JP2004157327A - Mask for semiconductor device and exposure method - Google Patents

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mask for a semiconductor device and an exposure method by which a defective chip or a defocus state can be prevented. <P>SOLUTION: Shot region layout is carried out so as to project mask regions where proper numbers of device patterns are arranged onto the center part and the peripheral part of a wafer, which is exposed while shielding the region not to be projected against light. A mask having a center region 101, where a plurality of device patterns 2 are arranged each in rows and columns and a plurality of peripheral regions 102 to 109 which are outside of the center region 101 and arranged as separated by light-shielding stripes, is used to layout the shot regions by projecting an appropriate region onto the center part and the peripheral part of the wafer and to expose. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチチップ構成の半導体装置製造用マスク、およびそのマスクを用いてウエハにデバイスパターンを転写する露光方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、露光装置により、マスクの微細なパターンでウエハを露光するには、ステップアンドリピート法とステップアンドスキャン法が広く用いられている。ステップアンドリピート法では、、2次元移動可能なウエハステージ上に円形のウエハを載置し、ウエハステージをXY方向に順次ステッピングしながら、デバイスパターンが描画されたマスクを通して光をウエハに照射しそのデバイスパターンをウエハに転写し、縦横に多数のデバイスパターンを描画する。ステップアンドスキャン方式では、同様にウエハステージをXY方向に順次ステッピングするとともに、スリット状の露光領域においてのみ光を照射しながら、デバイスパターンが描画されたマスクを保持するマスクステージとウエハステージとを同期させてスキャンさせることによって、マスクに描画されたデバイスパターンをウエハ上に転写し、縦横に多数のデバイスパターンを描画する。
【0003】
しかしながら、ステップアンドリピート方式およびステップアンドスキャン方式何れの方法を用いる場合であっても、デバイスパターンが転写されるウエハは円形であるのに対し、露光されるショット領域は矩形であることから、ウエハ周辺部には、ショット領域の一部が欠け、デバイスパターンの1部が転写されない欠けチップが発生する。
【0004】
また、この欠けショット領域においては、露光工程時に行なうフォーカス(ウエハステージ高さ)や、レベリング(ステージ傾き)調整に必要なウエハ表面高さ検出位置がウエハの外にはみ出すため、正確な調整ができないという問題がある。
【0005】
この問題に対しては、露光対象のショット領域にステッピングする前に、隣接するショット領域で取得したウエハ表面高さの情報を、そのまま適用して便宜的に調整を行なう方法がある。
【0006】
しかしながら、ウエハ周辺部分は、製造プロセスにおいて加えられた熱処理で反りが生じていたり、CMP(Chemical Mechanical Polishing)等の研磨プロセスの面内ばらつき等によって、ウエハ中央部分と較べ、凹凸状態が異なり、局所的な傾きの差が大きい。このため、隣接するショット領域の情報をそのまま適用する方法は必ずしも有効な方法とはいえない。
【0007】
図1は、従来から一般的に用いられる半導体デバイス用マスクを示す図である。
【0008】
図1に示すように、半導体デバイス用マスク1は、通常、複数のデバイスパターン2が描画されており、この複数のデバイスパターン2を一括してウエハに露光することにより、同時に複数のチップが形成されるように構成されている。
【0009】
図2は、マスクに描画されたデバイスパターンが複数転写されたウエハの一例を示す図である。
【0010】
図2において、円形のウエハ10には、製品チップ製造のために利用されない無効領域11bと、利用される有効領域11aとの境界(「ウエハエッジ」と呼ぶ。)がある。無効領域11bの幅は、例えば4mmである。円形のウエハ10上には、マスクのデバイスパターンを露光した、実線で示される24mmx24mmのショット領域(1回のステッピング動作によって露光される領域)12が58個形成される。この内、無効領域11bに掛からないショット領域12aには、それぞれ、1つのデバイスパターンが露光されるチップ領域(点線で示される)が16個形成される。
【0011】
しかし、ショット領域の一部がウエハエッジ11からはみ出る、ウエハ周辺部に形成されるショット領域12bでは、×印で示した欠けチップが発生する。周辺部のショット領域12bでは、ショット領域全体にわたるフォーカスやレベリングの調整がなされていないため、デフォーカスが生じやすい。特に、△印で示したチップ13はデフォーカスが生じやすい。
【0012】
そこで、ステップアンドリピート方式の露光装置において、ウエハ周辺に一定幅の禁止帯を設け、その禁止帯の中に一部分が存在し、残りの部分がウエハの外側に存在するショット領域を露光するときは、禁止帯の境界位置までステージをシフトしてフォーカス調整を行ない、再び元の位置に戻して露光するものがある(特許文献1参照)。
【0013】
また、ステップアンドスキャン方式の露光装置において、スループットの向上を主たる目的として、ウエハ周辺での露光を1ショット分行うのではなく、とれる(全体がウエハエッジ内に入る)チップ分のみ露光するものがある。これにより、ウエハ周辺におけるフォーカスの測定も、ウエハ外の露光領域が存在しないため、測定エラーが減少するとされている(特許文献2参照)。
【0014】
【特許文献1】
特開平6−29186号公報(段落番号0029〜段落番号0039、図7、図8)
【特許文献2】
特開平9−22863号公報(段落番号0007〜段落番号0019、0034〜0038、図3,図5,図6,図11)
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に開示された方法でも欠けチップの発生を防ぐことはできない。欠けチップに形成された微細なパターンは、その後の製造工程中にはがれ、パーティクルの発生源となる。この結果、歩留りの低下が起きる。またこの方法では、複雑なステージ制御が必要となり、フォーカス制御を行った後に露光位置に戻す時に、フォーカスのずれが発生する可能性もある。
【0016】
特許文献2に開示されている方法は、この文献の実施例に示されたように、スキャン方向に対してのみ複数のデバイスパターンが配列されたマスクを露光する場合には良好に適用できるとしても、スキャン方向に対して垂直な方向にも複数のデバイスパターンが配列された場合には、適用が困難である。すなわち、ウエハを無駄なく利用しようとすると欠けチップの発生を防止することができない。
【0017】
さらに、スキャン方向に対して垂直な方向には一列にしかデバイスパターンが配列されない場合であっても、この文献の0038段落に記されたように、完全には欠けチップの発生を防止することはできない。
【0018】
また、特許文献2の方法では、デフォーカスの発生も完全には防止することができない。例えば、本願明細書図2において、図の上下方向にスキャンを行うとすると、特許文献2の方法を適用した場合であっても、△印のチップ13ではデフォーカスが発生しやすい。これは、スリット状露光領域の両端に近接した位置に置かれるウエハ表面高さ検知位置(例えば、特許文献2の図6のCR1、CR3)の一部が、ウエハエッジからはみ出るからである。
【0019】
本発明は、上記事情に鑑み、パーティクルの発生源となる欠けチップの発生を回避する。また、パーティクルとともに、歩留まりを低下させる要因となるデフォーカスをできるだけ少なくすることが可能な半導体装置用マスク、およびそのマスクを用いた露光方法を提供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の半導体デバイス用マスクは、同一の複数のデバイスパターンを有し、該デバイスパターンを投影露光装置のウエハステージ上に載置されたウエハに投影することにより該ウエハを露光する半導体デバイス用マスクであって
縦横それぞれ複数のデバイスパターンが配列された中央領域と、上記中央領域の外側に配置され、上記デバイスパターンが少なくとも1つ配置された複数の周辺領域と、上記中央領域と該中央領域に隣接する周辺領域との間および隣接する周辺領域相互の間に配置され、照射される光を遮ることにより領域相互を画する遮光帯とを有することを特徴とする。
【0021】
このように、半導体デバイス用マスクが複数の領域に分かれており、各領域の境界には遮光帯が設けてあり、所要の領域以外はブラインドで遮光することが可能である。このマスクを利用して、ウエハの中央部分と周辺部分とにそれぞれ適切な領域に設けられたデバイスパターンをウエハエッジより内側に投影して露光することにより、欠けチップの発生を防止することが可能である。またさらに、遮光帯の適切化により、それぞれの領域の寸法にかかわらず、露光装置の調整機能を適切に動作させ、デフォーカスの発生を防止することが可能である。
【0022】
上記目的を達成する本発明の露光方法は、同一の複数のデバイスパターンを有し、該デバイスパターンをウエハに投影することにより該ウエハを露光する半導体デバイス用マスクであって、縦横それぞれ複数のデバイスパターンが配列された中央領域と、該中央領域の外側に配置され、それぞれ少なくとも1つの上記デバイスパターンが配置された複数の周辺領域と、上記中央領域と該中央領域に隣接する周辺領域との間および隣接する周辺領域相互の間に配置され、照射される光を遮ることにより領域相互を画する遮光帯とを有する半導体デバイス用マスクを用いて、投影露光装置のウエハステージ上に載置されたウエハを露光する露光方法であって、
上記ウエハの中央部には、上記中央領域が投影される中央ショット領域を割り付けるとともに、該中央領域が投影されると、その1部がウエハエッジからはみ出る該ウエハの周辺部には、上記複数の周辺領域のうちの何れか1つが該ウエハの周辺部のウエハエッジより内側に投影される周辺ショット領域を割り付けるショット領域割り付けを行ない、
上記ウエハの中央部は、上記複数の周辺領域を遮光するとともに、割り付けられた前記中央ショット領域に前記中央領域を投影することにより露光し、
上記ウエハの周辺部は、割り付けられた前記周辺ショット領域に対応する周辺領域を投影するとともに、上記中央領域および該対応する周辺領域を除く周辺領域を遮光することにより露光することを特徴とする。
【0023】
このように、遮光体によって分割され、個別に投影してウエハを露光することが可能な複数の領域を有するマスクを用い、ウエハの中央部と周辺部にそれぞれ適切なマスク上の領域を、ウエハエッジより内側に投影させるショット割り付けを行って露光を行うことにより、欠けチップの発生を防止することができる。またさらに、ショット領域割り付けを適切に行うことにより、デフォーカスの発生を防止することができる。
【0024】
上記目的を達成する本発明の露光方法は、縦横それぞれ複数のデバイスパターンが配列され、周囲が遮光帯によって囲われた中央マスクパターン領域と、それぞれ少なくとも1つの前記デバイスパターンが配置され、周囲が遮光帯によって囲われた複数の周辺マスクパターン領域とを用いて、露光装置のウエハステージ上に載置されたウエハを露光する露光方法であって、
上記ウエハの中央部には、上記中央マスクパターン領域が投影される中央ショット領域を割り付けるとともに、該中央マスクパターン領域が投影されるとその一部がウエハエッジからはみ出る該ウエハの周辺部には、上記複数の周辺マスクパターン領域のいずれか1つが該ウエハの周辺部のウエハエッジより内側に投影される周辺ショット領域を割り付けるショット領域割り付けを行い、
上記ウエハの中央部は、上記中央マスクパターン領域を割り付けられた上記中央ショット領域に投影することにより露光し、
上記ウエハの周辺部は、対応する周辺マスクパターン領域を割り付けられた上記周辺ショット領域に投影することにより露光することを特徴とする。
【0025】
このように、複数のマスクパターン領域を用意し、ウエハの中央部と周辺部のそれぞれに適切なマスクパターン領域を投影するショット領域割り付けを行って露光を行うことにより、欠けチップの発生を防止することができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【0027】
図3は、本発明の露光方法の実施形態に用いる露光装置の主要部を示す概略構成図である。
【0028】
本露光装置50は、本発明の露光方法の実施形態として用いるものであり、本露光装置に用いる半導体デバイス用マスクは、本発明の半導体デバイス用マスクの実施形態に相当する。
【0029】
図3に示す露光装置50の主要部は、光源およびレンズからなる照明系20と、マスクブラインド21と、同一のデバイスパターンが複数配置された半導体デバイス用マスク(以下、「マスク」と呼ぶ。)22を保持するマスクホルダ23と、マスクに描画されたデバイスパターンの縮小像をウエハ上に形成する投影光学系24と、XYZステージ装置25と、XYZステージ装置25上にウエハ30を保持するホルダ26と、複数の発光部27aと複数の受光センサ27bとを有し、ウエハ表面の位置の高さを検知するウエハ表面高さ検知系27とを備えている。
【0030】
マスクブラインド21は、2組のブレードからなり、照明系からマスク22を照明する矩形の照明領域を所定の大きさに規制する。投影光学系の縮小率は、例えば1/4である。XYZステージ装置25は、光軸に垂直なX軸方向およびY軸方向に往復移動するXYステージ、および、XYステージに載置され、光軸に平行なZ軸方向に往復移動するとともに、傾きを制御できるZステージからなる。このXYZステージ装置25上のウエハホルダ26に載置することにより、ウエハ30をXY平面内およびZ軸方向に自在に移動するとともに、光軸に対する傾きを調整することができる。ウエハ表面高さ検知系27の複数の発光部27aのそれぞれは、ウエハ30の表面の所定の位置(ウエハ表面高さ検知位置)に斜め方向からから光を照射する。そして、ウエハ30の表面で斜め方向に反射された光を、それぞれの発光部27aに対応して設けられた受光センサ27bで受光する。受光センサ27bは、位置検出機能を有しており、反射光が検出される位置によって、ウエハ表面の照射された位置の高さを検知する。すなわち、複数組の発光部27aおよび受光センサ27bを使って、ウエハ表面の複数の検知位置の高さを検知する。
【0031】
実際にウエハ30の露光が行われるに先だって、マスク22に設けられたどのデバイスパターンを露光するショット領域を、ウエハ30上にどのように配置するかを決める、ショット領域割り付けが行われる。そして、ウエハ30がXYZステージ装置25上のウエハホルダ26(以下、XYZステージ装置とウエハホルダとをあわせて「ウエハステージ」と呼ぶ))上に載置され、予め決められたショット領域割り付けに従って所定の位置に移動され、それぞれのショット領域の露光が行われる。この時、後から説明するように、マスクブラインド21を調整し、マスク上に配置された複数のデバイスパターンの中から必要なもののみをウエハに投影する。また、それぞれのショット領域毎に、ウエハ表面高さ検知系27によってウエハ表面の高さを検知し、その結果に基づいてウエハステージの高さおよび傾きの少なくとも一方を制御することにより、ショット領域内のウエハ表面に対し投影光学系のフォーカスが合うように調整(以下、ステージの高さ調整と傾き調整とをあわせて「フォーカス調整」と呼ぶ。)を行う。
【0032】
以下、ステップアンドリピート方式とステップアンドスキャン方式とに分けて、露光の手順をより具体的に説明する。
【0033】
ステップアンドリピート方式の露光装置の場合には、露光時には、マスクホルダ23を所定の位置で固定し、マスク22の、マスクブラインド21によって規制された照明領域内の部分を照明する。そして、この照明領域内に設けられたマスク上のパターンを、投影光学系24の縮小率で縮小したパターンを、投影光学系24下に位置するウエハ30表面上の、照明領域が縮小率で縮小された大きさの領域に投影する。これとともに、ウエハ30を載置したウエハステージを、ショット領域割り付けに従って所定の位置に移動する。これにより、所定のパターンが所定のショット領域に投影され、ウエハの露光が行われる。そして、ウエハステージをXY平面内でステップ移動させ、そのたびに同様に露光を行うことによって、ウエハ30の全面を露光する。
【0034】
ショット領域割り付けに従ってウエハステージを移動した位置において、それぞれのショット領域の露光を行うに先だって、ウエハ表面高さ検知系27により、ウエハ表面の複数箇所の高さを検知する。そして、そのデータを用いて、ショット領域全面においてフォーカスが合うように、ウエハステージのZ方向の高さもしくは傾きの少なくとも一方、好ましくは双方を制御する。
【0035】
ステップアンドリピート方式の露光装置には、要求される寸法誤差の範囲内で露光を行うことが可能な最大の露光領域(露光可能領域)が定められている。そして、ウエハ表面高さ検知位置は、例えば、露光可能領域の中心、および、四隅からやや内側に入った位置の、合計5点に設けられる。この5点全てが、ウエハ30のウエハエッジの内側にあり、全ての検知位置においてウエハ表面高さのデータが得られた場合に、所定の精度でフォーカス合わせを行うことができる。
【0036】
ステップアンドスキャン方式の露光装置の場合には、図3に示したマスクブラインド21に加えて、図示しない第2のマスクブラインドが設けられる。この第2のマスクブラインドでスリット状に成形された照明光によって、マスク22が照明される。そして、このスリット状照明領域内に設けられたパターンを、投影光学系24の縮小率で縮小したパターンを、投影光学系24下に位置するウエハ30表面上の、照明領域が縮小率で縮小されたスリット状露光領域に投影する。
【0037】
そして、第2のマスクブラインドは固定したままで、マスクホルダ23およびウエハステージを、スリット状露光領域の長手方向に交わる方向(通常は垂直に交わる方向)に、同期させて移動させ、マスク23およびウエハ30を移動(スキャン)させる。これにより、マスク22のマスクブラインド21によって規制された照明領域内のパターンを、ウエハ30上のショット領域に投影し、ウエハの露光を行う。このとき、マスクブラインド21もマスク22に同期させて移動させる。実際には、スリット状露光領域の位置は固定されたままで、ウエハが移動することによって露光が行われるのであるが、実効的は、スリット状露光領域をウエハ上に移動(スキャン)させることによってショット領域内の露光を行うと考えることができる。
【0038】
そしてさらに、ステッピングによってウエハ30の全面を露光することは、ステップアンドリピート方式と同様である。
【0039】
ステップアンドスキャン方式の場合、スリット状露光領域内、もしくは、スリット状露光領域に近接して、その移動方向側に複数のウエハ表面高さ検知位置を設け、ウエハ表面の高さを検知する。この結果を利用して、現在スリット状露光領域がある部分のウエハ表面にフォーカスが合うように、ステージの高さもしくは傾斜を制御する。ウエハ表面高さ検知位置は、スリット状露光領域の長手方向(通常は、スキャン方向に垂直に交わる方向)に、スリット状露光領域の長手方向の寸法に比較してやや短い範囲に、一列もしくは複数列に並べて配置され、スリット状露光領域のスキャンに同期して移動する。そして、ショット領域内の表面高さを検知する間に、検知位置が全て、ウエハ30のウエハエッジの内側にある場合に、所定の精度でフォーカス調整を行うことができる。
【0040】
なお、ステップアンドリピート方式においてもステップアンドスキャン方式においても、上記のように、個々のショット領域のウエハ表面高さの検知を、個々のショット領域の露光を行うために、ショット領域割り付けに従ってウエハステージが移動した位置で実施して、フォーカス調整を行うとともに、露光を行うことも可能である。
【0041】
この場合には、図3に示されたように、投影光学系24下の。露光が行われる位置にウエハ表面高さ検知系27が設けられる。また、露光が行われる位置とは別の位置に、ウエハ表面高さ検知系27を設けることも可能である。この場合、露光に先立って、この表面高さ検知系27が設けられた位置において、ショット領域割り付けに従ってウエハステージの移動を行い、ショット領域毎のウエハ表面高さ検知を行い、その結果を記憶する。そして、個々のショット領域の露光の際には、この記憶した測定結果を利用して、フォーカス調整を行う。
【0042】
次に、本発明の半導体デバイス用マスクについて詳細に説明する。図4は、本発明の半導体デバイス用マスク22の実施形態を示す図である。
【0043】
図4に示す半導体デバイス用マスク22には、ウエハを露光する同一のデバイスパターン2が複数配置されている。デバイスパターン2が縦横それぞれ2個ずつ配置された1つの中央領域(第1領域)101と、その中央領域の外側に配置された周辺領域(第2領域2〜第9領域)102〜109とがある。周辺領域は、デバイスパターンが横に2個配置された2つの周辺領域(第3領域、第8領域)103,108、デバイスパターンが縦に2個配置された2つの周辺領域(第5領域、第6領域)105,106、デバイスパターンが1個配置された4つの周辺領域(第2領域、第4領域、第7領域、第9領域)102,104,107,109がある。また、中央領域(第1領域)101と中央領域に隣接する周辺領域(第3、第6,第8,第5領域)103,105,108,105との間、および相互に隣接する周辺領域相互の間には、光を遮ることにより領域相互を画する遮光帯100が配置されている。
【0044】
遮光帯100の幅は、例えば300μmである。これに対して、同一の領域に配置された複数のデバイスパターン2の間には、例えば100μm以下の、遮光帯の幅に比較して狭い幅のスクライブ領域が設けられている。前述のように、本発明の露光方法において用いられる露光装置50は、照明領域を規制するマスクブラインド21を有している。このマスクブラインド21の設定位置には100μm以上の誤差がある。遮光帯100の幅は、マスクブラインド21の位置設定誤差よりも大きい。
【0045】
なお、これらの寸法はいずれも、ウエハ30上に投影した時の寸法である。すなわち、実際の寸法は、これらの寸法に縮小率の逆数を乗じたものである。以下、特に注記しない限り、マスク上の寸法もウエハ上に投影した寸法で表す。
【0046】
このように、半導体デバイス用マスク22が複数の領域に分かれ、中央部にはデバイスパターン2が一番多く配列された第1領域101が1つ、外側には、中央部よりも少数のデバイスパターン2が配列された第2〜第9領域102〜109が設けてある。特に図4の例では、中央領域101の周囲を取り囲むように、複数の周辺領域102〜109が配置されている。そして、各領域間の境界には、幅が、デバイスパターン相互間の間隔よりも広く、また、露光装置50の照明領域を規制するマスクブラインド21の位置設定誤差よりも広い遮光帯100が設けられる。従って、所要の領域以外はブラインドで照明光を完全に遮ることが可能であることから、何れかの領域に限定して露光を行うことができる。
【0047】
ここでは、同一のデバイスパターン2が16個配列された半導体デバイス用マスク22の例について説明したが、デバイスパターン2は16個に限定されない。また、中央領域、周辺領域におけるデバイスパターンの配列個数についても本例に限定されるものではない。
【0048】
図5は、本発明の露光方法の実施形態を示す図である。
【0049】
図5において、ショット領域間の境界は実線で、チップ間の境界は細い破線で表す。後から示す図6,8,10においても同様である。
【0050】
図5に示すように、ウエハ30の、ウエハエッジ31に隣接した部分を除いた内側(中央部)には、マスク22の第1領域が投影されて4つのデバイスパターン2が転写される中央ショット領域201が、複数、縦横それぞれに一定ピッチで割り付けらている。しかし、中央ショット領域201を割り付けると、デバイスパターンの一部だけが転写された欠けチップが生じる、ウエハ周辺部には、欠けチップが形成されないように、マスク22の、1つのデバイスパターン2が配置された、又は縦もしくは横に2つのデバイスパターン2が配列された第2〜第9領域の何れかが投影される、周辺ショット領域202a〜202cが割り付けられる。
【0051】
中央ショット領域201が割り付けられている、ウエハ中央部には、図3に示した露光装置50に図4に示したマスク22およびウエハ30を載置し、予め割り付けられたショット領域割り付けにしたがって、マスクブラインド21でマスク22の周辺領域第2〜第9領域を覆って、中央領域101を投影して露光を行う。
【0052】
ウエハ周辺部では、例えば図5において斜線で示した周辺ショット領域202aを露光するときは、マスク22の第3領域がこの周辺ショット領域202aに投影されて露光される位置、すなわち、マスク22の第1〜第9領域の外側を囲う遮光帯10の位置にまでマスクブラインド21を広げて、マスクブラインド21による照明領域規制を行わない場合には、図7に210aで示した範囲にマスク22の中央領域および周辺領域(第1〜第9領域)の全体が投影される位置にウエハ30が位置するようにウエハステージを移動させる。そして、マスク22の第3領域以外の領域をマスクブラインド21で覆い、第3領域を投影してウエハを露光する。その結果、斜線で示した周辺ショット領域202aに、マスク22の第3領域に配列された、横に並んだ2つのデバイスパターンが転写される。
【0053】
同様に、例えば、図5において斜線で示した周辺ショット領域202bを露光するときは、マスクブラインド21による照明領域規制を行わない場合には210bの範囲にマスク22の中央領域および周辺領域が投影される位置にウエハステージを移動させた後、マスク22の第2領域以外の領域をマスクブラインド21で覆い、第2領域を投影してウエハを露光する。その結果、斜線で示した周辺ショット領域202bに、第2領域に配列された、1つのデバイスパターンが転写される。また、周辺ショット領域202cを露光するときは、マスクブラインドによる証明領域規制を行わない場合には201cの範囲にマスク22の中央領域および周辺領域が投影される位置にウエハステージを移動させた後、第5領域を投影し、第5領域に配列された、縦に2つ並んだデバイスパターンを転写する。
【0054】
このように、マスク22を、露光装置50のマスクブラインド21の位置設定誤差以上の幅を有する遮光帯によって、複数の領域101〜109に分割するとともに、欠けチップが生じ得るウエハ周辺部は、マスク22の周辺領域の中から欠けチップを生じさせない領域を選択し、選択された領域以外はマスクブラインドで遮光し、選択された領域によってウエハを露光する。これにより、欠けチップの発生が防止され、膜剥がれによるパーティクルの発生が防止できる。
【0055】
以上で説明した本発明の露光方法の実施形態では、図4に示したように、矩形の中央領域101の4つの辺および4つの頂点全ての外側に周辺領域102〜109を配置したマスク22を利用した。すなわち、図4に示したマスク22には、横方向に複数のデバイスパターン2が配列された周辺領域が103および108の2つ、縦方向に複数のデバイスパターンが2が配列された周辺領域が105および106の2つ形成され、さらに、1つのデバイスパターンが配置された周辺領域が102,104,107,109の4つ形成されている。しかし、欠けチップの発生を防ぐために、周辺領域102〜109の全てを利用することは必須ではない。例えば、横方向に複数のデバイスパターンが配列された周辺領域、縦方向に複数のデバイスパターンが配列された周辺領域、および1つのデバイスパターンが配置された周辺領域を、それぞれ1つずつ、中央領域101の2つの辺および1つの頂点の外側に配置したマスクを利用しても、欠けチップの発生を防ぐことができる。
【0056】
しかし、後から述べるように、デフォーカスの発生を防ぐためには、図4に示したように、中央領域101の全ての辺および頂点の外側に周辺領域を配置したマスクを利用することが好ましい。
【0057】
また、図4に示されたマスク22では、同一の基板上に中央領域101と周辺領域102〜109の全てが配置されている。このように、同一基板上に中央領域と複数の周辺領域との両方を配置したマスクを利用することにより、1枚のウエハ30,もしくは、ウエハ30を含めた複数(例えば25枚)のウエハから構成される1ロットの露光処理の過程で、マスクの交換の必要を無くして、露光時間を短縮することができる。
【0058】
しかし、本発明の露光方法は、中央領域が配置された中央領域用マスクと、周辺領域の全てもしくは一部がそれぞれ配置された周辺領域用マスクとを、必要に応じて交換しながら実施することもできる。
【0059】
この場合、例えば、中央領域用マスクにはデバイスパターン2が縦横それぞれに4個、合計16個配列された中央領域を設けておけば、ウエハ30の中央部分を露光する際に、各ステップ毎に16個のデバイスパターンを転写することができる。これにより、1つのウエハを露光するために必要なステップ数および露光時間を削減することができる。
【0060】
また、このような中央領域用マスクに加えて、周辺領域用マスクとして、図4に示されたようなマスクを利用することもできる。そして、図4のマスク22の中央領域101を、デバイスパターンが16個配列された中央領域用マスクに比較すると少ない個数ではあるが、縦横それぞれに複数のデバイスパターンが配列された中間領域として利用することができる。すなわち、中央領域用マスクを使って露光する中央部分を除いた、周辺部分の内、最外周の部分を、第2〜第9の周辺領域のいずれかを使用して露光するとともに、この最外周部と中央部分との間の中間部分を、中間領域を利用して露光することができる。
【0061】
なお、この場合、最外周部および中間部分の露光処理に注目すると、図5を用いて説明した実施形態と同様に、1つのマスク上に配置された中央領域と周辺領域の中の適切なものを利用して、ウエハの中央部分および周辺部分を露光する実施形態に相当する。すなわち、この場合の中間部分および最外周部は、それぞれ、図5を用いて説明した実施形態の場合の中央部分および周辺部分に対応する。
【0062】
図6は、本発明の露光方法の実施形態によって露光した、加工済みウエハの一例を示す概略構成図である。
【0063】
図6に示す加工済みウエハ40は、円形をなし、周囲端より数mm内側に、ウエハエッジ41が形成されている。
【0064】
加工済みウエハ40の中央部には、マスク22の第1領域が投影されて露光されたそれぞれ4つのチップを構成する173個の中央ショット領域201が形成されている。
【0065】
一方、ウエハの周辺部には、欠けチップが生じないようにマスク22の第2領域が投影されて露光された5つの周辺ショット領域202、第3領域が露光された5つの周辺ショット領域203、第4領域が露光された5つの周辺ショット領域204、第5領域が露光された2つの周辺ショット領域205、第6領域が露光された2つの周辺ショット領域206、第7領域が露光された5つの周辺ショット領域207、第8領域が露光された4つの周辺ショット領域208、および第9領域が露光された5つの周辺ショット領域209がそれぞれ形成されている。
【0066】
このように、本実施形態の露光方法によって露光を行った加工済みウエハは、欠けチップが発生せず、膜剥がれによるパーティクルが生じない。
【0067】
ただし、欠けチップが発生しない場合でも、必ずしも、デフォーカス発生が防止できるわけではない。デフォーカスの発生を完全に防止するためには、使用する露光装置の方式、およびウエハ表面高さ検知位置の配置を考慮して、適切にショット領域割り付けを行うことが必要である。またそのために、使用するマスクの配置の最適化を行うことが必要な場合もある。
【0068】
まず、ステップアンドリピート方式の場合について述べる。
【0069】
図7に、ステップアンドリピート方式露光装置の、露光可能領域内の中央および四隅におかれたウエハ表面高さ検知位置5a〜5eと、マスク22が投影される位置との関係を模式的に示した。図7(b)に示した場合では、マスクブラインド21による照明領域規制を行わない場合にマスク22の中央領域101および周辺領域102〜109が投影される範囲の中央、および、四隅に、ウエハ表面高さ検知位置5a〜5eが位置する。従って、この中央領域および周辺領域全体が投影される範囲210がウエハエッジ内にあれば、全てのウエハ表面高さ検知位置がウエハエッジ31の内側に位置し、全てのウエハ表面高さ検知位置においてウエハエッジ内のウエハ表面高さを測定することができる。そして、その測定結果を利用して、ウエハステージの高さおよび傾きを調整して、正確にフォーカス合わせを行うことができる。
【0070】
図5に示されたようにショット領域割り付けを行った場合、ウエハ30の中心に近い部分ではこの条件が満たされ、デフォーカスは発生しない。しかし、ウエハエッジ31に近い部分では、図5においてマスク22の中央領域を露光するように割り付けたショットであっても、複数のウエハ表面高さ検知位置のいくつかウエハエッジ31の外側になり、デフォーカスが発生する場合がある。
【0071】
例えば、図8(a)には、このようにデフォーカスが発生する場合の例を示した。図8(a)において、斜線で示した位置P1にマスク22の中央領域101を露光する場合、マスクブラインド21による照明領域の規制を行わない時に中央領域および周辺領域全体が投影される範囲210を、太い破線で示す。図8(a)に示されたように、中央領域および周辺領域全体が投影される範囲210の一部がウエハエッジ31の外側にはみ出し、四隅におかれるウエハ表面高さの第1〜第5検知位置5a〜5eのうち第1検知位置5aが、ウエハエッジ31の外側に出る。従って、このショット領域ではデフォーカスが発生する可能性がある。
【0072】
これに対して、デフォーカスが発生しないようにショット領域割り付けを変更した例を図8(b)に示す。
【0073】
図8(a)ではマスクの中央領域101を露光するようにショット領域割り付けがなされていた斜線で示す位置P1を、図8(b)では、3つに分けて露光するように割り付けの変更がなされる。
【0074】
すなわち、下側半分の、左上りの斜線で示す位置P2は、マスク22の第3領域103で露光する。この場合に中央領域および周辺領域全体が投影される範囲210を太い破線で示す。すなわち、左上りの斜線で示す位置P2に第3領域103で露光を行うためには、マスク22の中央領域および周辺領域全体が投影される範囲210が太い破線で示す位置になるようにウエハステージを移動させる。図からわかるように、この場合には中央領域および周辺領域全体が投影される範囲210がウエハエッジ31の内部に収まる。従って、ウエハ表面高さ検知位置5a〜5e全てがウエハエッジ31の内側に配置され、デフォーカス発生を防止することができる。また、上側半分の、右上りの斜線で示す位置P3は、さらに左右2つに分割し、それぞれをマスク22の第2領域102で露光するように割り付けを行うことにより、この部分においてもデフォーカスの発生を防止することができる。
【0075】
さらに、図8(b)においては、その他のショット領域についても、デフォーカスが発生しないように割り付けの変更を行った。例えば、クロスの斜線で示す位置P4は、マスク22の第5領域105で露光するように割り付けの変更を行った。
【0076】
なお、露光装置が持つウエハ表面高さ検知位置の個数およびそのそれぞれの役割によっては、その全てがウエハエッジ31内に位置するようにショット領域割り付けを行うことは、必ずしも必須ではない。例えば、所定のフォーカス精度を保証するために必要な個数のウエハ表面高さ検知位置を、露光可能領域内の比較的内側に設けるとともに、さらにその外側に、付加的なウエハ表面高さ検知位置を設け、そこでの測定データが得られた場合には、それも利用して、さらに精度を高めるようなフォーカス制御機能を有した露光装置を利用する場合を考える。
【0077】
この場合、所定の精度を保証するために必要なウエハ表面位置検知位置は、内側に設けられたもののみであるのだから、その必要なウエハ表面高さ検知位置のみの全てが、ウエハエッジ31の内側に位置するように、ショット領域割り付けを行えばよい。ステップアンドスキャン方式の露光装置を利用する場合においても同様に考えることができる。
【0078】
以上の説明においては、図7(b)に示されたように、マスク22の中央領域および周辺領域が投影される範囲210内にウエハ表面高さ検知位置5a〜5eが全て入ることを前提にした。しかし、デバイスパターン2の寸法やウエハ表面高さ検知位置の配置によっては、図7(a)に示されたように、マスク22の遮光帯100a〜100dの幅を、露光装置のマスクブラインド21の設定位置誤差を吸収するために十分な寸法にした場合にも、露光可能領域の四隅におかれるウエハ表面高さ検知位置5a,5b,5d,5eが、中央領域および周辺領域全体が投影される範囲210の外側になる場合がある。このような場合、ウエハエッジ31に近接する部分においては、いずれの周辺領域を使って露光しても、ウエハ表面高さ検知位置5a〜5eの全てをウエハエッジ31内に入れることができない場合がある。
【0079】
この対策として、図7(b)に示されたように、遮光帯100a〜100dの幅を広げ、全てのウエハ表面高さ検知位置5a〜5eが中央領域および周辺領域の全体が投影される範囲210内になるように、マスク22内の周辺領域の配置の適正化を行うことが可能である。
【0080】
次に、ステップアンドスキャン方式の場合について述べる。
【0081】
図9に、ステップアンドスキャン方式の露光装置の、スリット状露光領域15およびウエハ表面高さ検知位置5a〜5eと、マスク22の中央領域および周辺領域(第2〜第9領域)が投影される位置との関係を模式的に示した。
【0082】
図には、マスクブラインド21による照明領域規制を行わない状態が示されている。この例では、各検知点5は、スリット状露光領域15が移動するスキャン方向Aに交わる(直交する)方向、すなわちスリット状露光領域15の長手方向に一列に配置され、スリット状露光領域15の移動と同期して、スキャン方向Aに移動する。そして、所定のタイミングでそれぞれの検知点5のウエハの表面の高さを計測する。例えば、スリット状露光領域15の移動方向A側の先端部、もしくは、わずかに先行する位置にウエハ表面高さ検知位置5を設ける。そして、スリット状露光領域15のスキャンが行われる期間内に、各検知位置でのウエハ表面高さの測定を繰り返して行い、その結果に基づいて、XYZステージ装置25の高さおよび傾きの調整を連続的に行う。これによって、ウエハ30の表面の、スリット状露光領域内にある、現に露光されつつある部分に対してフォーカスが合った状態が維持される。
【0083】
実際には、スリット状露光領域15およびウエハ表面高さ検知位置5は固定されており、ウエハ30およびマスク22が同期して移動するのであるが、便宜上、スリット状露光領域15およびウエハ表面高さ検知位置5が移動するとして説明を行う。
【0084】
ここで、正確なフォーカス調整が行えるためには、ウエハ表面高さ検知位置5a〜5eの全てがウエハ30のウエハエッジ31の内側にあり、ウエハ表面の高さを正確に測定できることが必要である。ただし、ステップアンドリピート方式の場合とは異なり、ウエハ表面高さ検知位置5a〜5eが移動する範囲の全域に渡って、すなわち、マスクブラインド21による照明領域規制を行わない場合に、マスク22の中央領域および周辺領域が投影される領域の全体において、常に、全ての検知位置5a〜5eがウエハエッジ31の内側にあることは必須ではない。
【0085】
例えば、図9(b)に示された例において、マスク22の中央領域、もしくは、中央領域の左右に配置された第5、第6の周辺領域のいずれかを投影するショット領域に露光する場合を考える。この場合、正確なフォーカス調整を行うためには、露光される中央領域、もしくは第5,6の周辺領域が投影される範囲内をウエハ表面高さ検知位置が移動している間は、5点の検知位置の全てが、ウエハエッジ31の内側にあることが必要である。しかし例えば、露光される領域の上側に配置された第2,3,4の周辺領域が(マスクブラインド21による照明領域規制を行わない場合に)投影される範囲内をウエハ表面高さ検知位置5が移動している間には、検知位置の一部もしくは全てが、ウエハエッジ31の外側にあっても問題はない。すなわち、露光すべき領域の外に検知位置がある期間内に、ウエハエッジ31の外側に位置した検知位置において異常な測定結果が得られたとしても、露光すべき領域内に検知位置がある期間内に得られた測定結果のみを利用してフォーカス調整を行うようにすれば、デフォーカスの発生を防止することが可能である。
【0086】
図10(a)には、図5で説明したショット領域割り付けにおいて、ステップアンドスキャン方式でスリット状露光領域を上下方向にスキャンさせて露光した場合、デフォーカスが発生する場合の例を示した。図10(a)において、図の斜線で示した位置P1にマスク22の中央領域101を露光する場合、マスクブラインド21による照明領域の規制を行わない時に、中央領域101およびその左右に配置された第5および第6の周辺領域105,106が投影される範囲220を、太い破線で示す。図10(a)に示されたように、破線で囲まれた領域内のウエハ表面高さを測定する場合に、左端のウエハ表面高さ検知位置5aがウエハエッジ31の外側にはみ出す。従って、このショット領域ではデフォーカスが発生する可能性がある。
【0087】
これに対して、デフォーカスが発生しないようにショット領域割り付けを変更した例を図10(b)に示す。図10(a)ではマスクの中央領域101を露光するようにショット領域割り付けがなされていた斜線で示した位置P1を、図10(b)では、左右に2つに分けて露光するように割り付の変更がなされている。
【0088】
まず、左側半分の、クロスの斜線で示す位置P4は、マスク22の第5領域105で露光するようにショット領域割り付けを行う。位置P4を第5領域で露光するためには、マスク22の中央領域101および第5領域105、第6領域106が投影される範囲230が太い破線で示す位置になるようにウエハステージを移動させる。図からわかるように、この場合にはウエハ表面高さ検知位置5a〜5e全てがウエハエッジ31の内部に収まり、デフォーカス発生を防止することができる。
【0089】
そして、右側半分の、同じくクロスの斜線で示す位置P5は、同じく第5領域105を投影する別のショット領域として割り付ける。さらに、図10(b)においては、その他のショット領域についても、デフォーカスが発生しないようにショット領域割り付けの変更を行う。すなわち、クロスの斜線で示す位置には第5領域105を投影するショット領域を割り付け、右上がりの斜線で示す位置P3には第2領域102を投影するショット領域を割り付ける。
【0090】
このように、ステップアンドリピート方式、ステップアンドスキャン方式のいずれにおいても、ウエハ表面高さ検知位置の配置を考慮して図8(b)、10(b)のようなショット領域割り付けを行うことにより、周辺ショット領域においてもデフォーカスの発生を防止することができる。すなわち、図8(b)、10(b)のようなショット領域割り付けを行うことにより、周辺ショット領域においても、高いフォーカス精度を保証するために必要なウエハ表面高さ検知位置の全てにおいてウエハエッジの内側の表面の高さを検知し、その検知結果を利用してステージの高さおよび傾きを調整することができる。
【0091】
ただし、図5のようなショット領域割り付けを行った場合であってもデフォーカスの発生量を低減することは可能である。すなわち、ショット領域の割り付けを行った段階で、複数のウエハ表面高さ検知位置のいずれがウエハエッジ31の外側になるかが判別できるので、その検知位置での測定データを除いた他の位置での測定データのみを利用して、ステージの制御を行うことが可能である。利用できるデータ点が少ないため、全検知点のデータが利用できる場合に比較してフォーカス精度が低下する。また、ステージの高さと傾きの一方しか制御できない場合もある。しかし、大きなデフォーカスが発生することは防止することできる。
【0092】
ステップアンドスキャン方式の場合にも、ステップアンドリピート方式の場合と同様に、マスクの適正化を行うことが好ましい場合がある。例えば、図9(a)に示されたように、マスク22の遮光帯100a〜100dの幅を、露光装置のマスクブラインド21の設定位置誤差を吸収するために十分な寸法にした場合にも、両端におかれたウエハ表面高さ検知位置5a,5eが、スリット状露光領域15の長手方向(図の横方向)に、マスク22の中央領域および周辺領域が投影される範囲よりもさらに外側になる場合がある。このような場合、ウエハエッジ31に近接する部分においては、いずれの周辺領域を使って露光するようにショット領域割り付けを行っても、ウエハ表面高さ検知位置の全てのウエハエッジ31内に入れることができないことがある。
【0093】
この対策として、図9(b)に示されたように、スリット状露光領域15の長手方向に領域間を画する遮光帯(図の縦方向の遮光帯)100a、100bの幅を広げ、全てのウエハ表面高さ検知位置が中央領域および周辺領域が投影される範囲内になるように、マスク22内の適正化を行うことが可能である。
【0094】
なお図9(b)において、ウエハ表面高さ検知位置5が、ウエハ22の上端のさらに上側に位置するように描かれている。しかし、この検知位置は、スリット状露光領域15の移動に伴って図の下方向に移動し、適切な位置に到達した時に、必要な位置のウエハ表面高さの測定を行う。すなわち、ステップアンドスキャン方式の場合には、スリット状露光領域15の長手方向(図の左右方向)の遮光帯幅の適正化を行う場合であっても、スキャン方向(図の上下方向)の遮光帯幅の適正化を行う必要はない。
【0095】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の半導体デバイス用マスクによれば、遮光帯によって個別に投影可能な複数の領域に分割されている。また本発明の露光方法によれば、ウエハの中央部と周辺部のそれぞれにマスクの適切な領域を投影するショット領域割り付けを行って露光を行う。このため、ウエハ周辺部に生じやすい欠けチップを防止し、半導体チップの歩留まりを向上させることができる。また、ウエハ周辺部に生じやすいデフォーカスの発生を防止して、半導体チップの歩留りをさらに向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来から一般的に用いられる半導体デバイス用マスクを示す図である。
【図2】ウエハを露光することにより形成されたデバイスの例を示す図である。
【図3】本発明の露光方法の実施形態に用いる露光装置の主要部を示す概略構成図である。
【図4】本発明の半導体デバイス用マスクの実施形態を示す図である。
【図5】本発明の露光方法の実施形態を示す図である。
【図6】本発明の加工済みウエハの実施形態を示す概略構成図である。
【図7】本実施形態の半導体デバイス用マスクが投影される位置と、ウエハの表面高さ検知位置との関係を示す図である。
【図8】ステップアンドリピート方式で露光する場合にデフォーカスの発生を防ぐショット領域割り付けを示す図である。
【図9】
本実施形態の半導体デバイス用マスクが投影される位置と、スリット状露光領域およびウエハ表面高さ検知位置との関係を示す図である。
【図10】
ステップアンドスキャン方式で露光する場合にデフォーカスの発生を防ぐショット領域割り付けを示す図である。
【符号の説明】
1,22 半導体デバイス用マスク
2 デバイスパターン
5 ウエハ表面高さ検知位置
5a 第1検知位置
5b 第2検知位置
5c 第3検知位置
5d 第4検知位置
5e 第5検知位置
10,30,40 ウエハ
11,31,41 ウエハエッジ
11a 有効領域
11b 無効領域
12 ショット領域
12a 無効領域に掛からないショット領域
12b ウエハ周辺部に形成されるショット領域
13 チップ
15 スリット状露光領域
20 照明系
21 マスクブラインド
22 マスク
22a フレーム
23 マスクホルダ
24 投影光学系
25 XYZステージ装置
26 ホルダ
27 ウエハ表面高さ検出系
27a 発光部
27b 受光センサ
50 露光装置
100 遮光帯
101 第1領域
102 第2領域
103 第3領域
104 第4領域
105 第5領域
106 第6領域
107 第7領域
108 第8領域
109 第9領域
201 中央ショット領域
202 第2領域が露光された周辺ショット領域
202a,202b,202c 斜線で示したショット領域
203 第3領域が露光された周辺ショット領域
204 第4領域が露光された周辺ショット領域
205 第5領域が露光された周辺ショット領域
206 第6領域が露光された周辺ショット領域
207 第7領域が露光された周辺ショット領域
208 第8領域が露光された周辺ショット領域
209 第9領域が露光された周辺ショット領域
210 中央領域および周辺領域全体が投影される範囲
210a 第3領域が投影されて露光される位置
210b 第2領域が投影されて露光される位置
210c 第5領域が投影されて露光される位置
220 中央領域および第5領域、第6領域が投影される範囲
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mask for manufacturing a semiconductor device having a multi-chip configuration, and an exposure method for transferring a device pattern to a wafer using the mask.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a step-and-repeat method and a step-and-scan method have been widely used for exposing a wafer with a fine pattern of a mask using an exposure apparatus. In the step-and-repeat method, a circular wafer is placed on a two-dimensionally movable wafer stage, and the wafer is irradiated with light through a mask on which a device pattern is drawn while sequentially stepping the wafer stage in the XY directions. The device pattern is transferred to a wafer, and a large number of device patterns are drawn vertically and horizontally. In the step-and-scan method, similarly, the wafer stage is sequentially stepped in the X and Y directions, and the mask stage holding the mask on which the device pattern is drawn is synchronized with the wafer stage while irradiating light only in the slit-shaped exposure region. By scanning, a device pattern drawn on a mask is transferred onto a wafer, and a large number of device patterns are drawn vertically and horizontally.
[0003]
However, in either case of using the step-and-repeat method or the step-and-scan method, the wafer to which the device pattern is transferred is circular, whereas the shot area to be exposed is rectangular. In the peripheral portion, a chip is generated in which a part of the shot area is missing and a part of the device pattern is not transferred.
[0004]
In addition, in the missing shot area, the focus (wafer stage height) performed during the exposure process and the wafer surface height detection position required for leveling (stage tilt) adjustment protrude outside the wafer, so that accurate adjustment cannot be performed. There is a problem.
[0005]
To address this problem, there is a method in which information on the wafer surface height acquired in an adjacent shot area is applied as it is before performing stepping on a shot area to be exposed, and adjustment is performed conveniently.
[0006]
However, the peripheral portion of the wafer is different from the central portion of the wafer due to warpage due to the heat treatment applied in the manufacturing process or due to in-plane variation of a polishing process such as CMP (Chemical Mechanical Polishing). The difference of the typical inclination is large. For this reason, the method of applying the information of the adjacent shot area as it is is not always an effective method.
[0007]
FIG. 1 is a view showing a conventional mask for a semiconductor device generally used.
[0008]
As shown in FIG. 1, a plurality of device patterns 2 are usually drawn on a semiconductor device mask 1, and a plurality of chips are simultaneously formed by simultaneously exposing the plurality of device patterns 2 to a wafer. It is configured to be.
[0009]
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a wafer on which a plurality of device patterns drawn on a mask are transferred.
[0010]
In FIG. 2, the circular wafer 10 has a boundary (referred to as a "wafer edge") between an invalid area 11b not used for manufacturing product chips and an effective area 11a used. The width of the invalid area 11b is, for example, 4 mm. On the circular wafer 10, 58 24 mm × 24 mm shot regions (regions exposed by one stepping operation) 12 exposed by the device pattern of the mask and indicated by solid lines are formed. Of these, in each of the shot areas 12a that do not overlap the invalid area 11b, 16 chip areas (indicated by dotted lines) to which one device pattern is exposed are formed.
[0011]
However, in the shot area 12b formed in the peripheral portion of the wafer, in which a part of the shot area protrudes from the wafer edge 11, a chip chip indicated by a cross is generated. In the peripheral shot area 12b, the focus and leveling of the entire shot area are not adjusted, so that defocus is likely to occur. In particular, the chip 13 indicated by the mark △ tends to cause defocus.
[0012]
Therefore, in a step-and-repeat type exposure apparatus, when a forbidden band having a fixed width is provided around a wafer, and a part is present in the forbidden band, and the remaining part is exposed to a shot area outside the wafer, In some cases, the stage is shifted to a boundary position of a forbidden band to perform focus adjustment, and is then returned to the original position for exposure (see Patent Document 1).
[0013]
Further, in a step-and-scan type exposure apparatus, there is a step-and-scan type exposure apparatus in which the exposure around the wafer is performed not for one shot but only for the chip that can be taken (the whole is within the wafer edge), mainly for the purpose of improving the throughput. . As a result, the measurement error of the focus around the wafer is reduced because the exposure area outside the wafer does not exist (see Patent Document 2).
[0014]
[Patent Document 1]
JP-A-6-29186 (paragraph numbers 0029 to 0039, FIGS. 7 and 8)
[Patent Document 2]
JP-A-9-22863 (paragraph numbers 0007 to 0019, 0034 to 0038, FIGS. 3, 5, 6, and 11)
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, even the method disclosed in Patent Document 1 cannot prevent the generation of chipped chips. The fine pattern formed on the chip is peeled off during the subsequent manufacturing process and becomes a source of particles. As a result, the yield decreases. Further, in this method, complicated stage control is required, and when returning to the exposure position after performing the focus control, a focus shift may occur.
[0016]
Even if the method disclosed in Patent Document 2 can be favorably applied when exposing a mask in which a plurality of device patterns are arranged only in the scanning direction, as shown in the embodiment of this document, However, when a plurality of device patterns are arranged in a direction perpendicular to the scanning direction, it is difficult to apply the device pattern. That is, if the wafer is used without waste, generation of chipped chips cannot be prevented.
[0017]
Furthermore, even if the device patterns are arranged only in one row in the direction perpendicular to the scanning direction, as described in paragraph 0038 of this document, it is impossible to completely prevent the occurrence of chipped chips. Can not.
[0018]
Further, the method of Patent Document 2 cannot completely prevent occurrence of defocus. For example, in FIG. 2 of the present specification, when scanning is performed in the vertical direction of the drawing, even when the method of Patent Document 2 is applied, defocus is likely to occur in the chip 13 indicated by the triangle mark. This is because a part of the wafer surface height detection position (for example, CR1 and CR3 in FIG. 6 of Patent Document 2) placed at positions close to both ends of the slit-shaped exposure region protrudes from the wafer edge.
[0019]
In view of the above circumstances, the present invention avoids the generation of chipped chips that are sources of particles. It is another object of the present invention to provide a semiconductor device mask capable of minimizing defocus which causes a reduction in yield together with particles, and an exposure method using the mask.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The semiconductor device mask of the present invention that achieves the above object has the same plurality of device patterns, and exposes the wafer by projecting the device patterns onto a wafer mounted on a wafer stage of a projection exposure apparatus. Semiconductor device mask
A central region in which a plurality of device patterns are arranged vertically and horizontally, a plurality of peripheral regions arranged outside the central region, at least one of the device patterns being arranged, and a peripheral region adjacent to the central region and the central region And a light-shielding band that is arranged between the adjacent regions and between adjacent peripheral regions and blocks the irradiated light so as to separate the regions from each other.
[0021]
As described above, the semiconductor device mask is divided into a plurality of regions, and a light-shielding band is provided at the boundary of each region, and it is possible to blindly shield a region other than a required region. Using this mask, it is possible to prevent chipping from occurring by projecting and exposing device patterns provided in appropriate regions on the central portion and peripheral portion of the wafer, respectively, from the inside of the wafer edge. is there. Furthermore, by adjusting the light-shielding band, the adjustment function of the exposure apparatus can be appropriately operated irrespective of the size of each area, and the occurrence of defocus can be prevented.
[0022]
An exposure method according to the present invention for achieving the above object is a semiconductor device mask having the same plurality of device patterns, and exposing the wafer by projecting the device patterns onto the wafer, wherein each of the plurality of devices has a plurality of vertical and horizontal devices. A central region in which patterns are arranged, a plurality of peripheral regions arranged outside the central region, each having at least one of the device patterns, and a peripheral region adjacent to the central region and the central region. And a semiconductor device mask having a light-shielding band arranged between adjacent peripheral regions and interfering with each other by blocking irradiated light, and mounted on a wafer stage of a projection exposure apparatus. An exposure method for exposing a wafer, comprising:
A central shot area on which the central area is projected is allocated to a central portion of the wafer, and when the central area is projected, a part of the central area projects from a wafer edge. Performing a shot area allocation for allocating a peripheral shot area in which any one of the areas is projected inside a wafer edge in a peripheral portion of the wafer;
The central portion of the wafer, while shielding the plurality of peripheral regions, exposes by projecting the central region to the allocated central shot region,
The peripheral part of the wafer is characterized by projecting a peripheral area corresponding to the allocated peripheral shot area and exposing the peripheral area except for the central area and the corresponding peripheral area by shielding light.
[0023]
In this way, a mask having a plurality of regions that can be individually projected and exposed on the wafer, divided by the light shield, is used. Exposure is performed by allocating shots for projecting further inward, whereby occurrence of chipped chips can be prevented. Furthermore, by appropriately allocating shot areas, it is possible to prevent occurrence of defocus.
[0024]
In order to achieve the above object, the present invention provides an exposure method in which a plurality of device patterns are arrayed vertically and horizontally, a central mask pattern region surrounded by a light-shielding band, at least one device pattern is arranged, and the periphery is shielded from light. An exposure method for exposing a wafer placed on a wafer stage of an exposure apparatus using a plurality of peripheral mask pattern regions surrounded by a band,
In the center of the wafer, a central shot area where the central mask pattern area is projected is allocated, and when the central mask pattern area is projected, a part thereof protrudes from a wafer edge. Performing a shot area allocation for allocating a peripheral shot area in which any one of the plurality of peripheral mask pattern areas is projected inside a wafer edge at a peripheral portion of the wafer;
The central portion of the wafer is exposed by projecting the central mask pattern region onto the allocated central shot region,
The peripheral portion of the wafer is exposed by projecting a corresponding peripheral mask pattern region onto the allocated peripheral shot region.
[0025]
As described above, by preparing a plurality of mask pattern areas, allocating a shot area for projecting an appropriate mask pattern area to each of the central part and the peripheral part of the wafer and performing exposure, the occurrence of chipped chips is prevented. be able to.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0027]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a main part of an exposure apparatus used in an embodiment of the exposure method of the present invention.
[0028]
The present exposure apparatus 50 is used as an embodiment of the exposure method of the present invention, and a semiconductor device mask used in the present exposure apparatus corresponds to an embodiment of the semiconductor device mask of the present invention.
[0029]
A main part of the exposure apparatus 50 shown in FIG. 3 includes an illumination system 20 including a light source and a lens, a mask blind 21, and a semiconductor device mask (hereinafter, referred to as a “mask”) on which a plurality of identical device patterns are arranged. A mask holder 23 for holding the wafer 22, a projection optical system 24 for forming a reduced image of the device pattern drawn on the mask on the wafer, an XYZ stage device 25, and a holder 26 for holding the wafer 30 on the XYZ stage device 25 And a plurality of light emitting units 27a and a plurality of light receiving sensors 27b, and a wafer surface height detection system 27 for detecting the height of the position on the wafer surface.
[0030]
The mask blind 21 includes two sets of blades, and regulates a rectangular illumination area for illuminating the mask 22 from an illumination system to a predetermined size. The reduction ratio of the projection optical system is, for example, 1/4. The XYZ stage device 25 is mounted on an XY stage that reciprocates in the X-axis direction and the Y-axis direction perpendicular to the optical axis, and reciprocates in the Z-axis direction that is parallel to the optical axis. It consists of a controllable Z stage. By mounting the wafer 30 on the wafer holder 26 on the XYZ stage device 25, the wafer 30 can be freely moved in the XY plane and the Z-axis direction, and the inclination with respect to the optical axis can be adjusted. Each of the plurality of light emitting units 27a of the wafer surface height detection system 27 irradiates a predetermined position (wafer surface height detection position) on the surface of the wafer 30 with light from an oblique direction. Then, light reflected obliquely on the surface of the wafer 30 is received by light receiving sensors 27b provided corresponding to the respective light emitting units 27a. The light receiving sensor 27b has a position detecting function, and detects the height of the irradiated position on the wafer surface based on the position where the reflected light is detected. That is, the heights of a plurality of detection positions on the wafer surface are detected using the plurality of sets of the light emitting units 27a and the light receiving sensors 27b.
[0031]
Prior to the actual exposure of the wafer 30, shot area allocation is performed to determine how to arrange on the wafer 30 a shot area to be exposed to which device pattern provided on the mask 22. Then, the wafer 30 is placed on a wafer holder 26 on the XYZ stage device 25 (hereinafter, the XYZ stage device and the wafer holder are collectively referred to as a “wafer stage”), and has a predetermined position in accordance with a predetermined shot area allocation. And exposure of each shot area is performed. At this time, as will be described later, the mask blind 21 is adjusted, and only a necessary one of a plurality of device patterns arranged on the mask is projected on the wafer. Further, for each shot area, the height of the wafer surface is detected by the wafer surface height detection system 27, and at least one of the height and the inclination of the wafer stage is controlled based on the detection result. (Hereinafter, the height adjustment and the tilt adjustment of the stage are collectively referred to as “focus adjustment”).
[0032]
Hereinafter, the exposure procedure will be described more specifically for the step-and-repeat method and the step-and-scan method.
[0033]
In the case of a step-and-repeat type exposure apparatus, at the time of exposure, the mask holder 23 is fixed at a predetermined position, and a portion of the mask 22 in an illumination area regulated by the mask blind 21 is illuminated. Then, the pattern on the mask provided in the illumination area is reduced at the reduction rate of the projection optical system 24, and the illumination area on the surface of the wafer 30 located below the projection optical system 24 is reduced at the reduction rate. To the area of the specified size. At the same time, the wafer stage on which the wafer 30 is placed is moved to a predetermined position according to the shot area allocation. As a result, a predetermined pattern is projected onto a predetermined shot area, and the wafer is exposed. Then, the entire surface of the wafer 30 is exposed by moving the wafer stage stepwise in the XY plane and performing the same exposure each time.
[0034]
At the position where the wafer stage has been moved in accordance with the shot area allocation, prior to exposure of each shot area, the wafer surface height detection system 27 detects the height of a plurality of locations on the wafer surface. Then, using the data, at least one, and preferably both, of the height and inclination in the Z direction of the wafer stage are controlled so that the entire shot area is focused.
[0035]
In a step-and-repeat type exposure apparatus, a maximum exposure area (exposure area) in which exposure can be performed within a required dimensional error range is defined. Then, the wafer surface height detection positions are provided at a total of five points, for example, at the center of the exposure-possible region and at positions slightly inside from the four corners. When all five points are inside the wafer edge of the wafer 30 and the data of the wafer surface height is obtained at all the detection positions, the focusing can be performed with a predetermined accuracy.
[0036]
In the case of a step-and-scan exposure apparatus, a second mask blind (not shown) is provided in addition to the mask blind 21 shown in FIG. The mask 22 is illuminated by the illumination light formed into a slit shape by the second mask blind. Then, the pattern provided in the slit-shaped illumination area is reduced at the reduction rate of the projection optical system 24, and the illumination area on the surface of the wafer 30 located below the projection optical system 24 is reduced at the reduction rate. Projected onto the slit exposure area.
[0037]
Then, while keeping the second mask blind fixed, the mask holder 23 and the wafer stage are synchronously moved in a direction intersecting the longitudinal direction of the slit-shaped exposure region (usually a direction intersecting vertically), and the mask 23 and the wafer stage are moved. The wafer 30 is moved (scanned). As a result, the pattern in the illumination area regulated by the mask blind 21 of the mask 22 is projected onto the shot area on the wafer 30, and the wafer is exposed. At this time, the mask blind 21 is also moved in synchronization with the mask 22. Actually, exposure is performed by moving the wafer while the position of the slit-shaped exposure area is fixed. However, effectively, the shot is performed by moving (scanning) the slit-shaped exposure area on the wafer. It can be considered that the exposure in the area is performed.
[0038]
Exposure of the entire surface of the wafer 30 by stepping is the same as in the step-and-repeat method.
[0039]
In the case of the step-and-scan method, a plurality of wafer surface height detection positions are provided in or near the slit-shaped exposure region on the moving direction side thereof, and the height of the wafer surface is detected. Utilizing this result, the height or inclination of the stage is controlled so that the wafer surface in the portion where the slit-shaped exposure area is presently is focused. The wafer surface height detection position may be arranged in one or more rows in the longitudinal direction of the slit-shaped exposure area (usually, a direction perpendicular to the scanning direction) and slightly shorter than the dimension of the slit-shaped exposure area in the longitudinal direction. And moves in synchronization with scanning of the slit-shaped exposure area. Then, while detecting the surface height in the shot area, if all the detection positions are inside the wafer edge of the wafer 30, the focus adjustment can be performed with a predetermined accuracy.
[0040]
In both the step-and-repeat method and the step-and-scan method, as described above, detection of the wafer surface height of each shot area is performed by exposing the wafer stage according to the shot area allocation in order to perform exposure of each shot area. It is possible to perform focus adjustment and exposure at the position where is moved.
[0041]
In this case, as shown in FIG. A wafer surface height detection system 27 is provided at a position where exposure is performed. Further, the wafer surface height detection system 27 can be provided at a position different from the position where the exposure is performed. In this case, prior to exposure, at the position where the surface height detection system 27 is provided, the wafer stage is moved according to the shot area allocation, the wafer surface height is detected for each shot area, and the result is stored. . Then, at the time of exposure of each shot area, focus adjustment is performed using the stored measurement result.
[0042]
Next, the semiconductor device mask of the present invention will be described in detail. FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the semiconductor device mask 22 of the present invention.
[0043]
In the semiconductor device mask 22 shown in FIG. 4, a plurality of the same device patterns 2 for exposing a wafer are arranged. One central region (first region) 101 in which two device patterns 2 are arranged vertically and horizontally, and peripheral regions (second region 2 to ninth region) 102 to 109 arranged outside the central region. is there. The peripheral areas are two peripheral areas (third area, eighth area) 103 and 108 in which two device patterns are arranged horizontally, and two peripheral areas (fifth area, There are four peripheral areas (second area, fourth area, seventh area, and ninth area) 102, 104, 107, and 109 in which one device pattern is arranged. Also, between the central region (first region) 101 and peripheral regions (third, sixth, eighth, and fifth regions) 103, 105, 108, and 105 adjacent to the central region, and peripheral regions adjacent to each other. Between each other, a light-shielding band 100 that blocks light and separates regions from each other is arranged.
[0044]
The width of the light shielding band 100 is, for example, 300 μm. On the other hand, between the plurality of device patterns 2 arranged in the same area, a scribe area having a width smaller than the width of the light-shielding band, for example, 100 μm or less is provided. As described above, the exposure apparatus 50 used in the exposure method of the present invention has the mask blind 21 that regulates the illumination area. The setting position of the mask blind 21 has an error of 100 μm or more. The width of the light-shielding band 100 is larger than the position setting error of the mask blind 21.
[0045]
Each of these dimensions is a dimension when projected on the wafer 30. That is, the actual dimensions are obtained by multiplying these dimensions by the reciprocal of the reduction ratio. Hereinafter, unless otherwise specified, dimensions on a mask are also expressed as dimensions projected on a wafer.
[0046]
As described above, the semiconductor device mask 22 is divided into a plurality of regions, and one central region is provided with one first region 101 in which the device patterns 2 are arranged most. The second to ninth regions 102 to 109 in which 2 are arranged are provided. In particular, in the example of FIG. 4, a plurality of peripheral regions 102 to 109 are arranged so as to surround the center region 101. At the boundary between the regions, a light-shielding band 100 whose width is wider than the interval between the device patterns and wider than the position setting error of the mask blind 21 that regulates the illumination region of the exposure apparatus 50 is provided. . Therefore, since the illumination light can be completely blocked by blinds in areas other than the required area, the exposure can be limited to any area.
[0047]
Here, an example of the semiconductor device mask 22 in which 16 identical device patterns 2 are arranged has been described, but the number of device patterns 2 is not limited to 16. Also, the number of device patterns arranged in the central region and the peripheral region is not limited to this example.
[0048]
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the exposure method of the present invention.
[0049]
In FIG. 5, the boundaries between shot areas are represented by solid lines, and the boundaries between chips are represented by thin broken lines. The same applies to FIGS. 6, 8, and 10 described later.
[0050]
As shown in FIG. 5, a central shot area where the first device area of the mask 22 is projected and four device patterns 2 are transferred on the inner side (central part) of the wafer 30 excluding a part adjacent to the wafer edge 31. Reference numerals 201 are assigned to each of a plurality of vertical and horizontal lines at a constant pitch. However, when the central shot area 201 is allocated, a chip is generated in which only a part of the device pattern is transferred. One device pattern 2 of the mask 22 is arranged around the wafer so that the chip is not formed. Peripheral shot areas 202a to 202c are allocated to which one of the second to ninth areas in which the two device patterns 2 are arranged vertically or horizontally are projected.
[0051]
The mask 22 and the wafer 30 shown in FIG. 4 are placed on the exposure apparatus 50 shown in FIG. 3 in the central portion of the wafer where the central shot area 201 is allocated, and the exposure apparatus 50 shown in FIG. Exposure is performed by projecting the central region 101 by covering the peripheral region second to ninth regions of the mask 22 with the mask blind 21.
[0052]
In the peripheral portion of the wafer, for example, when exposing the peripheral shot area 202a indicated by oblique lines in FIG. 5, the third area of the mask 22 is projected onto the peripheral shot area 202a and exposed, that is, the third area of the mask 22 is exposed. When the mask blind 21 is extended to the position of the light-shielding band 10 surrounding the outside of the first to ninth regions and the illumination region is not regulated by the mask blind 21, the center of the mask 22 is located in a range indicated by 210 a in FIG. The wafer stage is moved so that the wafer 30 is located at a position where the entire area and the peripheral areas (first to ninth areas) are projected. Then, an area other than the third area of the mask 22 is covered with the mask blind 21, and the third area is projected to expose the wafer. As a result, the two device patterns arranged side by side, which are arranged in the third region of the mask 22, are transferred to the peripheral shot region 202a indicated by oblique lines.
[0053]
Similarly, for example, when exposing the peripheral shot area 202b indicated by oblique lines in FIG. 5, if the illumination area regulation by the mask blind 21 is not performed, the central area and the peripheral area of the mask 22 are projected in the range 210b. After the wafer stage is moved to a position other than the second area, the mask 22 covers an area other than the second area with the mask blind 21, and projects the second area to expose the wafer. As a result, one device pattern arranged in the second area is transferred to the peripheral shot area 202b indicated by oblique lines. Further, when exposing the peripheral shot area 202c, if the certification area regulation by the mask blind is not performed, the wafer stage is moved to a position where the central area and the peripheral area of the mask 22 are projected in the range of 201c, The fifth area is projected, and two vertically arranged device patterns arranged in the fifth area are transferred.
[0054]
As described above, the mask 22 is divided into the plurality of regions 101 to 109 by the light-shielding band having a width equal to or larger than the position setting error of the mask blind 21 of the exposure apparatus 50, and the peripheral portion of the wafer where chipped chips can be generated is masked. An area in which chipped chips are not generated is selected from the peripheral area of No. 22, light is shielded by a mask blind in areas other than the selected area, and the wafer is exposed by the selected area. As a result, generation of chipped chips can be prevented, and generation of particles due to film peeling can be prevented.
[0055]
In the embodiment of the exposure method of the present invention described above, as shown in FIG. 4, the mask 22 in which the peripheral regions 102 to 109 are arranged outside all four sides and all four vertices of the rectangular central region 101 is used. used. That is, the mask 22 shown in FIG. 4 has two peripheral regions 103 and 108 in which a plurality of device patterns 2 are arranged in the horizontal direction, and a peripheral region in which a plurality of device patterns 2 are arranged in the vertical direction. Two peripheral regions 105, 106, 102, 104, 107, and 109 are provided, each of which has one device pattern. However, it is not essential to use all of the peripheral regions 102 to 109 in order to prevent occurrence of a chip. For example, a central area includes a peripheral area in which a plurality of device patterns are arranged in a horizontal direction, a peripheral area in which a plurality of device patterns are arranged in a vertical direction, and a peripheral area in which one device pattern is arranged. Even if a mask arranged outside the two sides and one vertex of 101 is used, the occurrence of chipped chips can be prevented.
[0056]
However, as described later, in order to prevent the occurrence of defocus, it is preferable to use a mask in which peripheral regions are arranged outside all sides and vertices of the central region 101 as shown in FIG.
[0057]
In the mask 22 shown in FIG. 4, the central region 101 and all of the peripheral regions 102 to 109 are arranged on the same substrate. As described above, by using the mask in which both the central region and the plurality of peripheral regions are arranged on the same substrate, one wafer 30 or a plurality (for example, 25) wafers including the wafer 30 can be obtained. The exposure time can be reduced by eliminating the necessity of exchanging masks in the process of exposure processing for one lot constituted.
[0058]
However, the exposure method of the present invention is performed while exchanging the mask for the central region in which the central region is arranged and the mask for the peripheral region in which all or a part of the peripheral region is arranged as necessary. You can also.
[0059]
In this case, for example, if the central region mask is provided with a central region in which four device patterns 2 are arranged vertically and horizontally, that is, a total of 16 device patterns 2 are arranged, each step when exposing the central portion of the wafer 30 is performed. 16 device patterns can be transferred. As a result, the number of steps and the exposure time required to expose one wafer can be reduced.
[0060]
Further, in addition to such a mask for the central region, a mask as shown in FIG. 4 can be used as a mask for the peripheral region. Then, the central region 101 of the mask 22 in FIG. 4 is used as an intermediate region in which a plurality of device patterns are arranged vertically and horizontally, although the number is small compared to a central region mask in which 16 device patterns are arranged. be able to. That is, the outermost peripheral portion of the peripheral portion excluding the central portion exposed using the central region mask is exposed using any of the second to ninth peripheral regions, and the outermost peripheral portion is exposed. An intermediate portion between the portion and the central portion can be exposed using the intermediate region.
[0061]
In this case, paying attention to the exposure processing of the outermost peripheral portion and the intermediate portion, as in the embodiment described with reference to FIG. 5, an appropriate one of the central region and the peripheral region arranged on one mask Is used to expose a central portion and a peripheral portion of a wafer. That is, the intermediate portion and the outermost peripheral portion in this case correspond to the central portion and the peripheral portion in the embodiment described with reference to FIG. 5, respectively.
[0062]
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an example of a processed wafer exposed by the exposure method according to the embodiment of the present invention.
[0063]
The processed wafer 40 shown in FIG. 6 has a circular shape, and a wafer edge 41 is formed several mm inward from the peripheral edge.
[0064]
In the center of the processed wafer 40, 173 center shot areas 201 each forming four chips, which are projected and exposed to the first area of the mask 22, are formed.
[0065]
On the other hand, in the peripheral portion of the wafer, five peripheral shot regions 202 where the second region of the mask 22 is projected and exposed so as not to generate chipped chips, five peripheral shot regions 203 where the third region is exposed, Five peripheral shot areas 204 where the fourth area is exposed, two peripheral shot areas 205 where the fifth area is exposed, two peripheral shot areas 206 where the sixth area is exposed, and 5 where the seventh area is exposed One peripheral shot area 207, four peripheral shot areas 208 where the eighth area is exposed, and five peripheral shot areas 209 where the ninth area is exposed are formed.
[0066]
As described above, the processed wafer exposed by the exposure method of the present embodiment does not generate chipped chips and does not generate particles due to film peeling.
[0067]
However, even when a chip does not occur, occurrence of defocus cannot always be prevented. In order to completely prevent the occurrence of defocus, it is necessary to appropriately assign shot areas in consideration of the type of exposure apparatus to be used and the arrangement of the wafer surface height detection position. For that purpose, it may be necessary to optimize the arrangement of the mask to be used.
[0068]
First, the case of the step and repeat method will be described.
[0069]
FIG. 7 schematically shows the relationship between the wafer surface height detection positions 5a to 5e located at the center and four corners of the exposure area in the step-and-repeat type exposure apparatus, and the position where the mask 22 is projected. Was. In the case shown in FIG. 7B, the wafer surface is located at the center and four corners of the range where the central region 101 and the peripheral regions 102 to 109 of the mask 22 are projected when the illumination region regulation by the mask blind 21 is not performed. Height detection positions 5a to 5e are located. Therefore, if the range 210 where the entire central region and the peripheral region is projected is within the wafer edge, all the wafer surface height detection positions are located inside the wafer edge 31 and the wafer edge height detection positions are located at all the wafer surface height detection positions. Of the wafer surface can be measured. Then, by utilizing the measurement result, the height and inclination of the wafer stage can be adjusted, and accurate focusing can be performed.
[0070]
When shot area allocation is performed as shown in FIG. 5, this condition is satisfied in a portion near the center of the wafer 30, and defocus does not occur. However, in the portion close to the wafer edge 31, even if the shot is arranged so as to expose the central region of the mask 22 in FIG. 5, some of the plurality of wafer surface height detection positions are outside the wafer edge 31, and defocusing occurs. May occur.
[0071]
For example, FIG. 8A shows an example in which defocus occurs as described above. In FIG. 8A, when exposing the central area 101 of the mask 22 to the position P1 indicated by oblique lines, the area 210 on which the central area and the entire peripheral area are projected when the illumination area is not regulated by the mask blind 21. , Indicated by a thick broken line. As shown in FIG. 8A, a part of a range 210 in which the entire central region and the peripheral region is projected is protruded outside the wafer edge 31, and the first to fifth detections of the wafer surface heights located at the four corners are performed. The first detection position 5a among the positions 5a to 5e extends outside the wafer edge 31. Therefore, defocus may occur in this shot area.
[0072]
On the other hand, FIG. 8B shows an example in which the shot area allocation is changed so that defocus does not occur.
[0073]
In FIG. 8A, the position P1 indicated by oblique lines, which has been shot area allocation so as to expose the central area 101 of the mask, is changed in FIG. Done.
[0074]
That is, the lower half of the position P <b> 2 indicated by the oblique line rising to the left is exposed in the third region 103 of the mask 22. In this case, the range 210 in which the entire central region and peripheral region are projected is indicated by a thick broken line. That is, in order to perform exposure in the third region 103 at the position P2 indicated by the oblique line rising leftward, the wafer stage is set so that the range 210 where the entire central region and the peripheral region of the mask 22 is projected is at the position indicated by the thick broken line. To move. As can be seen from the figure, in this case, the range 210 in which the entire central region and peripheral region are projected falls inside the wafer edge 31. Accordingly, all of the wafer surface height detection positions 5a to 5e are arranged inside the wafer edge 31, and the occurrence of defocus can be prevented. The position P3 indicated by the upper right diagonal line in the upper half is further divided into two portions, left and right, and each is assigned so as to be exposed in the second region 102 of the mask 22, so that defocusing is also performed in this portion. Can be prevented from occurring.
[0075]
Further, in FIG. 8B, the assignment was changed so that defocus does not occur also in other shot areas. For example, the allocation is changed so that the position P4 indicated by the cross hatching is exposed in the fifth region 105 of the mask 22.
[0076]
Note that, depending on the number of wafer surface height detection positions of the exposure apparatus and their respective roles, it is not always necessary to allocate shot areas so that all of them are located within the wafer edge 31. For example, a number of wafer surface height detection positions required to assure predetermined focus accuracy are provided relatively inside the exposure area, and additional wafer surface height detection positions are further provided outside the exposure area. It is assumed that an exposure apparatus having a focus control function for further improving accuracy is used when measurement data is obtained and obtained therefrom.
[0077]
In this case, since only the wafer surface position detection positions necessary to guarantee the predetermined accuracy are provided inside, all of the necessary wafer surface height detection positions are all within the wafer edge 31. The shot area allocation may be performed so that the shot area is located at the position. The same can be considered when using a step-and-scan type exposure apparatus.
[0078]
In the above description, as shown in FIG. 7B, it is assumed that all the wafer surface height detection positions 5a to 5e fall within the range 210 where the central region and the peripheral region of the mask 22 are projected. did. However, depending on the dimensions of the device pattern 2 and the arrangement of the wafer surface height detection position, as shown in FIG. 7A, the width of the light shielding bands 100a to 100d of the mask 22 is changed to the width of the mask blind 21 of the exposure apparatus. Even when the size is set to be sufficient to absorb the set position error, the wafer surface height detection positions 5a, 5b, 5d, and 5e located at the four corners of the exposure area are projected over the central area and the entire peripheral area. It may be outside the range 210. In such a case, in a portion close to the wafer edge 31, even if exposure is performed using any of the peripheral regions, it may not be possible to put all of the wafer surface height detection positions 5 a to 5 e into the wafer edge 31.
[0079]
As a countermeasure, as shown in FIG. 7B, the width of the light-shielding bands 100a to 100d is increased so that all the wafer surface height detection positions 5a to 5e are projected over the entire central region and the peripheral region. It is possible to optimize the arrangement of the peripheral region in the mask 22 so as to be within 210.
[0080]
Next, the case of the step-and-scan method will be described.
[0081]
In FIG. 9, the slit-shaped exposure region 15 and the wafer surface height detection positions 5a to 5e, and the central region and peripheral regions (second to ninth regions) of the mask 22 are projected in the step-and-scan exposure apparatus. The relationship with the position is schematically shown.
[0082]
The figure shows a state in which the illumination area regulation by the mask blind 21 is not performed. In this example, the detection points 5 are arranged in a row in a direction intersecting (orthogonal to) the scanning direction A in which the slit-shaped exposure area 15 moves, that is, in the longitudinal direction of the slit-shaped exposure area 15. It moves in the scanning direction A in synchronization with the movement. Then, the height of the surface of the wafer at each detection point 5 is measured at a predetermined timing. For example, the wafer surface height detection position 5 is provided at the tip of the slit-shaped exposure area 15 on the movement direction A side or at a position slightly preceding. The measurement of the wafer surface height at each detection position is repeatedly performed during the period in which the scanning of the slit-shaped exposure region 15 is performed, and the height and inclination of the XYZ stage device 25 are adjusted based on the results. Perform continuously. As a result, a state in which a portion of the surface of the wafer 30 that is being exposed in the slit-shaped exposure region is being focused is maintained.
[0083]
Actually, the slit-shaped exposure area 15 and the wafer surface height detection position 5 are fixed, and the wafer 30 and the mask 22 move synchronously. However, for convenience, the slit-shaped exposure area 15 and the wafer surface height Description will be made on the assumption that the detection position 5 moves.
[0084]
Here, in order to perform accurate focus adjustment, it is necessary that all of the wafer surface height detection positions 5a to 5e are inside the wafer edge 31 of the wafer 30, and the height of the wafer surface can be accurately measured. However, unlike the case of the step-and-repeat method, the center of the mask 22 is covered over the entire range in which the wafer surface height detection positions 5a to 5e move, that is, when the illumination area regulation by the mask blind 21 is not performed. It is not essential that all the detection positions 5 a to 5 e are always inside the wafer edge 31 in the entire region where the region and the peripheral region are projected.
[0085]
For example, in the example shown in FIG. 9B, when exposing a shot area that projects one of the central area of the mask 22 or the fifth and sixth peripheral areas disposed on the left and right of the central area. think of. In this case, in order to perform accurate focus adjustment, five points are required while the wafer surface height detection position is moving within a range in which the exposed central region or the fifth and sixth peripheral regions are projected. Are required to be inside the wafer edge 31. However, for example, the wafer surface height detection position 5 is set within the range in which the second, third, and fourth peripheral regions disposed above the region to be exposed are projected (when the illumination region is not regulated by the mask blind 21). There is no problem if a part or all of the detection position is outside the wafer edge 31 while is moving. That is, even if an abnormal measurement result is obtained at the detection position located outside the wafer edge 31 during the period in which the detection position is outside the region to be exposed, If focus adjustment is performed using only the measurement result obtained in step (1), it is possible to prevent occurrence of defocus.
[0086]
FIG. 10A shows an example of a case where defocus occurs when the slit-shaped exposure area is scanned in the vertical direction and exposed by the step-and-scan method in the shot area allocation described with reference to FIG. In FIG. 10A, when exposing the central area 101 of the mask 22 to the position P1 indicated by oblique lines in the figure, when the illumination area is not regulated by the mask blind 21, the central area 101 and the left and right sides thereof are arranged. A range 220 in which the fifth and sixth peripheral regions 105 and 106 are projected is indicated by a thick broken line. As shown in FIG. 10A, when measuring the wafer surface height in the area surrounded by the broken line, the leftmost wafer surface height detection position 5a protrudes outside the wafer edge 31. Therefore, defocus may occur in this shot area.
[0087]
On the other hand, FIG. 10B shows an example in which the shot area allocation is changed so that defocus does not occur. In FIG. 10A, the position P1 indicated by oblique lines, which has been shot area allocation so as to expose the central area 101 of the mask, is divided in FIG. The date has been changed.
[0088]
First, a shot area allocation is performed so that a position P4 indicated by a cross diagonal line on the left half is exposed in the fifth area 105 of the mask 22. In order to expose the position P4 in the fifth region, the wafer stage is moved such that the range 230 where the central region 101, the fifth region 105, and the sixth region 106 of the mask 22 are projected is a position indicated by a thick broken line. . As can be seen from the figure, in this case, all of the wafer surface height detection positions 5a to 5e fall within the wafer edge 31, and the occurrence of defocus can be prevented.
[0089]
Then, the position P5 of the right half, also indicated by the oblique line of the cross, is allocated as another shot area for projecting the fifth area 105 similarly. Further, in FIG. 10B, the shot area allocation is changed for other shot areas so that defocus does not occur. That is, a shot area for projecting the fifth area 105 is assigned to the position indicated by the oblique line of the cross, and a shot area for projecting the second area 102 is assigned to the position P3 indicated by the oblique line that rises to the right.
[0090]
As described above, in both the step-and-repeat method and the step-and-scan method, the shot areas are allocated as shown in FIGS. 8B and 10B in consideration of the arrangement of the wafer surface height detection position. In addition, the occurrence of defocus can be prevented even in the peripheral shot area. That is, by allocating shot areas as shown in FIGS. 8B and 10B, even in the peripheral shot area, the wafer edge height detection positions required to guarantee high focus accuracy are all set at the wafer edge height detection positions. The height of the inner surface is detected, and the height and inclination of the stage can be adjusted using the detection result.
[0091]
However, even when the shot areas are allocated as shown in FIG. 5, the amount of defocus can be reduced. That is, at the stage where the shot areas are allocated, it is possible to determine which of the plurality of wafer surface height detection positions is outside the wafer edge 31, so that the measurement position at other positions excluding the measurement data at that detection position can be determined. The stage can be controlled using only the measurement data. Since there are few data points that can be used, the focus accuracy is lower than in the case where the data of all the detection points can be used. In some cases, only one of the height and inclination of the stage can be controlled. However, occurrence of large defocus can be prevented.
[0092]
Also in the case of the step-and-scan method, it may be preferable to optimize the mask as in the case of the step-and-repeat method. For example, as shown in FIG. 9A, even when the width of the light-shielding bands 100a to 100d of the mask 22 is set to a size sufficient to absorb a setting position error of the mask blind 21 of the exposure apparatus, The wafer surface height detection positions 5a and 5e provided at both ends are further outside the range in which the central region and the peripheral region of the mask 22 are projected in the longitudinal direction (lateral direction in the drawing) of the slit exposure region 15. May be. In such a case, in the portion close to the wafer edge 31, even if the shot area is allocated so as to perform exposure using any of the peripheral areas, the shot area cannot be included in all the wafer edges 31 at the wafer surface height detection position. Sometimes.
[0093]
As a countermeasure against this, as shown in FIG. 9B, the widths of the light-shielding bands (light-shielding bands in the vertical direction in the figure) 100a and 100b that define the area between the slit-shaped exposure regions 15 in the longitudinal direction are increased. It is possible to optimize the inside of the mask 22 so that the wafer surface height detection position is within the range where the central region and the peripheral region are projected.
[0094]
9B, the wafer surface height detection position 5 is drawn so as to be located further above the upper end of the wafer 22. However, this detection position moves downward in the figure along with the movement of the slit-shaped exposure area 15, and when it reaches an appropriate position, the required surface height of the wafer is measured. That is, in the case of the step-and-scan method, even when the width of the light-shielding band in the longitudinal direction (the left-right direction in the drawing) of the slit-shaped exposure region 15 is optimized, the light shielding in the scanning direction (the vertical direction in the drawing) is performed. There is no need to optimize the bandwidth.
[0095]
【The invention's effect】
As described above, according to the semiconductor device mask of the present invention, the mask is divided into a plurality of individually projectable regions by the light-shielding band. Further, according to the exposure method of the present invention, exposure is performed by assigning a shot area for projecting an appropriate area of the mask to each of the central part and the peripheral part of the wafer. For this reason, chipped chips that are likely to occur in the peripheral portion of the wafer can be prevented, and the yield of semiconductor chips can be improved. In addition, it is possible to prevent the occurrence of defocus which is likely to occur in the peripheral portion of the wafer, and to further improve the yield of semiconductor chips.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a mask for a semiconductor device generally used conventionally.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a device formed by exposing a wafer.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a main part of an exposure apparatus used in an embodiment of the exposure method of the present invention.
FIG. 4 is a view showing an embodiment of a semiconductor device mask of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the exposure method of the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a processed wafer of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a position where a semiconductor device mask of the present embodiment is projected and a surface height detection position of a wafer.
FIG. 8 is a diagram showing shot area allocation for preventing occurrence of defocus when performing exposure by a step-and-repeat method.
FIG. 9
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a position where the semiconductor device mask of the present embodiment is projected, a slit-shaped exposure region, and a wafer surface height detection position.
FIG. 10
FIG. 9 is a diagram illustrating shot area allocation for preventing occurrence of defocus when performing exposure by a step-and-scan method.
[Explanation of symbols]
1,22 Masks for semiconductor devices
2 Device pattern
5 Wafer surface height detection position
5a First detection position
5b Second detection position
5c Third detection position
5d 4th detection position
5e Fifth detection position
10,30,40 wafer
11,31,41 Wafer edge
11a Effective area
11b Invalid area
12 shot area
12a Shot area that does not overlap the invalid area
12b Shot area formed around wafer
13 chips
15 Slit exposure area
20 Lighting system
21 Mask blind
22 Mask
22a frame
23 Mask holder
24 Projection optical system
25 XYZ stage device
26 Holder
27 Wafer surface height detection system
27a Light emitting unit
27b Light receiving sensor
50 Exposure equipment
100 shade zone
101 1st area
102 Second area
103 Third Area
104 4th area
105 5th Area
106 Area 6
107 7th area
108 Area 8
109 9th area
201 center shot area
202 Peripheral shot area where the second area is exposed
202a, 202b, 202c Shot areas indicated by oblique lines
203 Peripheral shot area where third area is exposed
204 Peripheral shot area where the fourth area is exposed
205 Peripheral shot area where fifth area is exposed
206 Peripheral shot area where the sixth area is exposed
207 Peripheral shot area where seventh area is exposed
208 Peripheral shot area where the eighth area is exposed
209 Peripheral shot area where ninth area is exposed
210 Range where the entire central area and peripheral area are projected
210a Position where third region is projected and exposed
210b Position where the second area is projected and exposed
210c Position where fifth region is projected and exposed
220 Range in which the central area, the fifth area, and the sixth area are projected

Claims (11)

同一の複数のデバイスパターンを有し、該デバイスパターンを投影露光装置のウエハステージ上に載置されたウエハに投影することにより該ウエハを露光する半導体デバイス用マスクであって、
縦横それぞれ複数のデバイスパターンが配列された中央領域と、前記中央領域の外側に配置され、前記デバイスパターンが少なくとも1つ配置された複数の周辺領域と、前記中央領域と該中央領域に隣接する周辺領域との間および隣接する周辺領域相互の間に配置され、照射される光を遮ることにより領域相互を画する遮光帯とを有することを特徴とする半導体デバイス用マスク。
A semiconductor device mask having the same plurality of device patterns, and exposing the wafer by projecting the device pattern onto a wafer mounted on a wafer stage of a projection exposure apparatus,
A central area in which a plurality of device patterns are arranged vertically and horizontally, a plurality of peripheral areas arranged outside the central area and at least one of the device patterns arranged, and a peripheral area adjacent to the central area and the central area A mask for a semiconductor device, comprising: a light-shielding band disposed between the region and between adjacent peripheral regions, and blocking a light to be irradiated to define the regions from each other.
前記複数の周辺領域は、1つのデバイスパターンからなる周辺領域と、複数のデバイスパターンが縦に配列された周辺領域と、複数のデバイスパターンが横に配列された周辺領域とを含むものであることを特徴とする請求項1記載の半導体デバイス用マスク。The plurality of peripheral regions include a peripheral region including one device pattern, a peripheral region in which a plurality of device patterns are vertically arranged, and a peripheral region in which a plurality of device patterns are horizontally arranged. 2. The semiconductor device mask according to claim 1, wherein: 前記投影露光装置は、前記ウエハステージ上に載置されたウエハ表面の高さを複数の検知位置で検知して該ステージの高さもしくは傾斜を調整するものであり、
前記遮光帯は、前記ウエハに該遮光帯に画された前記中央領域および前記複数の周辺領域全体を投影した範囲内に前記複数の検知位置が配置されるように、所定の幅を有するものであることを特徴とする請求項1または2記載の半導体デバイス用マスク。
The projection exposure apparatus is for detecting the height of the surface of the wafer placed on the wafer stage at a plurality of detection positions to adjust the height or inclination of the stage,
The light-shielding band has a predetermined width so that the plurality of detection positions are arranged in a range in which the entire central region and the plurality of peripheral regions defined by the light-shielding band are projected on the wafer. 3. The mask for a semiconductor device according to claim 1, wherein the mask is provided.
前記投影露光装置は、前記ウエハステージ上に載置されたウエハにスリット状露光領域を移動させることにより該ウエハを露光するステップアンドスキャン式の露光装置であって、該ウエハ表面の高さを該スリット状露光領域の長手方向の複数の検知位置で検知して該ウエハステージの高さもしくは傾斜を調整するものであり、
前記遮光帯は、前記ウエハに該遮光帯に画された前記中央領域および前記複数の周辺領域を投影した範囲の前記スリット状露光領域の長手方向の寸法内に、前記複数の検知位置が配置されるように、所定の幅を有するものであることを特徴とする請求項1または2記載の半導体デバイス用マスク。
The projection exposure apparatus is a step-and-scan exposure apparatus that exposes the wafer by moving a slit-shaped exposure area to a wafer placed on the wafer stage, and adjusts the height of the surface of the wafer. It detects at a plurality of detection positions in the longitudinal direction of the slit-shaped exposure region and adjusts the height or inclination of the wafer stage,
In the light-shielding band, the plurality of detection positions are arranged within a longitudinal dimension of the slit-shaped exposure region in a range in which the central region and the plurality of peripheral regions defined by the light-shielding band are projected on the wafer. 3. The semiconductor device mask according to claim 1, wherein the mask has a predetermined width.
同一の複数のデバイスパターンを有し、該デバイスパターンをウエハに投影することにより該ウエハを露光する半導体デバイス用マスクであって、縦横それぞれ複数のデバイスパターンが配列された中央領域と、該中央領域の外側に配置され、それぞれ少なくとも1つの前記デバイスパターンが配置された複数の周辺領域と、前記中央領域と該中央領域に隣接する周辺領域との間および隣接する周辺領域相互の間に配置され、照射される光を遮ることにより領域相互を画する遮光帯とを有する半導体デバイス用マスクを用いて、投影露光装置のウエハステージ上に載置されたウエハを露光する露光方法であって、
前記ウエハの中央部には、前記中央領域が投影される中央ショット領域を割り付けるとともに、該中央領域が投影されると、その1部がウエハエッジからはみ出る該ウエハの周辺部には、前記複数の周辺領域のうちの何れか1つが該ウエハエッジより内側に投影される周辺ショット領域を割り付けるショット領域割り付けを行ない、
前記ウエハの中央部は、前記中央領域を、割り付けられた前記中央ショット領域に投影するとともに、前記複数の周辺領域を遮光することにより露光し、
前記ウエハの周辺部は、対応する周辺領域を、割り付けられた前記周辺ショット領域に投影するとともに、前記中央領域および該対応する周辺領域を除く周辺領域を遮光することにより露光することを特徴とする露光方法。
A semiconductor device mask having the same plurality of device patterns and exposing the wafer by projecting the device patterns onto the wafer, comprising: a central region in which a plurality of device patterns are arranged vertically and horizontally; and a central region. A plurality of peripheral regions, each of which is arranged at least one of the device patterns, between the central region and the peripheral region adjacent to the central region and between adjacent peripheral regions, An exposure method for exposing a wafer mounted on a wafer stage of a projection exposure apparatus, using a semiconductor device mask having a light-shielding band that separates regions by shielding the irradiated light,
A central shot area on which the central area is projected is allocated to a central part of the wafer, and when the central area is projected, a part of the central part is protruded from a wafer edge. Performing shot area allocation for allocating a peripheral shot area in which one of the areas is projected inside the wafer edge;
The central portion of the wafer projects the central region onto the allocated central shot region, and exposes the plurality of peripheral regions by blocking light,
The peripheral portion of the wafer projects a corresponding peripheral region onto the allocated peripheral shot region, and exposes the peripheral region except for the central region and the corresponding peripheral region by shielding light. Exposure method.
前記投影露光装置は、前記ショット領域毎に、前記ショット領域割り付けに従って前記ウエハステージを移動した位置で、該ウエハステージ上に載置されたウエハ表面の高さを、前記ショット領域よりも広い範囲に配置された複数の検知位置で検知して、該ウエハステージの高さもしくは傾斜を調整するものであり、
前記ショット領域割り付けは、前記中央ショット領域および前記周辺ショット領域それぞれでのウエハ表面高さ検知において、前記複数の検知位置が前記ウエハエッジよりも内側に配置されるように行うことをことを特徴とする請求項5記載の露光方法。
The projection exposure apparatus, for each of the shot areas, at a position where the wafer stage is moved according to the shot area allocation, the height of the surface of the wafer placed on the wafer stage to a wider range than the shot area Detected at a plurality of detection positions arranged, to adjust the height or inclination of the wafer stage,
The shot area allocation is performed in the wafer surface height detection in each of the central shot area and the peripheral shot area, such that the plurality of detection positions are arranged inside the wafer edge. The exposure method according to claim 5.
前記投影露光装置は、前記ウエハステージ上に載置されたウエハ上にスリット状露光領域を移動させることにより該ウエハを露光するステップアンドスキャン式の露光装置であり、
前記ショット領域毎に、前記ショット領域割り付けに従って前記ウエハステージを移動した位置で、該ウエハステージ上に載置されたウエハ表面の高さを、前記スリット状露光領域の長手方向に、該ショット領域よりも広範囲に配置された複数の検知位置で検知して、該ウエハステージの高さもしくは傾斜を調整するものであり、
前記ショット領域割り付けは、前記中央ショット領域および前記周辺ショット領域それぞれでのウエハ表面高さ検知において、前記複数の検知位置が前記ウエハエッジよりも内側に配置されるように行うことをことを特徴とする請求項5記載の露光方法。
The projection exposure apparatus is a step-and-scan type exposure apparatus that exposes the wafer by moving a slit-shaped exposure area on a wafer mounted on the wafer stage,
For each shot area, at the position where the wafer stage has been moved according to the shot area allocation, the height of the surface of the wafer placed on the wafer stage is set in the longitudinal direction of the slit-shaped exposure area. Is also detected at a plurality of detection positions arranged in a wide range, to adjust the height or inclination of the wafer stage,
The shot area allocation is performed in the wafer surface height detection in each of the central shot area and the peripheral shot area, such that the plurality of detection positions are arranged inside the wafer edge. The exposure method according to claim 5.
前記複数の周辺領域は、1つのデバイスパターンからなる第1の周辺領域と、複数のデバイスパターンが縦に配列された第2の周辺領域と、複数のデバイスパターンが横に配列された第3の周辺領域とを有するものであって前記周辺ショット領域は、前記第1の周辺領域が投影される第1の周辺ショット領域と、第2の周辺領域が投影される第2の周辺ショット領域と、第3の周辺領域が投影される第3の周辺ショット領域とを有するものであることを特徴とする請求項5記載の露光方法。The plurality of peripheral regions include a first peripheral region including one device pattern, a second peripheral region in which a plurality of device patterns are vertically arranged, and a third peripheral region in which a plurality of device patterns are horizontally arranged. A peripheral shot area, wherein the peripheral shot area includes a first peripheral shot area where the first peripheral area is projected, a second peripheral shot area where a second peripheral area is projected, 6. The exposure method according to claim 5, further comprising a third peripheral shot area onto which a third peripheral area is projected. 縦横それぞれ複数のデバイスパターンが配列され、周囲が遮光帯によって囲われた中央マスクパターン領域と、それぞれ少なくとも1つの前記デバイスパターンが配置され、周囲が遮光帯によって囲われた複数の周辺マスクパターン領域とを用いて、露光装置のウエハステージ上に載置されたウエハを露光する露光方法であって、
前記ウエハの中央部には、前記中央マスクパターン領域が投影される中央ショット領域を割り付けるとともに、該中央マスクパターン領域が投影されるとその一部がウエハエッジからはみ出る該ウエハの周辺部には、前記複数の周辺マスクパターン領域のいずれか1つが該ウエハの周辺部のウエハエッジより内側に投影される周辺ショット領域を割り付けるショット領域割り付けを行い、
前記ウエハの中央部は、前記中央マスクパターン領域を割り付けられた前記中央ショット領域に投影することにより露光し、
前記ウエハの周辺部は、対応する周辺マスクパターン領域を割り付けられた前記周辺ショット領域に投影することにより露光することを特徴とする露光方法。
A plurality of device patterns are arranged vertically and horizontally, and a central mask pattern region whose periphery is surrounded by a light-shielding band, and a plurality of peripheral mask pattern regions where at least one device pattern is arranged and the periphery is surrounded by a light-shielding band. An exposure method for exposing a wafer placed on a wafer stage of an exposure apparatus using
In the center of the wafer, a central shot area where the central mask pattern area is projected is allocated, and when the central mask pattern area is projected, a part of the central mask pattern area protrudes from a wafer edge. Performing a shot area allocation for allocating a peripheral shot area in which any one of the plurality of peripheral mask pattern areas is projected inside a wafer edge at a peripheral portion of the wafer;
The central portion of the wafer is exposed by projecting the central mask pattern region onto the allocated central shot region,
An exposure method, wherein a peripheral portion of the wafer is exposed by projecting a corresponding peripheral mask pattern region onto the allocated peripheral shot region.
前記中央マスクパターン領域と前記複数の周辺マスクパターン領域から選ばれた少なくとも2つのマスクパターン領域を、同一のマスク基板上に配置し、前記ウエハの周辺部は、前記対応する周辺マスクパターン領域を割り付けられた前記周辺ショット領域に投影するとともに、同一のマスク基板上に配置された他のマスクパターン領域を遮光することにより露光することにより露光することをを特徴とする請求項9記載の露光方法。At least two mask pattern regions selected from the central mask pattern region and the plurality of peripheral mask pattern regions are arranged on the same mask substrate, and the peripheral portion of the wafer is assigned to the corresponding peripheral mask pattern region. 10. The exposure method according to claim 9, wherein the exposure is performed by projecting the projected light onto the peripheral shot area and exposing the other mask pattern area disposed on the same mask substrate by blocking light. 前記周辺マスクパターン領域は、一つの前記デバイスパターンが配置される第1の周辺マスクパターン領域と、複数の前記デバイスパターンが縦に配列された第2の周辺マスクパターン領域と、複数の前記デバイスパターンが横に配列された第3の周辺マスクパターン領域とを有し、
前記周辺ショット領域は、前記第1の周辺マスクパターン領域が投影される第1の周辺ショット領域と、前記第2の周辺マスクパターン領域が投影される第2の周辺ショット領域と、第3の周辺マスクパターン領域が投影される第3の周辺ショット領域とを有することを特徴とする請求項9または10記載の露光方法。
The peripheral mask pattern region includes a first peripheral mask pattern region in which one device pattern is arranged, a second peripheral mask pattern region in which a plurality of the device patterns are vertically arranged, and a plurality of the device patterns. Has a third peripheral mask pattern region arranged horizontally,
The peripheral shot area includes a first peripheral shot area on which the first peripheral mask pattern area is projected, a second peripheral shot area on which the second peripheral mask pattern area is projected, and a third peripheral shot area. 11. The exposure method according to claim 9, further comprising a third peripheral shot area onto which a mask pattern area is projected.
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