WO2003052803A1

WO2003052803A1 - Masque, procede de fabrication correspondant, et procede de fabrication d'un dispositif a semiconducteur

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Publication number: WO2003052803A1
Application number: PCT/JP2002/012689
Authority: WO
Inventors: Shinji Omori; Shigeru Moriya
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2003-06-26
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Description

明細書マスクおよびその製造方法と半導体装置の製造方法技術分野

本発明は、半導体装置の製造に用いられるマスクおよびその製造方法と、半導体装置の製造方法に関する。背景技術

フォトリソグラフィ一に代わる次世代露光技術の一つとして、低速電子線近接転写リソグラフィー (L E E P L ； low energy electron proximity projection lithography) がある。 LEEPLには、厚さ数 1 00 nmのメンブレンにデバイスパターンに相当する孔が形成されたステンシルマスクが用いられる。ステンシノレマスクとは、メンブレンを貫通するような孔が形成されたマスクをいう。ステンシルマスクの孔内部の空間には、物質が存在しない。

LEEP Lでは、マスクとゥェハーとの間隔が数 10 μ m程度となるように、マスクをウェハー直上に設置する。数 10 k eVの電子線でマスクのパターン部分を走查することにより、パターンをウェハーに転写する（T. Utsunii, Journal of Vacuum Science and Technology B 17, 2897 (1999》。

し力しながら、上記の LEE PL用マスクには、メンブレンサイズを大きくすると自重によりメンプレンがたわみ、内部応力によってパターンが歪むという問題がある。この問題を解決する一つの方法は、ダイヤモンド等のヤング率の高い物質をメンブレン材料に用いることである（特開 2001— 7701 6号公報参照）。自重によるメンブレンのたわみを小さくするためには、メンプレンサイズの増加に合わせて、メンブレンの内部応力を高める必要がある。したがって、メンブレンの大区画ィ匕には自ずと上限がある。別の方法は、小区画メンブレンを梁構造（グリッド構造）で支持する方法であり、 S CA L P E L ( scattering with angular limitation m projection electron-beam lithography) P REVA I L (projection exposure with variable axis immersion lenses)およぴ EBステッパーのマスクに用いられている (f列えば、 L. R. Harriott, Journal of Vacuum Science and Technology B 15， 2130 (1997)； H. C. Pfeiffer, Japanese Journal of Applied Physics 34, 6658 (1995》。

図 1に、現在提案されている EBステッパー用マスクの模式図を示した。図 1 に示すように、グリッド 11によりメンブレン 12が分割されており、グリツド 11はメンブレン 12を支持している。メンブレン 12にはデバイスパターンで孔 (不図示) が形成されている。 ' 図 1に示すマスクは、例えば、シリコンウェハー上にシリコン酸化膜を介してシリコン活个生層が形成された S O I (silicon on insulatorまたは semiconductor on insulator) ウェハーを用いて形成される。 SO Iウェハー表面のシリコン活性層がメンブレン 12として用いられ、シリコン活性層の裏面側からシリコンゥェハーをエッチングしてダリッド 1 1が形成される。

図 1に示すマスク構造によれば、メンプレン 12が小区画に分割され、剛性の高いグリッド 1 1で支持される。したがって、メンプレンサイズの増加に伴い、メンブレンのたわみが増大するとレヽう、特開 2001— 77016号公報記載のマスク等で見られる問題は起こらない。

し力しながら、図 1に示すようにダリッド 11が正方形のメッシュ状に規則的に配列されたマスク構造を、そのまま LEEPLに適用することはできない。 L E E P Lでは、まず、 1個または複数個のチップに相当するマスク領域を電子線で走查する。

この露光が終了したら、チップサイズに相当する距離あるいはその整数倍だけウェハーステージを移動させて、再び露光を行う。この繰り返しによって、ゥェハー全面に配置されたチップに対して露光を行う（ステップ'アンド' リピート露光)。図 1に示すように、グリッド 1 1が正方形のメッシュ状に配置された場合、ダリッド直下の領域を露光できない。

そこで、すべてのマスク領域を一様にメッシュ状に分割するのではなく、図 2 に示すように、マスク 2 1のメンブレンを 4つの小領域 A〜Dに分割し、これらの領域で互いにメッシュがずれるようにしてグリッド（図 1参照）を形成する方法が考えられる。ここで、小領域 A〜Dはそれぞれ 1個あるいは複数個のチップに相当するマスク領域（チップ転写用領域）であり、ウェハーステージはこれらの小領域を移動単位とする。

図 3は、図 2のメンブレンの小領域 A〜Dにグリツド 1 .1を配置した一例を示す。図 3において、直交する X軸および y軸によって分割された領域力それぞれ図 2の小領域 A~Dに対応する。図 3に示すように、便宜的に各小領域をメッシュ状に分割された 1 0 X 1 0プロックの正方形と仮定する。

図 3に示す例では、各小領域 A〜Dの点線で囲まれた 5 X 5ブロックの部分がチップ 1個分に相当する。ウェハーステージを小領域 A〜Dにそれぞれ移動させたとき、点線で囲まれた部分が多重露光される。各小領域におけるグリッド 1 1 の配置は、点線で囲まれた部分（転写用領域）のグリッド 1 1の配置を繰り返したものとなっている。

前述したように、グリッド直下の領域を露光できないことから、点線で囲まれた 5 X 5ブロックを 5行 X 5歹 IJの表に対応させ、各ブロックでどの小領域が露光されるか（すなわち、どの小領域にパターンを形成できる力）をまとめると、表 1のようになる。 A D A B A B D B D A B D

A C A B C A B C B C A B

A C D A B C A B C D B C D A B D

C D B C B C D B C D B D

A C D A C A C D C D A D

ステンシルマスクの場合、例えばドーナツ状のパターンを形成すると、パターンで囲まれた中央部を支持できなかったり、あるいは、一方向に長いパターン等を形成したときにメンブレンが歪み、パターンの位置精度が低くなつたりする。したがって、パターンを分割し、複数の相補マスクにパターンが形成される。相捕マスクを用いて多重露光を行い、相補的にパターンが転写される湘補分割)。ここで、相ネ翁マスクとは、ある領域のパターンを分割したパターンのうちの一部であって、互いに異なるパターン（相補分割パターン）が形成された複数のマスクをいう。各相捕マスクの特定の領域を、露光対象物（通常はウェハー）の同 —の箇所に重ねて露光することにより、分割前のパターンが露光対象物に復元されて転写される。 2 12689 例えば、図 3に示すダリッド配置とした場合、表 1に示すように、各プロックで少なくとも 2つの小領域にパターンを形成できる。したがって、チップの任意の位置に対して 2つ以上の小領域を対応させることができる。同一のマスク上の 4つの小領域を重ね合わせる多重露光により、ドーナツ状のパターンを含む任意のデバイスパターンをゥェハーに転写できる。

し力しながら、図 3に示すようにグリッドが配置されたマスクを、ある種のァライメント法と組み合わせると、問題が生じる可能性がある。 L E E P Lではマスクとウェハーが数 1 0 / mの間隔に近接しているため、ァライメント光学系をマスクとゥヱハーとの間に配置できない。

そこで、図 4に示すような T T R (through the reticle)ァライメント方式（特許第 3 1 0 1 5 8 2号）が用いられる。図 4に示すように、ウェハー 3 1の表面にウェハー側位置合わせ（ァライメント）マーク 3 2が形成される。一方、マスク 3 3にもマスク側ァライメントマーク 3 4が形成される。マスク側ァライメントマーク 3 4はメンブレンを貫通する開口部であっても、あるいはメンブレンの表面のみに形成された凹部であっても、いずれでもよい。

ァライメント光はウェハー側ァライメントマーク 3 2およびマスク側ァライメントマーク 3 4にそれぞれ入射する。ウェハー側ァライメントマーク 3 2で反射された光 Lwと、マスク側ァライメントマーク 3 4で反射された光 L_Mを検出する。光 L_Wと光 L_Mの相対位置から、マスク 3 3とウェハー 3 1のァライメントを行う

図 5に示すように、 4個のァライメント検出系 (Χ Χ₂、 Χ₃、 Χ₄) をマスクの 4隅に配置して、図 4に示すようなァライメントを行うことにより、チップに相当するマスク領域の歪みを完全に決定することができる。このような T T Rァライメント方式によれば、ァライメント光学系がマスクとウェハーとの間に配置されないため、電子線露光中も常時ァライメントマークを検出し、リアルタイム '。歪み補正を行うことができる。図 1あるいは図 3に示すように正方形のメッシュ状でマスクにダリッドを形成した場合、 T T Rァライメント方式でァライメントを行うと、特定の条件の下ではァライメントが不可能となる。図 6はグリッド 1 1で囲まれたパターン形成領域の一つを示す断面図である。

図 6に示すように、マスク法線方向 zから測ったァライメント光 Lの検出角度 0力グリッド 1 1の間隔および高さとァライメントマーク 3 4の位置とで決定される特定の臨界角 6 aを超えると、グリッド 1 1とァライメント光 L (マスク側ァライメントマーク 3 4からの反射光）が干渉し、ァライメント光 Lが検出できなくなる。発明の開示

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、 T T R方式によるァライメントと相補分割パターンの転写が可能であり、十分なメンプレン強度を有するマスクおよびその製造方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、リソグラフィー工程におけるァライメント精度を向上させ、微細パターン高精度な転写を可能とする半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明のマスクは、支持枠と、前記支持枠より薄く形成され、前記支持枠で囲まれた薄膜と、前記薄膜上の 1点である基準点を通り、第 1の方向に延びる第 1の直線と、前記基準点で前記第 1の直線と直交し、第 2の方向に延びる第 2の直線を含む複数の線によつて前記薄膜が複数の小領域に分割されたうちの一つである第 1の小領域と、前記第 1の小領域と第 1の方向において隣接する第 2の小領域と、前記第 1の小領域と第 2の方向において隣接する第 3の小領域と、前記第 2の小領域と第 2の方向において隣接し、前記第 3 の小領域と第 1の方向において隣接する第 4の小領域と、前記第 1の小領域上で第 2の方向に延在し、一端が第 3群の梁の一つに接続して前記薄膜を捕強する少なくとも一つの梁からなる第 1群の梁であって、第 2の直線に接する梁を含む前記第 1群の梁と、前記第 2の小領域上で第 1の方向に延在し、一端が前記第 1群の梁の一つに接続して前記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなる第 2群の梁であって、第 1の直線に接する梁を含む前記第 2群の粱と、前記第 3の小領域上で第 1の方向に延在し、一端が第 4群の梁の一つに接続して前記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなる前記第 3群の梁であって、第 1の直線に接する梁を含む前記第 3群の梁と、前記第 4の小領域上で第 2の方向に延在し、一端が前記第 2群の梁の一つに接続して前記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなる前記第 4群の梁であって、第 2の直線に接する梁を含む前記第 4群の梁と、前記第 1の小領域内の前記梁以外の部分の一部に形成された第 1の開口部と、前記第 2から第 4の小領域のうちの少なくとも一つの小領域内の前記梁以外の部分の一部に形成された第 2の開口部とを有することを特徴とする。

好適には、前記第 1の開口部と前記第 2の開口部は相補的にパターンを構成する。好適には、各小領域内において、前記梁は互いに等間隔に形成され、前記第 1から第 4の小領域は形状おょぴ大きさが互いに等しい正方形または矩形である。また、好適には、前記第 1から第 4群の梁のうちの少なくとも一つの群の粱は、他端が前記支持枠と接続するように形成されている。好適には、前記第 1および第 2の開口部は荷電粒子線が透過する孔である。好適には、前記第 1から第 4の小領域は第 1の直線に平行な少なくとも 1本の第 1の分割線と、第 2の直線に平行な少なくとも 1本の第 2の分割線の少なくとも一方の分割線によって、形状および大きさが等しい複数のチップ転写用領域に分割されている。好適には、前記第 1から第 4の小領域内の前記梁以外の部分の一部、特に前記基準点から最も遠い部分に形成された位置合わせマークを有する。

これにより、 T T R方式により感光面とマスクとのァライメントを行ったとき、梁によってァライメント光が遮られ、ァライメントが不可能となる問題が解消される。したがって、例えば L E E P Lにより、微細パターンを高精度に転写することが可能となる。

また、上記の目的を達成するため、本発明のマスクの製造方法は、薄膜の周囲に支持枠を形成する工程と、前記薄膜の一方の面の一部に、前記薄膜をネ甬強する梁を形成する工程と、前記梁以外の部分の前記薄膜に開口部を形成する工程とを有するマスクの製造方法であって、前記梁を形成する工程は、前記薄膜の第 1の小領域に第 1群の梁を形成し、前記薄膜の第 2の小領域に第 2群の梁を形成し、前記薄膜の第 3の小領域に第 3群の梁を形成し、前記薄膜の第 4の小領域に第 4 群の梁を形成する工程を含み、前記第 1の小領域は前記薄膜上の 1点である基準点を通り、第 1の方向に延びる第 1の直線と、前記基準点で前記第 1の直線と直交し、第 2の方向に延びる第 2の直線を含む複数の線によって前記薄膜が複数の小領域に分割されたうちの一つの小領域であり、前記第 2の小領域は前記第 1の小領域と第 1の方向において隣接する小領域であり、前記第 3の小領域は前記第 1の小領域と第 2の方向にぉレ、て隣接する小領域であり、前記第 4の小領域は前記第 2の小領域と第 2の方向において隣接し、前記第 3の小領域と第 1の方向において隣接する小領域であり、前記第 1群の梁は、前記第 1の小領域上で第 2の方向に延在し、一端が前記第 3群の梁の一つに接続して前記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなり、力つ第 2の直線に接する梁を含み、前記第 2群の梁は、前記第 2の小領域上で第 1の方向に延在し、一端が前記第 1群の梁の一つに接続して前記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなり、かつ第 1の直線に接する梁を含み、前記第 3群の梁は、前記第 3の小領域上で第 1の方向に延在し、一端が前記第 4群の梁の一つに接続して前記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなり、力つ第 1の直線に接する梁を含み、前記第 4群の梁は、前記第 4の小領域上で第 2の方向に延在し、一端が前記第 2群の梁の一つに接続して前記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなり、力、つ第 2の直線に接する梁を含み、前記開口部を形成する工程は、前記第 1の小領域内の前記梁以外の部分の一部に第 1の開口部を形成し、前記第 2から第 4の小領域のうちの少なくとも一つの小領域内の前記粱以外の部分の一部に第 2の開口部を形成する工程を含むことを特徴とする。

これにより、 T T R方式により感光面とマスクとのァライメントを行ったとき、梁によってァライメント光が遮られなレ、マスクを製造することが可能となる。本発明のマスクの製造方法によれば、微細パターンを高精度に転写できるマスクを製造することが可能となる。

さらに、上記の目的を達成するため、本発明の半導体装置の製造方法は、支持枠と、前記支持枠より薄く形成され、前記支持枠で囲まれた薄膜と、前記薄膜上の 1点である基準点を通り、第 1の方向に延びる第 1の直線と、前記基準点で前記第 1の直線と直交し、第 2の方向に延びる第 2の直線を含む複数の線によって前記薄膜が複数の小領域に分割されたうちの一つである第 1の小領域と、前記第 1の小領域と第 1の方向において隣接する第 2の小領域と、前記第 1の小領域と第 2の方向におレヽて隣接する第 3の小領域と、前記第 2の小領域と第 2の方向において隣接し、前記第 3の小領域と第 1の方向において隣接する第 4の小領域と、前記第 1の小領域上で第 2の方向に延在し、一端が第 3群の梁の一つに接続して前記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなる第 1群の梁であって、第 2の直線に接する梁を含む前記第 1群の梁と、前記第 2の小領域上で第 1の方向に延在し、一端が前記第 1群の梁の一つに接続して前記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなる第 2群の梁であって、第 1の直線に接する梁を含む前記第 2群の梁と、前記第 3の小領域上で第 1の方向に延在し、一端が第 4群の梁の一つに接続して前記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなる前記第 3群の梁であって、第 1の直線に接する梁を含む前記第 3群の梁と、前記第 4の小領域上で第 2の方向に延在し、一端が前記第 2群の梁の一つに接続して前記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなる前記第 4群の梁であって、第 2の直線に接する梁を含む前記第 4群の梁と、前記第 1の小領域内の前記梁以外の部分の一部に形成された第 1の開口部と、前記第 2から第 4の小領域のうちの少なくとも一つの小領域内の

9 前記梁以外の部分の一部に形成された第 2の開口部とを有するマスクを介して、感光面に荷電粒子線、放射線または光線を照射する露光工程であって、前記第 1 の小領域を前記感光面の所定箇所に重ねて第 1の露光を行い、前記第 1の開口部を前記所定箇所内に転写する第 1の露光工程と、前記第 2の開口部を含む小領域の一つを前記所定箇所に重ねて第 2の露光を行い、前記第 2の開口部を前記所定箇所内に転写する第 2の露光工程とを有することを特徴とする。

好適には、前記マスクは前記第 1から第 4の小領域内の前記梁以外の部分の一部にそれぞれマスク側位置合わせマークを有し、前記第 1の露光工程の前に、前記感光面または前記感光面下部に、前記マスクを介して検出できるウェハー側位置合わせマークを予め形成する工程をさらに有し、各露光工程の前に、第 1の方向に延在する前記梁を含む小領域に、第 1の方向で光を照射し、前記マスク側位置合わせマークで反射される光と、前記感光面側位置合わせマークで反射される光の位置を検出して、前記マスクと前記感光面の位置合わせを行う工程と、第 2 の方向に延在する前記梁を含む小領域に、第 2の方向で光を照射し、前記マスク側位置合わせマークで反射される光と、前記感光面側位置合わせマークで反射される光の位置を検出して、前記マスクと前記感光面の位置合わせを行う工程の少なくとも一方を有する。好適には、前記位置合わせを前記露光と同時に並行して行う。

これにより、リソグラフィー工程において、 T T R方式による感光面とマスクとのァライメントが可能となる。本発明によれば、マスクの梁により、ァライメント光が遮られないため、高精度にァライメントを行うことができる。図面の簡単な説明

図 1は従来のマスクの斜視図である。

図 2はマスクのメンプレンを複数の小領域に分割する例である。 . 図 3はマスクのグリツド配置の一例を示す図である。図 4は T T Rァライメント方式を示す概略図である。

図 5はァライメント光学系の配置例を示す平面図である。

図 6は従来のマスクでァライメントを行う場合の模式図である。

図 7は本発明のマスクの上面図である。

図 8は図 7の a— a ' における断面図である。

図 9 Aは図 7のメンプレン 3部分の拡大図であり、図 9 Bおよぴ図 9 Cはマスク側ァライメントマークの例を示す図である。

図 1 0はメンブレンサイズとメンブレンの最大曲げモーメントとの関係を計算した結果を示す。

図 1 1は本発明のマスクでァライメントを行う場合の模式図である。

図 1 2は本発明の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。

図 1 3は本発明のマスクの上面図である。

図 1 4は本発明のマスクの小領域の配置例を示す上面図である。

図 1 5は本発明のマスクの小領域の配置例を示す上面図である。

図 1 6は本発明のマスクの小領域の配置例を示す上面図である。

図 1 7は本発明のマスクが適用される電子線露光装置の概略図である。

図 1 8は本発明のマスクが適用される他の電子線露光装置の概略図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明のマスクおよびその製造方法と半導体装置の製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図 7は本実施形態のマスクの上面図である。本実施形態のマスクは L E E P L に好適に用いられる。図 7に示すように、ステンシルマスク 1は例えばシリコンウェハー 2を用いて形成され、シリコンウェハー 2の中央部にメンプレン 3が形成される。ステンシルマスクとは、メンブレンを貫通するような孔が形成されたマスクをいう。ステンシルマスクの孔内部の空間には、物質が存在しない。メンブレン 3周囲のシリコンウェハー 2はメンブレン 3の強度を補強する支持枠として用いられる。メンプレン 3は周囲のシリコンウェハー 2と一体ィヒしたグリツド（梁） 4と、グリッド 4で囲まれたパターン形成領域 5とを含む。グリツド 4はメンブレン 3上に棒状または線状で形成された突起部分であり、グリツド 4が形成された部分ではメンプレン 3が実質的に厚くなる。これにより、メンブレン 3が補強され、メンプレン 3の自重による撓みが防止される。グリッド 4の材質は必ずしも支持枠と同じである必要はないが、シリコンウェハー 2にドライエッチングを行うことにより、支持枠とダリッド 4を同一の工程で簡便に形成でき、この場合、これらの材質が同一となる。

図 8は図 7の a— a ' における断面図である。図 8に示すように、グリッド 4 で囲まれたメンブレン 3のパターン形成領域には、デバイスパターンに対応した孔 6が形成される。また、パターン形成領域の一部には、マスク側ァライメントマークが形成される。

図 7および図 8に示す本実施形態のステンシルマスクは、例えばシリコンゥェハー 2上にシリコン酸ィ匕膜 7を介してシリコン層（メンプレン 3 ) が形成された S O Iウェハーを用いて形成される。シリコンウェハー 2をメンブレン 3の裏面側からエッチングして、グリッド 4が形成される。シリコン酸化膜 7はシリコンウェハー 2のエッチングでエッチングストッパー層として用いられる。孔 6はメンブレン 3にエッチングを行って形成される。また、上記以外の方法でステンシルマスクを形成することも可能である。

本実施形態のステンシルマスクは、次の 3条件を満たす。第 1の条件は、メンプレンがグリッドにより補強されていることである。第 2の条件は、相補分割されたパターンをチップサイズの整数倍のステップ .アンド. リピート露光で効率よく露光できることである。第 3の条件は、メンプレンを通してウェハー上のァライメントマークを検出するァライメント光学系の光路がダリッドと干渉しないことである。 /12689 前述した図 1に示すようなマスク構造の場合、第 1の条件は満たされる。しかしながら、図 1に示す構造で図 2に示すようにメンプレンを 4つの小領域に分割した場合、グリッドの形成位置が 4つの小領域で重なり合う。したがって、 4つの小領域 A〜Dに相補分割パターンを形成できず、第 2の条件が満たされない。また、図 6に示したように、第 3の条件も満たされない。

図 3に示すようなマスク構造とした場合は、第 1の条件と第 2の条件が満たされる。しかしながら、図 6に示すように、第 3の条件が満たされない。

図 9 Aに、本実施形態のステンシルマスクにおけるグリッドの配置を拡大して示す。図 9 Aの斜線部分は図 7のパターン形成領域 5を示し、パターン形成領域 5で挟まれた部分がグリツド 4を示す。露光領域は X軸おょぴ y軸により 4つの小領域 A〜Dに分割され、対角線上にある小領域 A、 Dでは原点 Oに対して点対称にグリッド 4が配置される。これらの小領域 A、 Dのグリッド 4は X方向（第 1の方向）に延在する。同様に、小領域 B、 Cでは原点 Oに対して点対称にダリッド 4が配置される。これらの小領域 B、 Cのグリッド 4は y方向（第 2の方向）に延在する。

マスクを 4つの小領域に分割した理由は、以下の通りである。グリッドが存在しないマスクは、メンプレンの自重による橈みが大きく、これによりパターンが変位するため、マスクとしての使用が難しい。そこで、メンブレン上にグリッドを形成する必要が生じるが、ダリッドを形成した場合、本来、グリッドの部分に配置されていたパターンを形成するための領域を、マスク上の他の位置に確保する必要が生じる。これにより、マスク上に少なくとも 2つの領域が必要となる。さらに、ステンシルマスクでは相捕分割が前提となり、前述したように、' 1つのパターンにっき 2つ以上の領域が必要となる。すなわち、ダリッドを有するステンシノレマスクでは、グリッドと重なるパターンを形成するための領域の確保と、相補分割の必要性の観点から、少なくとも 2 X 2 = 4個の小領域が必要となる。したがって、本実施形態のステンシルマスクは 4つの小領域に分割される。マスクを 4つの小領域に分割し、これらの小領域で X方向または y方向にグリッド 4を酉 B置するのは、 T T R方式によるァライメントでァライメント光がダリッド 4で遮られる問題を解消するためだけでなく、ダリッド 4の配置を均等として、マスク全体での歪みを抑えるためでもある。

また、各小領域内において、グリッド 4がー方向のみに延在し、ストライプ状の酉己置となることから、例えば図 3に示すように、グリッドがメッシュ状に酉己置され、かつメッシュの位置が 4つの小領域で互いにずれるような場合と比較すると、ダリッド 4とそれ以外の領域（パターン形成領域 5 ) がより単純に分割される。

図 9 Aに示すように、各小領域ではグリッド 4と帯状のパターン形成領域 5が交互に並び、グリッド 4の本数とパターン形成領域 5の本数の合計（小領域 A、 Dでは N、小領域 B、 Cでは M) は偶数である。図 9 Aの Xと Yで決定される各小領域のサイズは、小領域 Aに示したチップ転写用領域 Acのサイズの整数倍となっている。すなわち、各小領域は 1個または複数個のチップ転写用領域 Acを含む。

各小領域には、露光領城の 4隅に対応する部分にマスク側ァライメントマーク 8が設けられる。図 9 Bおよぴ図 9 Cは、マスク側ァライメントマーク 8の例である力マスク側ァライメントマーク 8の形状はこれらに限定されない。また、マスク側ァライメントマーク 8はメンプレンを貫通する開口部であっても、あるいはメンプレンの表面のみに形成された凹部であっても、いずれでもよレ、。ダリッド 4の幅とパターン形成領域 5の幅は同じである必要はないが、その合計がチップ転写用領域 Acの 1辺の長さの整数分の 1であり、かつグリッド 4の幅がメンプレンを支持するのに十分である必要がある。露光領域の 4隅にはァラィメント光学系 Χι、 Χ₂、 Υι、 Υ₂が配置される。

また、 X方向に延びるグリッド 4 (小領域 B、 Cのグリッド 4 ) の幅と、 y方向に延びるグリッド 4 (小領域 A、 Dのグリッド 4 ) の幅は同じである必要はなレヽ。同様に、 x方向に延びるパターン形成領域 5 (小領域 B、 Cのパターン形成領域 5 ) の幅と、 y方向に延びるパターン形成領域 5 (小領域 A、 Dのパターン形成領域 5 ) の幅は同じである必要はない。

図 1あるいは図 3に示すマスクと異なり、本実施形態のステンシルマスクではグリッドで囲まれた部分のメンプレンの形状が長方形である。この構造は、一見すると強度的に不利という印象を受けやすいが、誤りである。本実施形態のグリッド構造は、「矩形メンブレンにかかる最大曲げモーメントは短辺の 2乗に比例する」という材料力学的理論に基づいている。

周辺を固定されたメンブレンに加わる曲げモーメントは、長辺の中点で最大値 M= c ( b / a ) X a 2をとる。ここで、 aは矩形の短辺の長さであり、 bは矩形の長辺の長さである。比例係数 cは比 b Z aの関数である力比 b Z aに対する依存性は弱いため、定数とみなせる。これらは、材料力学の著名な教科書である heory of Plates and Shells (S. P. Timishenko and S. Womwsky-Krieger)等に記載されている。

この理論に基づき、正方形メンブレンの辺の長さ b (= a ) を変化させた場合の最大曲げモーメント、および一辺の長さ aを 2 mmに固定して他辺の長さ bを変化させた場合の最大曲げモーメントを計算した。計算結果を図 1 0に示す。図 1 0に示すように、正方-形メンブレンの場合、サイズが増大するとともに、メンプレンにかかる負荷は急激に増大する。

一方、長方形メンブレンの場合、一辺が小さい限り、長辺を大きくしてもメンブレンにかかる負荷は一定の値で飽和する。以上のように、短辺の長さが aの長方形メンブレンの力学的強度は、長辺の長さ bに関わらず、一辺の長さ aの正方形メンブレンの力学的強度とほぼ同等である。したがって、本実施形態のマスクによれば、前述した第 1の条件が満たされる。

本実施形態のステンシルマスクを露光に用いる場合、グリッド直下の領域を露光できない。図 9 Aにおいて、小領域 A、 Dの y軸に平行なストライプと、小領域 B、 Cの x軸に平行なストライプとを重ね合わせると、 MXN個のブロックが得られる。図 9 Aの例では、 M=N=8である。 MXNブロックを M行 XN列 (= 8行 X 8歹の表に対応させ、各ブロックでどの小領域が露光されるか（すなわち、どの小領域にパターンを形成できる力）をまとめると、表 2のようになる。

表 2

本実施形態 ( ッド配置によれば、表 2に示すように、各ブロックで 2つの小領域にパターンを形成できる。したがって、チップの任意の位置に対して 2つの小領域を対応させることができる。相補分割したパターンを同一のマスク上の 4つの小領域のうち、露光される 2つの小領域に振り分けて形成する。 4つの小領域を重ね合わせる多重露光により、ドーナツ状のパターンを含む任意のデバイスパターンをウェハーに転写できる。すなわち、本実施形態のステンシルマスクによれば、前述した第 2の条件が満たされる。

各小領域のァライメント光学系の方向は、その小領域内のダリッド 4の長手方向と平行になっている。したがって、図 1 1の断面図に示すように、ァライメント光学系の光路はダリッド 4と干渉しない。図 1 1は、ダリッド 4で囲まれたパターン形成領域の一つを示す断面図である。

図 1 1に示すように、マスク法線方向 zから測ったァライメント光 Lの検出角度 Θが大きくなつた場合にも、図 9に示す光学系の配置によれば、ァライメント光し（マスク側ァライメントマーク 8からの反射光）はグリッド 4によって遮られない。したがって、 T T R方式によるァライメントを高精度に行うことができる。

本実施形態の半導体装置の製造方法は、本実施形態のステンシルマスクを用いたリソグラフィ一工程を含む。このリソグラフィー工程において、ウエハーステ一ジを図 9に示す Xあるいは Yずつ移動させ、移動させる毎に露光を繰り返す。例えば、第 1の露光により小領域 A〜Dのパターンをウェハーに露光した後、ゥェハーステージを小領域の X軸方向の長さ（X) だけ移動させる。この状態で第 2の露光により小領域 A〜Dのパターンをウェハーに露光すると、第 1の露光で小領域 Aのパターンが露光された部分に、小領域 Bのパターンが露光される。また、第 1の露光で小領域 Cのパターンが露光された部分に、小領域 Dのパターンが露光される。

'第 2の露光を行った後、ウェハーステージを例えば小領域の y軸方向の長さ (Y) だけ移動させる。この状態で第 3の露光により小領域 A〜Dのパターンをウェハーに露光すると、第 1の露光で小領域 Cのパターンが露光され、第 2の露光で小領域 Dのパターンが露光された部分に、小領域 Bのパターンが露光される。この部分には、ウェハーをさらに一 Xだけ移動させて第 4の露光を行うことにより、小領域 Aのパターンが露光される。すなわち、第 1〜第 4の露光により、小領域 A〜Dのパターンがすべて露光される。

実際の半導体装置の製造においては、ウェハー上に多数のチップがマトリタス状に配置される。したがって、上記のように X、 Υ、一Xの順にウェハーステージを移動させるかわりに、一方向（例えば X方向）に Xずつウェハーステージを端から端まで移動させた後、 y方向に Υだけウェハーステージを移動させ、再び X方向に一 Xずつウェハーステージを端から端まで移動させてもよい。

ウェハーステージの移動経路は、ウェハーステージの移動のための所要時間が少なくなるように、適宜選択できる。なお、上記のように、ウェハーを移動させる毎に小領域 A〜Dのパターンを露光すると、ウェハー上で最も外側に配置されるチップには、すべての小領域のパターンを重ねて露光することはできず、 1つまたは 2つの小領域のパターンのみ露光される。これらのチップは排除すればよレ、。

以上のように、 4つの小領域 A〜Dに形成された相補分割パターンが多重露光される。また、一つの小領域に含まれるチップ転写用領域 Acの数と同数のチップに効率よくデバイスパターンを転写できる。本実施形態のステンシルマスクによれば、前述した第 3の条件が満たされる。

図 1 2は、本実施形態の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。図 1 2に示すように、ステップ 1 ( S T 1 ) では、第 1の露光により第 1の小領域のパターンを露光する。第 1の小領域は、マスク上の 4つの小領域のうちの一つとする。なお、図 1 2のフローチャートは、ウェハー上に塗布されたレジストのある特定の箇所に施される処理を示したものであり、第 1の露光では、第 1〜第 4の小領域のパターンがすべてウェハー上の感光面であるレジストに露光される。

ステップ 2 (ST 2) では、第 2の露光により第 2の小領域のパターンを露光する。第 2の小領域は、第 1の小領域以外の 3つの小領域のうちの一つとする。なお、第 1の露光と同様に、第 2の露光でも第 1〜第 4の小領域のパターンがすベてゥヱハー上のレジストに露光される。

ステップ 3 (ST3) では、第 3の露光により第 3の小領域のパターンを露光する。第 3の小領域は、第 1および第 2の小領域以外の 2つの小領域のうちの一方とする。なお、第 1およぴ第 2の露光と同様に、第 3の露光でも第 1〜第 4の小領域のパターンがすべてウェハー上のレジストに露光される。

ステップ 4 (ST4) では、第 4の露光により第 4の小領域のパターンを露光する。第 4の小領域は、第 1〜第 3の小領域以外の残りの小領域である。なお、第 1〜第 3の露光と同様に、第 4の露光でも第 1〜第 4の小領域のパターンがすベてウェハー上のレジストに露光される。

ステップ 5 (ST5) では、レジストの現像を行う。これにより、相補分割を行う前のパターンが復元されて、レジストに転写される。

上記の本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、小領域ごとのパターン転写を効率よく行うことができ、マスクの歪みを抑えながら、高いスループットで露光を行うことができる。

ストライプ状のメンプレンは、例えば、特開 2000— 91227号公報記載の SCALPEL用マスクに形成される。このマスクにおいては、電子線等の露光用の荷電粒子ビームを走査するとき、ダリッドでビームをスキップさせる回数を減らす目的で、メンプレンが矩形にされる。メンプレンのストライプの方向は、荷電粒子ビームの走查方向と平行である。

本実施形態のマスクは、上記の特開 2000— 91227号公報記載のマスクとは異なる目的でメンプレンが矩形にされる。例えば、本実施形態のマスクでは、ダリッドの高さに応じてァライメント光の検出角度の許容範囲が変動する。した JP02/12689 がって、それに応じて矩形のメンプレンの長辺の長さも適宜決定される。

それに対し、上記の公報に記載された S C A L P E L用マスクでは、そのような条件は考慮されない。また、本実施形態のマスクの小領域 A〜Dのような、相補分割パターンを形成するためのマスク領域の分割も行われなレ、。

本実施形態のマスクによれば、ダリッド 4がァライメント光と干渉しないこと力^、光学系を設計する上での自由度が高くなる。したがって、開口数 NAの大きな光学系を用いて、信号強度をより高くすることも可能である。図 1に示すように、ダリッド 1 1が正方形のメッシュ状に形成された従来のマスク構造の場合、ァライメント光とグリッド 1 1との干渉を避けるには光学系を変更する力、メンプレンを拡大する必要がある。

し力しながら、正方形のメンプレンの面積を拡大すると、図 1 0に示したように、マスク強度が著しく低下する。また、光学系の変更も困難である。本実施形態のステンシルマスクによれば、光学系の変更が不要であり、マスク強度も低下しない。

図 1 3は、グリッドが各小領域にお！/、て単数である場合のマスクの上面図である。図 1 3のマスク 1においても、マスクの中心で直交する直線（不図示）によつてメンプレン 3が 4つの小領域に分割されている。 2つの小領域が隣接する境界部分では、境界に沿って延びるグリッド 4が、一方の小領域内に形成される。これにより、すべてのグリッド 4が互いに接続する。各小領域に形成されるグリッドの数は、図 7に示すように複数であっても、図 1 3に示すように単数であつても、いずれでもよい。

また、各小領域内のグリッドの数が複数の場合と単数の場合のレ、ずれも、各小領域の大きさは必ずしも同一でなくてもよい。各小領域のうち、ウェハーの同一の箇所に重ねて転写される領域内において、その領域内のすべての点が少なくとも 2つの小領域でパターン形成領域に含まれる限り、各小領域の大きさや形状は異なっていてもよい。但し、マスク全体の歪みを少なくするという観点からは、 P 画 2/12689

図 1あるいは図 1 3に示すように、各小領域を同一の大きさとし、対角線上の小領域に点対称にグリッドを形成することが望ましい。

相補分割されたパターンを複数の相補マスクに形成し、相補マスクを用いた多重露光により相補的にパターンを転写する場合、露光装置に取り付けた相補マス ' クを交換する必要がある。ここで、相捕マスクとは、ある領域のパターンを分割したパターンのうちの一部であって、互いに異なるパターン（相ネ分割パターン）が形成された複数のマスクをいう。各相補マスクの特定の領域を、露光対象物（通常はゥ; nハー）の同一の箇所に重ねて露光することにより、分割前のパターンが露光対象物に復元されて転写される。

それに対し、本実施形態のステンシルマスクによれば、同一のマスク内の異なる小領域に相補分割パターンが形成される。したがって、相補分割パターンを露光する際、露光装置に取り付けたマスクの交換は不要であり、ウェハーステージを移動させるのみでチップに多重露光を行うことができる。したがって、異なるマスクに相補分割パターンを形成する場合に比較して、露光のスループットを大幅に向上させることができる。

また、本実施形態のステンシルマスクに形成される小領域の数は 4個に限定されない。例えば、図 1 4に示すように、メンプレンを 1 6個の小領域に分割したり、図 1 5に示すように、メンプレンを 9個の小領域に分割したり、図 1 6に示すように、メンプレンを 6個に分割したりしてもよレ、。

メンブレンを 4個以外の小領域に分割する場合も、隣接する小領域同士では、梁が延在する方向を互いに直交させる。小領域の数を 4個よりも多くした場合、増加した分の小領域には、 4つの小領域 A〜Dと同様の相補分割パターンを形成しても、他の相補分割パターンを形成しても、相補分割パターン以外の露光用パターンを形成しても、いずれでもよい。

上記の本発明の実施形態のマスクおよび半導体装置の製造方法によれば、 T T R方式によりァライメントを行ったとき、ァライメント光がダリッドによって遮断されな！/、。したがつて、ゥェハーとマスクを近接させる L E E P Lにおレ、ても、高精度にァライメントを行うことが可能となる。また、本発明の実施形態のマスクの製造方法によれば、 TTR方式によるァライメントと相捕分割パターンの転写の両方に適したマスクを製造することが可能となる。

図 17は、 LEEPLに用いられる露光装置の概略図であり、電子線の投影光学系を示す。本実施形態のステンシルマスクは、図 17に示すような露光装置による電子線露光に好適に用いることができる。

図 17の露光装置 1 11は、低加速の電子線 112を生成する電子銃 113の他、アパーチャ一 1 14、コンデンサレンズ 1 15、 1対のメインデフレクタ一 116、 1 1 7および 1対の微調整用デフレクタ一 1 18、 119を有する。アパーチャ一 114は電子線 1 12を制限する。コンデンサレンズ 1 15は電子線 112を平行なビームにする。コンデンサレンズ 115により集光される電子線 1 12の断面形状は通常、円形であるが、他の断面形状であってもよい。メインデフレクタ一 1 16、 117および微調整用デフレクタ一 118、 1 19は偏向コイルであり、メインデフレクタ一 116、 117は電子線 1 12がステンシルマスク 120の表面に対して基本的に垂直に入射するように、電子線 112 を偏向させる。

微調整用デフレクター 118、 1 19は電子線 112がステンシルマスク 12 0の表面に対して垂直に、または垂直方向からわず力に傾いて入射するように、電子線 112を偏向させる。電子線 112の入射角は、ステンシルマスク 120 上のパターン位置等に応じて最適化するが、電子線 112の入射角は最大でも 1 Omr a d程度であり、電子線 112はステンシルマスク 120にほぼ垂直に入射する。

図 17の電子線 112 a〜cは、ステンシルマスクを走査する電子線 112が、ステンシルマスク上の各位置にほぼ垂直に入射する様子を示し、電子線 1 12 a 〜 cがステンシルマスク 120に同時に入射することを示すものではない。電子線 1 1 2の走査はラスタ走査とベクタ走査のいずれも可能である。

図 1 7において、ステンシルマスク 1 2 0の孔 1 2 1部分を透過した電子線により、ウェハ 1 2 2上のレジスト 1 2 3が露光される。 L E E P Lには等倍マスクが用いられ、ステンシルマスク 1 2 0とウエノ、 1 2 2は近接して配置される。上記の露光装置 1 1 1で電子線露光を行う際に、ステンシルマスク 1 2 0として本実施形態のステンシルマスクを用いる。本実施形態のステンシルマスクでは、メンブレンがダリッドによってネ甫強されていることから、メンブレンのたわみが P方止され、電子線露光での転写パターンの位置ずれが低減される。また、ウェハ一を移動させることにより、ステンシルマスク 1 2 0を交換せずに、相補分割パターンを重ね合わせて露光できる。，上記の実施形態に示したグリッド配置を有するステンシルマスクを、 L E E P L以外の電子線露光装置、例えば図 1 8に示す電子線露光装置に適用することもできる。図 1 8に示す投影光学系によれば、マスク 2 0 1のパターンが電子線を用いてウェハー等の試料 2 0 2に、所定の倍率で縮小転写される。電子線の軌道はコンデンサレンズ 2 0 3、第 1投影レンズ 2 0 4、第 2投影レンズ 2 0 5、クロスオーバアパーチャ 2 0 6、試科下レンズ 2 0 7および複数の偏向器 2 0 8 a 〜2 0 8 iによって制御される。

図 1 8に示す投影光学系では、マスク 2 0 1を透過した電子線が、クロスォーパアパーチャ 2 0 6を通過して試料 2 0 2に垂直に入射するように、複数の偏向器 2 0 8から偏向磁界を発生させる。上記の投影光学系を有する電子線露光装置以外に、ィオンビーム等の荷電粒子ビームを用いる露光装置に本実施形態のマスクを適用することもできる。また、 X線や放射線あるいは光線を用いる露光装置に本実施形態のマスクを適用することもできる。

本発明のマスクおよびその製造方法と半導体装置の製造方法の実施形態は、上記の説明に限定されない。例えば、マスクはグリッドがストライプ状に形成されていればよく、マスクの材料や構成は適宜変更できる。具体的には、メンプレンにチャージアップを防止するための導電層を設けたり、上記以外の方法でマスクを作製したりしてもよい。また、本実施形態のステンシルマスクは、リソグラフィー以外の半導体装置製造プロセス、例えばイオン注入等にも用いることができる。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。本発明のマスクによれば、 T T R方式によるァライメントと相補分割パタ一ンの転写が可能であり、十分なメンプレン強度も得られる。

本発明のマスクの製造方法によれば、 T T R方式によるァライメントと相捕分割パターンの転写が可能であり、十分なメンブレン強度を有するマスクを製造できる。

本発明の半導体装置の製造方法によれば、リソグラフィー工程におけるァライメント精度が向上し、微細パターンの高精度な転写が可能となる。

Claims

請求の範囲

1 . 支持枠と、

前記支持枠より薄く形成され、前記支持枠で囲まれた薄膜と、前記薄膜上の 1点である基準点を通り、第 1の方向に延びる第 1の直!！と、前記基準点で前記第 1の直線と直交し、第 2の方向に延びる第 2の直線を含む複数の線によって前記薄膜が複数の小領域に分割されたうちの一つである第 1 の小領域と、

前記第 1の小領域と第 1の方向において隣接する第 2の小領域と、前記第 1の小領域と第 2の方向において隣接する第 3の小領域と、前記第 2の小領域と第 2の方向において隣接し、前記第 3の小領域と第 1の方向において隣接する第 4の小領域と、

前記第 1の小領域上で第 2の方向に延在し、一端が第 3群の梁の一つに接続して前記薄膜を捕強する少なくとも一つの梁からなる第 1群の梁であって、第 2の直線に接する梁を含む前記第 1群の梁と、

前記第 2の小領域上で第 1の方向に延在し、一端が前記第 1群の梁の一つに接続して前記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなる第 2群の梁であつて、第 1の直線に接する梁を含む前記第 2群の梁と、

前記第 3の小領域上で第 1の方向に延在し、一端が第 4群の梁の一つに接続して前記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなる前記第 3群の梁であつて、第 1の直線に接する梁を含む前記第 3群の梁と、

前記第 4の小領域上で第 2の方向に延在し、一端が前記第 2群の梁の一つに接続して俞記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなる前記第 4群の梁であって、第 2の直線に接する梁を含む前記第 4群の梁と、

前記第 1の小領域内の前記梁以外の部分の一部に形成された第 1の開口部と、前記第 2から第 4の小領域のうちの少なくとも一つの小領域内の前記梁以外の部分の一部に形成された第 2の開口部とを有する

マスク。

2 . 前記第 1の開口部と前記第 2の開口部は相補的にパターンを構成する請求項 1記載のマスク。

3 . 前記第 1から第 4の小領域ごとに、前記梁は互いに等間隔に形成されている

請求項 1記載のマスク。

4 . 前記第 3群の梁の互！/、の間隔は前記第 2群の梁の互レ、の間隔と等しい請求項 3記載のマスク。

5 . 前記第 4群の梁の互いの間隔は前記第 1群の梁の互いの間隔と等しい請求項 4記載のマスク。

6 . 前記第 1力ら第 4の小領域は形状おょぴ大きさが互レ、に等し！/、正方形または矩形である

請求項 1記載のマスク。

7 . 前記第 1から第 4群の梁のうちの少なくとも一つの群の梁は、他端が前記支持枠と接続するように形成されている

請求項 1記載のマスク。

8 . 前記第 1および第 2の開口部は荷電粒子線が透過する孔である

請求項 1記載のマスク。

9 . 前記第 1から第 4の小領域は第 1の直線に平行な少なくとも 1本の第 1 の分割線と、第 2の直線に平行な少なくとも 1本の第 2の分割線の少なくとも一方の分割線によって、形状および大きさが等しい複数のチップ転写用領域に分割されている

請求項 1記載のマスク。

1 0 . 前記第 1力ゝら第 4の小領域内の前記梁以外の部分の一部に形成された位置合わせマークを有する

請求項 1記載のマスク。

1 1 . 前記位置合わせマークは各小領域内で、前記基準点から最も遠い部分に形成されている

' 請求項 1 0記載のマスク。

1 2. 薄膜の周囲に支持枠を形成する工程と、

前記薄膜の一方の面の一部に、前記薄膜を捕強する梁を形成する工程と、前記梁以外の部分の前記薄膜に開口部を形成する工程とを有するマスクの製造方法であって、

前記梁を形成する工程は、前記薄膜の第 1の小領域に第 1群の梁を形成し、前記薄膜の第 2の小領域に第 2群の梁を形成し、前記薄膜の第 3の小領域に第 3群の梁を形成し、前記薄膜の第 4の小領域に第 4群の梁を形成する工程を含み、

前記第 1の小領域は前記薄膜上の 1点である基準点を通り、第 1の方向に延びる第 1の直線と、前記基準点で前記第 1の直線と直交し、第 2の方向に延びる第 2の直線を含む複数の線によって前記薄膜が複数の小領域に分割されたうちの一つの小領域であり、

前記第 2の小領域は前記第 1の小領域と第 1の方向において隣接する小領域であり、

前記第 3の小領域は前記第 1の小領域と第 2の方向において隣接する小領域であり、

前記第 4の小領域は前記第 2の小領域と第 2の方向において隣接し、前記第 3の小領域と第 1の方向において隣接する小領域であり、

前記第 1群の梁は、前記第 1の小領域上で第 2の方向に延在し、一端が前記第 3群の梁の一つに接続して前記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなり、力つ第 2の直線に接する梁を含み、前記第 2群の梁は、前記第 2の小領域上で第 1の方向に延在し、一端が前記第 1群の梁の一つに接続して前記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなり、かつ第 1の直線に接する梁を含み、

前記第 3群の梁は、前記第 3の小領域上で第 1の方向に延在し、一端が前記第 4群の梁の一つに接続して前記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなり、かつ第 1の直線に接する梁を含み、

前記第 4群の梁は、前記第 4の小領域上で第 2の方向に延在し、一端が前記第 2群の梁の一つに接続して前記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなり、かつ第 2の直線に接する梁を含み、

前記開口部を形成する工程は、前記第 1の小領域内の前記梁以外の部分の一部に第 1の開口部を形成し、前記第 2力ら第 4の小領域のうちの少なくとも —つの小領域内の前記梁以外の部分の一部に第 2の開口部を形成する工程を含むマスクの製造方法。

1 3 . マスクを介して感光面に荷電粒子線、放射線または光線を照射する露光工程を含む半導体装置の製造方法であって、

支持枠と、

前記支持枠より薄く形成され、前記支持枠で囲まれた薄膜と、前記薄膜上の 1点である基準点を通り、第 1の方向に延びる第 1の直線と、前記基準点で前記第 1の直線と直交し、第 2の方向に延びる第 2の直線を含む複数の線によって前記薄膜が複数の小領域に分割されたうちの一つである第 1 の小領域と、

前記第 1の小領域上で第 2の方向に延在し、一端が第 3群の梁の一つに接続して前記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなる第 1群の梁であって、第 2の直線に接する梁を含む前記第 1群の梁と、

前記第 4の小領域上で第 2の方向に延在し、一端が前記第 2群の梁の一つに接続して前記薄膜を補強する少なくとも一つの梁からなる前記第 4群の梁であって、第 2の直線に接する梁を含む前記第 4群の梁と、

前記第 1の小領域内の前記梁以外の部分の一部に形成された第 1の開

P咅 15と、

前記第 2から第 4の小領域のうちの少なくとも一つの小領域内の前記梁以外の部分の一部に形成された第 2の開口部とを有するマスクを介して、感光面に荷電粒子線、放射線または光線を照射する露光工程であって、前記第 1の小領域を前記感光面の所定箇所に重ねて第 1の露光を行い、前記第 1の開口部を前記所定箇所内に転写する第 1の露光工程と、

前記第 2の開口部を含む小領域の一つを前記所定箇所に重ねて第 2の露光を行レヽ、前記第 2の開口部を前記所定箇所内に転写する第 2の露光工程とを有する

半導体装置の製造方法。

1 4 . 前記第 1および第 2の露光で前記所定箇所に重ねられていなレ、小領域であって、第 3の開口部を有する前記小領域を前記所定箇所に重ねて第 3の露光を行い、前記第 3の開口部を前記所定箇所内に転写する第 3の露光工程と、

前記第 1から第 3の露光で前記所定箇所に重ねられていない小領域であって、第 4の開口部を有する前記小領域を前記所定箇所に重ねて第 4の露光を行レ、、前記第 4の開口部を前記所定箇所内に転写する第 4の露光工程とをさらに有する

請求項 1 3記載の半導体装置の製造方法。

1 5 · 前記マスクは前記第 1から第 4の小領域内の前記梁以外の部分の一部にそれぞれマスク側位置合わせマークを有し、

前記第 1の露光工程の前に、前記感光面または前記感光面下部に、前記マスクを介して検出できるゥェハー側位置合わせマークを予め形成する工程をさらに有し、

各露光工程の前に、第 1の方向に延在する前記梁を含む小領域に、第 1 の方向で光を照射し、前記マスク側位置合わせマークで反射される光と、前記感光面側位置合わせマークで反射される光の位置を検出して、前記マスクと前記感光面の位置合わせを行う工程と、

第 2の方向に延在する前記梁を含む小領域に、第 2の方向で光を照射し、前記マスク側位置合わせマークで反射される光と、前記感光面側位置合わせマークで反射される光の位置を検出して、前記マスクと前記感光面の位置合わせを行う工程の少なくとも一方を有する

請求項 1 3記載の半導体装置の製造方法。

1 6 . 前記マスクは前記第 1力ら第 4の小領域内の前記梁以外の部分の一部にそれぞれマスク側位置合わせマークを有し、

前記第 1の露光工程の前に、前記感光面または前記感光面下部に、前記マスクを介して検出できるウェハー側位置合わせマークを予め形成する工程をさらに有し、

請求項 1 4記載の半導体装置の製造方法。

1 7 . 前記位置合わせマークは各小領域内で、前記基準点から最も遠い部分に形成されている

請求項 1 3記載の半導体装置の製造方法。

1 8 . 前記位置合わせを前記露光と同時に並行して行う

請求項 1 3記載の半導体装置の製造方法。