(57)【要約】【課題】マスク作製用電子線露光装置の位置歪み又は偏向歪みに起因するマスク歪みを評価する方法を提供する。【解決手段】Ｓｉからなる枠体上にメンブレンを備えたメンブレン構造体を作製し、次いでメンブレンをエッチング開口するエッチングマスクを形成する際、梁１２ａで囲まれたメンブレン領域１６ａにパターン３４のレジストパターンを形成すると共に、ステンシルマスク１０の格子状に延在する梁１２ａの交点下のメンブレン領域に、マスク歪み評価用として位置精度評価マーク４０のレジストパターンを有するエッチングマスクを形成する。位置精度評価マークは、長さｌが８０μｍで、幅ｗが１０μｍの２本の帯状パターン４０ａを十字に組み合わせたマークである。次いで、エッチングマスクの位置精度評価マーク４０のレジストパターンの位置ずれを測定することにより、マスク作製用電子線露光装置に起因するマスク歪みを評価する。【選択図】　　　　図１
2004055780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
梁を格子状に連結して形成した多数の枠からなる枠体と、前記枠体に支持されたメンブレンと、枠内のメンブレン領域に形成されたパターンとを有するステンシルマスクのマスク歪みを評価する方法であって、前記枠体で前記メンブレンを支持してなるメンブレン構造体を形成した後、
前記メンブレン上にレジスト膜を成膜し、マスク作製用露光装置を使ってレジスト膜に露光し、現像して、前記枠内のメンブレン領域に前記パターンのレジストパターンを有し、かつ前記メンブレンの梁上の領域に形成した位置精度評価マークのレジストパターンを有するエッチングマスクを形成するステップと、
次いで、前記エッチングマスクに設けられた前記位置精度評価マークのレジストパターンの位置ずれを測定するステップと
を有することを特徴とするマスク歪みの評価方法。
【請求項２】
梁を格子状に連結して形成した多数の枠からなる枠体と、前記枠体に支持されたメンブレンと、枠内のメンブレン領域に形成されたパターンとを有するステンシルマスクのマスク歪みを評価する方法であって、前記枠体で前記メンブレンを支持してなるメンブレン構造体を形成した後、
前記メンブレン上にレジスト膜を成膜し、マスク作製用露光装置を使ってレジスト膜に露光し、現像して、前記枠内のメンブレン領域に前記パターンのレジストパターンを有し、かつ前記メンブレン領域のパターン領域以外の領域に位置精度評価マークのレジストパターンを有するエッチングマスクを形成するステップと、
次いで、前記エッチングマスクに設けられた前記位置精度評価マークのレジストパターンの位置ずれを測定するステップと
を有することを特徴とするマスク歪みの評価方法。
【請求項３】
前記位置ずれを測定するステップに続いて、前記エッチングマスクを使って前記メンブレンをエッチングして、前記メンブレン領域に前記パターン及び前記位置精度評価マークを形成するステップと、
次いで、前記メンブレン領域の前記位置精度評価マークの位置ずれを測定するステップと
を有することを特徴とする請求項２に記載のマスク歪みの評価方法。
【請求項４】
梁を格子状に連結して形成した多数の枠からなる枠体と、前記枠体に支持されたメンブレンと、枠内のメンブレン領域に形成されたパターンとを有するステンシルマスクのマスク歪みを評価する方法であって、
前記枠体でメンブレンを支持してなるメンブレン構造体を形成する際、前記メンブレン上に前記メンブレンに対するエッチング選択比の高い材料膜を成膜し、次いでエッチングして、前記枠内のメンブレン領域のパターン領域以外の領域（以下、空き領域と言う）のメンブレン上に前記材料膜を有するメンブレン構造体を形成し、
次いで、前記材料膜上を含めて前記メンブレン上にレジスト膜を成膜し、マスク作製用露光装置を使って前記レジスト膜に露光し、現像して、前記枠内のメンブレン領域に前記パターンのレジストパターンを有し、かつ前記材料膜上に前記位置精度評価マークのレジストパターンを有するエッチングマスクを形成するステップと、
前記エッチングマスクの位置精度評価マークのレジストパターンの位置ずれを測定する第１の測定ステップと
を有することを特徴とするマスク歪みの評価方法。
【請求項５】
前記第１の測定ステップに続いて、前記エッチングマスクを使って前記メンブレン及び前記材料膜をエッチングして、前記メンブレン領域に前記パターンを形成し、前記材料膜に前記位置精度評価マークを形成するステップと、
次いで、前記位置精度評価マークの位置ずれを測定する第２の測定ステップと
を有することを特徴とする請求項４に記載のマスク歪みの評価方法。
【請求項６】
前記第２の測定ステップに続いて、前記位置精度評価マークの開口部を塞ぐステップを有することを特徴とする請求項５に記載のマスク歪みの評価方法。
【請求項７】
梁を格子状に連結して形成した多数の枠からなる枠体と、前記枠体に支持されたメンブレンと、枠内のメンブレン領域に形成されたパターンとを有するステンシルマスクの作製方法であって、
前記枠体でメンブレンを支持するメンブレン構造体を形成し、次いで前記メンブレン上にレジスト膜を成膜し、マスク作製用露光装置を使って前記レジスト膜に露光し、現像して前記パターンのレジストパターンを形成する際、
請求項１、２及び４のいずれか一項で求めた前記位置精度評価マークのレジストパターンの位置ずれに基づいて、前記マスク作製用露光装置の偏向歪みを求め、前記偏向歪みを相殺するようにマスク作製用露光装置を調整することを特徴とするマスクの作製方法。
【請求項８】
梁を格子状に連結して形成した多数の枠からなる枠体と、前記枠体に支持されたメンブレンと、枠内のメンブレン領域に形成されたパターンとを有するステンシルマスクを使った近接露光法によりウエハを露光する方法であって、
請求項１から６のいずれか１項に記載の前記マスク歪みの評価方法によって求めた前記位置精度評価マークの位置ずれを相殺するように、前記ウエハと前記ステンシルマスクとを位置合わせすることを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスク歪みの評価方法、マスクの作製方法、及び露光方法に関し、更に詳細には、マスク歪みを正確かつ簡便に評価する方法、マスク歪みを相殺するように高精度のステンシルマスクを作製する方法、及びマスク歪みを相殺するように露光する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
７０ｎｍ世代のリソグラフィ技術の有望候補として、ＬＥＥＰＬ技術が注目されている。
ＬＥＥＰＬ技術は、電子線により等倍近接露光する技術であって、等倍パターンの開口部を有するステンシルマスクをウエハから約３０μｍ離隔したウエハ上方位置に配置し、ＬＥＥＰＬ露光装置を使って２ｋｅＶの低いエネルギーの電子線で走査することにより、ステンシルマスクの開口部を通過する電子線でウエハ上のレジスト膜を感光させるという露光方式である。
ところで、ＬＥＥＰＬ露光装置は、低加速の電子線を使うため近接効果やクーロン効果を無視することが出来ること、等倍光学系であるため、カラム構成が簡単で装置コストが低いということなどの長所がある一方、７０ｎｍ世代の微細なデバイスパターンのマスクを等倍で作製する必要がある。
【０００３】
ここで、図９及び図１０を参照して、ＬＥＥＰＬ等の近接露光方式の露光装置で使用される等倍のステンシルマスクの構成の一例を説明する。図９はステンシルマスクの構成を示す斜視図、及び図１０は図９の線Ｉ−Ｉでの縦断面図である。
ＬＥＥＰＬ等の近接露光方式の露光装置で使用される等倍のステンシルマスク１０は、メンブレンを支持する梁構造で囲まれたメンブレン領域に開口した溝状のパターンを有するマスクであって、図９に示すように、梁１２ａを格子状に連結してなる枠体１２と、ＳｉＯ２　膜１４を介して枠体１２の下側に設けられている厚さＴが０．５μｍのメンブレン１６と、梁１２ａで囲まれた一つの枠内のメンブレン領域１６ａに形成されたデバイスパターン１８とを有する。一つの枠内のメンブレン領域１６ａは１０００μｍ角である。
枠体１２は、メンブレン１６を補強し、支持するために設けられており、高さＨが５２５μｍ、幅Ｗが２５０μｍのＳｉ製の梁１２ａを１０００μｍの間隔Ｄで格子状に連結してなる多数の枠を有する。
【０００４】
図１１及び図１２を参照して、ステンシルマスク１０の作製方法の一例を説明する。図１１（ａ）から（ｄ）、及び図１２（ｅ）から（ｇ）は、それぞれ、ステンシルマスク１０を作製する際の工程毎の断面図である。
先ず、図１１（ａ）に示すように、ステンシルマスク１０の枠体１２となるＳｉ基板２２上に、ＳｉＯ２　膜１４となる膜厚の薄いＳｉＯ２　膜２４、及びメンブレン１６となる膜厚０．５μｍのＳｉ膜２６を順次積層したＳＯＩ基板２８を用意する。そして、ＳＯＩ基板２８を洗浄し、異物検査を行う。
次に、図１１（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板２８のＳｉ膜２６にイオン注入し、次いでアニーリングを施して内部応力を調整する。
【０００５】
次に、図１１（ｃ）に示すように、ＳＯＩ基板２８の表裏を反転し、ＳＯＩ基板２８の裏面、つまりＳｉ基板２２の裏面にレジスト膜（図示せず）を成膜し、次いで裏面のレジスト膜に窓開け露光を行って、エッチングマスク３０を形成する。
次いで、図１１（ｄ）に示すように、エッチングマスク３０を使って、ＳＯＩ基板２８のＳｉ基板２２をエッチングして開口し、開口底にＳｉＯ２　膜２４を露出させる。これにより、Ｓｉ基板２２は格子状の枠体１２となる。
【０００６】
続いて、図１２（ｅ）に示すように、エッチングマスク３０を除去し、更に開口底に露出しているＳｉＯ２　膜２４を除去して、Ｓｉ膜２６をメンブレン１６とするメンブレン構造体を形成する。
次いで、図１２（ｆ）に示すように、Ｓｉ膜２６に厚さ２００ｎｍ程度のレジスト膜を塗布し、次いで設計回路パターンに基づいてマスク作製用電子線露光装置により露光して、エッチングマスク３２を形成する。
次に、図１２（ｇ）に示すように、エッチングマスク３２を使ってＳｉ膜２６、つまりメンブレン１６をエッチングしてマスクパターン（溝）３４を形成する。続いて、エッチングマスク３２を除去した後、メンブレン１６の表面を洗浄する。
以上の工程を経ることにより、ステンシルマスク１０を作製することができる。Ｓｉ基板２２が枠体１２になり、Ｓｉ膜２６がメンブレン１６になる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、メンブレンは薄く、しかも回路パターンが微細であるために、マスクパターンは歪み易い。
従って、高精度のパターンをウエハに形成するためには、マスク歪みを正確に測定し、マスク歪みを補正するかが重要な課題であって、その解決が求められている。そのためには、先ず、マスク歪みの程度、大小を評価することが重要であるものの、従来、この評価方法は確立されていない。
【０００８】
そのマスク歪みの主たる第１の原因は、上述のマスク作製工程で、図１２（ｆ）に示すように、ステンシルマスクのメンブレンにパターンを形成ためにマスク作製用電子線露光装置により露光する際のマスク作製用電子線露光装置の位置歪み又は偏向歪みに起因するマスク歪みである。
また、第２の原因は、図１２（ｇ）に示すように、エッチングマスク３２を使ってＳｉ膜２６をエッチングしてマスクパターン（溝）３４を形成する際に生じるパターン変形である。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、第１には、マスク作製用電子線露光装置の位置歪み又は偏向歪みに起因するマスク歪みを評価する方法を提供し、第２には、メンブレンにマスクパターンを形成する際に生じるマスク歪みを評価する方法を提供し、第３には、評価したマスク歪みに基づいて、マスク歪みが生じないようにステンシルマスクを作製する方法、第４には、ステンシルマスクを使い、マスク歪みを相殺するようにして近接露光する方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明に係るマスク歪み評価方法（第２の発明方法と言う）は、梁を格子状に連結して形成した多数の枠からなる枠体と、枠体に支持されたメンブレンと、枠内のメンブレン領域に形成されたパターンとを有するステンシルマスクのマスク歪みを評価する方法であって、枠体でメンブレンを支持してなるメンブレン構造体を形成した後、
メンブレン上にレジスト膜を成膜し、マスク作製用露光装置を使ってレジスト膜に露光し、現像して、枠内のメンブレン領域にパターンのレジストパターンを有し、かつメンブレンの梁上の領域に位置精度評価マークのレジストパターンを有するエッチングマスクを形成するステップと、
次いで、エッチングマスクの位置精度評価マークのレジストパターンの位置ずれを測定するステップとを有することを特徴としている。
【００１１】
第１の発明方法では、メンブレンの梁上の領域に位置精度評価マークのレジストパターンを形成しているので、続いてエッチングマスクを使ってメンブレンをエッチングし、パターンを開口する際、位置精度評価マークの開口がメンブレンに形成されるものの梁上に存在する。
よって、実際の生産工程で、第１の発明方法によりマスク歪みを測定したステンシルマスクを使ってウエハに露光する際、位置精度評価マークの存在が支障になるようなことがない。
【００１２】
また、上記第１の目的を達成するために、本発明に係る別のマスク歪み評価方法（以下、第２の発明方法と言う）は、梁を格子状に連結して形成した多数の枠からなる枠体と、枠体に支持されたメンブレンと、枠内のメンブレン領域に形成されたパターンとを有するステンシルマスクのマスク歪みを評価する方法であって、枠体でメンブレンを支持してなるメンブレン構造体を形成した後、
メンブレン上にレジスト膜を成膜し、マスク作製用露光装置を使ってレジスト膜に露光し、現像して、枠内のメンブレン領域にパターンのレジストパターンを有し、かつメンブレン領域のパターン領域以外の領域に位置精度評価マークのレジストパターンを有するエッチングマスクを形成するステップと、
次いで、エッチングマスクに設けられた位置精度評価マークのレジストパターンの位置ずれを測定するステップと
を有することを特徴としている。
【００１３】
第２の発明方法では、メンブレン領域のパターン領域以外の領域、つまり空き領域に位置精度評価マークのレジストパターンを形成している。
よって、マスク歪みを測定したステンシルマスクを使って露光する際、空き領域に設けた位置精度評価マークの開口を適当な方法、例えば集束イオンビーム法（ＦＩＢ法）等を適用して塞ぐことにより、実際の生産工程で、第２の発明方法によりマスク歪みを測定したステンシルマスクを用いてウエハに露光する際、位置精度評価マークを設けたことが支障になるようなことがない。
【００１４】
また、上記第１の目的を達成するために、本発明に係る更に別のマスク歪み評価方法（以下、第３の発明方法と言う）は、梁を格子状に連結して形成した多数の枠からなる枠体と、枠体に支持されたメンブレンと、枠内のメンブレン領域に形成されたパターンとを有するステンシルマスクのマスク歪みを評価する方法であって、
枠体でメンブレンを支持してなるメンブレン構造体を形成する際、メンブレン上にメンブレンに対するエッチング選択比の高い材料膜を成膜し、次いでエッチングして、枠内のメンブレン領域のパターン領域以外の領域（以下、空き領域と言う）のメンブレン上に材料膜を有するメンブレン構造体を形成し、
次いで、材料膜上を含めてメンブレン上にレジスト膜を成膜し、マスク作製用露光装置を使ってレジスト膜に露光し、現像して、枠内のメンブレン領域にパターンのレジストパターンを有し、かつ材料膜上に位置精度評価マークのレジストパターンを有するエッチングマスクを形成するステップと、
エッチングマスクの位置精度評価マークのレジストパターンの位置ずれを測定する第１の測定ステップと
を有することを特徴としている。
【００１５】
第３の発明方法は、基本的には、第２の発明方法の技術思想と同じであるものの、メンブレン領域の空き領域に成膜したメンブレンに対するエッチング選択比の高い材料膜上に位置精度評価マークのレジストパターンを形成している。従って、メンブレンをエッチングしてステンシルマスクを形成する際、材料膜はエッチングされるものの、メンブレンがエッチングされて位置精度評価マークが開口するようなことがない。
よって、第３の発明方法によってマスク歪みを測定したステンシルマスクを使ってウエハに露光する際、位置精度評価マークを設けたことが支障になるようなことがない。
【００１６】
第２の発明方法では、位置ずれを測定するステップに続いて、エッチングマスクを使ってメンブレンをエッチングして、メンブレン領域にパターン及び位置精度評価マークを形成するステップと、次いで、メンブレン領域の位置精度評価マークの位置ずれを測定する第２の測定ステップとを有することにより、メンブレンのエッチング後のマスク歪みを測定することができる。
【００１７】
また、第３の発明方法では、第３の測定ステップに続いて、エッチングマスクを使ってメンブレン及び材料膜をエッチングして、メンブレン領域にパターンを形成し、材料膜に位置精度評価マークを形成するステップと、次いで、位置精度評価マークの位置ずれを測定するステップとを有することにより、メンブレンのエッチング後のマスク歪みを測定することができる。
【００１８】
よって、第２及び第３の発明方法では、エッチング前後の位置精度評価マークの位置歪みを比較することにより、メンブレンのエッチングに起因するマスク歪みを算出することができる。
【００１９】
本発明に係るマスクの作製方法は、梁を格子状に連結して形成した多数の枠からなる枠体と、枠体に支持されたメンブレンと、枠内のメンブレン領域に形成されたパターンとを有するステンシルマスクの作製方法であって、
枠体でメンブレンを支持するメンブレン構造体を形成し、次いでメンブレン上にレジスト膜を成膜し、マスク作製用露光装置を使ってレジスト膜に露光し、現像してパターンのレジストパターンを形成する際、
請求項１、２及び４のいずれか一項で求めた位置精度評価マークのレジストパターンの位置ずれに基づいて、マスク作製用露光装置の偏向歪みを求め、偏向歪みを相殺するようにマスク作製用露光装置を調整することを特徴としている。
【００２０】
本発明方法では、マスク作製用露光装置による露光に際し、偏向歪みを相殺するようにマスク作製用露光装置を調整しているので、偏向歪みに起因するマスク歪みを軽減したステンシルマスクを作製することができる。
【００２１】
本発明に係る露光方法は、梁を格子状に連結して形成した多数の枠からなる枠体と、枠体に支持されたメンブレンと、枠内のメンブレン領域に形成されたパターンとを有するステンシルマスクを使った近接露光法によりウエハを露光する方法であって、
上述のいずれかのマスク歪みの評価方法によって求めた位置精度評価マークの位置ずれを相殺するように、ウエハとステンシルマスクとを位置合わせすることを特徴としている。
【００２２】
本発明方法では、ステンシルマスクを使った露光に際し、マスク歪みを相殺するようにウエハとステンシルマスクとを位置合わせを行っているので、マスク歪みによる影響を軽減した露光を行うことができる。
【００２３】
本発明に係るマスク歪みの評価方法、マスクの作製方法、及び露光方法は、ＬＥＥＰＬ（Ｌｏｗ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ　Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）、ニコン（株）が開発している電子ビーム・ステッパーなどを使った等倍近接露光方法用のステンシルマスクに好適に適用できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面を参照し、実施形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
実施形態例１
本実施形態例は、第１の発明方法に係るマスク歪みの評価方法及び露光方法の実施形態の一例であって、図１はメンブレン上のレジスト膜に転写した位置精度評価マークの配置を示す平面図、及び図２は位置精度評価マークの構成を示す平面図である。
本実施形態例では、前述したステンシルマスク１０のマスク作製用電子線露光装置の偏向歪みに起因するマスク歪みを評価する。
上述のステンシルマスク１０の作製工程で、図１２（ｇ）に示すように、メンブレンにデバイスのパターン３４を形成する際には、梁１２ａ上のメンブレン領域に開口部を設けることができないので、パターン３４を配置することはできない。そこで、パターン３４の存在しない梁１２ａに位置精度評価マークを配置すれば、ステンシルマスク１０を使ってウエハを露光する際に、位置精度評価マークがウエハ上に転写されるようなことはない。
【００２５】
そこで、本実施形態例では、マスク作製用電子線露光装置を使って、図１２（ｆ）に示すように、メンブレン１６を露光する際、格子状に延在する梁１２ａの交点上のメンブレンに位置精度評価マークのレジストパターンを形成し、レジストパターンの位置ずれを測定することによりマスク歪みを評価する。
【００２６】
即ち、図１２（ｅ）に示すように、Ｓｉからなる枠体１２上にメンブレン１６を備えたメンブレン構造体を作製し、次いで、図１２（ｆ）に示すように、エッチングマスク３２を形成する際、本実施形態例では、以下のようにする。
つまり、メンブレン上のレジスト膜を露光し、現像して、図１に示すように、梁１２ａで囲まれたメンブレン領域１６ａにパターン３４のレジストパターンを形成すると共に、ステンシルマスク１０の格子状に延在する梁１２ａの交点下のメンブレン領域に、マスク歪み評価用として図２に示すような位置精度評価マーク４０のレジストパターンを有するエッチングマスクを形成する。
位置精度評価マーク４０は、図２に示すように、長さｌが８０μｍで、幅ｗが１０μｍの２本の帯状パターン４０ａを十字に組み合わせたマークである。
次いで、エッチングマスクの位置精度評価マーク４０のレジストパターンの位置ずれを測定することにより、マスク作製用電子線露光装置に起因するマスク歪みを評価する。
【００２７】
具体的には、マスク作製用電子線露光装置としてＥＢ直描機「日立製ＨＬ８００Ｄ」を使用し、その主偏向領域を５ｍｍに設定して、図２に示すように、４×４＝１６個のメンブレン領域を一つの主偏向領域で露光していく。
次いで、梁１２ａの交点に設けた位置精度評価マーク４０の位置ずれを測定して、マスク作製用電子線露光装置の偏向領域の偏向歪みを検出する。例えば、ニコン製光波６Ｉ等の光学式測定器で、レジスト膜の現像後のマスクの位置精度評価マーク４０の位置歪みを測定する。
図３は計測結果の具体例を示す図である。図３で、矢印の向きは、マスク作製用電子線露光装置の偏向歪みの方向を示し、矢印の長さは参考矢印の長さ５０ｎｍを基準にした偏向歪みの大きさを示している。
以上のようにして、ステンシルマスクのパターン露光時のマスク作製用電子線露光装置に起因するマスクの位置歪みを検出することができる。
【００２８】
マスク作製用電子線露光装置の偏向歪みに起因するマスク歪みを評価したステンシルマスク１０を使ってＬＥＥＰＬによりパターン転写する際には、検出したマスク作製用電子線露光装置の偏向歪みに基づいて、ＬＥＥＰＬの副偏向器を使って歪み補正を行うことにより、マスク作製用電子線露光装置に起因するマスク歪みを補正して高精度でパターンを転写することができる。
また、位置精度評価マークの位置歪みデータを元にマスク用露光装置の主偏向形状の調整を実施することもできる。
【００２９】
実施形態例２
本実施形態例は、第２の発明方法に係るマスク歪みの評価方法の実施形態の一例である。図４は本実施形態例でメンブレン上のレジスト膜に転写した位置精度評価マークの配置を示す平面図である。
本実施形態例では、前述したステンシルマスク１０のメンブレン１６をエッチングして、パターン３４を開口する際のプロセスに起因するマスク歪みを評価する。
ステンシルマスク１０の格子状に延在する梁１２ａで囲まれたメンブレン領域１６ａにパターン３４を設け、かつメンブレン領域１６ａ内のパターン領域１６ｂ以外の空き領域１６ｃに、図２に示すような位置精度評価マーク４０を設けるようにメンブレン上のレジスト膜を露光する。
次いで、露光したレジスト膜を現像する。これにより、図４に示すように、メンブレン領域１６ａ内のパターン領域１６ｂに形成されたパターン３４のレジストパターンと、空き領域１６ｃに形成された位置精度評価マーク４０のレジストパターンとを有するレジスト膜からなるエッチングマスクを形成することができる。
【００３０】
次いで、位置精度評価マーク４０のレジストパターンの位置ずれを実施形態例１と同様にして測定する。測定結果は、図５に示す通りである。これにより、先ず、マスク作製用電子線露光装置に起因するマスク歪みを評価することができる。
次いで、パターン３４のレジストパターン及び位置精度評価マーク４０のレジストパターンを有するエッチングマスクを使って、メンブレン膜１６をエッチングしてパターン３４及び位置精度評価マーク４０をメンブレン領域１６ａに形成する。
続いて、メンブレン膜１６に形成した位置精度評価マーク４０の位置ずれを測定する。測定結果は、図６に示す通りである。
図５と図６とを比較することにより、メンブレン１６のエッチング開口に起因するマスク歪みを評価することができる。図５及び図６はエッチング前後のマスク歪みの測定結果を示す図である。
【００３１】
本実施形態例を測定したステンシルマスク１０の位置歪みは、図６から判る通り、最大値が３０ｎｍ以上であった。
仮にステンシルマスク１０の位置歪みに関する仕様が３０ｎｍであれば、ステンシルマスクの再作製が必要になる。尚、再作製に際し、メンブレンとして用いているＳｉ膜の応力制御を行うための不純物ドープ量を変化させることにより、最終的に仕様を満足するステンシルマスクを作成することが出来た。
また、メンブレン領域１６ａに設けた位置精度評価マーク４０の開口部は、ステンシルマスク１０を完成させた後、例えば第２９６５７３９号特許公報に記載の集束イオンビーム法（ＦＩＢ）等を適用して塞ぐことにより、位置精度評価マーク４０を設けた影響は無くなる。
【００３２】
実施形態例３
本実施形態例は、第３の発明方法に係るマスク歪みの評価方法の実施形態の別の例である。図７（ａ）から（ｄ）は、本実施形態例で位置精度評価マークを形成する工程での断面図である。
本実施形態例では、基本的には、実施形態例２と同様に、前述したステンシルマスク１０の位置歪みを評価する。
前述したステンシルマスク１０の作製方法と同様にして、図１１（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板２８のＳｉ膜２６にイオン注入し、次いでアニーリングを施して内部応力を調整した後、図７（ａ）に示すように、メンブレン１６を構成するＳｉに対するエッチング選択比の高い物質、例えば膜厚０．１μｍ程度のＳｉＯ２　膜５０をＳｉ膜２６上に製膜する。
次いで、リソグラフィ処理、次いでエッチング加工により、パターン領域１６ｂ（図４参照）上のＳｉＯ２　膜５０を除去し、図７（ｂ）に示すように、位置精度評価マーク４０の形成領域（空き領域１６ｃ、図４参照）上にＳｉＯ２　膜５０を残す。
【００３３】
次いで、図１１（ｃ）から図１２（ｅ）に示すように、ＳＯＩ基板２８を処理して、図７（ｃ）に示すように、Ｓｉ膜２６、つまりメンブレン１６上の空き領域１６ｃ上にＳｉＯ２　膜５０を有するメンブレン構造体を形成する。
続いて、図７（ｄ）に示すように、ＳｉＯ２　膜５０上を含めてＳｉ膜２６（メンブレン１６）上にレジストを塗布してレジスト膜（図示せず）を形成する。レジスト膜上にパターン３４を露光する同時に、メンブレン１６の空き領域１６ｃのレジスト膜上に位置精度評価マーク４０を露光し、続いて現像してパターン３４のレジストパターン５２及びレジストパターン５２の外側に位置精度評価マーク４０のレジストパターン（図示せず）を有するエッチングマスク５４を形成する。図７（ｄ）では、便宜上、位置精度評価マーク４０のレジストパターン及びＳｉＯ２　膜５０の図示を省略している。
【００３４】
これにより、図８に示すように、エッチングマスク５４は、パターン領域１６ｂにパターン３４のレジストパターン（図示せず）を有すると共に、ＳｉＯ２　膜５０上に位置精度評価マーク４０のレジストパターン５６を有する。
本実施形態例では、実施形態例２と同様に、位置精度評価マーク４０のレジストパターン５６の位置ずれを測定する。図８は本実施形態例の方法でメンブレン上のレジスト膜に転写した位置精度評価マークの配置を示す図である。
【００３５】
次いで、パターン３４及び位置精度評価マーク４０のレジストパターンを有するエッチングマスクを使って、図１２（ｇ）に示すように、メンブレン１６をエッチングして、パターン３４をメンブレン１６に開口する。
メンブレン１６のエッチングの際、メンブレン１６を構成するＳｉに対してエッチング選択比の高いＳｉＯ２　膜がメンブレン１６上にあるので、位置精度評価マーク４０はＳｉＯ２　膜５０に形成されるものの、メンブレン１６を開口することはない。
パターン３４を開口した後、位置精度評価マーク４０のレジストパターンの位置ずれを測定する。メンブレン１６のエッチング前後のマスク歪みを測定することにより、メンブレン１６のエッチング開口に起因するマスク歪みを評価することができる。
【００３６】
本実施形態例では、実施形態例２のようにＦＩＢ等で位置精度評価マーク４０の開口部を塞ぐという工程を必要とせずに、ステンシルマスク１０の位置歪みを評価することができる。
【００３７】
【発明の効果】
第１から第３の発明方法によれば、ステンシルマスクの作製時に、メンブレンの梁上の領域、或いは枠内のメンブレン領域の空き領域に位置精度評価マークのレジストパターンを設けて位置ずれを測定することにより、マスク作製用露光装置の偏向歪み等を求めることができる。
更に、第２及び第３の発明方法では、メンブレン領域の空き領域に位置精度評価マークを開口させることにより、メンブレンのエッチング後のマスク歪みを測定することができる。更に、メンブレンのエッチング前後のマスク歪みを比較することにより、エッチングに起因するマスク歪みを算出することができる。
本発明に係るマスク作製方法によれば、第１から第３の発明方法で求めたマスク作製用露光装置の偏向歪みを補正することによりマスク歪みを軽減することができる。
更に、本発明に係る露光方法によれば、第１から第３の発明方法で求めたマスク歪みを相殺するようにウエハとステンシルマスクとの位置合わせを行うことにより、高精度な重ね合せ露光が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１の方法でメンブレン上のレジスト膜に転写した位置精度評価マークの配置を示す平面図である。
【図２】位置精度評価マークの構成を示す平面図である。
【図３】計測結果の具体例を示す図である。
【図４】実施形態例２の方法でメンブレン上のレジスト膜に転写した位置精度評価マークの配置を示す平面図である。
【図５】エッチング前のマスク歪みの測定結果を示す図である。
【図６】エッチング後のマスク歪みの測定結果を示す図である。
【図７】図７（ａ）から（ｄ）は、実施形態例３の方法で位置精度評価マークを形成する工程での断面図である。
【図８】実施形態例３の方法でメンブレン上のレジスト膜に転写した位置精度評価マークの配置を示す図である。
【図９】ステンシルマスクの構成を示す斜視図である。
【図１０】図９の線Ｉ−Ｉでの縦断面図である。
【図１１】図１１（ａ）から（ｄ）は、それぞれ、ステンシルマスクを作製する際の工程毎の断面図である。
【図１２】図１２（ｅ）から（ｇ）は、それぞれ、図１１（ｄ）に続いて、ステンシルマスクを作製する際の工程毎の断面図である。
【符号の説明】
１０……ステンシルマスク、１２……枠体、１２ａ……梁、１４……ＳｉＯ２　膜、１６……メンブレン、１６ａ……メンブレン領域、１６ｂ……パターン領域、１６ｃ……空き領域、１８……デバイスパターン、２２……Ｓｉ基板、２４……ＳｉＯ２　膜、２６……Ｓｉ膜、２８……ＳＯＩ基板、３０……エッチング、３２……エッチングマスク、３４……マスクパターン、４０……位置精度評価マーク、４０ａ……帯状パターン、５０……ＳｉＯ２　膜、５２……レジストパターン、５４……エッチングマスク、５６……レジストパターン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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