JPH0414812A - パターン形成方法 - 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】 ［概要］ パターンの形成方法に関し、 最小限のレチクル及び、露光データにより効率よく対応
マスクを製作することを目的とし、１回の露光単位が複
数（ｎと表す）のチップにより構成される第１のレチク
ル（または露光データ）よりマスク（またはウェーハ）
に露光を行う第１工程と、前記マスク（またはウェーハ
）の一部の領域において１回の露光単位が１チップより
構成される第２のレチクル（または露光データ）を用い
て前記露光単位内の所定数（ｋと表す、１≦ｋ≦ｎ）の
チップによる露光を行う第２工程とを有し、前記一部の
領域について二重露光を行うように構成する。

［産業上の利用分野コ 本発明はパターンの形成方法に関するものであり、さら
に詳しく述べるならば、半導体装置の製造に使用される
マスクおよび半導体装置を作るために使用されるウェー
ハ上の製品パターンの形成方法に関するものである。

［従来の技術］ 半導体装置の適用分野の拡大に伴い、その信頼性に対す
る要求が非常に高度になっている。

ところで、ウェーハのエツジ部近傍では結晶欠陥や、ウ
ェーハの処理プロセスでウェーハが治具で掴まれること
による損傷などがあるために、エツジ部では不良製品チ
ップが作られ易い。さらに、ウェーハのエツジ部では露
光パターンがぼける、レジストの塗布がむらになる等の
ことも製品不良の原因となる。このためウェーハエツジ
部近傍領域には潜在的な不良チップがあるので、信頼性
の観点からはかかる不良チップを出荷前の試験工程で確
実に不良チップとして判別し、出荷対象から除外するこ
とが、製品の用途によっては必要になっている。

ウェーハエツジ部近傍での潜在的不良を判別する方法と
して、その部分の多層処理プロセスのいずれか１層の処
理工程において製品のパターンを形成しない方法がある
。この場合１枚のウェーハ上で１チップ単位で製品チッ
プをパターンニングしかつ潜在的不良チップのパターン
を形成しない方法がある。この方法では、ある１層のパ
ターンニング用パターンに関して、出来るだけ多くの有
効チップ製品を確保するように有効チップの配列を定め
、ウェーハエツジ近傍の潜在的不良になる領域だけで製
品パターンを壊すようにすれば、最大個数の製品チップ
を取ることができる。一方、チップのパターン形成方法
として複数チップをパターン形成単位とする方法がある
。これは１チップをパターン形成単位とするよりも効率
が高く、またゴミなどの発生機会が少なくなる。この方
法では製品パターンを壊そうとすると、複数チップごと
に製品パターンを壊すための不良領域除外パターン（例
えば、全面を露光または非露光にするかあるいは、所定
素子の動作をしないようなダミーパターンを作る必要が
ある。

［従来の技術］ 従来、不良領域除外パターンを形成したマスク〔以下「
対応マスク」という）の製作においてはそのレチクル単
位で不良領域にかかるショットの不良領域除外パターン
の形成を行っていた。また、レチクルを使用しないで電
子ビームなどにより直接マスクにパターンを形成する方
法では露光データショット単位で不良領域にかかるショ
ットの不良領域除外パターンの形成を行っていた。

多数の半導体装置（チップ）を１枚のウェーハに多層の
回路素子を作るウェーハ処理工程においては、位置合わ
せパターン、モニタパターンなどの各種パターンがショ
ット単位で使用される場合があるが、一つの層のマスク
のパターンと上の層のマスクのパターンとがそれぞれの
露光単位が異なる場合においてそれら各種パターン露光
単位がズして重なり、各種パターンの多層間形成を阻害
しないようにする必要がある。ところで１チップの面積
が小さいと多層のアライメントマーク等の余裕が小さく
、アライメントマークを設ける位置の選択範囲を大きく
とるために複数のチップを組み合わせて露光単位を太き
（とる必要が生じてきた。しかし特定のパターン層でウ
ェーハ周辺の潜在的不良チップ除去を効率的に行うため
、露光単位を他層と異なり小さ（とった場合多層パター
ン形成グの際にアラインメントマークを合わせること（
すなわち整合性を取ること）が困難になってきた。この
ために不良除去を行う層においても、１回の露光で他層
と同じく複数のチップを露光する必要が生じてきた。ま
た露光単位当りのチップ数を多くしてパターン形成のス
ルーブツトを高めるためにも１回の露光で複数のチップ
を露光することが望ましい、このように整合性とスルー
ブツトの観点から定めた適当数のチップを露光単位とす
るマスクを作製する。

第４図にウェーハ上の多数のチップパターンを示す。図
中、１はウェーハ、ｌａはウェーハエツジ近傍のリング
上の不良領域、１ｂは１ａより内側の円形製品領域であ
る。基盤の目状に示された正方形が１チップに相当し、
実線で囲まれた正方形が４個のチップを１単位とするパ
ターン形成単位３である（第２図参照）０部分的に不良
領域１ａにかかっているパターン形成単位において、例
えば、２ａは製品領域ｌａ内に納まり、その他の３チッ
プ分の２ｂ、２ｃ、２ｄは不良領域１ｂに一部がかかっ
ている。従来のレチクルまたは露光データショット単位
で不良領域にかかるショットの不良領域除外パターンの
形成を行う方法では、４チップ分全体の製品パターンが
形成されず、ウェーハから得られる製品パターンの数が
少なくなった。

［発明が解決しようとする課題］ 従来法によると、露光単位内での除去チップの組合わせ
分（第４図では第６図に示すような６個の組合わせ）の
レチクル、露光データが必要となってしまう欠点が生じ
ていた。

本発明は以上の点に鑑み最小限のレチクル、露光データ
により効率よく対応マスクを製作することを目的とする
。

［課題を解決するための手段］ 本発明の第１は、レチクルを用いマスクにパターンを形
成する方法に関し、 １回の露光単位が複数（ｎと表す）のチップにより構成
される第１のレチクルによりマスクに露光を行う第１工
程と、前記マスクの一部の領域において１回の露光単位
が１チップより構成される第２のレチクルを用いて前記
露光単位内の所定数（ｋと表す、１≦ｋ≦ｎ）のチップ
による露光を行う第２工程とを有し、前記一部の領域に
ついて二重露光を行うことを特徴とする。

本発明の第２はレチクルを用いずにマスクにパターンを
形成する方法において、 １回の露光単位が複数（ｎと表す）のチップにより構成
される第１の露光データによりレチクルを使用しないで
マスクに露光を行う第１工程と、前記マスクの一部の領
域において１回の露光単位が１チップより構成される第
２の露光データによりレチクルを用いないで前記露光単
位内の所定数（ｋと表す、１≦ｋ≦ｎ）のチップに露光
を行う第２工程を有し、前記一部の領域につき二重露光
を行うことを特徴とする。

本発明の第３はレチクルを用いウェーハにバターンを形
成する方法において、 １回の露光単位が複数（ｎと表す）のチップにより構成
される第１のレチクルによりマスクに露光を行う第１工
程と、前記ウェーハの一部の領域において１回の露光単
位が１チップより構成される第２のレチクルを用いて前
記露光単位内の所定数（ｋと表す、１≦ｋ≦ｎ）のチッ
プに露光を行う第２工程を有し、前記一部の領域につき
二重露光をことを特徴とするウェーハへのパターン形成
方法。本発明の第４はレチクルを用いずにウェーハにパ
ターンを形成する方法において、１回の露光単位が複数
（ｎと表す）のチップにより構成される第１の露光デー
タによりレチクルを用いないで、マスクに露光を行う第
１工程と、前記ウェーハの一部の領域において１回の露
光単位が１チップより構成される第２の露光データによ
りレチクルを用いないで前記露光単位内の所定数（ｋと
表す、ｌ≦ｋ≦ｎ）のチップに露光を行う第２工程とを
有し、前記一部の領域につき二重露光を行うことを特徴
とする。

以下、発明の構成を詳しく説明する。

本発明の第１〜第４の共通な構成は、１回の露光単位が
複数（ｎと表す）のチップにより構成される露光を行う
工程（第１工程という）と、露光対象物の一部の領域に
おいて１回の露光単位が１チップより構成される第２の
露光を前記露光単位内の所定数（ｋと表す、１≦ｋ≦ｎ
）のチップにつき行う工程（第２工程という）とを有し
、前記一部の領域につき二重露光をところにある。

このように構成すると、第１工程で対象物のできるだけ
全面をカバーするように露光を行い、第２工程で有効領
域（欠陥、割れ、露光パターンのぼけなどがない良好な
領域）外の不良領域で対象物の領域を１チップ単位で露
光する。したがって、露光に必要なレチクルまたは露光
データは第１工程のものが１種類と、第２工程のものが
１種類と、合計２種類だけとなる。また、第２工程では
不良領域に少しでもかかるチップについては１つずつ確
実に不良にするために、１チップ単位で露光を行って、
第１工程で造られた製品にパターンを壊して不良品とし
て検査工程で選別できるようにする。第２工程ではに＝
１〜ｎとしているが、ｋ＝１は最小の１チップについて
、ｋ＝ｎは最大の全チップについて二重露光が行われる
。ｋ＝ｎはｎ＝２のように１露光単位のチップ数が小さ
く、２チップ全部がウェーハの周縁にかかる場合に行わ
れる。

通常第１工程の露光が最初に行われ、次に第２工程の露
光が行われるが、逆の順序で露光を行ってもよい。この
場合第１工程で作られる１露光単位の領域と第２工程の
パターンを位置合わせし、第１工程で作られたパターン
の全部を壊すか、あるいは、目標とするのチップの一部
を（例えば電源線などを断続させる）壊すような位置合
わせが必要である。

第１工程の位置合わせは通常の製品で要求される高精度
が必要であるが、第２工程では製品パターンを壊すもの
であるので製品の位置合わせほどの高精度は必要ではな
い。位置合わせの方法としては、第１工程のパターンの
中に第２工程の位置合わせパターンを作っておく方法が
ある。あるいは、このような位置合わせパターンを作ら
ないで、露光装置に第２工程のパターンを合わせること
により第１工程のパターンに間接的に合わせることによ
っても数ミクロンの十分な精度でのパターン合わせが可
能である。すなわち、第２工程で作られるパターン、ウ
ェーハまたはマスクおよび露光装置の各場所の三者の位
置関係は決まっているので、露光装置に第１工程のレチ
クルプレートなどをセットすることにより位置合わせが
可能になる。

上記した共通の構成を半導体装置製造における各種パタ
ーン形成方法に適用したのが本発明の第１から第４であ
る。

本発明の第１はレチクルを使用し、マスクにパターンを
形成する方法である。この場合マスクの周縁部では反り
、傷、損傷などが起こりやすく不良パターンとなること
が多（、またウェーハの不良領域はあらかじめ分かって
いるので、損傷などがある部分およびウェーハの不良領
域に相当する部分においては製品パターンを壊すための
二重露光を行う。またマスクの製造ロットごとに上記損
傷等調査し、製造ロット毎に定めるか、第１工程の露光
を行った後にマスクを検査して二重露光を行う部分を定
めてもよい。通常二重露光をする部分はマスクの周縁に
なるが、偶々あるロットではマスクの中心部に損傷など
が発生した時は、中心部を二重露光してもよい。

第１工程の露光は２Ｘ２＝４チップ、あるいは４ｘ４＝
１６チップなど複数チップを同時に露光するので、１チ
ップ毎に露光する場合よりも露光効率が高い。第１工程
の露光のアライメントマークは各１チップの間のスクラ
イブラインに作られる。第２工程でいずれかの１チップ
のパターンを壊すときに、スクライブラインにカバー膜
をつけ、スクライブライン上のアライメントマークを残
して（壊さないで）、これを上層のパターンの位置合わ
せに使用することが好ましい。同じく、１チップ内にア
ライメントマークなどがあるときには、アライメントマ
ークにカバー膜をつけて、当該１チップのパターンを壊
すことが好ましい。

本発明の第２はレチクルを使用しないで電子ビーム等の
ビームによりマスクに直接パターンを形成する点が本発
明の第１と相違し、その他の点では本発明の第１と共通
の方法である。露光データとはＣＡＤなどにより電子情
報として作られている形状、寸法、パターン相互の間隔
などのパターン幾何学的情報であって、電子ビームなど
を二次元的に移動させパターンを描かせるデータである
。

この方法における第１工程と第２工程のアライメントは
、第２工程の露光パターンと被露光物の位置合わせを、
被露光物に設けられたアライメントマークによらず、露
光装置に前記露光データの一部として記憶された第１工
程の露光データを参照として、第２工程の露光データを
設定することにより行うことができる。

本発明の第３はレチクルを使用し、光の縮小投影露光に
よりウェーハにパターンを形成する方法に関する。この
方法では、第１工程においてできるだけ多数の製品チッ
プが取れるようにウェーハの面に露光を行う。第２工程
ではウェーハの周縁部分を二重露光する。位置合わせは
第１の方法と同じである。

本発明の第４はレチクルを使用しないで電子ビーム等の
ビームによりウェーハに直接パターンを形成する点が本
発明の第３と相違し、その他の点は第３と同じである。

露光データの意味は本発明の詳細な説明したとおりであ
る。

［作用〕 本発明の第１はレチクルを使用してマスクパターンを形
成する際に、本発明の第２はレチクルを使用しないでマ
スクパターンを作る際に、ウェーハへの露光の際に不良
製品を確実に除外することができる。

本発明の第３はレチクルを使用してマスクパターンを形
成する際に、本発明の第４はレチクルを使用しないでウ
ェーハにパターンを作る際に、ウェーハへの露光の際に
不良製品を確実に除外することができる。

以下、ウェーハにレチクルを用いパターンを形成する実
施例により本発明の詳細な説明する。

［実施例］ 第１図に、ウェーハ１のウェーハエツジ近傍のリング状
不良領域１ａおよび内側の円形製品領域１ｂにかけてウ
ェーハ１の全面に、４チップを１露光部位とするレチク
ル３（第２図参照）により露光を行う（第１工程）。各
露光単位のアライメントマークは、実線で示された基盤
の目間の上下左右のスクライブラインに４個設けられて
いる（？）。第１工程の露光に続いて、アライメントマ
ークおよび製品として残す露光部分にカバーを設け、第
４図に示すｌチップ単位の削除用露光レチクル６を使用
し第２工程の露光を行う。図中、斜線は１チップ全体を
露光して第１工程で作られたパターンを壊すことを意味
している。第２工程では第４図に斜線で示す部分のパタ
ーンを１個づつ壊し、第５図に示すような製品パターン
を１チップに作製する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によればマスクおよびウェ
ーハにパターンを形成する際に不良チップを試験工程で
確実に排除できるようにパターン形成ができかつ、歩留
まりの低下を最小限に納めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１工程における露光方法の実施例を
示す図、 第２図は第１工程における１露光単位を示す図、 第３図は本発明の第２工程における露光に使用するレチ
クルまたは露光データを示す図、第４図は１枚のウェー
ハにつき不良領域における除去チップと、製品チップの
配列を示す図、第５図は製品チップを配列したウェーハ
の図、第６図は従来、不良チップを除去するためのレチ
クルまたは露光データを示す図である。 １−ウェーハ、ｌａ＝不良領域、ｉｂ−円形製品領域、
２ａ−製品チップ、２ｂ、２ｃ、２ｄ−不良チップ、３
−第１工程の露光単位、４−不良チップ除去パターン、
６−第２工程のパターン市 とｔ・を士１１，７１牛ｉも±、ブ１？タク第４図 ８６Ｂ月オ１工程１てと止露光方沙 第１図 ７ｆ工ｆｉ＋：ｈｒｔ５ａ’１４（ｉ 第２図 才２１λ鮫におけ３り１光万ｌム 第３図 ！！！品ナツアと配列しｒウェーハ 第５図 ！！６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、マスクにパターンを形成する方法において、 １回の露光単位が複数（ｎと表す）のチップにより構成
   される第１のレチクルによりマスクに露光を行う第１工
   程と、前記マスクの一部の領域において１回の露光単位
   が１チップより構成される第２のレチクルを用いて前記
   露光単位内の所定数（ｋと表す、１≦ｋ≦ｎ）のチップ
   に露光を行う第２工程とを有し、前記一部の領域につい
   て二重露光を行うことを特徴とするマスクへのパターン
   形成方法。 ２、マスクにパターンを形成する方法において、 １回の露光単位が複数（ｎと表す）のチップにより構成
   される第１の露光データによりレチクルを使用しないで
   マスクに露光を行う第１工程と、前記マスクの一部の領
   域において１回の露光単位が１チップより構成される第
   ２の露光データによりレチクルを用いないで前記露光単
   位内の所定数（ｋと表す、１≦ｋ≦ｎ）のチップに露光
   を行う第２工程を有し、前記一部の領域につき二重露光
   を行うことを特徴とするマスクへのパターン形成方法。 ３、ウェーハにパターンを形成する方法において、 １回の露光単位が複数（ｎと表す）のチップにより構成
   される第１のレチクルによりマスクに露光を行う第１工
   程と、前記ウェーハの一部の領域において１回の露光単
   位が１チップより構成される第２のレチクルを用いて前
   記露光単位内の所定数（ｋと表す、１≦ｋ≦ｎ）のチッ
   プに露光を行う第２工程を有し、前記一部の領域につき
   二重露光を行うことを特徴とするウェーハへのパターン
   形成方法。 ４、ウェーハにパターンを形成する方法において、 １回の露光単位が複数（ｎと表す）のチップにより構成
   される第１の露光データによりレチクルを用いないで、
   マスクに露光を行い、前記ウェーハの一部の領域におい
   て１回の露光単位が１チップより構成される第２の露光
   データによりレチクルを用いないで前記露光単位内の所
   定数（ｋと表す、１≦ｋ≦ｎ）のチップに露光を行い、
   前記一部の領域につき二重露光を行うことを特徴とする
   ウェーハへのパターン形成方法。 ５、第２工程の露光パターンと被露光物の位置合わせを
   、被露光物に設けられたアライメントマークによらず、
   露光装置にレチクルを固定する際の該レチクルの位置決
   めにより行うことを特徴とする請求項１又は３記載のパ
   ターン形成方法。 ６、第２工程の露光パターンと被露光物の位置合わせを
   、被露光物に設けられたアライメントマークによらず、
   露光装置に前記露光データの一部として記憶された第１
   工程の露光データを参照として、第２工程の露光データ
   を設定することにより行うことを特徴とする請求項２又
   は４記載のパターン形成方法。