(57)【要約】【課題】歪計測の正確さを向上させることができるマスク歪データの生成方法と、これを用いた露光方法および半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】所定のパターンが形成された第１薄膜に第１位置精度計測用マークを形成して生産用マスク（ＳＴ１１）とし、一方、第２薄膜を有するマスクブランクスに、実質的に第１位置精度計測用マークと同じ位置に第２位置精度計測用マークを形成し、第２薄膜に第３位置精度計測用マークを形成して、位置精度計測用マスクとする（ＳＴ１６）。位置精度計測用マスクの第２位置精度計測用マークと第３位置精度計測用マークの位置を計測し（ＳＴ１２）、両者の相関関数を算出する（ＳＴ１５）。一方生産用マスクの第１位置精度計測用マークの位置を計測し（ＳＴ１７）、上記相関関数を用いて生産用マスクの第１薄膜におけるマスク歪データを生成する（ＳＴ１９）。【選択図】    図１
2004356440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパターンで荷電粒子線の透過部と遮断部が形成された少なくとも１層の第１薄膜を有し、第１位置精度計測用マークが形成された生産用マスクの前記第１薄膜におけるマスク歪データを生成する方法であって、
少なくとも１層の第２薄膜を有するマスクブランクスに、実質的に前記第１位置精度計測用マークと同じ位置に第２位置精度計測用マークを形成し、前記第２薄膜に第３位置精度計測用マークを形成して、位置精度計測用マスクとする工程と、
前記位置精度計測用マスクの前記第２位置精度計測用マークと前記第３位置精度計測用マークの位置を計測する工程と、
前記位置精度計測用マスクの前記第２位置精度計測用マークと前記第３位置精度計測用マークの位置の間の相関関数を算出する工程と、
前記生産用マスクの前記第１位置精度計測用マークの位置を計測する工程と、
前記生産用マスクの前記第１位置精度計測用マークの位置から前記相関関数を用いて前記生産用マスクの前記第１薄膜におけるマスク歪データを生成する工程と
を有するマスク歪データの生成方法。
【請求項２】
前記生産用マスクと前記位置精度計測用マスクは、それぞれ前記薄膜と前記薄膜を格子状に支持する梁とを有しており、
前記第１位置精度計測用マークと前記第２位置精度計測用マークを前記梁の形成領域にそれぞれ形成する
請求項１に記載のマスク歪データの生成方法。
【請求項３】
前記位置精度計測用マスクの前記第２位置精度計測用マークと前記第３位置精度計測用マークの位置を計測する工程と、前記生産用マスクの前記第１位置精度計測用マークの位置を計測する工程とにおいては、それぞれ前記第２薄膜および前記第１薄膜が上側を向くようにして、前記前記第２薄膜および前記第１薄膜の反対側から前記位置精度計測用マスクおよび前記生産用マスクを保持した状態で計測する
請求項１に記載のマスク歪データの生成方法。
【請求項４】
前記位置精度計測用マスクの前記第２位置精度計測用マークと前記第３位置精度計測用マークの位置を計測する工程と、前記生産用マスクの前記第１位置精度計測用マークの位置を計測する工程とにおいては、それぞれ前記第２薄膜および前記第１薄膜が下側を向くようにして、前記第２薄膜および前記第１薄膜側から前記位置精度計測用マスクおよび前記生産用マスクを保持した状態で計測する
請求項１に記載のマスク歪データの生成方法。
【請求項５】
前記位置精度計測用マスクの前記第２位置精度計測用マークと前記第３位置精度計測用マークの位置を計測する工程と、前記生産用マスクの前記第１位置精度計測用マークの位置を計測する工程とにおいては、それぞれ前記第２薄膜および前記第１薄膜が下側を向くようにして、前記第２薄膜および前記第１薄膜の反対側から前記位置精度計測用マスクおよび前記生産用マスクを保持した状態で計測する
請求項１に記載のマスク歪データの生成方法。
【請求項６】
前記位置精度計測用マスクの前記第２位置精度計測用マークと前記第３位置精度計測用マークの位置を計測する工程と、前記生産用マスクの前記第１位置精度計測用マークの位置を計測する工程とにおいては、静電チャックあるいは吸引チャックによりそれぞれ前記位置精度計測用マスクおよび前記生産用マスクを保持した状態で計測する
請求項１に記載のマスク歪データの生成方法。
【請求項７】
前記生産用マスクの前記第１薄膜におけるマスク歪データを生成する工程の後、前記第２薄膜および前記第１薄膜が上側を向いた状態から下側を向くようにしたときに前記位置精度計測用マスクおよび前記生産用マスクに発生する歪を示す関数を用いて前記マスク歪データを補正する工程をさらに有する
請求項３に記載のマスク歪データの生成方法。
【請求項８】
前記荷電粒子線の透過部が前記第１薄膜に形成された貫通開口部である
請求項１に記載のマスク歪データの生成方法。
【請求項９】
所定のパターンで荷電粒子線の透過部と遮断部が形成された少なくとも１層の第１薄膜を有し、第１位置精度計測用マークが形成された生産用マスクを用いて前記パターンを露光する方法であって、
少なくとも１層の第２薄膜を有するマスクブランクスに、実質的に前記第１位置精度計測用マークと同じ位置に第２位置精度計測用マークを形成し、前記第２薄膜に第３位置精度計測用マークを形成して、位置精度計測用マスクとする工程と、
前記位置精度計測用マスクの前記第２位置精度計測用マークと前記第３位置精度計測用マークの位置を計測する工程と、
前記位置精度計測用マスクの前記第２位置精度計測用マークと前記第３位置精度計測用マークの位置の間の相関関数を算出する工程と、
前記生産用マスクの前記第１位置精度計測用マークの位置を計測する工程と、
前記生産用マスクの前記第１位置精度計測用マークの位置から前記相関関数を用いて前記生産用マスクの前記第１薄膜におけるマスク歪データを生成する工程と、
前記第１薄膜におけるマスク歪を補正しながら、前記生産用マスクを用いて前記パターンを露光する工程と
を有する露光方法。
【請求項１０】
所定のパターンで荷電粒子線の透過部と遮断部が形成された少なくとも１層の第１薄膜を有し、第１位置精度計測用マークが形成された生産用マスクを用いて被露光ウエハに前記パターンを露光する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
少なくとも１層の第２薄膜を有するマスクブランクスに、実質的に前記第１位置精度計測用マークと同じ位置に第２位置精度計測用マークを形成し、前記第２薄膜に第３位置精度計測用マークを形成して、位置精度計測用マスクとする工程と、
前記位置精度計測用マスクの前記第２位置精度計測用マークと前記第３位置精度計測用マークの位置を計測する工程と、
前記位置精度計測用マスクの前記第２位置精度計測用マークと前記第３位置精度計測用マークの位置の間の相関関数を算出する工程と、
前記生産用マスクの前記第１位置精度計測用マークの位置を計測する工程と、
前記生産用マスクの前記第１位置精度計測用マークの位置から前記相関関数を用いて前記生産用マスクの前記第１薄膜におけるマスク歪データを生成する工程と、
前記第１薄膜におけるマスク歪を補正しながら、前記生産用マスクを用いて被露光ウエハに前記パターンを露光する工程と
を有する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置製造のリソグラフィ工程で用いられるマスクの歪のデータの生成方法と、それを用いた露光方法、並びにそれを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在半導体デバイスの量産に用いられているフォトリソグラフィ（主流は波長２４８ｎｍおよび１９３ｎｍ）に続き、次世代リソグラフィ（ＮＧＬ：ｎｅｘｔ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  ）として開発が進められている電子線（ＥＢ：ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ  ）やイオンビームという荷電粒子を用いたリソグラフィに用いられるマスクには共通点がある。
それは、マスクのもとになる基板に対して、厚さおよそ１０ｎｍから１０μｍの薄膜（メンブレン）を残すように裏面側から深くエッチングすることにより、パターンが形成される前のマスクであるマスクブランクスを形成し、得られた薄膜に対して転写すべきパターンを配置することである。
これらのマスクは機械的剛性の低いメンブレン領域を含むため、位置精度（ＩＰ：ｉｍａｇｅ  ｐｌａｃｅｍｅｎｔ  ）の高いパターンを形成する方法はもちろんのこと、マスクの歪を計測し、その情報を利用してＩＰ誤差を補正する技術が重要である。
【０００３】
ＥＢを用いるＮＧＬの中で特に有力なのは、近接電子線転写リソグラフィ（ＰＥＬ：ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）と電子線転写リソグラフィ（ＥＰＬ：ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  ）である。
この２つの手法について、ＰＥＬについては非特許文献１などに、ＥＰＬについては非特許文献２などに、それぞれ電子光学系やマスクなどの一般的な説明が記載されている。
【０００４】
上述のＰＥＬとＥＰＬに用いられるマスクの中で、転写パターンが（１）メンブレンの開口により形成されるものはステンシルマスク（例えば非特許文献２参照）、（２）金属薄膜等の散乱体で形成されるものは散乱メンブレンマスク（例えば非特許文献３参照）と呼ばれる。
前者のステンシルマスクはＰＥＬとＥＰＬの両方に用いられるが、一方、散乱メンブレンマスクをＰＥＬに用いることはできない。なぜなら、ＰＥＬは一般に数ｋｅＶ以下の低速ＥＢを用いるので、メンブレンに入射したＥＢは全て吸収されてしまうからである。
【０００５】
これらのマスクは機械的剛性の低いメンブレン領域を含むため、マスク領域全面を単一のメンブレンで構成するのではなく、格子状の梁で分割された多数の小画メンブレンから構成されるマスク構造が提案されており、例えば、ＰＥＬマスクに対して特許文献１などに、ＥＰＬマスクに対して特許文献２に記載されている。
図１４は上記の格子状の梁を有するマスクの模式斜視図である。格子状の梁１００ｂにより、複数の凹部１００ａが構成され、これによって薄膜（メンブレン）１０２が多数の小画メンブレンに分割されている。薄膜１０２は梁１００ｂで区画された小領域がそれぞれパターンが形成されるパターン領域ＰＡとなる。
【０００６】
上記の梁構造を有するマスクの製造方法としては、ＫＯＨなどのアルカリ溶液によるウエットエッチングを用いる方法や反応性イオンエッチングを用いる方法が特許文献３に記載されている。
【０００７】
図１５（ａ）は上記のステンシルマスクの模式断面図である。
シリコン基板１１０上に、エッチングストッパ機能を有する中間層である埋め込み酸化物層１１１およびメンブレンになるシリコンの薄膜（ＳＯＩ：ｓｉｌｉｃｏｎｏｎ  ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）１１２が形成された積層構造を有する。メンブレンに対応する部分の基板１１０は裏面からエッチングされて格子状に区画された凹部１１０ａが形成され、格子状の梁１１０ｂが構成されている。
また、ＳＯＩ層１１２にはマスクパターンに沿った貫通孔Ｐが形成されている。
【０００８】
また、図１５（ｂ）は上記の散乱メンブレンマスクの模式断面図である。
シリコン基板１２０上にメンブレンとなる窒化シリコンの薄膜１２１が形成されており、メンブレンに対応する部分の基板１２０は裏面からエッチングされて格子状に区画された凹部１２０ａが形成され、格子状の梁１２０ｂが構成されている。
また、薄膜１２１上に、例えば膜厚１０ｎｍのクロム膜１２２および膜厚５０ｎｍのタングステン膜１２３からなる散乱体パターン１２４がマスクパターンに沿って形成されている。
【０００９】
ＰＥＬやＥＰＬに用いられるマスクのパターンをウエハに高精度に転写する方法として、マスクの歪を計測しておき、転写時にそれを補正することが考えられる。
このコンセプト自体は新しいものではなく、フォトリソグラフィにおいても用いられてきており、製造されたフォトマスクのＩＰ精度は、ＬＥＩＣＡ社のＬＭＳ  ＩＰＲＯあるいはニコン社の光波ＸＹ−６ｉと呼ばれる座標測定器によりルーチン的に計測されている。
【００１０】
例えば、マスクパターンに３ｐｐｍの倍率誤差が計測されたならば、そのフォトマスクをステッパーもしくはスキャナーで露光する時に、露光装置の光学系を微調整して、その倍率誤差を補正することができる。
【００１１】
しかしながら、ＰＥＬやＥＰＬのように荷電粒子を用いるリソグラフィでは、静電／磁場レンズにより入射粒子を高精度・高速に偏向させることができるので、より高度な補正が可能になると考えられる。
【００１２】
ＰＥＬの場合、ＥＢを主偏向レンズと副偏向レンズを組み合わせて偏向させている。ここで、主偏向レンズによりＥＢをマスク領域上で走査させ、副偏向レンズによりＥＢの入射角度をリアルタイムに変化させることで、マスクの歪を補正することができる（例えば特許文献４参照）。
一方、ＥＰＬの場合、図１４のように梁１００ｂで区切られた個々のメンブレンをサブフィールドと定義し、１回のＥＢ照射でサブフィールドがウエハ上に転写され、ウエハ上でサブフィールドを次々に接続することでデバイスパターンを形成する方法を取っており、例えば特許文献５にはサブフィールドごとに歪を補正する方法が開示されている。
【００１３】
ＰＥＬの場合、マスク全域にわたる歪の情報をマップとして与え、測定データ点間を高次の関数で補間することにより、倍率、回転、直交性という線形な歪だけでなく、より高次の歪も補正することができるという利点がある。
一方、ＥＰＬの場合、サブフィールドごとの線形な歪のみが補正可能である。
【００１４】
上記のＰＥＬとＥＰＬのいずれの方法の場合も、まずはマスク歪を正確に計測することが重要である。ところが、一般に前述のＬＭＳ  ＩＰＲＯなどの座標測定器用のマークをデバイスパターンが配置されている領域に配置することはできない。
従って、フォトマスクの場合は、いわゆるスクライブラインと呼ばれているチップ周辺領域（ウエハ上のチップをダイシングで切り離す時のマージン領域）に相当する部分に座標計測用マークを配置している。
図１６は、スクライブラインに座標計測用マークを配置しているレイアウトの例である。チップ領域ＣＲを区分するスクライブラインＳＬ上に、座標計測用マークＭＫが配置されている。
座標計測用マークの数を多くして測定点を多くし、さらにマスク領域全体に均等に分布させる方が歪データの信頼性は高くなるが、座標計測用マークをスクライブライン上にしか配置できないという制約ゆえに、図１６のように限られた数の座標計測用マークしか利用することができなかった。
【００１５】
ＥＰＬにおいては、図１４に示すように、マスクがもともと小画（典型的には約１ｍｍ角）のサブフィールドに分割されているということを利用して、サブフィールド間の梁の上に座標計測用マークを配置することが提案されている（特許文献６参照）。
上述のように、ＥＰＬではサブフィールドの線形歪のみを補正するので、各サブフィールドの四隅のマーク座標を測定すれば充分である。梁上のマークはウエハ上に転写されないので、計測点数を増やし、歪計測精度を向上させることができる。特許文献６に梁上マークの形成方法や配置方法が開示されている。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００３−５９８１９号公報
【特許文献２】
米国特許５５２３５８０号明細書
【特許文献３】
米国特許６４２８９３７号明細書
【特許文献４】
米国特許４３３４１５６号明細書
【特許文献５】
特開２０００−１２４１１４号公報
【特許文献６】
米国特許６０４００９５号明細書
【非特許文献１】
Ｔ．ウツミ（Ｔ．Ｕｔｓｕｍｉ），「ジャーナル・オブ・バキューム・サイエンス・アンド・テクノロジー（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ＶａｃｕｕｍＳｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）」Ｂ１７，ｐ．２８９７（１９９９）
【非特許文献２】
Ｈ．Ｃ．ファイファー（Ｈ．Ｃ．Ｐｆｅｉｆｆｅｒ），「ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ）」３４，ｐ．６６５８（１９９５）
【非特許文献３】
Ｌ．Ｒ．ハリオット（Ｌ．Ｒ．Ｈａｒｒｉｏｔｔ），「ジャーナル・オブ・バキューム・サイエンス・アンド・テクノロジー（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆＶａｃｕｕｍ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）」Ｂ１５，ｐ．２１３０（１９９７）
【非特許文献４】
Ｓ．Ｐ．チモシェンコ（Ｓ．Ｐ．Ｔｉｍｏｃｈｅｎｋｏ）とＳ．オイノウスキークリーガー（Ｓ．ｗｏｉｎｏｗｓｋｙ−Ｋｒｉｅｇｅｒ），「セオリー・オブ・プレーツ・アンド・シェルズ（Ｔｈｅｏｒｙ  ｏｆ  ｐｌａｔｅｓ  ａｎｄ  ｓｈｅｌｌｓ）」
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献６に記載の方法では、歪計測の正確さに限界があり、ＰＥＬやＥＰＬを用いたデバイス生産に利用することが困難である。
すなわち、特許文献６の方法は、梁上マークとメンブレン内の実デバイスパターンは同じ歪関数で変位するので、前者の計測データにより後者の変位を補正することができるという仮定の上に成り立っている。しかしながら、この仮定は物理的に自明ではない上に、われわれの実測においても近似的にしか成り立たないことが明らかになった。
従って、梁上マークの計測だけではメンブレンの歪のより精密な計測はできない。特にＰＥＬの場合、マスク上のパターンは縮小されることなくウエハ上に転写されるので、歪データの誤差の影響はＥＰＬよりも大きいと考えられる。そのため、特許文献６に述べられている方法をそのまま適用することが困難となっている。
【００１８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、従って本発明は、歪計測の正確さを向上させることができるマスク歪データの生成方法と、これを用いてマスク歪をより精密に補正して露光することができる露光方法、およびこれを用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のマスク歪データの生成方法は、所定のパターンで荷電粒子線の透過部と遮断部が形成された少なくとも１層の第１薄膜を有し、第１位置精度計測用マークが形成された生産用マスクの前記第１薄膜におけるマスク歪データを生成する方法であって、少なくとも１層の第２薄膜を有するマスクブランクスに、実質的に前記第１位置精度計測用マークと同じ位置に第２位置精度計測用マークを形成し、前記第２薄膜に第３位置精度計測用マークを形成して、位置精度計測用マスクとする工程と、前記位置精度計測用マスクの前記第２位置精度計測用マークと前記第３位置精度計測用マークの位置を計測する工程と、前記位置精度計測用マスクの前記第２位置精度計測用マークと前記第３位置精度計測用マークの位置の間の相関関数を算出する工程と、前記生産用マスクの前記第１位置精度計測用マークの位置を計測する工程と、前記生産用マスクの前記第１位置精度計測用マークの位置から前記相関関数を用いて前記生産用マスクの前記第１薄膜におけるマスク歪データを生成する工程とを有する。
【００２０】
上記の本発明のマスク歪データの生成方法は、所定のパターンで荷電粒子線の透過部と遮断部が形成された少なくとも１層の第１薄膜を有し、第１位置精度計測用マークが形成された生産用マスクの第１薄膜におけるマスク歪データを生成する方法である。
少なくとも１層の第２薄膜を有するマスクブランクスに、実質的に第１位置精度計測用マークと同じ位置に第２位置精度計測用マークを形成し、第２薄膜に第３位置精度計測用マークを形成して、位置精度計測用マスクとする。
次に、位置精度計測用マスクの第２位置精度計測用マークと第３位置精度計測用マークの位置を計測し、第２位置精度計測用マークと第３位置精度計測用マークの位置の間の相関関数を算出する。
次に、生産用マスクの第１位置精度計測用マークの位置を計測する。
次に、生産用マスクの第１位置精度計測用マークの位置から相関関数を用いて生産用マスクの第１薄膜におけるマスク歪データを生成する。
【００２１】
上記の目的を達成するため、本発明の露光方法は、所定のパターンで荷電粒子線の透過部と遮断部が形成された少なくとも１層の第１薄膜を有し、第１位置精度計測用マークが形成された生産用マスクを用いて前記パターンを露光する方法であって、少なくとも１層の第２薄膜を有するマスクブランクスに、実質的に前記第１位置精度計測用マークと同じ位置に第２位置精度計測用マークを形成し、前記第２薄膜に第３位置精度計測用マークを形成して、位置精度計測用マスクとする工程と、前記位置精度計測用マスクの前記第２位置精度計測用マークと前記第３位置精度計測用マークの位置を計測する工程と、前記位置精度計測用マスクの前記第２位置精度計測用マークと前記第３位置精度計測用マークの位置の間の相関関数を算出する工程と、前記生産用マスクの前記第１位置精度計測用マークの位置を計測する工程と、前記生産用マスクの前記第１位置精度計測用マークの位置から前記相関関数を用いて前記生産用マスクの前記第１薄膜におけるマスク歪データを生成する工程と、前記第１薄膜におけるマスク歪を補正しながら、前記生産用マスクを用いて前記パターンを露光する工程とを有する。
【００２２】
上記の本発明の露光方法は、上記の本発明のマスク歪データの生成方法によりマスク歪データを生成した後、第１薄膜におけるマスク歪を補正しながら、生産用マスクを用いてパターンを露光する。
【００２３】
上記の目的を達成するため、本発明の半導体装置の製造方法は、所定のパターンで荷電粒子線の透過部と遮断部が形成された少なくとも１層の第１薄膜を有し、第１位置精度計測用マークが形成された生産用マスクを用いて被露光ウエハに前記パターンを露光する工程を有する半導体装置の製造方法であって、少なくとも１層の第２薄膜を有するマスクブランクスに、実質的に前記第１位置精度計測用マークと同じ位置に第２位置精度計測用マークを形成し、前記第２薄膜に第３位置精度計測用マークを形成して、位置精度計測用マスクとする工程と、前記位置精度計測用マスクの前記第２位置精度計測用マークと前記第３位置精度計測用マークの位置を計測する工程と、前記位置精度計測用マスクの前記第２位置精度計測用マークと前記第３位置精度計測用マークの位置の間の相関関数を算出する工程と、前記生産用マスクの前記第１位置精度計測用マークの位置を計測する工程と、前記生産用マスクの前記第１位置精度計測用マークの位置から前記相関関数を用いて前記生産用マスクの前記第１薄膜におけるマスク歪データを生成する工程と、前記第１薄膜におけるマスク歪を補正しながら、前記生産用マスクを用いて被露光ウエハに前記パターンを露光する工程とを有する。
【００２４】
上記の本発明の半導体装置の製造方法は、上記の本発明のマスク歪データの生成方法によりマスク歪データを生成した後、第１薄膜におけるマスク歪を補正しながら、生産用マスクを用いて被露光ウエハに前記パターンを露光する工程を有する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本実施形態に係るマスク歪データの生成方法と、これを用いた露光方法および半導体装置の製造方法について、図面を参照して説明する。
【００２６】
第１実施形態
本実施形態はＬＥＥＰＬ転写装置を用いて露光するためのＰＥＬマスクなどのマスクにおける歪データを生成する方法に関し、所定のパターンで荷電粒子線の透過部と遮断部が形成された少なくとも１層の第１薄膜を有し、第１位置精度計測用マークが形成された生産用マスクにおける第１薄膜に設けられたパターンに係るマスク歪データを生成する方法である。
また、本実施形態は上記のマスクを用いてマスク歪データから歪を補正してパターンを露光する方法である。
【００２７】
図１は本実施形態に係るマスク歪データの生成方法と、これを用いた露光方法を示すフローチャートである。
まず、第１ステップＳＴ１１として、少なくとも１層の第２薄膜を有するマスクブランクスから位置精度計測用マスクを形成する。
ここで、第１薄膜に形成されているパターンの代わりに第２薄膜には位置精度計測用マークが形成されていることを除いて、位置精度計測用マスクは生産用マスクと同様の構成とする。即ち、第１薄膜と第２薄膜は同様の層構成であり、位置精度計測用マスクには実質的に第１位置精度計測用マークと同じ位置に第２位置精度計測用マークを形成し、第２薄膜にはパターンではなく第３位置精度計測用マークを形成する。
【００２８】
次に、第２ステップＳＴ１２として、例えばＬＭＳ  ＩＰＲＯなどの座標測定器により、位置精度計測用マスクの第２位置精度計測用マークと第３位置精度計測用マークの位置を計測して、第３ステップＳＴ１３として第２位置精度計測用マークのＩＰデータを取得し、かつ、第４ステップＳＴ１４として第３位置精度計測用マークのＩＰデータを取得する。
【００２９】
次に、第５ステップＳＴ１５として、第２位置精度計測用マークのＩＰデータと第３位置精度計測用マークのＩＰデータの間の相関関数を算出する。
ここで、第１ステップＳＴ１１から第５ステップＳＴ１５までのステップに関して、マスクをモデル化した有限要素シミュレーションにより代用することも可能である。
【００３０】
一方、第６ステップＳＴ１６として、少なくとも１層の第１薄膜を有するマスクブランクスから生産用マスクを形成する。
ここで、生産用マスクには上述のように第１位置精度計測用マークを形成し、また、第１薄膜に所定のパターンで荷電粒子線の透過部と遮断部を形成する。
【００３１】
次に、第７ステップＳＴ１７として、第２ステップＳＴ１２と同様に例えばＬＭＳ  ＩＰＲＯなどの座標測定器により、生産用マスクの第１位置精度計測用マークの位置を計測して、第８ステップＳＴ１８として第１位置精度計測用マークのＩＰデータを取得する。
【００３２】
次に、第９ステップＳＴ１９として、第５ステップＳＴ１５において求めた第２位置精度計測用マークのＩＰデータと第３位置精度計測用マークのＩＰデータの間の相関関数を用いて、第７ステップＳＴ１７で求めた第１位置精度計測用マークのＩＰデータから、生産用マスクの第１薄膜におけるマスク歪データを生成する。
以上のようにして、第１位置精度計測用マークが形成された生産用マスクにおける第１薄膜に設けられたパターンに係るマスク歪データを生成する。
【００３３】
さらに、上述の生産用マスクを用いてパターンを露光するには、以下のようにする。
即ち、第１０ステップＳＴ２０として、上記で得られた生産用マスクの第１薄膜におけるマスク歪データから、この生産用マスクを用いてパターンを露光するときのＥＢ偏向条件などの露光装置の条件を補正する。
次に、第１１ステップＳＴ２１として、第１０ステップＳＴ２０で求めた露光装置の補正した条件を用いて、マスク歪を補正しながらパターン露光する。
以上のようにして、第１位置精度計測用マークが形成された生産用マスクの第１薄膜に設けられたパターンを露光する。
【００３４】
次に、本実施形態に係るマスク歪データの生成方法および露光方法に係る生産用マスクと、位置精度計測用マスクの構成について説明する。
まず、生産用マスクについて説明する。
図２（ａ）は上記の生産用マスクの外観を示す平面図である。
この生産用マスクは、一辺が２Ｌの正方形のマスク領域を有し、マスク領域は一辺がＬの正方形Ａ〜Ｄに４分割され、それぞれが１相補マスクとなる。
図２（ｂ）は、図２（ａ）のマスク領域の中央部を拡大した図である。幅Ｌ１０ｂ  の格子状の梁１０ｂにより、一辺がＬ１０ａ  の小画メンブレン領域となる凹部１０ａが区画されている。小画メンブレン領域のそれぞれに形成されているパターンについては省略している。
例えば、凹部１０ａの一辺Ｌ１０ａ  は１０５０μｍ，梁の幅Ｌ１０ｂ  は２００μｍであり、マスク領域全体の一辺２Ｌは４０ｍｍである。
【００３５】
また、図３は上記の生産用マスクの模式断面図である。
シリコン基板１０上に、エッチングストッパ機能を有する中間層である埋め込み酸化膜（ＢＯＸ：ｂｕｒｉｅｄ  ｏｘｉｄｅ）１１およびメンブレンになるシリコンの第１薄膜（ＳＯＩ：ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）１２が形成された積層構造を有する。メンブレンに対応する部分のシリコン基板１０は裏面からエッチングされて格子状に区画された凹部１０ａが形成され、格子状の梁１０ｂが構成されている。
格子状の梁１０ｂで区分された凹部１０ａ領域におけるＳＯＩ層１２には、マスクパターンに沿った貫通孔Ｐが形成されている。
ここで、小画メンブレン領域となる凹部１０ａを区画する格子状の梁１０ｂの形成領域において、ＳＯＩ層１０に第１位置精度計測用マークＭＫ１が形成されている。
【００３６】
また、図４は上記の生産用マスクの位置精度計測用マークのレイアウトを示す平面図である。
小画メンブレン領域となる凹部１０ａを区画する格子状の梁１０ｂの形成領域において、第１位置精度計測用マークＭＫ１が形成されている。
【００３７】
ここで、第１位置精度計測用マークＭＫ１は格子状の梁１０ｂの形成領域であれば、図３に示すように梁１０ｂの上方のＳＯＩ層１２に形成されていても、ＳＯＩ層１２の形成面側とは反対側の面における梁１０ｂの表面に形成されていてもよく、例えば第１位置精度計測用マークＭＫ１の位置を計測するときの姿勢に応じて選択することができる。
図３に示すマスクパターンに沿った貫通孔Ｐについては、図４では省略している。
【００３８】
一方、位置精度計測用マスクは上記の生産用マスクと同様の構成であるが、凹部１０ａ領域におけるＳＯＩ層にマスクパターンに沿った貫通孔が形成されている代わりに第３位置精度計測用マークＭＫ３が形成されていることが異なる。
位置精度計測用マスクについて図３および図４を用いて説明する。
即ち、シリコン基板１０上にＢＯＸ層１１および第２薄膜（ＳＯＩ）１２’が積層しており、メンブレンに対応する部分のシリコン基板は裏面からエッチングされて格子状に区画された凹部１０ａが形成され、格子状の梁１０ｂが構成されている。
ここで、図４に示すように、格子状の梁１０ｂの形成領域において、第１位置精度計測用マークＭＫ１と同様に、第２位置精度計測用マークＭＫ２が形成されている。
また、格子状の梁１０ｂで区分された凹部１０ａ領域におけるＳＯＩ層１２’には第３位置精度計測用マークＭＫ３が形成されており、図４においては詳細な図示を省略している。
【００３９】
上記の第１位置精度計測用マークＭＫ１および第２位置精度計測用マークＭＫ２としては、例えば１つの凹部として区画された領域の周囲の梁１０ｂの形成領域に２０個のマークが形成されている。このように、図１６に示す従来例におけるマークの数よりも大幅に多くのマークを配置することができ、これによってより高次の歪も計測でき、線形成分以外の高次の項まで補正できるようになる。
また、第３位置精度計測用マークＭＫ３としては、格子状に区画された１つの凹部１０ａ領域ごとに、例えば６μｍ角の正方形マークが５００μｍピッチで３×３個配置されている。
【００４０】
次に、上記のような構成の生産用マスクと位置精度計測用マスクの製造方法について説明する。例えば、特許文献１や本願出願人による出願（特願２００１−３７０６００号）に詳しく述べられている方法を好ましく採用することができる。
生産用マスクにおいては凹部１０ａ領域におけるＳＯＩ層にマスクパターンに沿った貫通孔を形成し、位置精度計測用マスクにおいては第３位置精度計測用マークＭＫ３を形成することを除いて、生産用マスクと位置精度計測用マスクは同様に形成することができる。
【００４１】
まず、図５（ａ）に示すように、例えばシリコン基板１０上に、エッチングストッパ機能を有する中間層である埋め込み酸化膜（ＢＯＸ層）１１とメンブレンになるシリコン層（ＳＯＩ層）１２が積層して形成されたＳＯＩウェハを準備する。ＳＯＩウェハの表面全体は自然酸化膜１３で被覆されている。
上記の構成のＳＯＩウェハに、ホウ素（Ｂ）を注入することで、メンブレン層の内部応力を調整する。
【００４２】
次に、図５（ｂ）に示すように、例えばＳＯＩウェハの周辺部において、所定のパターンでＢＯＸ層１１に達するまでＳＯＩ層１２を除去し、アライメントマークＡＭを形成する。
【００４３】
次に、図５（ｃ）に示すように、シリコン基板の裏面上にレジスト膜（不図示）を成膜し、格子状のパターンに開口するように露光および現像し、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）などのエッチング処理を行って、例えば格子状に区画されたパターンでシリコン基板１０の裏面からＢＯＸ層１１に達する凹部１０ａを形成する。このとき、シリコン基板１０の格子状に残された部分が格子状の梁１０ｂとなり、ＳＯＩウェハの周辺部においては、シリコン基板１０が支持枠となる。
【００４４】
次に、図６（ａ）に示すように、レジスト膜（不図示）をアッシング処理などにより除去し、ＨＦ液によるウェットエッチングにより表面に露出した部分の酸化シリコンを除去する。即ち、自然酸化膜１３と、凹部１０ａ底部に露出したＢＯＸ膜１１を除去する。
以上で、シリコン基板１０上にＢＯＸ層１１およびＳＯＩ層１２が積層され、シリコン基板１０裏面側からＳＯＩ層が露出するまで格子状に区画された凹部が形成されてなるマスクブランクスが形成される。
【００４５】
次に、図６（ｂ）に示すように、ＳＯＩ層１２の上層にレジスト膜Ｒを成膜し、生産用マスクの製造方法においては、形成しようとするマスクのマスクデータに沿って、例えば電子線露光などにより露光し、現像してパターンＰを形成する。同時に、レジスト膜Ｒには第１位置精度計測用マークＭＫ１についてもパターンを形成する。
【００４６】
次に、レジスト膜ＲをマスクとしてＲＩＥなどのドライエッチングを施し、生産用マスクの製造方法においては、ＳＯＩ層１２に形成しようとするマスクのパターンＰと第１位置精度計測用マークＭＫ１を転写する。
この後、レジスト膜Ｒをアッシング処理による除去して、図６（ｃ）に示す構成のマスクを製造することができる。
【００４７】
一方、位置精度計測用マスクの製造方法においては、上記の生産用マスクの製造方法と同様にして、図６（ａ）に示すように、シリコン基板１０上にＢＯＸ層１１およびＳＯＩ層１２’が積層されたマスクブランクスろ形成し、図６（ｂ）に示すように、第２位置精度計測用マークＭＫ２および第３位置精度計測用マークＭＫ３のパターンに沿って露光し、現像して第２位置精度計測用マークＭＫ２および第３位置精度計測用マークＭＫ３のパターンを得る。
次に、図６（ｃ）に示すように、ＳＯＩ層１２’に第２位置精度計測用マークＭＫ２および第３位置精度計測用マークＭＫ３のパターンを転写する。
【００４８】
本実施形態においては、上記のように形成した生産用マスクと位置精度計測用マスクを用いて、図１のフローチャートに示す手順により生産用マスクの歪データを生成することができる。このようにして生成されたマスク歪データは、後述の理由から歪計測の正確さを向上させることができる。
【００４９】
次に、得られた生産用マスクの歪データから、この生産用マスクを用いてパターンを露光するときにマスク歪をより精密に補正しながらパターン露光することができる露光方法について説明する。
【００５０】
図７はＬＥＥＰＬに用いる露光システムの概略図である。
この露光システムは、電子銃３０、アパーチャー３１、コンデンサレンズ３２、一対の主偏向レンズ（３３，３４）および一対の副偏向レンズ（３５，３６）を有する。
【００５１】
電子銃３０から、例えばＥＢ加速電圧２ｋｅＶで加速され、電流値５．５μＡ、ビーム径３００μｍの電子ビームＥＢが出射され、アパーチャー３１により径が制限され、コンデンサレンズ３２により平行なビームにされる。
主偏向レンズ（３３，３４）は、電子ビームＥＢが平行なままステンシルマスク３７に垂直に入射するように、電子ビームＥＢを偏向させる。
電子ビームＥＢはラスターまたはベクトル走査モードのいずれかでステンシルマスク３７に入射するが、いずれの場合も電子ビームＥＢの偏向に主偏向レンズ（３３，３４）が用いられる。副偏向レンズ（３５，３６）は主偏向レンズ（３３，３４）によって偏向された電子ビームＥＢをさらに微調整する。
ステンシルマスク３７を透過した電子ビームＥＢは、例えばシリコンウェーハ３８上に設けられたレジスト膜３９に照射され、パターン露光される。
本実施形態においては、得られた生産用マスクの歪データから、この生産用マスクを用いて、例えば副偏向レンズ（３５，３６）の条件を補正し、この補正した条件で露光することでマスク歪をより精密に補正しながらパターン露光することができる。
【００５２】
（実施例）
ここでは、本実施形態のマスク歪データの生成方法をＰＥＬマスクに適用して、マスク歪データを生成した。
まず以下のようにして、生産用マスクと位置精度計測用マスクを形成した。
マスクブランクス製造用の基板として、貼り合わせ法により作製された市販の４インチ（約１００ｍｍ）のＳＯＩウェハを用いた。ウェハ基板の厚みは３８１μｍ（マスクの平坦度を向上させるために両面研磨）、ＢＯＸ層の厚みは４００ｎｍ、ＳＯＩ層の厚みは６００ｎｍであり、ＳＯＩ層に１０１９／ｃｍ３  のホウ素（Ｂ）原子を注入することで、メンブレン層の内部応力を１０ＭＰａに調整した。
上記の構成のＳＯＩウェハに対して、図５（ａ）〜（ｃ）および図６（ａ）〜（ｃ）に示す工程により、図２および図３に示す構成の生産用マスクと位置精度計測用マスクを形成した。
ここで、生産用マスクにおける第１位置精度計測用マークＭＫ１と位置精度計測用マスクにおける第２位置精度計測用マークＭＫ２は同一の構成として、梁１０ｂの形成領域に形成した。
一方、生産用マスクにおいては格子状に区画された凹部領域におけるＳＯＩ層に、形成しようとするマスクのパターンＰを転写し、一方、位置精度計測用マスクにおいては、第３位置精度計測用マークのパターンを転写した。
【００５３】
以降の工程において、生産用マスクと位置精度計測用マスクは図８（ａ）および（ｂ）に示すアルミニウム製フレームに接着して使用した。
図８（ａ）は上記のフレームの平面図であり、図８（ｂ）は断面図である。
フレーム２０は外周２０ａおよび内周２０ｂを有するリング状であり、所定の径の位置で段差２０ｃが形成されている。一辺２Ｌのマスク領域全体よりも広くなるように内径が設計されている。
上記のフレームに対して、段差２０ｃよりもやや内側の領域の円周上の１２０°おきの３点においてエポキシ樹脂で生産用マスクと位置精度計測用マスクのそれぞれを接着した。
【００５４】
次に、まず位置精度計測用マスクについて、座標測定器（ＬＭＳ  ＩＰＲＯ）により格子状の梁の形成領域に形成された第２位置精度計測用マークと格子状の梁によって区画された凹部の形成領域におけるＳＯＩ層に形成された第３位置精度計測用マークの位置をそれぞれ計測して、第２位置精度計測用マークのＩＰデータと第３位置精度計測用マークのＩＰデータを取得した。
ここで、座標測定器で位置計測を行うにあたって、位置精度計測用マスクと生産用マスクの位置精度を計測できるように、新たにマスク保持用カセットを製作した。
図９（ａ）はマスク保持用カセットの平面図であり、図９（ｂ）はマスク保持用カセットでマスクを保持したときの模式断面図である。
マスク保持用カセット２１には、静電チャック２１ａが設けられており、それによりマスク領域２１ｂ（この場合中心４０ｍｍ角）以外の外周部を静電チャックするようになっており、ＳＯＩ層（第２薄膜）１２’が上側を向くようにして、ＳＯＩ層（第２薄膜）１２’の反対側からマスクを保持した状態で計測する。尚、図９（ｂ）においては第２位置精度計測用マークの図示を省略している。
また、静電チャックではなく吸引チャックが設けられている構成としてもよい。
これにより、ステンシルマスクを平坦化した状態で、マークのＩＰ精度を測定することができる。
【００５５】
ここで、梁の形成領域に形成した第２位置精度計測マークＭＫ２と格子状に区画された凹部領域におけるＳＯＩ層に形成した第３位置精度計測用マークＭＫ３の計測結果について、説明する。
図１０（ａ）は梁の形成領域に形成した第２位置精度計測マークＭＫ２の計測結果を示すグラフであり、実線は実測値を繋いだ線であり、破線は理想的な格子位置を示す線である。
尚、ここでは理想格子からのズレを見やすくするために、誤差は拡大して図示している。
【００５６】
一方、図１０（ｂ）は格子状に区画された凹部領域におけるＳＯＩ層に形成した第３位置精度計測用マークＭＫ３の計測結果を示すグラフであり、実線は実測値を繋いだ線であり、破線は理想的な格子位置を示す線である。
【００５７】
この図から分かるとおり、梁の形成領域に形成した第２位置精度計測マークＭＫ２と格子状に区画された凹部領域におけるＳＯＩ層に形成した第３位置精度計測用マークＭＫ３のＩＰ計測結果は類似しており、定性的には従来技術（特許文献６）の考え方を支持しているように見えるが、詳細にデータを解析すると、両者には最大約２０ｎｍの差異があることが分かった。
この誤差は、ＥＰＬのような１／４縮小投影法では５ｎｍ、ＰＥＬでは２０ｎｍの誤差をウエハ上で生じる。従来技術は１／４縮小投影法ですら許容できない誤差を生じるのであるから、本実施例で用いた等倍法のＰＥＬで用いることはできない。
【００５８】
この誤差の原因としては次のことが考えられる。
梁の形成領域に形成した第２位置精度計測マークＭＫ２と格子状に区画された凹部領域におけるＳＯＩ層に形成した第３位置精度計測用マークＭＫ３を同じ描画および加工プロセスで形成する場合、そのＩＰ誤差は主としてＥＢ描画機の精度で規定されるので、両者は類似するはずである。
しかし、ＥＢ描画機と座標測定器のステージにマスクを固定する場合、２つのステージで固定方法が厳密には同一ではないために、マスクの反りが矯正される度合いの相違により、マスクの形状（凹凸）が異なる。
梁の形成領域に形成した第２位置精度計測マークＭＫ２は基本的に、材料力学の文献に述べられているように（例えば、非特許文献４（Ｓ．  Ｐ．  Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ  ａｎｄ  Ｓ．  Ｗｏｉｎｏｗｓｋｙ−Ｋｒｉｅｇｅｒ，“Ｔｈｅｏｒｙ  ｏｆ  Ｐｌａｔｅｓ  ａｎｄ  Ｓｈｅｌｌｓ  ”）参照）、（マスク基板の傾斜角）×（基板厚さの半分）の面内変位を示す。
一方、格子状に区画された凹部領域におけるＳＯＩ層に形成した第３位置精度計測用マークＭＫ３は、凹部領域を取り囲む梁の変形を強制変位（境界条件）と考えた時に、ＳＯＩ層内部で誘起される変位にしたがう。
上記のように、変位のメカニズムが異なるのだから、図１０（ａ）および（ｂ）に示したように両者が異なるのは物理的に当然である。
【００５９】
本実施例においては、次に、図１０（ａ）および（ｂ）に示す２つのデータから、第２位置精度計測用マークのＩＰデータと第３位置精度計測用マークのＩＰデータ間の相関関数を算出した。
本実施例では相関関数を実験的に算出したが、このプロセスを高精度な有限要素シミュレーションで代用することもできる。
【００６０】
次に、図９（ａ），（ｂ）に示すように、位置精度計測用マスクの場合と同様にして、生産用マスクについて、座標測定器（ＬＭＳ  ＩＰＲＯ）により格子状の梁の形成領域に形成された第１位置精度計測用マークを計測して、第１位置精度計測用マークのＩＰデータを取得した。尚、図９（ｂ）においては第１位置精度計測用マークの図示を省略している。
ここで、生産用マスクの計測にあたり、位置精度計測用マスクの計測で使用したものと同じカセットを用いて生産用マスクを保持した。
【００６１】
生産用マスクにおいて梁の形成領域に形成した第１位置精度計測マークＭＫ１の計測結果について説明する。
図１１は梁の形成領域に形成した第１位置精度計測マークＭＫ１の計測結果を示すグラフであり、実線は実測値を繋いだ線であり、破線は理想的な格子位置を示す線であり、上記と同様、理想格子からのズレを見やすくするために、誤差は拡大して図示している。
【００６２】
上記のようにして第１位置精度計測用マークのＩＰデータを取得した後、上記のようにして求めた第２位置精度計測用マークのＩＰデータと第３位置精度計測用マークのＩＰデータ間の相関関数を用いて、生産用マスクのＳＯＩ層におけるマスク歪データを生成した。
【００６３】
次に、上記で得られた生産用マスクのＳＯＩ層におけるマスク歪データを用いて、ＬＥＥＰＬ転写装置の副偏向補正データを作成した。
得られた副偏向補正データに従ってＡｒＦリソグラフィで形成した下地回路パターン上にＰＥＬでパターンを転写したところ、重ね合せ精度が平均５０ｎｍ（３σ）から２８ｎｍに劇的に改善し、本実施形態に係るマスクの歪データの生成方法とこれを用いた露光方法が転写ＩＰ精度の向上に極めて有効であることが証明された。
【００６４】
上記のように、本実施形態においては、位置精度計測用マスクにおける梁の形成領域に形成した第２位置精度計測マークＭＫ２と格子状に区画された凹部領域におけるＳＯＩ層に形成した第３位置精度計測用マークＭＫ３から得られる歪関数の相関をあらかじめ調べておき、生産用マスクにおいて、梁の形成領域に形成した第１位置精度計測マークＭＫ１のＩＰ誤差を生産用マスクのＳＯＩ層におけるパターンのＩＰ誤差に変換してから用いる。
これにより、得られたパターンのＩＰ誤差からこの生産用マスクを用いてパターンを露光するときのＥＢ偏向条件などの露光装置の条件を補正し、マスク歪をより精密に補正しながらパターン露光することができる。
【００６５】
第２実施形態
第１実施形態の補正精度をさらに向上させるため、生産用マスクのＳＯＩ層（第１薄膜）におけるマスク歪データを生成した後、位置精度計測用マスクと生産用マスクのそれぞれにおいて、第２薄膜および第１薄膜が上側を向いた状態から下側を向くようにしたときの位置精度計測用マスクおよび生産用マスクに発生する歪を示す関数を用いてマスク歪データを補正することが好ましい。
位置精度計測時と露光時とでマスクの上下位置が反転し、重力によるマスクのグローバルな変形によってＩＰ誤差が生じる。このため、あらかじめ上下反転によるＩＰシフトを記述するパターン像伝達関数（ＩＴＦ：ｉｍａｇｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ）を求めておき、その関数でマスクデータをシフトさせておくものである。なお、この方法についての詳細は、本願発明の出願人による特許出願（特願２００２−０９２６１２号）に記載されている。
第１実施形態において得られる生産用マスクの歪データはＳＯＩ層が上側と向いた状態でのデータなので、実際の露光工程においてはＳＯＩ層が下側と向いた状態で用いることから、ＩＴＦで下向きのデータに換算してから副偏向補正データを作成すれば、さらに精度は向上する。
【００６６】
第３実施形態
第２実施形態では、マスクのＩＰ測定時と露光時のマスク姿勢の反転をＩＴＦで補正しているが、別の方法として、マスクのＩＰ測定工程においてマスクの姿勢を露光時と同じ姿勢として行う方法がある。
即ち、位置精度計測用マスクおよび生産用マスクに対して、第１〜第３位置精度計測用マーク（ＭＫ１〜ＭＫ３）の位置計測を行うときに、第１薄膜あるいは第２薄膜が下側を向くように配置した姿勢でカセットに保持すれば、露光工程と同じ第１薄膜あるいは第２薄膜が下側を向いた姿勢での位置計測が可能となり、この状態で位置を計測すれば第２実施形態で示したＩＴＦ関数を用いずにより正確に位置計測を行い、マスクの歪関数を生成することができる。
ＰＥＬとＥＰＬの露光装置では、マスクは下向きに実装されるが、静電チャックする面が異なるので、できる限り露光姿勢と同じ状態で位置計測を行うためには、それぞれで別設計のカセットを用いることが望ましい。
【００６７】
図１２はＥＰＬ用マスクに対するマスク保持用カセットでＰＥＬ用マスクを保持したときの模式断面図である。
マスク保持用カセット２２には、静電チャック２２ａが設けられており、また、マスク領域には凹部２２ｂが形成されており、凹部を除く外周部を静電チャックするようになっている。
ここで、マスクのＳＯＩ層（１２，１２’）が下側を向くようにして、ＳＯＩ層（１２，１２’）側から保持した状態で計測する。尚、図１２においては第１および第２位置精度計測用マークの図示を省略している。
また、静電チャックではなく吸引チャックが設けられている構成としてもよい。
ＥＰＬ用マスクにおいて、露光工程におけるマスクの姿勢と保持状態を再現してＩＰ計測を行うことで、より精密に歪データを生成することができる。
【００６８】
図１３はＰＥＬ用マスクに対するマスク保持用カセットでＰＥＬ用マスクを保持したときの模式断面図である。
マスク保持用カセットには、静電チャック２３ａが設けられており、それによりマスク領域２３ｂ以外の外周部を静電チャックするようになっており、マスクのＳＯＩ層（１２，１２’）が下側を向くようにして、ＳＯＩ層（１２，１２’）とは反対側から保持され、ケース２４に挿入された状態で計測する。尚、図１３においては第１および第２位置精度計測用マークの図示を省略している。
また、静電チャックではなく吸引チャックが設けられている構成としてもよい。
ＰＥＬ用マスクにおいて、露光工程におけるマスクの姿勢と保持状態を再現してＩＰ計測を行うことで、より精密に歪データを生成することができる。
【００６９】
本実施形態のマスク歪データの生成方法と、これを用いた露光方法によれば、以下の効果を享受できる。
１．ＰＥＬとＥＰＬにおいて、生産用マスクに対して、デバイスパターンと干渉しない梁の形成領域内に形成された位置精度計測用マークにより、マスク歪が正確に計測できるようになる。
２．マスク歪が正確に計測できるようになることで、電子光学系の副偏向によるパターン位置補正の精度が向上する。
３．パターンの転写位置精度が向上することで、製造されるデバイスの歩留が向上する。
４．パターン位置補正精度が向上することで、マスク製造に対する位置精度要求仕様を緩和でき、マスクコストが低減し、デバイス製造コストが下がる。
【００７０】
上記の本実施形態のマスクの製造方法を半導体装置の製造方法に適用することができる。
即ち、本実施形態に係るマスクの歪データの生成方法により、生産用マスクの歪データを算出する。
次に、得られた歪データを補正するようにＥＢの副偏向レンズの補正条件を求め、この生産用マスクを用いてパターン露光し、マスクに形成されたパターンを感光面に転写する。
以上で、本実施形態のマスクの製造方法を適用して、半導体装置を製造することができる。
【００７１】
本発明は、上記の実施形態に限定されない。
例えば、本実施形態においては、ステンシルマスク（ＰＥＬマスク）について説明したが、各種論文および特許により公知となっているマスク製造プロセスを適用することにより、各ＮＧＬ用のマスクとすることができ、例えば、本発明はＰＥＬマスクに限らず、ＥＰＬマスクへの適用が可能である。
また、本発明のマスクの歪データの生成方法や露光方法は、被露光ウエハにパターン露光する工程を有する半導体装置の製造方法において、パターン露光するためのマスクに対する歪データの生成方法やそれを用いた露光方法として適用できる。
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。
【００７２】
【発明の効果】
本発明のマスクの歪データの生成方法は、歪計測の正確さを向上させることができる。
【００７３】
本発明の露光方法は、本発明のマスクの歪データの生成方法を用いてマスク歪をより精密に補正して露光することができる。
【００７４】
本発明の半導体装置の製造方法は、本発明のマスクの歪データの生成方法とこれを用いた露光方法を用いて半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は第１実施形態に係るマスク歪データの生成方法と、これを用いた露光方法を示すフローチャートである。
【図２】図２（ａ）は第１実施形態に係る生産用マスクおよび位置精度計測用マスクの外観を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のマスク領域の中央部を拡大した図である。
【図３】図３は第１実施形態に係る生産用マスクおよび位置精度計測用マスクの模式断面図である。
【図４】図４は第１実施形態に係る生産用マスクおよび位置精度計測用マスクの位置精度計測用マークのレイアウトを示す平面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態に係る生産用マスクと位置精度計測用マスクの製造方法を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態に係る生産用マスクと位置精度計測用マスクの製造方法を示す断面図である。
【図７】図７はＬＥＥＰＬに用いる露光システムの概略図である。
【図８】図８（ａ）は実施例１において用いたフレームの平面図であり、図８（ｂ）は断面図である。
【図９】図９（ａ）は実施例１に係るマスク保持用カセットの平面図であり、図９（ｂ）はマスク保持用カセットでマスクを保持したときの模式断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は梁の形成領域に形成した第２位置精度計測マークの計測結果を示すグラフであり、図１０（ｂ）は格子状に区画された凹部領域におけるＳＯＩ層に形成した第３位置精度計測用マークの計測結果を示すグラフである。
【図１１】図１１は梁の形成領域に形成した第１位置精度計測マークの計測結果を示すグラフである。
【図１２】図１２は第３実施形態に係るマスク保持用カセットでマスクを保持したときの模式断面図である。
【図１３】図１３は第３実施形態に係るマスク保持用カセットでマスクを保持したときの模式断面図である。
【図１４】図１４は従来例に係る格子状の梁を有するマスクの模式斜視図である。
【図１５】図１５（ａ）は従来例に係るステンシルマスクの模式断面図であり、図１５（ｂ）は従来例に係る散乱メンブレンマスクの模式断面図である。
【図１６】図１６は従来例に係るスクライブラインに座標計測用マークを配置しているレイアウトの例である。
【符号の説明】
１０…シリコン基板、１０ａ…凹部、１０ｂ…梁、１１…ＢＯＸ層、１２，１２’…ＳＯＩ層、１３…自然酸化膜、２０…フレーム、２０ａ…外周、２０ｂ…内周、２０ｃ…段差、２１，２２，２３…マスク保持用カセット、２１ａ，２２ａ，２３ａ…静電チャック、２１ｂ…マスク領域、２２ｂ…凹部、２４…ケース、３０…電子銃、３１…アパーチャー、３２…コンデンサレンズ、３３，３４…主偏向レンズ、３５，３６…副偏向レンズ、３７…ステンシルマスク、３８…シリコンウェハ、３９…レジスト膜、１００ａ…凹部、１００ｂ…梁、１０２…薄膜、１１０…基板、１１０ａ…凹部、１１０ｂ…梁、１１１…埋め込み酸化物層、１１２…ＳＯＩ層、１２０…シリコン基板、１２０ａ…凹部、１２０ｂ…梁、１２１…薄膜、１２２…クロム膜、１２３…タングステン膜、１２４…散乱体パターン、ＥＢ…電子ビーム、ＡＭ…アライメントマーク、ＰＡ…パターン領域、Ｐ…パターン、ＭＫ１…第１位置精度計測用マーク、ＭＫ２…第２位置精度計測用マーク、ＭＫ３…第３位置精度計測用マーク、ＭＫ…座標計測用マーク、ＣＲ…チップ領域、ＳＬ…スクライブライン、ＳＴ１１〜ＳＴ２１…ステップ。
【図１】
2004356440.tif 000003
【図２】
2004356440.tif 000004
【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】
2004356440.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2004356440.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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