JP2008205312A - Exposure method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は露光方法に係り、詳しくは、ショット露光を繰り返しながら基板全面を走査してフォトマスクの描画パターンを基板上に転写する露光方法に関するものである。 The present invention relates to an exposure method, and more particularly to an exposure method in which the entire surface of a substrate is scanned while repeating shot exposure to transfer a drawing pattern on a photomask onto the substrate.
半導体デバイスの製造には、フォトマスク上に形成された描画パターンを半導体ウェハ(半導体基板)上に転写するフォトリソグラフィ技術が使用されている。
フォトリソグラフィ技術で使用される露光装置(ステッパ)は、表面にフォトレジスト(感光性樹脂)が塗布された半導体ウェハを載置して2次元移動する基板ステージと、フォトマスクを載置して2次元移動するマスクステージと、フォトマスクを露光光で照明する照明光学系ユニットと、露光光で照明されたフォトマスクの描画パターンの像を半導体ウェハの表面に投影する投影光学系ユニットとを備えている(例えば、特許文献1参照)。
An exposure apparatus (stepper) used in the photolithographic technique has a substrate stage on which a semiconductor wafer coated with a photoresist (photosensitive resin) is placed and moved two-dimensionally, and a photomask is placed on the substrate. A dimensionally moving mask stage, an illumination optical system unit that illuminates the photomask with exposure light, and a projection optical system unit that projects an image of a drawing pattern of the photomask illuminated with the exposure light onto the surface of the semiconductor wafer (For example, refer to Patent Document 1).
1枚の半導体ウェハから同一の半導体デバイスを複数個作成するには、まず、半導体デバイスを構成する矩形状のセルを半導体ウェハの平面上の縦横方向に碁盤目状に並べて配置形成し、次に、スクライブ法またはダイシング法を用いて半導体ウェハを各セルに分割することにより、各セルから形成された半導体チップを得る。
つまり、半導体ウェハは互いに直交する縦横方向に格子状に配置されたスクライブ領域(ダイシング領域)によって升目状に分けられ、その半導体ウェハの矩形状の升目の1つずつがセルとなり、半導体ウェハから分割された各セルがそれぞれ半導体チップとなり、各半導体チップがそれぞれ半導体デバイスとなる。
In order to create a plurality of identical semiconductor devices from one semiconductor wafer, first, rectangular cells constituting the semiconductor device are arranged in a grid pattern in the vertical and horizontal directions on the plane of the semiconductor wafer, and then formed. A semiconductor chip formed from each cell is obtained by dividing the semiconductor wafer into cells using a scribing method or a dicing method.
In other words, the semiconductor wafer is divided into grids by scribe areas (dicing areas) arranged in a grid pattern in the vertical and horizontal directions orthogonal to each other, and each rectangular grid of the semiconductor wafer becomes a cell and is divided from the semiconductor wafer. Each cell thus formed becomes a semiconductor chip, and each semiconductor chip becomes a semiconductor device.
ここで、半導体ウェハ上に各セルを碁盤目状に並べて配置形成するには、表面にフォトレジスタが塗布された半導体ウェハを用意して、その半導体ウェハを露光装置の基板ステージ上に載置固定する。
また、描画パターンが形成された1枚のフォトマスクを用意して、そのフォトマスクを露光装置のマスクステージに取付固定する。
そして、露光装置を用い、フォトマスクの描画パターンを半導体ウェハ上に投影してショット露光させることにより1個のセルに転写する、という操作を繰り返しながら半導体ウェハの全面を走査する。
Here, in order to arrange and form the cells in a grid pattern on the semiconductor wafer, a semiconductor wafer having a photoresist coated on the surface is prepared, and the semiconductor wafer is placed and fixed on the substrate stage of the exposure apparatus. To do.
Also, one photomask on which a drawing pattern is formed is prepared, and the photomask is attached and fixed to the mask stage of the exposure apparatus.
Then, using the exposure apparatus, the entire surface of the semiconductor wafer is scanned while repeating the operation of projecting the drawing pattern of the photomask onto the semiconductor wafer and transferring it to one cell by shot exposure.
すなわち、フォトマスクの描画パターンを半導体ウェハ上に投影し、ショット露光させて1個のセルに転写したら、基板ステージまたはマスクステージを半導体ウェハ上の第1方向(X軸方向)に1個のセル分だけ移動させ、同じフォトマスクの描画パターンを前記セルの隣のセルに転写する、という操作を繰り返すことにより、第1方向に配列された一列分の各セルに対して、同一のフォトマスクの描画パターンを転写する。
続いて、基板ステージまたはマスクステージを、半導体ウェハ上の第1方向に直交する第2方向(Y軸方向)に1個のセル分だけ移動させ、前記と同様に、第1方向に配列された一列分の各セルに対して同一のフォトマスクの描画パターンを転写する、という操作を繰り返す。
That is, after a photomask drawing pattern is projected onto a semiconductor wafer, shot exposed and transferred to one cell, the substrate stage or mask stage is moved to one cell in the first direction (X-axis direction) on the semiconductor wafer. The same photomask is transferred to each column of cells arranged in the first direction by repeating the operation of moving by the same amount and transferring the drawing pattern of the same photomask to the cell adjacent to the cell. Transfer the drawing pattern.
Subsequently, the substrate stage or the mask stage is moved by one cell in the second direction (Y-axis direction) orthogonal to the first direction on the semiconductor wafer, and arranged in the first direction as described above. The operation of transferring the same photomask drawing pattern to each cell of one row is repeated.
尚、フォトマスクの描画パターンの転写工程は、半導体デバイスの回路構成部材を作成するために何回か繰り返し、その転写工程の度にフォトマスクを交換する。
また、現在、主流のフォトマスクは描画パターンの4〜5倍の大きさに描かれた拡大マスクになっており、この拡大マスクはレチクルと呼ばれる。
Note that the photomask drawing pattern transfer process is repeated several times to create a circuit component of the semiconductor device, and the photomask is replaced each time the transfer process is performed.
At present, the mainstream photomask is an enlarged mask drawn 4 to 5 times larger than the drawing pattern, and this enlarged mask is called a reticle.
ところで、露光装置の部品等のトラブルにより、マスクステージまたは基板ステージの移動軸(以下、「ステージ移動軸」と呼ぶ)の直交度にズレが生じると、半導体ウェハ上に形成された各セルの配列にもズレが生じ、各セルの配列精度が低下することになる。 By the way, if there is a deviation in the orthogonality of the movement axis of the mask stage or the substrate stage (hereinafter referred to as “stage movement axis”) due to troubles in parts of the exposure apparatus, the arrangement of the cells formed on the semiconductor wafer. Also, a deviation occurs, and the arrangement accuracy of each cell is lowered.
図13は、ステージ移動軸の直交度にズレ(X軸に対してθx゜、Y軸に対してθy゜)が生じた場合に、半導体ウェハWFに形成された各セルCLの配列にもズレが生じることを示す模式図である。
基板ステージPST上に載置固定された半導体ウェハWF上には、矩形状のセルCLが縦横方向に複数個配置されている。各セルCLの間には、スクライブ領域(ダイシング領域)SLが設けられている。
FIG. 13 shows that when the orthogonality of the stage movement axis is shifted (θx ° with respect to the X axis and θy ° with respect to the Y axis), the alignment of the cells CL formed on the semiconductor wafer WF is also shifted. It is a schematic diagram which shows that occurs.
On the semiconductor wafer WF mounted and fixed on the substrate stage PST, a plurality of rectangular cells CL are arranged in the vertical and horizontal directions. A scribe region (dicing region) SL is provided between the cells CL.
図13に示すように、各セルCLの配列精度が低下すると、半導体ウェハWF上の縦横方向に格子状に配置された各スクライブ領域(スクライブライン)SLがそれぞれ一直線でなくなり、各スクライブ領域SLが互いに直交しなくなる。
そのため、スクライブ法(ダイシング法)を用いて半導体ウェハWFを各セルCLに分割する際に、半導体ウェハWFから各セルCLを正確に分割することができなくなる。
As shown in FIG. 13, when the alignment accuracy of the cells CL is lowered, the scribe areas (scribe lines) SL arranged in a lattice shape in the vertical and horizontal directions on the semiconductor wafer WF are not aligned, and the scribe areas SL are not aligned. They are no longer orthogonal to each other.
For this reason, when the semiconductor wafer WF is divided into the cells CL using the scribing method (dicing method), the cells CL cannot be accurately divided from the semiconductor wafer WF.
そこで、従来の露光方法では、ステージ移動軸の直交度を検査するための専用のパターンが形成された検査用ウェハと、その検査用ウェハのパターンを検出するための専用の測定機とを用意する。
そして、検査用ウェハを露光装置の基板ステージ上に載置固定し、検査用ウェハのパターンを測定機を用いて検出し、その検出結果に基づいてステージ移動軸の直交度を検査し、その検査結果に基づいて露光装置を保守点検して設備管理を行っていた。
Therefore, in the conventional exposure method, an inspection wafer on which a dedicated pattern for inspecting the orthogonality of the stage moving axis is formed, and a dedicated measuring machine for detecting the pattern of the inspection wafer are prepared. .
Then, the inspection wafer is mounted and fixed on the substrate stage of the exposure apparatus, the pattern of the inspection wafer is detected using a measuring machine, and the orthogonality of the stage moving axis is inspected based on the detection result, and the inspection is performed. Based on the results, the exposure apparatus was maintained and inspected to manage the equipment.
しかし、このような従来の検査方法は、製品となる半導体ウェハの露光処理中にオンラインで行うことができないため、半導体ウェハの製造の合間を見つけてオフラインで定期的に行うしかなかった。
そのため、露光装置の部品等のトラブルが突発的に起こり、製品となる半導体ウェハの露光処理中にステージ移動軸の直交度にズレが生じた場合には、そのズレを製品処理の最中に把握することができず、各セルの配列精度が低下した不良な半導体ウェハが完成品として製造されてしまうという問題があった。
However, since such a conventional inspection method cannot be performed online during the exposure process of a semiconductor wafer as a product, it has been necessary to periodically detect the intervals between the manufacturing of the semiconductor wafers and periodically perform it offline.
For this reason, when troubles such as parts of the exposure apparatus occur suddenly and a deviation occurs in the orthogonality of the stage movement axis during the exposure processing of the semiconductor wafer that is the product, the deviation is grasped during the product processing. Therefore, there is a problem that a defective semiconductor wafer in which the alignment accuracy of each cell is lowered is manufactured as a finished product.
加えて、従来の検査方法では、検査用ウェハおよび専用の測定機を検査用設備として用意した上で、半導体ウェハの製造の合間を見つけてオフラインで定期的な検査を行う必要があるため、その検査用設備および定期検査に要する手間の分だけ、半導体ウェハの製造コストが増大するという問題もあった。 In addition, in the conventional inspection method, it is necessary to prepare an inspection wafer and a dedicated measuring machine as inspection equipment, and then to find out the interval between the production of semiconductor wafers and perform periodic inspections offline. There is also a problem that the manufacturing cost of the semiconductor wafer is increased by the labor required for the inspection equipment and the periodic inspection.
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、露光装置のステージ移動軸の直交度を露光処理中に正確に検出することが可能な露光方法を低コストに提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an exposure method capable of accurately detecting the orthogonality of the stage moving axis of the exposure apparatus during the exposure process at low cost. There is to do.
[課題を解決するための手段]および[発明の効果]に記載する( )内の符号等は、[発明を実施するための最良の形態]に記載する構成部材・構成要素の符号等に対応したものである。 Reference numerals and the like in parentheses described in [Means for Solving the Problems] and [Effects of the Invention] correspond to reference numerals and the like of constituent members and constituent elements described in [Best Mode for Carrying Out the Invention]. It is a thing.
請求項1に記載の発明は、
ショット露光を繰り返しながら基板全面を走査してフォトマスクの描画パターンを基板上に転写する露光方法において、
第1フォトマスク(11a,21a,31a,41a)から基板(WF)上に転写形成された第1セル(CLa)には、描画パターンが形成された描画パターン形成領域(15)に加えて、第1検査用パターン(16)が設けられ、
第2フォトマスク(11b,21b,31b,41b)から基板上に転写形成された第2セル(CLb,CLc)および第3セル(CLd,CLe)には、第1セル(CLa)と同一の描画パターンが形成された描画パターン形成領域(15)に加えて、第2検査用パターン(17)が設けられ、
第1セル(CLa)の中心は、露光装置のステージ移動軸のX軸とY軸が直交するXY軸の中心点(0)と合致し、
第2セル(CLb,CLc)は第1セル(CLa)に対してX軸方向に配置され、
第3セル(CLd,CLe)は第1セル(CLa)に対してY軸方向に配置され、
第1検査用パターン(16)を主尺とし第2検査用パターン(17)を副尺とするバーニアの原理に基づいて、第1セル(CLa)の第1検査用パターン(16)と第2セル(CLb,CLc)の第2検査用パターン(17)の位置ズレから、X軸に対する第1セル(CLa)と第2セル(CLb,CLc)の配列のズレを検出し、
前記バーニアの原理に基づいて、第1セル(CLa)の第1検査用パターン(16)と第3セル(CLd,CLe)の第2検査用パターン(17)の位置ズレから、Y軸に対する第1セル(CLa)と第3セル(CLd,CLe)の配列のズレを検出し、
第1セル(CLa)と第2セル(CLb,CLc)および第3セル(CLd,CLe)との配列のズレに基づいて、ステージ移動軸の直交度を検出することを技術的特徴とする。
The invention described in
In the exposure method of scanning the entire surface of the substrate while repeating shot exposure and transferring the photomask drawing pattern onto the substrate,
In the first cell (CLa) transferred and formed on the substrate (WF) from the first photomask (11a, 21a, 31a, 41a), in addition to the drawing pattern formation region (15) where the drawing pattern is formed, A first inspection pattern (16) is provided;
The second cell (CLb, CLc) and the third cell (CLd, CLe) transferred from the second photomask (11b, 21b, 31b, 41b) onto the substrate are identical to the first cell (CLa). In addition to the drawing pattern formation region (15) where the drawing pattern is formed, a second inspection pattern (17) is provided,
The center of the first cell (CLa) coincides with the center point (0) of the XY axis where the X axis and the Y axis of the stage movement axis of the exposure apparatus are orthogonal,
The second cells (CLb, CLc) are arranged in the X-axis direction with respect to the first cell (CLa),
The third cell (CLd, CLe) is arranged in the Y-axis direction with respect to the first cell (CLa),
Based on the vernier principle in which the first inspection pattern (16) is the main scale and the second inspection pattern (17) is the subscale, the first inspection pattern (16) and the second inspection pattern of the first cell (CLa) Detecting the displacement of the arrangement of the first cell (CLa) and the second cell (CLb, CLc) with respect to the X axis from the displacement of the second inspection pattern (17) of the cells (CLb, CLc);
Based on the Vernier principle, the first test pattern (16) of the first cell (CLa) and the second test pattern (17) of the third cell (CLd, CLe) are displaced from each other with respect to the Y axis. Detecting a shift in the arrangement of one cell (CLa) and the third cell (CLd, CLe)
A technical feature is to detect the orthogonality of the stage movement axis based on the displacement of the arrangement of the first cell (CLa), the second cell (CLb, CLc), and the third cell (CLd, CLe).
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の露光方法において、
前記第2セル(CLb,CLc)は、前記第1セル(CLa)に対してX軸方向のマイナス側に配置されたセル(CLb)と、前記第1セル(CLa)に対してX軸方向のプラス側(CLc)に配置されたセル(CLc)とから構成され、
前記第3セル(CLd,CLe)は、前記第1セル(CLa)に対してY軸方向のマイナス側に配置されたセル(CLd)と、前記第1セル(CLa)に対してY軸方向のプラス側(CLe)に配置されたセル(CLc)とから構成されることを技術的特徴とする。
Invention of Claim 2 is set in the exposure method of
The second cell (CLb, CLc) includes a cell (CLb) disposed on the negative side in the X-axis direction with respect to the first cell (CLa) and an X-axis direction with respect to the first cell (CLa). Cell (CLc) arranged on the plus side (CLc) of
The third cell (CLd, CLe) includes a cell (CLd) disposed on the negative side in the Y-axis direction with respect to the first cell (CLa) and a Y-axis direction with respect to the first cell (CLa). And a cell (CLc) arranged on the plus side (CLe) of the substrate.
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の露光方法において、
前記第1検査用パターン(16)および第2検査用パターン(17)は、前記各セル(CLa〜CLe)の間に設けられたスクライブ領域(SL)に配置されていることを技術的特徴とする。
The invention described in claim 3 is the exposure method according to
The first inspection pattern (16) and the second inspection pattern (17) are disposed in a scribe region (SL) provided between the cells (CLa to CLe). To do.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の露光方法において、
前記各セル(CLa〜CLe)の前記描画パターン形成領域(15)は矩形状を成し、
前記第1検査用パターン(16)および第2検査用パターン(17)は、前記描画パターン形成領域(15)の各辺の両端部分に配置されていることを技術的特徴とする。
Invention of Claim 4 is set in the exposure method of Claim 3,
The drawing pattern formation region (15) of each of the cells (CLa to CLe) has a rectangular shape,
The first inspection pattern (16) and the second inspection pattern (17) are technically characterized in that they are arranged at both ends of each side of the drawing pattern formation region (15).
請求項5に記載の発明は、請求項3に記載の露光方法において、
前記各セル(CLa〜CLe)の前記描画パターン形成領域(15)は矩形状を成し、
前記第1検査用パターン(16)および第2検査用パターン(17)は、前記描画パターン形成領域(15)の各辺の適宜な1箇所に配置されていることを技術的特徴とする。
Invention of Claim 5 is set in the exposure method of Claim 3,
The drawing pattern formation region (15) of each of the cells (CLa to CLe) has a rectangular shape,
The first inspection pattern (16) and the second inspection pattern (17) are technically characterized in that they are arranged at an appropriate location on each side of the drawing pattern formation region (15).
請求項6に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の露光方法において、
前記第1検査用パターン(16)および第2検査用パターン(17)は、前記各セル(CLa〜CLe)の前記描画パターン形成領域(15)内に配置されていることを技術的特徴とする。
The invention described in claim 6 is the exposure method according to
The first inspection pattern (16) and the second inspection pattern (17) are technically characterized in that they are arranged in the drawing pattern formation region (15) of each of the cells (CLa to CLe). .
<請求項1>
請求項1では、第1検査用パターン(16)を主尺とし第2検査用パターン(17)を副尺とするバーニアの原理に基づいて、第1セル(CLa)の第1検査用パターン(16)と第2セル(CLb,CLc)の第2検査用パターン(17)の位置ズレから、X軸に対する第1セル(CLa)と第2セル(CLb,CLc)の配列のズレを検出する。
また、前記バーニアの原理に基づいて、第1セル(CLa)の第1検査用パターン(16)と第3セル(CLd,CLe)の第2検査用パターン(17)の位置ズレから、Y軸に対する第1セル(CLa)と第3セル(CLd,CLe)の配列のズレを検出する。
その結果、X軸に対する第1セル(CLa)と第2セル(CLb,CLc)の配列のズレと、Y軸に対する第1セル(CLa)と第3セル(CLd,CLe)の配列のズレとに基づいて、ステージ移動軸の直交度を検出できる。
<Claim 1>
In
Further, based on the Vernier principle, the Y axis is determined from the positional deviation between the first inspection pattern (16) of the first cell (CLa) and the second inspection pattern (17) of the third cell (CLd, CLe). The displacement of the arrangement of the first cell (CLa) and the third cell (CLd, CLe) is detected.
As a result, the deviation of the arrangement of the first cell (CLa) and the second cell (CLb, CLc) with respect to the X axis, and the deviation of the arrangement of the first cell (CLa) and the third cell (CLd, CLe) with respect to the Y axis. Based on the above, the orthogonality of the stage moving axis can be detected.
そして、ステージ移動軸の直交度にズレが生じていることが検出された場合には、第1〜第3セル(CLa〜CLe)の転写を終えた状態で基板(WF)の露光処理を中止し、その基板を不良品として廃棄すると共に、露光装置の部品等のトラブルを調べるために点検整備し、ステージ移動軸の直交度のズレを解消した後に、新たな基板の露光処理を再開させる。
また、ステージ移動軸の直交度にズレが生じていないことが検出された場合には、第1〜第3セル(CLa〜CLe)以外のセルについても第2フォトマスク(11b,21b,31b,41b)を用いて、基板(WF)の露光処理を通常通りに続行させる。
When it is detected that the orthogonality of the stage movement axis is shifted, the exposure processing of the substrate (WF) is stopped in a state where the transfer of the first to third cells (CLa to CLe) is completed. Then, the substrate is discarded as a defective product, and inspected and maintained in order to investigate troubles of parts of the exposure apparatus, and after the deviation of the orthogonality of the stage moving axis is eliminated, the exposure processing of a new substrate is resumed.
When it is detected that the orthogonality of the stage movement axis is not shifted, the second photomask (11b, 21b, 31b, 41b), the exposure processing of the substrate (WF) is continued as usual.
このように、請求項1による検査方法は、製品となる基板の露光処理中にオンラインで実行できるため、露光装置の部品等のトラブルが突発的に起こり、製品となる基板の露光処理中にステージ移動軸の直交度にズレが生じた場合でも、そのズレを製品処理の最中に把握することが可能であり、従来技術のように各セルの配列精度が低下した不良な基板が完成品として製造されることがない。 Thus, since the inspection method according to the first aspect can be executed online during the exposure process of the substrate as the product, troubles such as parts of the exposure apparatus suddenly occur, and the stage during the exposure process of the substrate as the product occurs. Even if there is a deviation in the orthogonality of the movement axis, it is possible to grasp the deviation during the product processing. It is never manufactured.
加えて、請求項1では、従来の検査方法のように検査用基板(検査用ウェハ)および専用の測定機を検査用設備として用意した上で定期的に検査する必要がないため、その検査用設備および定期検査に要する手間の分だけ、従来の検査方法に比べて基板の製造コストを削減できる。
従って、請求項1によれば、露光装置のステージ移動軸の直交度を露光処理中に正確に検出することが可能な露光方法を低コストに提供できる。
In addition, according to the first aspect of the present invention, it is not necessary to periodically inspect the inspection substrate (inspection wafer) and the dedicated measuring machine as in the conventional inspection method. Compared to the conventional inspection method, the manufacturing cost of the substrate can be reduced by the labor required for the equipment and the periodic inspection.
Therefore, according to the first aspect, an exposure method capable of accurately detecting the orthogonality of the stage moving axis of the exposure apparatus during the exposure process can be provided at low cost.
<請求項2>
第1セル(CLa)に対してX軸方向のプラス側またはマイナス側の1つのセルだけを第2セル(CLb,CLc)として設け、そのセルと第1セル(CLa)の配列のズレを検出した場合でも、ステージ移動軸のX軸に対する第1セルと第2セルの配列のズレを検出することができるが、各セルの転写精度によっては当該配列のズレの検出値に誤差が生じるおそれがある。
そこで、請求項2のように、XY軸の中心に配置された第1セル(CLa)に対して、X軸方向プラス側に配置された第2セル(CLc)の配列のズレの値と、X軸方向マイナス側に配列された第2セル(CLb)の配列のズレの値とを求め、各ズレの値の平均値をとるようにすれば、各セル(CLa〜CLc)の転写精度による誤差を補正することが可能になるため、ステージ移動軸のX軸に対する第1セルと第2セルの配列のズレを正確に求めることができる。
<Claim 2>
Only one cell on the plus or minus side in the X-axis direction with respect to the first cell (CLa) is provided as the second cell (CLb, CLc), and the misalignment between the cell and the first cell (CLa) is detected. Even in this case, it is possible to detect the deviation of the arrangement of the first cell and the second cell with respect to the X axis of the stage movement axis, but there is a possibility that an error may occur in the detection value of the deviation of the arrangement depending on the transfer accuracy of each cell. is there.
Therefore, as described in claim 2, with respect to the first cell (CLa) arranged at the center of the XY axis, the deviation value of the arrangement of the second cell (CLc) arranged on the plus side in the X axis direction, If the deviation value of the arrangement of the second cells (CLb) arranged on the minus side in the X-axis direction is obtained and the average value of the deviation values is taken, it depends on the transfer accuracy of each cell (CLa to CLc). Since it becomes possible to correct the error, it is possible to accurately obtain the displacement of the arrangement of the first cell and the second cell with respect to the X axis of the stage moving axis.
同様に、第1セル(CLa)に対してY軸方向のプラス側またはマイナス側の1つのセルだけを第3セル(CLd,CLe)として設け、そのセルと第1セル(CLa)の配列のズレを検出した場合でも、ステージ移動軸のY軸に対する第1セルと第3セルの配列のズレを検出することができるが、各セルの転写精度によっては当該配列のズレの検出値に誤差が生じるおそれがある。
そこで、請求項2のように、XY軸の中心に配置された第1セル(CLa)に対して、Y軸方向プラス側に配置された第3セル(CLe)の配列のズレの値と、X軸方向マイナス側に配列された第2セル(CLd)の配列のズレの値とを求め、各ズレの値の平均値をとるようにすれば、各セル(CLa,CLd,CLe)の転写精度による誤差を補正することが可能になるため、ステージ移動軸のY軸に対する第1セルと第3セルの配列のズレを正確に求めることができる。
Similarly, only one cell on the positive side or the negative side in the Y-axis direction with respect to the first cell (CLa) is provided as the third cell (CLd, CLe), and the arrangement of the cell and the first cell (CLa) Even when a shift is detected, it is possible to detect the shift of the arrangement of the first cell and the third cell with respect to the Y axis of the stage movement axis. However, depending on the transfer accuracy of each cell, there is an error in the detection value of the shift of the array. May occur.
Therefore, as described in claim 2, with respect to the first cell (CLa) arranged at the center of the XY axis, the deviation value of the arrangement of the third cell (CLe) arranged on the Y axis direction plus side; If the deviation value of the arrangement of the second cells (CLd) arranged on the minus side in the X-axis direction is obtained and the average value of the deviation values is taken, the transfer of each cell (CLa, CLd, CLe) Since an error due to accuracy can be corrected, the displacement of the arrangement of the first cell and the third cell with respect to the Y axis of the stage moving axis can be accurately obtained.
<請求項3:第1〜第3実施形態に該当>
請求項3では、第1検査用パターン(16)および第2検査用パターン(17)が、各セル(CLa〜CLe)の間に設けられたスクライブ領域(SL)に配置されている。そのため、各セル(CLa〜CLe)の描画パターン形成領域(15)に形成される描画パターンが、各検査用パターン(16,17)によって制約を受けることがない。
<Claim 3: Corresponds to the first to third embodiments>
According to a third aspect of the present invention, the first inspection pattern (16) and the second inspection pattern (17) are arranged in a scribe region (SL) provided between the cells (CLa to CLe). Therefore, the drawing pattern formed in the drawing pattern formation region (15) of each cell (CLa to CLe) is not restricted by each inspection pattern (16, 17).
<請求項4:第1実施形態に該当>
請求項4では、各セル(CLa〜CLe)の描画パターン形成領域(15)が矩形状を成し、第1検査用パターン(16)および第2検査用パターン(17)が描画パターン形成領域(15)の各辺の両端部分に配置されている。
<Claim 4: Corresponds to the first embodiment>
According to a fourth aspect, the drawing pattern formation region (15) of each cell (CLa to CLe) has a rectangular shape, and the first inspection pattern (16) and the second inspection pattern (17) are formed in the drawing pattern formation region ( 15) at both ends of each side.
ここで、描画パターン形成領域(15)の各辺の両端部分(α,γ)について検出した各セルの配列のズレの値は等しくなるはずであるが、各検査用パターン(16,17)の転写精度によっては当該ズレの値に誤差が生じるおそれがある。
そこで、描画パターン形成領域(15)の各辺の両端部分について検出した各セルの配列のズレの値の平均値をとるようにすれば、各検査用パターンの転写精度による誤差を補正することが可能になるため、各セルの配列のズレを正確に求めることができる。
Here, although the displacement values of the cell arrays detected for both end portions (α, γ) of each side of the drawing pattern formation region (15) should be equal, each of the inspection patterns (16, 17) has the same value. Depending on the transfer accuracy, an error may occur in the deviation value.
Therefore, if an average value of the deviation of the arrangement of the cells detected for both end portions of each side of the drawing pattern formation region (15) is taken, an error due to the transfer accuracy of each inspection pattern can be corrected. Since this becomes possible, the deviation of the arrangement of each cell can be accurately obtained.
<請求項5:第2実施形態に該当>
請求項5では、各セル(CLa〜CLe)の描画パターン形成領域(15)が矩形状を成し、第1検査用パターン(16)および第2検査用パターン(17)が描画パターン形成領域(15)の各辺の適宜な1箇所に配置されている。
従って、請求項5によれば、スクライブ領域(SL)において各検査用パターン(16,17)が設けられていない部分の面積が、請求項4に比べて広くなるため、その部分に各種テスト用パターンなどを形成して有効利用できるという利点がある。
<Claim 5: Corresponds to the second embodiment>
According to the fifth aspect, the drawing pattern formation region (15) of each cell (CLa to CLe) has a rectangular shape, and the first inspection pattern (16) and the second inspection pattern (17) are formed in the drawing pattern formation region ( 15) is arranged at one appropriate position on each side.
Therefore, according to the fifth aspect, since the area of the portion where the respective inspection patterns (16, 17) are not provided in the scribe region (SL) is larger than that of the fourth aspect, various test areas are provided in the portion. There is an advantage that a pattern can be formed and used effectively.
<請求項6:第4実施形態に該当>
請求項6では、第1検査用パターン(16)および第2検査用パターン(17)が、各セル(CLa〜CLe)の描画パターン形成領域(15)内に配置されている。
そのため、請求項6では、各検査用パターン(16,17)がスクライブ領域(SL)に形成されている請求項3に対して、スクライブ領域に各種テスト用パターンなどを形成して有効利用できるという利点がある。
<Claim 6: Corresponds to the fourth embodiment>
According to a sixth aspect of the present invention, the first inspection pattern (16) and the second inspection pattern (17) are arranged in the drawing pattern formation region (15) of each cell (CLa to CLe).
Therefore, in claim 6, in contrast to claim 3 in which each inspection pattern (16, 17) is formed in the scribe area (SL), it can be effectively used by forming various test patterns in the scribe area. There are advantages.
ところで、請求項6では、各検査用パターンが描画パターン形成領域内に形成されており、各検査用パターン(16,17)が離れているため、各検査用パターンが隣接している場合のように、各検査用パターンの位置ズレを金属顕微鏡を用いて直接には目視計測できない。
そこで、請求項6では、金属顕微鏡のファインダー内に目盛り線(D)を設けておき、その目盛り線の一端を第1検査用パターン(16)と合致させ、第1検査用パターンの延長上に位置する目盛り線の他端と第2検査用パターン(17)との位置ズレを目視計測することにより、目盛り線を介して間接的に各検査用パターン(16,17)の位置ズレを目視計測すればよい。
By the way, in the sixth aspect, since each inspection pattern is formed in the drawing pattern forming region and each inspection pattern (16, 17) is separated, each inspection pattern is adjacent. In addition, the positional deviation of each inspection pattern cannot be directly measured visually using a metal microscope.
Accordingly, in claim 6, a scale line (D) is provided in the finder of the metal microscope, and one end of the scale line is made to coincide with the first inspection pattern (16) so as to extend the first inspection pattern. By visually measuring the positional deviation between the other end of the scale line and the second inspection pattern (17), the positional deviation of each inspection pattern (16, 17) is visually measured indirectly via the scale line. do it.
以下、本発明を具体化した各実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各実施形態において、図13に示した従来技術と同一の構成部材および構成要素については符号を等しくして説明を省略してある。また、各実施形態において、同一の構成部材および構成要素については符号を等しくすると共に、同一内容の箇所については重複説明を省略してある。 Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, the same components and components as those in the prior art shown in FIG. Further, in each embodiment, the same constituent members and constituent elements are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted for portions having the same contents.
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態で用いられるフォトマスク11a,11bの要部構成を示す平面図である。
第1実施形態では、2枚のフォトマスク11a,11bを用いる。
各フォトマスク11a,11b上には、半導体デバイスの回路構成部材を作成するための同一の描画パターン(図示略)が形成された矩形状の描画パターン形成領域12が設けられている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a plan view showing the main configuration of
In the first embodiment, two
On each of the
フォトマスク11aにおいて、描画パターン形成領域12の四辺の外側における四隅近傍には同一の検査用パターン13が合計8個形成されている。すなわち、描画パターン形成領域12の各辺の両端部分における外側に同一の検査用パターン13が形成されている。
ステージ移動軸の直交度を検査するための検査用パターン13は、同一の太さの7本の直線棒状のパターンが一定間隔(ピッチ)Taで配置されることにより構成されている。
In the
The
フォトマスク11bにおいて、描画パターン形成領域12の四辺の外側における四隅近傍には同一の検査用パターン14が合計8個形成されている。すなわち、描画パターン形成領域12の各辺の両端部分における外側に同一の検査用パターン14が形成されている。
ステージ移動軸の直交度を検査するための検査用パターン14は、同一の太さの8本の直線棒状のパターンが一定間隔Tbを開けて配置されることにより構成されている。
In the
The
つまり、各フォトマスク11a,11bの違いは、描画パターン形成領域12の周縁部に設けられた各検査用パターン13,14だけである。
そして、各検査用パターン13,14の違いは、直線棒状のパターンの間隔Ta,Tbだけである。
尚、各検査用パターン13,14を構成する直線棒状のパターンはそれぞれ、描画パターン形成領域12の各辺に対して垂直に配置されている。
ところで、各フォトマスク11a,11bは、描画パターンの4〜5倍の大きさに描かれた拡大マスク(レチクル)でもよく、描画パターンの等倍の大きさに描かれた等倍マスクでもよい。
That is, the difference between the
The difference between the
Note that the straight bar-like patterns constituting each of the
By the way, each of the
図2は、第1実施形態にて各セルCLa〜CLeが形成された半導体ウェハ(基板)WFの要部構成を示す平面図である。
第1実施形態の露光方法では、まず、表面にフォトレジスタが塗布された半導体ウェハWFを用意して、その半導体ウェハWFを露光装置(図示略)の基板ステージ(図示略)上に載置固定する。
また、フォトマスク11aを露光装置のマスクステージ(図示略)に取付固定する。
FIG. 2 is a plan view showing the main configuration of the semiconductor wafer (substrate) WF on which the cells CLa to CLe are formed in the first embodiment.
In the exposure method according to the first embodiment, first, a semiconductor wafer WF having a surface coated with a photoresist is prepared, and the semiconductor wafer WF is placed and fixed on a substrate stage (not shown) of an exposure apparatus (not shown). To do.
Further, the
そして、露光装置を用い、フォトマスク11aの描画パターン形成領域12に形成されている描画パターンおよび各検査用パターン13を、半導体ウェハWF上に投影してショット露光させることにより、描画パターンおよび各検査用パターン13を1個のセルCLaに転写する。
Then, by using the exposure apparatus, the drawing pattern and each
その結果、半導体ウェハWF上のセルCLaには、描画パターン形成領域12が転写された描画パターン形成領域15が形成されると共に、各検査用パターン13が転写された各検査用パターン16が形成される
このとき、ステージ移動軸のX軸とY軸が直交するXY軸の中心点(原点)0と、セルCLaの中心とが合致するように位置合わせをしておく。
As a result, a drawing
次に、露光装置のマスクステージからフォトマスク11aを取り外し、フォトマスク11bをマスクステージに取付固定する。
そして、露光装置を用い、フォトマスク11bの描画パターン形成領域12に形成されている描画パターンおよび各検査用パターン14を、半導体ウェハWF上に投影してショット露光させることにより、描画パターンおよび各検査用パターン14を4個のセルCLb〜CLeに転写する。
Next, the
Then, by using the exposure apparatus, the drawing pattern and each
その結果、半導体ウェハWF上のセルCLb〜CLeには、描画パターン形成領域12が転写された描画パターン形成領域15が形成されると共に、各検査用パターン14が転写された各検査用パターン17が形成される
ここで、各検査用パターン16,17は、各セルCLb〜CLeの間に設けられたスクライブ領域SLに形成される。
As a result, in the cells CLb to CLe on the semiconductor wafer WF, a drawing
このとき、セルCLaに対して、セルCLbはX軸方向のマイナス側に隣接して配置形成され、セルCLcはX軸方向(第1方向)のプラス側(セルCLbの反対側)に隣接して配置形成され、セルCLdはY軸方向(第2方向)のマイナス側に隣接して配置形成され、セルCLeはY軸方向のプラス側(セルCLcの反対側)に隣接して配置形成されるように、各セルCLa〜CLeの位置合わせをしておく。 At this time, the cell CLb is disposed adjacent to the minus side in the X-axis direction with respect to the cell CLa, and the cell CLc is adjacent to the plus side (opposite side of the cell CLb) in the X-axis direction (first direction). The cell CLd is disposed adjacent to the negative side in the Y-axis direction (second direction), and the cell CLe is disposed adjacent to the positive side in the Y-axis direction (opposite the cell CLc). As shown, the cells CLa to CLe are aligned.
すなわち、フォトマスク11aからセルCLaに転写した状態から、基板ステージまたはマスクステージをX軸方向のマイナス側に1個のセル分だけ移動させ、フォトマスク11bの描画パターンおよび各検査用パターン14を、セルCLaの図示左隣のセルCLbに転写する。
次に、フォトマスク11aからセルCLaに転写した状態から、基板ステージまたはマスクステージをX軸方向のプラス側に1個のセル分だけ移動させ、フォトマスク11bの描画パターンおよび各検査用パターン14を、セルCLaの図示右隣のセルCLcに転写する。
That is, from the state transferred from the
Next, from the state transferred from the
続いて、フォトマスク11aからセルCLaに転写した状態から、基板ステージまたはマスクステージをY軸方向のマイナス側に1個のセル分だけ移動させ、フォトマスク11bの描画パターンおよび各検査用パターン14を、セルCLaの図示下隣のセルCLdに転写する。
次に、フォトマスク11aからセルCLaに転写した状態から、基板ステージまたはマスクステージをY軸方向のプラス側に1個のセル分だけ移動させ、フォトマスク11bの描画パターンおよび各検査用パターン14を、セルCLaの図示上隣のセルCLeに転写する。
Subsequently, from the state transferred from the
Next, from the state transferred from the
図3(A)および図4(A)は、第1実施形態において各セルCLa,CLcのY軸方向プラス側における各検査用パターン16,17の隣接部分近傍を示す平面図であり、図2に示す部分αの拡大図である。
3A and 4A are plan views showing the vicinity of adjacent portions of the
ステージ移動軸の直交度を検査するための検査用パターン16は、フォトマスク11aの検査用パターン13が転写されたものである。そのため、検査用パターン16は、同一の太さの7本の直線棒状のパターンが一定間隔Paで配置されることにより構成されている。尚、検査用パターン16を構成する直線棒状のパターンのうち、中央の1本のパターン16aの長さだけが他のものより大きく設定されている。
ここで、検査用パターン16の間隔Paは、検査用パターン13の間隔Taに対応する。例えば、フォトマスク11aが4倍拡大マスクの場合には間隔Paは間隔Taの4倍となり(Pa=4×Ta)、フォトマスク11aが等倍マスクの場合には間隔Paは間隔Taと等倍になる(Pa=Ta)。
The
Here, the interval Pa between the
ステージ移動軸の直交度を検査するための検査用パターン17は、フォトマスク11bの検査用パターン14が転写されたものである。そのため、検査用パターン17は、同一の太さの8本の直線棒状のパターンが一定間隔Pbで配置されることにより構成されている。
ここで、検査用パターン17の間隔Pbは、検査用パターン14の間隔Tbに対応する。例えば、フォトマスク11bが4倍拡大マスクの場合には間隔Pbは間隔Tbの4倍となり(Pb=4×Tb)、フォトマスク11bが等倍マスクの場合には間隔Pbは間隔Tbと等倍になる(Pb=Tb)。
The
Here, the interval Pb of the
そして、各検査用パターン16,17は描画パターン形成領域15の各辺の両端部分に配置形成され、各検査用パターン16,17を構成する直線棒状のパターンはそれぞれ、描画パターン形成領域15の各辺に対して垂直に配置されている。
また、フォトマスク11bからセルCLcに転写する際には、セルCLcのX軸方向マイナス側に設けられた検査用パターン17の端部と、セルCLaのX軸方向プラス側に設けられた検査用パターン16の端部とが、Y軸と平行な直線w上に並んで隣接するように、各セルCLa,CLcのX軸方向の位置合わせをしておく。
The
When transferring from the
ここで、各検査用パターン16,17の配置および間隔Pa,Pbは、検査用パターン16がノギスの主尺(本尺)を構成すると共に、検査用パターン17がノギスの副尺(バーニア)を構成するように、適宜設定すればよい。
図3および図4に示す例では、間隔Paを10μm、間隔Pbを9.9μmに設定することにより、バーニアの原理に基づいて、各検査用パターン16,17の直線棒状のパターンを目盛りとし、0.05μmの精度で各検査用パターン16,17の位置ズレを目視計測できる。
そして、各セルCLa,CLcの隣接部分に形成された各検査用パターン16,17の位置ズレを目視計測することにより、その各検査用パターン16,17の位置ズレから、ステージ移動軸のX軸に対する各セルCLa,CLcの配列のズレを検出できる。
Here, the arrangement and intervals Pa and Pb of the
In the example shown in FIG. 3 and FIG. 4, by setting the interval Pa to 10 μm and the interval Pb to 9.9 μm, based on the Vernier principle, the linear bar-like patterns of the
Then, by visually measuring the positional deviations of the
そこで、図2に示す部分αについて、各セルCLa,CLcのY軸方向プラス側における各検査用パターン16,17を、金属顕微鏡を用いた目視によって観察することにより、各セルCLa,CLcの配列のズレを検出する。
Therefore, with respect to the portion α shown in FIG. 2, the
図3は各セルCLa,CLcの配列にズレがない場合を示し、図3(B)は図3(A)に示す部分β近傍の拡大図である。
図3(B)に示すように、検査用パターン16の中央のパターン16aの中心線nと、それに対向する2本の検査用パターン17の中心線rとが合致する場合には、各セルCLa,CLcの配列にズレがないことが分かる。
逆に言えば、各セルCLa,CLcの配列にズレがない場合には各中心線n,rが合致するように、各検査用パターン16,17の配置および間隔Pa,Pbを設定しておく。
FIG. 3 shows a case where there is no deviation in the arrangement of the cells CLa and CLc, and FIG. 3B is an enlarged view in the vicinity of the portion β shown in FIG.
As shown in FIG. 3B, when the center line n of the
In other words, when the cells CLa and CLc are not misaligned, the arrangement of the
図4は各セルCLa,CLcの配列にズレがある場合を示し、図4(B)は図4(A)に示す部分β近傍の拡大図である。
図3(B)に示すように、検査用パターン16の中央のパターン16aとその図示上隣のパターンとの中心線sと、それに対向する検査用パターン17の中心線uとが合致する場合には、セルCLaに対してセルCLcが0.05μmだけY軸方向プラス側にズレていることが分かる。
このとき、検査用パターン16の中央のパターン16aの長さだけが他のものより大きいため、各検査用パターン16,17の位置ズレを目視によって観察しやすい。
FIG. 4 shows a case where the arrangement of the cells CLa and CLc is misaligned, and FIG. 4B is an enlarged view in the vicinity of the portion β shown in FIG.
As shown in FIG. 3B, when the center line s of the
At this time, since only the length of the
同様にして、図2に示す部分γについても、各セルCLa,CLcのY軸方向マイナス側における各検査用パターン16,17を、金属顕微鏡を用いた目視によって観察することにより、各セルCLa,CLcの配列のズレを検出する。
ここで、各部分α,γについて検出した各セルCLa,CLcの配列のズレの値は等しくなるはずであるが、各検査用パターン16,17の転写精度によっては当該ズレの値に誤差が生じるおそれがある。
そこで、各部分α,γについて検出した各セルCLa,CLcの配列のズレの値の平均値をとるようにすれば、各検査用パターン16,17の転写精度による誤差を補正することが可能になるため、各セルCLa,CLcの配列のズレを正確に求めることができる。
Similarly, with respect to the portion γ shown in FIG. 2, each of the cells CLa, CLc is observed by visual observation using a metal microscope on each of the
Here, the displacement values of the arrays of the cells CLa and CLc detected for the portions α and γ should be equal, but depending on the transfer accuracy of the
Therefore, if an average value of the deviations of the arrangements of the cells CLa and CLc detected for the portions α and γ is taken, it is possible to correct an error due to the transfer accuracy of the
次に、各セルCLa,CLcと同様にして、各セルCLa,CLbの配列のズレを検出する。
そして、各セルCLa,CLcの配列のズレと各セルCLa,CLbの配列のズレとに基づいて、ステージ移動軸のX軸に対する各セルCLa〜CLcの配列のズレの角度(図13に示すθx゜参照)を検出する。
Next, in the same manner as the cells CLa and CLc, a shift in the arrangement of the cells CLa and CLb is detected.
Then, based on the deviation of the arrangement of the cells CLa and CLc and the deviation of the arrangement of the cells CLa and CLb, the angle of the deviation of the arrangement of the cells CLa to CLc with respect to the X axis of the stage movement axis (θx shown in FIG. 13). )) Is detected.
ここで、各セルCLa,CLcの配列のズレまたは各セルCLa,CLbの配列のズレの一方だけでも、ステージ移動軸のX軸に対する各セルCLa〜CLcの配列のズレの角度を検出することができるが、各セルCLa〜CLcの転写精度によっては当該ズレの角度の検出値に誤差が生じるおそれがある。
そこで、XY軸の中心に配置されたセルCLaに対して、X軸方向プラス側に配置されたセルCLcの配列のズレの値と、X軸方向マイナス側に配列されたセルCLbの配列のズレの値とを求め、各ズレの値の平均値をとるようにすれば、各セルCLa〜CLcの転写精度による誤差を補正することが可能になるため、ステージ移動軸のX軸に対する各セルCLa〜CLcの配列のズレの角度を正確に求めることができる。
Here, it is possible to detect the angle of the deviation of the arrangement of the cells CLa to CLc with respect to the X axis of the stage moving axis only by one of the deviation of the arrangement of the cells CLa and CLc or the deviation of the arrangement of the cells CLa and CLb. However, depending on the transfer accuracy of each of the cells CLa to CLc, an error may occur in the detected value of the deviation angle.
Therefore, with respect to the cell CLa arranged at the center of the XY axis, the deviation of the arrangement of the cells CLc arranged on the plus side in the X axis and the deviation of the arrangement of the cells CLb arranged on the minus side in the X axis direction. Since the error due to the transfer accuracy of each of the cells CLa to CLc can be corrected, each cell CLa with respect to the X axis of the stage moving axis can be corrected. The angle of deviation of the arrangement of ~ CLc can be accurately obtained.
続いて、各セルCLa,CLcと同様にして、各セルCLa,CLdの配列のズレと、各セルCLa,CLeの配列のズレとを検出する。
そして、各セルCLa,CLdの配列のズレと各セルCLa,CLeの配列のズレとに基づいて、ステージ移動軸のY軸に対する各セルCLa,CLd,CLeの配列のズレの角度(図13に示すθy゜参照)を検出する。
Subsequently, in the same manner as the cells CLa and CLc, the deviation of the arrangement of the cells CLa and CLd and the deviation of the arrangement of the cells CLa and CLe are detected.
Then, based on the deviation of the arrangement of the cells CLa, CLd and the deviation of the arrangement of the cells CLa, CLe, the angle of the deviation of the arrangement of the cells CLa, CLd, CLe relative to the Y axis of the stage movement axis (see FIG. 13). (See θy ° shown).
ここで、各セルCLa,CLdの配列のズレまたは各セルCLa,CLeの配列のズレの一方だけでも、ステージ移動軸のY軸に対する各セルCLa,CLd,CLeの配列のズレの角度を検出することができるが、各セルCLa,CLd,CLeの転写精度によっては当該ズレの角度の検出値に誤差が生じるおそれがある。
そこで、XY軸の中心に配置されたセルCLaに対して、Y軸方向プラス側に配置されたセルCLeの配列のズレの値と、Y軸方向マイナス側に配列されたセルCLdの配列のズレの値とを求め、各ズレの値の平均値をとるようにすれば、各セルCLa,CLd,CLeの転写精度による誤差を補正することが可能になるため、ステージ移動軸のY軸に対する各セルCLa,CLd,CLeの配列のズレの角度を正確に求めることができる。
Here, only one of the deviation of the arrangement of the cells CLa and CLd or the deviation of the arrangement of the cells CLa and CLe detects the angle of deviation of the arrangement of the cells CLa, CLd and CLe with respect to the Y axis of the stage movement axis. However, depending on the transfer accuracy of each of the cells CLa, CLd, and CLe, an error may occur in the detected value of the deviation angle.
Therefore, with respect to the cell CLa arranged at the center of the XY axis, the deviation of the arrangement of the cells CLe arranged on the Y axis direction plus side and the deviation of the arrangement of the cells CLd arranged on the Y axis direction minus side. If the average value of each deviation is taken and the error due to the transfer accuracy of each cell CLa, CLd, CLe can be corrected, each stage movement axis relative to the Y axis can be corrected. It is possible to accurately determine the angle of deviation of the arrangement of the cells CLa, CLd, and CLe.
以上詳述したように、第1実施形態では、半導体ウェハWFに転写形成された各セルCLa〜CLeについて、各セルCLa〜CLeに設けられた各検査用パターン16,17から各セルCLa〜CLeの配列のズレを検出し、その配列のズレに基づいてステージ移動軸のXY軸に対する各セルCLa〜CLeの配列のズレの角度を求め、それに基づいてステージ移動軸の直交度のズレを検出する。
As described in detail above, in the first embodiment, for each cell CLa to CLe transferred and formed on the semiconductor wafer WF, each cell CLa to CLe is determined from each
そして、ステージ移動軸の直交度にズレが生じていることが検出された場合には、各セルCLa〜CLeの転写を終えた状態で半導体ウェハWFの露光処理を中止し、その半導体ウェハWFを不良品として廃棄すると共に、露光装置の部品等のトラブルを調べるために点検整備し、ステージ移動軸の直交度のズレを解消した後に、新たな半導体ウェハWFの露光処理を再開させる。
また、ステージ移動軸の直交度にズレが生じていないことが検出された場合には、各セルCLa〜CLe以外のセルについてもフォトマスク11bを用いて、半導体ウェハWFの露光処理を通常通りに続行させる。
When it is detected that the orthogonality of the stage movement axis is shifted, the exposure processing of the semiconductor wafer WF is stopped in a state where the transfer of each of the cells CLa to CLe is finished, and the semiconductor wafer WF is removed. In addition to being discarded as a defective product, inspection and maintenance are performed in order to investigate troubles of parts and the like of the exposure apparatus, and after the deviation of the orthogonality of the stage moving axis is eliminated, the exposure processing of a new semiconductor wafer WF is resumed.
Further, when it is detected that there is no deviation in the orthogonality of the stage movement axis, the exposure processing of the semiconductor wafer WF is performed as usual using the
このように、第1実施形態の検査方法は、製品となる半導体ウェハの露光処理中にオンラインで実行できるため、露光装置の部品等のトラブルが突発的に起こり、製品となる半導体ウェハの露光処理中にステージ移動軸の直交度にズレが生じた場合でも、そのズレを製品処理の最中に把握することが可能であり、従来技術のように各セルの配列精度が低下した不良な半導体ウェハが完成品として製造されることがない。 As described above, since the inspection method of the first embodiment can be executed online during the exposure process of the semiconductor wafer as the product, troubles such as parts of the exposure apparatus suddenly occur, and the exposure process of the semiconductor wafer as the product occurs. Even if a deviation occurs in the orthogonality of the stage movement axis, it is possible to grasp the deviation during product processing, and a defective semiconductor wafer in which the alignment accuracy of each cell is reduced as in the conventional technology Is not manufactured as a finished product.
加えて、第1実施形態では、従来の検査方法のように検査用ウェハおよび専用の測定機を検査用設備として用意した上で定期的に検査する必要がないため、その検査用設備および定期検査に要する手間の分だけ、従来の検査方法に比べて半導体ウェハの製造コストを削減できる。
従って、第1実施形態によれば、露光装置のステージ移動軸の直交度を露光処理中に正確に検出することが可能な露光方法を低コストに提供できる。
In addition, in the first embodiment, unlike the conventional inspection method, it is not necessary to periodically inspect the inspection wafer and the dedicated measuring machine as the inspection equipment. Compared with the conventional inspection method, the manufacturing cost of the semiconductor wafer can be reduced by the time required for the process.
Therefore, according to the first embodiment, an exposure method that can accurately detect the orthogonality of the stage movement axis of the exposure apparatus during the exposure process can be provided at low cost.
また、第1実施形態では、各検査用パターン16,17がスクライブ領域SLに配置形成されているため、各セルCLa〜CLeの描画パターン形成領域15に形成される描画パターンが、各検査用パターン16,17によって制約を受けることがない。
In the first embodiment, since the
<第2実施形態>
図5は、第2実施形態で用いられるフォトマスク21a,21bの要部構成を示す平面図である。
各フォトマスク21a,21bにおいて、第1実施形態のフォトマスク11a,11bと異なるのは、各検査用パターン13,14が描画パターン形成領域12の各辺の適宜な1箇所だけに形成されている点だけである。
Second Embodiment
FIG. 5 is a plan view showing the main configuration of the
Each of the
図6は、第2実施形態にて各セルCLa〜CLeが形成された半導体ウェハWFの要部構成を示す平面図である。
第2実施形態では、各セルCLa〜CLeにおいて、各検査用パターン16,17が描画パターン形成領域15の各辺の適宜な1箇所だけに形成されている。
FIG. 6 is a plan view showing a main configuration of the semiconductor wafer WF on which the cells CLa to CLe are formed in the second embodiment.
In the second embodiment, in each of the cells CLa to CLe, the
そのため、第2実施形態では、描画パターン形成領域15の各辺の両端部分に各検査用パターン16,17が形成されている第1実施形態に比べ、各検査用パターン16,17の転写精度の影響により、各セルCLa〜CLeの配列のズレの検出精度が低下するおそれがあるものの、第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。
そして、第2実施形態によれば、スクライブ領域SLにおいて各検査用パターン16,17が設けられていない部分の面積が、第1実施形態に比べて広くなるため、その部分に各種テスト用パターンなどを形成して有効利用できるという利点がある。
Therefore, in the second embodiment, the transfer accuracy of each of the
According to the second embodiment, the area of the scribe region SL where the
<第3実施形態>
図7は、第3実施形態で用いられるフォトマスク31a,31bの要部構成を示す平面図である。
各フォトマスク31a,31bにおいて、第1実施形態のフォトマスク11a,11bと異なるのは、各検査用パターン13,14が描画パターン形成領域12の各辺の全周に渡って形成されている点だけである。
<Third Embodiment>
FIG. 7 is a plan view showing a main configuration of
Each
図8は、第3実施形態にて各セルCLa〜CLeが形成された半導体ウェハWFの要部構成を示す平面図である。
第3実施形態では、各セルCLa〜CLeにおいて、各検査用パターン16,17が描画パターン形成領域15の各辺の全周に渡って形成されている。
そのため、第3実施形態においても、第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。
FIG. 8 is a plan view showing the main configuration of the semiconductor wafer WF on which the cells CLa to CLe are formed in the third embodiment.
In the third embodiment, the
Therefore, also in 3rd Embodiment, the effect | action and effect similar to 1st Embodiment are acquired.
<第4実施形態>
図9は、第4実施形態で用いられるフォトマスク41a,41bの要部構成を示す平面図である。
各フォトマスク41a,41bにおいて、第1実施形態のフォトマスク11a,11bと異なるのは、各検査用パターン13,14が描画パターン形成領域12内の適宜な箇所に形成されている点だけである。
<Fourth embodiment>
FIG. 9 is a plan view showing a main configuration of
Each of the
図10は、第4実施形態にて各セルCLa〜CLeが形成された半導体ウェハWFの要部構成を示す平面図である。
第4実施形態では、各セルCLa〜CLeにおいて、各検査用パターン16,17が描画パターン形成領域15内の適宜な箇所に形成されている。
そのため、第4実施形態では、各検査用パターン16,17がスクライブ領域SLに形成されている第1実施形態に対して、スクライブ領域SLに各種テスト用パターンなどを形成して有効利用できるという利点がある。
FIG. 10 is a plan view showing the main configuration of the semiconductor wafer WF on which the cells CLa to CLe are formed in the fourth embodiment.
In the fourth embodiment, in each of the cells CLa to CLe, the
Therefore, the fourth embodiment has an advantage that various test patterns can be formed in the scribe area SL and used effectively compared to the first embodiment in which the
図11は、第4実施形態において各セルCLa,CLcのY軸方向プラス側における各検査用パターン16,17の隣接部分近傍を示す平面図である。
第4実施形態では、各検査用パターン16,17が描画パターン形成領域15内に形成されており、各検査用パターン16,17が離れているため、各検査用パターン16,17が隣接している第1実施形態のように、各検査用パターン16,17の位置ズレを直接には目視計測できない。
FIG. 11 is a plan view showing the vicinity of adjacent portions of the
In the fourth embodiment, the
そこで、第4実施形態では、金属顕微鏡のファインダー内に目盛り線Dを設けておき、その目盛り線Dの一端を各検査用パターン16と合致させ、各検査用パターン16の延長上に位置する目盛り線Dの他端と検査用パターン17との位置ズレを目視計測することにより、目盛り線Dを介して間接的に各検査用パターン16,17の位置ズレを目視計測する。
Therefore, in the fourth embodiment, a scale line D is provided in the finder of the metal microscope, one end of the scale line D is matched with each
<別の実施形態>
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記各実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
<Another embodiment>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be embodied as follows. Even in this case, operations and effects equivalent to or higher than those of the above-described embodiments can be obtained.
[1]第1実施形態では、図3および図4に示すように、各検査用パターン16,17の端部がY軸と平行な直線w上に並んで隣接している。
しかし、図12に示すように、各検査用パターン16,17の端部が直線wを挟んで離間するように各検査用パターン16,17を配置してもよい。
この場合には、第4実施形態と同様に、金属顕微鏡のファインダー内に検査用パターン16と合致する目盛り線Dを設けておき、目盛り線Dを介して間接的に各検査用パターン16,17の位置ズレを目視計測すればよい。
[1] In the first embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the ends of the
However, as shown in FIG. 12, the
In this case, similarly to the fourth embodiment, a scale line D that coincides with the
[2]第4実施形態では、セルCLaと各セルCLb,CLcとが隣接すると共に、セルCLaと各セルCLd,CLeとが隣接している。
しかし、セルCLaに対して、セルCLbがX軸方向のマイナス側に離間して配置形成されると共に、セルCLcがX軸方向のプラス側に離間して配置形成されるようにしてもよい。
また、セルCLaに対して、セルCLdがY軸方向のマイナス側に離間して配置形成されると共に、セルCLeがY軸方向のプラス側に離間して配置形成されるようにしてもよい。
[2] In the fourth embodiment, the cell CLa and the cells CLb and CLc are adjacent to each other, and the cell CLa and the cells CLd and CLe are adjacent to each other.
However, the cell CLb may be spaced from the minus side in the X-axis direction and the cell CLc may be spaced from the plus side in the X-axis direction.
In addition, the cell CLd may be arranged to be separated from the minus side in the Y axis direction with respect to the cell CLa, and the cell CLe may be arranged to be separated from the plus side in the Y axis direction.
[3]上記各実施形態は、半導体ウェハWF上に各セルを転写形成させる技術に適用したものである。しかし、本発明は、基板上に複数個の同一の描画パターンを転写形成させる技術であれば、半導体ウェハに限らずどのような材質の基板に適用してもよく、半導体デバイスのセルに限らずどのような描画パターンに適用してもよい。 [3] Each of the above embodiments is applied to a technique for transferring and forming each cell on the semiconductor wafer WF. However, the present invention is not limited to a semiconductor wafer and may be applied to a substrate of any material as long as it is a technique for transferring and forming a plurality of identical drawing patterns on a substrate, and is not limited to a cell of a semiconductor device. Any drawing pattern may be applied.
11a,21a,31a,41a…第1フォトマスク
11b,21b,31b,41b…第2フォトマスク
12,15c…描画パターン形成領域
13,16…第1検査用パターン
14,17…第2検査用パターン
CLa…第1セル
CLb,CLc…第2セル
CLd,CLe…第3セル
Ta,Tb,Pa,Pb…間隔
WF…半導体ウェハ(基板)
SL…スクライブ領域
D…目盛り線
11a, 21a, 31a, 41a ...
CLa ... 1st cell
CLb, CLc ... 2nd cell
CLd, CLe ... third cell Ta, Tb, Pa, Pb ... spacing
WF ... Semiconductor wafer (substrate)
SL ... Scribe area D ... Scale line
Claims (6)
第1フォトマスクから基板上に転写形成された第1セルには、描画パターンが形成された描画パターン形成領域に加えて、第1検査用パターンが設けられ、
第2フォトマスクから基板上に転写形成された第2セルおよび第3セルには、第1セルと同一の描画パターンが形成された描画パターン形成領域に加えて、第2検査用パターンが設けられ、
第1セルの中心は、露光装置のステージ移動軸のX軸とY軸が直交するXY軸の中心点と合致し、
第2セルは第1セルに対してX軸方向に配置され、
第3セルは第1セルに対してY軸方向に配置され、
第1検査用パターンを主尺とし第2検査用パターンを副尺とするバーニアの原理に基づいて、第1セルの第1検査用パターンと第2セルの第2検査用パターンの位置ズレから、X軸に対する第1セルと第2セルの配列のズレを検出し、
前記バーニアの原理に基づいて、第1セルの第1検査用パターンと第3セルの第2検査用パターンの位置ズレから、Y軸に対する第1セルと第3セルの配列のズレを検出し、
第1セルと第2セルおよび第3セルとの配列のズレに基づいて、ステージ移動軸の直交度を検出することを特徴とする露光方法。 In the exposure method of scanning the entire surface of the substrate while repeating shot exposure and transferring the photomask drawing pattern onto the substrate,
The first cell transferred from the first photomask onto the substrate is provided with a first inspection pattern in addition to the drawing pattern forming area where the drawing pattern is formed,
The second cell and the third cell, which are transferred from the second photomask onto the substrate, are provided with a second inspection pattern in addition to the drawing pattern formation region in which the same drawing pattern as the first cell is formed. ,
The center of the first cell coincides with the center point of the XY axis where the X axis and the Y axis of the stage movement axis of the exposure apparatus are orthogonal,
The second cell is arranged in the X-axis direction with respect to the first cell,
The third cell is arranged in the Y-axis direction with respect to the first cell,
Based on Vernier's principle in which the first inspection pattern is the main scale and the second inspection pattern is the sub scale, from the positional deviation between the first inspection pattern of the first cell and the second inspection pattern of the second cell, Detecting the displacement of the arrangement of the first cell and the second cell with respect to the X axis;
Based on the vernier principle, the displacement of the arrangement of the first cell and the third cell with respect to the Y axis is detected from the positional deviation of the first inspection pattern of the first cell and the second inspection pattern of the third cell;
An exposure method, comprising: detecting an orthogonality of a stage moving axis based on a displacement of an arrangement of a first cell, a second cell, and a third cell.
前記第2セルは、前記第1セルに対してX軸方向のマイナス側に配置されたセルと、前記第1セルに対してX軸方向のプラス側に配置されたセルとから構成され、
前記第3セルは、前記第1セルに対してY軸方向のマイナス側に配置されたセルと、前記第1セルに対してY軸方向のプラス側に配置されたセルとから構成されることを特徴とする露光方法。 The exposure method according to claim 1, wherein
The second cell is composed of a cell disposed on the negative side in the X-axis direction with respect to the first cell, and a cell disposed on the positive side in the X-axis direction with respect to the first cell,
The third cell includes a cell disposed on the negative side in the Y-axis direction with respect to the first cell and a cell disposed on the positive side in the Y-axis direction with respect to the first cell. An exposure method characterized by the above.
前記第1検査用パターンおよび第2検査用パターンは、前記各セルの間に設けられたスクライブ領域に配置されていることを特徴とする露光方法。 In the exposure method according to claim 1 or 2,
The exposure method, wherein the first inspection pattern and the second inspection pattern are arranged in a scribe region provided between the cells.
前記各セルの前記描画パターン形成領域は矩形状を成し、
前記第1検査用パターンおよび第2検査用パターンは、前記描画パターン形成領域の各辺の両端部分に配置されていることを特徴とする露光方法。 The exposure method according to claim 3, wherein
The drawing pattern formation region of each cell has a rectangular shape,
The exposure method, wherein the first inspection pattern and the second inspection pattern are arranged at both end portions of each side of the drawing pattern formation region.
前記各セルの前記描画パターン形成領域は矩形状を成し、
前記第1検査用パターンおよび第2検査用パターンは、前記描画パターン形成領域の各辺の適宜な1箇所に配置されていることを特徴とする露光方法。 The exposure method according to claim 3, wherein
The drawing pattern formation region of each cell has a rectangular shape,
The exposure method according to claim 1, wherein the first inspection pattern and the second inspection pattern are arranged at an appropriate position on each side of the drawing pattern formation region.
前記第1検査用パターンおよび第2検査用パターンは、前記各セルの前記描画パターン形成領域内に配置されていることを特徴とする露光方法。 In the exposure method according to claim 1 or 2,
The exposure method, wherein the first inspection pattern and the second inspection pattern are arranged in the drawing pattern formation region of each cell.
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