスクの製造方法であって、基板上に、パターニングされる薄膜を形成するステップと、前記薄膜の上からレジストを形成するステップと、前記複数の粒子をアライメントマークとして用いて、前記基板をアライメントした状態で、前記レジストを露光するステップと、露光された前記レジストを現像した後、前記薄膜をパターニングするステップと、を備えたものである。これにより、簡便な方法で、薄膜を位置精度よくパターニングすることができる。

本発明の第６の態様に係るマスクの製造方法は、上記の製造方法において、前記複数の粒子が、前記薄膜のパターンが形成される領域の外側にある周辺領域のみに散布されていることを特徴とするものである。これにより、マスクを用いたパターン形成において、粒子が転写されるのを防ぐことができる。

本発明の第７の態様に係るマスクの製造方法は、上記の製造方法において、前記レジストを露光するステップでは、前記基板の欠陥が前記薄膜のパターンの直下に配置されるように、前記基板をアライメントすることを特徴とするものである。これにより、マスクを用いたパターン形成において、欠陥の発生を抑制することができる。

本発明によれば、簡便な方法で、精度よくアライメントすることができるアライメント方法、及びマスクの製造方法を提供することができる。

本実施の形態にかかるマスクの製造方法を示すフローチャートである。 レジストが塗布された状態の基板の構成を示す断面図である。 フィデューシャルエリアに、複数の粒子が散布された基板の構成を示す平面図である。 欠陥が転写する場合のマスクの構成を示す断面図である。 ディフェクトミチゲーションによって、欠陥が転写しないよう吸収体のパターンが形成されたマスクの構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。

本実施の形態にかかるアライメント方法、及びマスクの製造方法について、図１〜図３を用いて説明する。図１は、マスクの製造方法を示すフローチャートである。図２は、製造途中のマスクの断面図であり、レジストが塗布された基板の断面図である。図３は、マスクの構成を模式的に示す平面図である。また、図３では、フィデューシャルエリア１７を拡大して図示している。本実施の形態では、ＥＵＶＬ用のフォトマスクを製造する例について説明するが、本発明はこのマスクに限定されるものではない。

まず、基板（サブスレート）１１の周辺部に、複数の粒子１５を散布する（ステップＳ１）。ここでは、図３に示すように、矩形状の基板１１の周辺部に粒子１５を散布する。そして、基板１１上の３箇所が粒子を散布するフィデューシャルエリア１７としている。フィデューシャルエリア１７は、露光される領域の外側に配置される。すなわち、フィデューシャルエリア１７は、転写されるパターンが形成される領域の外側に配置される。粒子１５は、基板端近傍のフィデューシャルエリア１７のみに散布される。したがって、本実施の形態にかかるマスク製造方法で製造されたマスクを用いて露光を行ったとしても、粒子１５があるフィデューシャルエリア１７はウエハに転写されないため、欠陥の発生を防止することができる。

例えば、基板１１が１５２ｍｍ□とすると、転写される領域は１００ｍｍ〜１２０ｍｍ□程度であり、フィデューシャルエリア１７としては、１００μｍ〜数百μｍ□程度の大きさである。もちろん、フィデューシャルエリア１７の数、大きさ、及び配置は特に限定されるものではない。なお、図３では、露光される領域に２つの実欠陥１６が付着している。

散布する粒子１５としては、金粒子、又はシリカ粒子等の微粒子を用いることができる。あるいは、ＰＳＬ（ポリスチレンラテックス）などのラテックス粒子を用いることができる。まず、これらの粒子１５を帯電して、ほぼ同じサイズの粒子１５をスクリーニングする。そして、散布装置によって帯電した粒子１５を、フィデューシャルエリア１７に散布する。さらには、フィデューシャルエリア１７以外の箇所をステンシルでマスクしてもよい。これにより、転写される領域に粒子１５が散布されるのを確実に防ぐことができる。１つのフィデューシャルエリア１７としては、例えば数十個〜数百個の粒子１５を散布することができる。複数の粒子１５を散布することで、一部の粒子１５が付着しなかったり、検出できなかったりした場合でも、アライメントすることができる。

次に、粒子１５が形成された基板１１の全面に、ＥＵＶ光を反射する多層膜１２を形成する（ステップＳ２）。多層膜１２は、例えば、モリブデンとシリコンを交互に数十層積み重ねた構造になっている。これにより、基板１１、及び粒子１５、及び基板１１に存在する実欠陥１６を覆うように多層膜１２が形成される。なお、実欠陥１６が形成した箇所と、粒子１５を散布した箇所とは、図２に示した断面構成を有している。

そして、多層膜１２が形成された基板１１全面に対して欠陥検査を行い、欠陥の座標を記録する（ステップＳ３）。これにより、基板１１の実欠陥１６が検出される。このとき、フィデューシャルエリア１７において、基板１１に付着した粒子１５も欠陥として検出される。すなわち、露光に不要な周辺領域についても欠陥検査を行う。ここでは、基板端２ｍｍの領域を除いて、基板１１全体の欠陥検査を行う。

例えば、実欠陥１６が付着した箇所では、図２に示すように、多層膜１２が突出した構造となるため、反射光の強度に異常が生じる。したがって、照明光を走査したときの反射光強度に応じて、実欠陥１６を検出することができる。同様に粒子１５の上についても、図２に示したような構成となるため、反射光強度に異常が生じる。そして、検出した実欠陥１６及び粒子１５の座標を欠陥座標として、コンピュータなどの処理装置に記録する。このようにして、実欠陥１６と粒子１５の座標を検出して、記録する。また、欠陥検査装置では、実欠陥１６と粒子１５が同じ欠陥として検出される。換言すると、予め設定されたフィデューシャルエリア１７内にある欠陥が粒子１５として認識され、フィデューシャルエリア１７の外側にある欠陥が実欠陥１６として認識される。

ここでは、実欠陥１６と粒子１５の検出を、同じ欠陥検査装置で行うことができる。よって、実欠陥１６と粒子１５の座標をより正確に検出することができ、実欠陥１６と粒子１５の位置関係を正確に把握することができる。すなわち、欠陥検査装置の動作モードを変えずに欠陥を検出することができるため、アライメントによる誤差を排除することができる。このようにして、実欠陥１６と粒子１５を含む欠陥の座標を欠陥マップとして、記録する。さらに、アライメントマークを検出するためのアルゴリズムなどが不要になる。

欠陥検査の後、多層膜１２の上に、ＥＵＶ光を吸収する吸収体１３を形成する（ステップＳ４）。さらに、吸収体１３の上に、吸収体１３をパターニングするためのレジスト１４を形成する（ステップＳ５）。吸収体１３、及びレジスト１４は、基板１１の全面に形成される（図２参照）。

次に、レジスト１４が塗布された基板１１に対してパターン描画を行う（ステップＳ６）。例えば、ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ）描画装置を用いて、所望の回路パターンに応じたＥＢ露光を、レジスト１４に施す。これにより、レジスト１４が露光される。そして、レジスト１４を現像すると、回路パターンに応じたレジスト１４のパターンが形成される。そして、レジスト１４のパターンをマスクとして用いて、吸収体１３をエッチングすると、吸収体１３のパターンが形成される。このようにして、所望の回路パターンを有するマスクを製造することができる。このマスクを用いることで、吸収体１３のパターン、すなわち、多層膜１２の露出パターンが半導体ウエハに転写される。

本実施の形態では、パターン描画のステップにおいて、ディフェクトミチゲーションによって、欠陥が転写しないように吸収体１３のパターンを形成している。ここで、ディフェクトミチゲーションの原理について、図４、及び図５を用いて説明する。図４に示すよう、吸収体１３のパターンの間に、実欠陥１６があるマスクを用いて露光すると、実欠陥１６が半導体ウエハに転写してしまう。すなわち、多層膜１２が露出した箇所において、実欠陥１６が存在した箇所からの反射光強度が低下して、この部分にパターン異常が発生する。一方、吸収体１３のパターン直下に、実欠陥１６があるマスクを用いて露光すると、実欠陥１６が半導体ウエハに転写しない。すなわち、吸収体１３の直下に実欠陥１６があったとしても、吸収体１３で光が吸収されるため、パターン異常が発生しない。

したがって、全ての実欠陥１６が吸収体１３の直下に配置するように、吸収体１３をパターニングすれば、欠陥フリーなＥＵＶマスクを製造することができる。そのため、上述したように、予め欠陥の座標を検出して、欠陥マップを生成しておく。そして、実際に描画する描画パターンと欠陥マップを比較して、実欠陥１６が吸収体１３の直下に配置されるように、アライメントをする。例えば、描画パターンの座標系を相対的にずらすことで、実欠陥１６の真上に、吸収体１３のパターンを形成する。このようにすることで、転写される欠陥の数を抑制して、生産性を向上することができる。すなわち、全ての実欠陥１６を吸収体１３のパターンの直下に配置することできれば、転写される欠陥を０にすることができる。

以下に、レジスト１４を露光する際のアライメント方法について、説明する。本実施の形態では、フィデューシャルエリア１７に散布された粒子１５、あるいは粒子１５が散布されたフィデューシャルエリア１７を、アライメントマークとして用いている。まず、フィデューシャルエリア１７をＥＢ描画装置のＥＢでスキャンして、反射電子、又は二次電子の強度分布から粒子１５の座標を特定する。そして、ステップＳ３で記録した欠陥マップとEB描画装置の座標系のずれを検出する。そして、描画パターンと欠陥マップを重ね合わせて、吸収体１３のパターン下に、実欠陥１６が配置されるように、描画パターンの座標系をずらす。例えば、基板１１を基準位置から縦横方向にシフトしたり、回転させた状態とする。そして、このようにアライメントした状態で、レジスト１４を露光することで、パターンを描画する。このようにして、欠陥が転写されるのを防止することができるマスクを製造することができる。

本実施の形態にかかるアライメント方法では、散布した粒子１５の座標を基準にしている。このため、アライメントマークを構成するパターンの形成誤差を抑制することができる。また、粒子１５は、微小に突起した形状となっているため、それぞれの中心座標を特定しやすい。これにより、アライメントの精度を向上することができる。さらに、複数の粒子の座標を基準にしているため、欠陥の検出誤差を抑制することができ、より高い座標精度でアライメントすることができる。また、実欠陥１６による欠陥と粒子１５による欠陥とを同じ欠陥検出装置で検出している。これにより、粒子１５と実欠陥１６との検出に同じアルゴリズムを用いることができる。これにより、欠陥検出の誤差要因を抑制することができる。このように、本実施の形態にかかるアライメント方法によれば、簡便な方法で、精度の高いアライメントが可能になる。

また、フィデューシャルエリア１７における粒子１５の空間分布によって、ＥＵＶマスクを識別することも可能となる。すなわち、複数の粒子１５の空間分布をマスクの識別子として用いることも可能となる。

上記の説明では、ＥＵＶマスクの製造工程中に、アライメントする例について説明したが、ＥＵＶマスク以外のフォトマスクに対して、上記のアライメント方法を適用してもよい。さらには、マスク以外のパターン基板に対して、上記のアライメント方法を適用してもよい。これにより、簡便な方法で、精度よくアライメントすることができる。

１１ 基板
１２ 多層膜
１３ 吸収体
１４ レジスト
１５ 粒子
１６ 欠陥
１７ フィデューシャルエリア

Claims (7)

1. 基板の一部に複数の粒子を散布するステップと、
   前記複数の粒子の座標を検出するステップと、
   前記複数の粒子をアライメントマークとして用いて、前記基板のアライメントを行うステップと、を備えたアライメント方法。
2. 前記基板に対して、実欠陥の座標を検出するステップをさらに備え、
   前記実欠陥の座標と、前記複数の粒子の座標とが同じ欠陥検査装置において検出されることを特徴とする請求項１に記載のアライメント方法
3. 前記複数の粒子の上から、前記基板上に光を反射する多層膜を形成するステップをさらに備え、
   前記多層膜を形成した後に、前記欠陥検査装置が前記基板のほぼ全面を検査することで前記実欠陥の座標と前記粒子の座標が検出されることを特徴とする請求項２に記載のアライメント方法。
4. 前記粒子が、金粒子、シリカ粒子、又はラテックス粒子であることを特徴とする請求項１、２、又は３に記載のアライメント方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のアライメント方法を用いたマスクの製造方法であって、
   前記基板上に、パターニングされる薄膜を形成するステップと、
   前記薄膜の上からレジストを形成するステップと、
   前記複数の粒子をアライメントマークとして用いて、前記基板をアライメントした状態で、前記レジストを露光するステップと、
   露光された前記レジストを現像した後、前記薄膜をパターニングするステップと、を備えたマスクの製造方法。
6. 前記複数の粒子が、前記薄膜のパターンが形成される領域の外側にある周辺領域のみに散布されていることを特徴とする請求項５に記載のマスクの製造方法。
7. 前記レジストを露光するステップでは、前記基板の欠陥が前記薄膜のパターンの直下に配置されるように、前記基板をアライメントすることを特徴とする請求項６に記載のマスク製造方法。

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