JPH09289149A

JPH09289149A - Ｘ線マスク及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09289149A
Application number: JP10094796A
Authority: JP
Inventors: Hajime Aoyama; 肇青山
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-04-23
Filing date: 1996-04-23
Publication date: 1997-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｘ線マスク及びその製造方法に関し、膜を成
膜或いは除去する時に発生する位置精度の劣化を低減す
る。【解決手段】Ｘ線マスクの基準マーク３と吸収体４と
を異なった材料で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＸ線マスク及びその
製造方法に関するものであり、特に、Ｘ線マスク作製時
における薄膜材料の応力の影響を低減し、位置精度及び
アライメント精度を向上させるためのＸ線マスク及びそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置の微細化に伴って、紫
外線露光に代わるより波長の短い光としてＸ線を用いる
Ｘ線露光が開発されており、この様なＸ線露光に用いる
Ｘ線マスクの吸収体としてはＴａやＷ等の重金属膜が使
用されている。

【０００３】このＴａやＷ等の吸収体膜の一部を利用し
て基準マーク及びアライメントマーク（マスクマーク）
を形成しておき、電子ビーム露光装置を用いて吸収体膜
をパターニングする場合に、試料及び装置の温度変化に
よる位置変動を防ぐために、露光時にこの基準マークを
参照して補正を行っている。

【０００４】また、デバイスプロセスにおいては、Ｘ線
マスクと半導体ウェハとの合わせ精度を向上するため
に、ヘテロダインアライメントが用いられており、マス
クマーク及び半導体ウェハ上に設けたウェハマークの夫
々に波長が若干異なるアライメント光を異なった方向か
ら照射し、マスクマークのエッジからの各々の１次光の
位相差をビート信号として検出して位置合わせを行って
いる。

【０００５】そして、従来のＸ線マスクの作製工程とし
ては、大きく分けて３通りあるので、この３つの作製工
程を図６を参照して説明する。図６（ａ）参照図６（ａ）は、所謂バックエッチング後行タイプと言わ
れるもので、シリコン基板上にＳｉＣ等のメンブレンを
成膜したのち、Ｔａ膜等の吸収体を成膜し、次いで、レ
ジスト塗布、及び、露光・現像したのち吸収体をパター
ニングし、次いで、シリコン基板の中央部を裏面よりバ
ックエッチングしてメンブレンを露出させることにより
支持枠を形成し、最後に、ＳｉＣリング等のフレームを
支持枠に接着する。

【０００６】しかし、このバックエッチング後行タイプ
の場合には、描画による配置精度の他に、バックエッチ
ング工程において、シリコン基板とバランスしていたメ
ンブレンの応力が崩れて、既にパターニングされている
吸収体パターンに位置変動が生じたり、或いは、フレー
ムの接着工程において、熱的に吸収体パターンに歪を生
ずるという問題があり、高精度の位置精度が得られなか
った。

【０００７】図６（ｂ）参照図６（ｂ）は、所謂バックエッチング先行タイプと言わ
れるもので、シリコン基板上に吸収体を成膜し、フレー
ムをシリコン基板の裏面に接着したのち、バックエッチ
ングを行い、次いで、レジスト塗布、及び、露光・現像
したのち吸収体をパターニングするものである。

【０００８】図６（ｃ）参照図６（ｃ）も、所謂バックエッチング先行タイプと言わ
れるもので、シリコン基板の裏面にフレームをシリコン
基板の裏面に接着し、バックエッチングを行ったのち、
吸収体を成膜し、次いで、レジスト塗布、及び、露光・
現像したのち吸収体をパターニングするものである。

【０００９】これらの（ｂ）及び（ｃ）の工程は、フレ
ーム接着工程の後で、且つ、バックエッチング工程の後
に吸収体をパターニングしているので、メンブレンの応
力やフレームの接着による歪の影響がなくなり、位置精
度が向上する。

【００１０】しかし、この場合にも、吸収体自体の有す
る応力及びレジストの応力の影響は存在するので、吸収
体の応力については、吸収体を成膜する際に用いられる
スパッタリング装置の成膜条件を制御したり、或いは、
成膜後にアニールやイオン注入を施すことによって、応
力の低減を図っていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の（ｂ）
の工程の場合には、吸収体の成膜後に応力制御を行って
も、フレームの接着に伴う熱工程及びバックエッチング
工程において吸収体の残留応力が変化するという問題が
ある。

【００１２】また、上記（ｃ）の工程の場合には、応力
の測定に通常用いられている、成膜或いは膜除去に伴う
高さの変動により応力を計測する手法が、応力を測定す
べき吸収体が薄膜のメンブレン上に存在するため測定が
困難になるという問題がある。

【００１３】即ち、基板上に薄膜を堆積した場合、堆積
に伴う変位は基板が薄くなるに連れて大きくなるが、基
板の厚さがある程度以上薄くなると、逆に変位は少なく
なり、したがって、メンブレン等の薄膜上に薄膜を成膜
してもその成膜した薄膜の応力を測定することができな
くなるためである。

【００１４】また、吸収体のパターニング工程に用いる
レジストの応力による位置変動は、レジストの成分（分
子量）やプリベーク温度に依存するが、レジストの膜厚
及び応力が一定であるならば、レジストの応力による位
置変動の量は同じであるので、複数のＸ線マスクの相対
的位置座標は互いに一致することになる。

【００１５】しかし、実施の露光においては、ゲートパ
ターンやコンタクト層パターンのパターニング工程にお
いてはＸ線露光を用いるものの、他の部分の露光におい
ては電子ビーム露光や紫外線露光を用いることになり、
この様な異なった露光装置を組み合わせて用いるハイブ
リッド露光においては、各マスクの相対的位置座標が異
なることになる。

【００１６】即ち、露光装置が異なるとパターニングの
際に使用するレジストも必然的に異なることになり、し
たがって、レジストの成分の相違によりその応力も変化
し、各マスク間に位置ズレが生ずる。

【００１７】さらに、マスクプロセスにおいて必要とさ
れるレジストの膜厚は、後方散乱によるボケを低減する
ためできる限り薄い方が望ましいが、デバイスプロセス
において、シリコンウェハ上に塗布するレジストの厚さ
は、目的によって異なり、例えば、イオン注入マスクと
してのレジストパターンは、通常のパターンより厚いこ
とが要求されるので、仮に同じレジストを用いたとして
も、マスクプロセスとデバイスプロセスとではレジスト
の膜厚が同じになることは考えづらく、したがって、両
者の間に相対的な位置変動が生ずることになる。

【００１８】そこで、この様な問題を解決するために、
直描、即ち、基準マークの検出を行いながら描画を行う
ことで理想格子となるようにパターニングするが、基準
マーク座標が理想格子上にないと歪んだ形に合わせて描
画されることになり、実際、基準マークもレジストを用
いてパターニングしているので、基準マーク自体がレジ
ストの応力により位置変動が生じている。

【００１９】なお、デバイスを作製する際の直描では、
レジストの応力により基準マーク座標が歪んでも、同程
度下地のパターンが歪むので、合わせ精度の劣化は生じ
ない。

【００２０】また、Ｘ線リソグラフィー工程において
は、パターン転写を行う場合に、高精度のアライメント
を行うために、ヘテロダインアライメントを行っている
が、この場合には、マスクマークを透過したアライメン
ト光がＸ線マスクとシリコンウェハとの間で多重干渉
し、アライメント精度が劣化するため、マスクマークを
アライメント光が透過しないように遮光膜を設けてい
た。

【００２１】したがって、この場合、メンブレンとして
ＳｉＣを用い、吸収体エッチング時に塩素系ガスを用い
ると、ＳｉＣからなるメンブレンはほとんどエッチング
されないため、マスクマーク検出信号は、マスクマーク
の材料と遮光膜と複素屈折率の差による回折効率によっ
て決定され、十分なＳ／Ｎ比が得られなかった。

【００２２】一方、エッチングガスとしてフッ素系ガス
を用いたり、メンブレンとしてＳｉＮを用いた場合に
は、メンブレンがある程度エッチングされ、マスクマー
クの在る位置のメンブレンの厚さとそれ以外の位置のメ
ンブレンの厚さに差ができ、この差に基づくアライメン
ト光の位相差により回折効率を高めることができる。

【００２３】しかし、エッチング時間がパターンサイズ
で異なる所謂マイクロローディング効果により、メンブ
レンのエッチング量はパターン形状及び場所により異な
り、回折効率が一定しないという問題があり、さらに、
メンブレンのエッチングに伴ってメンブレンの応力によ
り吸収体パターンの位置変動が生ずるという問題があ
る。

【００２４】したがって、本発明は、膜を成膜或いは除
去する時に発生する位置精度の劣化を低減することを目
的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。なお、図におい
て、符号１，５は、夫々支持枠及びフレームである。図１参照（１）本発明は、Ｘ線マスクにおいて、基準マーク３と
吸収体４とを異なった材料で構成したことを特徴とす
る。

【００２６】この様に、基準マーク３と吸収体４とを異
なった材料で構成することにより、選択エッチングが可
能になるので、吸収体４のパターニング工程において、
予め異なった材料形成した基準マ−ク３を基準として用
いることにより吸収体４パターニング工程における応力
による位置変動を補正することができ、精度が向上す
る。

【００２７】（２）また、本発明は、上記（１）におい
て、基準マーク３をＣｒ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ａ
ｕ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、或いは、Ｔａ
Ｎのうちのいずれか１つから構成し、また、吸収体４を
Ｔａ、Ｔａ₂Ｏ₅、或いは、Ｔａ₄Ｂのうちのいずれか
１つから構成したことを特徴とする。

【００２８】この様に、基準マーク３を塩素系ガスに対
する耐性の大きなＣｒ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｕ、
Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、或いは、ＴａＮで
構成し、また、吸収体４を塩素系ガスでエッチング可能
なＴａ、Ｔａ₂Ｏ₅、或いは、Ｔａ₄Ｂで構成すること
によって、塩素系ガスを用いたＲＩＥ（反応性イオンエ
ッチング）による選択エッチングが可能になる。

【００２９】（３）また、本発明は、上記（１）におい
て、基準マーク３をＡｕ、または、Ａｌから構成し、ま
た、吸収体４をＷ、Ｗ−Ｔｉ、Ｔａ、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｔａ
Ｎ、或いは、Ｔａ₄Ｂのうちのいずれか１つから構成し
たことを特徴とする。

【００３０】この様に、基準マーク３をフッ素系ガスに
対する耐性の大きなＡｕ、または、Ａｌから構成し、ま
た、吸収体４をフッ素系ガスでエッチング可能なＷ、Ｗ
−Ｔｉ、Ｔａ、Ｔａ₂Ｏ₅、ＴａＮ、或いは、Ｔａ₄Ｂ
で構成することにより、フッ素系ガスを用いたＲＩＥに
より選択エッチングが可能になる。

【００３１】（４）また、本発明は、Ｘ線マスクの製造
方法において、基準マーク３を形成したのち吸収体４を
成膜し、次いで、基準マーク３上の吸収体４を選択的に
除去したのち、レジストを塗布する前に基準マーク３の
配置を測定し、この測定結果をアライメントマーク座標
値にオフセット値として入力して、吸収体４をパターニ
ングすることを特徴とする。

【００３２】この様に、レジストを塗布する直前の基準
マーク３の配置を測定し、その測定値の理想値からのズ
レを考慮してレジストの露光を行うことにより、吸収体
パターンのレジストの応力による位置変動を補償するこ
とができ、特に、ハイブリッド露光においてはその相対
的位置座標のズレを補正するために重要になる。

【００３３】（５）また、本発明は、Ｘ線マスクの製造
方法において、基準マーク３の形成時に、アライメント
マークを同時に形成すると共に、メンブレン２をＳｉＣ
で構成し、吸収体４のパターニング工程においてはエッ
チングガスとして塩素系ガスを用い、基準マーク３及び
アライメントマークのパターニング工程においてはエッ
チングガスとしてフッ素系ガスを用いることにより、基
準マーク３及びアライメントマークのパターニング工程
においてメンブレン２を１００〜８００ｎｍエッチング
することを特徴とする。

【００３４】ＳｉＣは塩素系ガスによってはほとんどエ
ッチングされないものの、フッ素系ガスによってはエッ
チングされるので、基準マーク３及びアライメントマー
クのパターニング工程においてフッ素系ガスを用いるこ
とによってＳｉＣからなるメンブレン２も同時にエッチ
ングすることができ、アライメント光の回折効率を向上
してマスク合わせ精度を向上することができる。

【００３５】（６）また、本発明は、Ｘ線マスクの製造
方法において、基準マーク３の位置座標の検出を吸収体
４の成膜前と成膜後の２度行い、その差に基づいて吸収
体４の応力による位置変動を計測することを特徴とす
る。

【００３６】この様に、基準マーク３の位置の検出を吸
収体４の成膜前と成膜後の２度行うことにより、薄いメ
ンブレン２上に成膜した吸収体４の応力を測定すること
が可能になる。

【００３７】（７）また、本発明は、上記（６）におい
て、位置変動から吸収体４の応力を測定し、その応力値
から予想される位置変動を補償するように転写パターン
のパターンデータを補正して吸収体４をパターニングす
ることを特徴とする。

【００３８】この様に、測定した吸収体４の応力値か
ら、予想される位置変動を補償するように転写パターン
のパターンデータを補正することにより、吸収体４自体
が有する応力の影響による吸収体パターンの位置変動を
低減することができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図２
及び図３を参照して説明する。図２（ａ）参照まず、厚さ５２５μｍのシリコン基板１１の表面に減圧
化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ法）によって、Ｘ線マスク
のメンブレンとなる厚さ１．０〜２．５μｍ、例えば、
２μｍのＳｉＣ膜１２を成膜し、次いで、シリコン基板
１１の一方の表面に堆積したＳｉＣ膜１２の表面を研磨
法によって平坦化すると共に、他方の表面に堆積したＳ
ｉＣ膜１２を除去したのち、スパッタリング法によって
厚さ３０〜６５０ｎｍ、例えば、５００ｎｍのＷ膜１３
を堆積させる。

【００４０】なお、このＷ膜１３は基準マーク１４とし
て用いるものであるので、電子ビームを用いて位置検出
する場合、反射電子の信号のＳ／Ｎ比を十分取るために
は、電子ビームの加速電圧及びビーム電流にも依存する
が、Ｗ膜１３の厚さは３０ｎｍ以上あれば良い。

【００４１】また、エッチングガスとしてＢＣｌ₃／Ｃ
ｌ₂を用いたＲＩＥ（反応性イオンエッチング）におい
ては、Ｗと吸収体膜となるＴａとのエッチング選択比は
約４倍程度であるので、Ｗ膜の厚さは５００ｎｍあれば
十分である。

【００４２】図２（ｂ）参照次いで、厚さ０．４μｍのレジスト（図示せず）を塗布
したのち、露光・現像することによって、チップ領域の
周辺４隅に基準マーク１４を形成するためのパターンを
形成すると同時に、所定の位置にヘテロダインマークを
形成するためのパターンを形成し、このレジストパター
ン（図示せず）をマスクとして、ＣＦ₄ガスを用いてＷ
膜１３をエッチングして基準マーク１４及びヘテロダイ
ンマーク（図示せず）を形成する。

【００４３】なお、このエッチング工程において、同時
に、下地のＳｉＣ膜１２を１００〜８００ｎｍ、例え
ば、３２０ｎｍエッチングすることによって、アライメ
ント光の回折効率を高める。

【００４４】即ち、エッチングする深さは、アライメン
ト光の波長の１／２程度、即ち、λ／２であり、アライ
メント光の波長に依存するが、厳密にλ／２である必要
はなく、必要とするＳ／Ｎ比に応じて適宜設定すれば良
く、また、あまりエッチングしすぎると、メンブレンの
応力変動による位置変動が問題になるので、１００〜８
００ｎｍが適当である。

【００４５】図２（ｃ）参照次いで、スパッタリング法を用いて、全面に、厚さ３０
０〜８００ｎｍ、例えば、６００ｎｍの吸収体となるＴ
ａ膜１５を堆積させる。

【００４６】なお、この時、Ｔａ膜の残留応力が、後の
パターン描画工程において、参照する基準マーク１４の
読取や、基準マーク１４上のＴａ膜除去用パターンの位
置マージンに影響を与えるので、アニール処理を施すこ
とによってＴａ膜１５の応力がほぼ０になるように制御
することが望ましい。

【００４７】図３（ｄ）参照次いで、新たにレジストを塗布し、露光・現像すること
によってマーク領域開口１６を形成するためのレジスト
パターン（図示せず）を形成したのち、このレジストパ
ターンをマスクとしてＢＣｌ₃／Ｃｌ₂をエッチングガ
スとして用いたＲＩＥによってＴａ膜１５をエッチング
してマーク領域開口１６を形成する。

【００４８】これは、吸収体としてのＴａ膜１５を成膜
したのちは、吸収体の厚さは３００〜８００ｎｍ程度と
厚いものであるので、基準マーク１４からの反射電子を
直接検出することが不可能になり、且つ、基準マーク１
４の段差による吸収体表面の段差もならされてしまうの
で、基準マーク１４の位置検出のためにマーク領域開口
１６を形成する必要が生ずるためであり、基準マーク１
４と吸収体とを異なった材料で形成しているので選択エ
ッチングが可能になる。

【００４９】なお、このマーク領域開口１６の大きさ
は、例えば、基準マーク１４のサイズを２０μｍとした
場合、露光装置のメカニカルアライメントのマージンを
含めて、１００μｍ□にするものであり、また、ヘテロ
ダインマーク上にあるＴａ膜１５は除去しない。

【００５０】図３（ｅ）参照次いで、シリコン基板１１の裏面にＳｉＣリングからな
るフレーム１７を接着したのち、このフレーム１７をマ
スクとしてフッ硝酸を用いたウェット・エッチングを行
うことによってシリコン基板１１をバックエッチングし
て、メンブレンとなるＳｉＣ膜１２を露出させると共
に、残存するシリコン基板１１を支持枠１８とする。

【００５１】図３（ｅ）参照次いで、基準マーク１４の位置を電子ビーム露光装置で
測定し、測定した基準マーク１４の位置と、理想格子と
の差をアライメント座標に加え、例えば、測定した４隅
の基準マーク１４の座標が理想座標の（１００００，１
００００）、（−１００００，１００００）、（−１０
０００，−１００００）、（１００００，−１０００
０）に対して、（１００００．４，１００００．４）、
（−１００００．３，１００００．４）、（−１０００
０．３，−１００００．４）、（１００００．４，−１
００００．４）であれば、直描の際のアライメントマー
ク座標に上記値を入力する。

【００５２】図３（ｆ）参照次いで、レジスト（図示せず）、例えば、ＺＥＰ−５２
０（日本ゼオン製商品名）を０．２μｍ塗布し、２００
℃で５分間プリベークを行ったのち、基準マークを検出
しながら、上記入力したアライメントマーク座標に基づ
いて直描によってデバイスパターンを形成するためのパ
ターンを露光し、次いで、現像することによって形成し
たレジストパターン（図示せず）をマスクとして、ＢＣ
ｌ₃／Ｃｌ₂をエッチングガスとして用いたＲＩＥによ
ってＴａ膜１５をエッチングしてＴａパターン１９から
なるデバイスパターン、即ち、デバイスを形成するため
のパターンを形成する。

【００５３】この本発明の第１の実施の形態により、レ
ジスト応力に起因した、倍率誤差４０ｐｐｍ（０．４／
１００００）を補正することができる。

【００５４】即ち、従来のように、レジストの塗布後に
基準マークの位置座標の測定を行っても、レジストの応
力によってズレた位置を検出することになり、このズレ
た基準マークを理想的基準として露光を行うと、最終的
にレジストを全て除去した際に、レジストの応力から開
放されて形成したパターンが位置変動を起こし理想的基
準からのズレが生ずる。

【００５５】しかし、本発明のように、レジストを塗布
する前に基準マークの位置座標を測定しておき、レジス
ト塗布後に電子ビーム露光装置を用いてデバイスパター
ンを描画する際に、レジストの塗布によって基準マーク
が位置変動しても、変動した位置が測定した基準マーク
の座標であるとして、それに合わせて直描を行っている
ので、レジストを除去して応力による変動が生じても、
変動後のデバイスパターンと基準マークの位置関係は変
わらず、レジストの応力とは関係なくほぼ理想的な位置
にデバイスパターンを形成することができる。

【００５６】なお、上記の第１の実施の形態において
は、吸収体と基準マークを異なった材料で形成している
が、単にレジストの応力の影響を低減するためだけであ
るならば、同じ材料、例えば、Ｔａ膜を用いても良いも
のであり、その場合には、シリコン基板上にＳｉＣ膜及
びＴａ膜を堆積させたのち、フレームを接着してバック
エッチングし、次いで、ＢＣｌ₃／Ｃｌ₂をエッチング
ガスとして用いたＲＩＥによってＴａ膜をエッチングし
て基準マーク及びヘテロダインマークを形成し、次い
で、ＣＦ₄やＢＣｌ₃ガスを用いて下地のＳｉＣを１０
０〜８００ｎｍエッチングし、その後は、上記の第１の
実施の形態の工程と同様に基準マークの位置測定を行
い、位置の補正を行って吸収体パターンを形成すれば良
い。

【００５７】次に、図４及び図５を参照して、本発明の
第２の実施の形態を説明する。上記の第１の実施の形態
においてはレジストの応力の影響を回避するものである
が、実際には吸収体の応力を問題になるので、この第２
の実施の形態は吸収体の応力の影響を回避するものであ
る。

【００５８】図４（ａ）参照この第２の実施の形態は、従来の（ｃ）の工程に対応す
るものであり、まず、厚さ５２５μｍのシリコン基板２
１の表面に減圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ法）によっ
て、Ｘ線マスクのメンブレンとなる厚さ１．０〜２．５
μｍ、例えば、２μｍのＳｉＣ膜２２を成膜し、次い
で、シリコン基板２１の一方の表面に堆積したＳｉＣ膜
２２の表面を研磨法によって平坦化すると共に、他方の
表面に堆積したＳｉＣ膜２２を除去する。

【００５９】次いで、シリコン基板２１の裏面にＳｉＣ
リングからなるフレーム２３を接着したのち、このフレ
ーム２３をマスクとしてフッ硝酸を用いたウェット・エ
ッチングを行うことによってシリコン基板２１をバック
エッチングして、メンブレンとなるＳｉＣ膜２２を露出
させると共に、残存するシリコン基板２１を支持枠２４
とする。

【００６０】図４（ｂ）参照次いで、スパッタリング法によって厚さ３０〜６５０ｎ
ｍ、例えば、５００ｎｍのＷ膜２５を堆積させる。な
お、この場合も、Ｗ膜２５は基準マーク２６として用い
るものであるので、電子ビームも用いて位置検出する場
合、反射電子の信号のＳ／Ｎ比を十分取るために、エッ
チングレートを考慮して３０ｎｍ〜５００ｎｍあれば良
い。

【００６１】図４（ｃ）参照次いで、厚さ０．４μｍのレジスト（図示せず）を塗布
したのち、露光・現像することによって、チップ領域の
周辺４隅に基準マーク２６を形成するためのパターンを
形成すると同時に、所定の位置にヘテロダインマークを
形成するためのパターンを形成し、このレジストパター
ン（図示せず）をマスクとして、ＣＦ₄ガスを用いてＷ
膜２５をエッチングして基準マーク２６及びヘテロダイ
ンマーク（図示せず）を形成する。

【００６２】そして、レジストパターンを除去したの
ち、電子ビーム露光装置を用いて第１回目の基準マーク
２６の位置測定を行う。

【００６３】図５（ｄ）参照次いで、スパッタリング法を用いて、全面に、厚さ３０
０〜６５０ｎｍ、例えば、６００ｎｍの吸収体となるＴ
ａ膜２７を堆積させる。なお、こ場合も、アニール処理
を施すことによってＴａ膜２７の応力がほぼ０になるよ
うに制御することが望ましい。

【００６４】図５（ｅ）参照次いで、新たにレジストを塗布し、露光・現像すること
によってマーク領域開口２８を形成するためのレジスト
パターン（図示せず）を形成したのち、このレジストパ
ターンをマスクとしてＢＣｌ₃／Ｃｌ₂をエッチングガ
スとして用いたＲＩＥによってＴａ膜２７をエッチング
してマーク領域開口２８を形成する。

【００６５】この場合も、マーク領域開口１６の大きさ
は、例えば、基準マーク１４のサイズを２０μｍとした
場合、露光装置のメカニカルアライメントのマージンを
含めて、１００μｍ□にするものであり、また、ヘテロ
ダインマーク上にあるＴａ膜１５は除去しない。

【００６６】そして、レジストパターンを除去したの
ち、電子ビーム露光装置を用いて第２回目の基準マーク
２６の位置測定を行い、第１回目と第２回目との位置の
差がＴａ膜の成膜による位置変動を表すことになり、こ
の位置変動の結果に基づいて補正した位置データを入力
する。

【００６７】図５（ｆ）参照次いで、レジスト（図示せず）、例えば、ＺＥＰ−５２
０（日本ゼオン製商品名）を０．２μｍ塗布し、２００
℃で５分間プリベークを行ったのち、基準マーク２６を
検出しながら、上記補正入力した位置データに基づいて
直描によってデバイスパターン形成するためのパターン
を露光し、次いで、現像することによって形成したレジ
ストパターン（図示せず）をマスクとして、ＢＣｌ₃／
Ｃｌ₂をエッチングガスとして用いたＲＩＥによってＴ
ａ膜２７をエッチングしてＴａパターン２９からなるデ
バイスパターンを形成する。

【００６８】なお、ここで注意するのは、レジストは最
終的に完全に除去されるのに対して、吸収体はデバイス
パターンに応じて残存するため、ネガ型レジストを用い
て電子ビーム露光装置での描画率が極めて低い場合に
は、ほとんどの吸収体が除去されるため、基準マーク２
６はほぼ吸収体の成膜前の位置に戻るので、第１回目に
測定した座標を、絶対座標として用いる。

【００６９】また、ポジ型レジストを用いて電子ビーム
露光装置での描画率が極めて低い場合には、ほとんどの
吸収体が残存するため、基準マーク２６はほぼ吸収体の
成膜後の位置に留まるので、第２回目に測定した座標
を、絶対座標として用いる。

【００７０】また、実際のデバイスパターンに適用する
場合には、描画率やパターンの配置に応じて基準マーク
２６のパターニング後の位置が変動するので、第１回目
の位置データと第２回目の位置データの差を換算し、第
２回目の測定結果に加えることによって、位置精度を向
上することが可能になる。

【００７１】この様に、第２の実施の形態においては、
レジストの応力の影響のみならず、吸収体の応力の影響
も回避することができるので、位置精度をさらに向上す
ることができる。

【００７２】なお、上記の第２の実施の形態の説明にお
いては、基準マーク２６をバックエッチング後に行って
いるが、バックエッチング工程前に行っても良いもので
ある。

【００７３】以上、本発明の第１の実施の形態及び第２
の実施の形態を説明してきたが、本発明においては、へ
テロダインマーク上のＴａ膜は除去しないので、Ｔａ膜
からなる吸収体がヘテロダインアライメント工程におい
て遮光膜として機能するため、遮光膜を別個に形成する
工程が不要になる。

【００７４】また、上記各実施の形態の説明において
は、基準マークの検出のために電子ビーム露光装置を用
いているが、光波５Ｉ（ニコン製商品名）等の位置検査
装置を用いても良いものである。

【００７５】また、上記の各実施の形態の説明において
は、レジストのみを吸収体のエッチングの際のエッチン
グマスクとして利用しているが、マイクロローディング
効果や電子ビーム描画による近接効果の影響を低減する
ために、ＳｉＯ₂膜やＡｌ₂Ｏ₃膜をエッチングマスク
として用いても良い。

【００７６】この場合には、エッチングマスク自体の応
力によって位置変動が生ずるが、エッチングマスクを最
終的に全て除去する場合には、レジストと同様にエッチ
ングマスクの成膜前に基準マークの位置測定を行えば良
い。

【００７７】即ち、具体的には、基準マーク及びマスク
マークの形成、吸収体の成膜、基準マーク上の吸収体の
除去、第１回目の基準マークの位置測定、エッチングマ
スクの成膜、第２回目の基準マークの位置測定、デバイ
スパターン描画の工程を順次行えば良い。

【００７８】また、エッチングマスクを除去しない場合
には、エッチングマスクと吸収体とが一体となって応力
を持っているのと等しいため、第１回目の位置測定後
に、吸収体とエッチングマスクの成膜を行えば良い。

【００７９】この場合の第１回目と第２回面の測定結果
の差は、メンブレン上に吸収体やエッチングマスクを成
膜した時の膜応力によるＩｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｄｉｓｔｏ
ｒｔｉｏｎ（面内歪）を示すことになる。

【００８０】即ち、成膜や、アニール或いはイオン注入
による応力制御に伴う位置変動を、各プロセスの前後の
位置変動から推測することができ、また、その結果をフ
ィードバックすることによってパターニング工程に伴う
位置変動を補償することができる。

【００８１】さらに、メンブレン上に、複数のマーク
を、例えば、２１ｍｍ□内に３ｍｍピッチでマトリクス
状に配置することにより、その領域における成膜した膜
の応力の面内分布を測定することができる。

【００８２】また、上記の実施の形態においては、吸収
体膜としてＴａ膜を用いているが、Ｔａの代わりにＴａ
と同様に塩素系ガスでエッチング可能なＴａ₂Ｏ₅また
はＴａ₄Ｂを用いても良いものであり、その場合には、
基準マークとして塩素系ガスに対する耐性の大きなＣ
ｒ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ａｕ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、
Ｉｎ₂Ｏ₃、或いは、ＴａＮを用いれば良く、Ｃｒ、Ｃ
ｏ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ａｕ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｉｎ₂
Ｏ₃、及び、ＴａＮのＢＣｌ₃／Ｃｌ₂に対する耐性は
Ｔａの１０倍以上である。

【００８３】さらに、吸収体としては、フッ素系ガスで
エッチング可能なＷ、Ｗ−Ｔｉ、Ｔａ、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｔ
ａＮ、或いは、Ｔａ₄Ｂを用いても良いものであり、そ
の場合には、基準マークとしてフッ素系ガスに対する耐
性の大きなＡｕまたはＡｌを用いれば良い。

【００８４】

【発明の効果】本発明によれば、レジストの塗布前に測
定した基準マークの位置座標を用いてパターンを直描す
るので、レジストの応力の影響を回避することができ、
また、基準マークと吸収体とを異なった材料で構成する
ことによって、吸収体膜或いはエッチングマスク成膜前
後の夫々位置測定が可能になり、その位置測定の結果を
用いることによって吸収体膜或いはエッチングマスクの
応力の影響も回避することができるので、精度の高いＸ
線マスクを製造することができ、特に、ハイブリッド露
光を採用する半導体装置の製造工程に有用となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成の説明図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の図２以降の製造工
程の説明図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態の図４以降の製造工
程の説明図である。

【図６】従来のＸ線マスク作製工程の説明図である。

【符号の説明】

１支持枠２メンブレン３基準マーク４吸収体５フレーム１１シリコン基板１２ＳｉＣ膜１３Ｗ膜１４基準マーク１５Ｔａ膜１６マーク領域開口１７フレーム１８支持枠１９Ｔａパターン２１シリコン基板２２ＳｉＣ膜２３フレーム２４支持枠２５Ｗ膜２６基準マーク２７Ｔａ膜２８マーク領域開口２９Ｔａパターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基準マークと吸収体とを異なった材料で
構成したことを特徴とするＸ線マスク。
【請求項２】上記基準マークをＣｒ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ａｕ、Ａｌ ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、或
いは、ＴａＮのうちのいずれか１つから構成し、また、
上記吸収体をＴａ、Ｔａ₂Ｏ₅、或いは、Ｔａ₄Ｂのう
ちのいずれか１つから構成したことを特徴とする請求項
１記載のＸ線マスク。
【請求項３】上記基準マークをＡｕ、または、Ａｌか
ら構成し、また、上記吸収体をＷ、Ｗ−Ｔｉ、Ｔａ、Ｔ
ａ₂Ｏ₅、ＴａＮ、或いは、Ｔａ₄Ｂのうちのいずれか
１つから構成したことを特徴とする請求項１記載のＸ線
マスク。
【請求項４】基準マークを形成したのち吸収体を成膜
し、次いで、前記基準マーク上の前記吸収体を選択的に
除去したのち、レジストを塗布する前に前記基準マーク
の配置を測定し、この測定結果をアライメントマーク座
標値にオフセット値として入力して、前記吸収体をパタ
ーニングすることを特徴とするＸ線マスクの製造方法。
【請求項５】基準マークの形成時に、アライメントマ
ークを同時に形成すると共に、メンブレンをＳｉＣで構
成し、吸収体のパターニング工程においてはエッチング
ガスとして塩素系ガスを用い、前記基準マーク及びアラ
イメントマークのパターニング工程においてはエッチン
グガスとしてフッ素系ガスを用いることにより、前記基
準マーク及びアライメントマークのパターニング工程に
おいて前記メンブレンを１００〜８００ｎｍエッチング
することを特徴とするＸ線マスクの製造方法。
【請求項６】基準マークの位置座標の検出を吸収体の
成膜前と成膜後の２度行い、その差に基づいて前記吸収
体の応力による位置変動を計測することを特徴とするＸ
線マスクの製造方法。
【請求項７】上記位置変動から、上記吸収体の応力を
測定し、その応力値から予想される位置変動を補償する
ように転写パターンのパターンデータを補正して、上記
吸収体をパターニングすることを特徴とする請求項６記
載のＸ線マスクの製造方法。