JPH1020481A - Mask set for charged beam exposure and charged beam exposure method - Google Patents

Mask set for charged beam exposure and charged beam exposure method

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JPH1020481A
JPH1020481A JP17500496A JP17500496A JPH1020481A JP H1020481 A JPH1020481 A JP H1020481A JP 17500496 A JP17500496 A JP 17500496A JP 17500496 A JP17500496 A JP 17500496A JP H1020481 A JPH1020481 A JP H1020481A
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JP
Japan
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mask
charged beam
masks
beam exposure
sample
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JP17500496A
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Japanese (ja)
Inventor
Shohei Suzuki
正平 鈴木
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mask set for charged beam exposure and a charged beam exposure method capable of transferring patterns and improving throughput by using a smaller wafer. SOLUTION: Masks 11, 12 for constituting the mask set by dividing mask patterns to plural divided patterns and forming these patterns on respectively different samples are manufactured. At the time of exposure, the masks 11, 12 are placed on the stage 4 of the charged beam exposure device and while the stage 4 is successively moved, the patterns formed in the plural regions 2a to 2h of the masks 11, 12 are successively exposed and transferred onto the samples. The masks 11, 12 may be arranged on the stage 4 along the continuous movement direction.

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、半導体集積回路等
のリソグラフィーに用いられる荷電ビーム露光装置にお
ける荷電ビーム露光用マスクセットおよび荷電ビーム露
光方法に関する。
The present invention relates to a charged beam exposure mask set and a charged beam exposure method in a charged beam exposure apparatus used for lithography of semiconductor integrated circuits and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、LSI製造におけるリソグラフィ
ーでは、露光の高解像度と高スループットの両方を兼ね
備える荷電ビーム露光装置の検討が進められている。従
来、この種の露光装置では、1チップまたは複数のチッ
プのパターンを一度に露光する一括転写方式が用いられ
ている。しかし、一括転写方式では、転写のための原版
となるマスクの製作が難しいことや、光学フィールドが
1チップ以上の大きさを有するために収差を要求精度内
に抑えるのが難しいという欠点がある。
2. Description of the Related Art In recent years, in lithography in LSI manufacturing, a charged beam exposure apparatus having both high resolution and high throughput of exposure has been studied. Conventionally, in this type of exposure apparatus, a batch transfer method for exposing a pattern of one chip or a plurality of chips at a time is used. However, the batch transfer method has drawbacks in that it is difficult to manufacture a mask serving as a master for transfer, and it is difficult to suppress aberration to within required accuracy because the optical field has a size of one chip or more.

【0003】そのため、最近では、分割転写方式と呼ば
れる露光方式が提案されている。分割転写方式では、1
チップ分のパターンをマスク上で複数の小領域に分割
し、マスクを移動させながら偏向器で荷電ビームを偏向
することにより、小領域に荷電ビームを順次照射して縮
小転写露光を行う。なお、転写の際に、シリコンウエハ
等の被転写面(以下では試料面と呼ぶ)上に結像される
小領域の像の焦点やフィールドの歪み等の収差を、小領
域毎に補正しながら露光する。そのため、一括転写方式
に比べて大きな光学フィールドを有し、その広い領域に
わたって高解像度、高精度の露光を行うことができる。
For this reason, recently, an exposure system called a division transfer system has been proposed. In the split transfer method, 1
The pattern for the chip is divided into a plurality of small areas on the mask, and the charged beam is deflected by the deflector while moving the mask, so that the small areas are sequentially irradiated with the charged beam to perform reduced transfer exposure. In addition, at the time of transfer, aberrations such as focal point and field distortion of an image of a small area formed on a transfer surface (hereinafter, referred to as a sample surface) such as a silicon wafer are corrected for each small area. Expose. Therefore, it has a larger optical field than the batch transfer method, and can perform high-resolution and high-accuracy exposure over a wide area.

【0004】図5は分割転写方式で使用されるマスクの
一例であり、(a)はチップパターンの分割を説明する
図である。1は1チップ分のパターンであり、チップパ
ターン1は8つの領域1a,1b,…,1g,1hに分
割される。領域1aのパターンはマスク2の領域2aに
形成され、同様に領域1b,1c,…,1hのパターン
はそれぞれ対応する領域2b,2c,…,2hに形成さ
れる。マスク2上には領域2a〜2hが互いに分離して
形成されるとともに、図のようなアライメントマーク3
が複数設けられる。マスク2はシリコンウエハを用いて
作製されるが、領域2a〜2hおよびアライメントマー
ク3の部分は厚さが数μm以下であり、それ以外の部分
は1mm程度の厚さである。図5(b)は図5(a)に
示した領域2aの一部を拡大した図であり、領域2aは
さらに複数の微小領域211,212,…に分割されて
いる。矩形状の微小領域211,212,…の各辺の部
分には、厚さ数μm以下の領域2aの機械的強度を補強
するために、幅(マスク2の面方向寸法)0.1mm、
厚さ(マスク2の厚さ方向寸法)1mm程度の梁が形成
される場合がある。
FIG. 5 shows an example of a mask used in the division transfer method, and FIG. 5A is a diagram for explaining division of a chip pattern. 1 is a pattern for one chip, and the chip pattern 1 is divided into eight regions 1a, 1b,..., 1g, and 1h. The pattern of the region 1a is formed in the region 2a of the mask 2, and the patterns of the regions 1b, 1c,..., 1h are similarly formed in the corresponding regions 2b, 2c,. On the mask 2, regions 2a to 2h are formed separately from each other, and an alignment mark 3 as shown in FIG.
Are provided. The mask 2 is manufactured using a silicon wafer. The thickness of the portions of the regions 2a to 2h and the alignment marks 3 is several μm or less, and the thickness of the other portions is about 1 mm. FIG. 5B is an enlarged view of a part of the region 2a shown in FIG. 5A, and the region 2a is further divided into a plurality of minute regions 211, 212,. Each side portion of the rectangular minute regions 211, 212,... Has a width (dimension in the surface direction of the mask 2) of 0.1 mm in order to reinforce the mechanical strength of the region 2a having a thickness of several μm or less.
A beam having a thickness (dimension in the thickness direction of the mask 2) of about 1 mm may be formed.

【0005】次に、露光手順を説明する。上述した微小
領域211,212,…は荷電ビームの1ショットで露
光される領域を表しており、マスク2を図の−x方向に
連続移動させつつ荷電ビームをy方向に偏向して、図5
(b)の経路Aのように領域2aの全体を図示左端から
右端へと露光する。領域2aの右端まで露光したらマス
ク2を−y方向にステップ移動し、マスク2をx方向に
移動させつつ領域2aと同様に領域2bの右端から左端
へと露光する。同様に、領域2c〜2hの露光を行うこ
とにより、チップパターン1の全てが試料面上に露光転
写される。
Next, the exposure procedure will be described. .. Represent the areas exposed by one shot of the charged beam, and deflect the charged beam in the y direction while continuously moving the mask 2 in the −x direction in FIG.
The entire region 2a is exposed from the left end to the right end as shown in the path A of (b). After the exposure to the right end of the area 2a, the mask 2 is step-moved in the -y direction, and the mask 2 is moved in the x direction and exposed from the right end to the left end of the area 2b in the same manner as the area 2a. Similarly, by exposing the regions 2c to 2h, the entire chip pattern 1 is exposed and transferred onto the sample surface.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た分割転写方式では、マスク製作の困難さ,ゴミ,荷電
ビームの加熱等による問題を軽減するために、光学系の
縮小率は1/4,1/5,1/10等の高縮小率が採用
され、マスク2上のマスクパターンの大きさが試料に形
成されるチップの大きさの4,5,10倍等となる。加
えて、マスク2の機械的強度を保つために、領域2a,
2b,…を分離して形成するとともに、微小領域21
1,212,…間に梁が設けられるため、マスク2の大
きさはさらに大きくなる。
However, in the above-described split transfer system, the reduction ratio of the optical system is reduced to 1/4, 1 in order to reduce the difficulty in manufacturing a mask, dust, and heating of a charged beam. A high reduction ratio of / 5, 1/10 or the like is adopted, and the size of the mask pattern on the mask 2 becomes 4, 5, 10 times or the like of the size of the chip formed on the sample. In addition, in order to maintain the mechanical strength of the mask 2, the regions 2a,
2b are formed separately, and the minute regions 21 are formed.
Since the beams are provided between 1, 2,..., The size of the mask 2 is further increased.

【0007】また、ステンシルマスクにおいて、穴パタ
ーンが図6(a)に示すようなリング状であるパターン
62を転写する場合には、例えば、パターン62を2つ
の相補パターン62a、62bに分割し、それぞれをマ
スク上の異なる領域63a,63bに形成するため、マ
スクはさらに2倍以上の大きさとなる。そのため、現実
に入手可能なシリコンウエハの大きさよりマスク2の大
きさの方が大きくなって、マスクを作製することができ
なくなるおそれがあった。
In the case of transferring a ring-shaped pattern 62 as shown in FIG. 6A in a stencil mask, for example, the pattern 62 is divided into two complementary patterns 62a and 62b. Since each is formed in different regions 63a and 63b on the mask, the size of the mask is twice or more. Therefore, the size of the mask 2 becomes larger than the size of a silicon wafer which can be actually obtained, and there is a possibility that the mask cannot be manufactured.

【0008】本発明の目的は、より小さなウエハを使用
してパターンを転写することができるとともに、スルー
プットを向上させることができる荷電ビーム露光用マス
クセットおよび荷電ビーム露光方法を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a charged beam exposure mask set and a charged beam exposure method capable of transferring a pattern using a smaller wafer and improving the throughput.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図1および図2に対応付けて説明する。 (1)請求項1の発明の荷電ビーム露光用マスクセット
は、マスクパターンを複数に分割し、これら分割パター
ンを各々異なる基板(シリコンウエハ等)に形成してな
る複数の分割マスク11,12から構成されることによ
り上述の目的を達成する。 (2)請求項2の発明は、請求項1に記載のマスクセッ
トを用いた荷電ビーム露光方法に適用され、各分割マス
ク11,12のそれぞれを荷電ビーム露光装置のマスク
ステージ4に載置し、少なくともマスクステージ4を連
続移動させながら分割マスク11,12の複数の小領域
2a〜2hに形成されたパターンを試料38上に順次露
光転写する。 (3)請求項3の発明は、請求項2に記載の荷電ビーム
露光方法において、複数の分割マスク11,12を連続
移動方向に沿ってマスクステージ4上に配置した。 (4)請求項4の発明は、請求項1に記載の各分割マス
ク11,12のそれぞれをマスクステージ4に載置して
マスクパターンを試料38上に露光転写する荷電ビーム
露光装置のアライメント方法に適用され、各分割マスク
11,12間の位置関係および分割マスク11と試料3
8との間の位置関係をそれぞれ測定し、それらの測定値
に基づいて他の分割マスク12と試料38との間の位置
関係を算出することにより上述の目的を達成する。 (5)請求項5の発明は、請求項1に記載の各分割マス
ク11,12のそれぞれをマスクステージ4に載置して
マスクパターンを試料38上に露光転写する荷電ビーム
露光装置のアライメント方法に適用され、各分割マスク
11,12とマスクステージ4と間の位置関係、および
マスクステージ4と試料38との間の位置関係をそれぞ
れ測定し、それらの測定値に基づいて各分割マスク1
1,12と試料38との間の位置関係を算出することに
より上述の目的を達成する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. (1) The charged beam exposure mask set according to the first aspect of the present invention includes a plurality of divided masks 11 and 12 formed by dividing a mask pattern into a plurality of parts and forming these divided patterns on different substrates (eg, silicon wafers). The above object is achieved by being constituted. (2) The invention of claim 2 is applied to the charged beam exposure method using the mask set according to claim 1, and each of the divided masks 11 and 12 is placed on the mask stage 4 of the charged beam exposure apparatus. Then, the patterns formed in the plurality of small areas 2a to 2h of the divided masks 11 and 12 are sequentially exposed and transferred onto the sample 38 while at least the mask stage 4 is continuously moved. (3) According to a third aspect of the present invention, in the charged beam exposure method according to the second aspect, the plurality of divided masks 11 and 12 are arranged on the mask stage 4 along the continuous movement direction. (4) According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an alignment method for a charged beam exposure apparatus for placing each of the divided masks 11 and 12 according to the first aspect on a mask stage 4 and exposing and transferring a mask pattern onto a sample 38. And the positional relationship between each of the divided masks 11 and 12 and the divided mask 11 and the sample 3
The above-mentioned object is achieved by measuring the positional relationship between the sample 8 and the other divided masks 12 based on the measured values. (5) According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an alignment method for a charged beam exposure apparatus for placing each of the divided masks 11 and 12 according to the first aspect on a mask stage 4 and exposing and transferring a mask pattern onto a sample 38. And the positional relationship between each of the divided masks 11 and 12 and the mask stage 4 and the positional relationship between the mask stage 4 and the sample 38 are measured. Based on the measured values, each divided mask 1 is measured.
The above-mentioned object is achieved by calculating the positional relationship between the samples 1 and 12 and the sample 38.

【0010】(1)請求項1および2の発明では、荷電
ビーム露光用マスクセットは、より小さな面積を有する
2つの分割マスク11,12により構成される。 (2)請求項3の発明では、マスクステージ4の一方向
への連続移動を1回行う間に例えば2つの小領域2a,
2bのパターンの露光転写が行われる。 (3)請求項4の発明では、アライメントを行う際に、
分割マスク11,12間および分割マスク11と試料3
8間の位置関係が測定され、分割マスク12と試料38
間の位置関係の測定が省略される。 (4)請求項5の発明では、アライメントを行う際に、
分割マスク11,12とマスクステージ4との間の位置
関係およびマスクステージ4と試料38との間の位置関
係が測定され、分割マスク11,12と試料38との間
の位置関係の測定が省略される。
(1) According to the first and second aspects of the present invention, the charged beam exposure mask set includes two divided masks 11 and 12 having a smaller area. (2) According to the third aspect of the present invention, for example, two small areas 2a, 2a,
Exposure transfer of the pattern 2b is performed. (3) In the invention of claim 4, when performing the alignment,
Between the division masks 11 and 12 and between the division mask 11 and the sample 3
8 are measured, and the divided mask 12 and the sample 38 are measured.
The measurement of the positional relationship between them is omitted. (4) In the invention of claim 5, when performing the alignment,
The positional relationship between the divided masks 11 and 12 and the mask stage 4 and the positional relationship between the mask stage 4 and the sample 38 are measured, and the measurement of the positional relationship between the divided masks 11 and 12 and the sample 38 is omitted. Is done.

【0011】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
In the section of the means for solving the above-mentioned problem which explains the constitution of the present invention, the drawings of the embodiments of the present invention are used in order to make the present invention easy to understand. However, the present invention is not limited to the embodiment.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図4を参照して本発
明の実施の形態を説明する。図1は本発明による荷電ビ
ーム露光用マスクを説明する図である。図1において、
4は荷電ビーム露光装置のマスクステージであり、マス
クステージ4上には2つのマスク11およびマスク12
が載置されている。なお、マスク11,12は、接着を
含む機械的な力や静電吸着力等によりステージ4に固定
されている。このマスク11およびマスク12は、それ
ぞれ別々のシリコンウエハに形成されたものである。マ
スク11の領域2a,2d,2e,2hにはチップパタ
ーン1(図5参照)の領域1a,1d,1e,1hのパ
ターンが、マスク12の領域2b,2c,2f,2gに
はチップパターン1の領域1b,1c,1f,1gのパ
ターンがそれぞれ形成される。なお、マスク11および
12の領域2a〜2hに形成されるパターンは、図2の
マスク1に形成されたものと同一である。11A,12
Aはマスク11,12に設けられたアライメントマーク
で、5はステージ4に設けられたアライメントマークで
あり、それぞれマスク11,12等のアライメントに用
いられる。露光の際には、ステージ4は図のx方向に連
続移動する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a view for explaining a charged beam exposure mask according to the present invention. In FIG.
Reference numeral 4 denotes a mask stage of the charged beam exposure apparatus, and two masks 11 and 12
Is placed. The masks 11 and 12 are fixed to the stage 4 by mechanical force including adhesion, electrostatic attraction force, or the like. The mask 11 and the mask 12 are formed on separate silicon wafers. The patterns of the regions 1a, 1d, 1e, and 1h of the chip pattern 1 (see FIG. 5) are in the regions 2a, 2d, 2e, and 2h of the mask 11, and the chip pattern 1 is in the regions 2b, 2c, 2f, and 2g of the mask 12. Are formed respectively in the regions 1b, 1c, 1f, and 1g. The patterns formed in the regions 2a to 2h of the masks 11 and 12 are the same as those formed on the mask 1 of FIG. 11A, 12
A is an alignment mark provided on the masks 11 and 12, and 5 is an alignment mark provided on the stage 4, which is used for alignment of the masks 11 and 12, respectively. During exposure, the stage 4 moves continuously in the x direction in the figure.

【0013】図2は荷電ビーム露光装置の概略を示す図
であり、図2を用いてマスク11,12のアライメント
方法について説明する。まず、荷電ビーム露光装置の各
構成を説明する。30は荷電ビーム発生源であり、荷電
ビーム発生源30から出射された荷電ビーム31はコン
デンサレンズ44で平行ビームとされ、偏向器32によ
りxy平面内で偏向されてステージ4に載置されたマス
ク11,12上のいずれかに照射される。マスク11ま
たは12を通過した荷電ビーム31は偏向器46で所定
量偏向された後にレンズ48,49により試料38の所
定位置に結像される。
FIG. 2 is a view schematically showing a charged beam exposure apparatus, and a method of aligning the masks 11 and 12 will be described with reference to FIG. First, each configuration of the charged beam exposure apparatus will be described. Reference numeral 30 denotes a charged beam generating source. A charged beam 31 emitted from the charged beam generating source 30 is converted into a parallel beam by a condenser lens 44, deflected in an xy plane by a deflector 32, and mounted on the stage 4. Irradiation is performed on any one of 11 and 12. The charged beam 31 that has passed through the mask 11 or 12 is deflected by a predetermined amount by a deflector 46 and then imaged at a predetermined position on a sample 38 by lenses 48 and 49.

【0014】33はステージ4をxおよびy方向に駆動
する駆動装置、34はステージ4のxおよびy方向位置
を検出する位置検出器、35はマスク11,12および
ステージ4のアライメントマーク11A,12Aおよび
5(図1参照)を検出するマーク検出器であり、位置検
出器34およびマーク検出器35の検出値は制御装置3
6へ送られる。なお、検出器34にはレーザ干渉計等が
用いられる。37は試料38が載置されるステージであ
り、39はステージ37をxおよびy方向に駆動する駆
動装置、40はステージ37のxおよびy方向位置を検
出する位置検出器である。41は試料38に設けられた
アライメントマーク(不図示)を検出するマーク検出器
であり、検出器40,41の検出値は制御装置36に送
られる。制御装置36は、位置検出器34,40および
マーク検出器35,41からの検出値に基づいて、偏向
器32,46による荷電ビーム31の偏向量やステージ
4,37の動作を制御するために必要な情報(例えば、
位置や移動速度)を算出する。算出結果は偏向器32,
46の偏向量を設定する偏向器設定器45,47および
駆動装置33,39の動作を制御するドライバ42,4
3にそれぞれ出力される。
A driving device 33 drives the stage 4 in the x and y directions, a position detector 34 detects the position of the stage 4 in the x and y directions, and 35 denotes masks 11 and 12 and alignment marks 11A and 12A of the stage 4. And 5 (see FIG. 1), and the detection values of the position detector 34 and the mark detector 35 are
Sent to 6. Note that a laser interferometer or the like is used as the detector 34. Reference numeral 37 denotes a stage on which the sample 38 is placed, 39 denotes a driving device that drives the stage 37 in the x and y directions, and 40 denotes a position detector that detects the position of the stage 37 in the x and y directions. Reference numeral 41 denotes a mark detector for detecting an alignment mark (not shown) provided on the sample 38, and the detection values of the detectors 40 and 41 are sent to the control device 36. The control device 36 controls the amount of deflection of the charged beam 31 by the deflectors 32 and 46 and the operation of the stages 4 and 37 based on the detection values from the position detectors 34 and 40 and the mark detectors 35 and 41. Required information (for example,
Position and moving speed). The calculation result is the deflector 32,
Deflector setting devices 45 and 47 for setting the deflection amount of 46 and drivers 42 and 4 for controlling the operations of the driving devices 33 and 39.
3 respectively.

【0015】次に、マスク11,12および試料38の
アライメント方法について説明する。ステージ4に載置
されたマスク11および12は、マーク検出器35によ
りアライメントマーク11A,12Aがそれぞれ検出さ
れるとともに、そのときのステージ4の位置が位置検出
器34によって検出される。制御装置36は、マーク検
出器35および位置検出器34の検出値に基づいて、マ
スク11および12間の位置関係(回転,位置ずれ)を
算出する。このマスク11および12間の相対位置測定
は、露光作業を繰り返し行う中で1日に数回から1週間
に数回程度の頻度で行われる。次いで、マスク11のア
ライメントマーク11Aと試料38のアライメントマー
クをマーク検出器35,41で検出するとともに、その
ときのステージ4,37の位置を位置検出器34,40
によって検出し、それらの検出値に基づいてマスク11
と試料38との位置関係が算出される。一方、マスク1
2と試料38との位置関係は、算出されたマスク11お
よび12間の相対位置と、マスク11および試料38間
の位置とを用いて制御装置36により算出される。な
お、マスク12と試料38との位置関係を測定し、マス
ク11と試料38との位置関係を制御装置で算出するよ
うにしてもよい。
Next, a method for aligning the masks 11, 12 and the sample 38 will be described. The alignment marks 11A and 12A of the masks 11 and 12 mounted on the stage 4 are detected by the mark detector 35, and the position of the stage 4 at that time is detected by the position detector 34. The control device 36 calculates the positional relationship (rotation, displacement) between the masks 11 and 12 based on the detection values of the mark detector 35 and the position detector 34. The relative position measurement between the masks 11 and 12 is performed at a frequency of several times a day to several times a week during repeated exposure. Next, the alignment marks 11A of the mask 11 and the alignment marks of the sample 38 are detected by the mark detectors 35 and 41, and the positions of the stages 4 and 37 at that time are detected by the position detectors 34 and 40.
And a mask 11 based on the detected values.
The positional relationship between the sample and the sample 38 is calculated. Meanwhile, mask 1
The positional relationship between 2 and the sample 38 is calculated by the control device 36 using the calculated relative position between the masks 11 and 12 and the position between the mask 11 and the sample 38. Note that the positional relationship between the mask 12 and the sample 38 may be measured, and the positional relationship between the mask 11 and the sample 38 may be calculated by the control device.

【0016】さらに、分割マスク11,12とマスクス
テージ4に設けられたマーク5との間の位置関係および
マーク5と試料38との間の位置関係をそれぞれ測定
し、それらの測定値に基づいて分割マスク11,12と
試料38との間の位置関係を算出するようにしてもよ
い。また、マスク11,12をホルダーを用いてステー
ジ4に固定する場合には、マーク5をホルダーに設けて
もよい。
Further, the positional relationship between the divided masks 11 and 12 and the mark 5 provided on the mask stage 4 and the positional relationship between the mark 5 and the sample 38 are measured, and based on the measured values. The positional relationship between the divided masks 11 and 12 and the sample 38 may be calculated. When the masks 11 and 12 are fixed to the stage 4 using a holder, the mark 5 may be provided on the holder.

【0017】図3は荷電ビームの走査手順を示す図であ
り、図3および図2を用いてマスクのパターンの転写動
作について説明する。図3(a)は本実施の形態による
マスクの場合を、図3(b)は従来のマスクの場合をそ
れぞれ示しており、まず、図3(a)の場合について説
明する。この場合、マスク11,12はステージ4の連
続移動方向に沿って並べられており、荷電ビームは経路
Bのように走査される。すなわち、マスク11および1
2を載置したステージ4を−x方向に、試料38を載置
したステージ37をx方向にそれぞれ連続移動させなが
ら、荷電ビームをマスク11の図示左側から右方向に走
査して領域2aのパターンを転写する。領域2aのパタ
ーン転写が終了したら、引き続きステージ4,37を連
続移動させつつ領域2bのパターンを転写する。なお、
領域2a,2bの詳細な構造は上述した図5(b)の領
域2aと同様であり、領域2a,2bにおける荷電ビー
ム31の詳細な走査経路も同様になる。この際、荷電ビ
ーム31は偏向器32によって図3のy方向に偏向され
る。以下の説明では、領域2c〜2h内における荷電ビ
ーム31の詳細な走査経路については省略する。
FIG. 3 is a diagram showing a procedure for scanning a charged beam. The transfer operation of a mask pattern will be described with reference to FIGS. 3 and 2. FIG. FIG. 3A shows the case of the mask according to the present embodiment, and FIG. 3B shows the case of the conventional mask. First, the case of FIG. 3A will be described. In this case, the masks 11 and 12 are arranged along the continuous movement direction of the stage 4, and the charged beam is scanned as a path B. That is, the masks 11 and 1
While continuously moving the stage 4 on which the sample 2 is mounted in the -x direction and the stage 37 on which the sample 38 is mounted in the x direction, the charged beam is scanned rightward from the left side of the mask 11 in the figure to pattern the area 2a. Transcribe When the pattern transfer in the area 2a is completed, the pattern in the area 2b is transferred while continuously moving the stages 4 and 37. In addition,
The detailed structure of the regions 2a and 2b is the same as that of the region 2a in FIG. 5B described above, and the detailed scanning path of the charged beam 31 in the regions 2a and 2b is also the same. At this time, the charged beam 31 is deflected by the deflector 32 in the y direction in FIG. In the following description, a detailed scanning path of the charged beam 31 in the regions 2c to 2h is omitted.

【0018】領域2bのパターン転写が終了したら、ス
テージ4,37の移動を停止してそれぞれ−y方向およ
びy方向に所定量だけステップ移動させる。次いで、ス
テージ4をx方向に、ステージ37を−x方向にそれぞ
れ連続移動させながら領域2cおよび領域2dのパター
ン転写を行う。同様の動作を繰り返してマスク11,1
2の領域2a〜2hに形成されたパターンを全て試料3
8上に転写する。この際、図からも分かるように、ステ
ージ4の移動方向の反転を3回行うことになる。
When the pattern transfer in the area 2b is completed, the movement of the stages 4 and 37 is stopped, and the stages 4 and 37 are moved stepwise in the -y direction and the y direction by a predetermined amount. Next, the pattern transfer of the area 2c and the area 2d is performed while the stage 4 is continuously moved in the x direction and the stage 37 is continuously moved in the −x direction. By repeating the same operation, the masks 11, 1
All the patterns formed in the regions 2a to 2h
Transfer onto 8 At this time, as can be seen from the figure, the reversal of the moving direction of the stage 4 is performed three times.

【0019】マスク12がマスク11に対して傾いてス
テージ4に固定されている場合には、アライメント時に
求めたマスク11とマスク12との位置関係のデータを
用いて、偏向器32,46による荷電ビーム31の偏向
を補正しながら露光が行われる。
When the mask 12 is fixed to the stage 4 while being inclined with respect to the mask 11, the deflectors 32 and 46 charge the data by using the data on the positional relationship between the mask 11 and the mask 12 obtained at the time of alignment. Exposure is performed while correcting the deflection of the beam 31.

【0020】一方、図3(b)の場合には、領域2a〜
2hはy方向に並んで配置されおり、荷電ビームは経路
Cのように走査される。すなわち、ステージ4を−x方
向に、ステージ37をx方向にそれぞれ連続移動させな
がら領域2aのパターンを転写し、領域2aのパターン
転写が終了したらステージ4,37を停止した後にそれ
ぞれ−y方向,y方向に所定量だけステップ移動させ
る。次いで、ステージ4をx方向に、ステージ37を−
x方向にそれぞれ連続移動させながら領域2bのパター
ンを転写する。領域2bのパターン転写が終了したらス
テージ4,37を停止した後に−y方向,y方向に所定
量だけステップ移動させ、再びステージ4,37をそれ
ぞれ−x方向,x方向に連続移動させながら領域2cの
パターンを転写する。同様の動作を繰り返してマスク2
の領域2a〜2hに形成されたパターンを全て試料38
上に転写する。この際、ステージ4の移動方向の反転を
7回行うことになる。
On the other hand, in the case of FIG.
2h are arranged side by side in the y direction, and the charged beam is scanned as in the path C. That is, the pattern of the area 2a is transferred while the stage 4 is continuously moved in the -x direction and the stage 37 is continuously moved in the x direction. When the pattern transfer of the area 2a is completed, the stages 4 and 37 are stopped and then the -y direction and the The step is moved by a predetermined amount in the y direction. Next, the stage 4 is moved in the x direction,
The pattern of the area 2b is transferred while continuously moving in the x direction. When the pattern transfer of the area 2b is completed, the stages 4 and 37 are stopped and then step-moved by a predetermined amount in the −y direction and the y direction, and again the area 2c is continuously moved in the −x direction and the x direction again. Is transferred. By repeating the same operation, mask 2
All the patterns formed in the regions 2a to 2h
Transfer to the top. At this time, the movement direction of the stage 4 is reversed seven times.

【0021】上述した本実施の形態によれば、次のよう
な効果を得ることができる。 (1)チップパターン1を複数のマスク11,12に分
割して形成するため、1つのマスクの大きさが従来のマ
スク2に比べて小さくなる。その結果、マスクを形成す
る際に、より小さなシリコンウエハを使用して作製する
ことができる。 (2)複数のマスク11,12をステージ4の連続移動
方向に沿って並べているため、露光の際のステージ4の
反転回数が従来のマスク2の場合に比べて少なくなり、
スループットを向上させることができる。 (3)マスクおよび試料のアライメントを行う際には、
複数のマスク11,12のいずれか、例えばマスク11
と試料38との位置関係について実測し、マスク12と
試料38との位置関係については、予め測定しておいた
マスク11およびマスク12間の位置関係と上述した実
測値とに基づいて算出する。そのため、マスクの数が増
加してもアライメント時間の増加を抑えることができ
る。
According to the above-described embodiment, the following effects can be obtained. (1) Since the chip pattern 1 is formed by being divided into a plurality of masks 11 and 12, the size of one mask is smaller than that of the conventional mask 2. As a result, when forming the mask, the mask can be manufactured using a smaller silicon wafer. (2) Since the plurality of masks 11 and 12 are arranged along the continuous movement direction of the stage 4, the number of inversions of the stage 4 during exposure is smaller than that of the conventional mask 2, and
Throughput can be improved. (3) When aligning the mask and the sample,
One of the plurality of masks 11 and 12, for example, the mask 11
The positional relationship between the mask 12 and the sample 38 is actually measured, and the positional relationship between the mask 12 and the sample 38 is calculated based on the previously measured positional relationship between the mask 11 and the mask 12 and the above-described measured value. Therefore, even if the number of masks increases, an increase in alignment time can be suppressed.

【0022】図4はチップパターン1を4つのマスクに
分割して形成した場合を示す図であり、(a)は4つの
マスク21,22,23,24をステージ4の連続移動
方向に沿って一列に並べたもので、(b)は4つのマス
ク25,26,27,28を連続移動方向に沿って二列
に並べたものである。マスク21〜28に形成された領
域2a〜2hはマスク11,12の対応する領域と同一
のパターンが形成され、各マスク21〜28にはマスク
11,12と同様にアライメントマーク21A〜28A
がそれぞれ設けられている。図4(a)の場合、荷電ビ
ームは経路Dで示すように走査され、ステージ4の反転
回数は1回となる。一方、図4(b)の場合には、荷電
ビームは経路Eで示すように走査されて反転回数は3回
となる。
FIG. 4 is a diagram showing a case where the chip pattern 1 is formed by dividing it into four masks. FIG. 4A shows the case where the four masks 21, 22, 23 and 24 are moved along the continuous movement direction of the stage 4. FIG. 4B shows four masks 25, 26, 27, and 28 arranged in two rows along the continuous movement direction. Regions 2a to 2h formed on masks 21 to 28 have the same pattern as the corresponding regions of masks 11 and 12, and alignment marks 21A to 28A are formed on masks 21 to 28 similarly to masks 11 and 12.
Are provided respectively. In the case of FIG. 4A, the charged beam is scanned as shown by a path D, and the number of reversals of the stage 4 is one. On the other hand, in the case of FIG. 4B, the charged beam is scanned as shown by a path E, and the number of inversions is three.

【0023】以上説明した発明の実施の形態と特許請求
の範囲の要素との対応において、ステージ4はマスクス
テージを、マスク11,12は分割マスクをそれぞれ構
成し、マスク11および12によって荷電ビーム露光用
マスクセットが構成される。
In the correspondence between the embodiment of the invention described above and the elements of the claims, the stage 4 constitutes a mask stage, and the masks 11 and 12 constitute divided masks, respectively. Mask set is configured.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マスクパターンが複数の分割マスクに分割されて各々異
なる基板に形成されるため、各分割マスクの大きさが小
さくなり、従来より小さな基板を用いて作製することが
できる。請求項3の発明によれば、各分割マスクをマス
クステージの連続移動方向に沿って配置したので、マス
クステージの反転回数が少なくなり、スループットが向
上する。請求項4および5の発明によれば、荷電ビーム
露光用マスクセットが複数の分割マスクで構成されるこ
とによるアライメント時間の増加を抑えることができ
る。
As described above, according to the present invention,
Since the mask pattern is divided into a plurality of divided masks and formed on different substrates, the size of each divided mask is reduced, and the substrate can be manufactured using a substrate smaller than before. According to the third aspect of the present invention, since each of the divided masks is arranged along the continuous movement direction of the mask stage, the number of inversions of the mask stage is reduced, and the throughput is improved. According to the fourth and fifth aspects of the present invention, it is possible to suppress an increase in the alignment time due to the charged beam exposure mask set including a plurality of divided masks.

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

【図1】本発明によるマスクの実施の形態を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a mask according to the present invention.

【図2】荷電ビーム露光装置の概略図。FIG. 2 is a schematic diagram of a charged beam exposure apparatus.

【図3】荷電ビームの走査手順を示す図であり、(a)
は本実施の形態のマスクの場合を示し、(b)は従来の
マスクの場合を示す。
FIG. 3 is a diagram showing a scanning procedure of a charged beam, and FIG.
Shows the case of the mask of the present embodiment, and (b) shows the case of the conventional mask.

【図4】本実施の形態のマスクの他の例を示す図であ
り、(a)はマスクを一列に配列した場合で、(b)は
マスクを二列に配列した場合である。
4A and 4B are diagrams illustrating another example of the mask according to the present embodiment, in which FIG. 4A illustrates a case where the masks are arranged in one row, and FIG. 4B illustrates a case where the masks are arranged in two rows.

【図5】従来のマスクを示す図であり、(a)はチップ
パターンの分割を説明する図、(b)は(a)の領域2
aの拡大図。
5A and 5B are diagrams showing a conventional mask, wherein FIG. 5A is a diagram for explaining division of a chip pattern, and FIG. 5B is a region 2 of FIG.
The enlarged view of a.

【図6】ステンシルマスクを説明する図であり、(a)
はマスクパターンの平面図、(b)は相補パターンの平
面図。
FIG. 6 is a view for explaining a stencil mask, and FIG.
Is a plan view of a mask pattern, and (b) is a plan view of a complementary pattern.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2a〜2h 領域 4,37 ステージ 5,11A,12A,21A〜28A アライメントマ
ーク 11,12,21〜28 マスク 34,40 位置検出器 35,41 マーク検出器 36 制御装置 38 試料
2a-2h area 4,37 stage 5,11A, 12A, 21A-28A alignment mark 11,12,21-28 mask 34,40 position detector 35,41 mark detector 36 controller 38 sample

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マスクパターンを複数に分割し、これら
分割パターンを各々異なる基板に形成してなる複数の分
割マスクから構成されることを特徴とする荷電ビーム露
光用マスクセット。
1. A charged beam exposure mask set comprising a plurality of divided masks obtained by dividing a mask pattern into a plurality of parts and forming these divided patterns on different substrates.
【請求項2】 請求項1に記載のマスクセットを用いた
荷電ビーム露光方法において、 前記各分割マスクのそれぞれを荷電ビーム露光装置のマ
スクステージに載置し、少なくとも前記マスクステージ
を連続移動させながら前記分割マスクの複数の小領域に
形成されたパターンを試料上に順次露光転写することを
特徴とする荷電ビーム露光方法。
2. The charged beam exposure method using a mask set according to claim 1, wherein each of the divided masks is placed on a mask stage of a charged beam exposure apparatus, and at least the mask stage is continuously moved. A charged beam exposure method, comprising sequentially exposing and transferring patterns formed on a plurality of small areas of the divided mask onto a sample.
【請求項3】 請求項2に記載の荷電ビーム露光方法に
おいて、 前記複数の分割マスクを前記連続移動方向に沿って前記
マスクステージ上に配置したことを特徴とする荷電ビー
ム露光方法。
3. The charged beam exposure method according to claim 2, wherein the plurality of divided masks are arranged on the mask stage along the continuous movement direction.
【請求項4】 請求項1に記載の各分割マスクのそれぞ
れをマスクステージに載置してマスクパターンを試料上
に露光転写する荷電ビーム露光装置のアライメント方法
において、 前記各分割マスク間の位置関係および前記複数の分割マ
スクのいずれか一つと前記試料との間の位置関係をそれ
ぞれ測定し、それらの測定値に基づいて他の分割マスク
と前記試料との間の位置関係を算出することを特徴とす
るアライメント方法。
4. An alignment method for a charged beam exposure apparatus, wherein each of the divided masks according to claim 1 is mounted on a mask stage and a mask pattern is exposed and transferred onto a sample. And measuring a positional relationship between any one of the plurality of divided masks and the sample, and calculating a positional relationship between the other divided masks and the sample based on the measured values. And alignment method.
【請求項5】 請求項1に記載の各分割マスクのそれぞ
れをマスクステージに載置してマスクパターンを試料上
に露光転写する荷電ビーム露光装置のアライメント方法
において、 前記各分割マスクと前記マスクステージまたは前記分割
マスクを前記マスクステージに固定するホルダーと間の
位置関係、および前記マスクステージまたはホルダーと
前記試料との間の位置関係をそれぞれ測定し、それらの
測定値に基づいて前記各分割マスクと前記試料との間の
位置関係を算出することを特徴とするアライメント方
法。
5. An alignment method for a charged beam exposure apparatus, wherein each of the division masks according to claim 1 is mounted on a mask stage and a mask pattern is exposed and transferred onto a sample. Or, the positional relationship between the holder that fixes the divided mask to the mask stage, and the positional relationship between the mask stage or the holder and the sample are measured, and each of the divided masks is measured based on the measured value. An alignment method comprising calculating a positional relationship with the sample.
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