JP5792431B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、分割露光方式を用いた半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device using a divided exposure method.
従来から、半導体装置の製造においては、投影露光装置を用いて基板上に塗布したフォトレジストに所望のレチクル(チップ)パターンを焼付け、表面加工が行なわれている。投影露光装置としては、ステップ・アンド・リピート方式のステッパーや、ステップ・アンド・スキャン方式のスキャナーが多く用いられている。撮像素子や液晶表示素子などで大型チップが必要、且つ、そのチップサイズが露光装置の露光領域サイズを超える場合には、チップ全体を複数の領域に分け、各領域を別々に露光し繋ぎ合わせる分割露光方式が採られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in the manufacture of semiconductor devices, a desired reticle (chip) pattern is baked on a photoresist applied on a substrate using a projection exposure apparatus, and surface processing is performed. As a projection exposure apparatus, a step-and-repeat stepper and a step-and-scan scanner are often used. When a large chip is required for an image sensor or liquid crystal display device, and the chip size exceeds the exposure area size of the exposure device, the entire chip is divided into multiple areas, and each area is separately exposed and connected. An exposure method is adopted.
この分割露光方式では、分割パターン間の繋ぎ部分のズレが大きいと微細パターンを形成できなくなるため、これを低減させることが重要であり、そのような高精度化の方法が特開2006−310446号公報に開示されている。 In this divided exposure method, if the gap between the divided patterns is large, it becomes impossible to form a fine pattern. Therefore, it is important to reduce this, and such a high accuracy method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-310446. It is disclosed in the publication.
まず、特開2006−310446号公報の[背景技術]に記載された事前の分割露光方法について説明する。これは、分割露光方式を要する素子の製造工程における最初の露光工程にて、ステッパーを用いた分割露光によって所望のチップパターンを形成する方法に関するものである。 First, a prior division exposure method described in [Background Art] of JP-A-2006-310446 will be described. This relates to a method of forming a desired chip pattern by divided exposure using a stepper in the first exposure process in the manufacturing process of an element requiring a divided exposure method.
図6は、ウエハに形成するチップのサイズ及び配置の一例を示す外観模式図である。図6に示すように、素子18(回路パターンは図示せず)がウエハ15上に図の上下方向(Y方向)に5個並べられている。そして、Y方向に5個並べられた列が図の左右方向(X方向)に2列設けられている。合計10個(=5個×2列)の素子18がウエハ15に配置されている。ステッパーの露光範囲がほぼ正方形状であるのに対し、この素子18のチップパターンはX方向に長い長方形状であり、X方向の長さがステッパーの露光範囲の一辺より大きい想定である。このような場合、チップパターンをX方向に関して露光可能な大きさに分割する。この例の場合、チップパターンを露光可能な大きさの3領域(分割パターン領域A,B,C)に分割している。各分割パターンに対応するレチクルをRA,RB,RCとする。また、素子18のチップのウエハ15上の配置と、分割パターン領域A,B,Cのチップ内配置を含む情報であるチップ配置基準情報はステッパーに予め記憶させておく。
FIG. 6 is a schematic external view showing an example of the size and arrangement of chips formed on a wafer. As shown in FIG. 6, five elements 18 (circuit patterns are not shown) are arranged on the
図7は、図6に示す素子18のチップパターンを形成する方法を示す図である。フォトレジストを塗布したレジスト付ウエハ14を準備すると共に、レチクルRA,RB,RCをステッパーにセットする。ステッパーは、レチクルステージにレチクルRAを搭載し、レチクルRAとレチクルステージとの位置合せを行う。そして、ステッパーは、上記チップ配置基準情報を参照して露光開始位置にレジスト付ウエハ14を移動させた後、図7(a)に示す位置22aでフォトレジストに分割パターン領域A(19)を露光する。続いて、チップ配置基準情報を参照して右上の位置22aから右下の位置22bまで下方向(−Y方向)にステップ・アンド・リピート方式でレジスト付ウエハ14を所定の距離だけ移動させる毎にレチクルRAに照射光を照射して、フォトレジストに分割パターン領域A(19)を露光する。この例では、ステッピング動作で−Y方向に移動させる所定の距離は素子18のY方向の長さに等しい。
FIG. 7 is a diagram showing a method of forming a chip pattern of the element 18 shown in FIG. A resist-coated
図7(a)の右下の位置22bまで露光処理を終えると、チップ配置基準情報を参照してレジスト付ウエハ14を所定の距離だけ−X方向に移動させて、移動先位置22cのフォトレジストに分割パターン領域A(19)を露光する。この例では、位置22bから位置22cまで−X方向に移動させる所定の距離は素子18のX方向の長さに等しい。続いて、チップ配置基準情報を参照して図7(a)の上方向(Y方向)に一番上の位置22dまでステップ・アンド・リピート方式でレジスト付ウエハ14を所定の距離だけ移動させる毎にレチクルRAに照射光を照射して、フォトレジストに分割パターン領域A(19)を露光する。この例では、ステッピング動作でY方向に移動させる所定の距離は素子18のY方向の長さに等しい。このようにして図7(a)に示すように、分割パターン領域A(19)がY方向に5個並べて露光された領域の列が2列、フォトレジストに形成される。
When the exposure processing is completed up to the lower right position 22b in FIG. 7A, the resist-attached
続いて、ステッパーは、レチクルステージ上のレチクルRAをレチクルRBに交換し、レチクルRBとレチクルステージとの位置合せを行う。その後、分割パターン領域Aと同様にしてステップ・アンド・リピート方式でレジスト付ウエハ14を所定の距離だけ移動させる毎に分割パターン領域B(20)をフォトレジストに露光する。その際、図7(b)に示すように、分割パターン領域B(20)を露光する領域は、分割パターン領域A(19)が露光された領域よりも−X方向の隣接領域に位置させる。このようにして、分割パターン領域A(19)の各領域の隣に分割パターン領域B(20)がフォトレジストに形成される。
Subsequently, the stepper exchanges the reticle RA on the reticle stage with the reticle RB, and aligns the reticle RB with the reticle stage. Thereafter, the divided pattern region B (20) is exposed to the photoresist each time the resist-coated
さらに、ステッパーは、レチクルステージ上のレチクルRBをレチクルRCに交換し、レチクルRCとレチクルステージとの位置合せを行う。その後、分割パターン領域Aと同様にしてステップ・アンド・リピート方式でレジスト付ウエハ14を所定の距離だけ移動させる毎に分割パターン領域C(21)をフォトレジストに露光する。その際、図7(c)に示すように、分割パターン領域C(21)を露光する領域は、分割パターン領域B(20)が露光された領域よりも−X方向の隣接領域に位置させる。このようにして、分割パターン領域B(20)の各領域の隣に分割パターン領域C(21)がフォトレジストに形成される。
Further, the stepper exchanges the reticle RB on the reticle stage with the reticle RC, and aligns the reticle RC with the reticle stage. Thereafter, the divided pattern region C (21) is exposed to the photoresist each time the resist-coated
全ての分割パターン領域の露光処理が完了したレジスト付ウエハ14をステッパーから取り出し、現像処理を行なって所望のチップパターンのレジストパターンを出現させる。そして、レジストパターンをマスクにしてエッチング処理を行うと、所望のチップパターンがウエハに段差として形成される。図7(d)はレジストを除去した後のウエハ状態を示し、10個のチップパターン23がウエハ15に段差として形成されている。
The resist-coated
上述の分割露光方法では、素子の製造工程における最初の露光工程にて分割露光を行う際、ステッパーはチップ配置基準情報に基づいてステッピング動作により分割パターン領域A,B,Cの露光位置を決定している。この場合、分割パターン領域がウエハ上に露光される位置の精度はステッパーのステッピング動作の精度に大きく依存することになり、各分割パターン領域間の隣接繋ぎ精度が低いと云う問題があった。 In the above-described divided exposure method, when performing the divided exposure in the first exposure process in the element manufacturing process, the stepper determines the exposure position of the divided pattern areas A, B, and C by the stepping operation based on the chip arrangement reference information. ing. In this case, the accuracy of the position where the divided pattern areas are exposed on the wafer greatly depends on the accuracy of the stepping operation of the stepper, and there is a problem that the accuracy of adjacent connection between the divided pattern areas is low.
次に、上記問題の改善を図った、特開2006−310446号公報にて開示された分割露光方法について説明する。ウエハに形成するチップのサイズ及び配置は図6に示したものと同様とする。チップパターンを露光可能な大きさの3領域(分割パターン領域A,B,C)に分割し、各分割パターンに対応するレチクルをRA,RB,RCとすることも同様である。但し、レチクルRA,RB,RCのうち少なくとも1枚に、他の2枚との位置合せをするためのアライメントマークが設けられている。ここで述べる例では、レチクルRAに、レチクルRB,RCを分割パターン領域AとX方向及びY方向の夫々について位置合せするためのアライメントマークが形成されている。 Next, a divided exposure method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-310446 that improves the above problem will be described. The size and arrangement of chips formed on the wafer are the same as those shown in FIG. Similarly, the chip pattern is divided into three areas (divided pattern areas A, B, and C) that can be exposed, and the reticles corresponding to the divided patterns are RA, RB, and RC. However, at least one of the reticles RA, RB, RC is provided with an alignment mark for alignment with the other two. In the example described here, an alignment mark for aligning the reticles RB and RC with the divided pattern region A in each of the X direction and the Y direction is formed on the reticle RA.
図8はチップパターンを形成する方法を示す図である。フォトレジストを塗布したレジスト付ウエハ14を準備すると共に、レチクルRA,RB,RCをステッパーにセットする。ステッパーは、レチクルステージにレチクルRAを搭載し、レチクルRAとレチクルステージとの位置合せを行う。ステッパーは、チップ配置基準情報を参照して図8(a)に示すようにステップ・アンド・リピート方式でX方向及びY方向の夫々に所定の距離でレジスト付ウエハ14を移動させ、その移動毎にレチクルRAに照射光を照射して、フォトレジストに分割パターン領域A(19)を順次露光する。
FIG. 8 is a diagram showing a method of forming a chip pattern. A resist-coated
分割パターン領域A(19)の露光処理が完了したレジスト付ウエハ14をステッパーから取り出し、現像処理を行なって分割パターン領域A(19)のレジストパターンを出現させる。そして、レジストパターンをマスクにしてエッチング処理を行なって、分割パターン領域A(19)をウエハに段差として造り込む。その際、レチクルRAに配置されていたアライメントマーク24もエッチング処理によりウエハに段差として形成される。
The resist-coated
次に、エッチング処理し、レジストパターンを除去したウエハ上にフォトレジストを再度塗布し、ステッパーにセットする。ステッパーは、レチクルステージにレチクルRBを搭載し、レチクルRBとレチクルステージとの位置合せを行う。その後、分割パターン領域A(19)と共に形成されたアライメントマーク24の数ショット分を計測して分割パターン領域A(19)のウエハ上の座標位置を示す配列情報を調べる。調べた配列情報から分割パターン領域A(19)のX方向及びY方向のシフト,回転ズレ,並びに倍率誤差などの成分を求める。さらに、これらの成分を考慮して元のチップ配置基準情報の座標系を補正する。 Next, a photoresist is applied again on the wafer from which the resist pattern has been removed by etching, and set on a stepper. The stepper mounts the reticle RB on the reticle stage, and aligns the reticle RB with the reticle stage. Thereafter, several shots of the alignment mark 24 formed together with the divided pattern area A (19) are measured, and the arrangement information indicating the coordinate position on the wafer of the divided pattern area A (19) is examined. Components such as a shift in the X and Y directions, a rotation shift, and a magnification error of the divided pattern region A (19) are obtained from the examined arrangement information. Further, the coordinate system of the original chip arrangement reference information is corrected in consideration of these components.
続いて、補正座標系を基準にしたチップ配置基準情報の分割パターン領域B(20)の露光開始位置にレジスト付ウエハ14を移動させ、レチクルRBに照射光を照射して、フォトレジストに分割パターン領域B(20)を露光する。さらに、補正座標系を基準にしたチップ配置基準情報を参照してステップ・アンド・リピート方式でX方向及びY方向の夫々に所定の距離でレジスト付ウエハ14を移動させ、その移動毎に図8(b)に示すように分割パターン領域B(20)の露光処理を順次行う。このとき、各分割パターン領域B(20)の露光領域は、分割パターン領域A(19)が形成された領域の−X方向に隣接した領域となる。
Subsequently, the resist-attached
続いて、レチクルステージ上のレチクルRBをレチクルRCに交換し、レチクルRCとレチクルステージとの位置合せを行う。そして、分割パターン領域B(20)の露光前に求めた補正座標系を基準にしてチップ配置基準情報の分割パターン領域C(21)の露光開始位置を求める。求めた露光開始位置にレジスト付ウエハ14を移動させ、レチクルRCに照射光を照射して、フォトレジストに分割パターン領域C(21)を露光する。さらに、補正座標系を基準にしたチップ配置基準情報を参照してステップ・アンド・リピート方式でX方向及びY方向の夫々に所定の距離でレジスト付ウエハ14を移動させ、その移動毎に図8(c)に示すように分割パターン領域C(21)の露光処理を順次行う。このとき、各分割パターン領域C(21)の露光領域は、分割パターン領域B(20)が形成された領域の−X方向に隣接した領域となる。
Subsequently, the reticle RB on the reticle stage is exchanged with the reticle RC, and alignment between the reticle RC and the reticle stage is performed. Then, the exposure start position of the divided pattern area C (21) of the chip arrangement reference information is obtained with reference to the correction coordinate system obtained before the exposure of the divided pattern area B (20). The
分割パターン領域C(21)の露光処理が完了したレジスト付ウエハ14をステッパーから取り出し、現像処理を行なって分割パターン領域B(20)及びC(21)のレジストパターンを出現させる。そして、レジストパターンをマスクにしてエッチング処理を行なって、分割パターン領域B(20)及びC(21)をウエハに段差として造り込む。分割パターン領域A(19)部分は、分割パターン領域B(20)及びC(21)の露光の際には露光されていないため、現像処理後もフォトレジストで覆われており、エッチング処理を受けることは無い。最初に分割パターン領域A(19)を露光してエッチング処理した後、分割パターン領域B(20)及びC(21)を露光してエッチング処理することで、図8(d)に示すように所望のチップパターン23をウエハ15上に形成できる。
The resist-coated
上述の分割露光方法では、分割パターン領域Aのウエハ上の配列情報を計測し、この配列情報を基にして分割パターン領域B及びCをウエハ上に露光する際の補正座標系を求め、補正座標系を基準にしてステッパーのステッピング動作を行なっている。ウエハに直接形成されたアライメントマークを用いてウエハとレチクルRB及びRCとの位置合せを行なっているため、ウエハに形成された分割パターン領域Aの位置に対して分割パターン領域B及びCの露光領域がより精度良く決定される。その結果、アライメントマークが全く形成されていないウエハ上に単にステッパーのステッピング動作精度にのみ依存してレチクルRA,RB,RCを連続的に露光する場合よりも、分割パターン領域間の繋ぎズレを低減させることができる。 In the above-described divided exposure method, the arrangement information on the wafer of the division pattern area A is measured, and a correction coordinate system for exposing the division pattern areas B and C on the wafer is obtained based on the arrangement information, and the correction coordinates are obtained. The stepper is stepping on the basis of the system. Since the alignment of the wafer and the reticles RB and RC is performed using the alignment marks directly formed on the wafer, the exposure areas of the divided pattern areas B and C with respect to the position of the divided pattern area A formed on the wafer. Is determined more accurately. As a result, it is possible to reduce the misalignment between the divided pattern areas as compared with the case where the reticles RA, RB, RC are continuously exposed on the wafer on which no alignment mark is formed, depending only on the stepper operation accuracy of the stepper. Can be made.
前述した特開2006−310446号公報にて開示された分割露光方法で行なっている、先にウエハ上にパターン形成した分割パターン領域Aのウエハ上の配列情報を計測し、この配列情報を基にして分割パターン領域B及びCをウエハ上に露光する際の補正座標系を求め、補正座標系を基準にしてステッパーのステッピング動作を行う方法は、パターン重ね合わせ露光の際に通常行なわれる位置合せ方法であるエンハンスト・グローバル・アライメント法を分割露光に応用したものと見做せる。 The arrangement information on the wafer of the divided pattern area A previously formed on the wafer is measured by the division exposure method disclosed in the above-mentioned JP-A-2006-310446, and based on this arrangement information. A method for obtaining a correction coordinate system for exposing the divided pattern regions B and C on the wafer and performing the stepping operation of the stepper on the basis of the correction coordinate system is an alignment method that is normally performed during pattern overlay exposure. It can be considered that the enhanced global alignment method is applied to divided exposure.
この方法による重ね合わせ精度は、X方向及びY方向のシフト,回転ズレ,倍率誤差などの成分がウエハ内で平均的に最小になるよう補正を施した後の残留誤差や、露光におけるステップ・アンド・リピートの際に確率的に発生するステッピング誤差などで決まり、最悪ケース乃至マージンとして見込まなければならない値は0.1〜0.15μm程度である。従って、特開2006−310446号公報にて開示された分割露光方法における分割パターン領域間の繋ぎズレも同程度存在することになる。この値は微細パターンにとってはかなり大きいものである。 The overlay accuracy by this method is the residual error after correcting the components such as X- and Y-direction shifts, rotational deviations, and magnification errors to be the minimum in the wafer, and the step-and-step in exposure. The value is determined by a stepping error that occurs stochastically at the time of repeat, and the value that should be estimated as the worst case or margin is about 0.1 to 0.15 μm. Accordingly, there are approximately the same amount of misalignment between the divided pattern areas in the divided exposure method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-310446. This value is quite large for fine patterns.
例えば、撮像素子の一種である熱型赤外線イメージセンサは、梁によって基板から浮いた状態で保持される、感熱抵抗体を含むダイアフラムで赤外線を受光し、受光赤外線によるダイアフラムの温度変化を抵抗変化として出力するものであるが、この熱型赤外線イメージセンサでは、梁の熱コンダクタンスを小さくするために、微細化として梁幅及び梁配線幅の縮小が進められ、梁配線幅が0.4μm程度に至っている。また、画素サイズの微細化も進み、X−Y読出回路の駆動信号配線幅も0.8μm以下になっている。上記の値は、梁配線幅に対しては25〜38%、駆動信号配線幅に対しては13〜19%と云う無視できないものである。 For example, a thermal infrared image sensor, which is a kind of imaging device, receives infrared rays with a diaphragm including a thermal resistor held in a state of floating from a substrate by a beam, and changes the temperature of the diaphragm due to the received infrared rays as a resistance change. In this thermal infrared image sensor, in order to reduce the thermal conductance of the beam, the beam width and the beam wiring width are reduced as the miniaturization, and the beam wiring width reaches about 0.4 μm. Yes. In addition, the pixel size has been further miniaturized, and the drive signal wiring width of the XY readout circuit has become 0.8 μm or less. The above values are 25 to 38% for the beam wiring width and 13 to 19% for the drive signal wiring width and cannot be ignored.
従って、このように微細化が進んだデバイスについて、特開2006−310446号公報にて開示された分割露光方法でチップパターンを大型化しようとする場合、分割パターン領域間の繋ぎ合わせ精度が不充分となり、繋ぎ部分での断線や断線に至らなくとも繋ぎ部分での抵抗変化、イメージセンサでは繋ぎ部分での画質不連続などと云った問題が起こる。 Therefore, when the chip pattern is to be enlarged by the divided exposure method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-310446, the accuracy of joining between the divided pattern areas is insufficient with respect to such a device that has been miniaturized. Thus, there are problems such as disconnection at the connecting portion, resistance change at the connecting portion even if the disconnection does not occur, and image quality discontinuity at the connecting portion in the image sensor.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、上述したように微細化が進んだデバイスでも分割パターンを高精度で繋ぎ合わせてチップパターンを大型化できる、分割露光方式を用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its main purpose is to divide the divided pattern with high accuracy even in a device that has been miniaturized as described above. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device using an exposure method.
前述の課題を解決するために、本発明の半導体装置の製造方法は、チップ領域を複数に分割した分割パターンで分割露光してチップパターンを基板上に形成する半導体装置の製造方法において、各々の分割パターンの分割露光領域の周縁に、隣り合う分割パターンの分割露光領域と重複する重複領域を設け、先行の分割パターンの分割露光に際して、当該先行の分割パターンの前記重複領域に、アライメントマークを少なくとも1つ形成し、後行の分割パターンの分割露光に際して、当該後行の分割パターンの分割露光領域に存在する前記アライメントマークの座標に基づいて位置合せを行うことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor device manufacturing method in which a chip pattern is formed on a substrate by dividing and exposing a chip region into a plurality of divided patterns. An overlapping area overlapping with the divided exposure area of the adjacent divided pattern is provided at the periphery of the divided exposure area of the divided pattern, and at the time of the divided exposure of the preceding divided pattern, at least an alignment mark is provided in the overlapping area of the preceding divided pattern. One is formed, and in performing the divided exposure of the subsequent divided pattern, alignment is performed based on the coordinates of the alignment mark existing in the divided exposure region of the subsequent divided pattern.
本発明においては、前記アライメントマークを形成する際の分割露光領域が、前記チップパターンを形成する実効的な分割露光領域より大きいことが好ましい。 In the present invention, it is preferable that a divided exposure region when forming the alignment mark is larger than an effective divided exposure region for forming the chip pattern.
また、本発明においては、各々の分割パターンの分割露光に際して、前記各々の分割パターン領域に対応する前記アライメントマークに対して、ダイ・バイ・ダイ・アライメント法を用いて位置合せを行うことが好ましい。 In the present invention, it is preferable to perform alignment using a die-by-die alignment method for the alignment marks corresponding to the divided pattern regions in the divided exposure of the divided patterns. .
半導体装置の製造方法によれば、分割パターン領域を露光する際に位置合せを行うアライメントマークの形成を、先行の分割露光領域の外周近傍にX方向用Y方向用を1対とするアライメントマークを少なくとも1対以上設け、後行の分割露光領域は先行の分割露光領域の外周近傍にある少なくとも1対のアライメントマークを含む重複領域を持ち、後行の露光領域から見た前記アライメントマーク座標で位置合せを行うことを繰り返すことにより、チップパターンの全ての分割パターン領域用のアライメントマークを設けるので、後行の分割露光領域の座標を先行の分割露光領域の座標と高精度に整合させることができ、最初に形成した分割露光領域のアライメントマークに対する他の分割露光領域のアライメントマークの配置精度を極めて高精度にすることができる効果がある。 According to the method for manufacturing a semiconductor device, alignment marks for alignment when exposing a divided pattern region are formed, and an alignment mark for a pair of X direction and Y direction is formed in the vicinity of the outer periphery of the preceding divided exposure region. At least one pair or more is provided, and the subsequent divided exposure area has an overlapping area including at least one pair of alignment marks in the vicinity of the outer periphery of the preceding divided exposure area, and is positioned at the alignment mark coordinates viewed from the subsequent exposure area. By repeating the alignment, alignment marks for all the divided pattern areas of the chip pattern are provided, so that the coordinates of the subsequent divided exposure areas can be aligned with the coordinates of the preceding divided exposure areas with high accuracy. Alignment accuracy of alignment marks in other divided exposure areas with respect to the first alignment mark formed in the divided exposure area There is an effect that can be highly accurately.
さらに、重ね合わせ層の露光において、高配置精度で設けた各分割パターン領域露光用アライメントマークに対して、ダイ・バイ・ダイ・アライメント法を用いて位置合せを行うので、重ね合わせ層の繋ぎ合わせ精度を極めて高精度にできる効果がある。 In addition, in overlay layer exposure, alignment is performed using the die-by-die alignment method for each alignment pattern exposure mark provided with high placement accuracy. There is an effect that the accuracy can be made extremely high.
本発明の半導体装置の製造方法の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。 Embodiments of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[実施形態1]
図1は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法における、(a)チップパターンの分割露光用区分けを示す図、(b)レチクル上のアライメントマーク配置を示す模式図、(c)アライメントマーク形成時の分割露光領域の範囲及び配置を示す図、(d)チップ上のアライメントマーク形成状態を示す模式図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1A is a diagram showing a chip pattern division exposure division, FIG. 1B is a schematic diagram showing alignment mark arrangement on a reticle, and FIG. 1C is a diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the range and arrangement | positioning of the division | segmentation exposure area | region at the time of alignment mark formation, (d) It is a schematic diagram which shows the alignment mark formation state on a chip | tip.
図1(a)に示すように、半導体装置のチップパターン1は、分割パターン領域A〜Dの4つの領域に分けて露光する必要がある大きさを有する。また、分割を均等に行なったため、分割パターン領域A〜Dは全て同じ大きさである。
As shown in FIG. 1A, the
図1(b)は、このチップパターンを構成する各層の露光の際に、重ね合わせの位置合せを行うためのアライメントマークを、最初に形成するためのレチクルである。使用するフォトレジストはポジ型を想定している。レチクルRM−Aが分割パターン領域A(2)用、レチクルRM−B&Cが分割パターン領域B(3)及びC(4)用である。また、先行の分割露光領域は、レチクルRM−Aによる露光領域としている。そのため、レチクルRM−Aは、分割パターン領域A用アライメントマーク6と共に、後行の分割露光領域に用いるレチクルRM−B&Cの位置合せのための分割パターン領域B用アライメントマーク7及び分割パターン領域C用アライメントマーク8を具備している。一方、レチクルRM−B&Cは、残った分割パターン領域D用アライメントマーク9を具備している。アライメントマーク7,8,9は、何れもX方向用Y方向用1対から成る。両レチクルは、前述のようにアライメントマーク形成用であるため、アライメントマーク以外の部分は遮光領域10となっている。アライメントマークのパターンとしては、アライメントマーク部分を開ける凹型でも、アライメントマーク周囲のパターン禁止領域を開ける凸型でも、どちらでも構わない。
FIG. 1B shows a reticle for first forming an alignment mark for aligning the overlay when each layer constituting the chip pattern is exposed. The photoresist used is assumed to be positive. The reticle R M -A division pattern area A (2) for the reticle R M -B & C is for division pattern regions B (3) and C (4). Further, the divided exposure regions of the prior is in the exposure area by the reticle R M -A. Therefore, the reticle R M -A is divided into the division pattern region A alignment mark 6 and the division pattern region
これらレチクルによる露光範囲及び位置関係は図1(c)のようになる。レチクルRM−Aによる分割露光領域12と、レチクルRM−B&Cによる分割露光領域(B領域対応)13a及び同(C領域対応)13bとの間には、各々、分割パターン領域B用アライメントマーク7及び分割パターン領域C用アライメントマーク8を包含する重複領域が存在している。レチクルRM−Aにあるアライメントマークを先行でウエハ上に造り込んでおけば、レチクルRM−B&Cの位置合せの際、レチクルRM−B&Cによる分割露光領域の右下隅の座標にアライメントマークが在ると認識させ、位置合せすることが可能である。ダイ・バイ・ダイ・アライメント法と同レベルの高精度な位置合せができるため、分割パターン領域D用アライメントマーク9の配置精度を極めて高精度にすることができる。図1(d)に示すチップ上のアライメントマーク形成状態が得られる。
The exposure range and positional relationship with these reticles are as shown in FIG. An alignment mark for divided pattern region B is provided between divided
図2は、本発明の半導体装置の製造方法におけるアライメントマーク形成方法を説明するための模式図である。 FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an alignment mark forming method in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.
フォトレジストを塗布したレジスト付ウエハ14を準備すると共に、レチクルRM−A及びRM−B&Cをステッパーにセットする。ステッパーは、レチクルステージにレチクルRM−Aを搭載し、レチクルRM−Aとレチクルステージとの位置合せを行う。ステッパーは、チップ配置基準情報を参照して図2(a)に示すようにステップ・アンド・リピート方式でX方向及びY方向の夫々に所定の距離でレジスト付ウエハ14を移動させ、その移動毎にレチクルRM−Aに照射光を照射して、フォトレジストにRM−Aによる分割露光領域12を順次露光する。分割露光領域12の露光処理が完了したレジスト付ウエハ14をステッパーから取り出し、現像処理を行なって分割露光領域12のレジストパターンを出現させる。但し、前述のように、レチクルはアライメントマーク以外が遮光領域となっているので、出現するレジストパターンはアライメントマークのみである。レジストパターンをマスクにしてエッチング処理を行なって、分割露光領域12にあるアライメントマーク6,7,8をウエハに段差として造り込む。
With preparing a resist
次に、エッチング処理し、レジストパターンを除去したウエハ上にフォトレジストを再度塗布し、ステッパーにセットする。ステッパーは、レチクルステージにレチクルRM−B&Cを搭載し、レチクルRM−B&Cとレチクルステージとの位置合せを行う。その後、右下隅の座標に分割パターン領域B用アライメントマーク7が在るとするレチクルRM−B&Cによる分割露光領域(B領域対応)13aのチップ配置基準情報を参照してエンハンスト・グローバル・アライメント法でレジスト付ウエハ14の位置合せを行ない、さらに、補正座標系基準のチップ配置基準情報を参照して図2(b)に示すようにステップ・アンド・リピート方式でX方向及びY方向の夫々に所定の距離でレジスト付ウエハ14を移動させ、その移動毎に分割パターン領域B用アライメントマーク7検出→位置合せ→分割露光領域(B領域対応)13aの露光を順次行う。(エンハンスト・グローバル・アライメント法によるウエハ位置合せから露光までの手法は「分割パターン領域B用アライメントマーク7を用いたダイ・バイ・ダイ・アライメント法による露光処理」と見做せる。)
Next, a photoresist is applied again on the wafer from which the resist pattern has been removed by etching, and set on a stepper. Stepper, a reticle is mounted R M -B & C reticle stage performs alignment of the reticle R M -B & C and the reticle stage. Then, the reticle R M -B & C by the divided exposure regions (B regions corresponding) 13a enhanced global alignment method with reference to the chip placement reference information to divide the coordinates of the lower right corner pattern region B for the
続いて、右下隅の座標に分割パターン領域C用アライメントマーク8が在るとするレチクルRM−B&Cによる分割露光領域(C領域対応)13bのチップ配置基準情報を参照してエンハンスト・グローバル・アライメント法でレジスト付ウエハ14の位置合せを行ない、さらに、補正座標系基準のチップ配置基準情報を参照して図2(c)に示すようにステップ・アンド・リピート方式でX方向及びY方向の夫々に所定の距離でレジスト付ウエハ14を移動させ、その移動毎に分割パターン領域C用アライメントマーク8検出→位置合せ→分割露光領域(C領域対応)13bの露光を順次行う。(エンハンスト・グローバル・アライメント法によるウエハ位置合せから露光までの手法は「分割パターン領域C用アライメントマーク8を用いたダイ・バイ・ダイ・アライメント法による露光処理」と見做せる。)
Subsequently, the reticle R M -B & C by dividing the exposure region (C region corresponding) 13b enhanced global alignment by referring to the chip placement reference information to divide the coordinates of the lower right corner pattern region C for the
露光処理が完了したレジスト付ウエハ14をステッパーから取り出し、現像処理を行なって分割露光領域13a及び13bのレジストパターンを出現させる。但し、ここでも出現するレジストパターンはアライメントマークのみである。レジストパターンをマスクにしてエッチング処理を行なって、分割露光領域13a及び13bにあるアライメントマーク9をウエハに段差として造り込む。これにより、図2(d)に示すように、全ての分割パターン領域用アライメントマークを極めて高い配置精度でウエハ15上に形成することができる。
The resist-coated
図3は、本発明の半導体装置の製造方法における、(a)重ね合わせ露光に用いるデバイスチップパターン露光用レチクルの模式図、(b)〜(f)分割露光の進捗を示す図である。図3(a)に示すレチクルRD−A〜RD−Dは、各々、分割パターン領域A〜D露光用である。この図に示すように、遮光領域16には、アライメントマークを保護するための領域の他に、各々の分割露光領域が対応する分割パターン領域から他の分割パターン領域に張り出す領域があるため、そこも含んでいる。
3A and 3B are diagrams showing (a) a schematic diagram of a reticle for device chip pattern exposure used for overlay exposure and (b) to (f) showing the progress of divided exposure in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. The reticle R D -A~R D -D shown in FIG. 3 (a), respectively, it is for the divided pattern regions A~D exposure. As shown in this figure, in the
本発明の製造方法でアライメントマークが造り込まれたウエハにフォトレジストを塗布したレジスト付ウエハを準備すると共に、レチクルRD−A〜RD−Dをステッパーにセットする。レチクルRD−Aを使用し、分割パターン領域A用アライメントマーク6を用いたダイ・バイ・ダイ・アライメント法により位置合せ・露光処理を行うと、図3(b)に示すように分割パターン領域Aが露光される。次に、レチクルをRD−Bに交換し、分割パターン領域B用アライメントマーク7を用いたダイ・バイ・ダイ・アライメント法により位置合せ・露光処理を行うと、図3(c)に示すように分割パターン領域Bが露光される。続いて、レチクルをRD−Cに交換し、分割パターン領域C用アライメントマーク8を用いたダイ・バイ・ダイ・アライメント法により位置合せ・露光処理を行うと、図3(d)に示すように分割パターン領域Cが露光される。さらに、レチクルをRD−Dに交換し、分割パターン領域D用アライメントマーク9を用いたダイ・バイ・ダイ・アライメント法により位置合せ・露光処理を行うと、図3(e)に示すように分割パターン領域Dが露光される。このとき位置合せに使用するアライメントマーク9は、分割露光領域Bに造られたものでも分割露光領域Cに造られたものでも構わない。両方のアライメントマーク9を使用して精度をより高めても良い。また、使用するステッパーのアライメントマーク検出光学系に制限があり、例えば、X用アライメントマークは露光領域中央より下、Y用アライメントマークは露光領域中央より右に限られるようであれば、分割露光領域Bに造られたものからX用アライメントマークを使い、分割露光領域Cに造られたものからY用アライメントマークを使用すれば良い。あるいは、一方のアライメントマークだけで充分ならば、前述のアライメントマーク形成において、分割露光領域Bか分割露光領域Cの一方の露光処理を省いても良い。
A wafer with a resist is prepared by applying a photoresist to a wafer in which an alignment mark is built by the manufacturing method of the present invention, and reticles R D -A to R D -D are set on a stepper. When alignment / exposure processing is performed by the die-by-die alignment method using the alignment mark 6 for the division pattern area A using the reticle R D -A, the division pattern area is obtained as shown in FIG. A is exposed. Next, when the reticle is replaced with RD- B and alignment / exposure processing is performed by a die-by-die alignment method using the alignment marks 7 for the divided pattern region B, as shown in FIG. Then, the divided pattern region B is exposed. Subsequently, when the reticle is replaced with RD- C and alignment / exposure processing is performed by a die-by-die alignment method using the alignment marks 8 for the divided pattern region C, as shown in FIG. The divided pattern area C is exposed. Further, when the reticle is exchanged to R D -D and alignment and exposure processing is performed by a die-by-die alignment method using the alignment marks 9 for the divided pattern region D, as shown in FIG. The divided pattern area D is exposed. At this time, the
以上の露光処理が完了したレジスト付ウエハをステッパーから取り出し、現像処理を行うと、図3(f)に示すようなチップパターンが形成される。高精度に配置されたアライメントマークを分割パターン領域毎に検出して位置合せするため、各分割パターン領域間の繋ぎ合わせ精度も極めて高精度にできる。なお、早い段階(例えば最初のアライメントマークを形成する段階でも可)に、分割パターン領域B〜D内に各々の分割パターン領域用アライメントマークを形成するならば、重ね合わせ露光に用いるデバイスチップパターン露光用レチクルの露光領域を、各分割パターン領域と一致させることも可能である。 When the resist-coated wafer having been subjected to the above exposure processing is taken out of the stepper and developed, a chip pattern as shown in FIG. 3F is formed. Since the alignment marks arranged with high accuracy are detected and aligned for each divided pattern region, the connecting accuracy between the divided pattern regions can be extremely high. If the alignment marks for each divided pattern region are formed in the divided pattern regions B to D at an early stage (for example, the step of forming the first alignment mark), the device chip pattern exposure used for the overlay exposure is used. It is also possible to match the exposure area of the reticle for use with each divided pattern area.
[実施形態2]
図4は、本発明の半導体装置の製造方法における、(a)アライメントマークとデバイスチップパターンを同時に形成する場合の露光に用いるレチクルの模式図、(b)〜(g)分割露光の進捗を示す図である。図4(a)に示すレチクルRMD−A〜RMD−Dは、各々、分割露光領域A〜D露光用である。この図に示すように、遮光領域17は、各々の分割露光領域が対応する分割パターン領域から他の分割パターン領域に張り出す領域と先行工程で形成されるアライメントマークの保護領域となっている。
[Embodiment 2]
FIG. 4A is a schematic diagram of a reticle used for exposure when forming an alignment mark and a device chip pattern at the same time, and FIG. 4B to FIG. 4G show the progress of divided exposure. FIG. The reticle R MD -A~R MD -D shown in 4 (a) is, respectively, is used for dividing the exposure region A~D exposure. As shown in this figure, the
まず、フォトレジストを塗布したレジスト付ウエハを準備すると共に、レチクルRMD−A〜RMD−Dをステッパーにセットする。レチクルRMD−Aを使用し、図2における分割露光領域12と同様の露光処理を行うと、図4(b)に示すように分割露光領域A(分割パターン領域A及びアライメントマーク6,7,8)が露光される。露光処理が完了したレジスト付ウエハをステッパーから取り出し、現像処理を行なって分割露光領域A(分割パターン領域A及びアライメントマーク6,7,8)のレジストパターンを出現させる。レジストパターンをマスクにしてエッチング処理を行なって、分割パターン領域A及びアライメントマーク6,7,8をウエハに段差として造り込む。
First, while preparing a resist coated wafer coated with a photoresist, to set the reticle R MD -A~R MD -D stepper. When the reticle R MD- A is used and exposure processing similar to that of the divided
次に、エッチング処理し、レジストパターンを除去したウエハ上にフォトレジストを再度塗布し、ステッパーにセットする。レチクルをRMD−Bに交換し、図2における分割露光領域13aと同様の露光処理を行うと、図4(c)に示すように分割露光領域B(分割パターン領域B及びアライメントマーク9)が露光される。続いて、レチクルをRMD−Cに交換し、図2における分割露光領域13bと同様の露光処理を行うと、図4(d)に示すように分割露光領域C(分割パターン領域C及びアライメントマーク9)が露光される。露光処理が完了したレジスト付ウエハをステッパーから取り出し、現像処理を行なって図4(e)に示すように分割露光領域B(分割パターン領域B及びアライメントマーク9)及び分割露光領域C(分割パターン領域C及びアライメントマーク9)のレジストパターンを出現させる。レジストパターンをマスクにしてエッチング処理を行なって、分割パターン領域B,分割パターン領域C及び2個のアライメントマーク9をウエハに段差として造り込む。
Next, a photoresist is applied again on the wafer from which the resist pattern has been removed by etching, and set on a stepper. The reticle was replaced with R MD -B, when performing the same exposure and the divided exposure regions 13a in FIG. 2, the divided exposure regions B (divided pattern regions B and the alignment mark 9) as shown in FIG. 4 (c) Exposed. Subsequently, when the reticle is replaced with RMD- C and exposure processing similar to that of the divided exposure region 13b in FIG. 2 is performed, the divided exposure region C (the divided pattern region C and the alignment mark as shown in FIG. 4D) is obtained. 9) is exposed. The resist-coated wafer on which the exposure processing has been completed is taken out from the stepper and developed, and as shown in FIG. 4E, the divided exposure region B (the divided pattern region B and the alignment mark 9) and the divided exposure region C (the divided pattern region). C and alignment patterns 9) appear. Etching is performed using the resist pattern as a mask, and the divided pattern region B, the divided pattern region C, and the two
エッチング処理し、レジストパターンを除去したウエハ上にフォトレジストを再度塗布し、ステッパーにセットする。レチクルをRMD−Dに交換し、分割パターン領域D用アライメントマーク9を用いたダイ・バイ・ダイ・アライメント法により位置合せ・露光処理を行うと、図4(f)に示すように分割パターン領域Dが露光される。
Photoresist is applied again on the wafer from which the resist pattern has been removed by etching, and set on a stepper. The reticle was replaced with R MD -D, performed alignment, exposure processing by the die-by-die alignment method using the division pattern regions D for the
このとき位置合せに使用するアライメントマーク9は、分割露光領域Bに造られたものでも分割露光領域Cに造られたものでも構わない。両方のアライメントマーク9を使用して精度をより高めても良い。また、使用するステッパーのアライメントマーク検出光学系に制限があり、例えば、X用アライメントマークは露光領域中央より下、Y用アライメントマークは露光領域中央より右に限られるようであれば、分割露光領域Bに造られたものからX用アライメントマークを使い、分割露光領域Cに造られたものからY用アライメントマークを使用すれば良い。あるいは、一方のアライメントマークだけで充分ならば、用意するレチクルとして、RMD−BかRMD−Cの一方についてアライメントマーク9が無いものにしても良い。
At this time, the
露光処理が完了したレジスト付ウエハをステッパーから取り出し、現像処理を行なって図4(f)に示すように分割パターン領域Dのレジストパターンを出現させる。レジストパターンをマスクにしてエッチング処理を行なって、分割パターン領域Dをウエハに段差として造り込む。レジストパターンを除去すると、図4(g)に示すようなチップパターンが得られる。高精度に配置されたアライメントマークと高精度の繋ぎ合わせ精度を持つ第1層チップパターンを同時に形成することができる。 The resist-coated wafer for which the exposure process has been completed is taken out of the stepper and developed to cause a resist pattern in the divided pattern region D to appear as shown in FIG. Etching is performed using the resist pattern as a mask, and the divided pattern region D is formed as a step on the wafer. When the resist pattern is removed, a chip pattern as shown in FIG. 4G is obtained. It is possible to simultaneously form a first layer chip pattern having a highly accurate alignment mark and a highly accurate joining accuracy.
以上説明したように、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法では、分割パターン領域を露光する際に位置合せを行うアライメントマークの形成を、先行の分割露光領域の外周近傍にX方向用Y方向用を1対とするアライメントマークを少なくとも1対以上設け、後行の分割露光領域は先行の分割露光領域の外周近傍にある少なくとも1対のアライメントマークを含む重複領域を持ち、後行の露光領域から見た前記アライメントマーク座標で位置合せを行うことを繰り返すことにより、チップパターンの全ての分割パターン用のアライメントマークを設けるので、後行の分割露光領域の座標を先行の分割露光領域の座標と高精度に整合させることができ、最初に形成した分割露光領域のアライメントマークに対する他の分割露光領域のアライメントマークの配置精度を極めて高精度にすることができる。 As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the alignment mark that is aligned when the divided pattern region is exposed is formed in the X direction near the outer periphery of the preceding divided exposure region. At least one pair of alignment marks for the Y direction is provided, and the subsequent divided exposure region has an overlapping region including at least one pair of alignment marks in the vicinity of the outer periphery of the preceding divided exposure region. By repeating the alignment with the alignment mark coordinates viewed from the exposure area, alignment marks for all the divided patterns of the chip pattern are provided, so that the coordinates of the subsequent divided exposure areas are set to those of the preceding divided exposure areas. It can be aligned with the coordinates with high accuracy, and the other divisional exposure areas of the divisional exposure area alignment mark that was initially formed It is possible to extremely high precision placement accuracy of line placement mark.
また、重ね合わせ層の露光において、上記で設けた各分割パターン領域露光用のアライメントマークに対して、ダイ・バイ・ダイ・アライメント法を用いて位置合せを行うことにより、重ね合わせ層の繋ぎ合わせ精度も極めて高精度とすることができる。 In addition, in the exposure of the overlay layer, the alignment of each of the divided pattern areas provided above is aligned using the die-by-die alignment method, thereby joining the overlay layers. The accuracy can be extremely high.
なお、チップ間や分割パターン領域間には、現像処理でレジストが除去されるべき部分に、露光不足によるレジスト残りが発生しないよう、0.数μm〜数μm幅のリピートマージンと称する二重露光領域(重複領域)を設けるのが一般的である。従って、レチクルの露光領域等は、実際のチップ寸法や分割パターン領域寸法に投影露光装置の縮小率の逆数倍を乗じた寸法より、当該リピートマージンに対応する分を拡げて造られる。上述の説明や図面においては、このリピートマージンの記述を省略している。 It should be noted that between the chips and between the divided pattern regions, a resist residue due to underexposure does not occur in a portion where the resist is to be removed by development processing. In general, a double exposure region (overlapping region) called a repeat margin having a width of several μm to several μm is provided. Accordingly, the exposure area of the reticle and the like is formed by expanding the part corresponding to the repeat margin from the dimension obtained by multiplying the actual chip size or divided pattern region size by the inverse multiple of the reduction ratio of the projection exposure apparatus. In the above description and drawings, the description of the repeat margin is omitted.
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は上記各実施形態の記載に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更可能である。 As mentioned above, although each embodiment of this invention was described, this invention is not limited to description of each said embodiment, Unless it deviates from the meaning of this invention, it can change suitably.
例えば、上記実施形態では、分割パターン領域乃至露光領域の配列が2行×2列の例であったが、これに限ることなく他の配列も可能である。図5は本発明の半導体装置の製造方法における他の分割露光領域配列例を示す図である。(a)2行×3列,(b)3行×2列,(c)3行×3列である。さらに高次の配列にも適用可能である。 For example, in the above-described embodiment, the arrangement of the divided pattern areas to the exposure areas is an example of 2 rows × 2 columns. However, the arrangement is not limited to this, and other arrangements are possible. FIG. 5 is a view showing another example of the divided exposure region arrangement in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. (A) 2 rows × 3 columns, (b) 3 rows × 2 columns, (c) 3 rows × 3 columns. Furthermore, it can be applied to higher order arrangements.
また、上記実施形態では、本発明の製造方法をチップパターン領域全体に適用した例について述べたが、チップパターン領域の中で高精度の繋ぎ合わせが要求される領域に限定して本発明の製造方法を適用し、緩い精度で充分な領域については、エンハンスト・グローバル・アライメント法によるステップ・アンド・リピート方式の露光などで繋ぎ合わせることも可能である。 In the above embodiment, the example in which the manufacturing method of the present invention is applied to the entire chip pattern region has been described. However, the manufacturing method of the present invention is limited to a region where high-precision joining is required in the chip pattern region. By applying the method, it is also possible to connect regions with sufficient accuracy with a low accuracy by step-and-repeat exposure using the enhanced global alignment method.
また、上記実施形態では、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置であるステッパーを用いて本発明の半導体装置の製造方法を実施した場合を例に説明したが、ステップ・アンド・スキャン方式のスキャナーや電子ビーム露光装置など他の露光装置を用いても本発明は適用可能である。 In the above-described embodiment, the case where the semiconductor device manufacturing method of the present invention is implemented using a stepper that is a step-and-repeat type exposure apparatus has been described as an example. However, a step-and-scan type scanner or The present invention can also be applied using other exposure apparatuses such as an electron beam exposure apparatus.
有効画素数1000×1000で画素ピッチ23.5μmの熱型赤外線イメージセンサの製作に本発明の製造方法を適用した。チップサイズは26mm(X)×30mm(Y)であり、使用するステッパーの露光領域17.5mm□で露光できるよう、チップパターン領域を13mm(X)×15mm(Y)の4個の分割パターン領域に分割した。アライメントマークとして用いるLSAマークの長手方向の寸法が、パターン禁止領域を含め220μm強であるため、重複領域幅を250μmとした。これにより、レチクルの分割露光領域は13.25mm(X)×15.25mm(Y)となった。なお、分割露光領域及び分割パターン領域には、共に0.5um幅のリピートマージンを備えさせた。製作過程における外観検査の限りでは、繋ぎ合わせ精度として0.01μm以下が得られている模様であった。本デバイスの繋ぎ合わせ部には、幅0.4μm弱の梁配線や幅0.8μm弱の駆動信号配線が含まれていたが、画質不連続などの無い良好な撮像機能が得られ、本発明の半導体装置の製造方法の有効性が確認された。 The manufacturing method of the present invention was applied to the manufacture of a thermal infrared image sensor having 1000 × 1000 effective pixels and a pixel pitch of 23.5 μm. The chip size is 26 mm (X) x 30 mm (Y), and the chip pattern area is divided into four divided pattern areas of 13 mm (X) x 15 mm (Y) so that exposure can be performed with an exposure area of 17.5 mm □ of the stepper used. Divided into Since the dimension in the longitudinal direction of the LSA mark used as the alignment mark is a little over 220 μm including the pattern prohibited area, the overlapping area width is set to 250 μm. As a result, the divided exposure area of the reticle was 13.25 mm (X) × 15.25 mm (Y). Both the divided exposure area and the divided pattern area were provided with a repeat margin of 0.5 μm width. As far as the appearance inspection in the production process is concerned, it seems that 0.01 μm or less is obtained as the joining accuracy. The connecting portion of this device includes a beam wiring with a width of less than 0.4 μm and a drive signal wiring with a width of less than 0.8 μm, but a good imaging function without image quality discontinuity can be obtained. The effectiveness of the semiconductor device manufacturing method was confirmed.
本発明は、半導体装置の製造方法、特に、撮像素子や液晶表示素子などの製造方法に利用可能である。 The present invention can be used in a method for manufacturing a semiconductor device, in particular, a method for manufacturing an imaging element, a liquid crystal display element, or the like.
1 チップパターン領域
2 分割パターン領域A
3 分割パターン領域B
4 分割パターン領域C
5 分割パターン領域D
6 分割パターン領域A用アライメントマーク
7 分割パターン領域B用アライメントマーク
8 分割パターン領域C用アライメントマーク
9 分割パターン領域D用アライメントマーク
10 遮光領域
11 遮光枠
12 RM−Aによる分割露光領域
13a RM−B&Cによる分割露光領域(B領域対応)
13b RM−B&Cによる分割露光領域(C領域対応)
14 レジスト付ウエハ
15 ウエハ
16、17 遮光領域
18 素子
19 分割パターン領域A
20 分割パターン領域B
21 分割パターン領域C
22a、22b、22c、22d 位置
23 チップパターン
1 Chip pattern area 2 Divided pattern area A
3 Divided pattern area B
4 Division pattern area C
5 Divided pattern area D
6 divided pattern regions A for the
13b R M -B & C by dividing the exposure region (C region corresponding)
14 Wafer with resist 15
20 Division pattern area B
21 Division pattern area C
22a, 22b, 22c,
Claims (3)
各々の分割パターンの分割露光領域の周縁に、隣り合う分割パターンの分割露光領域と重複する重複領域を設け、
先行の分割パターンの分割露光に際して、当該先行の分割パターンの前記重複領域に、アライメントマークを少なくとも1つ形成し、
後行の分割パターンの分割露光に際して、当該後行の分割パターンの分割露光領域に存在する前記アライメントマークの座標に基づいて位置合せを行う、半導体装置の製造方法であって、
前記基板上にレジストを塗布し、アライメントマーク用レチクルを用いて、前記先行の分割パターンの前記重複領域に、当該先行の分割パターンの分割露光領域にチップパターンを露光する第1レチクルを位置合わせするための第1アライメントマークと、前記後行の分割パターンの分割露光領域にチップパターンを露光する第2レチクルを位置合わせするための第2アライメントマークと、を露光し、現像及びエッチングにより、前記基板上に前記第1アライメントマークと前記第2アライメントマークとを形成するステップと、
レジストを除去した前記基板上に再度、レジストを塗布し、前記第1レチクルを、当該第1レチクルの分割露光領域に存在する前記第1アライメントマークの座標に基づいて位置合わせし、前記先行の分割パターンの分割露光領域にチップパターンを露光するステップと、
前記第2レチクルを、当該第2レチクルの分割露光領域に存在する前記第2アライメントマークの座標に基づいて位置合わせし、前記後行の分割パターンの分割露光領域にチップパターンを露光するステップと、
現像及びエッチングにより、前記基板上の前記先行の分割パターン及び前記後行の分割パターンの分割露光領域に前記チップパターンを形成するステップと、を含む、ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 In a method for manufacturing a semiconductor device in which a chip pattern is formed on a substrate by dividing exposure with a divided pattern obtained by dividing a chip region into a plurality of patterns,
In the periphery of the divided exposure area of each divided pattern, an overlapping area overlapping with the divided exposure area of the adjacent divided pattern is provided,
At the time of divided exposure of the preceding divided pattern, at least one alignment mark is formed in the overlapping region of the preceding divided pattern,
In the divided exposure of the divided pattern of the trailing, cormorants line alignment based on the coordinates of the alignment marks present in the divided exposure regions of the divided pattern of the trailing, a manufacturing method of a semi-conductor device,
A resist is applied on the substrate, and a first reticle for exposing a chip pattern to the divided exposure area of the preceding divided pattern is aligned with the overlapping area of the preceding divided pattern using an alignment mark reticle. A first alignment mark for alignment and a second alignment mark for aligning a second reticle for exposing a chip pattern to a divided exposure region of the subsequent divided pattern, and developing and etching the substrate. Forming the first alignment mark and the second alignment mark thereon;
Resist is applied again on the substrate from which the resist has been removed, and the first reticle is aligned based on the coordinates of the first alignment mark existing in the divided exposure region of the first reticle, and the preceding division is performed. Exposing a chip pattern to a divided exposure area of the pattern;
Aligning the second reticle based on the coordinates of the second alignment mark present in the divided exposure area of the second reticle, and exposing a chip pattern to the divided exposure area of the subsequent divided pattern;
Forming the chip pattern in a divided exposure region of the preceding divided pattern and the succeeding divided pattern on the substrate by development and etching, and a method for manufacturing a semiconductor device.
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