JPH03504168A - レチクル・マスクの製作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 レチクル・マスクの製作方法 技術分野 本発明は、集積回路装置の製造の際にウェーハ・ステッパで使用される形式のレ チクル・マスク製作方法に関する。特に、本発明は、レチクル・マスクのけがき 線部分に製品タイ・パターンのための整合しるしを記録する、レチクル・マスク 製作のためのダブル・パス法に関する。

背景技術 これまで、集積回路装置は半導体ウェーハがら製作されてきた。複数（典型的に は数百、又は数千の規模の）の半導体デバイスが単一の円形ウェーハ（例えば５ インチの直径を有する）上に作られる。各集積回路装置は、矩形状の領域の各々 を取り囲むけがき線を具える矩形状領域中に作られる。各矩形状領域は製品ダイ と呼ばれる。

各製品ダイを取り囲むけがき綿は、製品ダイが半導体ウェーハ上に作られた後に 、切断具によって製品ダイを１つずつ切り離すために用いられる。半導体ウェー ハ上の製品ダイとけがき線との典型的な配置の平面図に関してては、第１図を参 照されたい。

マスクは、集積回路装置の製造の工程で半導体ウェーハ上に光学（ｌ［を転写す るのに用いられてきた。マスクは、典型的には、光を通過させ、その際にパター ン化された不透明領域又は透明領域を半導体ウェーハ上に露出させる、パターン 化された不透明領域どパターン化された透明領域とを有する透明なガラス板で作 られる。マスクは、次の２つの形式の何れでも良い。全域マスクは、唯１回の露 出てウェーハの全域を露出させるのに用いられる。

必然的に、全域マスクは、全域マスクの全体にわたって反復する製品ダイの光学 パターンを具える。更に、全域マスク上には、少なくとも最終的に半導体ウェー ハ上に製造される製品ダイと同じ数の製品ダイ・パターンを具える。典型的な全 域マスクは第２図に示される。

別の形式のマスクは、レチクル・マスクと呼ばれる。

レチクル・マスクは幾つかの製品ダイを含む。レチクル・マスクは、例えば、製 品ダイの各々を取り囲むけがき轢を有する２×２の配列に並べられた４つの製品 ダイを含む。このレチクル・マスクは、１回につき半導体ウェーハの１部を露出 させるウェーハ・ステッパ機の中で用いられる。このウェーハ・ステッパは、そ の後、半導体ウェーへの別の部分に進み、半導体ウェーハの全部が露出されるま で、この工程を反復する。レチクル・マスクの例は第３図に示される。

レチクル・マスクを製作する工程において、アラインメント・マーク、すなわち 整合マークがレチクル・マスク上に配置される。レチクル・マスクが製作された 壕に、このアラインメント・マーク、すなわち整合マークは、し・チクル・マス クの精度、すなわち、けがき線の位置に対する各製品ダイの位置と、別のマスク 中のけかき線に対する１つのマスク中のけかき線の位置とを点検するために用い られる。

もしレチクル・マスクが複数の製品ダイ・パターン（例えば、第３図に示される ような、２×２の配列に並べられた４つの製品ダイ・パターン）を含むならば、 このレチクル・マスクを製作するためにダブル・パス工程が用いられる。最初に 、レチクル・マスクに対するけがき線がレチクル・マスク上に描かれ作り出され る。その復、囃−の製品ダイ・パターンが、けがき線との関係で定まる位置に複 数回（第３図に示される例では４回）描かれ、配置される。ダフル・パス工程で は、整合マークがけがき線に対する製品ダイ・パターンの相対的位１ｆｌ１度を 決定するので、整合マークが重要となる。

これまで、けがき線に対する製品ダイ・パターンの相対的位置精度を点検するた めに、整合マークを配置する方法が多数提案されてきた。

その第１の提案では、整合マークを製品ダイ・パター〕ノ領域の内例に配置する 。輿望的には、これらの整合マークは製品ダイ・パターンの角に配置される。し かし、信頼性の問題から、整合マークを直接池の整合マークの」二に配置するこ とはてきない。更に、最絆パッシベーション層マスク上の整合マークは、完全に 除かなければならない。これに加えて、整合マークは、回路設計者に供されるべ き空間を／ｌｖ費してしまう。更に加えて、整合マークの位置によって、回路設 計者が回路を配置できる位置が制限され、る。

これまで提案されてきた第２の技術では、けがき線を作る最初のパスの間に、け がき線区域中に整合マークを配置する。けがきＩＩ領領域、回路配置の１部分で はないので、製品ダイに関係する回路を含まない。半導体ウェーハが個々の型に 分離される時には、けがき１ｓ領域は取り除かれる。しかし、もしダブル・パス 工程におけるようにけがき線が製品ダイ・パターンから独立してマスク上に配置 されるならば、けがき線区域内に配置される整合マークは製品ダイ・パターンに 対するけがき紳の相対的位置精度を反映しない。このため、最重要なデータ、す なわち、けがき線に対する製品ダイ・パターンの相対的位置を潤量することがで きなくなるので、この方法は満足できない。

先行の技術のｉｆ＆のものは、製品ダイ・パターン及びけがき線を用いるマスク をシングル・パスで作り出す方法である。この技術は、ｌ／チクル・マスク中に 単一の製品ダイ・パターンがある時にのみ実用できる。本発明の方法はダブル・ パスに関するので、この先行技術は適切本発明において、レチクル・マスクを製 作するダブル・パス法が開示されているが、このマスクは、各製品領域が、集積 回路装置の製造に用いられる、隔置された複数の製品領域を具える。複数の境界 領域が各製品領域を取り囲む。複数の整合マークが境界領域中に配置される。

この方法は、１露出形式の隔置された複数の製品領域を形成するために未露出の マスクを露出する段階から成る。

未露出のマスクを露出することによって、第１の領域が境界領域に適合し対応す る複数の第１領域をも形成する。

第１領域の各々は、別露出形式の区域と、複数のしるしの各々を各製品領域に対 して所定の関係に配置した、１露出形式の複数のしるしとを具える。このマスク は、その後製品棒に対して露出される。この製品枠は、製品領域、すなわち、し るしがマスクの各々との関係で製品枠を具λ、るのと同様に、製品領域で同一の 所定の関係で配置される製品領域の外側に複数の第１の整合マークを具える。■ 露出形式の環が、製品領域を取り囲み、製品枠の残りを覆う。この製品枠の製品 領域はマスクの製品領域の１つを覆って配置され、第１整合マークは複数のしる しを覆って配置される。この第１整合マークは、その１金製品枠に対して露出さ れる。この段階は、他の製品枠を池の製品領域を覆って配置することによって、 製品領域及び゛マスクのしるしの総てが露出され終わるまで反復される。

図面の簡単な説明 第１図は、製品ダイの各々を相互に分離するけがき線を具える複数の直線で囲ま れた形状の製品ダイを有する、ｆ導体ウェーハの概略平面図である。

第２図は、全域マスクの概略平面図である。

第３図は、製品ダイを分離するけがき線を具える、２×２の配９りに並べられた ４つの製品ダイを有するレチクル・マスクの例の概略平面図である。

第４図は、本発明の方法て用いられるけがき枠の例の平面図である。

第５図は、本発明の方法で用いられる製品ダイ粋の例の概略平面図である。

第６図は、本発明の方法によって製作されるレチクル・マスクの例の概略平面図 である。

鷹−泗−をｌ−！ｔｔ支友盟（７）１ｊしい聡１−第１図を参照すると、複数の 製品ダイ１２と複数のけがき線１４とをその上に有する半導体ウェーハ１０の平 面図が示されている。製品ダイ１２の各々は、直線状の形状であり、矩形である ことが望ましい。けがき紳１４は矩形状の格子を形成し、製品ダイ１２の各々の 境界を成す。

第２図を参照すると、各製品ダイがけがき＠１４によって相互に分離された状態 で製品ダイ１２を具える全域マスク１１の平面図が示されている。少なくとも半 導体ウェーハ１０上で製造されるべき製品ダイと同じ数の製品ダイ１２があるの で、このマスク１１は正に全域マスクである。

第３図を参照すると、レチクル・マスク１５０例が示されている。レチクル・マ スク１５は、けがき線、１４ａ、、１４ａ１、−　・・、Ｊ４ｄ、、１４ｆ！、 ・・・、１４ｆ４を有する、２×２の配列に並べられた４つの製品ダイ１２（１ ２ａから１２ｄまで）から成る。４つのけがき欅が各製品ダイと組み合わされて いるので、これらのけかき線が各製品ダイを取り囲む。

本発明のレチクル・マスク１５を製作するための本発明の方法においては、けが き枠８が用いられる。このけがき枠８は、第４図に示されている。けがき枠８は 、隔置された複数の適合する不透明領域１２（１２ａから１２ｄまで）を具える 。不透明領域１２（１２ａから１２ｄまて）の各々は、相互に適合する、すなわ ち、同一の形状と寸法を有する。更に、不透明領域１２（１２ａから１２ｄまで ）の各々は、第３図に示されるレチクル・マスク１５の製品ダイ領域１２　（１ ２ａから１２ｄまて）の１つに適合し、対応する。

不透明領域１２（１２ａから１２ｄまで）の各々を複数の第１の領域が取り囲む 。この第１領域は、第３図に示されるレチクル・マスク】５のけがき＊ＳＳｉ２ ０適合し、対応する。この第１領域は、露出された区域と、複数の第１の整合マ ーク２０　（２０ａから２０ｄまで）と、複数の未露出のしるし２２　（２２ａ から２２ｐまで）とを具える。

第１整合マーク２０　（２０ａから２０ｄまで）の各々は、実阿的に直線の形状 であって、正方形であることが望ましい。この第１整合マークは、けがきＳ領域 １４と所定の関係に配置され、けがき線領域１４について対称であることが望ま しい。かくして、第４図に示される例において、整合マーク２Ｏｆ２０ａから２ ０ｄまで）は、上部けがき＃（１４ａ、から１４ｂ２まて）の中の左右端、及び 、下部けがきｓ　（１４ｃ　ｌから１４ｄ、まで）の中の左右端にそれぞれ配置 される。ここての上下及び左右の叙述は、第４図に示される叙述に関する対照位 置に過ぎないことに注意すべきである。

未露出のしるし２２の各々は、実賞的に矩形状であって、不透明領域１２（１２ ａから１２ｄまで）の各々と所定の関係に配置される。未露出のしるし２２は、 不透明領域１２　（１２ａから１２ｄまで）の各々について対称であり、各々が 正方形であることが望ましい。ここでは、４つの未露出のしるし２２が不透明領 域１２と組み合わされる。かくして、不透明領域１２ａには、未露出のしるし、 ２２ａと、２２ｂと、２２ｅと、２２ｆとが組み合わされる。不透明領域１２ｂ には、未露出のしるし、２２ｃと、２２ｄと、２２ｇと、２２ｈとが組み合わさ れる。同様に、この池の２つの未露出のしるし１２ｃ及び１２ｄには、４つの未 露出のしるし２２が所定の関係に配置される。

第４図に示される例において、各不透明領域１２と組み合わされる４つの未露出 のしるし２２は、左側けがき線上の上下端、及び右頷けかき線上の上下端に配置 される。ここでも、上下及び左右の基準は、第４図に示される例を対照している 。

不透明領域１２の各々を矩形状の間隙１６が取り囲む。

間隙１６を保護環１８が取り囲む。

けがき棉１４が、レチクル・マスク１５中に形成され絆わっ７＋：徨に、製品ダ イ枠３０が製品ダイ領域１２（１２ａから１２６まで）を形成するために複数回 用いられる。第５図を参照すると、製品ダイ枠３０の上面図が示されている。製 品ダイ枠３０は、製品ダイ・パターン３２から作成される集積回路装置に望まれ る個別の層工程の像に対応するｍ−の製品ダイ・パターンから成る。

間隙１６に適合する矩形状の製品ダイ枠３４が、製品ダイ・パターン３２を取り 囲む。ｆｉｌの製品ダイ整合マーク４０　（４０ａから４０ｄまて）が、製品ダ イ・パターン３２に対して所定の関係に置かれる。製品ダイ整合マーク４０　（ ４０ａから４０ｄまて）は、未露出のしるし２２が不透明領域１２に対して買か れる関係と同様に、製品ダイ・パターン３２に対して同一の所定の関係に買かれ る。

レチクル・マスク１５を作成するためのダブル・バス法の第２回のバスの際に、 製品ダイ枠３０は、製品ダイ・パターン３２を不透明領域１２ａの上に、また、 製品ダイ整合マーク４０　（４０ａから４０ｄまで）を未露出のしるし２２　（ ２２ａ、２２ｂ、２２ｅ、及び２２ｆ）の上に配置して、最初のバスの際に露出 されたレチクル・マスク１５を覆って配置される。その後、レチクル・マスク１ ５が露出される。製品ダイ枠３０は、その復次の温域に進められ、組み合わせの 不透明領域１２ｂと未露出のしるし２２とを覆って配置される。製品ダイ枠３０ は、その復再び露出される。４つの不透明領域１２及び相み合わせの未露出のし るし２２が製品ダイ・パターン３２及び組み合わせの整合マーク４０に対して露 出され終わるまで、この工程が反復される。その結果得られるレチクル・マスク １５が第６図に示されている。

製品ダイ枠３０中の不透明環３６によって、第２回パスの最中に製品ダイ整合マ ーク４０　（４０ａから４０ｄまて）のための開口部以外の場所てけがき＃ｌ領 域１４が露出されるのが防がれる。これに代えて、もし保護環１８が製品ダイ枠 ３０中に置かれるならば、第１回バスの最中に不透明環３６をけがき枠８中に置 くこともできたであろう。他のレチクル・マスクのけかき線パターンに対する１ つのレチクル・マスクのけがき線パターンと、製品ダイ・パターン３２に対する けがき紳との整合の関係を測定する基準を与えるために、けがき枠８中に第１の 整合マーク２０　（２０ａから２０ｄまで）が与えられていた。

用いられるマスク製作工程によっては不透明領域と露出ｖ４域とを逆にもできる ことは、前述の事柄から明白であろう。かくして、ここで開示される工程によっ て製作されるマスクが、第６図に示される。このマスクは、露出された整合マー クを有するけがき線から成る。レチクル・マスク１５のために用いられる制別の 工程によっては、前述のものと逆の像をレチクル・マスク１５上に作ることもて きる。

更に、本発明の方法は、４つの製品ダイを有するレチクル・マスクの製作法に限 定されない。これに加えて、製品領域の各々は相互に適合する必要はない。かく して、例えば、異なる製品ダイ領域１２（１２ａから１２ｄまで）を露出するた めに異なる製品ダイ枠３０を用いることができる。

レチクル・マスク１５が現像された復に、各製品ダイ・パターン３２に組み合わ せられる整合マーク４０は、けがき線と共に配置される整合マーク２００片寄り 、及びレチクル・マスク１５上のその池のあらゆる特徴と比較される。総ての整 合マーク２０及び３２の期待される位置は既知であるので、マスク製作工程によ って生じるあらゆる差異は数量化できる。

本発明の方法を達成する機器は、ＭＥＢＥＳ　（パーキン・ニルマー社（Ｐｅｒ ｋｉｎ−Ｅｌｍｓｒ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）の商標〕マスク製作装置である 。本発明の方法を、ＭＥＢＥＳマスク製作装置のためのパターンを備えるソフト ウェアで構成することができる。このソフトウェア・プログラムの１つの実施例 の複製は付録Ａ　（Ｅｘｈｉｂｉｔ　Ａ）に示される。このソフトウェア・プロ グラムは、Ｍ　Ａ　Ｉ　Ｎ　Ｓ　Ａ、　ＩＩ、〔ザイダク社（Ｘｉｄａｋ、　Ｉ ｎｃ、）の商標〕言語で書かれている。このプログラムは、マークの配置をパタ ーン・ファイル中で計算し、ＭＥＢＥＳマスク製作装置で使用されるべきパター ンを作り出すために用いられる。λ（ＥＢＥＳマスク製作装置の制御装置は、製 品ダイ・パターンを如何に配置すべきかについての指示を受ける。付録Ａでは３ つの手順が説明されている。第１の手順″ａｄｄ　Ｎ　ｉ　ｋ　ｏ　ｎ　Ｍ　ａ 　ｒ　ｋ　ｓ　”は、整合マークに関するけがき枠８中の位置を、その後の工程 が書き換えないように、無効にする。第２及び第３の手順Ｍ’ｂｕｉｌｄＤｉｅ Ｏｐａｑｕｉｎｇ”及び”ｗｒｉｔｅｏｐａｑｕｉｎｇＴＯＦｉｌｅ”は、第１ 手順によって計算される情報の配置を用いて、第４図に示す不透明境界を構築す る。

ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、６ 国際調査報告

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．各々が集積回路装置の製作のために用いられる隔置された複数の製品領域と 、各製品領域を取り囲む複数の境界領域とを、該境界領域中の複数の整合マーク と共に具え、かつ、１露出形式の領域と該１露出形式に対して逆の別露出形式の 領域とを具えるレチクル・マスクの製作方法てあって、 ａ）１露出形式の隔置された複数の製品領域を形成するためと、前記境界領域に 適合、対応し、かつ、前記別露出形式の区域と、各々が該製品領域の各々に対し て所定の関係に置かれる前記１露出形式の複数のしるしとを具える複数の第１の 領域を形成するために、未露出のマスクを露出する段階と、ｂ）製品領域と、該 製品領域に対して前記所定の関係に置かれる該製品領域の外側の複数の第１の整 合マークと、該整品領域を取り囲み整品枠の残りの部分を覆う前記１露出形式の 環とを具える製品枠に対して、前記マスクを露出する段階であって、 ｊ）前記製品枠の前記製品領域を前記マスクの前記製品領域の１つを覆って配置 し、前記第１整合マークを前記マスクの前記複数のしるしを覆って配置すること と、 ｉｉ）前記マスクを前記製品枠と共に露出することと、ｉｉｉ）前記製品領域と 前記しるしとの総てが露出され終わるまで、他の製品枠を他の製品領域を覆って 配置することによって、（ｂ）の（ｉ）から（ｉｉ）までの段階を反復すること とから成る、マスク露出段階 とから成る、レチクル・マスク製作方法。
2. ２．前記製品領域が実質的に矩形状である、請求項１記載のレチクル・マスク製 作方法。
3. ３．前記第１整合マークの各々が実質的に矩形状である、請求項１記載のレチク ル・マスク製作方法。
4. ４．未露出マスクを露出する工程の間、前記第１領域中に複数の第２の整合マー クが形成される、請求項１記載のレチクル・マスク製作方法。
5. ５．前記複数の第２整合マークが実質的に矩形状である、請求項４記載のレチク ル・マスク製作方法。
6. ６．前記第１整合マークが各製品領域について対称に配置される、請求項１記載 のレチクル・マスク製作方法。
7. ７．前記１露出形式が不透明で、前記別露出形式が透明である、請求項１記載の レチクル・マスク製作方法。
8. ８．前記製品領域が相互に適合し、前記（ｂ）の（ｉｉｉ）の配置段階が他の製 品領域を覆って前記製品枠を動かすことから成る、請求項１記載のレチクル・マ スク製作方法。
9. ９．各々が集積回路装置の製作のために用いられる隔置された複数の製品領域と 、各製品領域を取り囲む複数の境界領域とを、該境界領域中の複数の整合マーク と共に具え、かつ、１露出形式の領域と該１露出形式に対して逆の別露出形式の 領域とを具えるレチクル・マスクの製作方法であって、 ａ）１露出形式の隔置された複数の製品領域を形成するためと、複数の第１の領 域を形成するために未露出のマスクを露出する段階であって、該第１領域が前記 境界領域に適合、対応し、該第１領域が、前記別露出形式の区域と、前記１露出 形式の複数のしるしと、該製品領域の各々を取り囲む該１露出形式の環とを具え 、該しるしの各々が該製品領域の各々に対して所定の関係に置かれる、未露出マ スク露出段階と、 ｂ）製品領域と、該製品領域に対して前記所定の関係に置かれる該製品領域の外 側の複数の第１の整合マークと、該製品領域を取り囲み製品枠の残りの部分を覆 う前記１露出形式の環とを具える製品枠に対して、前記マスクを露出する段階で あって、 ｆ）前記製品枠の前記製品領域を前記マスクの前記製品領域の１つを覆って配置 し、前記第１整合マークを前記マスクの前記複数のしるしを覆って配置すること と、 ｌｉ）前記マスクを前記製品枠と共に露出することと、ｉｉｉ）前記製品領域と 前記しるしとの総てが露出され終わるまで、他の製品枠を他の製品領域を覆って 配置することによって、（ｂ）の（ｉ）から（ｉｉ）までの段階を反復すること とから成る、マスク露出段階 とから成る、レチクル・マスク製作方法。
10. １０．前記製品傾城が実質的に矩形状である、請求項９記載のレチクル・マスク 製作方法。
11. １１．前記第１整合マークの各々が実質的に矩形状である、請求項９記載のレチ クル・マスク製作方法。
12. １２．未露出マスクを露出する工程の間、前記第１領域中に複数の第２の整合マ ークが形成される、請求項９記載のレチクル・マスク製作方法。
13. １３．前記複数の第２整合マークが実質的に矩形状である、請求項１１記載のレ チクル・マスク製作方法。
14. １４．前記第１整合マークが各製品領域について対称に配置される、請求項９記 載のレチクル・マスク製作方法。
15. １５．前記１露出形式が不透明で、前記別露出形式が透明である、請求項９記載 のレチクル・マスク製作方法。
16. １６．前記製品領域が相互に適合し、前記（ｂ）の（ｉｉｉ）の配置段階が他の 製品領域を覆って前記製品枠を動かすことから成る、請求項９記載のレチクル・ マスク製作方法。