JP2005327983A - Stencil mask, method for manufacturing same, and method for exposure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、電子線等の荷電粒子線を用いた露光に使用されるステンシルマスクおよびその製造方法、並びに露光方法に関する。 The present invention relates to a stencil mask used for exposure using a charged particle beam such as an electron beam, a manufacturing method thereof, and an exposure method.
2kVの電子線を光源とする等倍近接露光(LEEPL:low energy electron beam proximity projection lithography)技術では、貫通孔からなるマスクパターンが形成されたステンシルマスクが用いられる。ステンシルマスクには、加工精度を保ちつつ、電子線を遮蔽できるよう500nm〜1000nm程度のメンブレン(薄膜)が用いられている。典型的なメンブレン材料は、Siである。 2. Description of the Related Art In a low energy electron beam proximity projection lithography (LEEEP) technique using a 2 kV electron beam as a light source, a stencil mask having a mask pattern formed of through holes is used. As the stencil mask, a membrane (thin film) having a thickness of about 500 nm to 1000 nm is used so as to shield an electron beam while maintaining processing accuracy. A typical membrane material is Si.
LEEPL技術は、ライン系の層ではドーナツ問題やLSパターンの洗浄時の破損を防ぐため相補分割処理が必要となるが、ホール系の層に関してはその解像力の高さとマージンの広さで光リソグラフィに置き換えられる可能性がある。その場合に必須となるのが、光リソグラフィとのミックスアンドマッチ露光であり、光リソグラフィに合わせて2〜3cm角のマスク領域が必要となる。 The LEEPL technology requires complementary division processing to prevent donut problems and damage during LS pattern cleaning in line-type layers, but for hole-type layers, optical resolution is high due to its high resolution and wide margin. May be replaced. In this case, it is indispensable to mix and match exposure with optical lithography, and a mask area of 2 to 3 cm square is required in accordance with optical lithography.
1枚のメンブレンで2〜3cm角ものマスク領域を形成するにはメンブレンの内部応力を高くする必要がある。メンブレンの内部応力を高くすると、メンブレンに貫通孔からなるマスクパターンを形成する際の応力開放によりマスク歪が大きくなってしまう。マスク歪とは、マスクの面内におけるパターンの位置ずれである。 In order to form a 2 to 3 cm square mask region with a single membrane, it is necessary to increase the internal stress of the membrane. When the internal stress of the membrane is increased, the mask strain increases due to the release of stress when forming a mask pattern including through holes in the membrane. Mask distortion is a positional deviation of a pattern in the plane of the mask.
そこで、格子状の補強梁を設けたステンシルマスクが提案されている(特許文献1参照)。上記の特許文献1では、梁で区画することにより1つのメンブレンのサイズを1〜3mm程度とし、4つのマスク領域の梁の配置をずらしたステンシルマスクが開示されている。4つのマスク領域を重ね合わせて露光することにより、ウエハに所定の回路パターンが転写される。 Therefore, a stencil mask provided with a grid-like reinforcing beam has been proposed (see Patent Document 1). In the above-mentioned Patent Document 1, a stencil mask is disclosed in which the size of one membrane is about 1 to 3 mm by partitioning with beams, and the arrangement of the beams in the four mask regions is shifted. By overlaying and exposing the four mask areas, a predetermined circuit pattern is transferred to the wafer.
上記の特許文献1に記載のステンシルマスクの利点は、各メンブレンの領域の応力歪を小さくすることができる点にある。また、マスク歪を把握するためのマスク歪計測用マークを梁上に形成し、このマスク歪計測用マークを用いてマスク歪を補正する方法が開示されている(特許文献2参照)。 The advantage of the stencil mask described in Patent Document 1 is that the stress strain in each membrane region can be reduced. Further, there is disclosed a method of forming a mask distortion measurement mark for grasping mask distortion on a beam and correcting the mask distortion using the mask distortion measurement mark (see Patent Document 2).
しかしながら、上記の特許文献1に記載のステンシルマスクを採用した場合、ステンシルマスクに形成された4つのマスク領域を一度で走査する場合には、電子線の走査範囲は縦横ともにダイの2倍以上となる。特許文献1で開示されている等倍近接露光技術において、電子線の走査範囲が大きくなると、平行電子線を維持しつつ、高精度にビーム走査することが難しくなる。また、4つのマスク領域の重ね合わせ精度を向上させる必要もある。 However, when the stencil mask described in Patent Document 1 is employed, when scanning four mask regions formed on the stencil mask at a time, the scanning range of the electron beam is at least twice that of the die in both the vertical and horizontal directions. Become. In the same-magnification proximity exposure technique disclosed in Patent Document 1, when the scanning range of an electron beam is increased, it becomes difficult to perform beam scanning with high accuracy while maintaining a parallel electron beam. It is also necessary to improve the overlay accuracy of the four mask areas.
そこで、近年、梁のない1つのメンブレンのみをもつステンシルマスク(一括メンブレン型ステンシルマスク)が再び注目を集めている。上述したように、1つのメンブレンサイズを大きくするとマスク歪が増大することがわかっていることから、メンブレンサイズが最大となる一括メンブレン型ステンシルマスクにおいて、どのようにマスク歪を把握するかが重要となる。
しかしながら1つのメンブレンでは、梁が存在しないため、梁上にマスク歪計測用マークを配置することができないことから、メンブレン領域内にマスク歪計測用マークを配置する必要がある。従って、マスク歪計測用マークをメンブレン領域にマスクパターンと同様に貫通孔により形成した場合には、マスク歪計測用マークがウエハに転写されてしまい、ウエハでのデバイスパターンを配置する実行面積が小さくなってしまい、かつ、マスク歪計測用マークの貫通孔自身で新たな応力歪が発生してしまうという問題がある。 However, since there is no beam in one membrane, the mask strain measurement mark cannot be placed on the beam, and therefore it is necessary to place the mask strain measurement mark in the membrane region. Therefore, when the mask distortion measurement mark is formed in the membrane area by a through hole in the same manner as the mask pattern, the mask distortion measurement mark is transferred to the wafer, and the execution area for placing the device pattern on the wafer is small. In addition, there is a problem that a new stress strain is generated in the through hole of the mask strain measurement mark itself.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被露光体に転写することを防止することができ、かつマーク自身で発生する応力歪を抑えることができるマスク歪計測用マークを備えたステンシルマスクおよびその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to measure mask distortion that can prevent transfer to an object to be exposed and suppress stress distortion generated in the mark itself. An object of the present invention is to provide a stencil mask provided with a mark and a manufacturing method thereof.
本発明の他の目的は、マスク歪計測用マークの計測結果に基づいてマスク歪を相殺するようにして被露光体に正確にマスクパターンを転写し、かつ、マスク歪計測用マークが被露光体に転写されることを防止することができる露光方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to accurately transfer a mask pattern to an exposure object so as to cancel the mask distortion based on the measurement result of the mask distortion measurement mark, and the mask distortion measurement mark is transferred to the exposure object. It is an object of the present invention to provide an exposure method capable of preventing transfer to a film.
上記の目的を達成するため、本発明のステンシルマスクは、荷電粒子線遮蔽膜と、前記荷電粒子線遮蔽膜に形成された貫通孔からなり、被露光体に転写されるマスクパターンと、前記荷電粒子線遮蔽膜に荷電粒子線を遮蔽し得る膜厚を残して形成された、段差からなるマスク歪計測用マークとを有する。 In order to achieve the above object, the stencil mask of the present invention comprises a charged particle beam shielding film, a through-hole formed in the charged particle beam shielding film, a mask pattern transferred to an object to be exposed, and the charge And a mask strain measurement mark formed of a step formed by leaving a film thickness capable of shielding charged particle beams on the particle beam shielding film.
上記の本発明のステンシルマスクでは、荷電粒子線を遮蔽し得る膜厚を残して形成された段差からなるマスク歪計測用マークを備えることから、マスク歪計測用マークの箇所において荷電粒子線は遮蔽され、マスク歪計測用マークは被露光体に転写されない。
また、マスク歪計測用マークの形成箇所には荷電粒子線を遮蔽し得る膜厚の荷電粒子線遮蔽膜が残っていることから、マスク歪計測用マークの形成により発生する応力歪が抑制される。
The stencil mask of the present invention includes a mask strain measurement mark having a step formed to leave a film thickness capable of shielding the charged particle beam, so that the charged particle beam is shielded at the mask strain measurement mark. Thus, the mask distortion measurement mark is not transferred to the object to be exposed.
Further, since the charged particle beam shielding film having a thickness capable of shielding the charged particle beam remains at the formation position of the mask strain measurement mark, the stress strain generated by the formation of the mask strain measurement mark is suppressed. .
上記の目的を達成するため、本発明のステンシルマスクの製造方法は、荷電粒子線を遮蔽し得る膜厚を残すように、荷電粒子線遮蔽膜を途中の深さまでエッチングして、段差からなるマスク歪計測用マークを形成する工程と、前記荷電粒子線遮蔽膜を貫通するまでエッチングして、被露光体に転写すべき貫通孔からなるマスクパターンを形成する工程とを有する。 In order to achieve the above object, the method for manufacturing a stencil mask of the present invention is a mask comprising steps by etching a charged particle beam shielding film to a halfway depth so as to leave a film thickness capable of shielding the charged particle beam. A step of forming a strain measurement mark, and a step of etching until penetrating the charged particle beam shielding film to form a mask pattern including a through-hole to be transferred to the object to be exposed.
上記の本発明のステンシルマスクの製造方法では、マスクパターンを形成する工程の前に、マスク歪計測用マークの形成のためのエッチング工程を追加するのみで、マスク歪計測用マークを備えたステンシルマスクが製造される。 In the stencil mask manufacturing method of the present invention described above, the stencil mask provided with the mask strain measurement mark is simply added to the mask strain measurement mark forming step before the mask pattern forming step. Is manufactured.
上記の目的を達成するため、本発明の露光方法は、被露光体に転写すべき貫通孔からなるマスクパターンと、荷電粒子線を遮蔽し得る膜厚を残した段差からなるマスク歪計測用マークとが荷電粒子線遮蔽膜に形成されたステンシルマスクを用意する工程と、前記ステンシルマスクの前記マスク歪計測用マークの位置を測定する工程と、前記マスク歪計測用マークの位置測定結果に基づいて、前記ステンシルマスクの前記マスクパターンの転写位置を補正して、前記被露光体を露光する工程とを有する。 In order to achieve the above object, the exposure method of the present invention comprises a mask pattern for mask distortion measurement comprising a mask pattern consisting of a through-hole to be transferred to an object to be exposed and a step leaving a film thickness capable of shielding charged particle beams. And a step of preparing a stencil mask formed on a charged particle beam shielding film, a step of measuring a position of the mask strain measurement mark of the stencil mask, and a position measurement result of the mask strain measurement mark And a step of correcting the transfer position of the mask pattern of the stencil mask and exposing the object to be exposed.
上記の本発明の露光方法では、マスク歪計測用マークの位置測定結果に基づいて、ステンシルマスクのマスクパターンの転写位置を補正して、被露光体を露光することにより、被露光体に正確にマスクパターンが転写される。マスク歪計測用マークの箇所には、荷電粒子線を遮蔽し得る膜厚を残していることから、マスク歪計測用マークが被露光体に転写されることもない。 In the above-described exposure method of the present invention, the exposure position of the stencil mask is corrected by correcting the transfer position of the mask pattern of the stencil mask based on the position measurement result of the mask distortion measurement mark, so that the exposure object is accurately exposed. The mask pattern is transferred. Since the film thickness that can shield the charged particle beam remains at the mask strain measurement mark, the mask strain measurement mark is not transferred to the object to be exposed.
本発明のステンシルマスクおよびその製造方法によれば、被露光体に転写することを防止することができ、かつマーク自身で発生する応力歪を抑えることができるマスク歪計測用マークを備えたステンシルマスクを実現できる。
また、本発明の露光方法によれば、マスク歪計測用マークの計測結果に基づいてマスク歪を相殺するようにして被露光体に正確にマスクパターンを転写することができ、かつ、マスク歪計測用マークが被露光体に転写されることを防止することができる。
According to the stencil mask and the manufacturing method thereof of the present invention, a stencil mask provided with a mask distortion measurement mark that can prevent transfer to an object to be exposed and can suppress stress distortion generated in the mark itself. Can be realized.
Further, according to the exposure method of the present invention, the mask pattern can be accurately transferred to the exposure object so as to cancel the mask distortion based on the measurement result of the mask distortion measurement mark, and the mask distortion measurement. The transfer mark can be prevented from being transferred to the object to be exposed.
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、梁のない1つのメンブレンのみをもつステンシルマスク(以下、一括メンブレン型ステンシルマスクと称する)を例に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, a stencil mask having only one membrane without a beam (hereinafter referred to as a collective membrane type stencil mask) will be described as an example.
図1(a)は本実施形態に係るステンシルマスクの概略平面図であり、図1(b)はステンシルマスクの模式断面図であり、図1(c)はマスク歪計測用マークの平面図である。 1A is a schematic plan view of a stencil mask according to the present embodiment, FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of the stencil mask, and FIG. 1C is a plan view of a mark for mask distortion measurement. is there.
図1(a)に示すように、本実施形態に係るステンシルマスク1は、支持枠2で囲まれた中央領域に、メンブレン(荷電粒子線遮蔽膜)3が張られて構成されている。本実施形態では、荷電粒子線遮蔽膜3上には梁が存在しない。上記の荷電粒子線遮蔽膜3の領域は、光リソグラフィとのミックスアンドマッチ露光を考慮して、例えば2〜3nm角のサイズである。
As shown in FIG. 1A, the stencil mask 1 according to this embodiment is configured such that a membrane (charged particle beam shielding film) 3 is stretched in a central region surrounded by a
図1(b)に示すように、荷電粒子線遮蔽膜3は、支持枠2と比べて厚さが薄い。ステンシルマスク1は、例えば、シリコン層と、酸化シリコン膜と、シリコン基板の積層構造からなるSOI基板を用いて製造される。この場合には、荷電粒子線遮蔽膜3はシリコン層により構成され、支持枠はシリコン層、酸化シリコン膜、およびシリコン基板の積層構造により構成される。荷電粒子線遮蔽膜3の膜厚は、例えば500nm〜1000nm程度であり、支持枠の膜厚は用いるSOI基板の膜厚、例えば725μm程度である。
As shown in FIG. 1B, the charged particle
荷電粒子線遮蔽膜3には、ウエハ等の被露光体に転写させるマスクパターン5が貫通孔により形成されている。マスクパターン5は、例えばウエハに転写するホール系のパターンが相補分割されずに等倍で形成されたパターンである。
On the charged particle
荷電粒子線遮蔽膜3には、マスク歪を計測するためのマスク歪計測用マーク4が形成されている。マスク歪計測用マーク4はマスクパターン5と異なり貫通孔でなく、荷電粒子線を遮蔽し得る膜厚を残して形成された段差からなる。荷電粒子線として、2keVの電子線を用いる場合には、例えば、マスク歪計測用マーク4は、300nm以上の膜厚を残して形成される。また、光学式の絶対位置精度測定器では、荷電粒子線遮蔽膜3に形成された段差によりマスク歪計測用マーク4のエッジを検出するため、例えば、50nm以上の段差、すなわち50nm以上彫り込まれていることが好ましい。
On the charged particle
図1(c)に示すように、マスク歪計測用マーク4は、例えば、長さLが80μm、幅Wが10μmの2本の帯状パターンを十字に組み合わせた十字型マークにより構成される。マスクパターン5は、例えば70nm程度の大きさであることから、マスク歪計測用マーク4は、マスクパターン5に比べて大きい。マスク歪計測用マーク4の位置を正確に検出するため、マスク歪計測用マーク4の領域、例えば図中点線で囲まれたL×Lのサイズの領域には、マスクパターン5を配置しないことが好ましい。すなわち、マスク歪計測用マーク4は、荷電粒子線遮蔽膜3におけるマスクパターン5の空き領域に配置する。
As shown in FIG. 1C, the mask
次に、上記の本実施形態に係るステンシルマスクの製造方法について、図2を参照して説明する。図2は、ステンシルマスクの製造における工程断面図である。 Next, a method for manufacturing the stencil mask according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a process cross-sectional view in manufacturing a stencil mask.
まず、図2(a)に示すような、周囲に支持枠2が形成され、中央部に荷電粒子線遮蔽膜3が形成されたマスクブランクスを用意する。このようなマスクブランクスは、例えば8インチのSOI基板を用いて作製される。荷電粒子線遮蔽膜3となるシリコン層の厚みは500nm〜1000nm、例えば700nmとする。SOI基板のシリコン層にイオン注入、アニール処理を行うことによりシリコン層の応力を調整した後、シリコン基板側に中央部を開口するエッチングマスクを形成し、当該エッチングマスクを用いて、SOI基板の中央部のシリコン基板と酸化シリコン膜を除去することにより、マスクブランクスを作製する。
First, as shown in FIG. 2A, a mask blank is prepared in which a
次に、図2(b)に示すように、上記のマスクブランクスの荷電粒子線遮蔽膜3に電子線レジストを塗布し、電子線直接描画および現像により、マスク歪計測用マークの形成箇所にパターン開口をもつレジスト膜6を形成する。形成するマークの個数は、計測に許される時間に依存するが、例えば、荷電粒子線遮蔽膜3の領域内に12×12個のマークを形成する。この際に、後に形成するマスクパターンとマスク歪計測用マークの干渉は避けるようにマークを配置する必要がある。
Next, as shown in FIG. 2 (b), an electron beam resist is applied to the charged particle
次に、図2(c)に示すように、レジスト膜6をエッチングマスクとして、荷電粒子線遮蔽膜3をライトエッチングする。ライトエッチングでは、荷電粒子線遮蔽膜3を貫通するまでエッチングしないようにエッチング時間を制御する。当該ライトエッチングは、例えばドライエッチングを採用し、塩素系ガスを用いる。これにより、荷電粒子線遮蔽膜3の途中の深さまで彫り込まれた段差よりなるマスク歪計測用マーク4が形成される。このときの段差は、光学式のマーク計測器(絶対位置精度測定器)で検出できる量であれば良く実験的に求めればよいが、例えば200nmの段差を形成する。エッチング後、アッシングおよび洗浄によりレジスト膜6を除去する。
Next, as shown in FIG. 2C, the charged particle
次に、図2(d)に示すように、荷電粒子線遮蔽膜3に新たな電子線レジストを塗布し、電子線直接描画および現像により、マスクパターンの形成領域にパターン開口をもつレジスト膜7を形成する。
Next, as shown in FIG. 2 (d), a new electron beam resist is applied to the charged particle
次に、図2(e)に示すように、レジスト膜7をエッチングマスクとして、荷電粒子線遮蔽膜3を貫通するまでドライエッチングする。当該ドライエッチングは、例えば塩素系ガスを用いる。これにより、貫通孔からなるマスクパターン5が形成される。
Next, as shown in FIG. 2E, dry etching is performed using the resist
以上の工程としては、アッシングおよび洗浄によりレジスト膜7を除去することにより、図1に示すステンシルマスク1が作製される。
As the above process, the stencil mask 1 shown in FIG. 1 is produced by removing the resist
ステンシルマスク1が作製された後、ステンシルマスク1に形成されたマスク歪計測用マーク4を光学式の絶対位置精度測定器で計測する。光学式の絶対位置精度測定器として、例えばLEICA社のIPROを用いる。
After the stencil mask 1 is manufactured, the mask
図3は、ステンシルマスク1のマスク歪計測用マーク4の位置測定結果の一例を示す図である。図3は、荷電粒子線遮蔽膜3に配置された12×12個のマスク歪計測用マーク4の位置を測定した結果である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a position measurement result of the mask
図3に示すように、理想的にはマスク歪計測用マーク4の位置は点線で示す理想格子となるが、実際のステンシルマスク1では、マスクパターン5の形成による荷電粒子線遮蔽膜3の応力開放によりマスク歪計測用マーク4の位置が理想格子からずれて、歪んでいることがわかる。マスク歪計測用マーク4の位置ずれに基づいて、周囲のマスクパターン5の位置ずれを線形補間等して求める。
As shown in FIG. 3, the position of the mask
マスク歪が計測されたステンシルマスク1は、露光装置にセットされて、露光に使用される。 The stencil mask 1 whose mask distortion has been measured is set in an exposure apparatus and used for exposure.
図4は、本実施形態に係る露光方法を実施する露光装置の概略構成図である。図4に示す露光装置は、LEEPL技術に適用される露光装置である。 FIG. 4 is a schematic block diagram of an exposure apparatus that performs the exposure method according to the present embodiment. The exposure apparatus shown in FIG. 4 is an exposure apparatus applied to the LEEPL technology.
図4に示す露光装置は、荷電粒子線として電子線EBを出射する電子銃101と、電子線EBを平行化するコンデンサレンズ102と、電子線EBを制限するアパーチャ103と、電子線EBをラスターまたはベクトル走査モードにいずれかでかつステンシルマスク1に垂直に入射するように偏向させる一対の主偏向器104a,104bと、ウエハ等の被露光体10へのマスクパターンの転写位置を補正すべく電子線EBのステンシルマスク1への入射角を調製する副偏向器105a,105bとを有する。
The exposure apparatus shown in FIG. 4 includes an
図4に示す露光装置においては、2kV程度の低加速電子が用いられる。図4においてステンシルマスク1の貫通孔からなるマスクパターン5を通過した電子線EBにより、被露光体10の図示しないレジストが露光される。図4に示す露光装置では、等倍露光を採用しており、ステンシルマスク1と被露光体10は近接して配置される。
In the exposure apparatus shown in FIG. 4, low acceleration electrons of about 2 kV are used. In FIG. 4, a resist (not shown) of the object to be exposed 10 is exposed by the electron beam EB that has passed through the
データ処理手段107は、入力されたマスク歪データDに基づいて補正データを作成し、当該補正データを制御手段106に出力する。すなわち、データ処理手段107は、マスク歪計測用マーク4の設計値からのずれ量に基づいて、周囲のマスクパターンのずれ量を線形補間等して求める。そして、例えば、マスクパターンの位置ずれ量の負の値を補正量とし、ステンシルマスク1の座標毎に補正量を規定する補正マップからなる補正データを作成する。
The
制御手段106は、装置全体の動作を制御する。例えば、主偏向器104a,104bを制御して電子線EBをステンシルマスク1上で走査させ、ステンシルマスク1のパターンを被露光体10に転写する。この露光時において、データ処理手段107からステンシルマスク1上の座標毎に補正値が規定された補正データを読み込み、副偏向器105a,105bを制御して電子線EBを僅かに偏向させることにより、正確な位置から変位しているステンシルマスク1のマスクパターン5を、被露光体10上の正しい位置に補正して転写する。図4に示すように、照射角度の制御により、電子線EBの被露光体10への照射位置をΔだけ移動させることができる。
The control means 106 controls the operation of the entire apparatus. For example, the
以上のようにして、照射角度を制御しながら、電子線EBを照射することにより、ステンシルマスク1に形成されたマスクパターン5の位置の誤差を打ち消して、設計位置に対して忠実な位置に、マスクパターンを転写する。
As described above, by irradiating the electron beam EB while controlling the irradiation angle, the position error of the
ステンシルマスク1における荷電粒子線遮蔽膜3の全面に電子線EBが走査されるが、マスク歪計測用マーク4の箇所は厚さが300nm以上の荷電粒子線遮蔽膜3が残っており、電子線を十分に遮蔽することができるため、被露光体10にはマスク歪計測用マーク4は転写されない。
The electron beam EB is scanned over the entire surface of the charged particle
本実施形態に係るステンシルマスク1および露光方法は、半導体装置の製造における露光工程において好適に使用される。図5は、半導体装置の製造における工程断面図である。 The stencil mask 1 and the exposure method according to the present embodiment are suitably used in an exposure process in manufacturing a semiconductor device. FIG. 5 is a process cross-sectional view in the manufacture of a semiconductor device.
半導体装置の製造においては、図5(a)に示すように、例えば、シリコンからなる基板11上にポリシリコンや酸化シリコン等の被加工層12が形成され、被加工層12上に電子線レジストからなるレジスト膜13が形成された被露光体10が用いられる。
In the manufacture of a semiconductor device, as shown in FIG. 5A, for example, a
図5(a)に示すように、上記の被露光体10に対して、ステンシルマスク1を用いて露光を行う。荷電粒子線遮蔽膜3上での電子線EBの走査において、荷電粒子線遮蔽膜3の位置毎に電子線EBの入射角が調整される。例えば、マスクパターン5a,5bが設計通りの位置に形成されていればマスクパターン5a,5bの位置では被露光体10に垂直に電子線EB1,EB2が照射される。また、マスクパターン5cが設計値からずれている場合には、ずれ量だけ補正して転写されるように入射角を調整した電子線EB3が照射される。マスク歪計測用マーク4上にも電子線EB4が照射されるが、マスク歪計測用マーク4における電子線EB4の通過は阻止される。これにより、荷電粒子線遮蔽膜3に形成されたマスクパターン5を通過した電子線EBにより被露光体10のレジスト膜13が露光される。
As shown in FIG. 5A, the
次に、図5(b)に示すように、レジスト膜13を現像することにより、例えばレジスト膜13がポジ型であれば電子線照射部分が除去されて、レジスト膜13にパターンが形成される。
Next, as shown in FIG. 5B, by developing the resist
次に、図5(c)に示すように、レジスト膜13をマスクとして被加工層12をエッチングすることにより、被加工層12がパターン加工されて、回路パターンが形成される。回路パターンとしては、例えばコンタクトホールパターンがある。
Next, as shown in FIG. 5C, the processed
その後、図5(d)に示すように、レジスト膜13を除去することにより、被加工層12のパターン加工が終了する。
Thereafter, as shown in FIG. 5D, the resist
半導体装置の製造においては、上層をさらに堆積させて、図5(a)〜図5(d)と同様の工程を繰り返すことにより、集積回路が形成される。この場合に、全ての層の加工に電子線露光を用いても、ホール等のクリティカルな層のみを本実施形態に係る電子線露光方法を用いて加工して、他の層を光露光を用いて加工するといった、ミックスアンドマッチ露光を用いても良い。 In the manufacture of a semiconductor device, an upper layer is further deposited, and an integrated circuit is formed by repeating the same steps as in FIGS. 5A to 5D. In this case, even if electron beam exposure is used for processing of all layers, only critical layers such as holes are processed using the electron beam exposure method according to this embodiment, and other layers are used by light exposure. Mix and match exposure such as processing may be used.
以上説明したように、本実施形態に係るステンシルマスクは、貫通孔でなく段差からなるマスク歪計測用マーク4を備えることから、マスク歪計測用マーク4の箇所において電子線を遮蔽することができ、マスク歪計測用マーク4は被露光体10に転写されることがない。
As described above, the stencil mask according to the present embodiment includes the mask
また、貫通孔でなく電子線を遮蔽し得る膜厚を残してマスク歪計測用マーク4が形成されていることから、荷電粒子線遮蔽膜3へのマスク歪計測用マーク4の形成により発生する応力歪を抑制することができる。
Further, since the mask
本実施形態に係るステンシルマスクの製造方法は、マスク歪計測用マーク4の形成のためのリソグラフィ工程を別に追加するのみで上記のステンシルマスクを製造することができるため、コストおよびスループットの面でも実用的なものとなる。
The method for manufacturing a stencil mask according to the present embodiment is practical in terms of cost and throughput because the stencil mask can be manufactured only by adding a lithography process for forming the mask
上記のステンシルマスクを用いた露光方法では、ステンシルマスクに形成されたマスク歪計測用マークの計測結果に基づいて、マスク歪を相殺するようにして被露光体に正確にマスクパターンを転写することができる。また、マスク歪計測用マークが被露光体に転写されることもない。 In the exposure method using the stencil mask, the mask pattern can be accurately transferred to the exposure object so as to cancel out the mask distortion based on the measurement result of the mask distortion measurement mark formed on the stencil mask. it can. Further, the mask distortion measurement mark is not transferred to the object to be exposed.
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
例えば、本実施形態では、梁のない1つのメンブレンのみをもつステンシルマスクを例に説明したが、梁が形成されたステンシルマスクにおいて梁以外のメンブレン領域にマスク歪計測用マーク4を形成する場合にも適用可能である。
The present invention is not limited to the description of the above embodiment.
For example, in the present embodiment, a stencil mask having only one membrane without a beam has been described as an example. Is also applicable.
また、本実施形態では荷電粒子線として電子線を用いる例について説明したが、イオンビームを採用することも可能である。また、本実施形態では、ステンシルマスクを使用する露光装置の例として電子線等倍露光装置について説明したが、電子線縮小投影露光装置に使用することもできる。さらに、本実施形態で説明した材料や数値は一例であり、これに限定されるものではない。
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。
In this embodiment, an example in which an electron beam is used as a charged particle beam has been described. However, an ion beam can also be employed. In the present embodiment, the electron beam equal-magnification exposure apparatus has been described as an example of an exposure apparatus that uses a stencil mask, but it can also be used in an electron beam reduced projection exposure apparatus. Furthermore, the materials and numerical values described in the present embodiment are examples, and the present invention is not limited to these.
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1…ステンシルマスク、2…支持枠、3…荷電粒子線遮蔽膜、4…マスク歪計測用マーク、5…マスクパターン、6…レジスト膜、7…レジスト膜、10…被露光体、11…基板、12…被加工層、13…レジスト膜、101…電子銃、102…コンデンサレンズ、103…アパーチャ、104a,104b…主偏向器、105a,105b…副偏向器、106…制御手段、107…データ処理手段、D…マスク歪データ、EB…電子線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stencil mask, 2 ... Support frame, 3 ... Charged particle beam shielding film, 4 ... Mask distortion measurement mark, 5 ... Mask pattern, 6 ... Resist film, 7 ... Resist film, 10 ... Exposed body, 11 ... Substrate , 12 ... layer to be processed, 13 ... resist film, 101 ... electron gun, 102 ... condenser lens, 103 ... aperture, 104a, 104b ... main deflector, 105a, 105b ... sub deflector, 106 ... control means, 107 ... data Processing means, D ... mask distortion data, EB ... electron beam
Claims (8)
前記荷電粒子線遮蔽膜に形成された貫通孔からなり、被露光体に転写されるマスクパターンと、
前記荷電粒子線遮蔽膜に荷電粒子線を遮蔽し得る膜厚を残して形成された、段差からなるマスク歪計測用マークと
を有するステンシルマスク。 A charged particle beam shielding film;
A mask pattern consisting of a through-hole formed in the charged particle beam shielding film and transferred to an object to be exposed;
A stencil mask having a mask distortion measuring mark made of a step formed by leaving a film thickness capable of shielding a charged particle beam on the charged particle beam shielding film.
請求項1記載のステンシルマスク。 The stencil mask according to claim 1, wherein the mask distortion measurement mark is formed with a step having a size that can be detected optically.
請求項1記載のステンシルマスク。 The stencil mask according to claim 1, further comprising a support frame that supports the charged particle beam shielding film, wherein one of the charged particle beam shielding films is stretched in the support frame.
前記荷電粒子線遮蔽膜を貫通するまでエッチングして、被露光体に転写すべき貫通孔からなるマスクパターンを形成する工程と
を有するステンシルマスクの製造方法。 Etching the charged particle beam shielding film to an intermediate depth so as to leave a film thickness capable of shielding the charged particle beam, and forming a mask strain measurement mark consisting of a step; and
Etching until penetrating the charged particle beam shielding film to form a mask pattern comprising through-holes to be transferred to the object to be exposed. A method for producing a stencil mask.
請求項4記載のステンシルマスクの製造方法。 The stencil mask manufacturing method according to claim 4, wherein in the step of forming the mask strain measurement mark, the mask strain measurement mark having a level difference that can be detected optically is formed.
前記ステンシルマスクの前記マスク歪計測用マークの位置を測定する工程と、
前記マスク歪計測用マークの位置測定結果に基づいて、前記ステンシルマスクの前記マスクパターンの転写位置を補正して、前記被露光体を露光する工程と
を有する露光方法。 A stencil mask with a mask pattern consisting of through-holes to be transferred to an object to be exposed and a mask strain measurement mark consisting of a step leaving a film thickness that can shield charged particle beams is prepared on the charged particle beam shielding film. And a process of
Measuring the position of the mask distortion measurement mark of the stencil mask;
And exposing the object to be exposed by correcting a transfer position of the mask pattern of the stencil mask based on a position measurement result of the mask distortion measurement mark.
請求項6記載の露光方法。 The exposure method according to claim 6, further comprising a support frame that supports the charged particle beam shielding film, wherein the stencil mask configured with one charged particle beam shielding film stretched in the support frame is used.
請求項6記載の露光方法。
The exposure method according to claim 6, wherein in the step of exposing the object to be exposed, a transfer position of the mask pattern of the stencil mask is corrected by adjusting an incident angle of the charged particle beam to the stencil mask.
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JP2004146328A JP2005327983A (en) | 2004-05-17 | 2004-05-17 | Stencil mask, method for manufacturing same, and method for exposure |
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