JP2004140223A - Transcribing and exposing method in semiconductor process - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transcribing method for transcribing identical patterns under an uniform exposure condition when an exposure axis is set in the center of a mask and each of patterns of a semiconductor device containing a plurality of the identical patterns is transcribed to a wafer with focus leveling information obtained by a separate optical system. <P>SOLUTION: A first mask 2 and a second mask 3 are prepared. In the fist mask 2, the identical patterns within chip patterns 1 of the semiconductor device are arranged/formed on the mask as single representative patterns, while, in the second mask 3, the representative patterns are arranged in locations symmetrical relative to a point in relation to the mask center. When each of forming regions of the identical patterns D1 to D5 aligns adjacently on the wafer, the first and the second masks 2, 3 are used selectively so that the mask centers are located within the forming regions. The focus leveling information of the transcribing patterns can be obtained from the forming regions of the identical patterns, resulting in enabling the transcription under the uniform exposure condition. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体プロセスにおける転写露光方法に係り、特にホトリソグラフィによって複数の同一パターンを含む半導体デバイスのチップをウエハ上に転写する場合において、各パターンを転写する際の露光条件の均等化を図り、またチップ取れ数を増加させるための改善に関する。
【0002】
【従来の技術】
CCDスキャナや液晶画像表示装置等に適用される半導体デバイスは、その回路構成中に多数の同一パターンが連続的に繰り返して配設されている。
そして、一般的にその種の半導体デバイスは大面積チップとなるため、チップ全体を単一のマスク内に収めることが不可能である。
【0003】
そこで、従来から前記のような半導体デバイスをホトリソグラフィで製造する際には、同一パターンとして繰り返される回路については単一の代表パターンとしてマスクに形成するようにし、更にそれが複数種ある場合には1枚のマスクに対して集約的に配設・形成しておき、そのマスクを用いて繰り返しパターンを効率良く露光転写させる方法が採用されている。
また、その方法に基づいた半導体デバイスの製造方法に関しては、下記の特許文献1,2等において各種の提案がなされている。
【0004】
前記の露光転写方法では、例えば、ウエハ上に多数形成される半導体デバイスの1チップが図13(A)に示すような各回路パターンの組合せからなるチップパターン1であり、各パターンA1〜A4,B1〜B10,C1とC2,D1〜D5がそれぞれ同一パターンA,B,C,Dである場合には、図13(B)のように各パターンA,B,C,Dを集約的に配置・形成した一枚のマスク2を用いる。
尚、図13(B)において、20はマスク2の中心である。
【0005】
そして、露光装置としては図14に示すような縮小投影露光方式の装置が使用されることが多く、その場合には前記のマスク2はレチクルマスクとなる。
同図において、31は露光光源であり、その発する光はフライアンレンズ32、アパーチャ33、コンデンサレンズ34、ミラー35及びコンデンサレンズ36を介してマスク2に照射せしめられる。
また、ミラー35からコンデンサレンズ36を通じてマスク2側へ照射される露光光束の光軸10は、設置台に固定されたマスク2の中心20を通過するように設定されている。
尚、マスク2の上側にはブラインド37が設けられており、ブラインド駆動部38によってマスク2の各パターンA,B,C,Dの内の転写しようとするパターン以外の領域を遮蔽するようになっている。
【0006】
ブライド37が開放しているマスク2のパターンを透過した光は、投影レンズ39を介してレベリングステージ40の上面に設置されたウエハ41に集光せしめられ、それによってマスク2の前記パターンがウエハ41に投影されて転写される。
前記のレベリングステージ40はZステージ42の上に搭載されており、更にそのZステージ42はX−Yステージ43の上に搭載されている。
そして、LED44,45とコリメートレンズ46,47と集光レンズ48,49と光検出器50,51で構成した2系統の光学系によって、それぞれウエハ41と前記光軸10の交点を基準にしたウエハ41上の一定領域に関するレベリング情報とフォーカス情報を得るようになっており、光検出器50,51が検出したそれらの情報は主制御部52へ入力され、主制御部52がそれらの情報に基づいてレベリング駆動部53とZ駆動部54を制御することにより、ウエハ41の傾斜角度と光軸方向の位置(フォーカス位置)を調整して常に適正な転写露光が実行されるようにしている。
【0007】
また、主制御部52には半導体デバイスのチップパターン1とマスク2の各パターンA,B,C,Dに係る配置条件、及びウエハ41に対するチップパターン1の配設条件に基づいて作成された作業プログラムが予めセットされている。
そして、主制御部52は、そのプログラムを読み出してX−Y駆動部55を制御することによりX−Yステージ43を水平方向へ移動させ、ブラインド37の遮蔽状態を制御すると共に前記のレベリング・フォーカス情報によってレベリングステージ40とZステージ42を制御しながら、マスク2の各パターンA,B,C,Dを選択的にウエハ41の設定位置に転写させて最終的にウエハ41上に多数のチップパターン1を形成させる。
【0008】
【特許文献1】
特開平06−323389号公報
【特許文献2】
特開2000−323389号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の露光装置においては、マスク2がその中心20を露光用光束の光軸10上に位置させるように設置されており、図13(B)に示したマスク2のパターンA,B,C,Dの配置条件によれば、露光用光束の光軸10はマスク2のパターンCを通過するが、他のパターンA,B,Dは常に光軸10からずれた位置にある。
一方、前記の露光装置では露光用光束の光軸10とウエハ41の交点を基準にしてレベリング・フォーカス情報を得ている。
【0010】
従って、パターンA,B,Dをウエハ41に転写する場合には、それらのパターンA,B,Dを転写すべき領域からずれたウエハ41上の領域から得られるレベリング・フォーカス情報に基づいてレベリングステージ40とZステージ42が調整制御される。
その場合、転写しようとするパターンと同一のパターンが形成されるべき領域からレベリング・フォーカス情報が得られていればまだ良いが、異なるパターンが形成されるべき領域からその情報を得ていると、繰り返して転写される複数の同一パターンが異なる露光条件で転写されることになる。
【0011】
例えば、図15に示すように、マスク2のパターンDをチップパターン1内のパターンD1に転写する場合には、前記の光軸10はチップパターン1内のパターンC1を通過する位置となり、レベリング・フォーカス情報はパターンC1側から得られており、その情報に基づいてウエハ41の傾斜角度と光軸方向の位置が調整された状態でパターンD1がウエハ41に転写される。
一方、X−Yステージ43を移動させてチップパターン1内のパターンD2〜D5を順次転写してゆく段階では、前記の光軸10はパターンD1〜D4へ順次移行するため、同一パターンが形成されるべき領域内でレベリング・フォーカス情報を得ながら転写が行われることになる。
すると、チップパターン1のパターンD1だけが異なるパターンC1のレベリング・フォーカス情報に基づいて転写されたことになり、パターンDが画素回路を構成するようなものである場合には、パターンD1の画素とパターンD2の画素の繋ぎ目が他のパターンD2〜D5に係る各画素間の繋ぎ目と異なった状態になって、画像の表示品質の低下を招くという問題が生じる。
【0012】
また、別の問題として、ウエハ41のエッジ近くに配設されるチップパターン1を前記のマスク2の各パターンA,B,C,Dで転写する場合を想定してみると、図16に示すように、チップパターン1内のパターンA4を形成すべき領域がウエハ41のエッジ41aに最も近くなるが、その場合に前記の光軸10はウエハ41の外側に位置することになり、その状態ではレベリング・フォーカス情報が得られなくなる。
従って、そのまま転写を実行するとデフォーカスによるパターン短絡等が発生し、また露光装置によってはそのような転写を不能とする場合もあることから、結果的にエッジ41aに近い領域にチップパターン1を形成できなくなってチップ取れ数の減少を招くことになる。
【0013】
そこで、本発明は、複数の同一パターンを含む半導体デバイスのチップをウエハ上に転写する場合に用いるマスクに工夫を施し、もって、前記の各問題点を合理的に解決することが可能な露光転写方法を提供することを目的として創作された。
【0014】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、露光用光束の光軸がマスクの中心を通過するように設定し、別途の光学系により前記光軸とウエハの交点位置を基準にして求めたフォーカス・レベリング情報に基づいて前記ウエハの前記光軸方向の位置と角度を制御しながら、前記マスクに形成された半導体デバイスの各パターンを前記ウエハに転写する露光装置を用い、複数の異なるパターンをそれぞれ複数個含んだ半導体デバイスのチップをウエハ上に転写する場合の転写露光方法において、前記半導体デバイスにおける異なるパターン毎の複数の同一パターンをそれぞれ単一の代表パターンとしてマスク上に配置・形成せしめた第1マスクと、前記第1マスクとの関係で、前記の各代表パターンの配置領域がマスクの中心について点対称な位置に設定された第2マスクとを用意し、前記ウエハに形成されるべき前記半導体デバイスの同一パターンの各形成領域が隣接して整列している場合に、前記光軸方向から見て、マスクの中心が前記ウエハに形成されるべき前記半導体デバイスの同一パターンの形成領域内に位置するように、前記の第1マスク又は第2マスクを選択的に使用して転写することを特徴とする半導体プロセスにおける転写露光方法に係る。
【0015】
この発明によれば、ウエハに形成されるべき半導体デバイスの同一パターンの各形成領域が隣接して整列している場合において、それらのパターンを繰り返して転写してゆく際に、第1マスク又は第2マスクを選択的に使用することによって、フォーカス・レベリング情報を常に同一パターンが形成されるべき領域から取得でき、隣接した同一パターンをより均等な露光条件で転写させることが可能になる。
従って、同一パターンが画素に係るものである場合において、連続する画素の繋ぎ目が目立つような不具合を防止できる。
【0016】
第2の発明は、第1の発明と同様の露光装置を用い、複数の同一パターンを含む半導体デバイスのチップをウエハ上に転写する場合の転写露光方法であり、第1の発明の場合と同様の関係にある第1マスクと第2マスクを用意するが、前記ウエハ上に前記の複数の同一パターンを繰り返して転写する際に、前記の第1マスクと第2マスクの内で、前記光軸方向から見て、マスクの中心と前記ウエハに形成されるべき前記半導体デバイスのチップパターン配設領域の中心との距離がより短くなる方のマスクを選択的に使用して転写することを特徴とする半導体プロセスにおける転写露光方法に係る。
【0017】
この発明によれば、半導体デバイスにおける複数の同一パターンをマスクの代表パターンによってウエハに転写露光する場合に、第1マスクと第2マスクを使い分けることにより、フォーカス・レベリング情報を可能な限り半導体デバイスの配設領域の中心に近い領域から取得できるようになり、同一パターンをより均一な露光条件で転写せしめることが可能になる。
【0018】
第3の発明は、第1の発明と同様の露光装置を用い、複数の同一パターンを含む半導体デバイスのチップをウエハ上に転写する場合の転写露光方法であり、前記ウエハに形成されるべき前記半導体デバイスの同一パターンの形成領域が前記ウエハの縁の近傍にある場合において、そのパターンに係る代表パターンを前記の第1マスクと第2マスクの隅角寄りに配置・形成せしめ、前記光軸方向から見て、マスクの中心が前記ウエハ内に位置するように、前記の第1マスク又は第2マスクを選択的に使用して転写することを特徴とする半導体プロセスにおける転写露光方法に係る。
【0019】
この発明によれば、第1マスクと第2マスクを使い分けることにより、単一のマスクで転写を実行する場合と比較して、ウエハの縁の近傍領域にあるパターンについてフォーカス・レベリング情報を得て転写できる場合が多くなるために、ウエハの縁に近い領域に正常な半導体デバイスのチップパターンをより多く形成でき、ウエハからのチップ取れ数を増加させることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の「半導体プロセスにおける転写露光方法」の実施形態を図1から図12を用いて詳細に説明する。
但し、この実施形態においても、図14に示した露光装置を用いて図13(A)に示したチップパターン1をウエハ41に多数転写する場合を例にとって説明する。
先ず、図1の(A)と(B)はこの実施形態で用いる2枚のマスクの平面図であり、(A)のマスクは従来技術において説明した図13(B)のマスク2に相当し、(B)のマスク3は、前記のマスク2との関係において、パターンA,B,C,Dの配置領域がマスク2の中心20について点対称な位置に設定されたものである。
【0021】
今、図13(A)のチップパターン1におけるパターンD1〜D5をマスク2,3を用いて転写する場合を想定すると、パターンD1の転写のためにマスク2を用いた場合には、図15で説明したように、マスク2のパターンDがチップパターン1のパターンD1に対応するようにウエハ41を移動させた際に光軸10がチップパターン1のパターンC1の領域に位置し、パターンC1の領域を基準にしたレベリング・フォーカス情報しか得られなかった。
【0022】
この問題に対して、この実施形態では前記の対称条件に基づいて作成された2枚のマスク2,3を用意しており、前記のパターンD1の転写に際してはマスク3を適用する。
その場合の露光装置におけるチップパターン1とマスク2の光学的位置関係は図2に示され、マスク2のパターンDをチップパターン1のパターンD1に対応させると、マスク2の中心20(即ち、露光装置の光軸10の位置)はチップパターン1のパターンD2の形成領域内に位置するため、レベリング・フォーカス情報は同一パターンが形成されるべき領域から得られていることになる。
【0023】
次に、この実施形態では、チップパターン1のパターンD2を転写する際にもマスク3を適用する。
その場合のチップパターン1とマスク2の光学的位置関係は図3に示され、マスク2のパターンDをチップパターン1のパターンD2に対応させると、露光装置の光軸10はチップパターン1のパターンD3の形成領域内に位置し、やはりレベリング・フォーカス情報は同一パターンが形成されるべき領域から得られることになる。
【0024】
一方、チップパターン1のパターンD3〜D5を転写する際には、マスク2を適用する。
それらの場合におけるチップパターン1とマスク2の光学的位置関係は図4から図6に示されるが、露光装置の光軸10はそれぞれの場合についてチップパターン1のパターンD2,D3,D4の形成領域内に位置し、レベリング・フォーカス情報は同一パターンが形成されるべき領域から得られていることは前記と同様である。
ここで、もし、チップパターン1のパターンD5の転写の際にマスク2を適用したと仮定すると、その場合における光軸10の位置はチップパターン1のパターンC2となり、図15の場合と対称的関係となって、パターンD1〜D5とは異なるパターンC2の領域からレベリング・フォーカス情報を得てしまうことになる。
【0025】
従って、この実施形態によれば、2枚のマスク2,3を選択的に用いることにより、チップパターン1内の同一パターンD1〜D5をそれらパターンの形成領域内に基準を設定して得られるレベリング・フォーカス情報に基づいて転写させることができ、それらのパターンD1〜D5が均等な露光条件で転写がなされるために、前記パターンD1〜D5が画素を構成する回路の繰り返しパターンであるような場合において画素の繋ぎ目が目立ってしまうような不具合を防止できる。
【0026】
尚、チップパターン1のパターンD2,D3,D4の転写に際しては、マスク2,3の何れを用いても光軸10を同一パターンの形成領域内に位置させることができるが、図3のようにパターンD2をマスク3のパターンDで転写し、パターンD3,D4をマスク2のパターンDで転写するようにしているのは、光軸10を可能な限りチップパターン1の中心に近い位置に設定しようとする配慮によるものである。
【0027】
次に、チップパターン1におけるパターンB1〜B10をマスク2,3で転写する場合について説明する。
一般に、半導体プロセスでは半導体デバイスのチップパターンをウエハに対してマトリクス状に配列させて転写する。
前記のチップパターン1についてみれば、図7に示すように、チップパターン1が縦横に密接した態様で繰り返されることになる。
その場合、同図のように、マスク2のパターンBを用いてチップパターン1のパターンB1を転写する際の条件についてみると、マスク2の中心20に相当する光軸10の位置は上側に隣接しているチップパターン1のパターンB7の形成領域にあり、隣接したチップパターン1における同一パターン形成領域からレベリング・フォーカス情報が得られていることになる。
また、図7ではパターンB1の転写について描かれているが、マスク2又はマスク3を適宜選択的に用いることによって、パターンB1〜B10を隣接したチップパターン1における同一パターン形成領域からレベリング・フォーカス情報を得ながら転写することができる。
【0028】
ところで、この実施形態では、マスク2,3におけるパターンBが図1の(A),(B)のような配置条件になっているために前記のようなレベリング・フォーカス情報に基づく露光条件が得られるが、チップパターンの構成によってはそのような条件が得られるとは限らず、また、前記で得られているレベリング・フォーカス情報はあくまで隣接したチップパターンの同一パターンの形成領域を基準にした情報であり、実際に転写しようとするチップパターン1に係る同一パターンから得られている情報ではない。
【0029】
一方、パターンB1〜B10が画素を構成する回路でないような場合には、むしろ実際に転写しようとするチップパターン1内で露光条件を揃えた方が良いことが少なくない。
そこで、この実施形態では、2枚のマスク2,3の選択に際して、現在転写しようとしている各パターンB1〜B10を含むチップパターン1の中心とマスク2又はマスク3の中心20(光軸10の位置)との距離が、光軸10の方向から見て、より短くなる方のマスクを選択して転写する方法を採用した場合について説明する。
【0030】
先ず、図8の(A)はチップパターン1のパターンB1をマスク2のパターンBで転写する場合を、同図の(B)はマスク3のパターンBで転写する場合を示す。
そして、それぞれの場合において、マスク2,3の中心20とチップパターン1の中心25の直線距離L1,L2を比較してみると、L1<L2の関係になっている。
従って、この場合におけるパターンB1の転写に際してはマスク2を選択し、そのマスク2のパターンBでチップパターン1のパターンB1を転写する。
【0031】
一方、図9と図10は、同様の基準に基づいて、それぞれチップパターン1のパターンB2とパターンB5を転写する場合を示す。
チップパターン1のパターンB2〜B5の転写においては、マスク2,3の中心20とチップパターン1の中心25の直線距離を比較すると、マスク2の場合よりもマスク3を用いた場合の方が短くなるため、マスク3が適用されることになる。
尚、パターンB6〜B10の転写に関しては図示していないが、前記の基準に準じてマスク2,3の何れか一方を選択してパターンBを転写することになる。
【0032】
このように、光軸10の方向からみたマスク2,3の中心20とチップパターン1の中心25との直線距離が短くなる方のマスクを選択するという方法により、パターンB1〜B10の転写に係るレベリング・フォーカス情報を可能な限りそれらのパターンB1〜B10を含むチップパターン1の中心25に近い位置を基準にした情報として得ることができ、チップパターン単位でより均一な露光条件を設定しながら転写できることになる。
【0033】
次に、チップパターン1のパターンA1〜A4を転写する場合について説明する。
それらのパターンA1〜A4はチップパターン1の隅角に分散して配設されており、前記のパターンD1〜D5やパターンB1〜B10と条件が異なる。
パターンA1〜A4について問題となるのは、図16において説明したように、ウエハ41に対してチップパターン1をマトリクス状に配列させた場合に、ウエハ41のエッジ41aの近くに形成されるべきチップパターン1のパターンA1〜A4が極めてエッジ41aに近くなり、レベリング・フォーカス情報が得られなくなってデフォーカスによるパターン短絡等が発生し、結果的にチップ取れ数が減少することであった。
【0034】
この問題について、この実施形態では、図1に示したように、マスクの中心20に関して各パターンA,B,C,Dの形成領域を点対称な関係で配設した2枚のマスク2,3を用意しており、且つパターンAを各マスク2,3の隅角寄りに配置・形成してあるため、それらのマスク2,3を適宜選択することにより合理的に解決できる。
即ち、図16ではマスク2を用いているために、ウエハ41のエッジ41aの近くにあるチップパターン1のパターンA4を転写する際にマスク2の中心20(光軸10の位置)がウエハ41の範囲外になり、レベリング・フォーカス情報が得られない状態となっていたが、図11に示すように、マスク3を用いてパターンA4を転写するようにすれば、光軸10の位置はウエハ41の範囲内に含まれるためレベリング・フォーカス情報を得て転写を行うことができる。
【0035】
また、図12に示すように、図11におけるチップパターン1に対してウエハ41上で対角位置にあるチップパターン1のパターンA1に関しては、マスク2を用いてパターンA1を転写するようにすれば、前記と同様に光軸10の位置はウエハ41の範囲内にあり、レベリング・フォーカス情報を得た状態で転写を行うことができる。
尚、図11と図12はそれぞれウエハ41の右下隅と左上隅に配設されるチップパターン1について説明したが、右上隅と左下隅に配設されるチップパターン1のパターンA2,A3に関しては、光軸10が少しエッジ41aに接近するが、マスク2,3の何れを用いても光軸10をウエハ41の範囲内に収めることができ、レベリング・フォーカス情報を得ながら転写できる。
【0036】
最後に、チップパターン1のパターンC1,C2の転写について検討すると、マスク2,3ではパターンCを中央に配置させており、マスク2,3の中心20はパターンC内にある。
従って、マスク2,3の何れを用いても光軸10がパターンC1,C2の形成領域内に位置することになり、その形成領域の中心を基準として得られるレベリング・フォーカス情報に基づいてそのまま転写が行えるため、この場合には他のパターンD1〜D5,B1〜B10,A1〜A4に係るような問題は生じない。
【0037】
以上のように、この実施形態の転写露光方法によれば、従来技術の各問題点を合理的に解決できるが、露光装置の露光方式としては、図14に示したような縮小投影露光方式に限らず、等倍転写のミラープロジェクション方式であってもよく、またマスクとウエハの間に光学系を介在させずにパターンを直接転写する射影露光方式であってもよい。
【0038】
【発明の効果】
本発明の「半導体プロセスにおける転写露光方法」は、以上の構成を有していることにより、次のような効果を奏する。
請求項1の発明は、ウエハに形成されるべき半導体デバイスの同一パターンの各形成領域が隣接して整列しており、それらのパターンを繰り返して転写してゆく場合に、フォーカス・レベリング情報を常に同一パターンが形成されるべき領域から取得しながら転写できるようにし、前記の各同一パターンを均等な露光条件で転写させることを可能にする。
特に、前記の同一パターンが画素回路に係るものである場合に最適であり、連続する画素の繋ぎ目が目立つような不具合を防止できるという利点がある。
請求項2の発明は、フォーカス・レベリング情報を可能な限り半導体デバイスの配設領域の中心に近い領域から取得できるようにして、半導体デバイス単位でそのチップパターン内に含まれている同一パターンをより均一な露光条件で転写せしめることを可能にする。
請求項3の発明は、ウエハの縁の近傍に形成されるパターンについてもウエハ面からフォーカス・レベリング情報を取得できるようにし、従来ではデフォーカス等によって形成が不可能であったウエハのエッジ近くのチップパターンについても適正な転写を可能にし、チップ取れ数の増加を実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の「半導体プロセスにおける転写露光方法」の実施形態に用いられる2枚のマスクの平面図である。
【図2】図1(B)のマスクを用いてチップパターン内のパターンD1を転写する場合におけるマスクとチップパターンの光学的位置関係を示す平面図である。
【図3】図1(B)のマスクを用いてチップパターン内のパターンD2を転写する場合におけるマスクとチップパターンの光学的位置関係を示す平面図である。
【図4】図1(A)のマスクを用いてチップパターン内のパターンD3を転写する場合におけるマスクとチップパターンの光学的位置関係を示す平面図である。
【図5】図1(A)のマスクを用いてチップパターン内のパターンD4を転写する場合におけるマスクとチップパターンの光学的位置関係を示す平面図である。
【図6】図1(A)のマスクを用いてチップパターン内のパターンD5を転写する場合におけるマスクとチップパターンの光学的位置関係を示す平面図である。
【図7】ウエハ上にマトリクス状に配設されるチップパターンの相互関係と、図1(A)のマスクを用いてチップパターン内のパターンB1を転写する場合におけるマスクと各チップパターンの光学的位置関係を示す平面図である。
【図8】(A)は図1(A)のマスクを用いてチップパターン内のパターンB1を転写する場合、(B)は図1(B)のマスクを用いてチップパターン内のパターンB1を転写する場合であって、それぞれの場合におけるマスクとチップパターンの光学的位置関係を示す平面図である。
【図9】図1(B)のマスクを用いてチップパターン内のパターンB2を転写する場合におけるマスクとチップパターンの光学的位置関係を示す平面図である。
【図10】図1(B)のマスクを用いてチップパターン内のパターンB5を転写する場合におけるマスクとチップパターンの光学的位置関係を示す平面図である。
【図11】ウエハの右下隅に配設されるチップパターン内のパターンA4(最もウエハのエッジに近いパターン)を図(B)のマスクで転写する場合におけるマスクとチップパターンとウエハのエッジとの光学的位置関係を示す平面図である。
【図12】ウエハの左上隅に配設されるチップパターン内のパターンA1(最もウエハのエッジに近いパターン)を図(A)のマスクで転写する場合におけるマスクとチップパターンとウエハのエッジとの光学的位置関係を示す平面図である。
【図13】(A)はチップパターンの平面図であり、(B)はそのチップパターン内の各同一パターンA1〜A4,B1〜B10,C1とC2,D1〜D5を代表パターンA,B,C,Dとして1枚のマスク内に配置・形成したマスクの平面図である。
【図14】露光装置のシステム構成図である。
【図15】図13(B)のマスクで図13(A)のチップパターン内のパターンD1を転写する場合におけるマスクとチップパターンの光学的位置関係を示す平面図である。
【図16】ウエハの右下隅に配設されるチップパターン内のパターンA1(最もウエハのエッジに近いパターン)を図13(B)のマスクで転写する場合におけるマスクとチップパターンの光学的位置関係を示す平面図である。
【符号の説明】
1…チップパターン、2,3…マスク、10…光軸、20…マスクの中心、25…チップパターンの中心、31…露光光源、32…フライアンレンズ、33…アパーチャ、34,36コンデンサレンズ、35…ミラー、37…ブラインド、38…ブラインド駆動部、39…投影レンズ、40…レベリングステージ、41…ウエハ、41a…ウエハのエッジ、42…Zステージ、43…X−Yステージ、44,45…LED、46,47…コリメートレンズ、48,49…集光レンズ、50,51…光検出器、52…主制御部、53…レベリング駆動部、54…Z駆動部、55…X−Y駆動部、A,B,C,D…マスクに配置・形成されたパターン(代表パターン)、A1〜A4,B1〜B10,C1とC2,D1〜D5…チップパターン内の各同一パターン、L1,L2…光軸方向から見た場合のマスクの中心(光軸の位置)とチップパターンの中心との距離。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a transfer exposure method in a semiconductor process, particularly when transferring a chip of a semiconductor device including a plurality of identical patterns onto a wafer by photolithography, in order to equalize exposure conditions when transferring each pattern, In addition, the present invention relates to an improvement for increasing the number of chips.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A semiconductor device applied to a CCD scanner, a liquid crystal image display device, or the like has a large number of identical patterns continuously and repeatedly arranged in a circuit configuration thereof.
In general, such a semiconductor device is a large-area chip, so that it is impossible to fit the entire chip in a single mask.
[0003]
Therefore, conventionally, when a semiconductor device as described above is manufactured by photolithography, a circuit that is repeated as the same pattern is formed on a mask as a single representative pattern. A method is adopted in which a mask is collectively disposed and formed, and a pattern is repeatedly exposed and transferred efficiently using the mask.
Various proposals have been made in the following Patent Documents 1 and 2 for a method of manufacturing a semiconductor device based on the method.
[0004]
In the above-described exposure transfer method, for example, one chip of a semiconductor device formed on a wafer is a chip pattern 1 composed of a combination of circuit patterns as shown in FIG. When B1 to B10 and C1 and C2 and D1 to D5 are the same patterns A, B, C and D, respectively, the patterns A, B, C and D are collectively arranged as shown in FIG. Use one formed mask 2.
In FIG. 13B, reference numeral 20 denotes the center of the mask 2.
[0005]
As an exposure apparatus, an apparatus of a reduction projection exposure system as shown in FIG. 14 is often used, and in this case, the mask 2 is a reticle mask.
In the figure, reference numeral 31 denotes an exposure light source, and light emitted from the exposure light source irradiates the mask 2 via a fly-an lens 32, an aperture 33, a condenser lens 34, a mirror 35, and a condenser lens 36.
The optical axis 10 of the exposure light beam emitted from the mirror 35 to the mask 2 through the condenser lens 36 is set so as to pass through the center 20 of the mask 2 fixed to the installation table.
A blind 37 is provided on the upper side of the mask 2, and a region other than the pattern to be transferred among the patterns A, B, C, and D of the mask 2 is shielded by the blind driving unit 38. ing.
[0006]
The light transmitted through the pattern of the mask 2 that is open to the blind 37 is condensed on the wafer 41 placed on the upper surface of the leveling stage 40 via the projection lens 39, whereby the pattern of the mask 2 is Is projected and transferred.
The leveling stage 40 is mounted on a Z stage 42, and the Z stage 42 is mounted on an XY stage 43.
A two-system optical system composed of LEDs 44 and 45, collimating lenses 46 and 47, condensing lenses 48 and 49, and photodetectors 50 and 51 is used to refer to the intersection of the wafer 41 and the optical axis 10, respectively. Leveling information and focus information relating to a certain area on 41 are obtained, and the information detected by the photodetectors 50 and 51 is input to a main control unit 52, and the main control unit 52 performs the processing based on the information. By controlling the leveling drive unit 53 and the Z drive unit 54, the tilt angle of the wafer 41 and the position in the optical axis direction (focus position) are adjusted so that proper transfer exposure is always performed.
[0007]
In addition, the main control unit 52 performs operations created based on the arrangement conditions of the patterns A, B, C, and D of the chip pattern 1 and the mask 2 of the semiconductor device, and the arrangement conditions of the chip pattern 1 on the wafer 41. The program is set in advance.
Then, the main control unit 52 reads the program and controls the XY drive unit 55 to move the XY stage 43 in the horizontal direction, control the shielding state of the blind 37, and perform the leveling / focusing. While controlling the leveling stage 40 and the Z stage 42 based on the information, each of the patterns A, B, C, and D of the mask 2 is selectively transferred to the set position of the wafer 41, and finally a large number of chip patterns are formed on the wafer 41. 1 is formed.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-06-323389
[Patent Document 2]
JP 2000-323389 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described exposure apparatus, the mask 2 is installed so that its center 20 is located on the optical axis 10 of the exposure light beam, and the patterns A, B, and B of the mask 2 shown in FIG. According to the arrangement conditions of C and D, the optical axis 10 of the light beam for exposure passes through the pattern C of the mask 2, but the other patterns A, B, and D are always at positions shifted from the optical axis 10.
On the other hand, in the above-described exposure apparatus, leveling / focus information is obtained based on the intersection between the optical axis 10 of the exposure light beam and the wafer 41.
[0010]
Therefore, when transferring the patterns A, B, and D onto the wafer 41, leveling is performed based on leveling / focus information obtained from an area on the wafer 41 shifted from an area where the patterns A, B, and D are to be transferred. The stage 40 and the Z stage 42 are adjusted and controlled.
In that case, it is still better if leveling focus information is obtained from an area where the same pattern as the pattern to be transferred is to be formed, but if the information is obtained from an area where a different pattern is to be formed, A plurality of identical patterns repeatedly transferred are transferred under different exposure conditions.
[0011]
For example, as shown in FIG. 15, when the pattern D of the mask 2 is transferred to the pattern D1 in the chip pattern 1, the optical axis 10 becomes a position passing through the pattern C1 in the chip pattern 1, and The focus information is obtained from the pattern C1 side, and the pattern D1 is transferred onto the wafer 41 in a state where the tilt angle of the wafer 41 and the position in the optical axis direction are adjusted based on the information.
On the other hand, at the stage where the XY stage 43 is moved and the patterns D2 to D5 in the chip pattern 1 are sequentially transferred, the optical axis 10 sequentially shifts to the patterns D1 to D4, so that the same pattern is formed. The transfer is performed while obtaining the leveling / focus information in the area to be transferred.
Then, only the pattern D1 of the chip pattern 1 has been transferred based on the leveling / focus information of the different pattern C1, and when the pattern D is such as to constitute a pixel circuit, the pixels of the pattern D1 The seam between the pixels of the pattern D2 is different from the seam between the pixels of the other patterns D2 to D5, which causes a problem that the display quality of an image is reduced.
[0012]
As another problem, assuming that the chip pattern 1 disposed near the edge of the wafer 41 is transferred by each of the patterns A, B, C, and D of the mask 2, FIG. As described above, the area in the chip pattern 1 where the pattern A4 is to be formed is closest to the edge 41a of the wafer 41. In this case, the optical axis 10 is located outside the wafer 41. Leveling focus information cannot be obtained.
Therefore, if the transfer is performed as it is, a short circuit of the pattern due to defocusing occurs, and such a transfer may be impossible depending on the exposure apparatus. As a result, the chip pattern 1 is formed in a region near the edge 41a. It becomes impossible to do so, which leads to a decrease in the number of chips obtained.
[0013]
In view of the above, the present invention provides a mask used when transferring a plurality of semiconductor device chips including the same pattern onto a wafer, so that exposure and transfer can rationally solve the above-described problems. It was created to provide a method.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect, an optical axis of an exposure light beam is set to pass through the center of a mask, and based on focus / leveling information obtained by a separate optical system with reference to an intersection point between the optical axis and the wafer. A semiconductor device including a plurality of different patterns each using an exposure apparatus that transfers each pattern of the semiconductor device formed on the mask onto the wafer while controlling the position and angle of the wafer in the optical axis direction; A transfer exposure method for transferring a chip onto a wafer, wherein a first mask in which a plurality of identical patterns for different patterns in the semiconductor device are respectively arranged and formed on a mask as a single representative pattern; and A second mask in which the arrangement area of each of the representative patterns is set at a point-symmetric position with respect to the center of the mask in relation to one mask When the formation regions of the same pattern of the semiconductor device to be formed on the wafer are aligned adjacently, the center of the mask is formed on the wafer when viewed from the optical axis direction. The present invention relates to a transfer exposure method in a semiconductor process, wherein transfer is performed by selectively using the first mask or the second mask so as to be located in the same pattern formation region of the semiconductor device to be formed.
[0015]
According to the present invention, when the formation regions of the same pattern of the semiconductor device to be formed on the wafer are arranged adjacent to each other, the first mask or the first mask is used when these patterns are repeatedly transferred. By selectively using two masks, focus / leveling information can always be obtained from an area where the same pattern is to be formed, and adjacent same patterns can be transferred under more uniform exposure conditions.
Therefore, in the case where the same pattern is related to pixels, it is possible to prevent such a problem that a joint between consecutive pixels is conspicuous.
[0016]
The second invention is a transfer exposure method for transferring a plurality of semiconductor device chips including the same pattern onto a wafer by using the same exposure apparatus as the first invention, and is similar to the first invention. A first mask and a second mask having the following relationship are prepared. When the plurality of the same patterns are repeatedly transferred onto the wafer, the optical axis of the first mask and the second mask is set within the first mask and the second mask. When viewed from the direction, the transfer is performed by selectively using a mask in which the distance between the center of the mask and the center of the chip pattern disposition region of the semiconductor device to be formed on the wafer is shorter. And a transfer exposure method in a semiconductor process.
[0017]
According to the present invention, when a plurality of identical patterns in a semiconductor device are transferred and exposed on a wafer by using a representative pattern of a mask, the first mask and the second mask are selectively used so that the focus leveling information can be obtained from the semiconductor device as much as possible. It becomes possible to obtain the same pattern from an area close to the center of the arrangement area, and it becomes possible to transfer the same pattern under more uniform exposure conditions.
[0018]
A third invention is a transfer exposure method for transferring a semiconductor device chip including a plurality of identical patterns onto a wafer by using the same exposure apparatus as the first invention, wherein the transfer exposure method is to be formed on the wafer. When a formation region of the same pattern of the semiconductor device is near the edge of the wafer, a representative pattern relating to the pattern is arranged and formed near the corners of the first mask and the second mask, The present invention relates to a transfer exposure method in a semiconductor process, wherein transfer is performed by selectively using the first mask or the second mask so that the center of the mask is located within the wafer.
[0019]
According to the present invention, by selectively using the first mask and the second mask, it is possible to obtain focus / leveling information on a pattern in a region near the edge of the wafer as compared with the case where transfer is performed using a single mask. Since transfer can be performed in many cases, more chip patterns of normal semiconductor devices can be formed in a region near the edge of the wafer, and the number of chips that can be removed from the wafer can be increased.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the “transfer exposure method in a semiconductor process” of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
However, also in this embodiment, a case where a large number of the chip patterns 1 shown in FIG. 13A are transferred onto the wafer 41 using the exposure apparatus shown in FIG. 14 will be described as an example.
First, FIGS. 1A and 1B are plan views of two masks used in this embodiment, and the mask of FIG. 1A corresponds to the mask 2 of FIG. 13B described in the related art. , (B), the arrangement area of the patterns A, B, C, and D is set at a point-symmetric position with respect to the center 20 of the mask 2 in relation to the mask 2 described above.
[0021]
Now, assuming that patterns D1 to D5 in the chip pattern 1 in FIG. 13A are transferred using the masks 2 and 3, when the mask 2 is used for transferring the pattern D1, FIG. As described above, when the wafer 41 is moved so that the pattern D of the mask 2 corresponds to the pattern D1 of the chip pattern 1, the optical axis 10 is located in the area of the pattern C1 of the chip pattern 1, and the area of the pattern C1 Only the leveling focus information based on the information was obtained.
[0022]
In order to solve this problem, in this embodiment, two masks 2 and 3 created based on the symmetry condition are prepared, and the mask 3 is applied when transferring the pattern D1.
FIG. 2 shows the optical positional relationship between the chip pattern 1 and the mask 2 in the exposure apparatus in this case. When the pattern D of the mask 2 corresponds to the pattern D1 of the chip pattern 1, the center 20 of the mask 2 (that is, the exposure Since the position of the optical axis 10 of the device is located in the area where the pattern D2 of the chip pattern 1 is formed, the leveling / focus information is obtained from the area where the same pattern is to be formed.
[0023]
Next, in this embodiment, the mask 3 is also applied when the pattern D2 of the chip pattern 1 is transferred.
The optical positional relationship between the chip pattern 1 and the mask 2 in that case is shown in FIG. 3. When the pattern D of the mask 2 is made to correspond to the pattern D2 of the chip pattern 1, the optical axis 10 of the exposure apparatus becomes the pattern of the chip pattern 1. It is located in the formation area of D3, and the leveling / focus information is also obtained from the area where the same pattern is to be formed.
[0024]
On the other hand, when transferring the patterns D3 to D5 of the chip pattern 1, the mask 2 is applied.
The optical positional relationship between the chip pattern 1 and the mask 2 in those cases is shown in FIGS. 4 to 6, and the optical axis 10 of the exposure apparatus is different in each case in the area where the patterns D2, D3, and D4 of the chip pattern 1 are formed. As described above, the leveling / focus information is obtained from the area where the same pattern is to be formed.
Here, if it is assumed that the mask 2 is applied at the time of transferring the pattern D5 of the chip pattern 1, the position of the optical axis 10 in that case is the pattern C2 of the chip pattern 1, which is a symmetrical relationship with the case of FIG. As a result, leveling / focus information is obtained from the area of the pattern C2 different from the patterns D1 to D5.
[0025]
Therefore, according to this embodiment, by using the two masks 2 and 3 selectively, the same patterns D1 to D5 in the chip pattern 1 can be leveled by setting a reference in the formation area of those patterns. A case in which the patterns D1 to D5 can be transferred based on the focus information, and the patterns D1 to D5 are transfer patterns under uniform exposure conditions, so that the patterns D1 to D5 are repetitive patterns of circuits constituting pixels. In this case, it is possible to prevent such a problem that a joint of pixels becomes conspicuous.
[0026]
In transferring the patterns D2, D3, and D4 of the chip pattern 1, the optical axis 10 can be positioned in the same pattern formation region using any of the masks 2 and 3, as shown in FIG. The pattern D2 is transferred by the pattern D of the mask 3, and the patterns D3 and D4 are transferred by the pattern D of the mask 2. The optical axis 10 is set as close to the center of the chip pattern 1 as possible. This is due to the considerations.
[0027]
Next, a case where the patterns B1 to B10 in the chip pattern 1 are transferred using the masks 2 and 3 will be described.
Generally, in a semiconductor process, a chip pattern of a semiconductor device is transferred to a wafer while being arranged in a matrix.
Regarding the above-mentioned chip pattern 1, as shown in FIG. 7, the chip pattern 1 is repeated in a vertically and horizontally close manner.
In this case, as shown in the figure, regarding the conditions when transferring the pattern B1 of the chip pattern 1 using the pattern B of the mask 2, the position of the optical axis 10 corresponding to the center 20 of the mask 2 is adjacent to the upper side. In the area where the pattern B7 of the chip pattern 1 is formed, the leveling / focus information is obtained from the same pattern formation area of the adjacent chip pattern 1.
Although the transfer of the pattern B1 is illustrated in FIG. 7, the patterns B1 to B10 can be selectively used as appropriate from the same pattern formation region in the adjacent chip pattern 1 by selectively using the mask 2 or the mask 3 to obtain leveling / focus information. While transferring.
[0028]
In this embodiment, since the pattern B on the masks 2 and 3 has the arrangement condition as shown in FIGS. 1A and 1B, the exposure condition based on the leveling / focus information as described above is obtained. However, such a condition is not always obtained depending on the configuration of the chip pattern, and the leveling / focus information obtained above is information based on the same pattern formation region of the adjacent chip pattern. This is not information obtained from the same pattern relating to the chip pattern 1 to be actually transferred.
[0029]
On the other hand, in the case where the patterns B1 to B10 are not circuits constituting pixels, it is often the case that it is better to make the exposure conditions uniform within the chip pattern 1 to be actually transferred.
Therefore, in this embodiment, when selecting the two masks 2 and 3, the center of the chip pattern 1 including the respective patterns B1 to B10 currently to be transferred and the center 20 of the mask 2 or the mask 3 (the position of the optical axis 10). A description will be given of a case where a method of selecting and transferring a mask having a shorter distance from the direction of the optical axis 10 is adopted.
[0030]
First, FIG. 8A shows a case where the pattern B1 of the chip pattern 1 is transferred using the pattern B of the mask 2, and FIG. 8B shows a case where the pattern B1 of the mask 3 is transferred using the pattern B of the mask 3.
In each case, a comparison of the linear distances L1 and L2 between the center 20 of the masks 2 and 3 and the center 25 of the chip pattern 1 shows that L1 <L2.
Therefore, in transferring the pattern B1 in this case, the mask 2 is selected, and the pattern B1 of the chip pattern 1 is transferred using the pattern B of the mask 2.
[0031]
On the other hand, FIGS. 9 and 10 show the case where the patterns B2 and B5 of the chip pattern 1 are transferred based on the same reference.
In the transfer of the patterns B2 to B5 of the chip pattern 1, the straight line distance between the center 20 of the masks 2 and 3 and the center 25 of the chip pattern 1 is shorter when the mask 3 is used than when the mask 2 is used. Therefore, the mask 3 is applied.
Although the transfer of the patterns B6 to B10 is not shown, one of the masks 2 and 3 is selected and the pattern B is transferred according to the above-mentioned standard.
[0032]
As described above, the method of selecting the mask in which the linear distance between the center 20 of the masks 2 and 3 and the center 25 of the chip pattern 1 as viewed from the direction of the optical axis 10 is shorter is related to the transfer of the patterns B1 to B10. Leveling / focus information can be obtained as information based on a position as close as possible to the center 25 of the chip pattern 1 including those patterns B1 to B10, and transferred while setting a more uniform exposure condition for each chip pattern. You can do it.
[0033]
Next, a case where the patterns A1 to A4 of the chip pattern 1 are transferred will be described.
The patterns A1 to A4 are dispersedly arranged at the corners of the chip pattern 1, and have different conditions from the patterns D1 to D5 and the patterns B1 to B10.
The problem with the patterns A1 to A4 is that, when the chip patterns 1 are arranged in a matrix on the wafer 41 as described with reference to FIG. 16, a chip to be formed near the edge 41a of the wafer 41 The patterns A1 to A4 of the pattern 1 are extremely close to the edge 41a, so that leveling / focus information cannot be obtained and a pattern short-circuit or the like due to defocus occurs, resulting in a decrease in the number of chips to be obtained.
[0034]
Regarding this problem, in this embodiment, as shown in FIG. 1, two masks 2, 3 in which the formation areas of the patterns A, B, C, D are arranged in a point-symmetric relationship with respect to the center 20 of the mask. Is prepared, and the pattern A is arranged and formed near the corner of each of the masks 2 and 3, so that it can be rationally solved by appropriately selecting the masks 2 and 3.
That is, in FIG. 16, since the mask 2 is used, the center 20 (the position of the optical axis 10) of the mask 2 is shifted to the center of the wafer 41 when transferring the pattern A4 of the chip pattern 1 near the edge 41 a of the wafer 41. Although it was out of the range and the leveling / focus information could not be obtained, if the pattern A4 was transferred using the mask 3 as shown in FIG. Can be transferred by obtaining leveling / focus information.
[0035]
Further, as shown in FIG. 12, the pattern A1 of the chip pattern 1 which is diagonally positioned on the wafer 41 with respect to the chip pattern 1 in FIG. As described above, the position of the optical axis 10 is within the range of the wafer 41, and the transfer can be performed in a state where the leveling / focus information is obtained.
Although FIGS. 11 and 12 have described the chip patterns 1 disposed at the lower right and upper left corners of the wafer 41, respectively, the patterns A2 and A3 of the chip patterns 1 disposed at the upper right and lower left corners are described. Although the optical axis 10 slightly approaches the edge 41a, the optical axis 10 can be kept within the range of the wafer 41 by using any of the masks 2 and 3, and the transfer can be performed while obtaining the leveling / focus information.
[0036]
Finally, when examining the transfer of the patterns C1 and C2 of the chip pattern 1, the pattern C is arranged at the center in the masks 2 and 3, and the center 20 of the masks 2 and 3 is in the pattern C.
Therefore, the optical axis 10 is located in the formation area of the patterns C1 and C2 regardless of which of the masks 2 and 3 is used, and is directly transferred based on the leveling / focus information obtained based on the center of the formation area. Therefore, in this case, the problems related to the other patterns D1 to D5, B1 to B10, and A1 to A4 do not occur.
[0037]
As described above, according to the transfer exposure method of this embodiment, each problem of the related art can be rationally solved. However, as the exposure method of the exposure apparatus, a reduced projection exposure method as shown in FIG. The invention is not limited thereto, and may be a mirror projection system of 1: 1 transfer, or a projection exposure system of directly transferring a pattern without interposing an optical system between the mask and the wafer.
[0038]
【The invention's effect】
The “transfer exposure method in a semiconductor process” of the present invention has the following effects due to the above configuration.
According to the first aspect of the present invention, the formation areas of the same pattern of the semiconductor device to be formed on the wafer are arranged adjacent to each other, and when these patterns are repeatedly transferred, the focus / leveling information is always stored. The same pattern can be transferred while being acquired from a region where the same pattern is to be formed, so that the same pattern can be transferred under uniform exposure conditions.
In particular, it is optimal when the same pattern is related to a pixel circuit, and has an advantage that a problem that a joint of continuous pixels is conspicuous can be prevented.
According to the second aspect of the present invention, the focus leveling information can be obtained from an area as close to the center of the arrangement area of the semiconductor device as possible, so that the same pattern included in the chip pattern for each semiconductor device can be obtained. It enables transfer under uniform exposure conditions.
The invention according to claim 3 enables focus / leveling information to be obtained from the wafer surface even for a pattern formed near the edge of the wafer. It enables proper transfer of chip patterns and increases the number of chips that can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of two masks used in an embodiment of a “transfer exposure method in a semiconductor process” of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an optical positional relationship between the mask and the chip pattern when a pattern D1 in the chip pattern is transferred using the mask of FIG.
FIG. 3 is a plan view showing an optical positional relationship between the mask and the chip pattern when a pattern D2 in the chip pattern is transferred using the mask of FIG.
FIG. 4 is a plan view showing an optical positional relationship between the mask and the chip pattern when a pattern D3 in the chip pattern is transferred using the mask of FIG.
FIG. 5 is a plan view showing an optical positional relationship between the mask and the chip pattern when a pattern D4 in the chip pattern is transferred using the mask of FIG.
FIG. 6 is a plan view showing an optical positional relationship between the mask and the chip pattern when a pattern D5 in the chip pattern is transferred using the mask of FIG.
FIG. 7 is a diagram showing the mutual relationship between chip patterns arranged in a matrix on a wafer, and the mask and optical characteristics of each chip pattern when a pattern B1 in the chip pattern is transferred using the mask of FIG. It is a top view which shows a positional relationship.
8A illustrates a case where a pattern B1 in a chip pattern is transferred using the mask of FIG. 1A, and FIG. 8B illustrates a case where the pattern B1 in the chip pattern is transferred using the mask of FIG. FIG. 4 is a plan view showing the optical positional relationship between a mask and a chip pattern in each case when transferring.
FIG. 9 is a plan view showing an optical positional relationship between the mask and the chip pattern when a pattern B2 in the chip pattern is transferred using the mask of FIG.
FIG. 10 is a plan view illustrating an optical positional relationship between the mask and the chip pattern when a pattern B5 in the chip pattern is transferred using the mask of FIG.
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the mask, the chip pattern, and the edge of the wafer when the pattern A4 (the pattern closest to the edge of the wafer) in the chip pattern disposed at the lower right corner of the wafer is transferred using the mask of FIG. It is a top view which shows an optical positional relationship.
FIG. 12 shows a pattern A1 (a pattern closest to the edge of the wafer) in a chip pattern disposed at the upper left corner of the wafer transferred by the mask shown in FIG. It is a top view which shows an optical positional relationship.
13A is a plan view of a chip pattern, and FIG. 13B is a diagram showing the same patterns A1 to A4, B1 to B10, C1 and C2, D1 to D5 in the chip pattern as representative patterns A, B, It is a top view of the mask arrange | positioned and formed in one mask as C and D.
FIG. 14 is a system configuration diagram of an exposure apparatus.
FIG. 15 is a plan view showing an optical positional relationship between the mask and the chip pattern when a pattern D1 in the chip pattern of FIG. 13A is transferred using the mask of FIG. 13B.
FIG. 16 shows the optical positional relationship between the mask and the chip pattern when pattern A1 (the pattern closest to the edge of the wafer) in the chip pattern provided at the lower right corner of the wafer is transferred using the mask of FIG. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Chip pattern, 2, 3 ... Mask, 10 ... Optical axis, 20 ... Center of mask, 25 ... Center of chip pattern, 31 ... Exposure light source, 32 ... Fly-an lens, 33 ... Aperture, 34, 36 condenser lens, 35 mirror, 37 blind, 38 blind drive, 39 projection lens, 40 leveling stage, 41 wafer, 41a wafer edge, 42 Z stage, 43 XY stage, 44 45 LED, 46, 47: Collimating lens, 48, 49: Condensing lens, 50, 51: Photodetector, 52: Main control unit, 53: Leveling drive unit, 54: Z drive unit, 55: XY drive unit , A, B, C, D... Patterns (representative patterns) arranged and formed on the mask, A1 to A4, B1 to B10, C1 and C2, D1 to D5. Same pattern, L1, L2 ... distance of the center of the mask when viewed in the optical axis direction (the position of the optical axis) with the center of the chip patterns.

Claims (3)

露光用光束の光軸がマスクの中心を通過するように設定し、別途の光学系により前記光軸とウエハの交点位置を基準にして求めたフォーカス・レベリング情報に基づいて前記ウエハの前記光軸方向の位置と角度を制御しながら、前記マスクに形成された半導体デバイスの各パターンを前記ウエハに転写する露光装置を用い、複数の異なるパターンをそれぞれ複数個含んだ半導体デバイスのチップをウエハ上に転写する場合の転写露光方法において、
前記半導体デバイスにおける異なるパターン毎の複数の同一パターンをそれぞれ単一の代表パターンとしてマスク上に配置・形成せしめた第1マスクと、
前記第1マスクとの関係で、前記の各代表パターンの配置領域がマスクの中心について点対称な位置に設定された第2マスクとを用意し、
前記ウエハに形成されるべき前記半導体デバイスの同一パターンの各形成領域が隣接して整列している場合に、前記光軸方向から見て、マスクの中心が前記ウエハに形成されるべき前記半導体デバイスの同一パターンの形成領域内に位置するように、前記の第1マスク又は第2マスクを選択的に使用して転写することを特徴とする半導体プロセスにおける転写露光方法。
The optical axis of the exposure light beam is set so as to pass through the center of the mask, and the optical axis of the wafer is determined by a separate optical system based on focus / leveling information obtained with reference to the intersection between the optical axis and the wafer. While controlling the position and angle of the direction, using an exposure apparatus that transfers each pattern of the semiconductor device formed on the mask to the wafer, a semiconductor device chip including a plurality of different patterns is placed on the wafer. In the transfer exposure method when transferring,
A first mask in which a plurality of identical patterns for different patterns in the semiconductor device are arranged and formed on a mask as a single representative pattern, respectively;
In relation to the first mask, a second mask in which the arrangement area of each of the representative patterns is set at a point-symmetric position with respect to the center of the mask is prepared.
When the respective formation regions of the same pattern of the semiconductor device to be formed on the wafer are aligned adjacently, the semiconductor device to be formed on the wafer with the center of the mask viewed from the optical axis direction A transfer exposure method in a semiconductor process, wherein the transfer is performed by selectively using the first mask or the second mask so as to be located within the same pattern formation region.
露光用光束の光軸がマスクの中心を通過するように設定し、別途の光学系により前記光軸とウエハの交点位置を基準にして求めたフォーカス・レベリング情報に基づいて前記ウエハの前記光軸方向の位置と角度を制御しながら、前記マスクに形成された半導体デバイスの各パターンを前記ウエハに転写する露光装置を用い、複数の異なるパターンをそれぞれ複数個含んだ半導体デバイスのチップをウエハ上に転写する場合の転写露光方法において、
前記半導体デバイスにおける異なるパターン毎の複数の同一パターンをそれぞれ単一の代表パターンとしてマスク上に配置・形成せしめた第1マスクと、
前記第1マスクとの関係で、前記の各代表パターンの配置領域がマスクの中心について点対称な位置に設定された第2マスクとを用意し、
前記ウエハ上に前記の複数の同一パターンを繰り返して転写する際に、前記の第1マスクと第2マスクの内で、前記光軸方向から見て、マスクの中心と前記ウエハに形成されるべき前記半導体デバイスのチップパターン配設領域の中心との距離がより短くなる方のマスクを選択的に使用して転写することを特徴とする半導体プロセスにおける転写露光方法。
The optical axis of the exposure light beam is set so as to pass through the center of the mask, and the optical axis of the wafer is determined by a separate optical system based on focus / leveling information obtained with reference to the intersection between the optical axis and the wafer. While controlling the position and angle of the direction, using an exposure apparatus that transfers each pattern of the semiconductor device formed on the mask to the wafer, a semiconductor device chip including a plurality of different patterns is placed on the wafer. In the transfer exposure method when transferring,
A first mask in which a plurality of identical patterns for different patterns in the semiconductor device are arranged and formed on a mask as a single representative pattern, respectively;
In relation to the first mask, a second mask in which the arrangement area of each of the representative patterns is set at a point-symmetric position with respect to the center of the mask is prepared.
When the plurality of identical patterns are repeatedly transferred onto the wafer, the first mask and the second mask should be formed on the center of the mask and the wafer when viewed from the optical axis direction. A transfer exposure method in a semiconductor process, wherein transfer is performed by selectively using a mask having a shorter distance from the center of a chip pattern disposition region of the semiconductor device.
露光用光束の光軸がマスクの中心を通過するように設定し、別途の光学系により前記光軸とウエハの交点位置を基準にして求めたフォーカス・レベリング情報に基づいて前記ウエハの前記光軸方向の位置と角度を制御しながら、前記マスクに形成された半導体デバイスの各パターンを前記ウエハに転写する露光装置を用い、複数の異なるパターンをそれぞれ複数個含んだ半導体デバイスのチップをウエハ上に転写する場合の転写露光方法において、
前記半導体デバイスにおける異なるパターン毎の複数の同一パターンをそれぞれ単一の代表パターンとしてマスク上に配置・形成せしめた第1マスクと、
前記第1マスクとの関係で、前記の各代表パターンの配置領域がマスクの中心について点対称な位置に設定された第2マスクとを用意し、
前記ウエハに形成されるべき前記半導体デバイスの同一パターンの形成領域が前記ウエハの縁の近傍にある場合に、そのパターンに係る代表パターンを前記の第1マスクと第2マスクの隅角寄りに配置・形成せしめ、前記の第1マスクと第2マスクの内で、前記光軸方向から見て、マスクの中心が前記ウエハ内に位置するように、前記の第1マスク又は第2マスクを選択的に使用して転写することを特徴とする半導体プロセスにおける転写露光方法。
The optical axis of the exposure light beam is set so as to pass through the center of the mask, and the optical axis of the wafer is determined by a separate optical system based on focus / leveling information obtained with reference to the intersection between the optical axis and the wafer. While controlling the position and angle of the direction, using an exposure apparatus that transfers each pattern of the semiconductor device formed on the mask to the wafer, a semiconductor device chip including a plurality of different patterns is placed on the wafer. In the transfer exposure method when transferring,
A first mask in which a plurality of identical patterns for different patterns in the semiconductor device are arranged and formed on a mask as a single representative pattern, respectively;
In relation to the first mask, a second mask in which the arrangement area of each of the representative patterns is set at a point-symmetric position with respect to the center of the mask is prepared.
When a formation region of the same pattern of the semiconductor device to be formed on the wafer is near an edge of the wafer, a representative pattern related to the pattern is arranged near a corner of the first mask and the second mask. Forming the first mask or the second mask selectively so that the center of the mask is located within the wafer when viewed from the optical axis direction, among the first mask and the second mask; A transfer exposure method in a semiconductor process, wherein the transfer is performed by using the method.
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