JP2001118770A

JP2001118770A - 半導体リソグラフィ用マスク及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001118770A
Application number: JP29467899A
Authority: JP
Inventors: Koji Kichise; 幸司吉瀬; Kenji Marumoto; 健二丸本; Atsushi Aya; 淳綾; Takaaki Murakami; 隆昭村上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-10-18
Filing date: 1999-10-18
Publication date: 2001-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】高精度のＸ線マスク、あるいは半導体リソグ
ラフィ用マスクを得ることを目的とする。【解決手段】予めマスク上に所望の座標系で複数の第
１マークを作製する工程Ｓ１１と、上記マスクがＥＢ描
画装置内で温度的に平衡状態に達した後、上記ＥＢ描画
装置にて上記複数の第１マークの位置関係を計測し、こ
の計測値と上記所望の座標系における位置関係とのずれ
より第１の補正量であるマスクの位置歪を検出し、上記
位置歪を補償する位置に上記転写パターンを再配置し
て、描画する工程Ｓ１２とを施して半導体リソグラフィ
用マスクを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造に用いら
れる写真製版工程の１種であるＸ線リソグラフィー等に
おいて、原版として使用されるリソグラフィ用マスク及
びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体リソグラフィ用マスク、特にＸ線
マスクには高い寸法精度、位置精度が求められる。従来
の光リソグラフィーに比べて著しく異なる点は、転写パ
ターンが厚さ１〜３μm程度の薄膜（メンブレン）上に
形成されていることである。図９は、Ｘ線マスクの基本
構成要素を示す断面図である。図において、１はシリコ
ンウエハ、２はメンブレン、３は窓部、４はＸ線吸収体
膜、５は窓部３内におけるＸ線吸収体膜４の所望の位置
に形成された吸収体パターン（転写パターン）、６はウ
エハ１を支持するサポートリングである。

【０００３】このＸ線マスクの製造方法としては、ま
ず、シリコンウエハ１上にメンブレン２を形成する。次
に、メンブレン２上にＸ線吸収体膜４を形成し、さら
に、シリコンウエハ１をバックエッチして窓部３を形成
する。次に、サポートリング６をシリコンウエハ１の下
面に設置する。次に、Ｘ線吸収体膜４上にレジスト膜を
塗布によって形成し、このレジスト膜に電子線（以下、
ＥＢと記す）を用いてＸ線吸収体パターン５を形成する
ためのレジストパターンを描画する（ＥＢ描画）。次
に、現像処理を行うことによって、レジスト膜にレジス
トパターンを形成する。このレジストパターンをマスク
として、Ｘ線吸収体膜４をエッチングし、Ｘ線吸収体パ
ターン５を形成する。その後、レジストパターンを除去
する。

【０００４】図１０は、レジスト膜にＥＢを用いてレジ
ストパターンを描画するＥＢ描画方法を説明するための
図である。図において、８は描画領域、７はＥＢ描画装
置の偏向領域（フィールド）であり、通常１ｍｍ程度で
ある。Ｘ線マスクを取り付けたＥＢカセットはステージ
に固定されており、偏向領域７より大きな描画領域を描
画する場合は、ステージをＸ方向およびＹ方向にステッ
プ移動させることによってフィールド毎に描画する。

【０００５】このような方法においては、ステップ移動
を繰り返すうちに、フィールド間でずれが生じる。この
フィールド間のずれを補正するために、特開平４−２９
７０１６号公報では各フィールド内に予めアライメント
マークを作製し、上記フィールド間のずれを補正するよ
うにしている。

【０００６】従来のＸ線マスクは以上のようにして位置
ずれを補正しながら所望のパターンを形成するようにな
されていた。しかしながら、Ｘ線マスクの位置精度劣化
の要因としては、上記のようなＥＢ描画中に生じる位置
歪みの他、ＥＢ描画開始前においても、外乱によるマス
ク温度の経時変化、Ｘ線マスクを構成する材料間のバイ
メタル効果、サポートリングの磁化、ＥＢカセットへＸ
線マスクを装着する際の装着再現性等によって位置歪が
生じ、Ｘ線マスクの完成時においてＸ線マスクの位置精
度が劣化する。また、アライメントマークの計測方法の
違いなどによって計測位置が異なり、結果として、Ｘ線
マスクの位置精度が劣化する。

【０００７】外乱によるマスク温度の経時変化とは、Ｘ
線マスクの温度が変化することで、マスクが膨張もしく
は収縮して、歪が発生することである。装置周辺の温度
コントロールを厳密に制御することで、通常、ステージ
近傍の温度は一定に保たれているが、例えば、長期間で
は変化することがあり、マスク毎に異なるマスク歪を発
生させる。また、バイメタル効果とは、例えば、Ｘ線マ
スクに用いるシリコンウエハと、このシリコンウエハの
下面に配置するサポートリングに用いるＳｉＣとの間の
熱膨張係数の違いにより発生する歪のことであり、温度
変化の相違によってＸ線マスクの変形量が異なってく
る。また、通常、サポートリングはシリコンウエハに接
着することによって、シリコンウエハの下面に配置する
が、接着面積、接着剤の量、使用する接着剤の種類、接
着個所等の相違等によっても、バイメタル効果によるマ
スク歪は異なってくる。また、サポートリングには通
常、上記のようにＳｉＣのような非磁性材料が使用され
るが、極微量の磁性体の不純物が混入していても、位置
精度の劣化が生じる。さらに、Ｘ線マスクはＥＢカセッ
トへ装着された後、ステージへ搬送されるが、ＥＢカセ
ット装着時に歪が発生すると、結果として位置精度が劣
化する。また、その場合、発生した歪に対して、同一マ
スクの装着再現性はあるが、発生する歪量がマスク間で
異なる場合（以下、カセット装着歪１とする）や、装着
再現性がない場合（以下、カセット装着歪２とする）等
によっても、位置精度が異なってくる。さらに、アライ
メントマークをＥＢ描画装置で検出する場合と、光によ
り検出する場合とでは、計測方式に違いがあるため、同
じマークを測定したとしてもマークの見え方が異なり、
歪の補正が不完全な場合が生じる。

【０００８】前述した特開平４−２９７０１６号公報に
示された製造方法においては、このようなＥＢ描画開始
前に発生している位置歪を補正することはできなかっ
た。ＥＢ描画開始前に発生している位置歪を補正するも
のとしては、例えば、特開平８−２０３８１７号公報に
示すものがある。特開平８−２０３８１７号公報に示す
製造方法では、薄膜材料の応力が起因して発生するパタ
ーン位置変化量を予め求めておき、Ｘ線マスクの完成時
においてこれらパターンの位置ずれを補償する位置に、
全体パターンを構成する個々の部分パターンを配置して
Ｘ線マスクに所望のパターンを形成するようにしてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た特開平８−２０３８１７号公報に示す製造方法におい
ては、応力に起因する歪を対象としており、実際に転写
に用いるマスク上にパターンを描画する際の位置ずれを
補正するものではないので、個々のマスク毎に生じる位
置歪を補正することはできなかった。

【００１０】本発明は上記のような問題を解決するため
になされたものであり、外乱による経時変化、Ｘ線マス
クを構成する材料のバイメタル効果、サポートリングの
磁化、ＥＢカセット装着、マークの計測方式の違い等に
起因して発生する、ＥＢ描画開始前に発生している位置
歪を補正し、高精度のＸ線マスク、あるいは半導体リソ
グラフィ用マスクを得ることを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の方法によ
る半導体リソグラフィ用マスクの製造方法は、マスク基
板上のレジストに、ＥＢ描画装置によって転写パターン
を形成する工程を含む半導体リソグラフィ用マスクの製
造方法において、予めマスク上に所望の座標系で複数の
第１マークを作製する工程と、上記マスクがＥＢ描画装
置内で温度的に平衡状態に達した後、上記ＥＢ描画装置
にて上記複数の第１マークの位置関係を計測し、この計
測値と上記所望の座標系における位置関係とのずれより
第１の補正量であるマスクの位置歪を検出し、上記位置
歪を補償する位置に上記転写パターンを再配置して、描
画する工程とを備えたものである。

【００１２】本発明の第２の方法による半導体リソグラ
フィ用マスクの製造方法は、マスク基板上のレジスト
に、ＥＢ描画装置によって転写パターンを形成する工程
を含む半導体リソグラフィ用マスクの製造方法におい
て、マスク上に複数の第１マークを作製し、上記マスク
がＥＢ描画装置内で温度的に平衡状態に達した状態の上
記複数の第１マークの位置関係を得る工程と、上記複数
の第１マークを外部の座標計測装置で計測する工程と、
上記座標計測装置で計測された上記複数の第１マークの
計測値と、ＥＢ描画装置内で温度的に平衡状態に達した
状態の上記複数の第１マークの位置関係とのずれより第
１の補正量であるマスクの位置歪を検出し、上記位置歪
を補償する位置に上記転写パターンを再配置して、描画
する工程とを備えたものである。

【００１３】本発明の第３の方法による半導体リソグラ
フィ用マスクの製造方法は、上記第２の方法において、
マスクがＥＢ描画装置内で温度的に平衡状態に達した
後、複数の第１マークの位置関係をＥＢ描画装置にて計
測することにより、上記複数の第１マークの位置関係を
得るものである。

【００１４】本発明の第４の方法による半導体リソグラ
フィ用マスクの製造方法は、上記第３の方法において、
複数の第１マークを外部の座標計測装置で計測後に、上
記複数の第１マークの位置関係をＥＢ描画装置にて計測
するものである。

【００１５】本発明の第５の方法による半導体リソグラ
フィ用マスクの製造方法は、上記第２の方法において、
マスクがＥＢ描画装置内で温度的に平衡状態に達した
後、上記マスク上に、複数の第１マークを作製すること
により、上記複数の第１マークの位置関係を得るもので
ある。

【００１６】本発明の第６の方法による半導体リソグラ
フィ用マスクの製造方法は、マスク基板上のレジスト
に、ＥＢ描画装置によって転写パターンを形成する工程
を含む半導体リソグラフィ用マスクの製造方法におい
て、マスク上に作製した複数の第１マークのＥＢ描画装
置内での位置関係とＥＢ描画装置外での位置関係とを比
較し、マスクの位置歪を補償するために必要な第１の補
正量を得る工程と、ＥＢ描画装置により、マスク上に複
数の第２マークを作製した後、上記複数の第２マークの
位置関係を座標計測装置で計測して、マークを計測する
方法の違いに起因して発生するマスクの位置歪を補償す
るために必要な第２の補正量を得る工程と、第１の補正
量及び第２の補正量を用いて、マスクの位置歪を補償す
る位置に所望の転写パターンを再配置して、描画する工
程とを備えたものである。

【００１７】本発明の第７の方法による半導体リソグラ
フィ用マスクの製造方法は、上記第６の方法において、
複数の第２マークを、第１の補正量を加算した計算位置
に、ＥＢ描画装置により作製した後、この複数の第２マ
ークの位置関係を座標計測装置で計測し、この計測値と
上記計算位置とを比較して、マスクの位置歪を補償する
ために必要な第２の補正量を得るようにしたものであ
る。

【００１８】本発明の第８の方法による半導体リソグラ
フィ用マスクの製造方法は、上記第６の方法において、
ＥＢ描画装置により複数の第２マークした後、この複数
の第２マークの位置関係を座標計測装置で計測し、上記
第２マーク作製時における第２マークの座標位置に第１
の補正量を加算して得られた上記複数の第２マークの計
算位置と、上記座標計測装置で計測された上記複数の第
２マークの計測値とを比較して、マスクの位置歪を補償
するために必要な第２の補正量を得るようにしたもので
ある。

【００１９】本発明の第９の方法による半導体リソグラ
フィ用マスクの製造方法は、上記第６ないし第８のいず
れかの方法において、温度的に平衡状態に達したマスク
上の複数の第１マークまたは複数の第２マークの位置関
係をＥＢ描画装置で計測し、この計測値と、座標計測装
置で計測された上記複数の第１マークまたは上記複数の
第２マークの計測値とを比較して再度第１の補正量を求
め、得られた第１の補正量と第２の補正量を用いて、マ
スクの位置歪を補償する位置に所望の転写パターンを再
配置して、描画するものである。

【００２０】本発明の第１０の方法による半導体リソグ
ラフィ用マスクの製造方法は、マスクの位置歪を補償す
る位置に所望の転写パターンを再配置して、描画する
際、転写パターンデータを再変換して再配置するもので
ある。

【００２１】本発明の第１１の方法による半導体リソグ
ラフィ用マスクの製造方法は、マスクの位置歪を補償す
る位置に所望の転写パターンを再配置して、描画する
際、ＥＢ描画装置のステージ座標系を変更して再配置す
るものである。

【００２２】本発明の第１２の方法による半導体リソグ
ラフィ用マスクの製造方法は、転写パターンの描画中、
複数の第１マークまたは複数の第２マークの少なくとも
片方の位置関係を定期的に計測し、ＥＢ描画装置のステ
ージ座標系を変更して再配置するものである。

【００２３】本発明の半導体リソグラフィ用マスクは、
上記いずれかの製造方法により作製されたものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の実
施の形態１を説明する工程図である。このＸ線マスクの
製造方法としては、まず、シリコンウエハ上にメンブレ
ンを形成する。次に、メンブレン上にＸ線吸収体膜を形
成し、さらに、シリコンウエハをバックエッチして窓部
を形成する。次に、サポートリングをシリコンウエハの
下面に設置する。次に、Ｘ線吸収体膜上にレジスト膜を
塗布によって形成し、このレジスト膜にＥＢを用いてＸ
線吸収体パターンを形成するためのレジストパターンを
描画する（ＥＢ描画）。本実施の形態１によるＥＢ描画
工程を図１に示す。

【００２５】図１において、工程Ｓ１１では、予めＸ線
マスク上に所望の座標系で形成された複数の第１マーク
を作製する。本実施の形態では光ステッパーで作製する
場合について説明する。Ｘ線吸収体膜上に設けられたレ
ジスト膜上に、光を用いた露光工程および現像工程によ
り、所望の座標系で作られたマーク作製用のマスクを用
いて、マーク作製用パターンを形成する。次に上記パタ
ーンが形成されたレジスト膜をマスクとしてＸ線吸収体
をエッチングにより除去することにより、Ｘ線吸収体に
アライメントマークとして作用する複数の開口部（第１
マーク）が形成される。その後レジスト膜を除去する。
図２（ａ）に作製された複数の開口部（第１マーク）の
一例を示す。図２において、９は第１マークである。

【００２６】工程Ｓ１２では、新たにレジスト膜を塗布
し、Ｘ線マスクをＥＢカセットに装着してＥＢ描画装置
内のステージに搬送する。ＥＢ描画装置内でＸ線マスク
が温度的に平衡状態に達した後、ＥＢ描画装置にて上記
複数の第１マークの位置関係を計測し、この計測値と所
望の座標系における複数の第１マークの位置関係とのず
れを求めることにより、Ｘ線マスクの位置歪を検出す
る。検出されたＸ線マスクの位置歪情報は、マスクの位
置歪を補償するために必要な補正量（第１の補正量）と
して用いられ、目的の位置に所望の転写パターンを再配
置して描画する。即ち、レジストパターン（転写パター
ン）のパターンデータを変換し、変換された新たなパタ
ーンデータが上記位置歪を補償する位置に描画されるよ
うにする。

【００２７】本実施の形態１の方法により、外乱による
経時変化、バイメタル効果、サポートリングの磁化、及
びカセット装着歪２により発生するマスクの位置歪を補
正することができる。

【００２８】実施の形態２．図３は本発明の実施の形態
２による描画工程を説明する工程図である。図３におい
て、工程Ｓ２１では、予めＸ線マスク上に任意の座標系
で複数の第１マークを作製する。第１マークは光ステッ
パーで作製しても、ＥＢ描画装置で作製しても、別途形
成したマークをサンプルに貼り付けてもよい。ＥＢ描画
装置で形成する場合、温度的に平衡状態にしたＸ線マス
ク上に描画してもよい。工程２２では、作製された上記
複数の第１マークの位置関係を外部の座標計測装置で計
測する。工程２３では、新たにレジスト膜を塗布し、再
度、Ｘ線マスクをＥＢカセットに装着してＥＢ描画装置
内のステージに搬送する。ＥＢ描画装置内でＸ線マスク
が温度的に平衡状態に達した後、ＥＢ描画装置にて複数
の第１マークの位置関係を計測する。この時の複数の第
１マークの位置関係と、工程２２で座標計測装置により
計測された複数の第１マークの位置関係とのずれをみ
て、Ｘ線マスクの位置歪を検出する。検出されたＸ線マ
スクの位置歪情報を第１の補正量として用いて、上記位
置歪を補償する位置に所望の転写パターンを再配置して
描画する。

【００２９】第１マークは任意の座標系で作製されてお
り、基準となる外部の座標計測装置で第１マークの位置
関係が計測されることで、所望の座標系における位置座
標が分かる。また、ＥＢ描画装置で第１マークの位置を
計測して、上記所望の座標系における位置座標と比較す
ることにより、Ｘ線マスクの位置歪が検出できる。従っ
て、目的の位置に所望の転写パターンを形成するために
必要な補正量がわかる。

【００３０】本実施の形態２の方法により、外乱による
経時変化、バイメタル効果、サポートリングの磁化、及
びカセット装着歪２により発生するマスクの位置歪を補
正することができる。

【００３１】なお、第１マークの作製・計測順序は、レ
ジストパターン形成、座標計測装置で計測、エッチン
グ、レジスト再塗布、ＥＢ描画装置で計測の順で実施し
ても、レジストパターン形成、エッチング、レジスト再
塗布、座標計測装置で計測、ＥＢ描画装置で計測の順で
実施しても、レジストパターン形成、エッチング、座標
計測装置で計測、レジスト再塗布、ＥＢ描画装置で計測
の順で実施しても、良い。

【００３２】実施の形態３．図４は本発明の実施の形態
３による描画工程を説明する工程図である。図４におい
て、工程Ｓ３１では、レジスト膜が塗布されたＸ線マス
クをＥＢカセットに装着してＥＢ描画装置内のステージ
に搬送し、ＥＢ描画装置内でＸ線マスクが、転写パター
ン描画時と同じ温度平衡状態に達した後、ＥＢ描画装置
にて複数の第１マークを作製する。即ち、Ｘ線吸収体膜
上に設けられたレジスト膜上に、ＥＢを用いた露光工程
および現像工程により、所定のマーク作製用パターンを
形成する。次に上記パターンが形成されたレジスト膜を
マスクとしてＸ線吸収体をエッチングにより除去するこ
とにより、Ｘ線吸収体にアライメントマークとして作用
する複数の開口部が形成される。その後レジスト膜を除
去する。

【００３３】工程Ｓ３２では、Ｘ線マスクをＥＢ描画装
置内より外部に搬出し、作製された複数の第１マークの
位置関係を外部の座標計測装置で計測する。この時の複
数の第１マークの位置関係と、ＥＢ描画装置内で作製さ
れたときの複数の第１マークの座標位置とのずれをみ
て、第１の補正量であるＸ線マスクの位置歪を検出す
る。

【００３４】工程Ｓ３３では、新たにレジスト膜を塗布
し、再度、Ｘ線マスクをＥＢカセットに装着してＥＢ描
画装置内のステージに搬送する。ＥＢ描画装置内でＸ線
マスクが温度的に平衡状態に達した後、第１の補正量を
用いて上記位置歪を補償する位置に所望の転写パターン
を再配置して描画する。

【００３５】第１マークはＥＢ描画装置により既知の座
標系（温度的には平衡状態）で作製されており、基準と
なる外部の座標計測装置で計測することで、目的の位置
に所望の転写パターンを形成するために必要な補正量が
わかる。本実施の形態３の方法により、バイメタル効
果、サポートリングの磁化、及びカセット装着歪１によ
り発生するマスクの位置歪を補正することができる。

【００３６】なお、第１マークの作製・計測順序は、Ｅ
Ｂ描画装置で描画、現像、座標計測装置で計測の順で実
施しても、ＥＢ描画装置で描画、現像、エッチング、座
標計測装置で計測、レジスト再塗布の順で実施しても、
ＥＢ描画装置で描画、現像、エッチング、レジスト再塗
布、座標計測装置で計測の順で実施しても良い。

【００３７】実施の形態４．図５は本発明の実施の形態
４による描画工程を説明する工程図である。図５におい
て、工程Ｓ４１では、予めＸ線マスク上に任意の座標系
で複数の第１マークを作製する。第１マークは光ステッ
パーで作製しても、ＥＢ描画装置で作製しても、別途形
成したマークをサンプルに貼り付けてもよい。また、Ｅ
Ｂ描画装置で形成する場合、温度的に平衡状態にしたＸ
線マスク上に描画してもよい。工程Ｓ４２では、作製し
た第１マークを外部の座標計測装置にて計測する。工程
Ｓ４３では、レジスト塗布済みのＸ線マスクを、ＥＢ描
画装置内に設置し、温度的に平衡状態に達したＸ線マス
ク上の複数の第１マークをＥＢ描画装置で計測する。こ
の時の複数の第１マークの位置関係と、工程Ｓ４２で座
標計測装置により計測された複数の第１マークの位置関
係とのずれを求める。このずれは、外乱による経時変
化、バイメタル効果、サポートリングの磁化、及びカセ
ット装着歪２により発生するマスクの位置歪を補償する
ために必要な補正量（第１の補正量）である。得られた
第１の補正量を複数の第２マークのマスクパターンに加
算し、加算されたマスクパターンの計算位置に、上記マ
スクパターンを再配置し、ＥＢ描画装置により複数の第
２マークを描画する。工程Ｓ４４では、作成された複数
の第２マークを現像する。工程Ｓ４５では、外部の座標
計測装置により、上記複数の第２マークの位置関係を計
測し、計測された複数の第２マークの計測値と、第１の
補正量を加算して形成された複数の第２マークの位置関
係とのずれを求める。工程Ｓ４３で座標計測装置及びＥ
Ｂ描画装置により計測して得られた第１マークの位置関
係を比較して、第１の補正量を求め、この補正量を第２
マークの描画位置に加算してから第２マークを描画する
ため、第２マークの位置は、外乱による経時変化、バイ
メタル効果、サポートリングの磁化、及びカセット装着
歪２により発生するマスク歪に対して補償されている。
従って、工程Ｓ４５で座標計測装置により実測した際の
第２マークの位置関係と第１の補正量を加算して補正さ
れた位置関係との違いは、座標計測装置及びＥＢ描画装
置の計測方式の差による見え方の違いによる誤差であ
り、座標計測装置とＥＢ描画装置との計測方式の差によ
る位置歪を補償するために必要な補正量（第２の補正
量）である。工程Ｓ４６では、ＥＢ描画装置内のステー
ジに再度Ｘ線マスクを搬送し、Ｘ線マスクが温度的に平
衡状態に達した後、ＥＢ描画装置にて複数の第１マーク
の位置を計測する。この時の複数の第１マークの位置関
係と、工程Ｓ４２で座標計測装置により計測された複数
の第１マークの位置関係とのずれを求める。このずれ
は、第１の補正量と同様のものであるが、工程Ｓ４５で
外部の座標計測装置で第２マークを計測した後、工程Ｓ
４６で再度ＥＢ描画装置に挿入する間に発生した外乱に
よる経時変化、及びカセット装着歪２により発生するマ
スクの位置歪も補正する新たな第１の補正量である。得
られた第１の補正量と、工程Ｓ４５で得られた第２の補
正量とを加算し、加算された補正量に基づいて、目的の
位置に所望の転写パターンを再配置して描画する。

【００３８】図６は本発明の実施の形態４による他の描
画工程を説明する工程図である。図５においては、工程
Ｓ４４で第２マークを現像のみで形成したが、図６にお
いては、工程Ｓ４７で第２マークを現像とエッチングで
形成し、その後、レジストを再塗布している。また、図
６では、工程Ｓ４８で、第１マークもしくは第２マーク
の少なくとも一方を計測している。第２マークを計測し
た場合は、計測された複数の第２マークの位置関係と、
工程Ｓ４５で座標計測装置により計測された複数の第２
マークの位置関係とのずれを求め、外乱による経時変
化、バイメタル効果、サポートリングの磁化、及びカセ
ット装着歪２により発生するマスクの位置歪を補償する
ために必要な補正量（第１の補正量）を得、この補正量
と、工程Ｓ４５で得られた第２の補正量とを加算し、加
算された補正量に基づいて、目的の位置に所望の転写パ
ターンを再配置して描画する。

【００３９】なお、図６において、第２マーク現像後、
座標計測装置で計測、エッチング、レジスト再塗布して
も、第２マーク現像、エッチング後、座標計測装置で計
測、レジスト再塗布の順で実施してもよい。

【００４０】実施の形態５．図７は本発明の実施の形態
５による描画工程を説明する工程図である。図７におい
て、工程Ｓ５１では、予めＸ線マスク上に任意の座標系
で複数の第１マークを作製する。第１マークは光ステッ
パーで作製しても、ＥＢ描画装置で作製しても、別途形
成したマークをサンプルに貼り付けてもよい。また、Ｅ
Ｂ描画装置で形成する場合、温度的に平衡状態にしたＸ
線マスク上に描画してもよい。工程５２では、上記複数
の第１マークが作製され、かつレジスト塗布済みのＸ線
マスクを、ＥＢ描画装置内に設置し、上記複数の第１マ
ークの位置関係をＥＢ描画装置で計測すると共に、レジ
スト塗布済みのＸ線マスク上に既知の座標系で複数の第
２マークを形成する。工程５３では、Ｘ線マスクを外部
に取り出して上記複数の第２マークを現像する。工程Ｓ
５４では、座標計測装置により複数の第１マークの位置
関係及び複数の第２マークの位置関係を計測し、計測さ
れた複数の第１マークの位置関係と、工程Ｓ５２で計測
された複数の第１マークの位置関係とのずれより第１の
補正量を求めるとともに、第２マーク作製時に得られる
複数の第２マークの座標位置に上記第１の補正量を加え
て計算した複数の第２マークの位置関係と座標計測装置
で計測された第２マークの計測値とを比較し、この誤差
を求める。これは、座標計測装置とＥＢ描画装置との計
測方式の差による位置歪を補償するために必要な補正量
（第２の補正量）である。工程Ｓ５５では、ＥＢ描画装
置内のステージに再度Ｘ線マスクを搬送し、Ｘ線マスク
が温度的に平衡状態に達した後、ＥＢ描画装置にて複数
の第１マークの位置を計測する。この時の複数の第１マ
ークの位置関係と、工程Ｓ５４で座標計測装置により計
測された複数の第１マークの位置関係とのずれを求め
る。このずれは、第１の補正量と同様のものであるが、
工程Ｓ４５で外部の座標計測装置で第２マークを計測し
た後、工程Ｓ４６で再度ＥＢ描画装置に挿入する間に発
生した外乱による経時変化、及びカセット装着により発
生するマスクの位置歪も補正する新たな第１の補正量で
ある。この第１の補正量と、工程Ｓ５４で得られた第２
の補正量とを加算することにより、トータルの補正量を
求める。得られたトータルの補正量に基づいて、目的の
位置に所望のパターンを再配置して描画する。

【００４１】本実施の形態では、座標計測装置による複
数の第１マークの計測と複数の第２マークの計測とを、
工程５４において一度に実施できるので、マスクの製造
工程が容易となる。

【００４２】図８は本発明の実施の形態５による他の描
画工程を説明する工程図である。図７においては、工程
Ｓ５３で第２マークを現像のみで形成したが、図８にお
いては、工程Ｓ５６で第２マークを現像とエッチングで
形成している。また、図８では、工程Ｓ５７でレジスト
を再塗布し、工程６８で第１マークもしくは第２マーク
の少なくとも一方を計測している。第２マークを計測し
た場合は、計測された複数の第２マークの位置関係と、
工程６４で座標計測装置により計測された複数の第２マ
ークの位置関係とのずれを求め、外乱による経時変化、
バイメタル効果、サポートリングの磁化、及びカセット
装着歪２により発生するマスクの位置歪を補償するため
に必要な補正量（第１の補正量）を得、この補正量と、
工程Ｓ５４で得られた第２の補正量とを加算し、加算さ
れた補正量に基づいて、目的の位置に所望の転写パター
ンを再配置して描画する。なお、図８において、レジス
ト再塗布はエッチング直後に実施してもよい。

【００４３】なお、上記実施の形態４、５において、複
数の第１マークはＸ線マスク上に任意の座標系で作製
し、上記複数の第１マークの位置関係をＥＢ描画装置お
よび座標計測装置で計測して第１の補正量を得るように
したが、実施の形態１または実施の形態３に示すよう
に、所望の座標系または既知の座標系で複数の第１マー
クを作製し、作製時の位置情報を基に、第１の補正量を
求めるようにしてもよい。

【００４４】また、上記実施の形態４、５においては、
新たな第１の補正量と第２の補正量を所望の転写パター
ン位置に加算してから描画しているが、更新する前の元
の第１の補正量と第２の補正量を所望の転写パターン位
置に加算してから描画してもよい。その場合、再度ＥＢ
描画装置にマスクを挿入する間に発生した外乱による経
時変化、およびカセット装着歪２により発生するマスク
の位置歪は補正できないが、バイメタル効果、サポート
リングの磁化、及びカセット装着歪１により発生するマ
スクの位置歪を補償することは可能となる。

【００４５】実施の形態６．上記各実施の形態におい
て、目的の位置に所望のパターンを再配置する際、パタ
ーンデータを再変換し、再配置したパターンを用いて歪
を補償する位置に描画したが、補正の方法は、得られた
補正量をｎ次式でフィッティングし、フィッティング曲
線に従って転写パターンを再配置しても、得られた補正
量から内挿して個々の転写パターンを再配置してもよ
い。また、転写パターンの再配置は個々の転写パターン
毎に行っても、フィールド毎に行ってもよい。これらは
ステージの座標係数の補正式に制限されないため、より
高精度なマスクの作製が可能である。

【００４６】また、目的の位置に所望のパターンを再配
置する際、パターンデータを再変換せず、ＥＢ描画装置
のステージ座標系を変更して歪を補償する位置に描画し
てもよい。補正の方法はステージの座標係数の補正式に
制限されるが、データを再変換する必要がない。

【００４７】実施の形態７．上記各実施の形態におい
て、所望のパターンを描画する場合において、描画中、
第１マークもしくは第２マークの位置関係を定期的に計
測し、計測の都度、所望の位置からのずれ量を求め、ず
れ量を補償する位置にＥＢ描画装置のステージ座標系を
変更して描画してもよい。このようにすれば、描画中、
外部環境が緩やかに変化しても、その影響を補償する位
置に所望のパターンを描画しているため、高精度なマス
クの作製が可能となる。

【００４８】また、上記各実施の形態においては、Ｘ線
マスク及びＸ線マスクの製造方法に関して記載したが、
半導体製造プロセスのマスク作製全般、特にＥＵＶＬ
（ＥｘｔｒｅｍｅＵｌｔｒａｖｉｏｌｅｔＬｉｔｈ
ｏｇｒａｐｈｙ）用のマスクや、ＰＲＥＶＡＩＬ（Ｐｒ
ｏｊｅｃｔｉｏｎＲｅｄｕｃｔｉｏｎＥｘｐｏｓｕ
ｒｅｗｉｔｈＶａｒｉａｂｌｅＡｘｉｓＩｍｍ
ｅｒｓｉｉｏｎＬｅｎｓｅｓ）、ＳＣＡＬＰＥＬ（Ｓ
ｃａｔｔｅｒｉｎｇｗｉｔｈＡｎｇｕｌａｒＬｉｍ
ｉｔａｔｉｏｎＰｒｏｊｅｃｔｉｏｎＥｌｅｃｔｒ
ｏｎＬｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）などのＥＢ（Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎＢｅａｍ）ステッパー用のマスク作製に対し
て当然のことながら適用できる。

【００４９】また、第１マークは、図２（ａ）に示すよ
うな位置に開口部を設けて形成したが、図２（ｂ）に示
すような位置であってもよく、またマークの形状は開口
部でなくとも、図２（ｂ）に示すようパターンであって
もよい。

【００５０】また、上記各実施の形態においては、マス
ク上に複数の第１マーク、あるいは複数の第１マークと
複数の第２マークを作製し、各マークにおける位置関係
のずれより第１の補正量または第２の補正量を求め、外
乱による経時変化、Ｘ線マスクを構成する材料のバイメ
タル効果、サポートリングの磁化、ＥＢカセット装着、
マークの計測方式の違い等に起因して発生する、ＥＢ描
画開始前に発生している位置歪を補正するようにした
が、このような補正に加え、さらに従来行われていたよ
うな、薄膜材料の応力が起因して発生する位置歪を補正
するようにしてもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、本発明の半導体リソグラ
フィ用マスクの製造方法によれば、予めマスク上に所望
の座標系で複数の第１マークを作製する工程と、上記マ
スクがＥＢ描画装置内で温度的に平衡状態に達した後、
上記ＥＢ描画装置にて上記複数の第１マークの位置関係
を計測し、この計測値と上記所望の座標系における位置
関係とのずれより第１の補正量であるマスクの位置歪を
検出し、上記位置歪を補償する位置に転写パターンを再
配置して、描画する工程とを備えたので、外乱による経
時変化、Ｘ線マスクを構成する材料のバイメタル効果、
サポートリングの磁化、ＥＢカセット装着歪２に起因し
て発生する位置歪を補正することができるため、高精度
のＸ線マスク、あるいは半導体リソグラフィ用マスクを
得ることができる。

【００５２】また、本発明の半導体リソグラフィ用マス
クの製造方法によれば、マスク上に複数の第１マークを
作製し、上記マスクがＥＢ描画装置内で温度的に平衡状
態に達した状態の上記複数の第１マークの位置関係を得
る工程と、上記複数の第１マークを外部の座標計測装置
で計測する工程と、上記座標計測装置で計測された上記
複数の第１マークの位置関係と、ＥＢ描画装置内で温度
的に平衡状態に達した状態の上記複数の第１マークの位
置関係とのずれより第１の補正量であるマスクの位置歪
を検出し、上記位置歪を補償する位置に転写パターンを
再配置して、描画する工程とを備えたので、Ｘ線マスク
を構成する材料のバイメタル効果、サポートリングの磁
化、カセット装着に起因して発生する位置歪を補正する
ことができるため、高精度のＸ線マスク、あるいは半導
体リソグラフィ用マスクを得ることができる。

【００５３】また、本発明の半導体リソグラフィ用マス
クの製造方法によれば、マスクがＥＢ描画装置内で温度
的に平衡状態に達した後、上記複数の第１マークの位置
関係をＥＢ描画装置にて計測することにより、複数の第
１マークの位置関係を得るので、複数の第１マークを作
製する際に、ＥＢ描画装置内で温度的に平衡状態でなく
ても良いので、補正のための時間が短縮できる効果があ
る。

【００５４】また、本発明の半導体リソグラフィ用マス
クの製造方法によれば、上記複数の第１マークを外部の
座標計測装置で計測後に、上記複数の第１マークの位置
関係をＥＢ描画装置にて計測するので、外乱による経時
変化、Ｘ線マスクを構成する材料のバイメタル効果、サ
ポートリングの磁化、カセット装着歪２に起因して発生
する位置歪を補正することができる。

【００５５】また、本発明の半導体リソグラフィ用マス
クの製造方法によれば、マスクがＥＢ描画装置内で温度
的に平衡状態に達した後、上記マスク上に、上記複数の
第１マークを作製することにより、複数の第１マークの
位置関係を得るので、ＥＢ描画装置内で、上記複数の第
１マークの位置関係を計測する必要がなく、工程が簡略
化する。

【００５６】また、本発明の半導体リソグラフィ用マス
クの製造方法によれば、マスク上に作製した複数の第１
マークのＥＢ描画装置内での位置関係とＥＢ描画装置外
での位置関係とを比較し、マスクの位置歪を補償するた
めに必要な第１の補正量を得る工程と、ＥＢ描画装置に
より、マスク上に複数の第２マークを作製した後、上記
複数の第２マークの位置関係を座標計測装置で計測し
て、マークを計測する方法の違いに起因して発生するマ
スクの位置歪を補償するために必要な第２の補正量を得
る工程と、第１の補正量及び第２の補正量を用いて、マ
スクの位置歪を補償する位置に所望の転写パターンを再
配置して、描画する工程とを備えたので、Ｘ線マスクを
構成する材料のバイメタル効果、サポートリングの磁
化、ＥＢカセット装着歪１、マークの計測方式の違いに
起因して発生する位置歪を補正することができるため、
高精度のＸ線マスク、あるいは半導体リソグラフィ用マ
スクを得ることができる。

【００５７】また、本発明の半導体リソグラフィ用マス
クの製造方法によれば、上記複数の第２マークを、上記
第１の補正量を加算した計算位置に、ＥＢ描画装置によ
り作製した後、この複数の第２マークの位置関係を座標
計測装置で計測し、この計測値と上記計算位置とを比較
して、マスクの位置歪を補償するために必要な第２の補
正量を得るようにしたので、マークの計測方式の違いに
起因して発生する歪量が分かり、第２の補正量を求める
ことが可能となる。

【００５８】また、本発明の半導体リソグラフィ用マス
クの製造方法によれば、ＥＢ描画装置により上記複数の
第２マークを作製した後、この複数の第２マークの位置
関係を座標計測装置で計測し、上記第２マーク作製時に
おける第２マークの座標位置に上記第１の補正量を加算
して得られた上記複数の第２マークの計算位置と、上記
座標計測装置で計測された上記複数の第２マークの計測
値とを比較して、マスクの位置歪を補償するために必要
な第２の補正量を得るようにしたので、マークの計測方
式の違いに起因して発生する歪量が分かり、第２の補正
量を求めることが可能となる。

【００５９】また、本発明の半導体リソグラフィ用マス
クの製造方法によれば、温度的に平衡状態に達したマス
ク上の複数の第１マークまたは複数の第２マークの位置
関係をＥＢ描画装置で計測し、この計測値と、座標計測
装置で計測された上記複数の第１マークまたは上記複数
の第２マークの計測値とを比較して再度第１の補正量を
求め、得られた第１の補正量と第２の補正量を用いて、
マスクの位置歪を補償する位置に所望の転写パターンを
再配置して、描画するので、外乱による経時変化、Ｘ線
マスクを構成する材料のバイメタル効果、サポートリン
グの磁化、ＥＢカセット装着歪２、マークの計測方式の
違いに起因して発生する位置歪を補正することができ
る。

【００６０】また、本発明の半導体リソグラフィ用マス
クの製造方法によれば、マスクの位置歪を補償する位置
に所望の転写パターンを再配置して、描画する際、転写
パターンデータを再変換して再配置するので、補正の方
法はステージの座標係数の補正式に制限されないため、
より高精度なマスクの作製が可能である。

【００６１】また、本発明の半導体リソグラフィ用マス
クの製造方法によれば、マスクの位置歪を補償する位置
に所望の転写パターンを再配置して、描画する際、ＥＢ
描画装置のステージ座標系を変更して再配置するので、
補正の方法はステージの座標係数の補正式に制限される
が、データを再変換する必要がない。

【００６２】また、本発明の半導体リソグラフィ用マス
クの製造方法によれば、転写パターンの描画中、複数の
第１マークまたは複数の第２マークの少なくとも片方の
位置関係を定期的に計測し、ＥＢ描画装置のステージ座
標系を変更して再配置するので、描画中、外部環境が緩
やかに変化しても、その影響を補償する位置に所望のパ
ターンを描画しているため、高精度なマスクの作製が可
能となる。

【００６３】また、本発明の半導体リソグラフィ用マス
クによれば、上記いずれかの製造方法により作製された
ので、高精度の半導体リソグラフィ用マスクを得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による描画工程を説明
する工程図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係わる第１マークを
示す図である。

【図３】本発明の実施の形態２による描画工程を説明
する工程図である。

【図４】本発明の実施の形態３による描画工程を説明
する工程図である。

【図５】本発明の実施の形態４による描画工程を説明
する工程図である。

【図６】本発明の実施の形態４による他の描画工程を
説明する工程図である。

【図７】本発明の実施の形態５による描画工程を説明
する工程図である。

【図８】本発明の実施の形態５による他の描画工程を
説明する工程図である。

【図９】Ｘ線マスクの基本構成要素を示す断面図であ
る。

【図１０】レジスト膜にＥＢを用いてレジストパター
ンを描画するＥＢ描画方法を説明する説明図である。

【符号の説明】

１シリコンウエハ、２メンブレン、３窓部、４
Ｘ線吸収体膜、５吸収体パターン、６サポートリン
グ、７偏向領域、８描画領域、９第１マーク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者綾淳東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者村上隆昭東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 2H095 BA10 BB01 BB10 BB14 BD06 5F046 GD09 GD17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスク基板上のレジストに、電子線描画
装置によって転写パターンを形成する工程を含む半導体
リソグラフィ用マスクの製造方法において、予めマスク
上に所望の座標系で複数の第１マークを作製する工程
と、上記マスクが電子線描画装置内で温度的に平衡状態
に達した後、上記電子線描画装置にて上記複数の第１マ
ークの位置関係を計測し、この計測値と上記所望の座標
系における位置関係とのずれより第１の補正量であるマ
スクの位置歪を検出し、上記位置歪を補償する位置に上
記転写パターンを再配置して、描画する工程とを備えた
ことを特徴とする半導体リソグラフィ用マスクの製造方
法。
【請求項２】マスク基板上のレジストに、電子線描画
装置によって転写パターンを形成する工程を含む半導体
リソグラフィ用マスクの製造方法において、マスク上に
複数の第１マークを作製し、上記マスクが電子線描画装
置内で温度的に平衡状態に達した状態の上記複数の第１
マークの位置関係を得る工程と、上記複数の第１マーク
を外部の座標計測装置で計測する工程と、上記座標計測
装置で計測された上記複数の第１マークの位置関係と、
電子線描画装置内で温度的に平衡状態に達した状態の上
記複数の第１マークの位置関係とのずれより第１の補正
量であるマスクの位置歪を検出し、上記位置歪を補償す
る位置に上記転写パターンを再配置して、描画する工程
とを備えたことを特徴とする半導体リソグラフィ用マス
クの製造方法。
【請求項３】マスクが電子線描画装置内で温度的に平
衡状態に達した後、複数の第１マークの位置関係を電子
線描画装置にて計測することにより、上記複数の第１マ
ークの位置関係を得ることを特徴とする請求項２記載の
半導体リソグラフィ用マスクの製造方法。
【請求項４】複数の第１マークを外部の座標計測装置
で計測後に、複数の第１マークの位置関係を電子線描画
装置にて計測することを特徴とする請求項３記載の半導
体リソグラフィ用マスクの製造方法。
【請求項５】マスクが電子線描画装置内で温度的に平
衡状態に達した後、上記マスク上に、複数の第１マーク
を作製することにより、上記複数の第１マークの位置関
係を得ることを特徴とする請求項２記載の半導体リソグ
ラフィ用マスクの製造方法。
【請求項６】マスク基板上のレジストに、電子線描画
装置によって転写パターンを形成する工程を含む半導体
リソグラフィ用マスクの製造方法において、マスク上に
作製した複数の第１マークの電子線描画装置内での位置
関係と電子線描画装置外での位置関係とを比較し、マス
クの位置歪を補償するために必要な第１の補正量を得る
工程と、電子線描画装置により、マスク上に複数の第２
マークを作製した後、上記複数の第２マークの位置関係
を座標計測装置で計測して、マークを計測する方法の違
いに起因して発生するマスクの位置歪を補償するために
必要な第２の補正量を得る工程と、第１の補正量及び第
２の補正量を用いて、マスクの位置歪を補償する位置に
上記転写パターンを再配置して、描画する工程とを備え
たことを特徴とする半導体リソグラフィ用マスクの製造
方法。
【請求項７】複数の第２マークを、第１の補正量を加
算した計算位置に、電子線描画装置により作製した後、
この複数の第２マークの位置関係を座標計測装置で計測
し、この計測値と上記計算位置とを比較して、マスクの
位置歪を補償するために必要な第２の補正量を得るよう
にしたことを特徴とする請求項６記載の半導体リソグラ
フィ用マスクの製造方法。
【請求項８】電子線描画装置により複数の第２マーク
を作製した後、この複数の第２マークの位置関係を座標
計測装置で計測し、上記第２マーク作製時における第２
マークの座標位置に第１の補正量を加算して得られた上
記複数の第２マークの計算位置と、上記座標計測装置で
計測された上記複数の第２マークの計測値とを比較し
て、マスクの位置歪を補償するために必要な第２の補正
量を得るようにしたことを特徴とする請求項６記載の半
導体リソグラフィ用マスクの製造方法。
【請求項９】温度的に平衡状態に達したマスク上の複
数の第１マークまたは複数の第２マークの位置関係を電
子線描画装置で計測し、この計測値と、座標計測装置で
計測された上記複数の第１マークまたは上記複数の第２
マークの計測値とを比較して再度第１の補正量を求め、
得られた第１の補正量と第２の補正量を用いて、マスク
の位置歪を補償する位置に上記転写パターンを再配置し
て、描画することを特徴とする請求項６ないし８のいず
れかに記載の半導体リソグラフィ用マスクの製造方法。
【請求項１０】マスクの位置歪を補償する位置に所望
の転写パターンを再配置して、描画する際、転写パター
ンデータを再変換して再配置することを特徴とする請求
項１ないし９のいずれかに記載の半導体リソグラフィ用
マスクの製造方法。
【請求項１１】マスクの位置歪を補償する位置に所望
の転写パターンを再配置して、描画する際、電子線描画
装置のステージ座標系を変更して再配置することを特徴
とする請求項１ないし９のいずれかに記載の半導体リソ
グラフィ用マスクの製造方法。
【請求項１２】転写パターンの描画中、複数の第１マ
ークまたは複数の第２マークの少なくとも片方の位置関
係を定期的に計測し、電子線描画装置のステージ座標系
を変更して再配置することを特徴とする請求項１１記載
の半導体リソグラフィ用マスクの製造方法。
【請求項１３】請求項１ないし１２のいずれかに記載
の製造方法により作製された半導体リソグラフィ用マス
ク。