WO2004023534A1 - 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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Kaoru Koike
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    • H01J37/304—Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
    • H01J37/3045—Object or beam position registration

Definitions

  • Alignment method Alignment method, alignment substrate, method for manufacturing alignment substrate, exposure method, exposure apparatus, and method for manufacturing mask
  • the present invention relates to an alignment method in lithography, an alignment substrate, a method for manufacturing an alignment substrate, an exposure method, an exposure apparatus, and a method for manufacturing a mask.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of the membrane mask.
  • the membrane mask 101 exposes an ultra-thin membrane 102 that transmits charged particle beams or X-rays, and an absorber 103 that reflects / scatters / absorbs charged particle beams or X-rays. They are arranged according to the desired circuit pattern shape.
  • the beam 104 and the support frame 105 are formed by etching a silicon wafer, for example.
  • FIG. 1B is a sectional view of the stencil mask.
  • the stencil mask 106 has a thin membrane 107 for reflecting / scattering / absorbing charged particle beams or X-rays, and an opening 108 adapted to a circuit pattern shape to be exposed.
  • a beam 104 and a support frame portion 105 are formed by, for example, etching silicon wafers.
  • the membrane 107 is protected from etching by the etching stopper layer 109.
  • a thin film membrane is used for each mask.
  • pattern writing is interrupted periodically according to the drift amount of the electron beam, and the beam position is readjusted when the positioning error exceeds an allowable value.
  • This beam position adjustment is performed based on the detection of electrons reflected by irradiating an electron beam onto, for example, a tungsten mark on the stage, and the detection result of the stage position at that time. In this electron beam position adjustment, the stage moves from the stage position used for exposure to the stage position used for detection, and there is an actual error due to the stress associated with the slip or other movement of the stage.
  • Spatia 1-phase-locked electron beam lithography SPLEB
  • MIT US Pat. No. 5,892,230
  • Description and literature Spatial-phase-locked Electron-beam Lithography: Initial Test Results ", PP2342-5, J. Vac. Sci. Technol. B. Vol. 11, No. 6 Nov. Dec. 1993)).
  • the diode junction functions as a detector for incident electrons, positioning information can be obtained with an electron beam for exposure, similar to the MIT method.
  • the entire pattern is divided into small areas (subfields), and the entire pattern is transferred and exposed by irradiating each subfield with a charged particle beam and joining the subfield images on the substrate. Between the ludo
  • the distortion generated when the reticle is D-diced into the exposure apparatus and the distortion caused by errors in the production of the reticle are detected and corrected.
  • SPLEBL has a special positioning mark on the substrate, scans the entire surface of the substrate with an electron beam for exposure, detects the returned signal, and detects the positioning information simultaneously with the exposure. get. Therefore, high position accuracy can be obtained.
  • the positioning marks are arranged on the pattern and non-pattern at a pitch of several meters.
  • the second problem is that the exposure is slow because drawing is performed while reading the positioning information signal with all the positioning marks.
  • the first problem of SPLEBL is solved because the positioning mark is not created on the substrate but placed under the map.
  • the second and third issues remain.
  • the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-31008 is effective in preventing the contamination of the mask due to dust generated in the pitching step for forming the position reference mark and the subsequent cleaning step.
  • the position reference mark cannot be provided in the membrane, a plurality of position reference marks cannot be evenly arranged on the mask.
  • an alignment method of the present invention is characterized in that an exposure line is transmitted from a first surface side of a thin film to a second surface side, and is disposed on the second surface side of the thin film and outside the thin film.
  • the alignment substrate is an alignment mark formed on the second surface side of the thin film on which the exposure light is incident on the first surface such that the surface is opposed to the second surface of the thin film, and the alignment mark is formed on the surface. Enters through the thin film And having a plurality of said ⁇ Raime Ntoma one click for reflecting at a high reflectance than the surrounding surfaces of the exposure line.
  • a method for manufacturing an alignment substrate includes a step of forming an etching stopper layer on a first substrate, and a step of forming a second substrate on the etching stopper layer. Forming a plurality of alignment marks on a part of the second substrate; performing etching on a surface layer of the second substrate using the alignment mark as a mask; Forming a step between the surface of the second substrate directly below the mark and the surface of the second substrate around the alignment mark; and forming a step on the alignment mark and around the alignment mark. Forming a resist on a part of the second substrate, and etching the second substrate using the resist as a mask until one layer of the etching stopper is exposed. When, characterized in that a step of removing the resist.
  • an exposure method comprises the steps of: measuring a position coordinate of the alignment mark on an alignment substrate having a plurality of alignment marks on a surface; Disposing the alignment substrate on the second surface side of the applied thin film such that the second surface of the thin film and the surface face each other; Transmitting the exposure line from the first surface side to the second surface side of the thin film and reflecting the exposure line by the alignment mark; and exposing the exposure line reflected by the alignment mark to the first surface of the thin film.
  • Detecting on the surface side detecting the position of the alignment mark; determining the position of drawing a mask pattern on the resist using the detected position of the alignment mark; Drawing the mask pattern by exposure to charged particle beam, ultra-short ultraviolet ray, X-ray, ultraviolet ray and / or radiation.
  • an exposure apparatus includes a thin film holding means for holding a thin film having a resist applied on a first surface, and an alignment substrate having a plurality of alignment marks on the surface.
  • An alignment substrate holding means for holding, on the second surface side of the thin film, the second surface of the thin film so as to face the surface, and irradiating an exposure line on the first surface, the resist and the thin film
  • An alignment detection system that reflects the alignment mark through the alignment mark, detects the exposure line reflected by the alignment mark on the first surface side, and measures the position coordinates of the alignment mark. It is characterized by having a charged particle beam source for drawing a mask pattern on the resist, an ultra-short ultraviolet ray source, an X-ray source, an ultraviolet ray source and a radiation source.
  • a method of manufacturing a mask according to the present invention includes a step of applying a resist on a first surface of a thin film and a step of forming an alignment substrate having a plurality of alignment marks formed on the surface. Disposing the second surface of the thin film on the second surface side of the thin film so that the second surface and the surface face each other; and exposing the exposure light from the first surface side to the second surface side of the thin film, Reflecting the exposure line on an alignment mark; detecting the exposure line reflected on the alignment mark on the first surface side of the thin film; and detecting a position of the alignment mark.
  • the alignment substrate can also be used for other thin film alignments in which different mask patterns are drawn.
  • the alignment can be performed with a charged particle beam, ultra-short ultraviolet ray, X-ray, ultraviolet ray and / or radiation used for exposure of a mask pattern.
  • FIG. 1A is a sectional view of a membrane mask
  • FIG. 1B is a sectional view of a stencil mask.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of a mask blank to be aligned by the alignment method of the present invention
  • FIG. 2B is a cross-sectional view of the alignment substrate of the present invention
  • FIG. 2C is a cross-sectional view of the mask blank of FIG. 2A.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view showing a state where the alignment substrate of FIG. 2B is set.
  • FIG. 3 is an example of a top view of the mask blank shown in FIG. 2A.
  • FIG. 4 is another example of a top view of the mask blank shown in FIG. 2A.
  • 5A to 5C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method for manufacturing an alignment substrate according to the present invention.
  • 6A to 6C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method for manufacturing an alignment substrate according to the present invention, and show steps subsequent to FIG. 5C.
  • FIG. 7A to 7C are cross-sectional views showing the manufacturing steps of the method for manufacturing an alignment substrate of the present invention, and show the steps following FIG. 6C.
  • FIG. 8 is a sectional view showing the alignment method of the present invention.
  • 9A and 9B show masks to be aligned by the alignment method of the present invention. It is an example of the sectional view of a blank.
  • FIG. 10A is another example of a cross-sectional view of a mask blank to be aligned by the alignment method of the present invention
  • FIG. 10B is a view in which the mask blank of FIG. 10A and the alignment substrate of the present invention are set. It is sectional drawing which shows a state.
  • FIG. 11 is a sectional view showing another example of the alignment method of the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 2A is a cross-sectional view showing the mask blank 1 before exposing the mask pattern
  • FIG. 2B is a cross-sectional view of the alignment substrate 11 of the present embodiment
  • FIG. 2C is a sectional view showing a state where the mask blanks 1 of FIG. 2A and the alignment substrate 11 of FIG. 2B are set.
  • a resist 3 having sensitivity to an electron beam is applied on the membrane 2.
  • the material of the membrane 2 is not limited, but in this embodiment, it is a single-crystal silicon membrane.
  • a beam 4 and a support frame portion 5 are formed by etching a silicon wafer.
  • FIG. 3 is an example of a plan view of the mask blank 1 shown in FIG. 2A.
  • the beams 4 are arranged in a lattice shape, for example.
  • An opening having a desired circuit pattern shape is formed in a portion where the beam 4 and the support frame 5 are not formed.
  • the opening is formed using a resist pattern obtained by exposing and developing the resist 3 in FIG. 2A as a mask.
  • FIG. 4 is another example of a plan view of the mask blank 1 of FIG. 2A.
  • a stencil mask with a beam 4 as shown in Fig. 3 a circuit pattern (opening) cannot be placed on the beam 4 part. Therefore, the circuit pattern overlapping with the beam 4 needs to be placed on another stencil mask (complementary mask) in which the position of the beam 4 is different.
  • the area inside the support frame 5 is divided into four areas by, for example, two straight lines a and b orthogonal to each other at the center. Are shifted.
  • the circuit patterns formed in these four regions are transferred by being superimposed on the same location on the substrate by exposure.
  • the circuit pattern of the part where the beam 4 is formed in one area can be arranged in another area in the mask, so that a plurality of complementary masks are manufactured and used. No need.
  • the mask blanks 1 shown in FIGS. 3 and 4 differ only in the arrangement of the beams 4, and have the same cross-sectional structure and manufacturing method.
  • the size of the portion surrounded by the beam 4 may be set within a range in which the bending of the membrane 2 can be prevented, and can be appropriately changed according to the material and thickness of the membrane 2.
  • the beams 4 are arranged in a grid on one surface of the silicon membrane 2, the length of one side of the square surrounded by the beams 4 is about 1 mm, and the width of the beams 4 is 100 to 20. It can be around 0.
  • an etching stopper layer 6 made of, for example, a silicon oxide film is formed between the membrane 2 and the beam 4 or the support frame portion 5.
  • the etching stopper layer 6 protects the membrane 2 from etching in the step of etching the silicon wafer to form the beam 4 and the support frame 5.
  • the mask blank having the above-described structure can be manufactured using, for example, an SOI (silicon on insulator or semiconductor on insulator) substrate.
  • SOI silicon on insulator or semiconductor on insulator
  • a beam 4 and a supporting frame portion 5 are formed from the silicon wafer 8 of S 0 I, the buried oxide film of the S 0 I substrate is used as the etching stopper layer 6, and the silicon layer is used as the membrane 2.
  • the alignment substrate 11 has an alignment mark 12 on the outermost surface.
  • the alignment mark support portion 13 is formed on the substrate 14 via a coating stopper layer 15.
  • the alignment mark support portion 13 below the alignment mark 12 has a shape in which the periphery of the alignment mark 12 is dug by etching.
  • the surface of the portion where the alignment mark support portion 13 around the alignment mark 12 is dug is hereinafter referred to as a step portion 13a.
  • the height a shown in FIG. 2B indicates the total height of the alignment mark support portion 13 and the alignment mark 12.
  • the height a is set according to the structure of the mask blank 1 in FIG. 2A.
  • the thickness of the 8-inch wafer is 725 m. Therefore, the distance b between the lower end of the beam 4 or the supporting frame portion 5 and the membrane 2 (see FIG. 2C) is obtained by adding 725 to the thickness of the etching stopper layer 6.
  • the height a is desirably as close as possible to the distance b, which is smaller than the distance b.
  • the thickness of the membrane 2 varies depending on the material of the membrane 2, the energy of the charged particle beam used for exposure, and the like.
  • the membrane 2 may be damaged. Therefore, it is important to adjust the position of the mask blanks and the alignment substrate in the height direction.
  • the alignment mark support portion of the alignment substrate 11 is provided. 13 can also be formed using a silicon wafer.
  • the height a is 7 25; m is the sum of the thickness of the alignment mark 12 and m.
  • the distance c from the tip of the alignment mark 12 to the step 13a of the alignment mark support 13 depends on the acceleration voltage of an electron beam exposure apparatus (mask exposure machine) used for mask exposure.
  • an electron beam exposure apparatus mask exposure machine
  • the distance c be about 10 or more.
  • the alignment mark support portion 13 By digging the alignment mark support portion 13 other than the alignment mark 12, the alignment mark support portion 13 can be compared with an alignment mark 12 made of, for example, tungsten.
  • the reflection intensity for the electron beam can be significantly reduced. That is, the alignment mark 12 can be detected with high contrast, and the ratio of the mark signal is improved.
  • the material of the alignment mark support portion 13 is desirably a material having a low atomic weight.
  • the alignment mark support portion 13 is formed by performing etching on the silicon wafer from the viewpoint of easy processing and prevention of contamination (contamination) of the mask blank 1.
  • the position and density at which the alignment marks 12 are formed are not particularly limited.
  • the portion surrounded by the beam 4 is a square of about 1 mm square (see FIGS. 3 and 4)
  • the alignment mark 12 is arranged on the alignment substrate 11 rather than on the membrane 2 of the mask blank 1, the alignment mark 12 is formed on the pattern under certain conditions described later.
  • the mark density is lower than that of SPLEBL, the alignment mark 12 can be selectively arranged on the non-pattern. Therefore, it is possible to prevent a decrease in latent image contrast due to reading of positional information over the entire register, as seen in SPLEBL in which marks are densely arranged on a pattern and a non-pattern.
  • the thickness of the alignment mark 12 depends on a charged particle beam (electron beam) for the alignment optical alignment (hereinafter, these are collectively referred to as an alignment exposure line).
  • an alignment exposure line When the high-acceleration electron beam used for the alignment is used for alignment, it is desirable to be about 0.1 to 5 ⁇ m. If the thickness of the alignment mark 12 is too small, the reflection intensity of the exposure line for alignment is weakened, and the alignment accuracy is reduced. If the thickness of the alignment mark is too large, it becomes difficult to etch the alignment mark forming layer 22 described later with reference to FIG. 5A.
  • the processing of the alignment mark holding portion 13 is performed in two stages. Thereby, the step portion 13a of the alignment mark support portion is formed at a desired height.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing a substrate for producing the alignment substrate 11 shown in FIG.
  • a silicon oxide film is formed as a first etching layer 15 on a first silicon wafer as a substrate 14.
  • a second silicon wafer 21 is formed on the silicon oxide film 15, and an alignment mark forming layer 22, for example, a tungsten layer is formed on the second silicon wafer 21.
  • the substrate (the first silicon substrate) 14 is designed so that the entire substrate shown in Fig. 5A does not bend. Then, the thickness is set to support the entire substrate.
  • the substrate 14 standardized wafers used in the manufacture of semiconductor devices and the like can be used. Specifically, in the case of a silicon wafer having a diameter of 4 inches (200 mm), 5 25 ⁇ m The thickness is 725 m for an 8-inch wafer.
  • a quartz substrate or the like may be used as the substrate 14.
  • a metal such as tantalum, platinum, gold, and iridium can be used in addition to tungsten.
  • a silicon nitride film or the like may be formed as the etching stopper layer 15. It is desirable that the etching stopper layer 15 has a thickness that does not disappear in the etching step of the second silicon wafer 21 described later, that is, about 1 m or more. The thickness of the second silicon wafer 21 is determined based on the height of the beam and the support film portion (see FIG. 2) of the stencil mask.
  • a register 23 is formed on the alignment mark forming layer 22 in a pattern of the alignment mark 12 (see FIG. 2).
  • the resist is applied to the entire surface, and then exposed to an electron beam or ultraviolet light and developed.
  • the alignment mark forming layer 22 is etched using the resist 23 as a mask to form an alignment mark 12 made of tungsten.
  • the surface of the second silicon wafer 21 is etched to a predetermined depth. A part of the surface obtained by this etching becomes a stepped portion 13a of the alignment mark support portion (see FIG. 2). Thereafter, as shown in FIG. 6B, the resist 23 is removed and the substrate is washed.
  • a resist 24 is applied to the entire surface of the second silicon wafer 21 in order to process the remaining part.
  • the positive type is used as the register 24. It is desirable to use a registry.
  • etching is performed on the second silicon wafer 21 using the resist 24 as a mask until the etching stopper—layer 15 is exposed, thereby forming an alignment mark support portion 13. I do.
  • etching amount by, for example, the etching time without using a single etching stopper, and to end the etching at the stage where the etching for the thickness of the second silicon wafer 21 has been performed.
  • stopper layer 15 By using the stopper layer 15, the flatness of the etching surface can be improved.
  • the mask blank can be set stably if the surface flatness is poor. The position accuracy in mask exposure is reduced. In order to prevent this, it is desirable to provide an etching stopper layer 15 under the second silicon wafer 21.
  • the step of etching the second silicon wafer 21 halfway to form the stepped portion 13a (see FIG. 6A)
  • exposure for alignment reflected at the stepped portion 13a is performed.
  • the line indicates the mask pattern transfer register (mask blanks register). It is only necessary to obtain an etching depth that does not enter the dist. Therefore,
  • the position of the alignment mark 12 is measured with high accuracy before being used for mask exposure.
  • the measured position coordinates of the alignment mark 12 are input to the mask exposure machine.
  • the position coordinates measured in advance and input as described above are compared with the alignment mark detection result of the mask exposure machine, and the mask exposure is performed so that the pattern to be transferred is not distorted. . If the mask exposure is performed with the alignment performed so that the position coordinates previously input to the mask exposure machine and the alignment mark detection result of the mask exposure machine match, a pattern without distortion can be transferred.
  • the position of the pattern actually exposed on the mask blank 1 was measured and the position accuracy was insufficient, or a stencil mask obtained by etching the membrane after mask exposure If the pattern position is misaligned when the exposure is performed on the substrate using the above, correction may be made to the above-mentioned alignment.
  • the exposure line for alignment does not expose the resist 3 is as follows.
  • the mask exposure is performed by an electron beam having an acceleration voltage of 50 kV, and a laser beam having a wavelength of 780 nm is used as an exposure line for alignment.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional view when alignment is performed in such a case. As shown in FIG. 8, the exposure line 16 A for alignment passes through the membrane 2 and the resist 3 thereon, and is incident on the alignment mark 12.
  • the alignment accuracy required at this time depends on the alignment margin (magazine) between the membrane 2 and the mask pattern drawn on the resist 3.
  • a mask-side alignment mark that can be detected by an alignment exposure line is provided on the membrane 2 of the mask blank 1 according to a conventionally known method. deep.
  • FIG. 9A shows an example in which a mask-side alignment mark 7 is formed in a portion near the beam 4 where no pattern (opening in the case of a stencil mask) is formed.
  • the mask side alignment mark 7 is formed by etching the surface of the membrane 2 in addition to the opening formed by etching the thickness of the membrane 2 as shown in FIG. 9A.
  • a recessed portion can also be used.
  • a part of the membrane 2 on the beam 4 can be removed by etching to form a mask-side alignment mark 7.
  • the mask-side alignment mark 7 may have any transmittance that is different from that of the peripheral area and that of the alignment exposure line, and does not hinder the alignment exposure line incident on the alignment mark of the alignment substrate.
  • the position of the alignment mark 12 on the alignment substrate 11 is detected by the alignment exposure line 16 A passing through the mask blank 1.
  • the exposure line 17A for the alignment reflected by the alignment mark 12 is detected by the photodetector 18A.
  • the mask blanks 1 are used by using the measured positions of the mask-side alignment marks and the positions of the alignment marks 12. And alignment substrate 11 are aligned. Thereafter, the mask exposure is performed by referring to the position coordinates of the alignment mark 12 input in advance to the mask exposure machine. After exposure of the mask, the resist is developed, and etching is performed on the membrane 2 using the resist as a mask, whereby a lithography mask is obtained.
  • the position of the beam 4 detected by the alignment exposure line penetrating through the membrane 2 can be obtained even if no mask-side alignment mark is provided.
  • the mask blanks 1 and the alignment substrate 11 can be aligned based on the positions of the alignment marks 12.
  • FIG. 10A is a cross-sectional view of a mask blank having a protective film.
  • the protective film 8 protects the membrane 2 even if the resist 3 is removed. Is done.
  • a silicon oxide film is formed on the entire surface of the membrane 2 by, for example, chemical vapor deposition (CVD), and then the silicon oxide film is left only on the alignment mark. Remove with an etching.
  • the material of the protective film 8 may be silicon oxide as long as the material is not etched in the step of attaching the silicon membrane to the silicon film, and is transparent to the alignment exposure line when the protective film 8 is formed as a thin film. Other than these can also be used.
  • the protective film 8 instead of forming the protective film 8 by the method described above, the protective film 8 can be formed by using a focused ion beam (FIB).
  • FIB focused ion beam
  • a Gion beam is applied to a position above the alignment mark 12 while blowing an organic gas onto the surface of the membrane 2. Since the gas is decomposed by the energy of the ion beam and a carbon film is deposited, the protective film 8 is locally formed. This carbon film is sufficiently resistant to cleaning performed after the removal of the resist 3. Therefore, if a carbon film is formed with a thickness that allows the exposure light for alignment to transmit, it can be used as the protective film 8.
  • FIG. 11 shows the alignment between the mask blank and the alignment substrate 11 having the protective film 8. A cross-sectional view when performing the alignment is shown.
  • a high acceleration electron beam used for mask exposure can be used for alignment. As shown in FIG.
  • the high-acceleration electron beam 16 B for the alignment passes through the membrane 2 and the register 3 thereon, and enters the alignment mark 12.
  • Alignment The electron beam 17 B reflected by the mark 12 is detected by the electron beam detector 18 B, and the Measure the position of the limit mark 12.
  • the alignment method shown in Fig. 11 is particularly suitable for alignment at the time of mask exposure for producing a stencil mask for LEEPL (Low Energy Electron Proximity Projection Lithography), a type of electron beam transfer lithography. It is suitable.
  • LEEPL Low Energy Electron Proximity Projection Lithography
  • L E EPL an electron beam having an acceleration voltage of, for example, 2 kV is used, and a mask pattern is projected onto a wafer at an equal magnification. Therefore, it is necessary to form an opening in the membrane with a finer pattern than a mask used for lithography in a reduction projection system. When the membrane is thick, the aspect ratio of the opening becomes high, and fine processing becomes difficult. Therefore, an extremely thin membrane is used for the LEEPL mask.
  • a high-acceleration electron beam with an acceleration voltage of, for example, 500 to 100 kV transmits through a membrane with a thickness of about 100 nm, whereas a low-acceleration electron beam used in LEEPL has The mask pattern is transferred because it is blocked by a membrane with a thickness of about 0 nm, and only the opening is selectively passed.
  • the electron beam for mask exposure passes through the membrane and is reflected by the alignment mark on the alignment substrate. It can also be used for alignment.
  • the alignment substrate where the position of the alignment mark 12 is measured in advance outside the mask exposure machine and the mask blanks are set in the mask exposure machine, and the alignment as described above is performed. Do. After that, the pattern is transferred to the resist by mask exposure.
  • the aligned mask blank and the alignment substrate are pressed using, for example, a pressing clamp and an electrostatic chuck. And fix it.
  • the mask blanks and the alignment substrate stage for measuring the position of the alignment mark with high accuracy, and the mask in the mask exposure machine It is desirable that the stages of the blanks and the alignment substrate adopt the same mechanism. For example, when the mask blanks and the alignment substrate are fixed by the pressing clamp, it is desirable that the holding mechanism of the pressing clamp be the same between the coordinate measuring machine and the mask exposure machine.
  • the alignment is performed using the alignment mark disposed immediately below the membrane.
  • Various alignment detection systems can be applied.
  • both light and charged particle beams can be used for alignment unless blocked by the membrane and the upper layer resist.
  • the exposure beam for the alignment may be a charged particle beam, an ultra-short ultraviolet ray, an X-ray, an ultraviolet ray, a radiation, or a visible light.
  • the alignment mark is placed on the lower layer of the mask blank.
  • An alignment mark is provided on the alignment board to be arranged. Therefore, it is not always necessary to form an alignment mark on each mask blank. This can reduce the number of mask manufacturing steps and manufacturing costs.
  • pattern misalignment may occur between wirings of a multilayer wiring of a semiconductor device or between patterns (complementary divided patterns) formed on a complementary mask.
  • the alignment method of the present embodiment different mask patterns are used. Since a common alignment substrate is used for the alignment of the mask blanks on which the pattern is drawn, there is no variation in the alignment mark position, and the alignment accuracy between masks can be improved.
  • Embodiments of the alignment method, the alignment substrate, the alignment substrate manufacturing method, the exposure method, the exposure apparatus, and the mask manufacturing method of the present invention are not limited to the above description.
  • laser light or electron beam is used as an alignment
  • charged particle beam, ultra-short ultraviolet ray, X-ray, ultraviolet ray, radiation, and X-ray or white light having a broad wavelength range are used.
  • visible light can be used for alignment.
  • alignment can be performed with high precision without providing an alignment mark on a mask, and the throughput of exposure due to alignment is reduced, and the contrast of a latent image is reduced. Can be prevented.
  • an alignment substrate of the present invention it is possible to improve the accuracy of pattern overlapping or joining between masks on which different mask patterns are formed. According to the method for manufacturing an alignment substrate of the present invention, an alignment substrate capable of detecting an alignment mark with high contrast can be manufactured.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the exposure method and exposure apparatus of this invention, in drawing a mask pattern, it is possible to perform high-accuracy alignment without providing an alignment mark on a mask, and to reduce exposure throughput due to alignment. Also, it is possible to prevent a decrease in latent image contrast. -According to the mask manufacturing method of the present invention, it is possible to manufacture a lithographic mask having high positional accuracy of a mask pattern. Industrial applicability
  • the present invention is applicable to an exposure process such as an electron beam exposure used for manufacturing a semiconductor device or the like.
  • the present invention can be used for an alignment method for aligning a mask, an alignment substrate and a method for manufacturing the same, an exposure method used for manufacturing a semiconductor device and the like, an exposure apparatus, and a method for manufacturing a mask.

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Abstract

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。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。

Description

明細書 ァライメ ン ト方法、 ァライメ ン ト基板、 ァライメ 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 技術分野
本発明は、 リソグラフィにおけるァライメ ン ト方法、 ァライメ ン ト基板、 ァラ ィメ 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
景技術
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、 配線などの画路パターン 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。
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、 ゥヱハをべ 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。
図 1 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 1 0 1 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 1 0 2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 1 0 3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 1 0 2の吸収体 1 0 3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 1 0 4や支持枠部分 1 0 5が形成されている。 図 1 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 1 0 6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 1 0 7に、 露光した い回路パターン形状に合わせた開口部 1 0 8を設けたものである。 メ ンブレン 1 0 7の一方の側の面には、 例えばシリコンゥヱハにエッチングを行うことにより 梁 1 0 4や支持枠部分 1 0 5が形成されている。 梁 1 0 4や支持枠部分 1 0 5を 形成するェツチングでは、 ェツチングス トッパ一層 1 0 9によりメ ンブレン 1 0 7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。
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。
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。 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一 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。 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 M I Tにより Spa t i a 1 -phase-locked electron beam l i thography (SPLEBいと呼ばれるシステムが提案 されている （米国特許第 5 8 9 2 2 3 0号明細書および文献 （ "Spat i al -phase- locked Electron-beam Li thography： Ini tial Test Results"、 PP2342 - 5、 J . V ac . Sci . Technol . B. Vol . 11, No. 6 Nov. Dec . 1993) 参照） 。
また、 別の位置決め技術が米国海軍研究試験所（NRL: Naval Research Laborat ories)から提案されている （米国特許第 5 7 0 3 3 7 3号明細書および文献 （ " Improving pattern placement using through - the - membrane signal moni toring " , J . Vac. Sci . Technol . B 16 (6) , Nov/Dec 1998, PP3567-71) 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 'ン ドはショ ッ トキ一 ·ダイオード接合を形成している。 ショ ッ トキ一
•ダイォ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。
また、 マスク （レチクル） に 2種類のァ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 （特開 2 0 0 0 -
1 2 4 1 1 4号公報参照） 。 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、 基板上でサブフィ一 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、 サブフィ一ルド間に第
1のァライメ ントマークを配置し、 サブフィールドに第 2のァライメ ントマーク を配置する。 2種類のァ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 D—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。
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 （特開 2 0 0 0 - 3 1 0 0
8号公報参照） 。
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。
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 m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。
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 プ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、 特開 2 0 0 0— 1 2 4 1 1 4号公報に記載の方法の場合も、 レチクルに 第 1および第 2のァライメントマ一クを形成するため、 SPLEBLの第 1の問題点と 同様の問題がある。
特開 2 0 0 0 - 3 1 0 0 8号公報に記載の方法は、 位置基準マークを形成する ためのヱツチング工程や、 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
発明の開示
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 スクにァライメ ントマ一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 、 ァライメ 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 防止できるァライメ ン ト方法、 ァライメ ン ト基板、 ァライメ 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。 上記の目的を達成するため、 本発明のァライメ ント方法は、 薄膜の第 1面側か ら第 2面側に露光線を透過させ、 前記薄膜の第 2面側であつて前記薄膜外に配置 された複数のァライメ ントマークで前記露光線を反射させる工程と、 前記ァライ メ ン トマークで反射した前記露光線を、 前記薄膜の第 1面側で検出し、 前記ァラ ィメ ン トマークの位置を検出する工程と、 検出された前記ァライメ ン トマ一クの 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 また、 上記の目的を達成するため、 本発明のァライメ ント基板は、 第 1面に露 光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ァライメ ントマークであって、 前記薄膜を透過し て入射する前記露光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ァ ライメ ントマ一クを有することを特徴とする。
上記の目的を達成するため、 本発明のァライメ 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一層を形成する工程と、 該エッチングス ト 'ンパー層 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ァライメント マークを形成する工程と、 該ァライメントマ一クをマスクとして、 前記第 2の基 板の表層部分にェツチングを行い、 前記ァラィメントマーク直下の前記第 2の基 板表面と、 前記ァ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、 前記ァライメントマーク上および前記ァラィ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、 前記ェツチングストツバ一層が露出するまで前記第 2の基板にェ 'ンチングを 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。
上記の目的を達成するため、 本発明の露光方法は、 表面に複数のァライメ ン ト マークを有するァライメント基板で、 前記ァ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ァライメ 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面側に露光線を透過させ、 前記ァライメントマークで前 記露光線を反射させる工程と、 前記ァラィメ ン トマークで反射した前記露光線を 、 前記薄膜の第 1面側で検出し、 前記ァライメ ン トマークの位置を検出する工程 と、 検出された前記ァ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、 極短紫 外線、 X線、 紫外線および/または放射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。
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、 表面に複数のァライメントマークを有す るァライメ 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ァライメント基板保持手段と、 前記第 1面に露光線を照 射し、 前記レジストおよび前記薄膜を介して前記ァライメントマークで反射させ 、 前記ァライメ ン トマークで反射された前記露光線を前記第 1面側で検出し、 前 記ァライメ ン トマークの位置座標を測定するァライメ 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、 極短紫外線源、 X線源、 紫外線源 およびノまたは放射線源とを有することを特徴とする。
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、 表面に複数のァライメ ン トマークが形成されたァラ ィメ 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面側に露光線を透過させ 、 前記ァライメ ン トマークで前記露光線を反射させる工程と、 前記ァラィメ ン ト マークで反射した前記露光線を、 前記薄膜の第 1面側で検出し、 前記ァライメ ン トマ一クの位置を検出する工程と、 検出された前記ァラィ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、 極短紫外線、 X線、 紫外線およびノまたは放射線の露光 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ェ 'ンチングを行い、 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。
これにより、 薄膜にァライメ ントマークを設けずに、 薄膜のァライメントを高 精度に行うことが可能となる。 ァライメ 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ァライメ 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、 極短紫外線、 X線、 紫外線および/または放射線 でァライメントを行うことも可能となる。 図面の簡単な説明
図 1 Aはメ ンブレンマスクの断面図であり、 図 1 Bはステンシルマスクの断面 図である。
図 2 Aは本発明のァラィメ ント方法でァライメ ントされるマスクブランクスの 断面図であり、 図 2 Bは本発明のァライメ ント基板の断面図であり、 図 2 Cは図 2 Aのマスクブランクスと図 2 Bのァライメ 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 3は図 2 Aに示すマスクブランクスの上面図の一例である。
図 4は図 2 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 5 A〜図 5 Cは本発明のァ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 6 A〜図 6 Cは本発明のァライメ 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 Cに続く工程を示す。
図 7 A〜図 7 Cは本発明のァライメ ント基板の製造方法の製造工程を示す断面 図であり、 図 6 Cに続く工程を示す。
図 8は本発明のァライメ ント方法を示す断面図である。
図 9 Aおよび図 9 Bは本発明のァライメ ント方法でァ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 1 O Aは本発明のァライメント方法でァラィメ 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 1 0 Bは図 1 0 Aのマスクブランクスと本発明のァ 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 1 1は本発明のァライメ ント方法の他の例を示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下に、 本発明のァライメント方法、 ァライメ ント基板、 ァライメ 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。
図 2 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 2 Bは本実施形態のァライメ ン ト基板 1 1の断面図である。 図 2 Cは図 2 Aのマスクブランクス 1 と図 2 Bのァライメ ント基板 1 1をセッティ ングした状 態を示す断面図である。
図 2 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。
図 3は図 2 Aのマスクブランクス 1の平面図の一例であり、 図 3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 2 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 図 4は図 2 Aのマスクブランクス 1の平面図の他の例である。 図 3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。
一方、 図 4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、 露光によりゥヱハ上の同一の箇所に重ね合わせて転写される。
図 4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 3および図 4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。
図 3および図 4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 1 m m程度、 梁 4の幅を 1 0 0〜2 0 0 程度とすることができる。
図 2 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ツチングスト ッパ一層 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をェ 'ン チングから保護する。
上記のような構造のマスクブランクスは例えば、 S O I ( si l icon on insulat orまたは semiconductor on insulator) 基板を用いて作製できる。 この場合、 S 0 Iのシリコンゥヱ八から梁 4および支持枠部分 5を形成し、 S 0 I基板の埋め 込み酸化膜をェツチングス ト ッパ一層 6 として用い、 シリコン層をメ ンブレン 2 として用いる。
図 2 Bに示すように、 ァライメ ン ト基板 1 1は最表面にァライメ ントマ一ク 1 2を有する。 ァライメ ントマ一ク支持部 1 3は、 基板 1 4上にヱツチングス トッ パー層 1 5を介して形成されている。 ァライメ ントマ一ク 1 2の下層のァライメ ントマ一ク支持部 1 3は、 ァライメントマ一ク 1 2の周囲がェツチングによって 掘り込まれた形状となっている。 ァライメントマ一ク 1 2の周囲のァラィメ ント マーク支持部 1 3が掘り込まれた部分の表面を、 以下、 段差部分 1 3 aと表す。 図 2 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 2 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、 ァライメ ン ト 基板 1 1のァライメ ン トマ一ク支持部 1 3の間に嵌め込み、 梁 4および支持枠部 分 5の下端をェツチングス トッパ一層 1 5上に載せる。
図 2 Bに示す高さ aは、 ァライメ ントマ一ク支持部 1 3とァライメ ントマ一ク 1 2を合わせた高さを示す。 高さ aは、 図 2 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 （ 2 0 0 m m ) のシ リコンゥ ハにヱ 'ンチングを行って梁 4および支持枠部分 5を形成した場合、 8 ィ ンチウェハの厚みが 7 2 5 m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 2 C参照） は、 7 2 5 にエッチングス ト 'ン パ 一層 6の厚みを足したものとなる。 高さ aは、 距離 bよりも小さくする力 距離 bにできるだけ近いことが望ましい。
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 . 1 ！〜 2 程度と極めて薄い ため、 ァライメ ン ト基板 1 1のァライメ ン トマ一ク 1 2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ァ ライメ ント基板の高さ方向の位置調整は重要である。
一方、 製法は後述するが、 ァライメ ント基板 1 1 のァライメ ントマーク支持部 1 3も、 シリコ ンウェハを用いて形成できる。 例えば、 8イ ンチウヱハを用いて ァライメ ントマーク支持部 1 3を形成した場合、 高さ aは 7 2 5； « mにァライメ ノトマーク 1 2の厚みを足したものになる。
ァライメ ントマーク 1 2の先端からァライメ ントマーク支持部 1 3の段差部分 1 3 a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 1 3 a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 5 0〜1 0 0 k Vの とき、 距離 cを約 1 0 以上とすることが望ましい。
ァライメ ン トマーク 1 2以外の部分のァライメ ン トマーク支持部 1 3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ァライメントマ一 ク 1 2と比較して、 ァライメ ン トマーク支持部 1 3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、 ァライメ ン トマ一ク 1 2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 比が向上する。
また、 余計な電子線を反射させにく くするため、 ァライメ ントマ一ク支持部 1 3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 （コンタミネ一ショ ン） 防止の観点から、 ァライメ ン トマ一 ク支持部 1 3はシリコンゥヱハにェ 'ンチングを行って形成する。
ァライメ ン トマーク 1 2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 1 m m角の正方形の場合 （図3および図 4参 照） 、 梁 4で囲まれる部分にはめ込まれる 1個のァライメントマ一ク支持部 1 3 上に少なくとも 1個、 好適には数個のァライメ ントマ一ク 1 2を配置することが 望ましい。
1個のァライメ ントマーク支持部 1 3上に数個のァライメ ントマーク 1 2を配 置した場合であっても、 ァライメ ン トマ一ク 1 2の間隔は数 1 0 0 m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、 ァライ 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。
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上でなくァラ ィメ ント基板 1 1にァライメ ントマーク 1 2を配置するため、 ァライメ ントマー ク 1 2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ァライ メ ントマーク 1 2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。
ァライメ ン トマーク 1 2の厚みは、 ァライメ ン ト光ゃァライメ ン ト用の荷電粒 子線 （電子線） など (以下これらをまとめてァライメ ント用の露光線と称する） に依存するが、 マスク露光に用いる高加速電子ビームをァライメ ントに用いる場 合は、 約 0 . 1〜5 〃m程度が望ましい。 ァライメ ントマーク 1 2の厚みが小さ 過ぎると、 ァライメ ン ト用の露光線の反射強度が弱くなり、 ァライメ ン ト精度が 低下する。 ァライメ ントマークの厚みが大き過ぎると、 図 5 A参照して後述する ァライメ ン トマーク形成用層 2 2のエツチングが困難となる。
次に、 本実施形態のァライメ ン ト基板の製造方法を説明する。 本実施形態のァ ライメ ント基板の製造方法では、 ァライメ ントマーク 持部 1 3の加工を 2段階 に分けて行う。 これにより、 ァライメ ン トマーク支持部の段差部分 1 3 aが所望 の高さで形成される。
図 5 Aは図 2に示すァライメ ン ト基板 1 1を作製するための基板を示す断面図 である。 図 5 Aに示すように、 基板 1 4である第 1のシリコンウェハ上にェッチ ングス ト ツバ一層 1 5 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 1 5上に第 2のシリコンウェハ 2 1が形成され、 その上層にァライメント マーク形成用層 2 2 として、 例えばタングステン層が形成されている。
基板 （第 1 のシリコンゥ ハ） 1 4は、 図 5 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 1 4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ゥヱハを用いることができ、 具体的には直径 4 イ ンチ （ 2 0 0 m m ) のシリコンウェハの場合は 5 2 5 ^ m厚、 8イ ンチウェハ の場合は 7 2 5 m厚である。
基板 1 4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、 ァライメ ントマ一ク形成用層 2 2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 1 5として、 シリコン窒化膜などを形成してもよい。 ェ 'クチングス トッパ一層 1 5は、 後述する第 2のシリコンウェハ 2 1のエッチ ング工程で消失しないような厚み、 すなわち約 1 m以上とすることが望ましい 。 第 2のシリコンゥヱハ 2 1の厚みは、 ステンシルマスクの梁および支持膜部分 (図 2参照） の高さに基づいて決定する。
次に、 図 5 Bに示すように、 ァライメ ントマーク形成用層 2 2上に、 ァライメ ン トマーク 1 2 (図 2参照) のパターンでレジス ト 2 3を形成する。 ァライメ ン トマーク 1 2のパターンでレジス ト 2 3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 5 Cに示すよ うに、 レジス ト 2 3をマスクとしてァライメントマ一ク形成用層 2 2にェッチン グを行い、 タングステンからなるァライメ ントマ一ク 1 2を形成する。
次に、 図 6 Aに示すように、 レジスト 2 3およびァライメントマーク 1 2をマ スクとして、 第 2のシリコンゥヱハ 2 1の表層部分に所定の深さのェ 'ンチングを 行う。 このエッチングで得られた表面の一部が、 ァライメ ントマーク支持部の段 差部分 1 3 a (図 2参照） となる。 その後、 図 6 Bに示すように、 レジス ト 2 3 を除去して洗浄する。
次に、 図 6 Cに示すように、 第 2のシリコンゥヱハ 2 1の残りの部分を加工す るため、 全面にレジス ト 2 4を塗布する。 このとき、 レジス ト 2 4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、 ァライメ ントマーク 1 2 部分とそれ以外の部分 （ァライメントマ一ク支持部の掘り込み部分 1 3 a ) の間 に段差があり、 下段である掘り込み部分 1 3 a上の一部のレジス トを除去する。 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 （ァライメ ントマーク 1 2 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 2 4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。
次に、 図 7 Aに示すように、 レジス ト 2 4の露光 ·現像を行い、 ァライメ ント マーク支持部 1 3 (図 2参照） を形成する部分のレジスト 2 4のみ残す。
次に、 図 7 Bに示すように、 レジスト 2 4をマスクとしてエッチングストッパ —層 1 5が露出するまで第 2のシリコンウェハ 2 1にエツチングを行い、 ァライ メ ントマ一ク支持部 1 3を形成する。
エッチングス トッパ一層を用いずに、 例えばェ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 2 1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力、 エッチングス トッパ一層 1 5を 用いることにより、 ェツチング面の平坦度を向上させることができる。
第 2のシリコンウェハ 2 1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 2参照） 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のシリコンゥヱハ 2 1の下地にはェツチングス トッパ —層 1 5を設けることが望ましい。
これに対し、 第 2のシリコンウェハ 2 1に途中までェツチングを行い、 段差部 分 1 3 aを形成する工程 （図 6 A参照） では、 段差部分 1 3 aで反射するァライ メ ント用の露光線が、 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のシリコンゥヱハ 2 1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、 ェツチングス トッパ一層を設けずにェツチングを行うことができる。 その後、 図 7 Cに示すように、 レジス ト 2 4を除去して洗浄することにより、 ァライメ ント基板 1 1が完成する。
作製されたァライメ ント基板 1 1は、 マスク露光に用いる前にァライメ ントマ ーク 1 2の位置を高精度に測定しておく。 測定されたァライメントマーク 1 2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、 マスク露光機のァライメ 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、 マスク露光機のァライメントマ一ク検出結 果が一致するようにァ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。
但し、 実際にマスクブランクス 1 (図 2参照） 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 にェッチングを行って得られたステンシルマスクを用いてゥヱハに露光を行った とき、 パターン位置がずれていた場合には、 上記のァライメ ン トに補正を加えて もよい。
次に、 本実施形態のァ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 2に示すマスクブランクス 1において、 ァライメ ン ト用の 露光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、 ァライメ ントマ一ク 1 2上 のメ ンブレンにパターンが配置されても、 ァライメ 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ァライメ ントマーク 1 2を配置できる。 ァライメ ント用の露光線にレジス 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 5 0 k Vの電子ビームで行い、 ァライメ ント用の露光線とし て波長 7 8 0 n mのレーザ光を用いる場合が挙げられる。 図 8は、 このような場 合にァライメ ン トを行うときの断面図を示す。 図 8に示すように、 ァライメ ン ト 用の露光線 1 6 Aはメンブレン 2およびその上のレジス ト 3を透過して、 ァライ メ ントマーク 1 2に入射する。
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 （マ一ジン） 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、 ァライメ ント用の露光線で検出できるマスク側 ァライメ ントマ一クを設けておく。
図 9 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ァライメン トマ一ク 7を形成した例である。 マスク側ァライ メ ントマ一ク 7としては、 図 9 Aのようにメ ンブレン 2の厚み分のェツチングを 行って形成された開口部を用いる他、 メ ンブレン 2の表層部分にェツチングを行 つて形成された凹部を用いることもできる。
また、 図 9 Bに示すように、 梁 4上のメンブレン 2の一部をェツチングにより 除去し、 マスク側ァライメントマーク 7を形成することもできる。 マスク側ァラ ィメ ントマーク 7は周画の部分とァライメント用の露光線の透過率が異なり、 ァ ライメ ント基板のァラィメントマ一クに入射するァライメント用の露光線を妨げ ないものであればよい。
一方、 図 8において、 マスクブランクス 1を透過するァライメ ント用の露光線 1 6 Aにより、 ァライメ ン ト基板 1 1のァライメ ン トマーク 1 2の位置を検出す る。 ァライメ ントマ一ク 1 2で反射したァライメント用の露光線 1 7 Aは、 光検 出器 1 8 Aによって検出される。
マスク側ァライメントマ一クを設けた場合には、 測定されたマスク側ァライメ ントマークの位置とァライメントマーク 1 2の位置を用いてマスクブランクス 1 とァライメント基板 1 1の位置合わせを行う。 その後、 マスク露光機に予め入力 されているァライメ ン トマーク 1 2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にエツ 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。
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、 マスク側ァラ ィメ ントマークを特に設けなくても、 メンブレン 2を透過するァライメ ント用の 露光線によって検出される梁 4の位置と、 ァライメ ン トマ一ク 1 2の位置に基づ いて、 マスクブランクス 1とァライメ ント基板 1 1の位置合わせを行うことがで きる。
ァライメ ント用の露光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 2 Cでァライメ ントマ一ク 1 2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 1 Bの開口部 1 0 8に相当する開口部） を形成 する工程で、 ァライメ ント用の露光線が照射された箇所にも開口部が形成される 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 フイエ程で） 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 1 0 Aは保護膜を有するマスクブランクスの断 面図である。
図 1 0 Aのマスクブランクスは、 図 1 0 Bに示すようにァライメ ント基扳 1 1 と組み合わせたときに、 ァライメントマーク 1 2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 2 Aのマ スクブランクス 1 と同様である。
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 （ C V D ) によりシリコ ン酸化膜を形成してから、 ァラィメ ン トマー ク上のみに残るようにェ 'ンチングで除去する。
保護膜 8の材料としては、 シリコンメ ンブレンにヱツチングを行う工程でェッ チングされず、 かつ保護膜 8の厚みの薄膜としたときにァライメ ント用の露光線 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 （ F I B ； fo cused ion beam) を用いて保護膜 8を形成することもできる。
F I B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、 ァライメ ントマーク 1 2上となる位置に G aィ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、 ァライメ ン ト用の露光線が透過するよう 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。
図 1 O Aおよび図 1 0 B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 9に示すような従来公知のマスク側ァライメ 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 9に示すようなマスク側ァライメ ン トマーク は設けなくてもよい。 マスク側ァライメ 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ァライメ ント基板 1 1のァライメントを行う 図 1 1は、 保護膜 8を有するマスクブランクスとァライメ ント基板 1 1のァラ ィメ 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ァライメントに用いることができる。 図 1 1に 示すように、 ァライメ ント用高加速電子ビ一ム 1 6 Bはメ ンブレン 2およびその 上のレジス ト 3を透過して、 ァライメ ン トマーク 1 2に入射する。 ァライメ ン ト —ク 1 2で反射した電子ビーム 1 7 Bを電子線検出器 1 8 Bにより検出し、 ァ ライメ ン トマ一ク 1 2の位置を測定する。
図 1 1に示すァライメ ン ト方法は、 特に、 電子ビーム転写型リソグラフィのー つである L E E P L ( low energy electron proximi ty proj ection l ithography ) 用ステンシルマスクを作製するためのマスク露光時のァライメ ントに好適であ る。
L E E P Lでは、 加速電圧が例えば 2 k V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ァスぺク ト比が高くなり、 微細加工が困難 となるため、 L E E P L用マスクには極めて薄いメ ンブレンが用いられる。
また、 加速電圧が例えば 5 0〜 1 0 0 k Vの高加速電子ビームは数 1 0 0 n m 程度の厚みのメ ンブレンを透過するが、 L E E P Lで用いられる低加速電子ビ一 ムは数 1 0 0 n m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。
一方、 L E E P L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 、 これをァライメント基板のァライメントマークで反射させることにより、 ァラ ィメ ントにも用いることができる。
図 8または図 1 1に示すように、 予めマスク露光機の外でァライメ ントマーク 1 2の位置が測定されたァライメ 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、 前述したようなァライメントを行う。 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。
マスクブランクスとァライメ 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、 ァライメ ン トされたマスクブランクス とァライメント基板は、 例えば押し当てクランプゃ静電チャックを用いて固定す る。 さらに、 マスクブランクスとァライメ ント基板をマスク露光機内に搬送する前 に、 ァライメ ントマ一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 びァライメ 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ァラ ィメ 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ァライメ 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。
本実施形態のァライメ ン ト方法では、 メ ンブレン直下に配置されたァライメ ン トマ一クを用いてァライメ ントを行うため、 メンブレンにァライメ ントマ一クが 形成されている場合と同様に、 汎用されている様々なァ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ァライメ ントに用いることができる力 これに限らず
、 ァライメ ント用の露光線は、 荷電粒子線、 極短紫外線、 X線、 紫外線、 放射線 およびノまたは可視光であってもよい。
従来のァライメント方法で高精度にァライメントを行うには、 マスク露光用の ァライメ ントマークを各マスクブランクスに設ける必要があつたが、 本実施形態 のァライメ 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ァラ ィメ ント基板にァライメ ントマ一クが設けられる。 したがって、 各マスクブラン クスに必ずしもァライメ 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。
また、 各マスクブランクスにァライメ ントマ一クを設けてマスク露光用のァラ ィメ ントを行うと、 ァ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 ンクス間で微妙にァラィ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。
それに対し、 本実施形態のァライメ 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ァライメ ントに共通のァラィメ ント基板を用い るため、 ァライメ 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。
本発明のァラィメ ント方法、 ァライメ ント基板、 ァライメ 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ァライメ 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、 荷電粒子線、 極短 紫外線、 X線、 紫外線、 放射線およびノまたは可視光をァライメ 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。
本発明のァライメ ント方法によれば、 マスクにァライメ ントマ一クを設けなく ても高精度に位置合わせを行うことができ、 ァ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 卜の低下を防止できる。
本発明のァライメ 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。 本発明のァライメ ント基板の製造方法によれば、 ァライメ ントマ一 クを高いコントラス 卜で検出できるァライメ ント基板を製造できる。
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、 マスクにァライメ ン トマ一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、 ァ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。 産業上の利用可能性
本発明は、 半導体装置などの製造に用いられる電子線露光などの露光工程にお いてマスクの位置合わせを行うためのァライメ ント方法、 ァライメ ント基板とそ の製造方法、 ならびに、 半導体装置などの製造に用いられる露光方法、 露光装置 、 マスクの製造方法に利用可能である。

Claims

請求の範囲
1 . 薄膜の第 1面側から第 2面側に露光線を透過させ、 前記薄膜の第 2面側で あつて前記薄膜外に配置された複数のァラィメ ン トマークで前記露光線を反射さ せる工程と、
前記ァライメ ントマークで反射した前記露光線を、 前記薄膜の第 1面側で 検出し、 前記ァラィメントマークの位置を検出する工程と、
検出された前記ァ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
ァライメ 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舍む
請求項 1記載のァライメント方法。
3 . 前記露光線は、 荷電粒子線、 極短紫外線、 X線、 紫外線、 放射線および/ または可視光であることを特徴とする
請求項 1記載のァライメント方法。
4 . 第 1面に露光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ァライメン トマークであって、 前記薄膜を透過して 入射する前記露光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ァラ ィメ ン トマークを有する
ァライメ ン ト基板。
5 . 前記ァライメ ントマーク周囲の前記表面は、 前記ァライメントマ一クの表 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 4記載のァライメ ント基板。
6 . 前記ァライメ ントマ一クと前記ァライメ 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 4記載のァライメ ン ト基板。
7 . 前記露光線は、 荷電粒子線、 極短紫外線、 X線、 紫外線、 放射線および/ または可視光であることを特徴とする
請求項 4記載のァライメント基板。
8 . 第 1の基板上にェツチングストッパ一層を形成する工程と、
該ェツチングス トツバ一層上に第 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ァライメントマークを形成する工程と、 該ァライメ 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ツ チングを行い、 前記ァライメ ン トマーク直下の前記第 2の基板表面と、 前記ァラ ィメ 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、
前記ァライメ ントマ一ク上および前記ァライメ 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ツバ一層が露出するま で前記第 2の基板にヱツ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
ァライメ ント基板の製造方法。
9 . 表面に複数のァライメントマークを有するァライメ ント基板で、 前記ァラ ィメ ントマ一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ァ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面側に露光線を透過させ、 前記ァライメ ント マークで前記露光線を反射させる工程と、
前記ァラィメ ントマークで反射した前記露光線を、 前記薄膜の第 1面側で 検出し、 前記ァライメ ントマ一クの位置を検出する工程と、
検出された前記ァライメ 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、 極短紫外線、 X線、 紫外線およびノまたは放 射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。
1 0 . 前記レジス トは、 前記ァライメ ントマークで反射させる露光線に対して 感光性をもたない
請求項 9記載の露光方法。
1 1 . 前記レジス トは、 前記ァライメ ン トマークで反射させる露光線に感光性 をもち、
前記薄膜の第 1面上にレジス トを塗布する前に、 前記薄膜と前記ァライメ ント基板を対向させ配置したときに、 前記ァライメ 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 9記載の露光方法。
1 2 . 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ェ 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 1 1記載の露光方法。
1 3 . 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舍む 請求項 1 1記載の露光方法。
1 4 . 前記露光線は、 荷電粒子線、 極短紫外線、 X線、 紫外線、 放射線および /または可視光であることを特徴とする
請求項 9記載の露光方法。
1 5 . 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、 表面に複数のァライメ ントマークを有するァライメント基板を、 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ァライメ ント基板保持手段と、
前記第 1面に露光線を照射し、 前記レジストおよび前記薄膜を介して前記 ァライメ ン トマークで反射させ、 前記ァライメ ン トマークで反射された前記露光 線を前記第 1面側で検出し、 前記ァライメントマークの位置座標を測定するァラ ィメ 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、 極短紫外線源、 X線源、 紫外線源および/または放射線源とを有する
1 6 . 前記マスクパターンを描画する前記荷電粒子線源、 極短紫外線源、 X線 源、 紫外線源および/または放射線源は、 前記ァライメ ン ト検出系の前記露光線 である荷電粒子線、 極短紫外線、 X線、 紫外線およびノまたは放射線の照射にも 用いられる
請求項 1 5記載の露光装置。
1 7 . ·前記露光線は、 荷電粒子線、 極短紫外線、 X線、 紫外線、 放射線および ノまたは可視光であることを特徴とする
請求項 1 5記載の露光装置。
1 8 . 薄膜の第 1面上にレジス トを塗布する工程と、
表面に複数のァライメントマ一クが形成されたァライメ 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面側に露光線を透過させ、 前記ァライメント マークで前記露光線を反射させる工程と、
前記ァライメントマークで反射した前記露光線を、 前記薄膜の第 1面側で 検出し、 前記ァライメ ン トマークの位置を検出する工程と、
検出された前記ァライメントマ一クの位置を用いて、 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、 極短紫外線、 X線、 紫外線およびノまたは放 射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ェツチングを行い、 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。
1 9 . 前記レジス トは、 前記ァライメ ントマ一クで反射させる露光線に感光性 をもち、
前記薄膜の第 1面上にレジストを塗布する前に、 前記薄膜と前記ァラィメ ント基板を対向させ配置したときに、 前記ァライメ 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、
前記薄膜にェツチングを行う工程で、 前記保護膜により前記薄膜をェツチ ングから保護する
請求項 1 8記載のマスクの製造方法。
2 0 . 前記露光線は、 荷電粒子線、 極短紫外線、 X線、 紫外線、 放射線および ノまたは可視光であることを特徴とする
請求項 1 8記載のマスクの製造方法。
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