JP2013142777A - Exposure method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、同じ形状のパターンが縦横に繰り返して複数形成されたマスクを介してワークに露光光を照射し、ワーク上にパターンを形成する露光方法に関し、特に、特別なアライメントマーク用いずにマスクとワークの位置合せを行い、マスクパターンをワーク上に露光する露光方法に関するものである。 The present invention relates to an exposure method for forming a pattern on a workpiece by irradiating the workpiece with exposure light through a mask in which a plurality of patterns having the same shape are formed vertically and horizontally, and in particular, a mask without using special alignment marks. And an exposure method for aligning the workpiece and exposing the mask pattern onto the workpiece.
半導体素子、LED素子、プリント基板、液晶基板等のパターンをフォトリソグラフィにより製造する工程においては、露光装置が使用される。露光装置は、マスクパターンを形成したマスクと、そのパターンが転写されるワークを所定の位置関係に位置合わせし、その後、マスクを介して露光光を含む光を照射する。これにより、マスクパターンがワークに転写(露光)される。
図6は、従来の露光装置の構成例を示す図である。
図6に示すように、露光装置は、露光光を出射する光照射部1、パターンが形成されたマスクMを保持するマスクステージMS、露光処理を行うワークWを保持するワークステージWS、マスクMのパターンをワークステージWS上のワークWに投影する投影レンズ2、などから構成される。
マスクMには、ワークWとの位置合せを行うためのマスクアライメントマーク(マスクマーク)MAMや、ワークWに露光されるパターン(マスクパターン)MPが形成されている。マスクパターンMPは、同じ形状の素子のパターンがスクライブラインと呼ばれる境界線を挟んで繰り返して複数形成されたものである。
An exposure apparatus is used in a process of manufacturing a pattern of a semiconductor element, an LED element, a printed board, a liquid crystal board, or the like by photolithography. The exposure apparatus aligns the mask on which the mask pattern is formed and the work to which the pattern is transferred in a predetermined positional relationship, and then irradiates light including exposure light through the mask. As a result, the mask pattern is transferred (exposed) to the workpiece.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a conventional exposure apparatus.
As shown in FIG. 6, the exposure apparatus includes a light irradiation unit 1 that emits exposure light, a mask stage MS that holds a mask M on which a pattern is formed, a work stage WS that holds a workpiece W that performs exposure processing, and a mask M. The projection lens 2 that projects this pattern onto the workpiece W on the workpiece stage WS, and the like.
On the mask M, a mask alignment mark (mask mark) MAM for alignment with the workpiece W and a pattern (mask pattern) MP exposed to the workpiece W are formed. The mask pattern MP is a pattern in which a plurality of element patterns having the same shape are repeatedly formed across a boundary line called a scribe line.
ワークWにも、マスクMとの位置合せを行うためのワークアライメントマーク(ワークマーク)WAMが形成されている。マスクマークMAMとワークマークWAMは、マスクMとワークWにそれぞれ2ヶ所以上形成される。
投影レンズ2とワークステージWSの間には、同図の矢印方向に移動可能なアライメント顕微鏡10が、マスクマークMAMおよびワークマークWAMの数に合わせて複数個所に設けられている。アライメント顕微鏡10は、検出対象であるマスクマークMAMやワークマークWAMを所定の倍率で拡大する複数のレンズ10a、このレンズにより拡大されたマスクマークMAM像やワークマークWAM像を受像するCCDカメラ10b、ハーフミラー10c等を備える。
Also on the work W, a work alignment mark (work mark) WAM for alignment with the mask M is formed. Two or more mask marks MAM and work marks WAM are formed on the mask M and the work W, respectively.
Between the projection lens 2 and the work stage WS, alignment microscopes 10 that are movable in the direction of the arrows in the figure are provided at a plurality of locations according to the number of mask marks MAM and work marks WAM. The alignment microscope 10 includes a plurality of lenses 10a for enlarging the detection target mask mark MAM and work mark WAM at a predetermined magnification, and a CCD camera 10b for receiving the mask mark MAM image and work mark WAM image enlarged by the lens. A
マスクパターンMPをワークW上に露光する前に、アライメント顕微鏡10を図示の位置に挿入し、マスクマークMAMとワークマークWAMとを検出し、両者の位置関係に基にマスクMとワークWの位置合わせを行う。位置合せ後、アライメント顕微鏡10は、ワークW上から退避する。なお、図6においては、複数個所設けられている内の一つのアライメント顕微鏡のみを示す。
マスクステージMSにはマスクステージ駆動機構3が、ワークステージWSにはワークステージ移動機構4が取り付けられている。マスクステージ駆動機構3とワークステージ移動機構4は、それぞれ、マスクステージMSとワークステージWSを、ステージの平面内のXY方向(図面左右および手前奥)、ステージ面に垂直なZ方向(上下方向)、ステージ面に垂直な軸を中心としたθ回転方向に移動させる。
なお、露光装置の中には投影レンズを備えないものもある。
Before the mask pattern MP is exposed on the workpiece W, the alignment microscope 10 is inserted into the position shown in the figure, the mask mark MAM and the workpiece mark WAM are detected, and the positions of the mask M and the workpiece W are determined based on the positional relationship between them. Align. After the alignment, the alignment microscope 10 is retracted from the workpiece W. In FIG. 6, only one alignment microscope among a plurality of places is shown.
A mask
Some exposure apparatuses do not include a projection lens.
図7は、露光処理が行われるワークWを露光処理が行われる側から見た図である。ここでは、円形のサファイア基板(ワーク)上に複数のLED素子を形成する場合を例にして説明する。
ワークW上に形成されるLED素子100は、一辺が0.5mm〜3mm程度の四角形状で、ワーク全面を埋め尽くすようにして形成される。各素子パターン(チップ)はスクライブラインSLと呼ばれる境界線により区分されている。完成したLED素子100は、このスクライブラインSLで切り離されて個々のLED素子になる。
なお、図7においては、スクライブラインSLのみを示し、その中に形成されるLED素子100のパターンは省略して示している。また、各チップの大きさは、実際はもっと小さいが、ここではわかりやすいように大きく示している。
同図に示すように、LED素子100はワークWの全面に形成されるが、ウエハ周辺部には、素子が途中で切れているチップが生じる(図中斜線部)。このようなチップは、素子として完成しないのでLED素子として使用できず、捨てられる部分である。
FIG. 7 is a view of the workpiece W on which the exposure process is performed as viewed from the side on which the exposure process is performed. Here, a case where a plurality of LED elements are formed on a circular sapphire substrate (work) will be described as an example.
The LED element 100 formed on the workpiece W is a quadrangular shape having a side of about 0.5 mm to 3 mm, and is formed so as to fill the entire surface of the workpiece. Each element pattern (chip) is divided by a boundary line called a scribe line SL. The completed LED element 100 is cut off by the scribe line SL to become individual LED elements.
In FIG. 7, only the scribe line SL is shown, and the pattern of the LED element 100 formed therein is omitted. In addition, the size of each chip is actually smaller, but is shown here large for easy understanding.
As shown in the figure, the LED element 100 is formed on the entire surface of the workpiece W, but a chip in which the element is cut halfway occurs in the peripheral portion of the wafer (shaded portion in the figure). Since such a chip is not completed as an element, it cannot be used as an LED element and is a discarded part.
上記したように、ワークWにはワークマークWAMが複数個所に形成されている。図7においては、黒丸(●)形のワークマークWAMが2ヶ所に形成されている。
図8、図9、図10を使って、マスクMとワークWの位置合せと露光の手順を説明する。
図8(a)はマスクMであり、図8(b)はワークWである。マスクMには、スクライブラインSL、スクライブラインSLに囲まれた中にL字形のマスクパターンMP、そして2個のマスクマークMAMが形成されている。同図においてマスクマークMAMは円環(○)形状のマークであり、これをマスクマークとして露光装置の制御部11に登録する。
ワークWにも、スクライブラインSLや、マスクマークMAMに対応する位置に2個ののワークマークWAMが形成されている。同図においてワークマークWAMは黒丸(●)形状であり、これをワークマークとして露光装置の制御部11に登録する。
As described above, the workpiece W is formed with a plurality of workpiece marks WAM. In FIG. 7, black circle (●) -shaped work marks WAM are formed at two locations.
The alignment and exposure procedures of the mask M and the workpiece W will be described with reference to FIGS.
8A shows the mask M, and FIG. 8B shows the work W. The mask M is formed with a scribe line SL, an L-shaped mask pattern MP surrounded by the scribe line SL, and two mask marks MAM. In the figure, a mask mark MAM is an annular (o) -shaped mark, which is registered in the control unit 11 of the exposure apparatus as a mask mark.
Also on the work W, two work marks WAM are formed at positions corresponding to the scribe line SL and the mask mark MAM. In the figure, a work mark WAM has a black circle (●) shape, and this is registered in the control unit 11 of the exposure apparatus as a work mark.
図9(c)に示すようにマスクステージMSに保持されたマスクMのマスクマークM
AMと、ワークステージWSに保持されたワークWのワークマークWAMを、アライメント顕微鏡10を用いて検出し、マスクMとワークWの位置合せを行う。本図では、円環状のマスクマークMAMの中心と、黒丸形状のワークマークWAMの中心が一致するように、ワークW(またはマスクM、またはその両方)を移動する。
図9(d)に示すように、マスクとワークの位置合せ終了後、ワークWの形状に合わせた露光光を、マスクMと投影レンズ2を介してワークWに照射する。同図において、斜線網掛けをしている範囲が、露光光が照射されている領域(光照射領域)である。
As shown in FIG. 9C, the mask mark M of the mask M held on the mask stage MS.
The workpiece mark WAM of the workpiece W held on the workpiece stage WS is detected using the alignment microscope 10, and the mask M and the workpiece W are aligned. In this figure, the workpiece W (or the mask M or both) is moved so that the center of the annular mask mark MAM and the center of the black circle-shaped workpiece mark WAM coincide.
As shown in FIG. 9D, after the alignment of the mask and the work is completed, the work W is irradiated with the exposure light matched to the shape of the work W through the mask M and the projection lens 2. In the figure, the shaded area is the area where the exposure light is irradiated (light irradiation area).
図10(e)に示すように、ワークWのスクライブラインSLの内側にL字形のマスクパターンMPが露光される。同図において、黒塗りのL字が形成されているチップがLED素子の製品となるチップであり、白抜きのL字が形成されているチップは、欠けていて製品とはならないチップである。この場合70個のチップが製品となる。
なお、特許文献1には、上記のような、マスクに形成したアライメントマークと、ワークに形成したアライメントマークを用いて、マスクとワークの位置合せを行う位置合せ方法および位置合せ装置が記載されている。
As shown in FIG. 10E, an L-shaped mask pattern MP is exposed inside the scribe line SL of the workpiece W. In the figure, a chip with a black L-shape is a chip that is a product of an LED element, and a chip with a white L-shape is a chip that is missing and does not become a product. In this case, 70 chips are products.
Patent Document 1 describes an alignment method and an alignment apparatus for aligning a mask and a workpiece using the alignment mark formed on the mask and the alignment mark formed on the workpiece as described above. Yes.
上記したようにワークマークWAMは、ワークWの面内に複数形成される。しかし、図7や図10からもわかるように、ワークマークWAMを形成した場所にはLED素子を形成することができない。即ち、ワークマークWAMを設ける個数(少なくとも2ヶ所、場合によってはそれ以上)分、1枚のワークWから完成するLED素子の数が減る。
最近、LED素子を製造するユーザーから、1枚のワークからできるだけ多くのLED素子の形成するために、ワークにワークマークを形成しないで、(すなわち、マスクにもアライメントマークを形成することなく)、マスクとワークの位置合せを行いたいという要望が出てくるようになった。
本発明は、上記事情に基づきなされたものであって、本発明の目的は、ワークやマスクにアライメントマークを形成することなくマスクとワークの位置合せを行い、ワークにできるだけ多くの素子パターン(チップ)が形成できるようにすることである。
As described above, a plurality of work marks WAM are formed in the plane of the work W. However, as can be seen from FIGS. 7 and 10, the LED element cannot be formed at the place where the work mark WAM is formed. That is, the number of LED elements to be completed from one workpiece W is reduced by the number of workpiece marks WAM provided (at least two, or more in some cases).
Recently, in order to form as many LED elements as possible from a single work from a user who manufactures LED elements, without forming work marks on the work (that is, without forming alignment marks on the mask), There is a demand to align the mask and workpiece.
The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to align the mask and the workpiece without forming an alignment mark on the workpiece or the mask, and to make as many element patterns (chips) as possible on the workpiece. ) Can be formed.
この要望に応えるために、発明者は鋭意検討し、ワークに形成されているスクライブラインのように縦横に複数形成されたパターンを用いて位置合せを行うことを考えた。
上記したように、ワークには完成した複数の素子(チップ)を切り離すためのスクライブライン(ダイシングライン、スクライブストリートともいう)が碁盤目状(縦横)に形成されている。例えば、この素子(チップ)を取り囲むスクライブラインの四角い形状をアライメントマークとして利用し、マスクとワークの位置合せを行う。このようにすれば、従来ワークマークを形成していた部分にもLED素子等のパターンを形成することができ、ウエハ1枚あたりに形成されるLED素子等の素子の数を増やすことができる。
In order to meet this demand, the inventor diligently studied and considered to perform alignment using a plurality of patterns formed vertically and horizontally like a scribe line formed on a workpiece.
As described above, scribe lines (also called dicing lines or scribe streets) for separating a plurality of completed elements (chips) are formed in a grid pattern (vertical and horizontal) on the workpiece. For example, the square shape of the scribe line surrounding this element (chip) is used as an alignment mark to align the mask and the workpiece. In this way, patterns such as LED elements can be formed on the portion where the conventional work mark has been formed, and the number of elements such as LED elements formed per wafer can be increased.
しかし、スクライブライン等のワーク上に縦横に複数形成されたパターンをアライメントマークとして使用する場合、次のような問題がある。
ワークは、ワークを吸着保持して搬送するワーク搬送機構を使って運ばれてワークステージ上に置かれる。ワークは、ワーク搬送機構より運ばれる前に、ワークのエッジ位置をセンサにより検出したり、ワークのエッジをピンに押し当てたりして、エッジを基準にしてワークの中心位置の位置出しがされ、その中心位置がワークステージに対して大きな位置ずれが生じないようにして置かれる。この位置出しの主な理由は、アライメント顕微鏡の視野内にワークマークが確実に入るようにするためである。
しかし、このようなワークのエッジを基準にしたような位置出しには、ワークの大きさの誤差や、ワーク搬送機構の動作精度や再現性が原因で、ワークステージ上にワークを置いたときに0.5mm〜1mm程度の位置ずれが生じることがある。
そのため、スクライブライン等の縦横に複数形成されているパターンをワークマークとして使用する場合、ワークの全面には同じパターンが連続して形成されていることから、例えば、ワークに形成される素子の大きさ(例えばスクライブラインが作る四角の大きさ)が0.5mm□で、ワークをワークステージに置くのに0.5mm位置ずれが生じると、アライメント顕微鏡の視野内には、本来位置合せを行うべきパターンの隣のパターンが入り、このパターンをワークマークとして検出してしまう。
このように、隣のパターンをワークマークとして使ってマスクとワークの位置合せを行うと、露光光を照射する領域が1パターン分(1素子分)隣にずれるので、ワークには光が照射されない領域ができてしまうことになる。
However, when a plurality of patterns formed vertically and horizontally on a work such as a scribe line are used as alignment marks, there are the following problems.
The workpiece is carried using a workpiece conveyance mechanism that conveys the workpiece by sucking and holding the workpiece and placed on the workpiece stage. Before the workpiece is transported from the workpiece transfer mechanism, the edge position of the workpiece is detected by a sensor, or the edge of the workpiece is pressed against a pin, and the center position of the workpiece is positioned based on the edge. The center position is set so as not to cause a large positional shift with respect to the work stage. The main reason for this positioning is to ensure that the work mark is within the field of view of the alignment microscope.
However, such positioning based on the edge of the workpiece is caused when the workpiece is placed on the workpiece stage due to the error in the size of the workpiece or the operation accuracy and repeatability of the workpiece transfer mechanism. A positional shift of about 0.5 mm to 1 mm may occur.
Therefore, when using a plurality of patterns formed vertically and horizontally such as scribe lines as work marks, the same pattern is continuously formed on the entire surface of the work. If the size (for example, the size of the square formed by the scribe line) is 0.5 mm □ and the workpiece is placed on the work stage with a displacement of 0.5 mm, alignment should be performed within the field of view of the alignment microscope. A pattern next to the pattern enters and this pattern is detected as a work mark.
Thus, when the mask and the work are aligned using the adjacent pattern as a work mark, the area irradiated with the exposure light is shifted to the next by one pattern (one element), so that the work is not irradiated with light. An area will be created.
この問題を解決するために、本発明者は、マスクに形成するマスクパターンを、従来に比べて、外側に少なくとも一周分(縦横に一列ずつ)多く作り、また、露光光を照射する領域を、増やしたマスクパターンに合わせて、ワークに対して縦横に少なくともパターン(素子(チップ))の1列分大きく(広く)した。
そして、位置合わせをして露光する際には、マスクの繰り返し形成されている複数のパターンの内の任意のパターンと、このパターンに対応する位置に形成されたワーク上のパターンとの位置合わせを行い、上記マスクを介してワークに対して、パターンの1列分大きくして露光光を照射する。
これにより、マスクとワークの位置合せ時に、ワークの位置が1素子分隣にずれても、ワーク上に露光光の照射されない領域が生じず、ワーク上の全領域に対して、マスクを介した露光光が照射され、素子パターンが形成される。
In order to solve this problem, the present inventor made a mask pattern to be formed on the mask more than the conventional one by at least one round (one by one row in the vertical and horizontal directions), and a region for irradiating the exposure light, In accordance with the increased mask pattern, the pattern was made larger (wider) by at least one pattern (element (chip)) in the vertical and horizontal directions with respect to the workpiece.
Then, when aligning and exposing, alignment between an arbitrary pattern among a plurality of patterns formed repeatedly on the mask and a pattern on a work formed at a position corresponding to this pattern is performed. Then, the workpiece is irradiated with exposure light through the mask with the pattern enlarged by one column.
Thereby, even when the position of the workpiece is shifted by one element when the mask and the workpiece are aligned, an area where the exposure light is not irradiated does not occur on the workpiece, and the entire area on the workpiece is passed through the mask. Exposure light is irradiated to form an element pattern.
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
(1)ワーク上のパターンをアライメントマークとして使用するので、ワークにワークアライメントマークを形成する必要がなく、一つのワークから形成される素子(チップ)の数を増やすことができる。
(2)マスクに形成するマスクパターンを、縦横に一列ずつ多く作り、また、露光光を照射する領域を縦横に少なくともパターンの1列分大きく(広く)したので、マスクとワークの位置合せにおいて、1素子分のずれが生じたとしても、ワーク全体へのマスクを介した露光光の照射ができ、素子パターンを形成することができる。
In the present invention, the following effects can be obtained.
(1) Since the pattern on the workpiece is used as the alignment mark, it is not necessary to form the workpiece alignment mark on the workpiece, and the number of elements (chips) formed from one workpiece can be increased.
(2) Since the mask pattern to be formed on the mask is made larger by one column in the vertical and horizontal directions, and the area irradiated with the exposure light is enlarged (widened) by at least one column in the vertical and horizontal directions, Even if a shift of one element occurs, the entire workpiece can be irradiated with exposure light through a mask, and an element pattern can be formed.
図1は、本発明の適用対象の一つである投影露光装置の構成を示す図である。
図6の従来例と比べて、マスクMのマスクパターンMPが形成されている領域が広く、また、それに応じて、マスクMを介してワークWに照射される露光光の光照射領域が、ワークWに対して一回り大きい。また、マスクMにもワークWにもアライメントマーク(マスクマークとワークマーク)が作られていない。それ以外の装置の構成は、図6と同じであり、同じものには同一の符号が付されている。
図1において、1は露光光を出射する光照射部、MSはマスクMを保持するマスクステージ、WSはワークWを保持するワークステージ、2はマスクMのパターンをワークWに投影する投影レンズである。
マスクMには、ワークWに露光されるパターン(マスクパターン)MPが形成されている。マスクパターンMPは、同じ形状の素子のパターンがスクライブラインと呼ばれる境界線を挟んで繰り返して複数形成されたものである。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a projection exposure apparatus that is one of the objects to which the present invention is applied.
Compared with the conventional example of FIG. 6, the area where the mask pattern MP of the mask M is formed is wider, and the light irradiation area of the exposure light irradiated to the work W via the mask M is accordingly One size larger than W. Further, neither the mask M nor the work W is formed with alignment marks (mask mark and work mark). The rest of the configuration of the apparatus is the same as in FIG. 6, and the same components are denoted by the same reference numerals.
In FIG. 1, 1 is a light irradiation unit that emits exposure light, MS is a mask stage that holds a mask M, WS is a work stage that holds a workpiece W, and 2 is a projection lens that projects a pattern of the mask M onto the workpiece W. is there.
On the mask M, a pattern (mask pattern) MP that is exposed to the workpiece W is formed. The mask pattern MP is a pattern in which a plurality of element patterns having the same shape are repeatedly formed across a boundary line called a scribe line.
ワークWにも、スクライブライン等のパターンが縦横に繰り返し形成されている。以下では、このスクライブラインを利用して位置合わせを行う場合について説明するが、ワークW上にマスクパターンMPに対応するパターンが縦横に繰り返し形成されている場合には、このパターンをアライメントのためのパターンとして使用することができる。
投影レンズ2とワークステージWSの間には、同図の矢印方向に移動可能なアライメント顕微鏡10が、複数個所に設けられている。アライメント顕微鏡10は、検出対象であるパターンを所定の倍率で拡大する複数のレンズ10a、このレンズ10aにより拡大されたパターン像を受像するCCDカメラ10b、ハーフミラー10c等を備える。
A pattern such as a scribe line is repeatedly formed in the work W in the vertical and horizontal directions. In the following, a description will be given of a case where alignment is performed using this scribe line. However, when a pattern corresponding to the mask pattern MP is repeatedly formed on the workpiece W vertically and horizontally, this pattern is used for alignment. Can be used as a pattern.
Between the projection lens 2 and the work stage WS, an alignment microscope 10 that can move in the direction of the arrow in FIG. The alignment microscope 10 includes a plurality of lenses 10a for enlarging a pattern to be detected at a predetermined magnification, a CCD camera 10b for receiving a pattern image enlarged by the lens 10a, a
マスクパターンMPをワークW上に露光する前に、アライメント顕微鏡10を図示の位置に挿入し、マスクMとワークWに形成されたパターンを検出し、両者の位置関係に基にマスクMとワークWの位置合わせを行う。位置合せ後、アライメント顕微鏡10は、ワークW上から退避する。なお、図1においては、複数個所設けられている内の一つのアライメント顕微鏡のみを示す。
マスクステージMSにはマスクステージ駆動機構3が、ワークステージWSにはワークステージ移動機構4が取り付けられている。マスクステージ駆動機構3とワークステージ移動機構4は、それぞれ、マスクステージMSとワークステージWSを、ステージの平面内のXY方向(図面左右および手前奥)、ステージ面に垂直なZ方向(上下方向)、ステージ面に垂直な軸を中心としたθ回転方向に移動させる。
Before the mask pattern MP is exposed on the workpiece W, the alignment microscope 10 is inserted into the position shown in the figure, the pattern formed on the mask M and the workpiece W is detected, and the mask M and the workpiece W are detected based on the positional relationship between them. Perform position alignment. After the alignment, the alignment microscope 10 is retracted from the workpiece W. In FIG. 1, only one alignment microscope among a plurality of places is shown.
A mask
図2、図3、図4を用いて、本発明のマスクMとワークWの位置合せと露光の手順について説明する。
(1)図2(a)はマスクMである。マスクMには、スクライブラインSL、スクライブラインSLに囲まれた中にL字形のマスクパターンMPが形成されている。
マスクパターンMPは、図8(a)の従来例に比べて、縦横(図面上下左右)に素子(チップ)1列分(外側一周分)多く形成している。従来例の図8(a)の場合、マスクにはチップを16個×8個=128個形成している。これに対して本発明の図2(a)の場合、チップを18個×10個=180個形成している。
マスクMには、従来のような位置合せのためのマスクマークMAMを形成していない。しかし、ワークとの位置合せのためには、何らかの基準マークが必要である。そこで、本実施例においては、形成する素子(チップ)の回路において特異的な形状をしているL字型のパターンをマスクマークMAMとして、露光装置の制御部11に登録する。
The alignment and exposure procedures of the mask M and the workpiece W according to the present invention will be described with reference to FIGS.
(1) FIG. 2A shows a mask M. The mask M has a scribe line SL and an L-shaped mask pattern MP formed between the scribe lines SL.
As compared with the conventional example of FIG. 8A, the mask pattern MP is formed in one row of elements (chips) in the vertical and horizontal directions (up and down and left and right). In the case of FIG. 8A of the conventional example, 16 × 8 = 128 chips are formed on the mask. On the other hand, in the case of FIG. 2A of the present invention, 18 chips × 10 chips = 180 chips are formed.
A mask mark MAM for alignment as in the prior art is not formed on the mask M. However, some reference mark is necessary for alignment with the workpiece. Therefore, in this embodiment, an L-shaped pattern having a specific shape in the circuit of the element (chip) to be formed is registered in the control unit 11 of the exposure apparatus as a mask mark MAM.
図2(b)はワークWである。ワークWにはスクライブラインSLが形成されているが、位置合せのためのワークマークWAMは形成されていない。そこで、素子(チップ)を取り囲む四角のスクライブラインの形状をワークマークWAMして露光装置の制御部11に登録する。
そして、マスクMとワークWの位置合せは、例えば、四角いスクライブラインのワークマークWAMの内側の所定位置に、L字のマスクマークMAMの重心が位置するというように設定する。
FIG. 2B shows the work W. A scribe line SL is formed on the work W, but a work mark WAM for alignment is not formed. Therefore, the shape of a square scribe line surrounding the element (chip) is registered as a work mark WAM in the control unit 11 of the exposure apparatus.
Then, the alignment of the mask M and the workpiece W is set such that the center of gravity of the L-shaped mask mark MAM is positioned at a predetermined position inside the workpiece mark WAM on the square scribe line, for example.
(2)ワークW上にアライメント顕微鏡10を挿入する。図3(c)に示すように、アライメント顕微鏡10は、L字のパターンをマスクマークMAMとして検出し、このマスクマークMAMに対応する位置にある四角のスクライブラインで囲まれたパターンをワークマークWAMとを検出する。
そして、四角のワークマークWAMの内側の所定の位置にL字のマスクマークMAMの重心が来るように、ワークWまたはマスクMあるいはその両方を移動し、マスクMとワークWの位置合せを行う。
すなわち、図1において、光照射部1からアライメントを行うための光をマスクM上に照射してワークW上にマスクMのパターンを投影し、ワークW上に投影されたマスクパターンの内の任意のパターン(予め定めておいてもよい)の投影像の重心位置が、これに隣接するワーク上のパターンの内側の所定位置に位置するように、マスクステージMSもしくはワークステージWSを移動させて位置合わせを行う。
(2) Insert the alignment microscope 10 onto the workpiece W. As shown in FIG. 3C, the alignment microscope 10 detects an L-shaped pattern as a mask mark MAM, and displays a pattern surrounded by a square scribe line at a position corresponding to the mask mark MAM as a work mark WAM. And detect.
Then, the work W and / or the mask M is moved so that the center of gravity of the L-shaped mask mark MAM comes to a predetermined position inside the square work mark WAM, and the mask M and the work W are aligned.
That is, in FIG. 1, light for alignment from the light irradiation unit 1 is irradiated onto the mask M to project the pattern of the mask M onto the workpiece W, and any of the mask patterns projected onto the workpiece W is projected. The mask stage MS or the work stage WS is moved so that the barycentric position of the projected image of the pattern (which may be determined in advance) is located at a predetermined position inside the pattern on the work adjacent to the pattern. Align.
(3)位置合せ終了後、光照射部1からマスクMを介してワークWに露光光を照射する。この時、露光光を照射する領域の大きさ(広さ)を、従来例に比べて、縦横(図面上下左右)に少なくとも素子(チップ)1列分(外側一周分)大きくする。図3(d)において、斜線網掛けをしている範囲が、露光光が照射されている領域(光照射領域)である。従来例の図9(d)の場合、光照射領域はワークWと同じ大きさである。これに対して本発明の図3(d)の場合、光照射領域は、ワークWの大きさよりも、チップ1列分大きい(広い)。 (3) After alignment is completed, the light irradiation unit 1 irradiates the workpiece W with exposure light through the mask M. At this time, the size (width) of the region irradiated with the exposure light is increased by at least one row of elements (chips) in the vertical and horizontal directions (up and down, left and right in the drawing) as compared with the conventional example. In FIG. 3D, the shaded area is the area irradiated with the exposure light (light irradiation area). In the case of FIG. 9D of the conventional example, the light irradiation area is the same size as the workpiece W. On the other hand, in the case of FIG. 3D of the present invention, the light irradiation region is larger (wider) by one chip than the size of the workpiece W.
これにより、図4(e)に示すように、ワークWのスクライブラインSLの内側にL字形のマスクパターンMPが露光される。同図において、黒塗りのL字が形成されているチップがLED素子の製品となるチップであり、白抜きのL字が形成されているチップは、欠けていて製品とはならないチップである。本発明においては、従来ワークマークが形成されていた領域にも素子を形成することができるので、72個のチップを作ることができる。なお、1枚のワークにつき、わずか2個の違いであるが、これが何百枚、何千枚と作られるうちに大きな差になる。 Thereby, as shown in FIG. 4E, the L-shaped mask pattern MP is exposed inside the scribe line SL of the workpiece W. In the figure, a chip with a black L-shape is a chip that is a product of an LED element, and a chip with a white L-shape is a chip that is missing and does not become a product. In the present invention, since elements can be formed in a region where a work mark has been conventionally formed, 72 chips can be manufactured. Note that there are only two differences per workpiece, but this will become a big difference as hundreds and thousands are made.
次に、ワークWがワークステージWSに置かれるときに、位置ずれを起こした場合について、図5を用いて説明する。
本実施例では、特異な形状をしたワークマークがなく、スクライブラインSLの四角の形状をワークマークWAMとしている。しかし、このスクライブラインSLの四角の形状は、位置合せに使いたいチップの上下左右(縦横)に連続して存在する。
上記したように、ワーク搬送機構でワークWをワークステージWSに置く際には、0.5mm〜1mm程度の位置ずれが生じることがある。ワークWに形成するLED素子のチップの大きさは、小さいものでは0.5mm□程度のものがある。そのため、ワークステージWSにワークWが置かれるときに、0.5mmの位置ずれが生じると、位置合せに使いたいチップではなく、その隣のチップのスクライブラインSLをワークマークWAMとして検出することがある。
Next, the case where the position shift occurs when the workpiece W is placed on the workpiece stage WS will be described with reference to FIG.
In this embodiment, there is no work mark having a unique shape, and the square shape of the scribe line SL is used as the work mark WAM. However, the square shape of the scribe line SL exists continuously on the top, bottom, left, and right (vertical and horizontal) of the chip to be used for alignment.
As described above, when the workpiece W is placed on the workpiece stage WS by the workpiece conveyance mechanism, a positional deviation of about 0.5 mm to 1 mm may occur. The chip size of the LED element formed on the workpiece W is about 0.5 mm □ when it is small. Therefore, when a position shift of 0.5 mm occurs when the work W is placed on the work stage WS, it is possible to detect not the chip to be used for alignment but the scribe line SL of the next chip as the work mark WAM. is there.
その対策として、マスクMには、従来に比べて縦横に少なくとも素子(チップ)1列分(外側一周分)多く形成している。そして、露光光を照射する領域の大きさは、従来例に比べて縦横に少なくとも素子(チップ)1列分(外側一周分)大きくする。
図5は、マスクとワークの位置合せにおいて、1チップ分位置ずれを生じた状態で位置合わせしたときの露光される状態を示す図である。同図(a)はワークが1チップ分図面右側にずれた場合であり、(b)は1チップ分図面上側にずれた場合である。なお同図においては、マスクマークとして使用するものを除いてマスクパターンMPを省略して示している。
同図に示されるように、マスクMとワークWが1チップ分ずれて位置合せがなされたとしても、マスクMには、ワークWに対して縦横に少なくとも素子(チップ)1列分(外側一周分)大きくマスクパターンが形成されているし、光照射領域も、マスクパターンに合わせて、ワークWに対して縦横に少なくとも素子(チップ)1列分(外側一周分)大きく照射するので、ワークW上に露光光の照射されない領域が生じる(ワークWが光照射領域からはみ出る)ことがなく、ワークW全体にマスクMを介した露光光が照射され、ワークWには所望の個数のパターンが形成される。
As a countermeasure, the mask M is formed with at least one row of elements (chips) in the vertical and horizontal directions (outside one round) as compared with the conventional case. Then, the size of the region irradiated with the exposure light is increased by at least one row of elements (chips) in the vertical and horizontal directions (outside one round) as compared with the conventional example.
FIG. 5 is a diagram showing a state of exposure when alignment is performed in a state where a positional deviation of one chip has occurred in alignment between the mask and the workpiece. FIG. 5A shows a case where the work is shifted to the right side of the drawing by one chip, and FIG. In the figure, the mask pattern MP is omitted except for those used as mask marks.
As shown in the figure, even if the mask M and the work W are shifted and aligned by one chip, the mask M has at least one row of elements (chips) in the vertical and horizontal directions with respect to the work W. A large mask pattern is formed, and the light irradiation area is also irradiated with at least one element (chip) in the vertical and horizontal directions corresponding to the mask pattern. There is no area where the exposure light is not irradiated (the work W does not protrude from the light irradiation area), and the entire work W is irradiated with the exposure light through the mask M, and a desired number of patterns are formed on the work W. Is done.
なお、マスクMに形成するチップの数を増やすと、その分マスクMの大きさは大きくなり、マスクMの製作コストも高くなる。また、露光光を照射する領域も大きくすると、その分照度が低下する。そのため、マスクMに形成するチップの数を縦横にどの程度増やすか、光照射領域をどの程度大きくするかは、ワークステージWSにワークWを置くワーク搬送機構の機械的精度と再現性により求める。
1チップ以上にずれないのであれば、縦横に1チップ分大きくするだけでよい。しかし、2チップ分またはそれ以上ずれる可能性があるのであれば、その分大きくしなければならない。しかし、現状使用されているLEDの製造工程などで使用されているワーク搬送機構の搬送精度は±0.5mm程度であるので、1mm以上大きくする必要はないと考えられる。
なお、上記実施例においては、投影レンズを備えた露光装置を例にして説明したが、投影レンズを備えない、プロキシミティ露光装置やコンタクト露光装置であっても、本発明は適用することができる。
Note that when the number of chips formed on the mask M is increased, the size of the mask M increases accordingly, and the manufacturing cost of the mask M also increases. Moreover, if the area | region which irradiates exposure light is enlarged, illumination intensity will fall correspondingly. Therefore, how much the number of chips formed on the mask M is increased in length and width and how much the light irradiation area is increased is determined by the mechanical accuracy and reproducibility of the work transport mechanism that places the work W on the work stage WS.
If it does not shift to more than one chip, it only needs to be increased by one chip vertically and horizontally. However, if there is a possibility of shifting by two chips or more, it must be increased accordingly. However, since the conveyance accuracy of the workpiece conveyance mechanism used in the LED manufacturing process currently used is about ± 0.5 mm, it is considered unnecessary to increase it by 1 mm or more.
In the above embodiment, the exposure apparatus provided with the projection lens has been described as an example. However, the present invention can be applied to a proximity exposure apparatus and a contact exposure apparatus that do not include a projection lens. .
1 光照射部
10 アライメント顕微鏡
10a レンズ
10b CCDカメラ
2 投影レンズ
3 マスクステージ駆動機構
4 ワークステージ移動機構
M マスク
MAM マスクアライメントマーク(マスクマーク)
MP パターン(マスクパターン)
MS マスクステージ
W ワーク
WAM ワークアライメントマーク(ワークマーク)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light irradiation part 10 Alignment microscope 10a Lens 10b CCD camera 2
MP pattern (mask pattern)
MS Mask stage W Work WAM Work alignment mark (work mark)
Claims (2)
ワークの大きさよりも縦横に少なくとも1列分、上記パターンを多く形成したマスクを用い、
マスクの繰り返し形成されている複数のパターンの内の任意のパターンと、このパターンに対応する位置に形成されたワーク上のパターンとの位置合わせを行い、
上記マスクを介して上記ワークに対して照射する露光光の照射領域を、ワークに対して縦横に少なくとも上記パターンの1列分大きくして照射する
ことを特徴とする露光方法。 A plurality of patterns formed on the mask are formed on the workpiece by irradiating the workpiece on which the same pattern is repeatedly formed vertically and horizontally with a mask formed by repeating the same pattern vertically and horizontally. In the exposure method to
Using a mask in which a large number of the above patterns are formed for at least one column vertically and horizontally than the size of the workpiece,
Aligning an arbitrary pattern among a plurality of patterns repeatedly formed on the mask and a pattern on the work formed at a position corresponding to this pattern,
An exposure method comprising: irradiating an irradiation area of exposure light applied to the workpiece through the mask while increasing the length and width of the workpiece by at least one row of the pattern.
ことを特徴とする請求項1に記載の露光方法。 2. The exposure method according to claim 1, wherein the pattern formed on the workpiece is a scribe line.
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