JP2005283609A - Reticle for reduction projection aligner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、縮小投影露光装置用レチクルに関し、より詳しくは、アライメントマークの配置に特徴を有する縮小投影露光装置用レチクルに関する。 The present invention relates to a reticle for a reduction projection exposure apparatus, and more particularly to a reticle for a reduction projection exposure apparatus having a feature in the arrangement of alignment marks.
半導体装置の製造には、通常、複数のフォトリソグラフィ工程が含まれる。近年、フォトリソグラフィ工程は、ステッパー(縮小投影露光装置)を用いて行われることが主流になっている。ステッパーには、所定のパターンが形成された縮小投影露光装置用レチクルが取り付けられ、このレチクルを介して、ウェハを露光することにより、ウェハ上に所定のパターンを形成する。レチクルには、通常、アライメントマークが形成されており、レチクルとウェハとの位置合わせに用いられる。 The manufacture of a semiconductor device usually includes a plurality of photolithography processes. In recent years, the photolithography process is mainly performed using a stepper (reduction projection exposure apparatus). The stepper is attached with a reticle for a reduction projection exposure apparatus in which a predetermined pattern is formed, and a predetermined pattern is formed on the wafer by exposing the wafer through the reticle. An alignment mark is usually formed on the reticle, and is used for alignment between the reticle and the wafer.
アライメントマークの配置方法としては、隣接する2つの本体チップパターン領域間のスクライブライン領域にアライメントマークを配置する方法や、プロセス制御用のモジュール(PCM)領域にアライメントマークを配置する方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、スクライブライン領域にアライメントマークを配置する場合、スクライブライン領域は、十分な幅を有している必要がある。従って、この場合、スクライブライン領域の幅を狭くすることにより、1ウェハに形成されるチップ数(チップ載り数)を増加させることが困難である。また、金属配線工程では、スクライブライン領域の金属膜にアライメントマークが形成されるが、この金属膜は、通常は、その後の工程でも除去されず、ダイシング時に金属の切り粉を発生させ、歩留まりを低下させる原因となる。 However, when the alignment mark is arranged in the scribe line area, the scribe line area needs to have a sufficient width. Therefore, in this case, it is difficult to increase the number of chips (the number of mounted chips) formed on one wafer by narrowing the width of the scribe line region. Also, in the metal wiring process, alignment marks are formed on the metal film in the scribe line region, but this metal film is usually not removed in the subsequent process, and metal chips are generated during dicing, thereby improving the yield. It causes a decrease.
PCM領域にアライメントマークを配置する場合、上記のような問題点は存在しない。 しかし、PCM領域は、本体チップなどよりも大きな面積を有している場合もあり、その場合、ウェハのアライメントに必要な数のPCM領域をウェハ上に形成することは、チップ載り数の減少につながり、好ましくない。 When the alignment mark is arranged in the PCM area, there is no problem as described above. However, the PCM area may have a larger area than the main body chip, and in that case, forming the number of PCM areas necessary for wafer alignment on the wafer reduces the number of chips. Connection is undesirable.
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、金属の切り粉の発生を防止すると共に、チップ載り数の増加を可能とするレチクルを提供するものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a reticle that can prevent the generation of metal chips and increase the number of chips.
本発明の縮小投影露光装置用レチクルは、基板上に、実質的に同じ大きさの複数のパターン領域と、隣接する2つのパターン領域間に配置されるスクライブライン領域とを備え、前記パターン領域のうちの少なくとも1つがアライメントマーク配置領域であり、その残りが本体チップパターン領域であり、各本体チップパターン領域には本体チップパターンが形成され、アライメントマーク配置領域にはアライメントマークが配置される。 A reticle for reduced projection exposure apparatus of the present invention comprises a plurality of pattern regions having substantially the same size on a substrate and a scribe line region disposed between two adjacent pattern regions. At least one of them is an alignment mark arrangement area, and the rest is a main body chip pattern area. A main body chip pattern is formed in each main body chip pattern area, and an alignment mark is arranged in the alignment mark arrangement area.
本発明の縮小投影露光装置用レチクルによると、スクライブライン領域にアライメントマークを配置する必要がないので、スクライブライン領域の幅を狭くすることができ、チップ載り数を増加させることができる。また、スクライブライン領域の金属膜にアライメントマークを形成する必要がないので、ダイシング工程で金属の切り粉の発生を抑えることができる。 According to the reticle for reduced projection exposure apparatus of the present invention, it is not necessary to arrange alignment marks in the scribe line area, so that the width of the scribe line area can be narrowed and the number of mounted chips can be increased. In addition, since it is not necessary to form alignment marks on the metal film in the scribe line region, generation of metal chips can be suppressed in the dicing process.
また、本発明の縮小投影露光装置用レチクルは、アライメントマーク配置領域を備えるので、アライメントマークの数が増加した場合でも、アライメントマークの配置が容易である。また、アライメントマーク配置領域がPCM領域よりも小さい場合には、PCM領域にアライメントマークを形成する場合よりも、チップ載り数を増加させることができる。 In addition, since the reticle for reduced projection exposure apparatus of the present invention includes the alignment mark arrangement region, the alignment mark can be easily arranged even when the number of alignment marks increases. Further, when the alignment mark arrangement area is smaller than the PCM area, the number of chips mounted can be increased as compared with the case where the alignment mark is formed in the PCM area.
本発明の縮小投影露光装置用レチクルは、基板上に、実質的に同じ大きさの複数のパターン領域と、隣接する2つのパターン領域間に配置されるスクライブライン領域とを備え、前記パターン領域のうちの少なくとも1つがアライメントマーク配置領域であり、その残りが本体チップパターン領域であり、各本体チップパターン領域には本体チップパターンが形成され、アライメントマーク配置領域にはアライメントマークが配置される。 A reticle for reduced projection exposure apparatus of the present invention comprises a plurality of pattern regions having substantially the same size on a substrate and a scribe line region disposed between two adjacent pattern regions. At least one of them is an alignment mark arrangement area, and the rest is a main body chip pattern area. A main body chip pattern is formed in each main body chip pattern area, and an alignment mark is arranged in the alignment mark arrangement area.
基板は、ウェハの露光に使用する光に対して透過率の高い材料で形成することができ、具体的には、例えば、合成石英で形成することができる。また、基板上に形成させるパターンは、例えば、基板上に金属クロムなどの膜を形成し、その膜を電子ビームリソグラフィなどにより、パターニングする工程により形成することができる。 The substrate can be formed of a material having a high transmittance with respect to light used for exposure of the wafer. Specifically, for example, the substrate can be formed of synthetic quartz. The pattern formed on the substrate can be formed, for example, by a process of forming a film of metal chromium or the like on the substrate and patterning the film by electron beam lithography or the like.
基板上には、実質的な同じ大きさの複数のパターン領域が形成される。これらのパターン領域のうちの少なくとも1つがアライメントマーク配置領域である。好ましくは、これらのパターン領域のうちの1つがアライメントマーク配置領域である。これは、アライメントマークの配置に使用される領域をできるだけ小さくし、できるだけ多くのチップ載り数を確保するためである。また、例えば、パターン領域の面積が小さい場合は、複数のパターン領域をアライメントマーク配置領域としてもよい。 A plurality of pattern regions having substantially the same size are formed on the substrate. At least one of these pattern areas is an alignment mark arrangement area. Preferably, one of these pattern areas is an alignment mark arrangement area. This is to make the area used for the alignment mark arrangement as small as possible and to secure as many chips as possible. For example, when the area of the pattern region is small, a plurality of pattern regions may be used as the alignment mark arrangement region.
アライメントマーク配置領域には、アライメントマークが配置される。また、アライメントマークは、アライメントマーク配置領域のみに配置されることが好ましい。また、アライメントマーク配置領域には、本体チップパターンが形成されていないことが好ましい。
アライメントマーク配置領域は、アライメントマーク配置禁止領域を備えることが好ましく、アライメントマーク配置禁止領域は、本体チップパターン領域に近い位置に形成されることが好ましい。その理由は、以下の通りである。本発明のレチクルを用いて、ステッパーによりウェハの露光をする場合、アライメントマークをウェハに焼き付けるステップと、焼き付けないステップとがある。アライメントマークをウェハに焼き付けないステップでは、アライメントマーク配置領域は、通常は、レチクルブラインドで覆われる。アライメントマーク配置領域の本体チップパターン領域に近い位置にアライメントマーク配置禁止領域を設けるのは、レチクルブラインドの位置がずれた場合でも、本体チップへのアライメントマークの写り込み(二重露光)が生じないようにするためである。また、アライメントマーク配置禁止領域の大きさは、機種の精度を考慮して概ね1.5〜6mm程度とされる。
An alignment mark is arranged in the alignment mark arrangement region. The alignment mark is preferably arranged only in the alignment mark arrangement region. Moreover, it is preferable that the main body chip pattern is not formed in the alignment mark arrangement region.
The alignment mark arrangement area preferably includes an alignment mark arrangement prohibition area, and the alignment mark arrangement prohibition area is preferably formed at a position close to the main body chip pattern area. The reason is as follows. When the reticle of the present invention is used to expose a wafer with a stepper, there are a step of printing alignment marks on the wafer and a step of not printing. In the step of not printing the alignment mark on the wafer, the alignment mark arrangement region is usually covered with a reticle blind. The alignment mark placement prohibition area is provided near the main body chip pattern area in the alignment mark arrangement area, even when the position of the reticle blind is shifted, the alignment mark does not appear on the main body chip (double exposure). It is for doing so. In addition, the size of the alignment mark prohibited area is approximately 1.5 to 6 mm in consideration of the accuracy of the model.
複数のパターン領域の残りが本体チップパターン領域である。本体チップパターン領域には、本体チップパターンが形成されるが、本体チップパターン領域の数が複数である場合には、各本体チップパターン領域には、それぞれ異なる本体チップパターンが形成されていてもよい。 The remainder of the plurality of pattern areas is the main body chip pattern area. A main body chip pattern is formed in the main body chip pattern area, but when there are a plurality of main body chip pattern areas, a different main body chip pattern may be formed in each main body chip pattern area. .
各本体チップパターン領域には、重ね合わせ測定用パターンなどの他のパターンが形成されていてもよい。重ね合わせ測定用パターンは、ウェハとレチクルとの位置合わせが適切であるかどうかを確認するために用いられる。重ね合わせ測定用パターンは、単数であっても、複数であってもよい。重ね合わせ測定用パターンは、本体チップパターン領域の4隅に設けられることが好ましい。 Other patterns such as an overlay measurement pattern may be formed in each main body chip pattern region. The overlay measurement pattern is used to confirm whether or not the alignment between the wafer and the reticle is appropriate. The overlay measurement pattern may be singular or plural. The overlay measurement patterns are preferably provided at the four corners of the main body chip pattern region.
基板上に複数のアライメントマークが形成される場合、その一部が各本体チップパターン領域に形成されていてもよい。なぜなら、本体チップパターン領域内であって、本体チップパターンが形成されていない領域がある場合は、その領域を有効利用できるからである。 When a plurality of alignment marks are formed on the substrate, some of them may be formed in each main body chip pattern region. This is because if there is an area in the main body chip pattern area where the main body chip pattern is not formed, that area can be used effectively.
アライメントマーク配置領域と本体チップパターン領域は、「実質的に同じ大きさ」であるので、アライメントマーク配置領域を設けても、本体チップパターン領域の配列が乱されることがない(図2参照。)。従って、「実質的に同じ大きさ」には、本発明による効果が得られる範囲内で、大きさが異なっている場合も含まれる。 Since the alignment mark arrangement area and the main body chip pattern area are “substantially the same size”, even if the alignment mark arrangement area is provided, the arrangement of the main body chip pattern area is not disturbed (see FIG. 2). ). Therefore, “substantially the same size” includes cases where the sizes are different within a range in which the effect of the present invention can be obtained.
隣接する2つのパターン領域間に配置されるスクライブライン領域には、アライメントマークが配置されないことが好ましい。なぜなら、この場合、スクライブライン領域の幅を小さくすることができるからである。具体的には、例えば、スクライブライン領域の幅を1〜110μmとすることができ、好ましくは、1〜30μmとすることができる。110μmよりも小さくすることで、チップ載り数を増加させることができる。スクライブライン領域の幅は小さければ小さいほどよいが、例えば、ダイシングブレード又はレーザなどによりダイシングを行う場合、ダイシングを行うために、スクライブライン領域は所定の幅、具体的には概ね1μm程度以上であることが好ましい。 It is preferable that no alignment mark is arranged in a scribe line region arranged between two adjacent pattern regions. This is because in this case, the width of the scribe line region can be reduced. Specifically, for example, the width of the scribe line region can be 1 to 110 μm, and preferably 1 to 30 μm. By making it smaller than 110 μm, the number of chips can be increased. The width of the scribe line region is preferably as small as possible. For example, when dicing is performed using a dicing blade or a laser, the scribe line region has a predetermined width, specifically about 1 μm or more in order to perform dicing. It is preferable.
基板は、特性評価用基本素子パターン領域をさらに備え、特性評価用基本素子パターン領域に特性評価用基本素子パターンが形成されていることが好ましい。特性評価用基本素子をウェハ上に形成することにより、製造された半導体装置が満足の行く性能を有しているかどうかを確認することができる。 The substrate preferably further includes a basic element pattern region for characteristic evaluation, and the basic element pattern for characteristic evaluation is formed in the basic element pattern region for characteristic evaluation. By forming the basic element for characteristic evaluation on the wafer, it can be confirmed whether or not the manufactured semiconductor device has satisfactory performance.
特性評価用基本素子パターン領域には、アライメントマークが形成されていてもいなくてもよい。但し、アライメントマークが形成されている場合であっても、本発明のレチクルを用いてウェハの露光を行う場合、アライメントマーク配置領域のアライメントマークをウェハに焼き付ける際には、特性評価用基本素子パターン領域は、通常は、レチクルブラインドなどでカバーされているため、特性評価用基本素子パターン領域のアライメントマークは、通常は、ウェハのアライメントに使用されない。 An alignment mark may or may not be formed in the basic element pattern region for characteristic evaluation. However, even when the alignment mark is formed, when the wafer is exposed using the reticle of the present invention, when the alignment mark in the alignment mark arrangement region is printed on the wafer, the basic element pattern for characteristic evaluation is used. Since the region is usually covered with a reticle blind or the like, the alignment mark in the basic element pattern region for characteristic evaluation is usually not used for wafer alignment.
次に、本発明の縮小投影露光装置用レチクルを用いたウェハの露光方法について説明する。 Next, a wafer exposure method using the reduced projection exposure apparatus reticle of the present invention will be described.
まず、上記記載の縮小投影露光装置用レチクルを用いて、ウェハ上の少なくとも3箇所、好ましくは、8箇所以上にアライメントマークを焼き付ける。この際、好ましくは、本体チップパターンとアライメントマークを同時に焼き付ける。また、アライメントマークは、ウェハ上に均等に配置することが好ましい。このアライメントマークは、ウェハの位置合わせに用いられる。 First, using the above-described reticle for reduced projection exposure apparatus, alignment marks are printed on at least three places on the wafer, preferably eight or more places. At this time, the main body chip pattern and the alignment mark are preferably printed at the same time. Further, it is preferable that the alignment marks are evenly arranged on the wafer. This alignment mark is used for wafer alignment.
次に、特性評価用基本素子パターン領域及びアライメントマーク配置領域をレチクルブラインドで覆った状態で、本体チップパターンをウェハに焼き付ける。この際、後工程で特性評価用基本素子パターンを焼き付ける部分を空けておく。 Next, the main body chip pattern is baked on the wafer in a state where the basic element pattern area for characteristic evaluation and the alignment mark arrangement area are covered with the reticle blind. At this time, a portion for baking the basic element pattern for characteristic evaluation in a later process is left open.
次に、前工程で空けておいた部分に、特性評価用基本素子パターンを焼き付ける。特性評価用基本素子パターンは、5箇所程度形成し、ウェハ上に均等に配置することが好ましい。
以下に本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
Next, the basic element pattern for characteristic evaluation is baked on the portion that has been vacated in the previous step. About five basic element patterns for characteristic evaluation are preferably formed and arranged uniformly on the wafer.
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1に係る縮小投影露光装置用レチクル1の平面図を示す。図1において、斜線は、所定のパターンが形成されていることを示す。縮小投影露光装置用レチクル1は、基板3を備える。基板3は、実質的に同じ大きさの複数のパターン領域5と、隣接する2つのパターン領域5間に配置されるスクライブライン領域7とを備える。 前記パターン領域5のうちの少なくとも1つがアライメントマーク配置領域5aであり、その残りが本体チップパターン領域5bである。各本体チップパターン領域5bには本体チップパターン9が形成される。アライメントマーク配置領域5aには本体チップパターンが形成されず、アライメントマーク11が配置される。スクライブライン領域7にはアライメントマークが配置されない。本体チップパターン領域5bには、重ね合わせ精度測定用パターン13が形成される。重ね合わせ精度測定用パターン13は、各ショットでの重ね合わせ精度が把握出来るように、各本体チップパターン領域5b内の各コーナーに配置する。
FIG. 1 shows a plan view of a
また、基板3は、特性評価用基本素子パターン領域15を備え、特性評価用基本素子パターン領域15には、特性評価用基本素子パターン17が形成されている。
また、アライメントマーク配置領域5aには、アライメントマーク配置禁止領域19が形成されており、アライメントマーク配置禁止領域19は、本体チップパターン領域に近い位置に形成される。アライメントマーク配置禁止領域19の右端は、アライメントマーク配置領域5aの左端から概ね1.5〜6mm離れている。1.5〜6mm離れた位置に配置するのは、縮小投影露光装置のレチクルブラインド精度を考慮した値(機種により異なる)であり、チップへのアライメントマークの写り込み(2重露光)を防止する為である。
The
In the alignment mark arrangement area 5a, an alignment mark
次に、図2を用いて、実施例1のレチクルを用いたウェハの露光方法について説明する。図2は、実施例1のレチクルを用いて、ステッパーにより露光を行ったウェハ31の平面図である。ウェハ31には、本体チップパターン領域5b、アライメントマーク配置領域5a、及び特性評価用基本素子パターン領域15に、それぞれ本体チップパターン9、アライメントマーク11、及び特性評価用基本素子パターン17が焼き付けられている。
Next, a wafer exposure method using the reticle of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a plan view of a wafer 31 exposed by a stepper using the reticle of the first embodiment. On the wafer 31, the main
まず、本体チップパターン領域5bと、アライメントマーク配置領域5aを合わせたピッチサイズで、ウェハレイアウトのベースの配列格子33をステッパーに入力し、本体チップパターン9とアライメントマーク11を同時に、ウェハ31上の9箇所(最低3箇所)に焼き付ける。焼き付け個所は、ウェハ31上に均等に配置することが好ましい。
First, the base layout grid 33 of the wafer layout is input to the stepper with a pitch size that combines the main body chip pattern region 5b and the alignment mark arrangement region 5a, and the main
次に、本体チップパターン9をウェハ31の空きスペースに焼き付ける。この際、ウェハ31上の5箇所に、特性評価用基本素子パターン領域15の大きさのスペースを設けておく。
Next, the main
次に、特性評価用基本素子パターン17をウェハ31上の前記スペースに焼き付け、ウェハ31の露光を完了する。
Next, the
なお、複数のアライメントマーク11が同一行に形成される場合、隣接する2つのアライメントマーク11の間隔は、本体チップのみの領域のピッチサイズの整数倍にすることにより、ショットの重なり(2重露光)を防止する。 When a plurality of alignment marks 11 are formed in the same row, the interval between two adjacent alignment marks 11 is set to an integral multiple of the pitch size of the area of the main body chip alone, thereby overlapping shots (double exposure). ).
次に、サイズが1.5mm×10.0mmであるAチップ、サイズが2.0mm×15.0mmであるBチップについて、スクライブライン幅とチップ載り数との関係を8インチウェハーにおいてシミュレーションを行った。その結果を以下に示す。 Next, with respect to an A chip having a size of 1.5 mm × 10.0 mm and a B chip having a size of 2.0 mm × 15.0 mm, the relationship between the scribe line width and the number of mounted chips was simulated on an 8-inch wafer. It was. The results are shown below.
Aチップ
Bチップ
チップ載り数増加率は、スクライブライン幅が110μmであるときのチップ載り数を基準にして求めた。表1、2から明らかなように、スクライブライン幅が小さくなるにつれ、チップ載り数が増加していることが分かる。この結果は、本発明の縮小投影露光装置用レチクルによると、チップ載り数を増加させることが可能であることを示している。 The rate of increase in the number of mounted chips was determined based on the number of mounted chips when the scribe line width was 110 μm. As is clear from Tables 1 and 2, it can be seen that the number of mounted chips increases as the scribe line width decreases. This result shows that the number of chips can be increased according to the reticle for reduced projection exposure apparatus of the present invention.
1 縮小投影露光装置用レチクル
3 基板
5 パターン領域
7 スクライブライン領域
5a アライメントマーク配置領域
5b 本体チップパターン領域
9 本体チップパターン
11 アライメントマーク
13 重ね合わせ精度測定用パターン
15 特性評価用基本素子パターン領域
17 特性評価用基本素子パターン
31 ウェハ
33 配列格子
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