(57)【要約】【課題】膜構造による依存が少なく、安定にギャップ量を制御できるギャップ量測定方法および露光方法を提供する。【解決手段】所定のパターンを有するマスクと基板とを所定の距離を隔てて配置し、マスクを介して露光ビームを第１の角度で入射して露光し、第１のパターンを形成する（ＳＴ１）。次に、マスクと基板とを所定の距離を隔てて配置し、マスクを介して露光ビームを第１の角度と異なる第２の角度で入射して露光し、第２のパターンを形成する（ＳＴ２）。次に、第１のパターンに対する第２のパターンのシフト量を測定する（ＳＴ３）。次に、第１の角度と第２の角度との差、およびシフト量とにより、露光される表面からマスクまでの正確なギャップ量を求める（ＳＴ４）。【選択図】図１
2005057055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパターンを有するマスクと基板とを所定の距離を隔てて配置し、前記マスクを介して露光ビームを第１の角度で入射して露光し、第１のパターンを形成する工程と、
前記マスクと前記基板とを所定の距離を隔てて配置し、前記マスクを介して前記露光ビームを前記第１の角度と異なる第２の角度で入射して露光し、第２のパターンを形成する工程と、
前記第１のパターンに対する前記第２のパターンのシフト量を測定する工程と、
前記第１の角度と前記第２の角度との差、および前記シフト量とにより、露光される表面から前記マスクまでの正確なギャップ量を求める工程と
を有するギャップ量測定方法。
【請求項２】
前記第１のパターンを形成する工程において、前記第１のパターンは前記基板に形成し、
前記第２のパターンを形成する工程において、前記第２のパターンは前記基板の上面に形成されたパターン形成用膜に形成する
請求項１記載のギャップ量測定方法。
【請求項３】
前記第１および前記第２のパターンを形成する工程において、前記マスクと前記基板との配置は、前記基板と前記マスク近傍に設置されたセンサーとより形成される静電容量を用いて前記基板と前記マスクとの距離を測定する静電容量センサー、および前記基板に形成されたマークと前記マスクに形成されたマークとの焦点位置によって前記基板と前記マスクとの距離を測定する画像制御法のいずれかで設定される
請求項１記載のギャップ量測定方法。
【請求項４】
偏向可能な露光ビームを用いて露光する方法であって、
所定のパターンを有するマスクと基板とを所定の距離を隔てて配置し、前記マスクを介して露光ビームを第１の角度で入射して露光し、第１のパターンを形成する工程と、
前記マスクと前記基板とを所定の距離を隔てて配置し、前記第１の角度と異なる第２の角度に偏向された前記露光ビームを前記マスクを介して入射して露光し、第２のパターンを形成する工程と、
前記第１のパターンに対する前記第２のパターンのシフト量を測定する工程と、
前記第１の角度と前記第２の角度との差、および前記シフト量とにより、露光される表面から前記マスクまでの正確なギャップ量を求める工程と、
前記基板に露光用パターンを露光する工程と
を含む露光方法。
【請求項５】
前記ギャップ量を求める工程と、前記露光工程との間に、前記第１および前記第２のパターンを形成する工程において設定された前記マスクと前記基板との距離と、求められた前記ギャップ量との関係を求め、前記マスクと前記基板とを設定する距離を補正する工程とをさらに有し、
前記露光工程において、補正された距離を用いて前記所定のパターンを露光する
請求項４記載の露光方法。
【請求項６】
前記補正工程において、前記基板に形成される異なる膜について前記マスクと前記基板との距離と、前記ギャップ量との関係を求め、前記基板に形成されるパターンと、前記異なる膜に形成されるパターンとが同じシフト量になるように前記マスクと前記基板との距離を補正する
請求項５記載の露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギャップ量測定方法および露光方法に関し、特に、基板に形成された加工膜に依存されないギャップ量測定方法および露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＥＰＬ（Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｂｅａｍ  Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒｐｈｙ）などの転写型リソグラフィーにおいて、安定した解像度を得るためには、露光ビームの特性やギャップ量の制御が重要になる。たとえば、ギャップ量が狭い場合は解像度が向上するが、ギャップ量が広い場合は低下する。また、露光ビームの焦点がぼけていたり、電子線の斜め成分を多量に含む場合など、ビーム特性が悪い場合、解像度のギャップ依存性は高くなる。
また、転写時のギャップ量制御が不安定であると、レジスト膜の解像度に影響を与える。そのため、マスク露光においては、所望のギャップ量を制御することが解像度を維持するために重要となる。
【０００３】
さらに、ギャップ量の設定は、マスクの撓みを考慮して行われる。つまり、マスク側からギャップ量を測定するとき、マスクの中心では行われない。そのため、マスクの撓み量に応じてギャップ量に余裕を持たせ、マスクと露光される表面が接触しないようにしなければならない。
【０００４】
ギャップ量の測定は、下記に示すような２通りの方法がある。一方は、基板などに形成されたアライメントマークとマスクに形成されたアライメントマークとを同時に検出する斜方結像方式を用いた画像制御による方法である。また、他方は、マスクステージなどに取り付けられた静電容量センサーによる方法である。
【０００５】
画像制御を用いる方法においては、たとえば、基板上に形成されたＳＬＡ（Ｓｃｃａｔｔｅｒｅｄ−Ｌｉｇｈｔ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）マークと、マスクに形成されたＳＬＡマークとを２次元画像で検出し、２つのマークのフォーカス位置（焦点位置）の差によってギャップ量を設定する。
基板上に上記のようなマークがない場合、つまり、露光する上層と下層とのパターンの重ね合わせがない初回の転写時は、静電容量センサーを用いたギャップ制御しか選択できない。静電容量センサーは、マスクステージなどに取り付けられたプローブと露光される膜表面との間で静電容量を形成し、それら２つの距離により変化する静電容量を検出することでギャップ量を測定する。
【０００６】
上記のような従来の露光方法としては、位置ずれ測定パターンが形成されたテストマークを用いて露光時の位置ずれ量および位置ずれ補正量を求め、その位置ずれ量を補正するように修正を加えてマスクパターンを作成し、露光を行う方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２５２１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような従来のギャップ量の測定方法においては、ギャップ量精度の面で様々な問題があった。
たとえば、上記の静電容量センサーを用いた方法においては、基板および基板に形成された膜構造によってギャップ量を計測する精度が得られない場合がある。具体的には、基板上に厚膜の酸化膜を形成し、マスク開口部を通過した露光ビームを基板表面に入射する。その結果、基板表面に電荷が蓄積され、チャージング現象などを起こす可能性が考えられる。このため、ギャップ制御が不安定な状態になり、任意のギャップ量以上に接近した場合、マスクが基板側に引き寄せられ、マスクと露光表面とが接触する、あるいはマスクが破壊する可能性がある。
【０００８】
一方、上記の画像制御を用いた方法においては、アライメントカメラの位置ずれに伴うアライメントマークのフォーカス位置の変動により、経時的にギャップ量が変動する可能性がある。また、基板表面に膜が形成されていると、ギャップ量を正確に測定できない可能性も考えられる。つまり、実際のギャップ量としては、形成された膜の上面から測定しなければならないが、アライメントマークは形成された膜の下に設けられているため、フォーカス位置は、アライメントマークに設定される。その結果、物理的に形成された膜の分、ギャップ量が狭くなる。
【０００９】
また、同一のギャップ量に設定して露光を行っても、上記のような理由から露光される基板表面に形成された膜が異なると、本来のマスクと露光表面との距離にばらつきが生じ、転写されるパターンが変形する可能性も考えられる。
図９は、同一基板に形成された異なる膜について、既存の方法で設定されるギャップ量Ｇａと解像度ＲＩとの関係を示すグラフである。膜ａ１および膜ｂ１の２種類について、同じギャップ量Ｇａに設定したときの解像度ＲＩを示している。図９に示すように、各種の膜による解像度の違いによって、ギャップ量を調整する必要もある。
【００１０】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、膜構造による依存が少なく、安定にギャップ量を制御できるギャップ量測定方法および露光方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、上記の本発明のギャップ量測定方法は、所定のパターンを有するマスクと基板とを所定の距離を隔てて配置し、マスクを介して露光ビームを第１の角度で入射して露光し、第１のパターンを形成する工程と、マスクと基板とを所定の距離を隔てて配置し、マスクを介して露光ビームを第１の角度と異なる第２の角度で入射して露光し、第２のパターンを形成する工程と、第１のパターンに対する第２のパターンのシフト量を測定する工程と、第１の角度と第２の角度との差、およびシフト量とにより、露光される表面からマスクまでの正確なギャップ量を求める工程とを有する。
【００１２】
本発明のギャップ量測定方法によれば、所定のパターンを有するマスクと基板とを所定の距離を隔てて配置し、マスクを介して露光ビームを第１の角度で入射して露光し、第１のパターンを形成する。また、マスクと基板とを所定の距離を隔てて配置し、マスクを介して露光ビームを第１の角度と異なる第２の角度で入射して露光し、第２のパターンを形成する。
次に、第１のパターンに対する第２のパターンのシフト量を測定する。
次に、第１の角度と第２の角度との差、およびシフト量とにより、露光される表面からマスクまでの正確なギャップ量を求める。
【００１３】
また、本発明の露光方法は、偏向可能な露光ビームを用いて露光する方法であって、所定のパターンを有するマスクと基板とを所定の距離を隔てて配置し、マスクを介して露光ビームを第１の角度で入射して露光し、第１のパターンを形成する工程と、マスクと基板とを所定の距離を隔てて配置し、マスクを介して第１の角度と異なる第２の角度に偏向された露光ビームを入射して露光し、第２のパターンを形成する工程と、第１のパターンに対する前記第２のパターンのシフト量を測定する工程と、第１の角度と第２の角度との差、およびシフト量とにより、露光される表面からマスクまでの正確なギャップ量を求める工程と、基板に露光用パターンを露光する工程とを含み、第２のパターンを形成する工程において、第１の角度で進行する露光ビームを偏向し、第２の角度で入射する。
【００１４】
本発明の露光方法によれば、偏向可能な露光ビームを用いて露光する方法であって、所定のパターンを有するマスクと基板とを所定の距離を隔てて配置し、マスクを介して露光ビームを第１の角度で入射して露光し、第１のパターンを形成する。また、マスクと基板とを所定の距離を隔てて配置し、マスクを介して第１の角度と異なる第２の角度に偏向された露光ビームを入射して露光し、第２のパターンを形成する。
次に、第１のパターンに対する前記第２のパターンのシフト量を測定する。
次に、第１の角度と第２の角度との差、およびシフト量とにより、露光される表面からマスクまでの正確なギャップ量を求める。次に、基板に露光用パターンを露光する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のギャップ量測定方法によれば、膜構造による依存が少なく、安定にギャップ量を制御することができる。
また、本発明の露光方法によれば、膜構造による依存が少なく、安定にギャップ量を制御し、露光することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。本発明の露光方法は、本発明のギャップ量測定方法を用いてギャップ量を設定し、それに基づいて露光を行う方法である。
【００１７】
図１は、本実施形態にかかるギャップ量測定方法の工程を示すフローチャートである。
まず、所定のパターンが形成されたマスクと基板とを所定の距離を隔てて配置し、第１の角度から露光して基板に第１のパターンを形成する（ＳＴ１）。
【００１８】
具体的には、基板上に、たとえば、レジスト膜などのパターン形成用膜（以下、レジスト膜と称する）を形成する。次に、静電容量センサーを用いて、マスクアライメントマークと測定用パターンが形成されたマスクと、レジスト膜が形成された基板との距離を、第１のギャップ量Ｇａ１に設定する。ここで、マスクには、後の工程において用いるアライメント光透過用貫通孔が形成されている。
【００１９】
次に、基板とマスクとを第１のギャップ量Ｇａ１に設定した状態において、マスクを介して電子線を第１の角度から入射して、レジスト膜を露光する。ここで、第１の角度とは、たとえば、基板に対し垂直方向とする。また、基板とマスクとは平行に設置されている。本実施形態においては、露光ビームとして、たとえば、電子線を用いる。
露光後、不要なレジスト膜を現像し、基板の露出した領域をエッチングして、基板を加工する。その後、レジスト膜を剥離する。
【００２０】
その結果、ウエハアライメントマークおよび基準位置となる測定パターンが転写された基準ウエハが形成される。ここで、電子線により基板を第１の角度で露光して形成された測定用パターンを第１のパターンとする。
【００２１】
次に、基準ウエハに再びレジスト膜を形成し、第２の角度から電子線を入射して露光し、第２のパターンを形成する（ＳＴ２）。
図２は、本実施形態における工程（ＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ４）を模式的に示した概略断面図である。
図２に示すように、基板１１の上面にレジスト膜２０が形成され、レジスト膜２０の上方に、マスク１２が第１のギャップＧａ１を隔てて配置されている。また、基板１１には、第１のパターン２１が形成されている。
【００２２】
このような状態において、マスク１２の測定用パターン３０を透過するように、偏向機能を用いて入射する電子線を第１の角度から第２の角度に偏向する。第２の角度で電子線を入射し、レジスト膜２０を露光する。
その結果、レジスト膜２０に測定用パターン２２が形成される。
【００２３】
ここで、第１の角度（実質的に基板に対して垂直な角度）に対して、角度αで電子線を入射する、つまり、入射角αで露光することを、第２の角度で露光することとする。また、入射角αで露光され、転写されたパターンを第２のパターンとする。
なお、第１のギャップＧａ１は、上記の背景技術において述べたように、正確に測定することが難しいため、破線矢印を用いて示している。また、図示は省略するが、基板１１には、第１のパターン２１の他に、ウエハアライメントマークが形成され、マスク１２にはマスクアライメントマークおよびアライメント光透過用貫通孔が形成されている。
【００２４】
具体的には、所定の距離を隔ててマスクとレジスト膜が形成された基準ウエハを配置する。マスクと基準ウエハとのアライメントは、たとえば、ＳＬＡ（Ｓｃｃａｔｔｅｒｅｄ−Ｌｉｇｈｔ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）法を用いる。ＳＬＡ法によれば、アライメントが最適化された状態で、アライメント光学系を移動させずに露光ビームを照射できる。また、露光と平行してアライメント状態をモニターすることもできる。
【００２５】
ここで、ＳＬＡ法について説明する。
図３は、ＳＬＡ法を用いたアライメント方法を説明するための概略断面図である。図３に示すように、基準ウエハ１１は、マスク１２と平行に配置される。基準ウエハ１１の表面には、凹状にウエハアライメントマーク１３が形成され、マスク１２には、マスクアライメントマーク１４およびアライメント光透過用貫通孔１５が形成されている。
平行な光束のアライメント光Ｌ１，Ｌ２は、マスク面（図３においてＸ−Ｙ平面に平行な面）に対して斜方から照射される。便宜上、図３においてはアライメント光Ｌ１，Ｌ２を同一のＸ−Ｚ平面上に示してあるが、実際にはアライメント光Ｌ１，Ｌ２は互いに平行な平面上にある。
【００２６】
アライメント光Ｌ１は、アライメント光透過用貫通孔１５を透過し、ウエハアライメントマーク１３を含むウエハ表面に照射される。一方、アライメント孔Ｌ２は、マスク１２のマスクアライメントマーク１４に照射される。
【００２７】
ウエハアライメントマーク１３で反射されたアライメント光Ｌ１と、マスクアライメントマーク１４で反射されたアライメント光Ｌ２は、検出器で検出される。検出されるウエハアライメントマーク１３とマスクアライメントマーク１４の位置が両方とも合う状態をアライメントの最適位置としてウエハ１１とマスク１２が配置される。
【００２８】
ここで、図４（ａ）は、図３のアライメントマーク１３およびマスクアライメントマーク１４をＺ軸方向から見た平面図である。図３のアライメント光Ｌ１，Ｌ２は、Ｘ−Ｚ平面に平行な方向にあり、ウエハアライメントマーク１３とマスクアライメントマーク１４は、Ｘ軸方向における位置が異なる。ここで、ウエハアライメントマーク１３とマスクアライメントマーク１４は、たとえば、複数のパターン１３ａ，１４ａなどから形成されている。
また、図４（ｂ）は、図３のウエハアライメントマーク１３およびマスクアライメントマーク１４をアライメント光Ｌ１，Ｌ２に平行な方向（Ｚ’軸方向）から見た平面図である。図３に示すように、Ｚ’軸方向は、Ｚ軸と角度θをなし、Ｘ’軸はＺ’軸と直交する。図４（ｂ）に示すように、ウエハとマスクのアライメントが最適化された状態では、アライメントマーク１４が見かけ上、２つのウエハアライメントマーク１３の間にウエハアライメントマーク１３と平行に配置されている。
このようにして、マスク１２と基準ウエハ１１とのＸ−Ｙ方向における配置が決定される。
【００２９】
このとき、Ｚ軸方向の基準ウエハとマスクとの距離は、上記のＳＬＡ法のような画像制御においても設定することが可能である。本実施形態においては、第１のパターンを形成する際に、静電容量センサーを用いて第１のギャップＧａ１を設定している。そのため、第２のパターンを形成する際は、基準ウエハとマスクとのＸ−Ｙ方向のアライメントはＳＬＡ法を用いて行い、Ｚ軸方向のギャップは静電容量センサーを用いて設定する。本工程（ＳＴ２）においては、第１のパターンを形成したときと同じ、第１のギャップＧａ１に設定する。
【００３０】
次に、上記のようなアライメントされた状態において、電子線を露光装置の偏向機能により入射角度αに偏向して、マスクを介してレジスト膜に入射し、露光する。
【００３１】
ここで、偏向機能を有する露光装置について説明する。
図５は、本実施形態にかかる露光装置の一例を示す概略図である。この露光装置は、電子銃６０、アパーチャー６１、コンデンサレンズ６２、一対のメインディフレクタ６３，６４、および一対の微調整用デフレクタ６５，６６を有する。さらに、メインデフレクタ６３，６４および微調整用デフレクタ６５，６６を制御する制御部７０、および図２および図３に示したようなアライメントを行うアライメント部７２を有する。また、アライメント部７２は、たとえば、制御部７０によって制御される。さらに、図示は省略するが、たとえば、静電容量センサーがマスク付近に設置され、制御部７０によって制御される。
【００３２】
電子銃６０から射出された電子線ＥＢは、アパーチャー６１により径が制限され、コンデンサレンズ６２により平行なビームにされる。
メインデフレクタ６３，６４は、電子線ＥＢが垂直にマスクに入射するように偏向される。電子線ＥＢは、ラスターまたはベクトル走査モードのいずれかでマスク１２に入射するが、いずれの場合もメインデフレクタ６３，６４によって電子線ＥＢは偏向される。
微調整用デフレクタ６５，６６は、メインデフレクタ６３，６４によって偏向された電子線ＥＢをさらに微調整する。本実施形態においては、メインデフレクタ６３，６４によって垂直に偏向された電子線は、微調整用デフレクタ６５，６６によって特定の入射角αに調整される。
【００３３】
このような状態において、基準ウエハ上のレジスト膜が露光される。
露光後、不要なレジスト膜を除去し、入射角αで露光された測定用パターンが転写される。これを第２のパターンとする。
【００３４】
次に、上記の工程（ＳＴ１，ＳＴ２）において形成された第１のパターンに対する第２のパターンのシフト量を測定する（ＳＴ３）。
図２に示すように、第１のパターン２１は基板１１の表面に形成され、第２のパターン２２はレジスト膜２０の表面に形成されている。そのため、第１のパターン２１と第２のパターン２２との基板１１表面に対する移動距離を測定し、シフト量ｄｘとする。
ここで、第２のパターン２２の解像度が低下し、パターンがぼやける場合は、パターンの中心あるいは先端などを基準とする。
【００３５】
次に、第１の角度と第２の角度との差と、シフト量ｄｘとから、第２のギャップ量を測定する（ＳＴ４）。
図２に示すように、静電容量センサーなどによって設定された第１のギャップ量Ｇａ１は、マスクの撓み、基板の膜構造、基板上に形成された膜構造などにより正確な距離を測定できない可能性がある。そこで、上記の工程において求められるパラメータ（第１および第２の角度の差、シフト量ｄｘ）を用いて、露光される膜の表面からマスクまでの正確な距離を求める。
【００３６】
本実施形態においては、第１の角度が基板に対して垂直であって、第２の角度は電子線の入射角なので、第１の角度と第２の角度との差は電子線の入射角αをそのまま用いることができる。図２に示すように、マスク１２と露光表面ＳＦとの距離（第２のギャップ量Ｇａ２）は、求める距離と、シフト量ｄｘ、および入射された電子線により、直角三角形に近似できる。そのため、入射角αとシフト量ｄｘを用いて下記の数式（１）から第２のギャップ量Ｇａ２を求めることができる。
【００３７】
【数１】
2005057055.tif 000003
【００３８】
上記の工程によれば、静電容量センサーなどにより設定した値に対する正確なギャップ量を求めることができる。また、本実施形態においては、静電容量センサーを用いて第１のギャップＧａ１を設定したが、限定されるものではなく、画像制御法などの既存のギャップ測定法に対して用いることができる。さらに、基板の上面に種々の膜が形成されていても同様な方法を用いることができ、正確にギャップ量を求めることができる。静電容量センサーを用いて第１のギャップ量を設定する場合は、電子線が照射される面積によって蓄積される電荷の量が異なる。そのため、面積の異なるパターンごとに上記のような工程を行う必要がある。
【００３９】
〔応用例１〕
また、上記の実施形態の応用例を説明する。
上記のような工程を繰り返し、マスクと基準ウエハとの第１のギャップ量Ｇａ１を変化させて第２のギャップ量Ｇａ２を求める（ＳＴ５）。
図６（ａ）〜（ｃ）は、静電容量センサーにより設定される第１のギャップ量を変化させたときのシフト量を模式的に示す図である。それぞれ、第１のギャップ量Ｇａ１Ａ〜Ｇａ１Ｃに設定し、その時のシフト量ｄｘａ〜ｄｘｃを示している。このとき、第１のパターンと入射角度は固定されているので、ウエハの断面を考えると、模式的にそれぞれ相似の三角形に近似できる。そのため、ギャップ量が大きくなるとシフト量も大きくなる。
【００４０】
上記の工程（ＳＴ４）と同様に、シフト量ｄｘａ〜ｄｘｃに対する第２のギャップ量Ｇａ２を数式（１）を用いて求める。その結果得られた第１のギャップ量Ｇａ１と第２のギャップ量Ｇａ２との関係をデータベース化しておくとよい。
図７は、上記の工程において求められた第１のギャップ量Ｇａ１と第２のギャップ量Ｇａ２との関係を模式的に示したグラフである。たとえば、静電容量センサーにおいて設定された所定の第１のギャップ量ａに対する、マスクと露光表面との実際の距離である第２のギャップ量ｂがわかる。
【００４１】
このようなグラフをもとに、第１のギャップ量に設定したときの第２のギャップ量の値を適宜求める。その結果から、マスクと露光表面との接触を予防したり、マスクの撓みを考慮するように第１のギャップ量を補正して、露光用パターンの露光を行う。
第１のギャップ量と第２のギャップ量との関係は、第１のギャップ量を測定する方法および露光対象物に依存する。そのため、第１のギャップ量と第２のギャップ量との関係を一度求めてしまえば、同じ膜構造に関しては、いつでも使用することができる。また、既存の装置を用いて補正することが可能なので、コストがかからずにすむ。
【００４２】
〔応用例２〕
次に、上記の実施形態における他の応用例について説明する。
リソグラフィー工程において、同一の基板上の異なる膜のそれぞれに同じパターンを形成することは稀ではない。あるいは、同じパターンではなく、微小パターンの重ね合わせなども通常に行われている。このような工程においては、パターンの重ね合わせ精度が重要となる。
【００４３】
しかしながら、上記のように、露光される対象物によって第１のギャップ量と第２のギャップ量との関係は異なる。図８は、異なる膜に同一のパターンを形成した時の第１のギャップ量Ｇａ１とシフト量との関係を示す。グラフＡは、たとえば、シリコン基板上に形成されたパターンのギャップ量に対するシフト量を示し、グラフＢは、たとえば、シリコン基板上に形成されたシリコン酸化膜に同様のパターンを形成した時の、ギャップ量に対するシフト量を示す。
第１のギャップ量が大きくなるに従い、グラフＡに対するグラフＢのシフト量のずれが大きくなる。図８に示すように、異なる膜に同じパターンを形成する場合、同じギャップ量に設定してもシフト量が異なるため、同じパターンを得ることは難しい。
【００４４】
そこで、同一の基板に種々の膜を形成し、各膜に対して図７に示すような第１のギャップ量と第２のギャップ量との関係を求める。また、それぞれの膜において求められる図８に示すような第１のギャップ量とシフト量との関係から、同一のシフト量にするための第１のギャップ量をそれぞれの膜に対して求める。
さらに、所望のシフト量になる第２のギャップ量を算出する。ここで、マスクとの接触が考えられる場合は、第２のギャップ量を基に、設定する第１のギャップ量およびシフト量を補正する。その後、補正されたシフト量あるいは補正された第１のギャップ量に設定して露光し、露光用パターンを転写する。この露光方法によれば、解像度の異なる種々の膜についても同様に補正を行って、露光をすることもできる。
【００４５】
上記の露光方法によれば、種々の膜が形成された基板において、第１のギャップ量とシフト量との関係を求め、種々の膜に依存するシフト量を比較的容易に合わせることができる。このとき、本発明のギャップ量測定方法によって求められた第２のギャップ量を参照して設定する第１のギャップ量を必要に応じて補正することにより、マスクと露光される膜との接触を防ぐことができる。
【００４６】
本発明のギャップ量測定方法によれば、第１の角度から入射された露光ビームにより形成される第１のパターンと、第１の角度と異なる第２の角度から入射された露光ビームにより形成される第２のパターンとのシフト量を求める。求められたシフト量と、第１の角度および第２の角度との差から、露光される膜表面からマスクまでの距離である第２のギャップ量を求めることができる。画像制御および静電容量センサーなどの既存の方法によって設定される第１のギャップ量から本発明によって求められる第２のギャップ量を参照することにより、マスクが露光される膜の表面に接触することや、パターンが形成される膜の種類による測定誤差などを防ぐことができる。
また、各種の膜が成膜された基板に対して、一度第１のギャップ量に対する第２のギャップ量の関係を求めてしまえば、第１のギャップ量を設定するときの補正を容易に行うことができる。
【００４７】
本発明の露光方法によれば、露光される膜に依存しないパターンの形成ができる。具体的には、偏向機能を有する露光装置を用いて、第１の角度から入射された露光ビームにより形成される第１のパターンと、第１の角度と異なる第２の角度から入射された露光ビームにより形成される第２のパターンとからシフト量を求める。シフト量と、第１の角度および第２の角度との差とから、マスクと露光される膜表面との距離である第２のギャップ量を正確に求める。求められた第２のギャップ量より、必要に応じて既存の方法で設定される第１のギャップ量を補正し、補正された第１のギャップ量を用いて露光用パターンを露光する。
【００４８】
本発明のギャップ量測定方法および露光方法は、上記の実施形態に限定されない。
たとえば、基板に予めウエハアラメントマークのみを形成し、形成されたウエハアライメントマークを用いて画像制御により、第１のパターンおよび第２にパターンを形成してもよい。
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。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、本実施形態にかかるギャップ量測定方法を示すフローチャートである。
【図２】図２は、本実施形態にかかるギャップ量測定方法の原理を模式的に示す概略断面図である。
【図３】図３は、本実施形態にかかるアライメント方法を模式的に示す概略断面図である。
【図４】図４（ａ）は、本実施形態にかかるアライメント方法を模式的に示す概略平面図であり、図４（ｂ）は、本実施形態にかかるアライメント方法を模式的に示す概略平面図である。
【図５】図５は、本実施形態にかかる露光装置を模式的に示す概略断面図である。
【図６】図６は、本実施形態にかかるギャップ量測定方法の一部を模式的に示す概略断面図である。
【図７】図７は、第１のギャップ量と第２のギャップ量との関係を模式的に示すグラフである。
【図８】図８は、同一基板上の異なる膜に形成されたパターンのシフト量を示すグラフである。
【図９】図９は、同一基板上の異なる膜に形成されたギャップ量と解像度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
１１…基板、１２…マスク、１３…ウエハアライメントマーク、１３ａ…パターン、１４…マスクアライメントマーク、１４ａ…パターン、１５…アライメント光透過用貫通孔、２０…パターン形成用膜（レジスト膜）、２１…第１のパターン、２２…第２のパターン、３０…測定用パターン、６０…電子銃、６１…アパーチャー、６２…コンデンサレンズ、６３，６４…一対のメインデフレクター、６５，６６…一対の微調整デフレクター、７０…制御部、７２…アライメント装置
【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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