JP4183245B2 - アライメント方法、該アライメント方法を用いた露光方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は微細パターン作製を可能にする露光技術における、アライメント方法、該アライメント方法を用いた露光方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体メモリの大容量化やＣＰＵプロセッサの高速化・大集積化の進展とともに、光リソグラフィーのさらなる微細化は必要不可欠のものとなっている。
一般に光リソグラフィー装置における微細加工限界は、用いる光の波長程度である。このため、光リソグラフィー装置に用いる光の短波長化が進み、現在は近紫外線レーザが用いられ、０．１μｍ程度の微細加工が可能となっている。
このように微細化が進む光リソグラフィーであるが、０．１μｍ以下の微細加工を行うためには、レーザのさらなる短波長化、その波長域で使用可能なレンズの開発等、解決しなければならない課題が多々存在している。
【０００３】
一方、光による０．１μｍ以下の微細加工を可能にする手段として、近接場光学顕微鏡（以下ＳＮＯＭと略す）の構成を用いた微細加工装置が提案されている。例えば、１００ｎｍ以下の大きさの微小開口から滲み出るエバネッセント光を用いてレジストに対し、光波長限界を越える局所的な露光を行う装置である。
しかしながら、これらのＳＮＯＭ構成のリソグラフィー装置では、いずれも１本（または数本）の加工プローブで一書きのように微細加工を行っていく構成であるため、あまりスループットが向上しないという問題点を有していた。
これを解決する方法として、例えば、特許文献１に示される近接場が遮光膜間から滲み出るようなパターンを有したフォトマスクを、基板上のフォトレジストに密着させて露光し、フォトマスク上の微細パターンを一度にフォトレジストに転写する、という方法が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１４５０５１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記近接場を用いた露光方法は、露光用の光の波長よりも非常に小さな、数１０ｎｍ程度の微細パターン作製が可能であるが、そのために特許文献１のものでは、フォトマスクにメンブレン部分を作製し、これを撓ませてフォトレジストに近接場領域まで近接させ密着状態て露光を行う方法が提案されている。
ここで、フォトマスクのメンブレン部分と、フォトレジストとが離れているときにアライメントを行った後、両者を近接場領域まで近接させ、そのまま露光を行うと、メンブレン部分の撓みのため、近接場露光パターンの位置ずれがおきることがある。この位置ずれによって作製デバイスの歩留まりが低下する恐れがあるため、メンブレン部分が撓むことに考慮した、新しいアライメント方法が求められる。
【０００６】
しかしながら、従来の縮小投影系光リソグラフィーや、メンブレン部分を有するマスクを用いてのＸ線露光用アライメント方法では、露光時にフォトレジストとフォトマスクが離れた状態で露光される露光方法であるため、上記した露光時にフォトレジストとフォトマスクを近接乃至は密着させて露光する場合の課題に対する考慮がなされていない。このため、これらの従来の方法を近接場露光用のアライメントに、そのまま適応することはできない。
【０００７】
そこで、本発明は、メンブレン部分を有する露光用マスクをフォトレジストに密着させて近接場露光するに際して、露光すべき位置とのずれの少ない位置の検出ができ、作製デバイスの歩留まりを向上させることが可能となるアライメント方法、該アライメント方法を用いた露光方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のように構成したアライメント方法、該アライメント方法を用いた露光方法を提供するものである。
すなわち、本発明のアライメント方法は、メンブレン部分を有する露光用マスクを被露光物に密着させて露光するに際して、前記露光用マスクと前記被露光物とをアライメントする方法であって、前記メンブレン部分を撓ませ、前記メンブレン部分に形成されたアライメントを行うための構造物を、前記被露光物に接触させることによって露光すべき位置を検出し、アライメントを行うものである。 また、本発明のアライメント方法は、前記位置の検出によって露光すべき位置とのずれが検出された際、前記メンブレン部分の撓みを取り除き、前記位置ずれを無くすため前記露光用マスクと前記被露光物とを相対移動させた後、再度メンブレン部分を撓ませて被露光物に接触させることによって位置の検出を行い、これを所定の露光精度の許容範囲内となるまで１回以上繰り返し、アライメントを行うようにしてもよい。
また、本発明のアライメント方法は、前記アライメントを行うための構造物として、前記メンブレンの中心付近またはメンブレンの周囲に形成されている構成のものを用いることができる。
また、本発明の露光方法は、上記したアライメント方法を用いて、前記露光用マスクと前記被露光物とをアライメントした後、前記メンブレンの露光パターン全面が前記被露光物に密着するまで前記メンブレン部分を撓ませた状態で、露光を行うものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
図１に、本発明実施の形態における露光用光の入射側から見たフォトマスクの平面図を示す。
図１において、フォトマスクは、フォトマスク支持体１００、０．１μｍ〜１００μｍ程度の厚さのメンブレン部分１０１、一段階目のアライメントに使用するための開口１０２、また、図１には図示していないが、メンブレン母材１０３、遮光膜１０４、メンブレン部分の裏側にある露光パターン１０５、二段階目のアライメントに使用するための構造１０６からなる。
【００１０】
ここで、一段階目のアライメントに使用するための開口１０２は、一段階目のアライメントを行う場合のみ必要である。例えば、被加工基板に対して１層目の構造を作製する為の露光であり、被加工基板中の位置精度が厳しく求められなければ、一段階目のアライメントは行わなくても良く、当然このような場合には、一段階目のアライメントに使用するための開口１０２は必要ない。
【００１１】
図１は、メンブレン部分１０１が４つの場合を示しているが、一つのフォトマスクにつきメンブレン部分はいくつあってもよい。フォトマスクの強度の面から、メンブレン部分はフォトマスクの中心対称に配置するのが好ましい。
メンブレンの形として、正方形を示しているが、どんな形でも構わない。プロセスの容易さからは長方形で良いが、撓ませる際メンブレンの引っ張り応力、歪み等を考慮すると、長方形よりも正方形の方が望ましい。また、プロセスの容易さでは劣るが、正方形よりも頂点の数の多い正多角形の方がより好ましい。
フォトマスク支持体１００として四角い形を示しているが、どんな形でも、例えば円形のものでも構わない。一段階目以前の初期アライメントを行うという観点から、角型、または円形でもオリフラ付で方向性が容易に分かるものがより好ましい。
一段階目のアライメントに使用するための開口１０２として、十字形のもの２つの場合を示しているが、これは一段階目のアライメントの必要性、要求精度によってその有無、配置、数、形が変わるものである。
【００１２】
図２に、図１に示されるフォトマスクにおけるＡ−Ａ’断面図を示す。
図２において、Ｃはメンブレンの中心を示す。また、図２には二段階目のアライメントに使用する構造１０６の一例として、遮光膜１０４を加工した開口による構成例が示されている。
二段階目のアライメント方法としては、開口を用いて被加工基板に対して低感度の光を入射し、被加工基板上に形成されている構造物からの反射光量を検出する、反射光による像を得る、被加工基板上に形成された蛍光体からの発光量・強度を検出する、などの方法を用いることができる。
また、アライメントに使用する構造として、開口ではなく、ＳＴＭ（走査型トンネル顕微鏡）探針構造を用いることによって、被加工基板上に形成されている構造物の形を検出する等の方法を用いることもできる。
また、図２中で示されている露光パターン１０５はある一つの場合のもので、このパターンは加工物の要求によって任意に変わるものである。
図２（ａ）は二段階目のアライメントに使用する構造１０６がメンブレン部分１０１の中心付近にある場合、図２（ｂ）は、二段階目のアライメントに使用する構造１０６がメンブレン部分１０１の周囲にある場合を示している。
【００１３】
図２（ａ）に示した構成のフォトマスクを用いた近接場露光方法を、図３を用いて説明する。
まず、メンブレン部分１０１の中心付近に二段階目のアライメントに使用する構造を有したフォトマスクを、その遮光膜が、被加工基板３０１上に形成されている被露光物であるフォトレジスト３００と対向するように配置する（図３（ａ））。このとき、遮光膜面とフォトレジスト面との距離は、メンブレン部分の面積にもよるが、メンブレン部分の耐久性の観点から、１００μｍ以下で、メンブレン部分とフォトレジスト面が接触しない程度近いことが望ましい。
次に、メンブレン部分１０１とフォトレジスト３００間を減圧すること、或いは、フォトマスク支持体１００側からメンブレン部分１０１を加圧することにより、メンブレン部分１０１を、その中心付近のみフォトレジスト３００に接触するまで撓ませる（図３（ｂ））。
メンブレン部分１０１の中心付近に形成された位置合わせマーカーである二段階目のアライメントに使用する構造１０６と被加工基板３０１上の位置合わせマーカー構造とを用いて位置検出を行い、この位置と、露光すべき位置とのずれが要求露光精度の許容範囲内であればそのままフォトマスクを更に撓ませ、露光パターン全面をフォトレジスト３００に対して密着させた後、露光を行う。
上記ずれが、要求露光精度の許容範囲外であれば、メンブレンの中心付近部分とフォトレジストとを接触させたまま、フォトマスクと被加工基板との相対位置を、両者が対向する面と平行に矢印方向に動かすことによって、上記位置ずれ量が上記許容範囲内に入るようにアライメントを行う（図３（ｃ））。
その後、フォトマスクを更に撓ませ、露光パターン全面をフォトレジスト３００に対して密着させた後、フォトマスク支持体側からメンブレンに向かって露光用光を照射することにより、露光を行う（図３（ｄ））。
このことにより、メンブレン部分を撓ませる前と、メンブレン部分を撓ませるために生じる露光時との位置ずれを取り除いた状態で露光を行うことができるため、パターンの位置ずれが小さく、作製デバイスの歩留まりを向上させることが可能となる。
【００１４】
メンブレンの中心付近部分とフォトレジストとを接触させたまま相対移動させることが、メンブレンの破壊、メンブレンの短寿命化、フォトレジスト表面を後プロセス時に問題になる程度荒らす、ということが問題になるようであれば、図４で示すような手順を用いる。
上述手順と異なるところは、メンブレン部分１０１及び被加工基板３０１上に設けた位置合わせマーカー構造である二段階目のアライメントに使用する構造を用いて位置検出を行い、この位置と、露光すべき位置とのずれが要求露光精度の許容範囲外である場合、まずメンブレン部の撓みを取り除いてメンブレンとフォトレジストとを離した後、フォトマスクと被加工基板との相対位置を、両者が対向する面と平行に矢印方向に動かすことによってアライメントを行う（図４（ｃ））。
その後、メンブレン部分を、再びメンブレン中心付近のみフォトレジストに接触する程度撓ませて位置検出を行い、この位置と、露光すべき位置とのずれが要求露光精度の許容範囲内であればそのままフォトマスクを更に撓ませ、露光パターン全面をフォトレジスト３００に対して密着させた後、露光を行う（図４（ｄ））。
上記ずれが、図４（ｃ）での平行移動後も、要求露光精度の許容範囲外であれば、上記行為を、ずれが要求露光精度の許容範囲内となるまで繰り返す。つまり、図４（ｂ）と図４（ｃ）を繰り返す。
上記ずれが要求露光精度の許容範囲内になればそのままフォトマスクを更に撓ませ、露光パターン全面をフォトレジスト３００に対して密着させた後、フォトマスク支持体側からメンブレンに向かって露光用光を照射することにより、露光を行う（図４（ｄ））。
【００１５】
このことにより、メンブレン部分を撓ませる前と、メンブレン部分を撓ませるために生じる露光時との位置ずれを取り除いた状態で露光を行うことができるため、パターンの位置ずれが小さく、作製デバイスの歩留まり向上が期待できる。
さらに、メンブレン中心付近や、メンブレン中心付近に接触するフォトレジストに対して加わる力がより低減されるので、フォトマスクの長寿命化につながり、レジストパターン形状の劣化を防ぐことができる。
【００１６】
露光パターンの都合上、位置合わせマーカー構造である二段階目のアライメントに使用する構造をメンブレンの中心付近に形成できない場合には、図２（ｂ）に示した構成のフォトマスクのように、この構造を、メンブレンの周囲に形成する。
図２（ｂ）に示した構成のフォトマスクを用いた近接場露光方法を、図５を用いて説明する。
まず、メンブレン部分１０１の周囲に位置合わせマーカー構造である二段階目のアライメントに使用する構造１０６を有したフォトマスクを、図３の説明と同様に、その遮光膜が、被加工基板３０１上に形成されている被露光物であるフォトレジスト３００と対向するように配置する（図５（ａ））。
次に、メンブレン部分１０１を、その二段階目のアライメントに使用する構造１０６のある部分まで、フォトレジスト３００に接触するまで撓ませる（図５（ｂ））。
このメンブレン部分１０１及び被加工基板３０１に設けた位置合わせマーカー構造である二段階目のアライメントに使用する構造を用いて位置検出を行い、この位置と、露光すべき位置とのずれが要求露光精度の許容範囲内であれば露光パターン全面をフォトレジスト３００に対して密着させて、露光を行う。
この場合、アライメントに使用する位置合わせマーカー構造を、メンブレンの中心に対して対照的な位置に複数設けるようにすれば、それらの構造からそれぞれ検出される位置の平均から位置ずれを求めるようにすることができ、より精度が向上するという効果を有する。このことは、メンブレンを撓ませることにより生じる位置ずれを補正するのに特に有効である。
上記ずれが、要求露光精度の許容範囲外であれば、フォトマスクと被加工基板との相対位置を、両者が対向する面と平行に矢印方向に動かすことによって、上記位置ずれ量が上記許容範囲内に入るようにアライメントを行った後、フォトマスクを更に撓ませ、露光パターン全面をフォトレジスト３００に対して密着させた後、フォトマスク支持体側からメンブレンに向かって露光用光を照射することにより、露光を行う（図示せず）。
メンブレンの中心付近部分とフォトレジストとを接触させたまま相対移動させることで、メンブレンの破壊、メンブレンの短寿命化、フォトレジスト表面を後プロセス時に問題になる程度荒らす、ということが問題になるようであれば、メンブレン部の撓みを取り除いてからフォトマスクと被加工基板との相対位置を、両者が対向する面と平行に動かすことによってアライメントを行う（図５（ｃ））。
また、上記ずれが上記平行移動後も、要求露光精度の許容範囲外であれば、上記行為を、ずれが要求露光精度の許容範囲内となるまで繰り返し、図４と同様にして露光を行う（図５（ｄ））。
【００１７】
このことにより、露光パターンの都合上、メンブレン中心付近に二段階目のアライメントに使用する構造が作製できないときでも、メンブレン部分を撓ませる前と、メンブレン部分を撓ませるために生じる露光時との位置ずれを取り除いた状態で露光を行うことができるため、パターンの位置ずれが小さく、作製デバイスの歩留まりを向上させることができる。
さらに、フォトマスクと被加工基板との相対位置を変えるときに、メンブレン部分の撓みを取り除き、フォトレジストと離せば、メンブレン中心付近や、メンブレン中心付近に接触するフォトレジストに対して加わる力がより低減されるので、フォトマスクの長寿命化につながり、レジストパターン形状の劣化を防ぐことができる。
本発明のアライメント方法において、図１に示したようにメンブレンマスクがその周囲を硬い支持体で支持されている場合は、圧力印加によるメンブレンの変形はその中央をメンブレン面の法線方向に移動するものとなる。この変形は、両持ち梁の変形のごとく、法線方向に対する平行度が極めて良く、また再現性も良く、精度の高い位置合わせが可能になるという効果を有する。
また、上記アライメント方法に関して、近接場露光方式を例に挙げて説明したが、本発明の概念はこれに限定されるものでなく、他の露光方式、例えば、メンブレンマスクを撓ませる光ナノインプリント露光方式にも適用可能である。
【００１８】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
図６に本実施例で使用するフォトマスクと、被加工基板の一部の模式図を示す。
フォトマスク支持体としてＳｉ基板６００を用いる。
Ｓｉ基板６００上にメンブレン母材としてＳｉＮ膜６０１を３００ｎｍ成膜する。この上に更に露光用光の遮光膜であるＣｒ膜６０２を膜厚５０ｎｍとなるよう蒸着した。このＣｒ膜６０２をＦＩＢ（収束イオンビーム）加工機により加工することで、Ｃｒ膜６０２の一部にフォトレジストを露光するときの元のパターンである、露光パターン１０５と、二段階目のアライメントに用いる開口６０５を作製した。露光パターン１０５は、最小線幅が５０ｎｍの微小パターンを含むものである。
その後、ＳｉＮ膜６０１に対して、フォトマスクのＣｒ膜６０２部分と反対の側からＳｉ基板６００のバックエッチングを行い、メンブレン部分１０１を作製した。Ｓｉ基板６００のバックエッチングの際、一段階目のアライメントに使用するための開口（図示せず）も同時に作製した。
【００１９】
本実施例では、Ｓｉ基板６０８上の絶縁膜６０７上に形成されたＳｉパターン６０６に対して、微細金属パターンを作製したＳＯＩ基板を被加工基板とする。この被加工基板の上にスピンコートによって下層厚膜レジスト６０４を膜厚２００ｎｍに塗布した後、オーブンにて２００℃１時間加熱した。その後、ｇ線露光用のＳｉ含有レジスト６０３を膜厚５０ｎｍとなるように塗布し、ホットプレートにてプリベークを９０℃で９０秒行った。
上記フォトマスクの遮光膜であるＣｒ膜６０２側と、上記ＳＯＩ基板のＳｉ含有レジスト６０３側とを対向させて配置する。フォトマスクは、支持体部であるＳｉ基板６００を真空チャックによって固定し、ＳＯＩ基板は、Ｓｉ基板６０８をステージ上に固定した。この状態で、上記Ｃｒ膜６０２による遮光膜面とＳｉ含有レジスト６０３の面とを、その間の距離が５０μｍとなるよう近づけた。
この状態で、一段階目のアライメントに使用するための開口を用い、白色光中Ｓｉ含有レジスト６０３に対して露光感度の高い短波長をカットした、黄色光を用いてアライメントを行うことで、フォトマスクと加工基板の対向する面上の疎アライメントと平行出しを行った。
【００２０】
次に、ポンプを用いて、Ｓｉ基板６００側からメンブレン部分１０１を加圧することにより、メンブレン部分１０１を撓ませていき、同時に、上記と同様の黄色光を用いてメンブレンにできる干渉縞をフォトマスク支持体側から観測することによって、開口６０５近傍のＣｒ膜のみＳｉ含有レジスト６０３に接触させる。この状態で、メンブレン部分１０１の中心付近に形成された開口６０５を介し、Ｓｉ含有フォトレジスト６０３に対して露光感度の低い波長の光を入射し、Ｓｉパターン６０６からの反射光強度を検出器で検出することで、フォトマスクと被加工基板との相対位置ずれを検出する。本実施例ではｇ線露光用Ｓｉ含有レジストを使用しているため、このフォトレジストに対して露光感度の低い、波長６３５ｎｍの赤色レーザを用いて位置検出を行ったところ、ＳＯＩ基板上のアライメントマーカーと０．７μｍの位置ずれが生じていた。
【００２１】
ＳＯＩ基板側のステージを移動させることにより、この位置ずれを解消した後、メンブレン中の露光パターン全面がＳｉ含有レジスト６０３に密着するまで加圧することによってメンブレン部分１０１を撓ませる。この状態で、Ｈｇランプの光をＳｉ基板６００側からフォトマスク全面に照射し、露光を行った。
この後、Ｓｉ含有レジスト６０３の現像を行うことによって形成されたＳｉ含有レジスト６０３のパターンをマスクとして、下層厚膜レジスト６０４に対して酸素ガスによってドライエッチングを行い、レジストパターンを形成してから、金属を蒸着し、レジストをリムーブすることで、絶縁膜６０７上のＳｉパターン６０６に対する位置ずれが小さい、微細な金属パターンを形成することができるため、作製デバイスの歩留まりを向上させることができた。
【００２２】
［実施例２］
本実施例では、実施例１と、開口６０５を用いて位置検出を行うところまでは同じであるので、これらの説明については省略する。
上記実施例１と同様に、波長６３５ｎｍの赤色レーザを用いて位置検出を行ったところ、ＳＯＩ基板上のアライメントマーカーと０．７μｍの位置ずれが生じていた。
ここで、ポンプを用いて、Ｓｉ基板６００側からメンブレン部分１０１を減圧することにより、メンブレン部分１０１の撓みを減らしていき、メンブレン部分１０１がＳｉ含有レジスト６０３と接触しない状態とする。これも、黄色光を用いてメンブレンにできる干渉縞をフォトマスク支持体側から観測することによって判断する。
【００２３】
その後、ＳＯＩ基板側のステージを移動させてこの位置ずれを解消したあと、メンブレン中の露光パターン全面がＳｉ含有レジスト６０３に密着するまで加圧することによってメンブレン部分１０１を撓ませる。この状態で、Ｈｇランプの光をＳｉ基板６００側からフォトマスク全面に照射し、露光を行った。
このあとのプロセスは実施例１と同様である。
【００２４】
上記方法で露光を行うことによって、絶縁膜６０７上のＳｉパターン６０６に対する位置ずれが小さい、微細な金属パターンを形成した。さらに、メンブレンの破壊頻度が低下し、Ｓｉ含有レジスト６０３の現像後パターン形状が良くなったため、作製デバイスの歩留まりを向上させることができた。
［実施例３］
メンブレンマスクを撓ませる光ナノインプリント露光方式に本発明を実施した例について、図７を用いて説明する。
図７（ａ）に示したように厚さ０．１μｍ〜１００μｍのメンブレン７０１で構成され、そのおもて側に凹凸構造７０２を有するマスクを用いた光ナノインプリント露光方式におけるアライメント方法は以下のように行う。
まず、メンブレン７０１の中心付近に粗アライメントの後のファインアライメントに使用するマスク側マーカー構造７０５を有したメンブレンマスクを、そのおもて側が、被加工基板７０３上に形成されている被露光物である紫外線硬化樹脂液７０４と対向するように配置する（図７（ａ））。
次に、メンブレン７０１部分と紫外線硬化樹脂液７０４間を減圧すること、或いは、メンブレンマスク支持体７０６の裏面側からメンブレン７０１部分を加圧することにより、メンブレン７０１部分を、その中心付近から紫外線硬化樹脂液７０４に接触させ、メンブレンマスク表面の凹凸構造７０２が紫外線硬化樹脂液７０４内部にめり込むように撓ませる（図７（ｂ））。
メンブレン７０１部分の中心付近に形成されたファインアライメントに使用するマスク側マーカー構造７０５と基板側マーカー構造７０７を用いて位置検出を行い、この位置と、露光すべき位置とのずれが要求露光精度の許容範囲内であれば、（図７（ｄ）以降の説明に後述するように）そのままメンブレンマスクを更に撓ませ、凹凸構造７０２パターン全面を紫外線硬化樹脂液７０４に対して、めり込ませ、被加工基板７０３表面近傍まで密着させた後、紫外線光を照射し、紫外線硬化樹脂液７０４を硬化させる。
上記ずれが、要求露光精度の許容範囲外であれば、メンブレン７０１の中心付近部分と紫外線硬化樹脂液７０４とを接触させたまま、メンブレンマスク７０１と被加工基板７０３との相対位置を、両者が対向する面と平行に矢印方向に動かすことによってアライメントを行う（図７（ｃ））。
その後、メンブレンマスクを更に撓ませ、凹凸構造７０２パターン全面を紫外線硬化樹脂液７０４に対して、めり込ませ、被加工基板７０３表面近傍まで密着させる（図７（ｄ））。その後、紫外線光を照射し、紫外線硬化樹脂液７０４を硬化させる（図７（ｅ））。
このようにすることで、メンブレン部分を撓ませる前と、メンブレン部分を撓ませるために生じる露光時との位置ずれを取り除いた状態で露光を行うことができ、パターンの位置ずれが小さく、作製デバイスの歩留まりを向上させることが可能となる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、メンブレン部分を有する露光用マスクをフォトレジストに密着させて露光するに際して、露光すべき位置とのずれの少ない位置の検出ができ、作製デバイスの歩留まりを向上させることが可能となるアライメント方法、該アライメント方法を用いた露光方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における露光用光の入射側から見たフォトマスクの平面図。
【図２】本発明の実施の形態における図１に示されるフォトマスクにおけるＡ−Ａ’断面図。
【図３】本発明の実施の形態における図２（ａ）に示した構成のフォトマスクによる近接場露光方法の手順を示す図。
【図４】本発明の実施の形態におけるメンブレンの破壊等が問題になる場合の露光方法の手順を示す図。
【図５】本発明の実施の形態におけるアライメントに使用する構造をメンブレンの周囲に形成したものを用いた露光方法の手順を示す図。
【図６】本発明の実施例１におけるフォトマスクと被加工基板の断面図。
【図７】本発明の実施例３におけるメンブレンマスクによる光ナノインプリント露光方法の手順を示す図。
【符号の説明】
１００：フォトマスク支持体
１０１：メンブレン部分
１０２：一段階目のアライメントに使用する開口
１０３：メンブレン母材
１０４：遮光膜
１０５：露光パターン
１０６：二段階目のアライメントに使用する構造
３００：フォトレジスト
３０１：被加工基板
６００：Ｓｉ基板
６０１：ＳｉＮ膜
６０２：Ｃｒ膜
６０３：Ｓｉ含有レジスト
６０４：下層厚膜レジスト
６０５：開口
６０６：Ｓｉパターン
６０７：絶縁膜
６０８：Ｓｉ基板
７０１：メンブレン
７０２：凹凸構造
７０３：被加工基板
７０４：紫外線硬化樹脂液
７０５：マスク側マーカー構造
７０６：メンブレンマスク支持体
７０７：基板側マーカー構造
【発明の属する技術分野】
本発明は微細パターン作製を可能にする露光技術における、アライメント方法、該アライメント方法を用いた露光方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体メモリの大容量化やＣＰＵプロセッサの高速化・大集積化の進展とともに、光リソグラフィーのさらなる微細化は必要不可欠のものとなっている。
一般に光リソグラフィー装置における微細加工限界は、用いる光の波長程度である。このため、光リソグラフィー装置に用いる光の短波長化が進み、現在は近紫外線レーザが用いられ、０．１μｍ程度の微細加工が可能となっている。
このように微細化が進む光リソグラフィーであるが、０．１μｍ以下の微細加工を行うためには、レーザのさらなる短波長化、その波長域で使用可能なレンズの開発等、解決しなければならない課題が多々存在している。
【０００３】
一方、光による０．１μｍ以下の微細加工を可能にする手段として、近接場光学顕微鏡（以下ＳＮＯＭと略す）の構成を用いた微細加工装置が提案されている。例えば、１００ｎｍ以下の大きさの微小開口から滲み出るエバネッセント光を用いてレジストに対し、光波長限界を越える局所的な露光を行う装置である。
しかしながら、これらのＳＮＯＭ構成のリソグラフィー装置では、いずれも１本（または数本）の加工プローブで一書きのように微細加工を行っていく構成であるため、あまりスループットが向上しないという問題点を有していた。
これを解決する方法として、例えば、特許文献１に示される近接場が遮光膜間から滲み出るようなパターンを有したフォトマスクを、基板上のフォトレジストに密着させて露光し、フォトマスク上の微細パターンを一度にフォトレジストに転写する、という方法が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１４５０５１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記近接場を用いた露光方法は、露光用の光の波長よりも非常に小さな、数１０ｎｍ程度の微細パターン作製が可能であるが、そのために特許文献１のものでは、フォトマスクにメンブレン部分を作製し、これを撓ませてフォトレジストに近接場領域まで近接させ密着状態て露光を行う方法が提案されている。
ここで、フォトマスクのメンブレン部分と、フォトレジストとが離れているときにアライメントを行った後、両者を近接場領域まで近接させ、そのまま露光を行うと、メンブレン部分の撓みのため、近接場露光パターンの位置ずれがおきることがある。この位置ずれによって作製デバイスの歩留まりが低下する恐れがあるため、メンブレン部分が撓むことに考慮した、新しいアライメント方法が求められる。
【０００６】
しかしながら、従来の縮小投影系光リソグラフィーや、メンブレン部分を有するマスクを用いてのＸ線露光用アライメント方法では、露光時にフォトレジストとフォトマスクが離れた状態で露光される露光方法であるため、上記した露光時にフォトレジストとフォトマスクを近接乃至は密着させて露光する場合の課題に対する考慮がなされていない。このため、これらの従来の方法を近接場露光用のアライメントに、そのまま適応することはできない。
【０００７】
そこで、本発明は、メンブレン部分を有する露光用マスクをフォトレジストに密着させて近接場露光するに際して、露光すべき位置とのずれの少ない位置の検出ができ、作製デバイスの歩留まりを向上させることが可能となるアライメント方法、該アライメント方法を用いた露光方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のように構成したアライメント方法、該アライメント方法を用いた露光方法を提供するものである。
すなわち、本発明のアライメント方法は、メンブレン部分を有する露光用マスクを被露光物に密着させて露光するに際して、前記露光用マスクと前記被露光物とをアライメントする方法であって、前記メンブレン部分を撓ませ、前記メンブレン部分に形成されたアライメントを行うための構造物を、前記被露光物に接触させることによって露光すべき位置を検出し、アライメントを行うものである。 また、本発明のアライメント方法は、前記位置の検出によって露光すべき位置とのずれが検出された際、前記メンブレン部分の撓みを取り除き、前記位置ずれを無くすため前記露光用マスクと前記被露光物とを相対移動させた後、再度メンブレン部分を撓ませて被露光物に接触させることによって位置の検出を行い、これを所定の露光精度の許容範囲内となるまで１回以上繰り返し、アライメントを行うようにしてもよい。
また、本発明のアライメント方法は、前記アライメントを行うための構造物として、前記メンブレンの中心付近またはメンブレンの周囲に形成されている構成のものを用いることができる。
また、本発明の露光方法は、上記したアライメント方法を用いて、前記露光用マスクと前記被露光物とをアライメントした後、前記メンブレンの露光パターン全面が前記被露光物に密着するまで前記メンブレン部分を撓ませた状態で、露光を行うものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
図１に、本発明実施の形態における露光用光の入射側から見たフォトマスクの平面図を示す。
図１において、フォトマスクは、フォトマスク支持体１００、０．１μｍ〜１００μｍ程度の厚さのメンブレン部分１０１、一段階目のアライメントに使用するための開口１０２、また、図１には図示していないが、メンブレン母材１０３、遮光膜１０４、メンブレン部分の裏側にある露光パターン１０５、二段階目のアライメントに使用するための構造１０６からなる。
【００１０】
ここで、一段階目のアライメントに使用するための開口１０２は、一段階目のアライメントを行う場合のみ必要である。例えば、被加工基板に対して１層目の構造を作製する為の露光であり、被加工基板中の位置精度が厳しく求められなければ、一段階目のアライメントは行わなくても良く、当然このような場合には、一段階目のアライメントに使用するための開口１０２は必要ない。
【００１１】
図１は、メンブレン部分１０１が４つの場合を示しているが、一つのフォトマスクにつきメンブレン部分はいくつあってもよい。フォトマスクの強度の面から、メンブレン部分はフォトマスクの中心対称に配置するのが好ましい。
メンブレンの形として、正方形を示しているが、どんな形でも構わない。プロセスの容易さからは長方形で良いが、撓ませる際メンブレンの引っ張り応力、歪み等を考慮すると、長方形よりも正方形の方が望ましい。また、プロセスの容易さでは劣るが、正方形よりも頂点の数の多い正多角形の方がより好ましい。
フォトマスク支持体１００として四角い形を示しているが、どんな形でも、例えば円形のものでも構わない。一段階目以前の初期アライメントを行うという観点から、角型、または円形でもオリフラ付で方向性が容易に分かるものがより好ましい。
一段階目のアライメントに使用するための開口１０２として、十字形のもの２つの場合を示しているが、これは一段階目のアライメントの必要性、要求精度によってその有無、配置、数、形が変わるものである。
【００１２】
図２に、図１に示されるフォトマスクにおけるＡ−Ａ’断面図を示す。
図２において、Ｃはメンブレンの中心を示す。また、図２には二段階目のアライメントに使用する構造１０６の一例として、遮光膜１０４を加工した開口による構成例が示されている。
二段階目のアライメント方法としては、開口を用いて被加工基板に対して低感度の光を入射し、被加工基板上に形成されている構造物からの反射光量を検出する、反射光による像を得る、被加工基板上に形成された蛍光体からの発光量・強度を検出する、などの方法を用いることができる。
また、アライメントに使用する構造として、開口ではなく、ＳＴＭ（走査型トンネル顕微鏡）探針構造を用いることによって、被加工基板上に形成されている構造物の形を検出する等の方法を用いることもできる。
また、図２中で示されている露光パターン１０５はある一つの場合のもので、このパターンは加工物の要求によって任意に変わるものである。
図２（ａ）は二段階目のアライメントに使用する構造１０６がメンブレン部分１０１の中心付近にある場合、図２（ｂ）は、二段階目のアライメントに使用する構造１０６がメンブレン部分１０１の周囲にある場合を示している。
【００１３】
図２（ａ）に示した構成のフォトマスクを用いた近接場露光方法を、図３を用いて説明する。
まず、メンブレン部分１０１の中心付近に二段階目のアライメントに使用する構造を有したフォトマスクを、その遮光膜が、被加工基板３０１上に形成されている被露光物であるフォトレジスト３００と対向するように配置する（図３（ａ））。このとき、遮光膜面とフォトレジスト面との距離は、メンブレン部分の面積にもよるが、メンブレン部分の耐久性の観点から、１００μｍ以下で、メンブレン部分とフォトレジスト面が接触しない程度近いことが望ましい。
次に、メンブレン部分１０１とフォトレジスト３００間を減圧すること、或いは、フォトマスク支持体１００側からメンブレン部分１０１を加圧することにより、メンブレン部分１０１を、その中心付近のみフォトレジスト３００に接触するまで撓ませる（図３（ｂ））。
メンブレン部分１０１の中心付近に形成された位置合わせマーカーである二段階目のアライメントに使用する構造１０６と被加工基板３０１上の位置合わせマーカー構造とを用いて位置検出を行い、この位置と、露光すべき位置とのずれが要求露光精度の許容範囲内であればそのままフォトマスクを更に撓ませ、露光パターン全面をフォトレジスト３００に対して密着させた後、露光を行う。
上記ずれが、要求露光精度の許容範囲外であれば、メンブレンの中心付近部分とフォトレジストとを接触させたまま、フォトマスクと被加工基板との相対位置を、両者が対向する面と平行に矢印方向に動かすことによって、上記位置ずれ量が上記許容範囲内に入るようにアライメントを行う（図３（ｃ））。
その後、フォトマスクを更に撓ませ、露光パターン全面をフォトレジスト３００に対して密着させた後、フォトマスク支持体側からメンブレンに向かって露光用光を照射することにより、露光を行う（図３（ｄ））。
このことにより、メンブレン部分を撓ませる前と、メンブレン部分を撓ませるために生じる露光時との位置ずれを取り除いた状態で露光を行うことができるため、パターンの位置ずれが小さく、作製デバイスの歩留まりを向上させることが可能となる。
【００１４】
メンブレンの中心付近部分とフォトレジストとを接触させたまま相対移動させることが、メンブレンの破壊、メンブレンの短寿命化、フォトレジスト表面を後プロセス時に問題になる程度荒らす、ということが問題になるようであれば、図４で示すような手順を用いる。
上述手順と異なるところは、メンブレン部分１０１及び被加工基板３０１上に設けた位置合わせマーカー構造である二段階目のアライメントに使用する構造を用いて位置検出を行い、この位置と、露光すべき位置とのずれが要求露光精度の許容範囲外である場合、まずメンブレン部の撓みを取り除いてメンブレンとフォトレジストとを離した後、フォトマスクと被加工基板との相対位置を、両者が対向する面と平行に矢印方向に動かすことによってアライメントを行う（図４（ｃ））。
その後、メンブレン部分を、再びメンブレン中心付近のみフォトレジストに接触する程度撓ませて位置検出を行い、この位置と、露光すべき位置とのずれが要求露光精度の許容範囲内であればそのままフォトマスクを更に撓ませ、露光パターン全面をフォトレジスト３００に対して密着させた後、露光を行う（図４（ｄ））。
上記ずれが、図４（ｃ）での平行移動後も、要求露光精度の許容範囲外であれば、上記行為を、ずれが要求露光精度の許容範囲内となるまで繰り返す。つまり、図４（ｂ）と図４（ｃ）を繰り返す。
上記ずれが要求露光精度の許容範囲内になればそのままフォトマスクを更に撓ませ、露光パターン全面をフォトレジスト３００に対して密着させた後、フォトマスク支持体側からメンブレンに向かって露光用光を照射することにより、露光を行う（図４（ｄ））。
【００１５】
このことにより、メンブレン部分を撓ませる前と、メンブレン部分を撓ませるために生じる露光時との位置ずれを取り除いた状態で露光を行うことができるため、パターンの位置ずれが小さく、作製デバイスの歩留まり向上が期待できる。
さらに、メンブレン中心付近や、メンブレン中心付近に接触するフォトレジストに対して加わる力がより低減されるので、フォトマスクの長寿命化につながり、レジストパターン形状の劣化を防ぐことができる。
【００１６】
露光パターンの都合上、位置合わせマーカー構造である二段階目のアライメントに使用する構造をメンブレンの中心付近に形成できない場合には、図２（ｂ）に示した構成のフォトマスクのように、この構造を、メンブレンの周囲に形成する。
図２（ｂ）に示した構成のフォトマスクを用いた近接場露光方法を、図５を用いて説明する。
まず、メンブレン部分１０１の周囲に位置合わせマーカー構造である二段階目のアライメントに使用する構造１０６を有したフォトマスクを、図３の説明と同様に、その遮光膜が、被加工基板３０１上に形成されている被露光物であるフォトレジスト３００と対向するように配置する（図５（ａ））。
次に、メンブレン部分１０１を、その二段階目のアライメントに使用する構造１０６のある部分まで、フォトレジスト３００に接触するまで撓ませる（図５（ｂ））。
このメンブレン部分１０１及び被加工基板３０１に設けた位置合わせマーカー構造である二段階目のアライメントに使用する構造を用いて位置検出を行い、この位置と、露光すべき位置とのずれが要求露光精度の許容範囲内であれば露光パターン全面をフォトレジスト３００に対して密着させて、露光を行う。
この場合、アライメントに使用する位置合わせマーカー構造を、メンブレンの中心に対して対照的な位置に複数設けるようにすれば、それらの構造からそれぞれ検出される位置の平均から位置ずれを求めるようにすることができ、より精度が向上するという効果を有する。このことは、メンブレンを撓ませることにより生じる位置ずれを補正するのに特に有効である。
上記ずれが、要求露光精度の許容範囲外であれば、フォトマスクと被加工基板との相対位置を、両者が対向する面と平行に矢印方向に動かすことによって、上記位置ずれ量が上記許容範囲内に入るようにアライメントを行った後、フォトマスクを更に撓ませ、露光パターン全面をフォトレジスト３００に対して密着させた後、フォトマスク支持体側からメンブレンに向かって露光用光を照射することにより、露光を行う（図示せず）。
メンブレンの中心付近部分とフォトレジストとを接触させたまま相対移動させることで、メンブレンの破壊、メンブレンの短寿命化、フォトレジスト表面を後プロセス時に問題になる程度荒らす、ということが問題になるようであれば、メンブレン部の撓みを取り除いてからフォトマスクと被加工基板との相対位置を、両者が対向する面と平行に動かすことによってアライメントを行う（図５（ｃ））。
また、上記ずれが上記平行移動後も、要求露光精度の許容範囲外であれば、上記行為を、ずれが要求露光精度の許容範囲内となるまで繰り返し、図４と同様にして露光を行う（図５（ｄ））。
【００１７】
このことにより、露光パターンの都合上、メンブレン中心付近に二段階目のアライメントに使用する構造が作製できないときでも、メンブレン部分を撓ませる前と、メンブレン部分を撓ませるために生じる露光時との位置ずれを取り除いた状態で露光を行うことができるため、パターンの位置ずれが小さく、作製デバイスの歩留まりを向上させることができる。
さらに、フォトマスクと被加工基板との相対位置を変えるときに、メンブレン部分の撓みを取り除き、フォトレジストと離せば、メンブレン中心付近や、メンブレン中心付近に接触するフォトレジストに対して加わる力がより低減されるので、フォトマスクの長寿命化につながり、レジストパターン形状の劣化を防ぐことができる。
本発明のアライメント方法において、図１に示したようにメンブレンマスクがその周囲を硬い支持体で支持されている場合は、圧力印加によるメンブレンの変形はその中央をメンブレン面の法線方向に移動するものとなる。この変形は、両持ち梁の変形のごとく、法線方向に対する平行度が極めて良く、また再現性も良く、精度の高い位置合わせが可能になるという効果を有する。
また、上記アライメント方法に関して、近接場露光方式を例に挙げて説明したが、本発明の概念はこれに限定されるものでなく、他の露光方式、例えば、メンブレンマスクを撓ませる光ナノインプリント露光方式にも適用可能である。
【００１８】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
図６に本実施例で使用するフォトマスクと、被加工基板の一部の模式図を示す。
フォトマスク支持体としてＳｉ基板６００を用いる。
Ｓｉ基板６００上にメンブレン母材としてＳｉＮ膜６０１を３００ｎｍ成膜する。この上に更に露光用光の遮光膜であるＣｒ膜６０２を膜厚５０ｎｍとなるよう蒸着した。このＣｒ膜６０２をＦＩＢ（収束イオンビーム）加工機により加工することで、Ｃｒ膜６０２の一部にフォトレジストを露光するときの元のパターンである、露光パターン１０５と、二段階目のアライメントに用いる開口６０５を作製した。露光パターン１０５は、最小線幅が５０ｎｍの微小パターンを含むものである。
その後、ＳｉＮ膜６０１に対して、フォトマスクのＣｒ膜６０２部分と反対の側からＳｉ基板６００のバックエッチングを行い、メンブレン部分１０１を作製した。Ｓｉ基板６００のバックエッチングの際、一段階目のアライメントに使用するための開口（図示せず）も同時に作製した。
【００１９】
本実施例では、Ｓｉ基板６０８上の絶縁膜６０７上に形成されたＳｉパターン６０６に対して、微細金属パターンを作製したＳＯＩ基板を被加工基板とする。この被加工基板の上にスピンコートによって下層厚膜レジスト６０４を膜厚２００ｎｍに塗布した後、オーブンにて２００℃１時間加熱した。その後、ｇ線露光用のＳｉ含有レジスト６０３を膜厚５０ｎｍとなるように塗布し、ホットプレートにてプリベークを９０℃で９０秒行った。
上記フォトマスクの遮光膜であるＣｒ膜６０２側と、上記ＳＯＩ基板のＳｉ含有レジスト６０３側とを対向させて配置する。フォトマスクは、支持体部であるＳｉ基板６００を真空チャックによって固定し、ＳＯＩ基板は、Ｓｉ基板６０８をステージ上に固定した。この状態で、上記Ｃｒ膜６０２による遮光膜面とＳｉ含有レジスト６０３の面とを、その間の距離が５０μｍとなるよう近づけた。
この状態で、一段階目のアライメントに使用するための開口を用い、白色光中Ｓｉ含有レジスト６０３に対して露光感度の高い短波長をカットした、黄色光を用いてアライメントを行うことで、フォトマスクと加工基板の対向する面上の疎アライメントと平行出しを行った。
【００２０】
次に、ポンプを用いて、Ｓｉ基板６００側からメンブレン部分１０１を加圧することにより、メンブレン部分１０１を撓ませていき、同時に、上記と同様の黄色光を用いてメンブレンにできる干渉縞をフォトマスク支持体側から観測することによって、開口６０５近傍のＣｒ膜のみＳｉ含有レジスト６０３に接触させる。この状態で、メンブレン部分１０１の中心付近に形成された開口６０５を介し、Ｓｉ含有フォトレジスト６０３に対して露光感度の低い波長の光を入射し、Ｓｉパターン６０６からの反射光強度を検出器で検出することで、フォトマスクと被加工基板との相対位置ずれを検出する。本実施例ではｇ線露光用Ｓｉ含有レジストを使用しているため、このフォトレジストに対して露光感度の低い、波長６３５ｎｍの赤色レーザを用いて位置検出を行ったところ、ＳＯＩ基板上のアライメントマーカーと０．７μｍの位置ずれが生じていた。
【００２１】
ＳＯＩ基板側のステージを移動させることにより、この位置ずれを解消した後、メンブレン中の露光パターン全面がＳｉ含有レジスト６０３に密着するまで加圧することによってメンブレン部分１０１を撓ませる。この状態で、Ｈｇランプの光をＳｉ基板６００側からフォトマスク全面に照射し、露光を行った。
この後、Ｓｉ含有レジスト６０３の現像を行うことによって形成されたＳｉ含有レジスト６０３のパターンをマスクとして、下層厚膜レジスト６０４に対して酸素ガスによってドライエッチングを行い、レジストパターンを形成してから、金属を蒸着し、レジストをリムーブすることで、絶縁膜６０７上のＳｉパターン６０６に対する位置ずれが小さい、微細な金属パターンを形成することができるため、作製デバイスの歩留まりを向上させることができた。
【００２２】
［実施例２］
本実施例では、実施例１と、開口６０５を用いて位置検出を行うところまでは同じであるので、これらの説明については省略する。
上記実施例１と同様に、波長６３５ｎｍの赤色レーザを用いて位置検出を行ったところ、ＳＯＩ基板上のアライメントマーカーと０．７μｍの位置ずれが生じていた。
ここで、ポンプを用いて、Ｓｉ基板６００側からメンブレン部分１０１を減圧することにより、メンブレン部分１０１の撓みを減らしていき、メンブレン部分１０１がＳｉ含有レジスト６０３と接触しない状態とする。これも、黄色光を用いてメンブレンにできる干渉縞をフォトマスク支持体側から観測することによって判断する。
【００２３】
その後、ＳＯＩ基板側のステージを移動させてこの位置ずれを解消したあと、メンブレン中の露光パターン全面がＳｉ含有レジスト６０３に密着するまで加圧することによってメンブレン部分１０１を撓ませる。この状態で、Ｈｇランプの光をＳｉ基板６００側からフォトマスク全面に照射し、露光を行った。
このあとのプロセスは実施例１と同様である。
【００２４】
上記方法で露光を行うことによって、絶縁膜６０７上のＳｉパターン６０６に対する位置ずれが小さい、微細な金属パターンを形成した。さらに、メンブレンの破壊頻度が低下し、Ｓｉ含有レジスト６０３の現像後パターン形状が良くなったため、作製デバイスの歩留まりを向上させることができた。
［実施例３］
メンブレンマスクを撓ませる光ナノインプリント露光方式に本発明を実施した例について、図７を用いて説明する。
図７（ａ）に示したように厚さ０．１μｍ〜１００μｍのメンブレン７０１で構成され、そのおもて側に凹凸構造７０２を有するマスクを用いた光ナノインプリント露光方式におけるアライメント方法は以下のように行う。
まず、メンブレン７０１の中心付近に粗アライメントの後のファインアライメントに使用するマスク側マーカー構造７０５を有したメンブレンマスクを、そのおもて側が、被加工基板７０３上に形成されている被露光物である紫外線硬化樹脂液７０４と対向するように配置する（図７（ａ））。
次に、メンブレン７０１部分と紫外線硬化樹脂液７０４間を減圧すること、或いは、メンブレンマスク支持体７０６の裏面側からメンブレン７０１部分を加圧することにより、メンブレン７０１部分を、その中心付近から紫外線硬化樹脂液７０４に接触させ、メンブレンマスク表面の凹凸構造７０２が紫外線硬化樹脂液７０４内部にめり込むように撓ませる（図７（ｂ））。
メンブレン７０１部分の中心付近に形成されたファインアライメントに使用するマスク側マーカー構造７０５と基板側マーカー構造７０７を用いて位置検出を行い、この位置と、露光すべき位置とのずれが要求露光精度の許容範囲内であれば、（図７（ｄ）以降の説明に後述するように）そのままメンブレンマスクを更に撓ませ、凹凸構造７０２パターン全面を紫外線硬化樹脂液７０４に対して、めり込ませ、被加工基板７０３表面近傍まで密着させた後、紫外線光を照射し、紫外線硬化樹脂液７０４を硬化させる。
上記ずれが、要求露光精度の許容範囲外であれば、メンブレン７０１の中心付近部分と紫外線硬化樹脂液７０４とを接触させたまま、メンブレンマスク７０１と被加工基板７０３との相対位置を、両者が対向する面と平行に矢印方向に動かすことによってアライメントを行う（図７（ｃ））。
その後、メンブレンマスクを更に撓ませ、凹凸構造７０２パターン全面を紫外線硬化樹脂液７０４に対して、めり込ませ、被加工基板７０３表面近傍まで密着させる（図７（ｄ））。その後、紫外線光を照射し、紫外線硬化樹脂液７０４を硬化させる（図７（ｅ））。
このようにすることで、メンブレン部分を撓ませる前と、メンブレン部分を撓ませるために生じる露光時との位置ずれを取り除いた状態で露光を行うことができ、パターンの位置ずれが小さく、作製デバイスの歩留まりを向上させることが可能となる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、メンブレン部分を有する露光用マスクをフォトレジストに密着させて露光するに際して、露光すべき位置とのずれの少ない位置の検出ができ、作製デバイスの歩留まりを向上させることが可能となるアライメント方法、該アライメント方法を用いた露光方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における露光用光の入射側から見たフォトマスクの平面図。
【図２】本発明の実施の形態における図１に示されるフォトマスクにおけるＡ−Ａ’断面図。
【図３】本発明の実施の形態における図２（ａ）に示した構成のフォトマスクによる近接場露光方法の手順を示す図。
【図４】本発明の実施の形態におけるメンブレンの破壊等が問題になる場合の露光方法の手順を示す図。
【図５】本発明の実施の形態におけるアライメントに使用する構造をメンブレンの周囲に形成したものを用いた露光方法の手順を示す図。
【図６】本発明の実施例１におけるフォトマスクと被加工基板の断面図。
【図７】本発明の実施例３におけるメンブレンマスクによる光ナノインプリント露光方法の手順を示す図。
【符号の説明】
１００：フォトマスク支持体
１０１：メンブレン部分
１０２：一段階目のアライメントに使用する開口
１０３：メンブレン母材
１０４：遮光膜
１０５：露光パターン
１０６：二段階目のアライメントに使用する構造
３００：フォトレジスト
３０１：被加工基板
６００：Ｓｉ基板
６０１：ＳｉＮ膜
６０２：Ｃｒ膜
６０３：Ｓｉ含有レジスト
６０４：下層厚膜レジスト
６０５：開口
６０６：Ｓｉパターン
６０７：絶縁膜
６０８：Ｓｉ基板
７０１：メンブレン
７０２：凹凸構造
７０３：被加工基板
７０４：紫外線硬化樹脂液
７０５：マスク側マーカー構造
７０６：メンブレンマスク支持体
７０７：基板側マーカー構造
Claims (4)
- メンブレン部分を有する露光用マスクを被露光物に密着させて露光するに際して、前記露光用マスクと前記被露光物とをアライメントする方法であって、
前記メンブレン部分を撓ませ、前記メンブレン部分に形成されたアライメントを行うための構造物を、前記被露光物に接触させることによって露光すべき位置を検出し、アライメントを行うことを特徴とするアライメント方法。 - 前記位置の検出によって露光すべき位置とのずれが検出された際、前記メンブレン部分の撓みを取り除き、前記位置ずれを無くすため前記露光用マスクと前記被露光物とを相対移動させた後、再度メンブレン部分を撓ませて被露光物に接触させることによって位置の検出を行い、これを所定の露光精度の許容範囲内となるまで１回以上繰り返し、アライメントを行うことを特徴とする請求項１に記載のアライメント方法。
- 前記アライメントを行うための構造物が、前記メンブレンの中心付近またはメンブレンの周囲に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアライメント方法。
- 請求項１〜３のいずれか１項に記載のアライメント方法を用い、前記露光用マスクと前記被露光物とをアライメントした後、
前記メンブレンの露光パターン全面が前記被露光物に密着するまで前記メンブレン部分を撓ませた状態で、露光を行うことを特徴とする露光方法。
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