JP2003068616A - Mask, semiconductor device and exposure apparatus - Google Patents

Mask, semiconductor device and exposure apparatus

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JP2003068616A JP2001256000A JP2001256000A JP2003068616A JP 2003068616 A JP2003068616 A JP 2003068616A JP 2001256000 A JP2001256000 A JP 2001256000A JP 2001256000 A JP2001256000 A JP 2001256000A JP 2003068616 A JP2003068616 A JP 2003068616A
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deterioration and deformation of a mask due to forces applied to the mask from an exposure apparatus at accelerating, when a mask is moved at high speed for transferring a pattern by exposing with an electron beam. SOLUTION: Related to a mask comprising a structure in which each exposure unit region 16 is enclosed by beams 18a formed at the boundary part, a group of exposure unit regions is placed on the mask so as to constitute a polygonal beam structure region 15, comprising exclusively obtuse angles. Or a stress relaxation region, for absorbing the stress, is provided on the periphery of the beam structure region 15. Or the exposure unit regions 16 are arranged staggered.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスや
液晶デバイスの製造工程において使用されるパターン転
写用のマスクと、そのマスクを用いて製造される半導体
装置、およびそのマスク用の位置合わせ機構を備えた露
光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern transfer mask used in a manufacturing process of a semiconductor device or a liquid crystal device, a semiconductor device manufactured using the mask, and an alignment mechanism for the mask. The present invention relates to a provided exposure apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子線(EB:Electron Beam)露光技
術は、半導体デバイス製造技術の1つとして、近年着目
されている技術である。従来から行われている光露光に
比べて解像度や焦点深度の点で優れていることから、超
微細パターンの形成に適した技術として期待されてい
る。しかし、電子線によりウエハ上にパターンを描画す
る、いわゆる直接描画法はスループットが低く、生産性
が重要視される量産工程には適さない。このため、光露
光の場合と同様、マスクを用いて電子線を選択的に透過
させ、ウエハ上にマスクパターンを転写する方法が提案
されている。
2. Description of the Related Art An electron beam (EB) exposure technique is a technique which has recently been attracting attention as one of semiconductor device manufacturing techniques. It is expected as a technique suitable for forming an ultrafine pattern because it is superior in resolution and depth of focus to the conventional light exposure. However, a so-called direct writing method of writing a pattern on a wafer with an electron beam has a low throughput and is not suitable for a mass production process in which productivity is important. Therefore, as in the case of light exposure, a method has been proposed in which an electron beam is selectively transmitted using a mask to transfer the mask pattern onto the wafer.

【0003】図6は、電子線露光における部分一括法の
概要を示す図である。図に示すように、電子銃(図示せ
ず)から発射された電子線7は第1のマスクである成形
アパーチャ1によって矩形ビームに成形された後、第2
のマスクであるステンシルマスク2に照射され、ステン
シルマスク2を透過した電子線7によりウエハ3が露光
され、ウエハ3上にパターン4が転写される。ステンシ
ルマスク2には、部分一括開口部5と可変成形開口部6
が形成されている。部分一括開口部5は、ウエハ上に繰
り返し出現するパターンの形状の孔であり、可変成形開
口部6は出現頻度の低いパターンを直接描画するための
開口部である。この方法は、一部の繰り返しパターンを
一括転写することにより、スループットの向上を図るも
のである。
FIG. 6 is a diagram showing an outline of a partial batch method in electron beam exposure. As shown in the figure, an electron beam 7 emitted from an electron gun (not shown) is shaped into a rectangular beam by a shaping aperture 1 which is a first mask, and then a second beam is formed.
The stencil mask 2 which is the mask of No. 2 is irradiated, the wafer 3 is exposed by the electron beam 7 that has passed through the stencil mask 2, and the pattern 4 is transferred onto the wafer 3. The stencil mask 2 has a partial batch opening 5 and a variable shaping opening 6.
Are formed. The partial collective opening 5 is a hole having a shape of a pattern repeatedly appearing on the wafer, and the variable shaping opening 6 is an opening for directly drawing a pattern having a low appearance frequency. This method is intended to improve the throughput by transferring a part of the repetitive patterns at once.

【0004】また、この考え方を一歩進めた方法が、電
子線投影露光(EPL:Electron Beam Projection Lit
hography)法である。EPLは、直接描画は行わず、す
べてマスクを用いて転写する方法である。図7に、EP
L用の標準的なステンシルマスクを示す。図7(A)は
EPL用のステンシルマスク8の平面図であり、このマ
スクには2つの長方形の梁構造領域9が設けられてい
る。図7(B)は、梁構造領域9の一部を拡大した図で
ある。この図に示すように、梁構造領域9は、複数の露
光単位領域10が格子状に配列された領域である。露光
単位領域10は、電子線を照射する際の1ショットに対
応する領域である。電子線の1ショットで露光する範囲
は、通常露光単位領域10の内側の一部の範囲とし、梁
周辺での電子散乱の影響を防いでいる。露光単位領域1
0には、パターン形状に対応する種々の形状の透過領域
11が、貫通孔として形成されている。また、図7
(C)は、図7(B)に示される1つの露光単位領域1
0の断面Xの図である。図に示すように、ステンシルマ
スク8を製造する場合には、露光単位領域10となる領
域を予めエッチングして薄膜状にしておいてから、透過
領域11を形成するのが好ましい。これは、露光単位領
域の膜厚が厚いと、貫通孔(透過領域11)を形成する
ためのドライエッチング処理で、マイクロローディング
効果により、パターンの寸法精度が損なわれることがあ
るからである。このようにして作製されたステンシルマ
スクでは、図7(C)に示されるように、露光単位領域
10は、周辺をマスクの膜厚に相当する厚さの梁12に
よって支えられた構造となる。
A method that takes this idea one step further is an electron beam projection exposure (EPL).
hography) method. EPL is a method in which direct writing is not performed and all are transferred using a mask. In Figure 7, EP
3 shows a standard stencil mask for L. FIG. 7A is a plan view of the stencil mask 8 for EPL, and this mask is provided with two rectangular beam structure regions 9. FIG. 7B is an enlarged view of a part of the beam structure region 9. As shown in this figure, the beam structure region 9 is a region in which a plurality of exposure unit regions 10 are arranged in a grid pattern. The exposure unit area 10 is an area corresponding to one shot when the electron beam is irradiated. The range of exposure with one shot of the electron beam is usually a part of the inside of the exposure unit region 10 to prevent the influence of electron scattering around the beam. Exposure unit area 1
At 0, transmission regions 11 having various shapes corresponding to the pattern shape are formed as through holes. Also, FIG.
7C shows one exposure unit area 1 shown in FIG.
It is a figure of the cross section X of 0. As shown in the figure, when the stencil mask 8 is manufactured, it is preferable that the transmissive region 11 is formed after the region to be the exposure unit region 10 is previously etched to form a thin film. This is because when the film thickness of the exposure unit region is large, the dimensional accuracy of the pattern may be impaired due to the microloading effect in the dry etching process for forming the through hole (transmission region 11). In the stencil mask manufactured in this manner, as shown in FIG. 7C, the exposure unit region 10 has a structure in which the periphery is supported by the beam 12 having a thickness corresponding to the film thickness of the mask.

【0005】なお、電子線露光に用いられるマスクとし
ては、シリコンウエハに貫通孔を設けた前述のステンシ
ルマスクのほかに、薄膜上の透過領域以外の部分に電子
線を散乱あるいは吸収する重金属材質の膜を形成するこ
とにより結果的に透過領域のみ電子線が通過するように
したスカルペルタイプのマスクも提案されている。
As a mask used for electron beam exposure, in addition to the above-mentioned stencil mask in which a through hole is formed in a silicon wafer, a heavy metal material that scatters or absorbs an electron beam in a portion other than the transmission region on the thin film is used. There is also proposed a scalpel-type mask in which an electron beam is allowed to pass only through a transmission region by forming a film.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のような
ステンシルマスクの構造には、マスク外部から力が加わ
った場合に、マスクの一部に応力が集中するという問題
点がある。例えば図7(A)に示した配置では、梁構造
領域9が直角を有する形状をしているので四隅13に応
力が集中し易い。これにより、梁構造領域9の四隅13
からマスクの劣化がはじまり、マスクに亀裂が生じやす
くなるという問題がある。さらに、露光単位領域10が
格子状に配置されているため、外部からの応力により各
露光単位領域を支える梁12に歪みが生ずる可能性が高
い。すなわち、露光単位領域ひいては透過領域が変形す
るおそれがある。マスクの変形は、マスク寿命を短縮す
るのみならず、変形した状態のマスクを使用して半導体
装置を製造すれば歩留まりの低下にもつながる。特に、
EPLでは、すべてのパターンを1枚(相補マスクを必
要とする場合は2枚)のマスクに含めるために転写投影
時の縮小率を1/4としている。このため、縮小率を数
十分の一程度とするEB直接描画部分一括露光の場合よ
りもさらに問題は深刻であり、透過領域の変形は、直ち
に転写されたパターンの歪みあるいはパターン同士の接
続のずれとなって現れる。
However, the structure of the stencil mask as described above has a problem that stress is concentrated on a part of the mask when a force is applied from the outside of the mask. For example, in the arrangement shown in FIG. 7A, since the beam structure region 9 has a shape having a right angle, stress is likely to concentrate on the four corners 13. As a result, the four corners 13 of the beam structure region 9 are
Therefore, there is a problem that the mask starts to deteriorate and cracks are easily generated in the mask. Furthermore, since the exposure unit regions 10 are arranged in a grid, there is a high possibility that the beam 12 supporting each exposure unit region will be distorted by external stress. That is, the exposure unit area and thus the transmission area may be deformed. Deformation of the mask not only shortens the mask life, but also reduces the yield if a semiconductor device is manufactured using the deformed mask. In particular,
In the EPL, the reduction rate at the time of transfer projection is set to 1/4 in order to include all patterns in one mask (two masks when a complementary mask is required). Therefore, the problem is more serious than in the case of the EB direct writing partial batch exposure in which the reduction ratio is about several tenths, and the deformation of the transmissive region causes the distortion of the pattern immediately transferred or the connection between the patterns. It appears as a gap.

【0007】通常、電子線露光装置はマスクの高速移
動、停止を繰り返すため、マスクの加速度は5g(gは
重力加速度)にも及ぶ。マスクには、露光装置のマスク
装着部分から、その加速度に応じた応力が加わることに
なる。今後、スループットを向上するために加速度を上
昇させれば、マスクに加わる応力はさらに大きくなるこ
とが予想される。この問題は、貫通孔のあるステンシル
マスクに限らず、孔の無いスカルペルタイプのマスクで
あっても、露光単位領域のみが薄膜状になっているの
で、同様に生じ得る問題である。このため、上記問題の
早急な解決が望まれる。
Since the electron beam exposure apparatus normally repeats high speed movement and stopping of the mask, the acceleration of the mask reaches 5 g (g is gravitational acceleration). Stress corresponding to the acceleration is applied to the mask from the mask mounting portion of the exposure apparatus. It is expected that the stress applied to the mask will be further increased by increasing the acceleration in order to improve the throughput. This problem is not limited to a stencil mask having a through hole, and a scalpel-type mask having no hole may have a similar problem because only the exposure unit region has a thin film shape. Therefore, an urgent solution to the above problems is desired.

【0008】本発明は、上記問題を解決する新しいマス
クを提供することを第1の課題とする。また、この新し
いマスクを使用することによって、高精度な半導体装置
を提供することを第2の課題とする。さらに、この新し
いマスクを使用するためには、このマスクに対応した露
光装置が必要となるため、この露光装置を提供すること
を第3の課題とする。
A first object of the present invention is to provide a new mask that solves the above problems. A second object is to provide a highly accurate semiconductor device by using this new mask. Furthermore, in order to use this new mask, an exposure apparatus corresponding to this mask is required, and therefore it is a third object to provide this exposure apparatus.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、4種類のマスクを提案する。
The present invention proposes four types of masks as means for solving the above problems.

【0010】本発明の第1のマスクは、複数の露光単位
領域と、互いに隣接する露光単位領域の境界部に形成さ
れた梁とを備えたパターン転写用のマスクであって、隣
接して配置された一群の露光単位領域が、前記マスク上
に鈍角のみからなる多角形の梁構造領域を構成するよう
に配置されていることを特徴とする。
A first mask of the present invention is a mask for pattern transfer, which comprises a plurality of exposure unit areas and a beam formed at a boundary portion between adjacent exposure unit areas, and is arranged adjacent to each other. The group of exposure unit regions thus formed are arranged on the mask so as to form a polygonal beam structure region having only obtuse angles.

【0011】「露光単位領域」は、電子線の1ショット
に対応する領域である。但し、露光する範囲は、境界部
における電子散乱を防止するため、露光単位領域の内側
の一部の範囲としてもよい。また、「境界部に形成され
た梁」とは、マスクの所定の領域に形成された複数の梁
によって、その領域が複数の露光単位領域に区切られて
いることを意味する。言いかえれば、各露光単位領域の
境界部が梁によって形成されている。「梁構造領域」と
は、梁が形成された領域、すなわち露光単位領域が互い
に隣接するように密集して配置された領域である。
The "exposure unit area" is an area corresponding to one electron beam shot. However, the exposure range may be a partial range inside the exposure unit area in order to prevent electron scattering at the boundary. Further, the "beam formed at the boundary portion" means that the region is divided into a plurality of exposure unit regions by a plurality of beams formed in a predetermined region of the mask. In other words, the boundary between the exposure unit regions is formed by the beam. The “beam structure region” is a region in which beams are formed, that is, a region in which exposure unit regions are densely arranged so as to be adjacent to each other.

【0012】図7(A)に示した例のように、一群の露
光単位領域10が配置された梁構造領域9が直角または
鋭角を内角とする形状の場合には、その内角部分に応力
が極度に集中するので、露光単位領域が配置された梁構
造の領域の形状を鈍角のみからなる多角形とすることに
より、応力を分散して、マスクの劣化を防止したもので
ある。なお、梁構造領域が円あるいは楕円状である場合
も同様に上記課題を解決することができる。すなわち、
円あるいは楕円は「鈍角のみからなる多角形」の角の数
を無限とした特別な場合と解釈し、本発明の技術的範囲
に含めるものとする。
As shown in the example of FIG. 7A, when the beam structure region 9 in which the group of exposure unit regions 10 is arranged has a shape with a right angle or an acute angle as an inner angle, stress is applied to the inner angle portion. Since the concentration is extremely concentrated, the shape of the region of the beam structure in which the exposure unit region is arranged is a polygon having only obtuse angles to disperse stress and prevent deterioration of the mask. The above problem can be solved in the same manner even when the beam structure region is circular or elliptical. That is,
A circle or an ellipse shall be construed as a special case where the number of corners of a “polygon consisting of obtuse angles” is infinite, and is included in the technical scope of the present invention.

【0013】また、本発明の第2のマスクは、複数の露
光単位領域と、互いに隣接する露光単位領域の境界部に
形成された梁とを備えたパターン転写用のマスクであっ
て、一群の露光単位領域が隣接して配置された領域の周
辺に、マスクの外部から当該マスクに加わる応力を緩和
するための応力緩和領域を備えたことを特徴とする。
A second mask of the present invention is a mask for pattern transfer, comprising a plurality of exposure unit regions and a beam formed at a boundary between adjacent exposure unit regions, and is a group of It is characterized in that a stress relaxation region for relaxing stress applied to the mask from the outside of the mask is provided around the region where the exposure unit regions are arranged adjacent to each other.

【0014】ここで、「応力を緩和するための応力緩和
領域」は、梁構造領域よりも変形しやすい領域をいう。
すなわち、マスクに対し外部から力が加わった場合に、
その応力緩和領域が変形することによってその外力を吸
収し、梁構造領域まで力が伝わらないようにすることを
目的として設けられる領域である。具体的には、例えば
複数の小領域と、互いに隣接する小領域の境界部に形成
された梁であって、前記露光単位領域の境界部に形成さ
れた梁よりも細い梁とを備えた梁構造領域とする。また
はその小領域の面積を露光単位領域よりも広くしたり、
膜厚を露光単位領域の膜厚よりも薄くしたり、あるいは
膜は形成せず梁のみとするなどの構造も考えられる。こ
のほか、外部からの衝撃を吸収して露光単位領域への力
の影響を軽減することができる構造であれば、どのよう
な構造であってもよい。
Here, the "stress relaxation region for relaxing the stress" means a region that is more easily deformed than the beam structure region.
That is, when force is applied to the mask from the outside,
This is a region provided for the purpose of absorbing the external force by the deformation of the stress relaxation region and preventing the force from being transmitted to the beam structure region. Specifically, for example, a beam having a plurality of small regions and a beam formed at the boundary between adjacent small regions, the beam being thinner than the beam formed at the boundary between the exposure unit regions. It is a structural area. Or make the area of the small area wider than the exposure unit area,
A structure in which the film thickness is made thinner than that in the exposure unit region, or only the beam is formed without forming the film is also conceivable. In addition, any structure may be used as long as it can absorb the impact from the outside and reduce the influence of the force on the exposure unit area.

【0015】また、「周辺」とは、必ずしも完全に梁構
造領域を取り囲んでいる必要はなく、マスクに対して加
わる外力の方向が、所定の方向に限られている場合に
は、その向きの外力の影響を吸収できるような位置にの
み応力緩和領域を設ければよい。すなわち、例えば梁構
造領域を左右から挟み込むように応力緩和領域を配置す
る場合も本発明の範囲に含まれるものとする。
Further, the "periphery" does not necessarily completely surround the beam structure region, and when the direction of the external force applied to the mask is limited to a predetermined direction, the direction of the direction. The stress relaxation region may be provided only at a position where the influence of external force can be absorbed. That is, for example, the case where the stress relaxation regions are arranged so as to sandwich the beam structure region from the left and right is also included in the scope of the present invention.

【0016】また、本発明の第3のマスクは、複数の露
光単位領域と、互いに隣接する露光単位領域の境界部に
形成された梁とを備えたパターン転写用のマスクであっ
て、前記露光単位領域が、所定の方向に対し千鳥状に配
置されていることを特徴とする。これは、露光単位領域
を格子状ではなく千鳥状、すなわちジグザグに配置し
て、露光単位領域の境界部分を構成する梁が一直線上に
並ばないようにすることによって、外力による歪みを生
じにくくするものである。
A third mask of the present invention is a mask for pattern transfer, comprising a plurality of exposure unit areas and a beam formed at a boundary between adjacent exposure unit areas, wherein the exposure is performed. The unit areas are arranged in a zigzag pattern in a predetermined direction. This is because the exposure unit areas are arranged in a zigzag pattern instead of a grid pattern, that is, in a zigzag manner so that the beams that form the boundary of the exposure unit areas are not aligned in a straight line, so that distortion due to external force is less likely to occur. It is a thing.

【0017】また、本発明の第4のマスクは、複数の露
光単位領域と、互いに隣接する露光単位領域の境界部に
形成された梁とを備えたパターン転写用のマスクであっ
て、前記梁のうち方向が同じ梁が不連続に配置されてい
ることを特徴とする。上記第3のマスクのように千鳥状
に露光単位領域を配置した場合、所定の方向について
は、梁が一直線上に連続して並ばないようにすることが
できるが、他の方向については従来どおり梁が一直線上
に並んでしまう場合がある。すなわち、力の加わる方向
によっては、マスク変形の問題を回避できない場合があ
り得る。これに対し、梁が一直線上に連続して配置され
ないようにして、力の向きに拘わらずマスクの変形、ゆ
がみを回避しようとしたものが第4のマスクである。具
体的には、例えば露光単位領域の形状を四角形ではな
く、多角形とすることにより、梁の向きを分散させ、隣
接する露光単位領域の梁が一直線上に連続して並ばない
ようにする。
A fourth mask of the present invention is a mask for pattern transfer, comprising a plurality of exposure unit regions and a beam formed at a boundary between adjacent exposure unit regions, wherein the beam is provided. Among them, the beams with the same direction are arranged discontinuously. When the exposure unit areas are arranged in a zigzag manner like the third mask, the beams can be prevented from being aligned in a straight line in a predetermined direction, but the other directions are the same as before. The beams may line up in a straight line. That is, the problem of mask deformation may not be avoided depending on the direction in which the force is applied. On the other hand, the fourth mask is designed to avoid the deformation and distortion of the mask regardless of the direction of the force by preventing the beams from being continuously arranged in a straight line. Specifically, for example, the shape of the exposure unit area is not a quadrangle but a polygon, so that the directions of the beams are dispersed so that the beams of the adjacent exposure unit areas are not continuously aligned on a straight line.

【0018】なお、前述の第1、第2、第3のマスクに
おいても、露光単位領域の形状は四角形に限定されず、
多角形や円でもよい。なお、本明細書においては、円や
楕円は、角数を無限に増やした多角形の一種として考え
るものとする。
In the above-mentioned first, second and third masks, the shape of the exposure unit area is not limited to the quadrangle.
It may be a polygon or a circle. In this specification, a circle or an ellipse is considered as a kind of polygon having an infinite number of angles.

【0019】また、第1、第2、第3、第4のマスクの
特徴を組み合わせることによっても、前記課題を解決で
きることはいうまでもない。
Needless to say, the above problems can be solved by combining the features of the first, second, third and fourth masks.

【0020】また、露光単位領域は、薄膜構造とするこ
とが好ましい。言い換えれば、露光単位領域となる部分
が適切な膜厚となるように予めエッチング処理をしてお
くのがよい。その後、露光単位領域内にエネルギー線を
透過させる所定の形状の、すなわち転写したいパターン
と同じ形状の透過領域を設けることにより、個々のマス
クが完成する。露光単位領域を予め薄膜構造となるよう
にエッチングしておけば、透過領域を形成する際に、高
精度な加工が可能となる。但し、本発明において、「透
過領域」は、マスク上に設けられた領域でエネルギー線
を選択的に透過することができる領域を意味し、必ずし
も貫通孔である必要はない。
It is preferable that the exposure unit area has a thin film structure. In other words, it is preferable to perform the etching process in advance so that the portion to be the exposure unit area has an appropriate film thickness. After that, each mask is completed by providing a transmission region having a predetermined shape for transmitting energy rays, that is, the same shape as the pattern to be transferred, in the exposure unit region. If the exposure unit region is etched in advance so as to have a thin film structure, it is possible to perform highly accurate processing when forming the transmission region. However, in the present invention, the “transmissive region” means a region provided on the mask and capable of selectively transmitting energy rays, and is not necessarily a through hole.

【0021】また、「エネルギー線」とは、電子線、イ
オンビーム、X線、紫外線など、露光技術に用いられる
あらゆる照射線を含む。また、「エネルギー感応基板」
は、照射線として使用するエネルギー線が照射された場
合に所定の反応を起してパターンを形成すべき領域とそ
れ以外の領域とを区別できるようにする(すなわちパタ
ーンを転写する)ことができる材質の基板をいい、ウエ
ハ上にそのような材質の層を設けた場合も含むものとす
る。
The "energy rays" include all irradiation rays used in the exposure technique such as electron beams, ion beams, X-rays and ultraviolet rays. Also, "energy sensitive substrate"
Can cause a predetermined reaction when irradiated with an energy ray used as an irradiation ray so that an area where a pattern should be formed and an area other than that can be distinguished (that is, a pattern is transferred). It refers to a substrate made of a material, and includes a case where a layer made of such a material is provided on a wafer.

【0022】次に、本発明の半導体装置は、このような
マスクに露光単位領域ごとにエネルギー線を照射し、透
過領域を通過したエネルギー線を所定のエネルギー感応
基板にあてて、所定の形状のパターンをそのエネルギー
感応基板上に転写する工程を経て製造された半導体装置
である。
Next, in the semiconductor device of the present invention, such a mask is irradiated with energy rays in each exposure unit area, and the energy rays passing through the transmission area are applied to a predetermined energy sensitive substrate to form a predetermined shape. It is a semiconductor device manufactured through a process of transferring a pattern onto the energy sensitive substrate.

【0023】また、本発明の露光装置は、このようなマ
スクに露光単位領域ごとにエネルギー線を照射し、透過
領域を通過したエネルギー線を所定のエネルギー感応基
板にあてて、所定の形状のパターンをそのエネルギー感
応基板上に転写する露光装置であって、エネルギー感応
基板に対するマスクの位置を所望の位置に合わせるため
の位置合わせ手段を備えた露光装置である。本発明のマ
スクは、露光単位領域の配置あるいは形状が従来のマス
クと異なるため、露光装置にそれに対応する位置合わせ
機構を設けたものである。
In the exposure apparatus of the present invention, such a mask is irradiated with energy rays for each exposure unit area, and the energy rays passing through the transmission area are applied to a predetermined energy sensitive substrate to form a pattern of a predetermined shape. Is an exposure apparatus that transfers the laser beam onto the energy-sensitive substrate, and is an exposure apparatus that includes an alignment means for aligning the position of the mask with respect to the energy-sensitive substrate to a desired position. Since the mask of the present invention is different from the conventional mask in the arrangement or shape of the exposure unit areas, the exposure apparatus is provided with a corresponding alignment mechanism.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
好適な実施の形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0025】実施の形態1.はじめに、本発明の第1の
マスクについての実施の形態を示す。図1は、実施の形
態1におけるステンシルマスク14を表す図である。図
1(A)はステンシルマスク14の平面図であり、8イ
ンチのマスク上に内角が鈍角のみからなる八角形の梁構
造領域15が2つ設けられている。ここで、梁構造領域
15は、一群の露光単位領域16が隣接して配置された
領域である。また、露光単位領域16は、電子線を照射
する際の単位となる領域、すなわち電子線の1ショット
に対応する領域である。なお、梁構造領域15の数は2
つに限られず、3つ以上でも、また逆に1つの梁構造領
域15にすべての露光単位領域16を密集させて配置し
てもよい。図1(B)は、図1(A)の領域19を拡大
した図である。本実施の形態では、この図に示すよう
に、露光単位領域16は梁構造領域15が八角形になる
ように配置されている。
Embodiment 1 First, an embodiment of the first mask of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a stencil mask 14 according to the first embodiment. FIG. 1A is a plan view of the stencil mask 14, and two octagonal beam structure regions 15 having only obtuse internal angles are provided on the 8-inch mask. Here, the beam structure region 15 is a region in which a group of exposure unit regions 16 are arranged adjacent to each other. The exposure unit area 16 is an area that serves as a unit when the electron beam is irradiated, that is, an area corresponding to one shot of the electron beam. The number of beam structure regions 15 is two.
The number of exposure unit regions 16 is not limited to one, but may be three or more, or conversely, all the exposure unit regions 16 may be densely arranged in one beam structure region 15. FIG. 1B is an enlarged view of the region 19 of FIG. In the present embodiment, as shown in this figure, the exposure unit regions 16 are arranged so that the beam structure regions 15 are octagonal.

【0026】本実施の形態では、各露光単位領域16は
一辺が1ミリ強の正方形である。隣接する露光単位領域
との境界部には梁18aが形成されており、各露光単位
領域16が4本の梁18aに囲まれた構造になってい
る。電子線を照射する際には、この梁18a周辺での電
子散乱の影響を防ぐため、露光単位領域16の内側の1
ミリ四方の正方形の露光範囲30に電子線を照射する。
露光範囲30には、パターン形状に対応する種々の形状
の透過領域17が、貫通孔として形成されている。ま
た、図1(C)は、図1(B)に示される1つの露光単
位領域16の断面Yの図である。図1(C)に示すよう
に、ステンシルマスク14は、薄膜構造の露光単位領域
16が梁18によって周辺を支えられた構造となってい
る。本実施の形態では、このような構造のマスクを、次
のようにして作製する。はじめに、シリコン基板27上
にSiO酸化膜28と、その上にシリコン層29を形
成する。このような構造のシリコン基板はウエハ貼り合
せなどの技術を用いて容易に形成できる。次に、SiO
酸化膜28をストッパーとしてシリコン基板27をエ
ッチングし、露光単位領域16となる部分を薄膜化す
る。さらに、反対方向からシリコン層29に対しドライ
エッチングを行い、透過領域17を形成する。
In the present embodiment, each exposure unit area 16 is a square whose one side is slightly over 1 mm. Beams 18a are formed at the boundaries between adjacent exposure unit regions, and each exposure unit region 16 is surrounded by four beams 18a. When irradiating with an electron beam, in order to prevent the influence of electron scattering around the beam 18a, the inside of the exposure unit region 16
An electron beam is applied to the exposure area 30 of a square of millimeters.
In the exposure area 30, the transmissive regions 17 having various shapes corresponding to the pattern shape are formed as through holes. Further, FIG. 1C is a diagram of a cross section Y of one exposure unit area 16 shown in FIG. As shown in FIG. 1C, the stencil mask 14 has a structure in which an exposure unit region 16 of a thin film structure is supported by a beam 18 on the periphery. In this embodiment, a mask having such a structure is manufactured as follows. First, the SiO 2 oxide film 28 and the silicon layer 29 are formed on the SiO 2 oxide film 28 on the silicon substrate 27. The silicon substrate having such a structure can be easily formed by using a technique such as wafer bonding. Next, SiO
The silicon substrate 27 is etched by using the second oxide film 28 as a stopper to thin the portion to be the exposure unit region 16. Further, the silicon layer 29 is dry-etched from the opposite direction to form the transmission region 17.

【0027】図2は、図1のマスクを利用したEPLの
概要を示す図である。電子銃から発射され、矩形の成形
アパーチャ1を通過した電子線7はステンシルマスク1
4の各露光単位領域16の露光範囲30に順次照射され
る。さらに、露光範囲30に形成された透過領域17を
通過した電子線7によりウエハ3が露光され、ウエハ3
上に1/4の縮小率でパターン4が縮小転写される。す
なわち、1ミリ四方の露光範囲30は、ウエハ3上の2
50μm四方の領域に対応する。
FIG. 2 is a diagram showing an outline of EPL using the mask of FIG. The electron beam 7 emitted from the electron gun and passing through the rectangular shaping aperture 1 is the stencil mask 1.
The exposure range 30 of each of the four exposure unit areas 16 is sequentially irradiated. Further, the wafer 3 is exposed by the electron beam 7 that has passed through the transmission area 17 formed in the exposure area 30,
The pattern 4 is reduced and transferred onto the top at a reduction ratio of 1/4. That is, the exposure range 30 of 1 mm square is 2 on the wafer 3.
It corresponds to a 50 μm square area.

【0028】図1に示すマスクによれば、梁構造領域は
鈍角のみからなる多角形であるため、角の部分に応力が
極度に集中することはない。したがって、亀裂などによ
るマスク寿命の低下を防ぐことができる。
According to the mask shown in FIG. 1, since the beam structure region is a polygon having only obtuse angles, stress is not extremely concentrated at the corners. Therefore, it is possible to prevent the life of the mask from being shortened due to cracks or the like.

【0029】実施の形態2.次に、本発明の第2のマス
クについての実施の形態を示す。図3は、実施の形態2
におけるステンシルマスク20を表す図である。図3
(A)はステンシルマスク20の平面図であり、梁構造
領域15を挟み込むように形成された応力緩和領域21
が示されている。図3(B)は、図3(A)の領域22
を拡大した図である。露光単位領域16には、パターン
形状に対応する種々の形状の透過領域17が、貫通孔と
して形成されている。さらに、露光単位領域16の周辺
には、露光単位領域16よりも変形しやすい構造の応力
緩和領域21が形成されている。本実施の形態では、こ
の応力緩和領域21は、露光単位領域16よりも面積が
大きい薄膜状の小領域が、露光単位領域16を支える梁
18bよりも細い梁18cによって周辺を支えられた構
造としている。但し、応力緩和領域の構造は、本実施の
形態に示す構造に限定されるものではなく、例えば薄膜
構造とする代わりに小領域全体を貫通孔とするなど、露
光単位領域16と比べて外力の影響を大きく受ける構造
であれば、どのような構造であってもよい。
Embodiment 2 Next, an embodiment of the second mask of the present invention will be shown. FIG. 3 shows the second embodiment.
It is a figure showing the stencil mask 20 in. Figure 3
FIG. 3A is a plan view of the stencil mask 20, showing a stress relaxation region 21 formed so as to sandwich the beam structure region 15.
It is shown. FIG. 3B shows the area 22 of FIG.
It is the figure which expanded. In the exposure unit area 16, transmission areas 17 having various shapes corresponding to the pattern shape are formed as through holes. Furthermore, a stress relaxation region 21 having a structure that is more easily deformed than the exposure unit region 16 is formed around the exposure unit region 16. In the present embodiment, the stress relaxation region 21 has a structure in which a thin film-like small region having a larger area than the exposure unit region 16 is supported by a beam 18c thinner than a beam 18b supporting the exposure unit region 16. There is. However, the structure of the stress relaxation region is not limited to the structure shown in the present embodiment, and for example, instead of the thin film structure, the entire small region is formed as a through hole. Any structure may be used as long as it is significantly affected.

【0030】マスクをこのような構造とすることによ
り、マスクに対し図3(A)の矢印23が示す向きに外
力が加わった場合に、応力緩和領域21により力が吸収
され、梁構造領域15を構成する露光単位領域16の変
形を防ぐことができる。なお、外力が加わる向きが決ま
っている場合には、本実施の形態のようにその力を吸収
するような位置にのみ応力緩和領域21を設ければよい
が、梁構造領域15を取り囲むように周辺全体に応力緩
和領域21を設けてもよいことはいうまでもない。
With such a structure of the mask, when an external force is applied to the mask in the direction shown by the arrow 23 in FIG. 3A, the force is absorbed by the stress relaxation region 21 and the beam structure region 15 is formed. It is possible to prevent the deformation of the exposure unit area 16 constituting the. In addition, when the direction in which the external force is applied is determined, the stress relaxation region 21 may be provided only at a position that absorbs the force as in the present embodiment, but the beam structure region 15 may be surrounded. It goes without saying that the stress relaxation region 21 may be provided over the entire periphery.

【0031】実施の形態3.次に、本発明の第3のマス
クについての実施の形態を示す。図4は、実施の形態3
におけるステンシルマスク24を表す図である。図4
(A)はステンシルマスク24の平面図であり、マスク
上に配置された長方形の梁構造領域15が示されてい
る。図4(B)は、図4(A)の領域25を拡大した図
である。露光単位領域16には、パターン形状に対応す
る種々の形状の透過領域17が、貫通孔として形成され
ている。この図に示すように、本実施の形態では、露光
単位領域16は、図のX方向については直線状に整列し
て配置されているが、Y方向には、千鳥状に、露光単位
領域16を構成する辺の1/2の長さ分だけ左右にずれ
て配置されている。なお、どの方向に関して千鳥状とす
るかは、マスクに加わる外力の方向に基づいて決定すれ
ばよい。
Embodiment 3 Next, an embodiment of the third mask of the present invention will be shown. FIG. 4 shows the third embodiment.
It is a figure showing the stencil mask 24 in. Figure 4
(A) is a plan view of the stencil mask 24, and shows a rectangular beam structure region 15 arranged on the mask. FIG. 4B is an enlarged view of the area 25 of FIG. In the exposure unit area 16, transmission areas 17 having various shapes corresponding to the pattern shape are formed as through holes. As shown in this figure, in the present embodiment, the exposure unit areas 16 are arranged linearly in the X direction of the figure, but in the Y direction, they are arranged in a staggered manner. Are arranged so as to be displaced to the left and right by a length corresponding to ½ of the side constituting the. It should be noted that which direction the zigzag shape is made may be determined based on the direction of the external force applied to the mask.

【0032】このように露光単位領域を千鳥状に配置し
た場合、図4(B)のX方向の梁18dは直線上に連続
して並ぶが、Y方向の梁18eは直線上に並ばず、左右
にずれて不連続に配置される。従来のように格子状に露
光単位領域を形成した場合には、このY方向の梁が一直
線上に並ぶため、マスクに対しX方向に外力が加わると
直線状の梁が大きく歪む場合がある。しかし、本実施の
形態のように千鳥状に配置した場合には、X方向の外力
に対する抵抗力が増し、露光単位領域16の変形を防止
することができる。
When the exposure unit areas are arranged in a zigzag manner in this way, the beams 18d in the X direction in FIG. 4B are arranged continuously on a straight line, but the beams 18e in the Y direction are not arranged on a straight line. It is shifted left and right and discontinuously arranged. When the exposure unit regions are formed in a grid pattern as in the conventional case, the beams in the Y direction are aligned on a straight line, and therefore when the external force is applied to the mask in the X direction, the linear beams may be largely distorted. However, when they are arranged in a staggered manner as in the present embodiment, the resistance to the external force in the X direction increases, and the exposure unit area 16 can be prevented from being deformed.

【0033】実施の形態4.次に、本発明の第4のマス
クについての実施の形態を示す。図5は、実施の形態4
における露光単位領域16の配置を示す図である。本実
施の形態では、露光単位領域16は六角形の薄膜構造を
しており、六角形の各辺を構成するように形成された梁
18fと、六角形を横切るように形成された梁18gと
により薄膜が支えられた構造となっている。この際、露
光単位領域を横切る梁18gは、隣接する露光単位領域
で、梁18gの向きが同じにならないよう、3通りの向
きの梁18gが配置されている。また、露光単位領域1
6には、パターン形状に対応する種々の形状の透過領域
17が、貫通孔として形成されている。
Embodiment 4 Next, an embodiment of the fourth mask of the present invention will be shown. FIG. 5 shows the fourth embodiment.
6 is a diagram showing the arrangement of exposure unit areas 16 in FIG. In the present embodiment, the exposure unit region 16 has a hexagonal thin film structure, and a beam 18f formed so as to configure each side of the hexagon and a beam 18g formed so as to cross the hexagon. Has a structure in which a thin film is supported. At this time, the beams 18g crossing the exposure unit area are arranged in three different directions so that the beams 18g do not have the same orientation in the adjacent exposure unit areas. Also, the exposure unit area 1
The transparent region 17 having various shapes corresponding to the pattern shape is formed as a through hole in the reference numeral 6.

【0034】この構造の特徴は、露光単位領域16を支
える梁のうち、同じ方向を向いている梁同士が必ず不連
続に配置されていることである。例えば梁18fと梁1
8iは方向が同じであるが、図の左右にずれて配置され
ており、不連続である。同様に、梁18gと梁18hも
また、方向は同じであるが、連続には配置されていな
い。このような配置とすることにより、マスクに外力が
加わった場合に、応力が分散され、露光単位領域の変形
を防止することができる。なお、本実施の形態の構造
は、一例にすぎず、同様に梁が種々の方向に、応力を分
散させるように形成された構造はすべて本発明の技術的
範囲に含まれる。例えば、梁18gや梁18hは設け
ず、正六角形の露光単位領域を隣接して配置した場合で
も、本発明の効果を得ることができる。
The feature of this structure is that, among the beams supporting the exposure unit region 16, the beams facing the same direction are always arranged discontinuously. For example, beam 18f and beam 1
8i has the same direction, but is arranged dislocated to the left and right in the drawing, and is discontinuous. Similarly, the beams 18g and 18h also have the same direction but are not continuously arranged. With such an arrangement, when an external force is applied to the mask, the stress is dispersed and the exposure unit area can be prevented from being deformed. Note that the structure of the present embodiment is merely an example, and similarly, any structure in which the beam is formed so as to disperse stress in various directions is included in the technical scope of the present invention. For example, the effects of the present invention can be obtained even when the regular hexagonal exposure unit regions are arranged adjacent to each other without providing the beams 18g and 18h.

【0035】ここで、上記各実施の形態として示したマ
スクはシリコンウエハを利用して作製されたステンシル
マスクであるが、本発明のマスクはステンシルマスクに
限定されずスカルペルタイプのマスクについても適用可
能である。
Although the mask shown in each of the above embodiments is a stencil mask manufactured by using a silicon wafer, the mask of the present invention is not limited to the stencil mask and can be applied to a scalpel type mask. Is.

【0036】実施の形態5.次に、本発明の半導体装置
について説明する。本発明の半導体装置は、基本的な構
成および製造工程は、従来の半導体装置の構成および製
造工程と変わるところはない。しかしながら、製造工程
でパターン転写を行う際に本発明のマスクを使用するた
め、パターン加工の精度がよく、従来の半導体装置に比
べて高い品質を保証することができる。また、マスク変
形の問題が生じないため、製造工程の歩留まりを改善す
ることができる。
Fifth Embodiment Next, a semiconductor device of the present invention will be described. The semiconductor device of the present invention has the same basic configuration and manufacturing process as those of the conventional semiconductor device. However, since the mask of the present invention is used when the pattern is transferred in the manufacturing process, the accuracy of the pattern processing is high, and higher quality can be guaranteed as compared with the conventional semiconductor device. Further, since the problem of mask deformation does not occur, the yield of the manufacturing process can be improved.

【0037】実施の形態6.次に、本発明の露光装置に
ついて説明する。本発明の露光装置に限らず、露光装置
には、パターンを転写する位置を正確に合わせるための
機構が備えられている。前述のように、電子線露光は、
部分的なパターンを順次転写してつなぎ合わせていくこ
とによってパターン全体を転写するため、マスク位置の
ずれは、パターン接合部のずれとなって現れてしまい、
歩留まりの低下につながるからである。
Embodiment 6 Next, an exposure apparatus of the present invention will be described. The exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus of the present invention, and the exposure apparatus is provided with a mechanism for accurately adjusting the position where the pattern is transferred. As mentioned above, electron beam exposure
Since the entire pattern is transferred by sequentially transferring and joining partial patterns, the displacement of the mask position appears as the displacement of the pattern bonding portion,
This is because the yield will be reduced.

【0038】そこで、本発明の露光装置では、前記実施
の形態1から4に示した各マスクに応じて、専用の位置
合わせ機構を設ける。第1に、マスク上の各マスクに適
した位置に、位置合わせのためのマーク(アラインメン
トマーク)を形成する。実施の形態1から3に示したマ
スクの場合には、例えば露光単位領域の対角2点にマー
クを形成する。また、実施の形態4に示した六角形の露
光単位領域を有するマスクの場合には、例えば図5に示
すマーク26のように六角形の頂点のうち3点にマーク
を形成する。但し、他のアラインメントマークの配置で
もよいことはいうまでもない。
Therefore, in the exposure apparatus of the present invention, a dedicated alignment mechanism is provided according to each of the masks shown in the first to fourth embodiments. First, a mark (alignment mark) for alignment is formed at a position suitable for each mask on the mask. In the case of the masks shown in the first to third embodiments, for example, marks are formed at two diagonal points of the exposure unit area. Further, in the case of the mask having the hexagonal exposure unit region shown in the fourth embodiment, marks are formed at three points of the hexagonal apex, for example, a mark 26 shown in FIG. However, it goes without saying that other alignment marks may be arranged.

【0039】アラインメントマーク検出による位置測定
は、例えばレーザー光をマスクに照射して、アラインメ
ントマークによって回折・散乱された光をセンサで検出
して測定するLSA(Laser Step Alignment)、画像認
識処理によってマスク上のアラインメントマークの位置
を検出するFIA(Field Image Alignment)など、公
知の方法により実施する。
The position measurement by detecting the alignment mark is performed, for example, by irradiating a mask with laser light and detecting light diffracted / scattered by the alignment mark by a sensor to measure the LSA (Laser Step Alignment). This is performed by a known method such as FIA (Field Image Alignment) for detecting the position of the upper alignment mark.

【0040】一方、測定結果に基づく位置合わせは、各
実施の形態におけるマスクの露光単位領域の配置に基づ
いてマスクあるいはウエハの移動方向を制御する制御プ
ログラムを露光装置に組み込む。位置合わせ時のマスク
の移動方向は、どのような順番でパターンを転写するか
にも依存し、種々の方法が考えられる。但し、本発明
は、それらの方法の中のいずれかに限定されるものでは
なく、広く前記いずれかのマスクを用いて露光を実施す
るために必要な位置合わせ機構を備えた、すべての露光
装置を含む。
On the other hand, for the alignment based on the measurement result, a control program for controlling the moving direction of the mask or the wafer based on the arrangement of the exposure unit regions of the mask in each embodiment is incorporated in the exposure apparatus. The moving direction of the mask at the time of alignment depends on the order in which the patterns are transferred, and various methods can be considered. However, the present invention is not limited to any of those methods, and all exposure apparatuses provided with a positioning mechanism necessary for widely performing exposure using any one of the masks described above. including.

【0041】なお、本発明のマスク、半導体装置および
露光装置は、上記説明のように、マスクの高速移動に伴
い発生する応力の問題を解決するための発明である。し
たがって、露光のための照射線の種類に依存することな
く、同様の問題が生じうるあらゆる露光に適用すること
ができることは、いうまでもない。
The mask, semiconductor device, and exposure apparatus of the present invention are inventions for solving the problem of stress generated by the high-speed movement of the mask as described above. Therefore, it goes without saying that the present invention can be applied to all types of exposure that may cause the same problem regardless of the type of irradiation line for exposure.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第1のマ
スクによれば、露光単位領域が配置された梁構造領域の
形状を鈍角のみからなる多角形とすることにより、マス
クに対して外力が加わった場合に、梁構造領域の直角あ
るいは鋭角の内角部分に応力が集中するのを防止するこ
とができる。これによりマスクの亀裂を防ぎ、マスク寿
命を延ばすことができる。
As described above, according to the first mask of the present invention, the shape of the beam structure region in which the exposure unit region is arranged is a polygon having only obtuse angles. When an external force is applied, it is possible to prevent stress from concentrating on the right-angled or acute-angled inner corner portions of the beam structure region. As a result, cracking of the mask can be prevented and the life of the mask can be extended.

【0043】また、本発明の第2のマスクによれば、露
光単位領域が配置された領域の周辺に設けられた応力緩
和領域によって外力が吸収されるため、露光単位領域ひ
いてはパターン形状の電子線透過領域が変形するのを防
止することができる。
Further, according to the second mask of the present invention, since the external force is absorbed by the stress relaxation region provided around the region where the exposure unit region is arranged, the exposure unit region and thus the electron beam of the pattern shape are absorbed. It is possible to prevent the transparent region from being deformed.

【0044】また、本発明の第3のマスクによれば、露
光単位領域を千鳥状に配置することにより、少なくとも
一方向の外力に対して、応力によるマスク変形を防ぐこ
とができる。
According to the third mask of the present invention, by disposing the exposure unit areas in a zigzag manner, it is possible to prevent the mask from being deformed by stress against an external force in at least one direction.

【0045】さらに、本発明の第4のマスクによれば、
露光単位領域を支える梁が、同じ方向に直線上に連続し
て並ばないように配置されているため、応力が分散さ
れ、応力集中によるマスクの変形を防ぐことができる。
Further, according to the fourth mask of the present invention,
Since the beams supporting the exposure unit regions are arranged so as not to be aligned in a straight line in the same direction, the stress is dispersed, and the deformation of the mask due to stress concentration can be prevented.

【0046】以上のように、本発明の各マスクを使用し
て半導体装置を製造した場合には、マスクの劣化、ある
いは変形により変形されたパターンが転写されてしまっ
て半導体装置の製造工程における歩留まりが低下するお
それは無いため、高精度な微細パターンを含む信頼性の
高い半導体装置を提供することができる。
As described above, when a semiconductor device is manufactured by using each of the masks of the present invention, the pattern deformed by the deterioration or deformation of the mask is transferred and the yield in the manufacturing process of the semiconductor device is increased. Since there is no risk of deterioration of the semiconductor device, it is possible to provide a highly reliable semiconductor device including a highly accurate fine pattern.

【0047】また、本発明の露光装置のように本発明の
マスクの構造に合わせた位置合わせ機構を備えた露光装
置を使用して、本発明のマスクを使用した露光を実施す
れば、半導体装置の製造過程において、パターンのずれ
が生じるといった問題の発生を防止することができ、高
信頼かつ高精度な半導体装置を効率よく提供することが
可能となる。
If an exposure apparatus having an alignment mechanism adapted to the structure of the mask of the present invention is used like the exposure apparatus of the present invention to perform exposure using the mask of the present invention, a semiconductor device is obtained. In the manufacturing process of (1), it is possible to prevent the occurrence of a problem such as pattern deviation, and it is possible to efficiently provide a highly reliable and highly accurate semiconductor device.

【0048】また、露光単位領域が梁によって支えられ
た薄膜構造である場合には、高精度なマスクを実現でき
る。また、薄膜構造は外部からの応力の影響を受け易い
ので、本発明の効果は特に大きい。
When the exposure unit area has a thin film structure supported by beams, a highly accurate mask can be realized. Further, since the thin film structure is easily affected by external stress, the effect of the present invention is particularly great.

【0049】また、本発明のマスクを利用する露光工程
を経て製造された半導体装置は、マスク変形によりパタ
ーン精度が低下することがないため、歩留まりがよく、
高い品質を提供することができる。
Further, the semiconductor device manufactured through the exposure process using the mask of the present invention has a good yield because the pattern accuracy does not deteriorate due to the deformation of the mask.
High quality can be provided.

【0050】さらに、本発明のマスクを使用して露光を
行う場合に、このマスク専用の位置合わせ機構を露光装
置に設ければ、正確な位置合わせを実現でき、部分パタ
ーン同士の接合部のずれがない高精度なパターン転写を
実施することが可能となる。
Further, when exposure is performed using the mask of the present invention, accurate alignment can be realized by providing the mask aligning mechanism dedicated to the mask in the exposure apparatus, and the misalignment of the joint between the partial patterns can be realized. It is possible to carry out a highly accurate pattern transfer without any error.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 実施の形態1におけるステンシルマスク(本
発明の第1のマスク)を表す図
FIG. 1 is a diagram showing a stencil mask (first mask of the present invention) according to a first embodiment.

【図2】 図1のマスクを利用したEPLの概要を示す
2 is a diagram showing an outline of an EPL using the mask of FIG.

【図3】 実施の形態2におけるステンシルマスク(本
発明の第2のマスク)を表す図
FIG. 3 is a diagram showing a stencil mask (second mask of the present invention) according to the second embodiment.

【図4】 実施の形態3におけるステンシルマスク(本
発明の第3のマスク)を表す図
FIG. 4 is a diagram showing a stencil mask (a third mask of the present invention) according to a third embodiment.

【図5】 実施の形態4におけるステンシルマスク(本
発明の第4のマスク)を表す図
FIG. 5 is a diagram showing a stencil mask (fourth mask of the present invention) according to a fourth embodiment.

【図6】 電子線露光の概要を示す図FIG. 6 is a diagram showing an outline of electron beam exposure.

【図7】 従来のEPL用ステンシルマスクを示す図FIG. 7 is a diagram showing a conventional stencil mask for EPL.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 成形アパーチャ、 2 ステンシルマスク、 3
ウエハ、 4 パターン、 5 部分一括開口部、 6
可変成形開口部、 7 電子線、 8 ステンシルマ
スク、 9 梁構造領域、 10 露光単位領域、 1
1 透過領域、12 梁、 13 四隅、 14 ステ
ンシルマスク、 15 梁構造領域、16 露光単位領
域、 17 透過領域、 18 梁、 19、22、2
5拡大領域、 20 ステンシルマスク、 21 応力
緩和領域、 23 矢印、24 ステンシルマスク、
26 マーク、 27、29 シリコン、 28酸化
膜、 30 露光範囲
1 shaping aperture, 2 stencil mask, 3
Wafer, 4 patterns, 5 partial batch openings, 6
Variable shaping opening, 7 electron beam, 8 stencil mask, 9 beam structure area, 10 exposure unit area, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 transparent area, 12 beams, 13 four corners, 14 stencil mask, 15 beam structure area, 16 exposure unit area, 17 transparent area, 18 beam, 19, 22, 2
5 enlarged area, 20 stencil mask, 21 stress relaxation area, 23 arrow, 24 stencil mask,
26 mark, 27, 29 silicon, 28 oxide film, 30 exposure range

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03F 9/00 H01L 21/30 541S ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI Theme Coat (Reference) G03F 9/00 H01L 21/30 541S

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の露光単位領域と、互いに隣接する
露光単位領域の境界部に形成された梁とを備えたパター
ン転写用のマスクであって、 隣接して配置された一群の露光単位領域が、前記マスク
上に鈍角のみからなる多角形の梁構造領域を構成するよ
うに配置されていることを特徴とするマスク。
1. A mask for pattern transfer, comprising a plurality of exposure unit regions and a beam formed at a boundary between exposure unit regions adjacent to each other, wherein a group of exposure unit regions arranged adjacent to each other. Is arranged on the mask so as to form a polygonal beam structure region having only obtuse angles.
【請求項2】 複数の露光単位領域と、互いに隣接する
露光単位領域の境界部に形成された梁とを備えたパター
ン転写用のマスクであって、 一群の露光単位領域が隣接して配置された領域の周辺
に、マスクの外部から当該マスクに加わる応力を緩和す
るための応力緩和領域を備えたことを特徴とするマス
ク。
2. A mask for pattern transfer, comprising a plurality of exposure unit regions and a beam formed at a boundary between adjacent exposure unit regions, wherein a group of exposure unit regions are arranged adjacent to each other. A mask having a stress relaxation region for relaxing stress applied to the mask from the outside of the mask around the region.
【請求項3】 前記応力緩和領域が、 複数の小領域と、 互いに隣接する小領域の境界部に形成された梁であっ
て、前記露光単位領域の境界部に形成された梁よりも細
い梁とを備えた梁構造領域であることを特徴とする請求
項2記載のマスク。
3. The beam, wherein the stress relaxation region is a beam formed at a boundary between a plurality of small regions and adjacent small regions, the beam being thinner than the beam formed at a boundary between the exposure unit regions. 3. The mask according to claim 2, which is a beam structure region provided with.
【請求項4】 複数の露光単位領域と、互いに隣接する
露光単位領域の境界部に形成された梁とを備えたパター
ン転写用のマスクであって、 前記露光単位領域が、所定の方向に対し千鳥状に配置さ
れていることを特徴とするマスク。
4. A mask for pattern transfer, comprising a plurality of exposure unit areas and a beam formed at a boundary between adjacent exposure unit areas, wherein the exposure unit areas are arranged in a predetermined direction. A mask characterized by being arranged in a staggered pattern.
【請求項5】 複数の露光単位領域と、互いに隣接する
露光単位領域の境界部に形成された梁とを備えたパター
ン転写用のマスクであって、 前記梁のうち方向が同じ梁が不連続に配置されているこ
とを特徴とするマスク。
5. A pattern transfer mask comprising a plurality of exposure unit regions and a beam formed at a boundary between adjacent exposure unit regions, wherein beams having the same direction are discontinuous. A mask characterized by being placed in.
【請求項6】 前記露光単位領域の形状が、鈍角の内角
のみからなるn角形(n>4)であることを特徴とする
請求項1から5のいずれかに記載のマスク。
6. The mask according to claim 1, wherein the shape of the exposure unit area is an n-sided polygon (n> 4) having only obtuse internal angles.
【請求項7】 前記露光単位領域が薄膜構造であること
を特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のマス
ク。
7. The mask according to claim 1, wherein the exposure unit area has a thin film structure.
【請求項8】 前記露光単位領域内にエネルギー線を透
過させる所定の形状の透過領域を有することを特徴とす
る請求項1から7のいずれかに記載のマスク。
8. The mask according to claim 1, wherein the exposure unit area has a transmission area having a predetermined shape for transmitting energy rays.
【請求項9】 請求項8記載のマスクに前記露光単位領
域ごとにエネルギー線を照射し、前記透過領域を通過し
たエネルギー線を所定のエネルギー感応基板にあてて、
前記所定の形状のパターンを当該エネルギー感応基板上
に転写する工程を経て製造された半導体装置。
9. The mask according to claim 8 is irradiated with energy rays for each of the exposure unit areas, and the energy rays passing through the transmission areas are applied to a predetermined energy sensitive substrate,
A semiconductor device manufactured through a step of transferring the pattern of the predetermined shape onto the energy sensitive substrate.
【請求項10】 請求項8記載のマスクに前記露光単位
領域ごとにエネルギー線を照射し、前記透過領域を通過
したエネルギー線を所定のエネルギー感応基板にあて
て、前記所定の形状のパターンを当該エネルギー感応基
板上に転写する露光装置であって、 前記エネルギー感応基板に対する前記マスクの位置を所
望の位置に合わせるための位置合わせ手段を備えたこと
を特徴とする露光装置。
10. The mask according to claim 8 is irradiated with energy rays in each of the exposure unit areas, and the energy rays that have passed through the transmission areas are applied to a predetermined energy sensitive substrate to form the pattern having the predetermined shape. An exposure apparatus for transferring onto an energy-sensitive substrate, comprising an alignment means for aligning the position of the mask with respect to the energy-sensitive substrate to a desired position.
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