JP4648745B2 - 金属膜パターニング用レチクルおよびそれを用いた露光法と半導体ウエハ - Google Patents

Description

半導体装置の製造方法、特に露光方法に関わる。

ＩＣ等の半導体装置を作成するには、露光装置（例えば、特許文献1参照）を利用した転写技術を用いて微小なパターンを作成し、半導体ウエハに絶縁体や導体等の膜を多層に積み上げて、半導体ウエハに多数のＩＣを形成する。これらの膜の界面は物理的に結合が弱い箇所が多く剥れやすい。特に、膜の面積が大きいベタ部ほど応力が強い為に剥れが生じやすい。中でも金属膜の剥れは、装置やウエハ汚染だけでなく、金属膜の剥れカスが半導体装置のショートを引き起こす場合があるため厄介である。特に、半導体ウエハに形成されたＩＣを個々に切断するダイシング（例えば、特許文献２参照）時の衝撃によって、この金属膜剥れは生じることが多く、そのためダイシングブレードが通るスクライブライン上には一般的には金属膜を残さない。また、金属膜のベタ部が生じないようにウエハ外周部も露光出来るように露光装置も進歩している。
特開昭６２−２４６２４号公報 特開平７−２０１７８０号公報

ダイシングブレードがダイシングライン上を必ず通るのであれば上記背景技術に示す方法で問題は生じない。しかしながらそうでない場合もある。例えば、外付けTEGがある場合、通常、図２のような金属膜形成用レチクルを用いて図３のように露光する。ここで、ステップ幅は一定としている。図２のレチクル００１において、００２は光非透過型ベタ部、００３はＴＥＧパターン領域、００４はスクライブライン、００５はＩＣパターン、０１４および０１５はベタ部の領域ＡおよびＢを示す。こうした露光の場合、レチクル上のICパターン００５の集合領域とTEGパターン領域００３の間の領域A（０１４）の光非透過領域に光が遮られ、結果的にウエハ上の領域A（０１４）に金属膜のベタ部が生じ、ダイシング時の金属膜剥れにつながる。また、露光装置の露光ブレード位置精度が悪いと、第三露光をする際に露光ブレードのマージン幅００９が必要となり、そのマージン幅の領域が露光ブレードによって露光されず、ウエハ上のTEGパターンの右側に金属膜のベタ部００８が生じ、ダイシング時の金属膜剥れにつながる。

一方、ウエハ外周部における金属膜ベタ部除去においては、旧型の露光装置では図４に示すようにウエハ上にフォーカスが合わせられなく露光不能なショット０１１が存在する。その結果、図５のように外周部に金属膜のベタ部０１２が生じ、ダイシング時の金属膜剥れにつながる。ウエハ外周部露光機能が充実している露光装置を購入すればウエハ外周部における金属ベタ部を除去することは可能であるが、装置の導入には膨大なコストがかかる。
本発明は、上記のような金属膜のベタ部発生を防ぎ、ダイシング時の金属膜剥れを防止することを目的とする。

（手段１）ICパターン集合領域とTEGパターン領域が光非透過ベタ領域（領域A）をはさんで並んでパターニングされている金属膜パターニング用レチクルにおいて、前記領域Aにスクライブラインを有する金属膜パターニング用レチクルおよびこれを用いた露光法とした。

（手段２）前記領域Ａと接しているTEGパターン領域の辺の対辺と接している光非透過ベタ領域（領域B）にスクライブラインを有する金属膜パターニング用レチクルおよびこれを用いた露光法とした。

（手段３）領域Aおよび領域Bにスクライブラインを有する金属膜パターニング用レチクルおよびこれを用いた露光法とした。
（手段４）TEGパターン領域内以外の全ての領域にスクライブラインを有する金属膜パターニング用レチクルおよびこれを用いた露光法とした。

（効果１）金属膜形成用レチクルの領域Aの光非透過領域に設けられたスクライブラインによって、ウエハ上の領域Aに金属膜の無いスクライブラインが形成され、ダイシング時にウエハ上の領域Aの金属膜剥れを防止する。

（効果２）金属膜形成用レチクルの領域AとTEGパターンを挟む領域Bの光非透過領域に設けられたスクライブラインによって、ウエハ上の領域Ｂに金属膜の無いスクライブラインが形成され、ダイシング時にウエハ上の領域Ｂの金属膜剥れを防止する。

（効果３）金属膜形成用レチクルの領域AとTEGパターンを挟む領域Bの光非透過領域に設けられたスクライブラインによって、効果１と効果２を同時にえることができ、ダイシング時にウエハ上の前記領域Ａと前記領域Ｂの金属膜剥れを防止する。
（効果４）金属膜パターニング用レチクルのTEGパターン領域内以外の全ての領域に設けられたスクライブラインによって前記発明の効果３の効果が得られるだけでなく、全てのショットにおいてICパターン集合領域のTEG側の領域以外は必ず露光し、TEG領域がウエハエッジに掛かる部分に関してはTEG側の領域も含めて露光することにより、ウエハ外周部の金属膜ベタ残り領域にスクライブラインを挿入することができ、ダイシング時にウエハ外周部の金属膜剥れを防止する。この方法は機能が不十分でウエハ外周部のショットが露光できない露光装置を用いた場合に有効である。

第１の実施例を図６にしめす。これは金属膜形成用レチクル００１の平面図である。図に示すようにTEGパターン領域００３の左側領域である領域A（０１４）に、スクライブライン０１７を挿入する。こうすることにより、図７に示すようにICパターン００５の集合領域とTEGパターン領域００３を同時に露光する第二露光時のウエハ上パターンにおいて領域A（０１４）にスクライブラインが挿入され、そのスクライブライン上の金属膜は取り除かれる。従ってダイシング時の領域A（０１４）の金属膜剥れが防止される。

第２の実施例を図８にしめす。これは金属膜形成用レチクル００１の平面図である。図８に示すようにTEGパターン領域００３の右側領域である領域B（０１５）に、TEGパターン領域００３の右辺から図３に示す露光ブレードマージン幅００９より広い幅０１９に渡り、スクライブライン０１８を挿入する。こうすることにより、図９に示す第三露光時の露光ブレードマージン幅００９が存在したとしても第二露光時に領域B０１５に存在するスクライブライン０１８によってすでに露光されているため、ウエハ上に金属膜の無いスクライブライン０２０ができ、ダイシング時の領域B０１５の金属膜剥れが防止される。

第３の実施例を図１０に示す。これは金属膜形成用レチクル００１の平面図である。図１０に示すように実施例１と実施例２を組み合わせた金属膜形成用レチクルであり、スクライブラインが金属膜形成用レチクルの領域AとTEGパターンを挟む領域Bの光非透過領域に設けられている。図１１に示すように、TEGパターン領域の両側に金属膜の無いスクライブラインができ、ダイシング時の領域A（０１４）と領域B（０１５）の金属膜剥れを防止できる。

第４の実施例を図１に示す。これは図２の金属膜形成用レチクル００１の光非透過性ベタ部００２の全てにスクライブラインを加えた平面図である。つまり、実施例３のレチクルにICパターン００５の集合領域の上側領域０２１と下側領域０２２と左側領域０２３にスクライブラインを加えたものである。こうすることにより、実施例３に記載の効果と共に、図５に示した半導体ウエハ外周部の金属膜ベタ部の残り０１２を解消できる。図１２は図５の一部の拡大図である。この図において金属膜ベタ部A（０２５）と金属膜ベタ部B（０２６）が存在している。ショットAを露光する際に、図１３に示すように、ICパターン００５の集合領域の上側領域０２１のスクライブラインによって金属膜ベタ部A（０２５）にスクライブラインが転写され、左側領域０２３のスクライブラインによって金属膜ベタ部B（０２６）にスクライブラインが転写され、金属膜ベタ部が無くなる。したがって、ダイシング時のウエハ外周部金属膜剥れが防止される。もちろんこの手法で、図１２に示すウエハ外周部の金属ベタ部だけでなく、図５に示す全てのウエハ外周部の金属ベタ部にスクライブラインを転写することが可能である。

ここで、上側領域０２１と下側領域０２２と左側領域０２３に関しては、全てのショットにおいて露光されるため、隣接ショットと重なりが生じるが、ICパターンにおいては上側領域０２１と下側領域０２２と左側領域０２３の部分が光非透過性ベタ領域である為、二重露光にならない。スクライブラインに関しては、二重露光になるが、スクライブラインはそれほど微細なパターンではない為問題にならない。

さらに、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で変形して実施できる。

本発明の基本構造の金属膜形成用レチクルを示す平面図。 従来の金属膜形成用レチクルの平面図。 従来の露光法を示す平面図。 従来のショット領域を示す平面図。 従来のショット領域によって生じる外周部金属層ベタ領域を示す平面図。 本発明の実施例１の金属膜形成用レチクルを示す平面図。 本発明の実施例１の露光法を示す平面図。 本発明の実施例２の金属膜形成用レチクルを示す平面図。 本発明の実施例２の露光法を示す平面図。 本発明の実施例３の金属膜形成用レチクルを示す平面図。 本発明の実施例３の露光法を示す平面図。 図５の一部を拡大した図。 本発明の実施例３の露光法を示す平面図。

符号の説明

００１ 金属膜形成用レチクル
００２ 光非透過性ベタ部
００３ TEGパターン領域
００４ スクライブライン（ICパターン集合領域内）
００５ ICパターン
００６ 露光ブレード
００８ 金属膜ベタ部（TEG領域の右側）
００９ 露光ブレードマージン幅
０１０ 半導体ウエハ
０１１ 露光不可能ショット
０１２ 金属膜ベタ部（ウエハ外周部）
０１３ 露光可能ショット
０１４ 領域A（ICパターン集合領域とTEGパターン間領域）
０１５ 領域B（TEGパターンの右側の領域）
０１６ 金属ベタ部
０１７ スクライブライン（領域A）
０１８ スクライブライン（領域B）
０１９ スクライブライン挿入幅
０２０ 金属膜無しスクライブライン（領域B）
０２１ ICパターン集合領域の上側
０２２ ICパターン集合領域の下側
０２３ ICパターン集合領域の左側
０２４ ICパターン集合領域の右側
０２５ ウエハ外周金属膜ベタ部A
０２６ ウエハ外周金属膜ベタ部B

Claims (5)

1. 格子状に配置された第一のスクライブラインを有するＩＣパターン集合領域と、
   ＴＥＧパターン領域と、
   前記ＩＣパターン集合領域と前記ＴＥＧパターン領域との間に設けられた第一領域と、
   前記ＴＥＧパターン領域を挟んで前記第一領域とは反対側に設けられた第二領域と、
   を備え、
   前記第一領域及び前記第二領域の双方、あるいは、前記第一領域及び前記第二領域のいずれか一方には、第二のスクライブラインが配置されており、前記第一領域に前記第二のスクライブラインが配置される場合には前記第二のスクライブラインは前記第一のスクライブラインに連続して配置されており、前記第二領域に前記第二のスクライブラインが配置される場合には前記第二のスクライブラインは前記ＴＥＧパターン領域の前記第二領域側の一辺に接し、露光ブレードマージン幅より広い幅を有し、転写時には前記第一のスクライブラインが連続して転写できるように配置されていることを特徴とする金属膜パターニング用レチクル。
2. 金属膜パターニング用レチクルにおいて、
   ＩＣパターン集合領域と、
   ＴＥＧパターン領域と、
   前記ＩＣパターン集合領域及び前記ＴＥＧパターン領域以外の第一領域と、
   を備え、
   前記ＩＣパターン集合領域及び前記第一領域は、格子状に形成されたスクライブラインを有することを特徴とする金属膜パターニング用レチクル。
3. 第一のＩＣパターン集合領域のみを露光する第一露光で、請求項１または２記載の金属膜パターニング用レチクルを用い、半導体ウエハの所定部分を露光する工程と、
   第二のＩＣパターン集合領域及びＴＥＧパターン領域を露光する第二露光で、前記金属膜パターニング用レチクルを用い、前記所定部分から一定のステップ幅で移動した部分を露光する工程と、
   第三のＩＣパターン集合領域を、露光ブレードマージン幅を前記第三のＩＣパターン集合領域に重なるようにして、前記ＴＥＧパターン領域に連続して露光する第三露光で、前記金属膜パターニング用レチクルを用い、前記部分から一定のステップ幅で移動した次の部分を露光する工程と、
   を備えることを特徴とする金属膜パターニング用レチクルを用いた露光法。
4. 請求項３記載の金属膜パターニング用レチクルを用いた露光法を使用して製造された半導体ウエハ。
5. ＴＥＧパターン領域を有する半導体ウエハであって、
   前記ＴＥＧパターン領域の外周のうち、連続して露光する際の移動方向と直交する二辺のうち、せいぜい一辺に沿ってのみスクライブラインのない金属膜のベタ部があることを特徴とする半導体ウエハ。

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