JP2010067743A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP2010067743A
JP2010067743A JP2008231893A JP2008231893A JP2010067743A JP 2010067743 A JP2010067743 A JP 2010067743A JP 2008231893 A JP2008231893 A JP 2008231893A JP 2008231893 A JP2008231893 A JP 2008231893A JP 2010067743 A JP2010067743 A JP 2010067743A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
alignment
semiconductor device
manufacturing
search range
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2008231893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahito Tokita
貴人 時田
Tadahiro Mizuno
匡宏 水野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Technology Corp
Original Assignee
Renesas Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Technology Corp filed Critical Renesas Technology Corp
Priority to JP2008231893A priority Critical patent/JP2010067743A/en
Publication of JP2010067743A publication Critical patent/JP2010067743A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the following problem that: there is restriction in mask design or the like in alignment; a different mark is aligned wrongly for the alignment mark to be originally aligned in the case that the alignment mark is adjacently arranged; in the case of auto-alignment, determination on the device side cannot be made, and alignment is finished in the state of the wrong alignment mark; if matching inspection is performed with respect to the whole number after exposure and development, the inspection is detected without proceeding to the next process; and in the sampling inspection of about a few pieces from a lot, the inspection cannot be detected to proceed to the next process, thus causing a product failure. <P>SOLUTION: In alignment in the exposure of a semiconductor device or the like, the range of searching a target is limited in such a manner that an adjacent target is not included. Thereby, an undesired target is not mistaken for the target for searching. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置(または半導体集積回路装置)の製造方法における露光技術に適用して有効な技術に関する。   The present invention relates to a technique effective when applied to an exposure technique in a method of manufacturing a semiconductor device (or a semiconductor integrated circuit device).

日本特開平6−120312号公報(特許文献1)には、露光におけるアライメント・パターンのサーチ・エリアを縮小することにより、サーチ時間を短縮する技術が開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-120312 (Patent Document 1) discloses a technique for shortening a search time by reducing a search area of an alignment pattern in exposure.

特開平6−120312号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 6-12312

パワーMOSFET等の露光に多用されている等倍投影露光におけるアライメント(マスクとウェハの位置合わせ)方法には、マニュアル・アライメントとオート・アライメントがある。マニュアル・アライメントは、オペレータが観察光学系にて、マスク上のアライメント・マークとウェハ上のアライメント・マークをウェハ・ステージを移動させることで合わせを行う。一方、オート・アライメントは、オペレータが前述のマニュアル・アライメント後に、マスク上のオート・アライメント・マークとウェハ上のオート・アライメント・マークを使い装置側が自動で合わせを行う。オート・アライメントの方式は斜め45°のオート・アライメント・マークにレーザ(He−Ne)をあて、その散乱光よりアライメント信号をつくりだす。マスクのオート・アライメント信号(4本)の中心にウェハのオート・アライメント信号が来るようにウェハ・ステージを移動させる。マスク信号内にウェハ信号が無い場合はウェハ・ステージを、決められたシーケンスで移動させ、ウェハ信号を探す。マスク信号の中心にウェハ信号があることを確認すると露光を開始する。   There are manual alignment and auto alignment as alignment (mask and wafer alignment) methods in the same magnification projection exposure that are frequently used for exposure of power MOSFETs and the like. In manual alignment, the operator aligns the alignment mark on the mask and the alignment mark on the wafer by moving the wafer stage with an observation optical system. On the other hand, in the automatic alignment, after the above-described manual alignment, the apparatus automatically performs alignment using the auto alignment mark on the mask and the auto alignment mark on the wafer. In the auto alignment method, a laser (He—Ne) is applied to an auto alignment mark at an angle of 45 °, and an alignment signal is generated from the scattered light. The wafer stage is moved so that the wafer auto-alignment signal comes to the center of the mask auto-alignment signals (four). If there is no wafer signal in the mask signal, the wafer stage is moved in a predetermined sequence to search for the wafer signal. When it is confirmed that there is a wafer signal at the center of the mask signal, exposure is started.

アライメント時においてマスク設計等に制約があり、アライメント・マークが隣接して配置されている場合、本来合せるべきアライメント・マークと間違えて、違うマークをアライメントしてしまうことがある。マニュアル・アライメントの場合は、アライメント終了後に製品パターン等を確認することにより、間違ったアライメント・マークでアライメントしていないかの判断は出来るが、オート・アライメントの場合は装置側での判断ができず、間違ったアライメント・マークのままアライメント終了し、露光される。現像後、合わせ検査を全数について行えば次工程に進むことなく検出されるが、ロットから数枚程度の抜き取り検査では検出されず次工程に進み製品不良となる。   When there is a restriction on the mask design or the like during alignment, if the alignment marks are arranged adjacent to each other, the mark may be mistaken for the alignment mark to be originally aligned and a different mark may be aligned. In the case of manual alignment, it is possible to determine whether the alignment is incorrect with the alignment mark by checking the product pattern etc. after the alignment is completed, but in the case of auto alignment, the device side cannot determine Alignment ends with the wrong alignment mark and exposure is performed. After development, if all the alignment inspections are performed, they are detected without proceeding to the next process, but they are not detected by sampling inspection of several sheets from the lot, but proceed to the next process, resulting in a defective product.

本願発明は、これらの課題を解決するためになされたものである。   The present invention has been made to solve these problems.

本発明の目的は、信頼性の高い半導体装置の製造プロセスを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a manufacturing process of a highly reliable semiconductor device.

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。   The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.

すなわち、本願発明は半導体装置等の露光における位置あわせにおいて、ターゲットのサーチ範囲を隣接するターゲットを含まないように限定することで、不所望なターゲットをサーチ対象ターゲットと誤認しないようにしたものである。   In other words, the present invention limits the search range of a target so as not to include an adjacent target in alignment in exposure of a semiconductor device or the like so that an undesired target is not misidentified as a search target. .

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。   The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、半導体装置等の露光における位置あわせにおいて、ターゲットのサーチ範囲を隣接するターゲットを含まないように限定することで、不所望なターゲットをサーチ対象ターゲットと誤認しないようにすることにより、合わせが大幅にずれた状態で露光する等の不良の発生を低減することができる。   In other words, in aligning the exposure of a semiconductor device or the like, the target search range is limited so as not to include adjacent targets, thereby avoiding misidentification of an undesired target as a search target. It is possible to reduce the occurrence of defects such as exposure in a state of being shifted.

〔実施の形態の概要〕
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。
[Outline of Embodiment]
First, an outline of a typical embodiment of the invention disclosed in the present application will be described.

1.以下の工程を含む半導体装置の製造方法:
(a)等倍投影露光装置内に設けられたウエハ・ステージ上に、ウエハをその第1の主面が外向きになるように、セットする工程;
(b)前記工程(a)の後、前記ウエハ・ステージ上の前記ウエハの前記第1の主面上の自動位置合わせ用ターゲット・パターンを自動的にサーチする工程;
(c)前記工程(b)の後、前記ウエハ・ステージ上の前記ウエハの前記第1の主面上の前記自動位置合わせ用ターゲット・パターンを用いて、自動位置合わせを実行する工程;
(d)前記工程(c)の後、前記等倍投影露光装置内にセットされたマスク上のデバイス・パターンを、前記ウエハ・ステージ上の前記ウエハの前記第1の主面上のレジスト膜に、光学的に投影する工程、
ここで、前記工程(b)における前記自動位置合わせ用ターゲット・パターンの自動サーチは、前記等倍投影露光装置の自動位置合わせにおいて可能な最大模索範囲よりも狭い第1の模索範囲で行われる。
1. A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) a step of setting the wafer on a wafer stage provided in the 1 × projection exposure apparatus so that the first main surface thereof faces outward;
(B) after the step (a), automatically searching for a target pattern for automatic alignment on the first main surface of the wafer on the wafer stage;
(C) after the step (b), performing automatic alignment using the automatic alignment target pattern on the first main surface of the wafer on the wafer stage;
(D) After the step (c), the device pattern on the mask set in the equal magnification projection exposure apparatus is applied to the resist film on the first main surface of the wafer on the wafer stage. Optically projecting,
Here, the automatic search of the target pattern for automatic alignment in the step (b) is performed in the first search range narrower than the maximum search range possible in the automatic alignment of the equal magnification projection exposure apparatus.

2.前記1項の半導体装置の製造方法において、前記第1の模索範囲は、θ、X,およびY軸方向の全てにおいて、前記最大模索範囲よりも狭い。   2. In the method of manufacturing a semiconductor device according to the item 1, the first search range is narrower than the maximum search range in all the θ, X, and Y axis directions.

3.前記1または2項の半導体装置の製造方法において、前記等倍投影露光装置は、反射型投影露光装置である。   3. In the method for manufacturing a semiconductor device according to the item 1 or 2, the unity projection exposure apparatus is a reflection type projection exposure apparatus.

4.前記1から3項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記工程(b)における前記自動サーチ範囲の制限は、θ、X,およびY軸方向の位置をセンサで検出することによって行われる。   4). In the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of items 1 to 3, the automatic search range in step (b) is limited by detecting a position in the θ, X, and Y axis directions with a sensor. .

5.前記1から3項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記工程(b)における前記自動サーチ範囲の制限は、θ、X,およびY軸方向の位置をそれらの位置制御系からのデータを監視することによって行われる。   5. 4. In the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of items 1 to 3, the limitation of the automatic search range in the step (b) is that the positions in the θ, X, and Y axis directions are data from their position control systems. Is done by monitoring.

〔本願における記載形式・基本的用語・用法の説明〕
1.本願において、実施の態様の記載は、必要に応じて、便宜上複数のセクションに分けて記載する場合もあるが、特にそうでない旨明示した場合を除き、これらは相互に独立別個のものではなく、単一の例の各部分、一方が他方の一部詳細または一部または全部の変形例等である。また、原則として、同様の部分は繰り返しを省略する。また、実施の態様における各構成要素は、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、必須のものではない。
[Description format, basic terms, usage in this application]
1. In the present application, the description of the embodiment may be divided into a plurality of sections for convenience, if necessary, but these are not independent from each other unless otherwise specified. Each part of a single example, one part is the other part of the details, or part or all of the modifications. Moreover, as a general rule, the same part is not repeated. In addition, each component in the embodiment is not indispensable unless specifically stated otherwise, unless it is theoretically limited to the number, and obviously not in context.

2.同様に実施の態様等の記載において、材料、組成等について、「AからなるX」等といっても、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、A以外の要素を主要な構成要素のひとつとするものを排除するものではない。たとえば、成分についていえば、「Aを主要な成分として含むX」等の意味である。たとえば、「シリコン部材」等といっても、純粋なシリコンに限定されるものではなく、SiGe合金やその他シリコンを主要な成分とする多元合金、その他の添加物等を含む部材も含むものであることはいうまでもない。同様に、「酸化シリコン膜」と言っても、比較的純粋な非ドープ酸化シリコン(Undoped Silicon Dioxide)だけでなく、FSG(Fluorosilicate Glass)、TEOSベース酸化シリコン(TEOS-based silicon oxide)、SiOC(Silicon Oxicarbide)またはカーボンドープ酸化シリコン(Carbon-doped Silicon oxide)またはOSG(Organosilicate glass)、PSG(Phosphorus Silicate Glass)、BPSG(Borophosphosilicate Glass)等の熱酸化膜、CVD酸化膜、SOG(Spin ON Glass)、ナノ・クラスタリング・シリカ(Nano-Clustering Silica:NSC)等の塗布系酸化シリコン、これらと同様な部材に空孔を導入したシリカ系Low-k絶縁膜(ポーラス系絶縁膜)、およびこれらを主要な構成要素とする他のシリコン系絶縁膜との複合膜等を含むことは言うまでもない。   2. Similarly, in the description of the embodiment, etc., regarding the material, composition, etc., “X consisting of A” etc. is an element other than A unless specifically stated otherwise and clearly not in context. It is not excluded that one of the main components. For example, as for the component, it means “X containing A as a main component”. For example, “silicon member” is not limited to pure silicon, but also includes SiGe alloys, other multi-component alloys containing silicon as a main component, and members containing other additives. Needless to say. Similarly, the term “silicon oxide film” refers not only to relatively pure undoped silicon oxide, but also to FSG (Fluorosilicate Glass), TEOS-based silicon oxide, and SiOC ( Silicon Oxicarbide) or Carbon-doped Silicon oxide (OSG) (Organosilicate glass), PSG (Phosphorus Silicate Glass), BPSG (Borophosphosilicate Glass) and other thermal oxide films, CVD oxide films, SOG (Spin ON Glass) , Nano-clustering silica (NSC), etc., coated silicon oxide, silica-based low-k insulating film (porous insulating film) in which pores are introduced in similar members, and these are the main Needless to say, it includes a composite film with another silicon-based insulating film as an essential component.

また、「金メッキ層」等といっても、高純度のものだけでなく、金を主要な成分として、種々の添加物を含有するもの(金系メタル)も含まれることは言うまでもない。また、種々の下地層、中間層を許容する。同様に、「アルミニウム電極」等といっても、高純度のものだけでなく、アルミニウムを主要な成分として、種々の添加物を含有するもの(アルミニウム系メタル)も含まれることは言うまでもない。また、「アルミニウム系メタル電極」はアルミニウム系メタル層のみからなるものに限定されず、アルミニウム系メタル層を主要な構成要素とするものも含まれることは言うまでもない。   Needless to say, “gold-plated layer” includes not only high-purity layers but also gold-containing main components (gold-based metal). Various underlayers and intermediate layers are allowed. Similarly, “aluminum electrode” and the like include not only high-purity ones but also those containing various additives (aluminum metal) containing aluminum as a main component. Further, the “aluminum-based metal electrode” is not limited to an aluminum-based metal layer alone, and needless to say, includes an aluminum-based metal layer as a main component.

3.同様に、図形、位置、属性等に関して、好適な例示をするが、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、厳密にそれに限定されるものではないことは言うまでもない。   3. Similarly, suitable examples of graphics, positions, attributes, and the like are given, but it is needless to say that the present invention is not strictly limited to those cases unless explicitly stated otherwise, and unless otherwise apparent from the context.

4.さらに、特定の数値、数量に言及したときも、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、その特定の数値を超える数値であってもよいし、その特定の数値未満の数値でもよい。   4). In addition, when a specific number or quantity is mentioned, a numerical value exceeding that specific number will be used unless specifically stated otherwise, unless theoretically limited to that number, or unless otherwise clearly indicated by the context. There may be a numerical value less than the specific numerical value.

5.「ウエハ」というときは、通常は半導体装置(半導体集積回路装置、電子装置も同じ)をその上に形成する単結晶シリコンウエハを指すが、エピタキシャルウエハ、SOI基板、LCDガラス基板等の絶縁基板と半導体層等の複合ウエハ等も含むことは言うまでもない。   5. “Wafer” usually refers to a single crystal silicon wafer on which a semiconductor device (same as a semiconductor integrated circuit device and an electronic device) is formed, but an insulating substrate such as an epitaxial wafer, an SOI substrate, an LCD glass substrate, and the like. Needless to say, a composite wafer such as a semiconductor layer is also included.

6.”MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)”は、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)を含み、ゲート絶縁膜が酸化物以外のものも含む広い概念である。   6). “MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)” includes a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), and a gate insulating film other than an oxide.

〔実施の形態の詳細〕
実施の形態について更に詳述する。各図中において、同一または同様の部分は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さない。
[Details of the embodiment]
The embodiment will be further described in detail. In the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar symbols or reference numerals, and description thereof will not be repeated in principle.

1.本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法に使用する反射型等倍投影露光装置の投影光学系の概要の説明(主に図1)
図1は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法に使用する反射型等倍投影露光装置の投影光学系の概要を示す斜視図である。これに基づいて、本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法に使用する反射型等倍投影露光装置の投影光学系の概要を説明する。
1. Description of an outline of a projection optical system of a reflection-type equal-magnification projection exposure apparatus used in a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present application (mainly FIG. 1)
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a projection optical system of a reflection type equal magnification projection exposure apparatus used in a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present application. Based on this, the outline of the projection optical system of the reflection type equal magnification projection exposure apparatus used in the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present application will be described.

図1に示すように、反射型等倍投影露光装置3(たとえばキャノン社製MPA−600FA)の投影光学系は、円弧スリット状照明光束4をその中心点に対する方線方向9にスキャンする(実際にはマスク2とウエハ1の方を移動させる)ことにより、ウエハ1全体を一括して露光するので、フル・スキャン型に属する。照明光束4を円弧状にすることによって、色収差や各種の収差を抑制することができる。露光光(照明光)は、たとえば紫外域から可視域の紫外域端部に及ぶ広帯域光(たとえば高圧水銀ランプのg,h,i線を含む帯域)を用いるので、スループットが高いため、ボンディング・パッド、電極パッド等の比較的大きいパターンのパターニングに広く用いられている。円弧スリット状照明光束4はマスク2を透過した後、光軸8に沿って、台形ミラー5によって反射され、凹面鏡6および凸面鏡7を経由して、再び台形ミラー5で反射され、ウエハ1の第1の主面1aに至り、その上のレジスト膜を感光させる。   As shown in FIG. 1, the projection optical system of the reflection type equal size projection exposure apparatus 3 (for example, MPA-600FA manufactured by Canon Inc.) scans the arc slit illumination light beam 4 in the direction 9 in the direction of its center point (actual In this case, the entire wafer 1 is exposed at a time by moving the mask 2 and the wafer 1), and therefore belongs to the full scan type. By making the illumination light beam 4 arc-shaped, chromatic aberration and various aberrations can be suppressed. The exposure light (illumination light) uses, for example, broadband light (for example, a band including g, h, i lines of a high-pressure mercury lamp) extending from the ultraviolet region to the ultraviolet region end of the visible region. Widely used for patterning of relatively large patterns such as pads and electrode pads. After passing through the mask 2, the arcuate slit-like illumination light beam 4 is reflected by the trapezoidal mirror 5 along the optical axis 8, is again reflected by the trapezoidal mirror 5 via the concave mirror 6 and the convex mirror 7, and 1 is reached, and the resist film thereon is exposed to light.

2.本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部である露光処理における位置合わせ等の説明(主に図2から図4)
図2は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハ・ロットに対する露光処理の流れを示すブロック・フロー図である。図3は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部である露光処理におけるウエハ、マスク等の上面図(図3(a))、手動位置合わせ用ターゲット・パターンの平面図(図3(b))およびウエハ・ステージ、XYテーブル等の動作を説明するための装置斜視図(図3(c))である。図4は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部である露光処理におけるウエハ、マスク等の上面図(図3(a))、自動位置合わせ用ターゲット・パターンの平面図(図3(b))および自動位置合わせ用ターゲット・パターンをレーザ・ビームでスキャンした際の検出波形図(図3(c))である。これらに基づいて、本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部である露光処理における位置合わせ等を説明する。
2. Description of alignment and the like in exposure processing, which is the main part of the method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present application (mainly FIGS. 2 to 4)
FIG. 2 is a block flow diagram showing the flow of exposure processing for wafer lots in the method of manufacturing a semiconductor device according to one embodiment of the present application. FIG. 3 is a top view (FIG. 3A) of a wafer, a mask, etc. in an exposure process, which is the main part of the method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present application, and a plan view of a target pattern for manual alignment (FIG. 3). 3 (b)) and a perspective view of the apparatus (FIG. 3 (c)) for explaining the operation of the wafer stage, the XY table, and the like. FIG. 4 is a top view (FIG. 3A) of a wafer, a mask, etc., in an exposure process, which is a main part of the method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present application, and a plan view of a target pattern for automatic alignment (FIG. 3 (b)) and a detection waveform diagram when the automatic alignment target pattern is scanned with a laser beam (FIG. 3C). Based on these, alignment and the like in the exposure process, which is a main part of the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present application, will be described.

以下、25枚程度の200φウエハ(通常同一の製品を搭載)を単位ロットとするロット処理を例にとり(必要であれば300ファイでも450ファイでもよい)、露光の流れを説明する。図2に示すように、1枚目のウエハ1に対して、手動位置合わせ101を実行する。まず、図3(c)に示すように、ウエハ・ステージ54の上面54aに1枚目のウエハ1をそのデバイス面1a(第1の主面)を上向きにして(実際は装置設計により、重力と反対方向と異なることがある)真空吸着する。ウエハ・ステージ54はθ回転可能であり、Xテーブル51およびYテーブル52からなるXYテーブル53上に設置されている。ここで、ウエハ1のデバイス面1aは、光軸8に沿って、マスク2のパターン面2aと光学的に対向している。   In the following, the flow of exposure will be described using an example of lot processing with about 25 200φ wafers (usually loaded with the same product) as a unit lot (300 phi or 450 phi if necessary). As shown in FIG. 2, manual alignment 101 is performed on the first wafer 1. First, as shown in FIG. 3 (c), the first wafer 1 is placed on the upper surface 54a of the wafer stage 54 with its device surface 1a (first main surface) facing upward (actually, due to the device design, gravity and It may be different from the opposite direction). The wafer stage 54 can rotate by θ and is installed on an XY table 53 including an X table 51 and a Y table 52. Here, the device surface 1 a of the wafer 1 is optically opposed to the pattern surface 2 a of the mask 2 along the optical axis 8.

図3(a)に示すように、マスク2のデバイス・パターン面2aには、デバイス・パターン領域33があり、その中の複数個所に、マスク上の位置合わせ用ターゲット・パターン配置領域31a,31bが設けられている(複数個所も受けるのはθすなわち回転方向合わせのためである)。ウエハ1のデバイス面1aにも、同様にデバイス・パターン領域34があり、その中の複数個所に、マスク上の位置合わせ用ターゲット・パターン配置領域31a,31bに対応して、ウエハ上の位置合わせ用ターゲット・パターン配置領域32a,32bが設けられている。   As shown in FIG. 3A, there are device pattern regions 33 on the device pattern surface 2a of the mask 2, and alignment target pattern placement regions 31a and 31b on the mask are provided at a plurality of locations. (A plurality of places are also received for the purpose of θ, that is, rotation direction adjustment). Similarly, the device surface 1a of the wafer 1 also has device pattern areas 34, and alignment on the wafer is performed at a plurality of positions corresponding to the target pattern arrangement areas 31a and 31b for alignment on the mask. Target pattern arrangement areas 32a and 32b are provided.

図3(b)に示すように、マスク上の位置合わせ用ターゲット・パターン配置領域31bおよびウエハ上の位置合わせ用ターゲット・パターン配置領域32b(他方も同じである)には、それぞれ、マスク上の手動位置合わせ用ターゲット・パターン35およびウエハ上の手動位置合わせ用ターゲット・パターン36が、設けられている。手動位置合わせは、中間の図のように、これらのターゲット・パターン35,36を光学的に又は画像上で重ね合わせることによって実行される。手動位置合わせは、ここでは、自動位置合わせの前のラフ・アライメントと見ることもできる。   As shown in FIG. 3B, the alignment target pattern arrangement region 31b on the mask and the alignment target pattern arrangement region 32b on the wafer (the other are the same) are respectively on the mask. A manual alignment target pattern 35 and a manual alignment target pattern 36 on the wafer are provided. Manual alignment is performed by superimposing these target patterns 35, 36 optically or on the image, as shown in the middle figure. Manual alignment can also be viewed here as rough alignment before automatic alignment.

手動位置合わせ101の後、図2に示すように、1枚目のウエハ1に対して、自動位置合わせ102を実行する。図4(a)および(b)に示すように、手動位置合わせ用ターゲット・パターン35,36と同様に、自動位置合わせ用ターゲット・パターン37,38も、それぞれマスク上の位置合わせ用ターゲット・パターン配置領域31a,31bおよびウエハ上の位置合わせ用ターゲット・パターン配置領域32a,32bに設けられている。図4(b)に示すように、自動位置合わせは、たとえば、マスク上の自動位置合わせ用ターゲット・パターン37および当該工程のウエハ上の自動位置合わせ用ターゲット・パターン38をそれぞれレーザ・ビーム(たとえば可視域レーザ)でスキャンすることによって、それぞれのターゲット・パターン37,38から散乱される光学信号を検出することによって実行される。具体的には図4(b)の中間の図のように、これらのターゲット・パターン37,38を光学的に又は画像上で重ね合わせることによって実行される。電気信号としてみるときは、図4(c)の中間の図に示すように、マスク上の自動位置合わせ用ターゲット・パターン37に対応するピークMP1とMP2およびMP3とMP4のそれぞれの中間に当該工程のウエハ上の自動位置合わせ用ターゲット・パターンに対応するピークMW1およびMW2が来るように、XYテーブル53の位置およびウエハ・ステージ54のθ配向を変更する。以上により、図4(a)に示すマスク上のデバイス・パターン領域33とウエハ上のデバイス・パターン領域34の間の位置関係はほぼ完全に整合したことになる。   After manual alignment 101, automatic alignment 102 is performed on the first wafer 1 as shown in FIG. As shown in FIGS. 4A and 4B, in the same manner as the manual alignment target patterns 35 and 36, the automatic alignment target patterns 37 and 38 are respectively aligned with the alignment target patterns on the mask. It is provided in the arrangement areas 31a and 31b and the alignment target pattern arrangement areas 32a and 32b on the wafer. As shown in FIG. 4B, automatic alignment is performed by, for example, applying an automatic alignment target pattern 37 on a mask and an automatic alignment target pattern 38 on a wafer in the process to a laser beam (for example, This is done by detecting optical signals scattered from the respective target patterns 37, 38 by scanning with a visible laser. More specifically, as shown in the middle diagram of FIG. 4B, these target patterns 37 and 38 are optically or superposed on the image. When viewed as an electrical signal, as shown in the middle diagram of FIG. 4C, the process is performed in the middle of the peaks MP1 and MP2 and MP3 and MP4 corresponding to the target pattern 37 for automatic alignment on the mask. The position of the XY table 53 and the θ orientation of the wafer stage 54 are changed so that the peaks MW1 and MW2 corresponding to the target pattern for automatic alignment on the wafer come. As described above, the positional relationship between the device pattern area 33 on the mask and the device pattern area 34 on the wafer shown in FIG.

1枚目のウエハ1に対する自動位置合わせ102の後、図2に示すように、1枚目のウエハ1に対する露光103を実行する。1枚目のウエハ1に対する露光103が完了すると、1枚目のウエハ1は、ウエハ・ステージ54の外部へ移送され、その代わりに、先と同様に2枚目のウエハ1がウエハ・ステージ54にセットされる。2枚目のウエハ1がウエハ・ステージ54にセットされると、先と同様に2枚目のウエハ1に対する自動位置合わせ104が実行される。今回は、先の手動位置合わせの位置(初期位置)が登録されているので、自動位置合わせ104の開始時、2枚目のウエハ1は、すでに初期位置に移動しているので、再度の手動位置合わせは不要である。2枚目のウエハ1に対する自動位置合わせ104が完了すると、2枚目のウエハ1に対する露光105を実行する。2枚目のウエハ1に対する露光105が完了すると、2枚目のウエハ1は、ウエハ・ステージ54の外部へ移送される。このようなサイクルを繰り返して、最後のウエハ1に対する自動位置合わせ106および露光107が完了すると、ロットに対する露光処理が完了する。   After the automatic alignment 102 with respect to the first wafer 1, exposure 103 is performed with respect to the first wafer 1 as shown in FIG. When the exposure 103 for the first wafer 1 is completed, the first wafer 1 is transferred to the outside of the wafer stage 54, and instead, the second wafer 1 is transferred to the wafer stage 54 as before. Set to When the second wafer 1 is set on the wafer stage 54, the automatic alignment 104 with respect to the second wafer 1 is executed as before. Since the previous manual alignment position (initial position) has been registered this time, the second wafer 1 has already been moved to the initial position at the start of automatic alignment 104. No alignment is necessary. When the automatic alignment 104 for the second wafer 1 is completed, the exposure 105 for the second wafer 1 is executed. When the exposure 105 for the second wafer 1 is completed, the second wafer 1 is transferred to the outside of the wafer stage 54. When such a cycle is repeated and the automatic alignment 106 and exposure 107 for the last wafer 1 are completed, the exposure processing for the lot is completed.

3.本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部である露光処理における位置合わせにおける自動サーチ範囲限定手法等の説明(主に図5から図7)
図5は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部である露光処理における自動位置合わせの模索範囲の限定手法を説明する原理説明図(図5(a)はXY平面内、図5(b)は回転方向、すなわちθ変位)である。図6は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部である露光処理における自動位置合わせの模索範囲の限定手法の第1の具体例(センサによる位置取得)を説明する装置構成図である。図7は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部である露光処理における自動位置合わせの模索範囲の限定手法の第1の具体例(ステージ位置表示データの利用)を説明する装置構成図である。これらに基づいて、本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部である露光処理における位置合わせにおける自動サーチ範囲限定手法等を説明する。
3. Description of automatic search range limiting method and the like in alignment in exposure processing, which is the main part of the method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present application (mainly FIGS. 5 to 7)
FIG. 5 is a principle explanatory view for explaining a method for limiting the search range for automatic alignment in the exposure process, which is the main part of the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present application (FIG. 5 (b) is the rotational direction, ie, θ displacement. FIG. 6 is an apparatus configuration diagram illustrating a first specific example (position acquisition by a sensor) of a method for limiting a search range for automatic alignment in exposure processing, which is a main part of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present application. It is. FIG. 7 is an apparatus for explaining a first specific example (use of stage position display data) of a method for limiting a search range for automatic alignment in exposure processing, which is a main part of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present application. It is a block diagram. Based on these, an automatic search range limiting method and the like in alignment in exposure processing, which is a main part of the method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present application, will be described.

セクション1に説明したフル・スキャン型の反射型等倍投影露光装置は、図5に示すように、高い自動運転性を確保するために、比較的広い自動模索能力可能範囲(最大模索範囲;たとえば、X方向2mm、Y方向1mm、θ方位はすでにプリ・アライメント及び手動位置合わせで相当程度整合しているので、残る模索は微小な範囲に留まる。また、θ方位は独立した次元ではない)、すなわち、自動位置合わせの模索範囲(装置の最大サーチ範囲)41を有する。しかし、このような広い自動模索能力可能範囲41の中には、往々にして、次工程のターゲット・パターン等の他の工程のウエハ上の自動位置合わせ用ターゲット・パターン39が配置されていることがある。従って、このままの状態では、ロットの2枚目以降の自動位置合わせの際に、自動位置合わせの開始点43から自動位置合わせを開始したときに、当該工程のウエハ上の自動位置合わせ用ターゲット・パターン38ではなく、他の工程のウエハ上の自動位置合わせ用ターゲット・パターン39を模索し、その誤ったターゲット・パターンに対して自動位置合わせを実行するエラーが発生する可能性がある。このような誤動作を防止するために、図5に示すように、そのような他の工程のウエハ上の自動位置合わせ用ターゲット・パターン39は模索範囲に入らず、当該工程のウエハ上の自動位置合わせ用ターゲット・パターン38は、確実に模索範囲に入るように、制限された模索範囲42(第1の模索範囲)とする。たとえば、X方向1.3mm、Y方向0.36mmとし、θ方位の範囲は、たとえば最大模索範囲のθ方位の範囲より若干小さめに設定する。   As shown in FIG. 5, the full-scan reflection-type equal-magnification projection exposure apparatus described in Section 1 has a relatively wide automatic search capability possible range (maximum search range; The X direction is 2 mm, the Y direction is 1 mm, and the θ azimuth is already aligned to a considerable extent by pre-alignment and manual alignment, so the remaining search remains in a very small range, and the θ azimuth is not an independent dimension) That is, it has a search range (maximum search range of the apparatus) 41 for automatic alignment. However, in such a wide automatic search capability possible range 41, the target pattern 39 for automatic alignment on the wafer in other processes such as the target pattern in the next process is often arranged. There is. Therefore, in this state, when the automatic alignment is started from the automatic alignment start point 43 during the automatic alignment of the second and subsequent lots, the automatic alignment target There is a possibility that an error occurs in searching for the automatic alignment target pattern 39 on the wafer in another process instead of the pattern 38 and executing automatic alignment for the erroneous target pattern. In order to prevent such a malfunction, as shown in FIG. 5, the target pattern 39 for automatic alignment on the wafer in such another process does not enter the search range, and the automatic position on the wafer in that process does not exist. The matching target pattern 38 is a limited search range 42 (first search range) so as to surely enter the search range. For example, the X direction is 1.3 mm and the Y direction is 0.36 mm, and the range of the θ direction is set slightly smaller than the range of the θ direction of the maximum search range, for example.

この制限された模索範囲42のX,Y,θの各範囲は、最大模索範囲41のX,Y,θの各範囲に内包される関係にある。すなわち、3次元空間(X,Y,θ)において、制限された模索範囲42は最大模索範囲41に内包される狭い範囲を構成する。   The X, Y, and θ ranges of the limited search range 42 are included in the X, Y, and θ ranges of the maximum search range 41. That is, in the three-dimensional space (X, Y, θ), the limited search range 42 forms a narrow range included in the maximum search range 41.

図6は、このような模索範囲の制限手法の一例を示す。図6に示すように、XYテーブル53およびウエハ・ステージ54の駆動系を含むウエハ駆動系は、ステージ位置制御系58によって制御されている。ここで、ステージ位置監視部59は、XYテーブル53に取り付けられたθ方位センサ55、X位置センサ56、およびY位置センサ57から、それぞれθ方位情報、X方向位置情報、およびY方向位置情報を取得する。そして、この取得されたデータをあらかじめ登録された制限された模索範囲42と比較して、同領域の外部へ出ると、自動的に停止信号をステージ位置制御系58に向けて送付して、ウエハ駆動系を停止するとともに、アラームを表示し、装置を停止させる。なお、アラームを表示するかわりに、自動的に他の方向又は方位を模索するように、制御してもよい。   FIG. 6 shows an example of such a search range limiting method. As shown in FIG. 6, the wafer drive system including the drive system for the XY table 53 and the wafer stage 54 is controlled by a stage position control system 58. Here, the stage position monitoring unit 59 receives θ direction information, X direction position information, and Y direction position information from the θ direction sensor 55, the X position sensor 56, and the Y position sensor 57 attached to the XY table 53, respectively. get. Then, the acquired data is compared with the limited search range 42 registered in advance, and when it goes outside the same area, a stop signal is automatically sent to the stage position control system 58, and the wafer is The drive system is stopped, an alarm is displayed, and the device is stopped. Instead of displaying an alarm, control may be performed so that another direction or direction is automatically searched.

図7は、このような模索範囲の制限手法の他の例を示す。ここでは、位置センサによりデータを取得する代わりに、ステージ位置制御系58のステージ位置表示部60の内部で発生されるステージ位置信号を利用して、ステージ位置の監視を実行している。   FIG. 7 shows another example of such a search range limiting method. Here, the stage position is monitored using a stage position signal generated inside the stage position display unit 60 of the stage position control system 58 instead of acquiring data by the position sensor.

4.本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法および、それにより製造されたパワーMISFETの説明(主に図8から図15)
図8は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法により製造されたパワーMISFETのチップ領域の上面図である。図9は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部プロセスを説明するための(図8のX−X’断面に対応しているが、上層部以外は微細なデバイス構造の繰り返し部分がほとんどのため、その単位部分のみを示す。以下同じ)デバイス断面フロー図(アルミニウム系電極パターニング完了時点)である。図10は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部プロセスを説明するためのデバイス断面フロー図(ファイナル・パッシベーション塗布)である。図11は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部プロセスを説明するためのデバイス断面フロー図(パッド開口用レジスト塗布)である。図12は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部プロセスを説明するためのデバイス断面フロー図(パッド開口用レジスト膜パターニング)である。図13は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部プロセスを説明するためのデバイス断面フロー図(ファイナル・パッシベーション膜エッチング)である。図14は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部プロセスを説明するためのデバイス断面フロー図(パッド開口用レジスト膜除去)である。図15は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部プロセスを説明するためのデバイス断面フロー図(裏面金属電極メッキ)である。これらに基づいて、本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法および、それにより製造されたパワーMISFET(パワーMOSFETを含む)を説明する。
4). Description of a semiconductor device manufacturing method according to an embodiment of the present application and a power MISFET manufactured thereby (mainly FIGS. 8 to 15)
FIG. 8 is a top view of the chip region of the power MISFET manufactured by the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present application. FIG. 9 is a diagram for explaining a main process of the manufacturing method of the semiconductor device according to the embodiment of the present application (corresponding to the XX ′ cross section of FIG. FIG. 2 is a device cross-sectional flow diagram (when aluminum-based electrode patterning is completed). FIG. 10 is a device cross-sectional flow diagram (final passivation application) for explaining a main process of the manufacturing method of the semiconductor device according to the embodiment of the present application. FIG. 11 is a device cross-sectional flow diagram (pad opening resist application) for explaining a main process of the manufacturing method of the semiconductor device according to the embodiment of the present application. FIG. 12 is a device cross-sectional flow diagram (pad opening resist film patterning) for explaining a main process of the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present application. FIG. 13 is a device cross-sectional flow diagram (final passivation film etching) for explaining a main process of the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present application. FIG. 14 is a device cross-sectional flow diagram (removal of resist film for pad opening) for explaining the main process of the manufacturing method of the semiconductor device according to one embodiment of the present application. FIG. 15 is a device cross-sectional flow diagram (rear surface metal electrode plating) for explaining a main process of the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present application. Based on these, a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present application and a power MISFET (including a power MOSFET) manufactured thereby will be described.

まず、デバイスの上面構造を説明する。図8に示すように、ウエハ・プロセスがほぼ完了した段階では、チップ領域10のほとんどは、ポリイミド膜等のファイナル・パッシベーション膜19に覆われている。チップ領域10の中央部には、ソース電極開口20が設けられている。また、チップ領域10の端部にはゲート電極開口23が設けられている。   First, the upper surface structure of the device will be described. As shown in FIG. 8, when the wafer process is almost completed, most of the chip region 10 is covered with a final passivation film 19 such as a polyimide film. A source electrode opening 20 is provided at the center of the chip region 10. A gate electrode opening 23 is provided at the end of the chip region 10.

次に、デバイスの断面構造を説明する。図9に示すように、ドレイン領域であるn+型単結晶シリコン基板1上に、ドリフト領域であるn−型エピタキシャル層11が形成されている。n−型エピタキシャル層11のデバイス表面領域には、P型ボディ領域12が形成されており、その表面領域の中にN型ソース領域15およびP型ボディ・コンタクト領域14が形成されている。n−型エピタキシャル層11の表面上には、ゲート絶縁膜22を介して、ポリシリコン・ゲート電極16が形成されており、このポリシリコン・ゲート電極16の上方及び側方はCVD酸化シリコン膜等の層間絶縁膜17で被覆されている。この層間絶縁膜17およびn−型エピタキシャル層11の表面上には、アルミニウム系の金属電極膜等(同一層でゲート・メタル外部電極を構成している)からなるソース電極18が形成されている。   Next, the cross-sectional structure of the device will be described. As shown in FIG. 9, an n − type epitaxial layer 11 that is a drift region is formed on an n + type single crystal silicon substrate 1 that is a drain region. A P-type body region 12 is formed in the device surface region of the n − -type epitaxial layer 11, and an N-type source region 15 and a P-type body contact region 14 are formed in the surface region. A polysilicon gate electrode 16 is formed on the surface of the n − type epitaxial layer 11 with a gate insulating film 22 interposed therebetween. Above and on the side of the polysilicon gate electrode 16 is a CVD silicon oxide film or the like. The interlayer insulating film 17 is covered. On the surface of the interlayer insulating film 17 and the n − type epitaxial layer 11, a source electrode 18 made of an aluminum-based metal electrode film or the like (a gate / metal external electrode is formed by the same layer) is formed. .

以下、製造プロセスの要部(パッド開口を中心に)を順次説明する。図10に示すように、金属電極膜18上に、ファイナル・パッシベーション膜であるポリイミド膜19を塗布する。次に、図11に示すように、ポリイミド膜19の上に、フォトレジスト膜21を塗布する。このフォトレジスト膜21を先行するセクションに説明したように露光し、現像することで、図12に示すような、レジスト膜パターン21を得る。次に図13に示すように、レジスト膜パターン21をエッチングマスクとして、ポリイミド膜19をエッチングして、ソース電極開口20を形成する。その後、図14に示すように、不要なレジスト膜21を除去する。最後に、ウエハ1の裏面に金等の電極金属13をメッキする。   Hereinafter, the main part of the manufacturing process (centering on the pad opening) will be sequentially described. As shown in FIG. 10, a polyimide film 19 that is a final passivation film is applied on the metal electrode film 18. Next, as shown in FIG. 11, a photoresist film 21 is applied on the polyimide film 19. By exposing and developing the photoresist film 21 as described in the preceding section, a resist film pattern 21 as shown in FIG. 12 is obtained. Next, as shown in FIG. 13, using the resist film pattern 21 as an etching mask, the polyimide film 19 is etched to form a source electrode opening 20. Thereafter, as shown in FIG. 14, the unnecessary resist film 21 is removed. Finally, an electrode metal 13 such as gold is plated on the back surface of the wafer 1.

5.サマリ
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
5). Summary The invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited thereto, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the scope of the invention.

例えば、前記実施の形態では、パワーMISFETのパッド開口工程に適用した場合を具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、パワーMISFETのその他の工程(たとえば、アルミニウム系電極パターニング)、その他の単体および半導体集積回路装置の同様な工程およびその他の工程にも適用できることは言うまでもない。   For example, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the pad opening process of the power MISFET has been specifically described. However, the present invention is not limited thereto, and other processes of the power MISFET (for example, aluminum-based electrode patterning). Needless to say, the present invention can be applied to other similar processes and other processes of a single unit and a semiconductor integrated circuit device.

本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法に使用する反射型等倍投影露光装置の投影光学系の概要を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline | summary of the projection optical system of the reflection type equal magnification projection exposure apparatus used for the manufacturing method of the semiconductor device of one embodiment of this application. 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハ・ロットに対する露光処理の流れを示すブロック・フロー図である。FIG. 6 is a block flow diagram showing a flow of exposure processing for a wafer lot in a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present application. 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部である露光処理におけるウエハ、マスク等の上面図(図3(a))、手動位置合わせ用ターゲット・パターンの平面図(図3(b))およびウエハ・ステージ、XYテーブル等の動作を説明するための装置斜視図(図3(c))である。FIG. 3A is a top view of a wafer, a mask, and the like in an exposure process, which is a main part of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present application, and FIG. )) And a perspective view of the apparatus for explaining the operation of the wafer stage, the XY table, etc. (FIG. 3C). 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部である露光処理におけるウエハ、マスク等の上面図(図3(a))、自動位置合わせ用ターゲット・パターンの平面図(図3(b))および自動位置合わせ用ターゲット・パターンをレーザ・ビームでスキャンした際の検出波形図(図3(c))である。FIG. 3A is a top view of a wafer, a mask, and the like in an exposure process, which is a main part of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present application, and FIG. And FIG. 3C is a detection waveform diagram when the automatic alignment target pattern is scanned with a laser beam. 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部である露光処理における自動位置合わせの模索範囲の限定手法を説明する原理説明図(図5(a)はXY平面内、図5(b)は回転方向、すなわちθ変位)である。FIG. 5A is a principle explanatory view for explaining a method for limiting a search range for automatic alignment in exposure processing, which is a main part of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present application. ) Is the rotational direction, ie, θ displacement). 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部である露光処理における自動位置合わせの模索範囲の限定手法の第1の具体例(センサによる位置取得)を説明する装置構成図である。It is an apparatus block diagram explaining the 1st specific example (position acquisition by a sensor) of the limiting method of the search range of the automatic alignment in the exposure process which is the principal part of the manufacturing method of the semiconductor device of one embodiment of this application. 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部である露光処理における自動位置合わせの模索範囲の限定手法の第1の具体例(ステージ位置表示データの利用)を説明する装置構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the apparatus block diagram explaining the 1st specific example (use of stage position display data) of the limitation method of the search range of the automatic alignment in the exposure process which is the principal part of the manufacturing method of the semiconductor device of one embodiment of this application is there. 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法により製造されたパワーMISFETのチップ領域の上面図である。It is a top view of the chip | tip area | region of power MISFET manufactured by the manufacturing method of the semiconductor device of one embodiment of this application. 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部プロセスを説明するための(図8のX−X’断面に対応しているが、上層部以外は微細なデバイス構造の繰り返し部分がほとんどのため、その単位部分のみを示す。以下同じ)デバイス断面フロー図(アルミニウム系電極パターニング完了時点)である。FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line XX ′ in FIG. 8 for explaining the main process of the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention. Therefore, only the unit portion is shown. The same applies hereinafter) Device cross-sectional flow diagram (when aluminum-based electrode patterning is completed). 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部プロセスを説明するためのデバイス断面フロー図(ファイナル・パッシベーション塗布)である。It is a device section flow figure (final passivation application) for explaining the principal part process of the manufacturing method of the semiconductor device of one embodiment of this application. 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部プロセスを説明するためのデバイス断面フロー図(パッド開口用レジスト塗布)である。It is a device section flow figure (resist application for pad opening) for explaining the principal part process of the manufacturing method of the semiconductor device of one embodiment of this application. 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部プロセスを説明するためのデバイス断面フロー図(パッド開口用レジスト膜パターニング)である。It is a device section flow figure (resist film patterning for pad opening) for explaining the principal part process of the manufacturing method of the semiconductor device of one embodiment of this application. 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部プロセスを説明するためのデバイス断面フロー図(ファイナル・パッシベーション膜エッチング)である。It is a device section flow figure (final passivation film etching) for explaining the principal part process of the manufacturing method of the semiconductor device of one embodiment of this application. 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部プロセスを説明するためのデバイス断面フロー図(パッド開口用レジスト膜除去)である。It is a device section flow figure (resist film removal for pad opening) for explaining the principal part process of the manufacturing method of the semiconductor device of one embodiment of this application. 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部プロセスを説明するためのデバイス断面フロー図(裏面金属電極メッキ)である。It is a device cross section flow figure (back surface metal electrode plating) for demonstrating the principal part process of the manufacturing method of the semiconductor device of one embodiment of this application.

符号の説明Explanation of symbols

1 ウエハ(またはN型半導体基板)
1a ウエハの第1の主面(半導体基板のデバイス面または積層構造を含むウエハの最上面)
2 マスク
2a マスクのパターン面
3 反射型等倍投影露光装置
4 円弧スリット状照明光束
5 台形ミラー
6 凹面鏡
7 凸面鏡
8 光軸(理想化した光軸を含む)
9 マスク及びウエハのスキャン方向
10 半導体チップまたはチップ領域
11 N型エピタキシャル層(N型ドリフト領域)
12 チャネル領域(または、その一部がチャネル領域を構成するチャネルP型不純物領域またはP型ボディ領域)
13 ドレイン電極(ドレイン電極金属膜)
14 P型ボディ・コンタクト領域
15 N型ソース領域
16 ゲート電極
17 層間絶縁膜
18 ソース電極
19 ファイナル・パッシベーション膜
20 ソース電極開口(またはソース・パッド)
21 レジスト膜
22 ゲート絶縁膜
23 ゲート電極開口(またはゲート・パッド)
31a,31b マスク上の位置合わせ用ターゲット・パターン配置領域
32a,32b ウエハ上の位置合わせ用ターゲット・パターン配置領域
33 マスク上のデバイス・パターン領域
34 ウエハ上のデバイス・パターン領域
35 マスク上の手動位置合わせ用ターゲット・パターン
36 ウエハ上の手動位置合わせ用ターゲット・パターン
37 マスク上の自動位置合わせ用ターゲット・パターン
38 当該工程のウエハ上の自動位置合わせ用ターゲット・パターン
39 他の工程のウエハ上の自動位置合わせ用ターゲット・パターン
40 レーザ・ビーム・スキャン経路(またはレーザ・ビーム)
41 自動位置合わせの模索範囲(装置の最大サーチ範囲)
42 制限された模索範囲(第1の模索範囲)
43 自動位置合わせの開始点
51 Xテーブル
52 Yテーブル
53 XYテーブル
54 ウエハ・ステージ
54a ウエハ・ステージの主面
55 θ位置センサ
56 X位置センサ
57 Y位置センサ
58 ステージ位置制御部
59 ステージ位置監視部
60 ステージ位置表示部
101 1枚目のウエハに対する手動位置合わせ
102 1枚目のウエハに対する自動位置合わせ
103 1枚目のウエハに対する露光
104 2枚目のウエハに対する自動位置合わせ
105 2枚目のウエハに対する露光
106 ロットの最終ウエハに対する自動位置合わせ
107 ロットの最終ウエハに対する露光
MP1,MP2,MP3,MP4 マスク上の自動位置合わせターゲット・パターンによる検出信号のピーク
MW1,MW2 ウエハ上の自動位置合わせターゲット・パターンによる検出信号のピーク
θ 水平面内の回転
X X軸方向の移動
Y Y軸方向の移動
1 Wafer (or N-type semiconductor substrate)
1a First main surface of wafer (device surface of semiconductor substrate or uppermost surface of wafer including laminated structure)
2 Mask 2a Pattern surface of mask 3 Reflective equal-magnification projection exposure apparatus 4 Arc slit illumination light beam 5 Trapezoidal mirror 6 Concave mirror 7 Convex mirror 8 Optical axis (including idealized optical axis)
9 Scan direction of mask and wafer 10 Semiconductor chip or chip region 11 N type epitaxial layer (N type drift region)
12 channel region (or channel P-type impurity region or P-type body region, part of which constitutes the channel region)
13 Drain electrode (drain electrode metal film)
14 P-type body contact region 15 N-type source region 16 Gate electrode 17 Interlayer insulating film 18 Source electrode 19 Final passivation film 20 Source electrode opening (or source pad)
21 resist film 22 gate insulating film 23 gate electrode opening (or gate pad)
31a, 31b Target pattern arrangement area for alignment on mask 32a, 32b Target pattern arrangement area for alignment on wafer 33 Device pattern area on mask 34 Device pattern area on wafer 35 Manual position on mask Target pattern for alignment 36 Target pattern for manual alignment on a wafer 37 Target pattern for automatic alignment on a mask 38 Target pattern for automatic alignment on a wafer in the process 39 Automatic on a wafer in another process Target pattern for alignment 40 Laser beam scan path (or laser beam)
41 Search range for automatic alignment (maximum search range of the device)
42 Limited search range (first search range)
43 Automatic Positioning Start Point 51 X Table 52 Y Table 53 XY Table 54 Wafer Stage 54a Main Surface of Wafer Stage 55 θ Position Sensor 56 X Position Sensor 57 Y Position Sensor 58 Stage Position Control Unit 59 Stage Position Monitoring Unit 60 Stage position display unit 101 Manual alignment for the first wafer 102 Automatic alignment for the first wafer 103 Exposure for the first wafer 104 Automatic alignment for the second wafer 105 Exposure for the second wafer 106 Automatic alignment for the final wafer of the lot 107 Exposure to the final wafer of the lot MP1, MP2, MP3, MP4 Detection signal peak by the automatic alignment target pattern on the mask MW1, MW2 Automatic alignment on the wafer Peak of detection signal by target pattern θ Rotation in horizontal plane X Movement in X-axis direction Y Movement in Y-axis direction

Claims (5)

以下の工程を含む半導体装置の製造方法:
(a)等倍投影露光装置内に設けられたウエハ・ステージ上に、ウエハをその第1の主面が外向きになるように、セットする工程;
(b)前記工程(a)の後、前記ウエハ・ステージ上の前記ウエハの前記第1の主面上の自動位置合わせ用ターゲット・パターンを自動的にサーチする工程;
(c)前記工程(b)の後、前記ウエハ・ステージ上の前記ウエハの前記第1の主面上の前記自動位置合わせ用ターゲット・パターンを用いて、自動位置合わせを実行する工程;
(d)前記工程(c)の後、前記等倍投影露光装置内にセットされたマスク上のデバイス・パターンを、前記ウエハ・ステージ上の前記ウエハの前記第1の主面上のレジスト膜に、光学的に投影する工程、
ここで、前記工程(b)における前記自動位置合わせ用ターゲット・パターンの自動サーチは、前記等倍投影露光装置の自動位置合わせにおいて可能な最大模索範囲よりも狭い第1の模索範囲で行われる。
A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) a step of setting the wafer on a wafer stage provided in the 1 × projection exposure apparatus so that the first main surface thereof faces outward;
(B) after the step (a), automatically searching for a target pattern for automatic alignment on the first main surface of the wafer on the wafer stage;
(C) after the step (b), performing automatic alignment using the automatic alignment target pattern on the first main surface of the wafer on the wafer stage;
(D) After the step (c), the device pattern on the mask set in the equal magnification projection exposure apparatus is applied to the resist film on the first main surface of the wafer on the wafer stage. Optically projecting,
Here, the automatic search of the target pattern for automatic alignment in the step (b) is performed in the first search range narrower than the maximum search range possible in the automatic alignment of the equal magnification projection exposure apparatus.
前記1項の半導体装置の製造方法において、前記第1の模索範囲は、θ、X,およびY軸方向の全てにおいて、前記最大模索範囲よりも狭い。     In the method of manufacturing a semiconductor device according to the item 1, the first search range is narrower than the maximum search range in all the θ, X, and Y axis directions. 前記1項の半導体装置の製造方法において、前記等倍投影露光装置は、反射型投影露光装置である。     In the method of manufacturing a semiconductor device according to the item 1, the equal magnification projection exposure apparatus is a reflection type projection exposure apparatus. 前記1項の半導体装置の製造方法において、前記工程(b)における前記自動サーチ範囲の制限は、θ、X,およびY軸方向の位置をセンサで検出することによって行われる。     In the method of manufacturing a semiconductor device according to the item 1, the restriction of the automatic search range in the step (b) is performed by detecting a position in the θ, X, and Y axis directions with a sensor. 前記1項の半導体装置の製造方法において、前記工程(b)における前記自動サーチ範囲の制限は、θ、X,およびY軸方向の位置をそれらの位置制御系からのデータを監視することによって行われる。     In the method of manufacturing a semiconductor device according to the item 1, the automatic search range is limited in the step (b) by monitoring the positions in the θ, X, and Y axis directions by monitoring data from their position control systems. Is called.
JP2008231893A 2008-09-10 2008-09-10 Method for manufacturing semiconductor device Withdrawn JP2010067743A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008231893A JP2010067743A (en) 2008-09-10 2008-09-10 Method for manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008231893A JP2010067743A (en) 2008-09-10 2008-09-10 Method for manufacturing semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010067743A true JP2010067743A (en) 2010-03-25

Family

ID=42193087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008231893A Withdrawn JP2010067743A (en) 2008-09-10 2008-09-10 Method for manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010067743A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012013841A (en) * 2010-06-30 2012-01-19 Toppan Printing Co Ltd Exposure device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012013841A (en) * 2010-06-30 2012-01-19 Toppan Printing Co Ltd Exposure device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0466335B1 (en) Process of manufacturing semiconductor devices
US6897956B2 (en) Apparatus and method for measuring alignment accuracy, as well as method and system for manufacturing semiconductor device
KR101487597B1 (en) Tool induced shift reduction determination for overlay metrology
JP2008053618A (en) Exposure apparatus and method therefor, as well as device manufacturing method using exposure apparatus
JP2008066381A (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
TWI502676B (en) Semiconductor wafers with pre-alignment patterns and methods for pre-aligning semiconductor wafer
US20060078808A1 (en) Method for measuring overlay and overlay mark used therefor
JP2005101455A (en) Positioning apparatus
US20050025352A1 (en) Position detecting method
JP2010067743A (en) Method for manufacturing semiconductor device
US9134628B2 (en) Overlay mark and application thereof
JP2009099873A (en) Exposure device and device manufacturing method
TW202024785A (en) Determination method, exposure method, exposure apparatus, and method of manufacturing article both ensuring overlay accuracy of the upper and lower layers and joint accuracy of the adjacent irradiation regions in an optical lithography process
JP2000306822A (en) Manufacture of semiconductor device
JP2010283157A (en) Aligner and device manufacturing method
TWI288465B (en) An alignment structure
JP2006278799A (en) Positioning method and device manufacturing method employing the same
JPH104044A (en) Method for detecting pattern, method for detecting alignment mark and optical apparatus using the methods
JP2008192809A (en) Method for inspecting semiconductor substrate
JP2003059808A (en) Method of exposure and method for manufacturing device
US11651985B2 (en) Alignment system and alignment mark
JP2008091367A (en) Superposition inspecting method
KR100408722B1 (en) Stepper alignment mark
KR0139702B1 (en) A semiconductor device, method for manufacturing thereof, and alignment method
US6730528B1 (en) Mask set for measuring an overlapping error and method of measuring an overlapping error using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20100527

A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20111206