JPH11121359A - 露光方法およびディバイス製造方法 - Google Patents

露光方法およびディバイス製造方法

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JPH11121359A
JPH11121359A JP9299513A JP29951397A JPH11121359A JP H11121359 A JPH11121359 A JP H11121359A JP 9299513 A JP9299513 A JP 9299513A JP 29951397 A JP29951397 A JP 29951397A JP H11121359 A JPH11121359 A JP H11121359A
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JP
Japan
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circuit pattern
pattern transfer
exposure
wafer
aperture
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JP9299513A
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Koji Marumo
光司 丸茂
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直線状のエッジを有するアパーチャブレード
を用いてアライメントマークのコントラストを向上させ
る。 【解決手段】 ウエハ10の回路パターン転写領域K1
1とともに露光される4個のアライメントマークA11
をスクライブライン11の幅を2分割する直線11aの
片側に転写する。アパーチャ30の開口30aの直線状
のエッジを前記直線11aに投影することで、回路パタ
ーン転写領域K11に隣接する回路パターン転写領域K
6,K12,K16,K10のアライメントマークA
6,A12,A16,A10の多重露光を防ぐことがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステップ&リピー
ト方式によってウエハ等の基板を露光する露光方法およ
びディバイス製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】256メガビット以上のDRAMの製造
には、線幅0.25ミクロン以下の微細な回路パターン
の転写が必要であり、このために、近年特に、荷電粒子
蓄積リング放射光(X線)を露光光とする露光装置が注
目されている。
【0003】このような露光装置においては、まず、ウ
エハ等の基板の所定数の露光画角のうちの1つにマスク
の回路パターン等を転写、焼き付けし、他の露光画角の
それぞれについても逐次同様の転写、焼き付けを行なう
ステップ&リピート方式等を採用するのが一般的であ
り、この方式の露光装置の多くは、各露光画角を露光す
るときに露光光の一部分が隣接する露光画角に入射し
て、ここに転写される回路パターン等のコントラストを
低下させるいわゆる多重露光を防ぐためのアパーチャ
(開口手段)を備えている(特開平5−36589号公
報参照)。
【0004】図7は従来のX線露光装置の主要部を示す
もので、図示しない位置決めステージに保持されたウエ
ハ110は、マスク120を経て照射されるX線L0
よって露光され、これによって、マスク120の回路パ
ターン123が転写、焼き付けされる。X線L0 の光路
には、X線L0 の不必要な周辺部分Leを遮断するアパ
ーチャ130が配設され、ウエハ110の露光画角の周
辺が不必要に露光されるのを防ぐ役目をする。
【0005】アパーチャ130は、X線を遮るのに充分
な遮光性を有する板材、例えば、厚さ約100μmのス
テンレス鋼板によって作られた4枚のアパーチャブレー
ド131からなり、各アパーチャブレード131は、ア
パーチャ130内の駆動ユニットによってX線L0 の光
軸に垂直な方向に進退される。
【0006】マスク120は、X線を透過させるX線透
過膜121とこれに被着されたAu(金)膜等のX線吸
収体122からなり、該X線吸収体122の主要部には
ウエハ110の回路パターン転写領域K11等に所定の
回路パターンを転写するための回路パターン123が設
けられ、また、回路パターン123の外周には、次回の
リソグラフィのためにウエハ110に転写するアライメ
ントマーク124と、マスク120の外周部全体を遮光
する遮光枠125が設けられる。
【0007】X線L0 の露光によってマスク120の回
路パターン123がウエハ110に転写されてウエハ1
10の回路パターン113となり、マスク120のアラ
イメントマーク124がウエハ110のスクライブライ
ン111に転写されてウエハ110のアライメントマー
ク114(A11)となる。
【0008】図9に示すように、ウエハ110は前記回
路パターン転写領域K11を含む複数の回路パターン転
写領域K1〜K21を有し、各回路パターン転写領域K
1〜K21の周辺には前述のようにスクライブライン1
11が配設される。互いに隣接する回路パターン転写領
域、例えば中央の回路パターン転写領域K11と図示右
側の回路パターン転写領域K12の間のスクライブライ
ン111上には図8に示すように両回路パターン転写領
域K11,K12のアライメントマークA11,A12
が互いに重なることのないように転写される。なお、各
回路パターン転写領域K1〜K21は方形であり、前記
アライメントマーク114(A11,A12等)は各回
路パターン転写領域K1〜K21の各辺に隣接して1個
ずつ合計4個転写されるのが一般的である。
【0009】ウエハ110のスクライブライン111に
は、その両側の回路パターン転写領域のアライメントマ
ークがほぼ同等に直列に配設される。従って、例えば、
ウエハ110の中央の回路パターン転写領域K11にマ
スク120の回路パターン123を転写し、これと同時
に該回路パターン転写領域K11の4個のアライメント
マークA11をスクライブライン111上に転写すると
きは、中央の回路パターン転写領域K11に隣接する4
個の回路パターン転写領域K6,K12,K16,K1
0のそれぞれのアライメントマークA6,A12,A1
6,A10の転写部分がアパーチャ130の開口130
a(破線で示す)を通過したX線の露光領域内に位置す
る。その結果、微小量ではあるが、マスク120の遮光
枠125を透過したX線によって前記アライメントマー
クA6,A12,A16,A10の転写部分が不必要に
露光される傾向がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術によれ
ば、前述のように、ウエハの各回路パターン転写領域と
その周囲のスクライブラインにマスクの回路パターンと
アライメントマークをそれぞれ転写するときに、隣接す
る回路パターン転写領域のアライメントマークの転写部
分がアパーチャの開口内にあるために、マスクの遮光枠
を透過したX線によって不必要に露光されるのを避ける
ことができない。このような状態でウエハの各回路パタ
ーン転写領域について順次上記の露光サイクルを繰り返
すうちに、いわゆる多重露光によってスクライブライン
の露光量が過剰となり、これに転写されるアライメント
マークのコントラストが著しく低下し、次回のリソグラ
フィにおいて充分に高精度の位置合わせを行なうことが
できない。
【0011】また、このようにアライメントマークが過
剰に露光されるのを防ぐために、アパーチャの開口の周
縁に凹所を設け、露光中の回路パターン転写領域のアラ
イメントマークの転写部分のみが露光されるように構成
したものも提案されているが(特開平5−36589号
公報参照)、アパーチャの開口の周縁に凹所を形成する
ための加工が複雑であるうえに、アライメントマークを
スクライブライン上で他の位置へずらせる必要が生じた
ときには、そのたびにアパーチャを移動させなければな
らず、この作業が繁雑で露光装置のスループットを低下
させるという不都合もある。
【0012】本発明は上記従来の技術の有する問題点に
鑑みてなされたものであって、アパーチャの開口の周縁
を複雑な形状に加工することなく、アライメントマーク
の多重露光の問題点を容易に解決できる露光方法および
ディバイス製造方法を提供することを目的とするもので
ある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明の露光方法は、開口手段の開口を通る露光光に
よって基板の複数の回路パターン転写領域のそれぞれを
逐次露光する工程を有し、互いに隣接する一対の回路パ
ターン転写領域のそれぞれのアライメントマークが、両
回路パターン転写領域の間の境界領域を2分割する直線
に対して互に反対側に転写されることを特徴とする。
【0014】アライメントマークが、回路パターン転写
領域の各辺の中央に近接して転写されるとよい。
【0015】開口手段が、直線状のエッジを有するアパ
ーチャブレードによって構成されているとよい。
【0016】
【作用】互いに隣接する一対の回路パターン転写領域の
それぞれのアライメントマークを、両回路パターン転写
領域の間のスクライブライン等を2分割する直線の両側
に配設する。各回路パターン転写領域を露光するときに
は、開口手段の開口のエッジを直線状にして、前記スク
ライブラインを2分割する直線に投影することで、隣接
する回路パターン転写領域のアライメントマークの多重
露光を防ぐことができる。
【0017】開口手段のアパーチャブレード等のエッジ
に凹所を設ける場合のような複雑な加工を必要とせず、
従って、開口手段の加工コストが低くてすむ。
【0018】このように、アライメントマークの多重露
光によるコントラストの低下を防ぐことで重ね合わせ精
度を向上させ、かつ、装置コストを低減することで、半
導体ディバイスの高精度化と低価格化に大きく貢献でき
る。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
【0020】図1は一実施の形態による露光方法を説明
するもので、図示しない位置決めステージに保持された
基板であるウエハ10は、その表面にマスク20を経て
照射されるX線L1 によって露光され、これによって、
マスク20の回路パターン23を転写、焼き付けされ
る。X線L1 の光路には、X線L1 の不必要な周辺部分
Leを遮断する開口手段であるアパーチャ30が配設さ
れ、ウエハ10の露光画角の周辺が露光されるのを防ぐ
役目をする。アパーチャ30は、X線を遮るのに充分な
遮光性を有する板材、例えば、厚さ約100μmのステ
ンレス鋼板によって作られた4枚のアパーチャブレード
31からなり、各アパーチャブレード31は、アパーチ
ャ30内の駆動ユニットによってX線L1 の光軸に垂直
な方向に進退される。
【0021】マスク20は、X線を透過させるX線透過
膜21とこれに被着されたAu(金)膜等のX線吸収体
22からなり、該X線吸収体22の主要部にはウエハ1
0の回路パターン転写領域K11等に所定の回路パター
ンを転写するための回路パターン23が設けられ、ま
た、回路パターン23の外周には、次回のリソグラフィ
のためのアライメントマーク24と、マスク20の外周
部全体を遮光する遮光枠25が設けられる。
【0022】X線L1 の露光によってマスク20の回路
パターン23がウエハ10に転写されてウエハ10の回
路パターン13となり、マスク20のアライメントマー
ク24がウエハ10の境界領域であるスクライブライン
11に転写されてウエハ10のアライメントマーク14
(A11)となる。
【0023】図3に示すように、ウエハ10は前記回路
パターン転写領域K11を含む複数の回路パターン転写
領域K1〜K21を有し、各回路パターン転写領域K1
〜K21の周辺には前述のようにスクライブライン11
が配設され、互いに隣接する回路パターン転写領域、例
えば中央の回路パターン転写領域K11と図示右側の回
路パターン転写領域K12の間のスクライブライン11
上には両回路パターン転写領域K11,K12のアライ
メントマークA11,A12がスクライブライン11を
幅方向に2分割する直線11aを挟んで互いに反対側で
平行になるように転写される。なお、各回路パターン転
写領域K1〜K21は方形であり、前記アライメントマ
ーク14(A11,A12等)は各回路パターン転写領
域K1〜K21の各辺に隣接して1個ずつ合計4個転写
されるのが一般的である。
【0024】従来例のように、ウエハ10のアライメン
トマーク14がスクライブライン11上でほぼ同等に直
列に配設されていると、例えば、ウエハ10の中央の回
路パターン転写領域K11にマスク20の回路パターン
23を転写しこれと同時に、次回のリソグラフィのため
の4個のアライメントマークA11をスクライブライン
11上に転写するときは、中央の回路パターン転写領域
K11に隣接する4個の回路パターン転写領域K6,K
12,K16,K10のそれぞれのアライメントマーク
A6,A12,A16,A10が多重露光され、コント
ラストが低下するおそれがある。
【0025】そこで、互いに隣接する回路パターン転写
領域、例えば、図1の(b)に示すように回路パターン
転写領域K11,K12の間のスクライブライン11を
幅方向に2分割する直線11a(破線で示す)を挟ん
で、両回路パターン転写領域K11,K12のアライメ
ントマークA11,A12が互いに反対側で平行になる
ように配設するとともに、アパーチャ30によって露光
画角を確定するに際しては、その開口縁すなわち各アパ
ーチャブレード31の内端縁をスクライブライン11の
前記直線11aに投影して、該直線11aの外側を遮光
するように各アパーチャブレード31の位置決めを行な
う。
【0026】アパーチャ30の開口30aがスクライブ
ライン11を2分割する直線11aの内側に投影され、
回路パターン転写領域K11のアライメントマークA1
1が回路パターン13とともに露光されるが、隣接する
回路パターン転写領域K6,K12,K16,K10の
アライメントマークA6,A12,A16,A10の転
写部分はアパーチャ30によって完全に遮光される。従
って、多重露光のおそれはない。次回の露光サイクルに
おいては、コントラストの良好なアライメントマークを
用いることで重ね合わせ精度の高い転写、焼き付けを行
なうことができる。
【0027】アパーチャ30は、スクライブライン11
を2分割する直線11aに沿って露光画角を確定するも
のであるから、各アパーチャブレード31のエッジであ
る内端縁にアライメントマークを転写するための凹所等
を設けることなく、直線状に加工するだけでよい(図2
参照)。従って、アパーチャブレード31の加工コスト
が上昇して露光装置の高価格化を招くおそれもない。
【0028】このように、安価な露光装置を用いて重ね
合わせ精度の高い転写、焼き付けを行なうことで、半導
体ディバイス等の高精度化と低価格化に大きく貢献でき
る。
【0029】また、互いに隣接する回路パターン転写領
域のアライメントマークが同じスクライブライン上に幅
方向に直列に配設される結果となるため、アライメント
マークの配設位置を各回路パターン転写領域の各辺の中
央に設定することができる。回路パターン転写領域の各
辺の中央に配設されたアライメントマークは、回路パタ
ーン転写領域の各辺の中央から遠い部位に配設されたア
ライメントマークに比べて、露光中のウエハの昇温等に
よるディストーションによるアライメントマークの変位
が少ないために、位置決め精度を大きく向上させること
ができる。隣接する回路パターン転写領域の一対のアラ
イメントマークがスクライブラインに沿って長さ方向に
直列に配設されていれば、少なくとも一方のアライメン
トマークは、回路パターン転写領域の各辺の中央からず
れることになる。
【0030】さらに、図4に示すように、1つの回路パ
ターン転写領域K11の各辺に対して複数のアライメン
トマークA11を転写する場合でも、アパーチャ30の
各アパーチャブレード31の位置を変更する等の作業は
不必要である。すなわち、回路パターン転写領域K11
に対する複数のアライメントマークA11はいずれも、
スクライブライン11を2分割する直線11aの片側に
配設されるため、アパーチャ30の開口30aはそのま
まの形状でよい。
【0031】一般的に半導体ディバイス等の製造におい
ては、1つの回路パターン転写領域に対して例えば20
レイヤーの露光を行なうものであるから、1つの回路パ
ターン転写領域に複数のアライメントマークが必要であ
り、レイヤーと同数のアライメントマークを必要とする
場合もある。このようにアライメントマークの数が変わ
っても、アパーチャを再駆動する等のめんどうな作業が
不要であるから、露光装置のスループットを大幅に向上
できるという特筆すべき利点もある。
【0032】次に上記説明した露光方法を利用したディ
バイス製造方法の実施例を説明する。図5は半導体ディ
バイス(ICやLSI等の半導体チップ、あるいは液晶
パネルやCCD等)の製造フローを示す。ステップS1
(回路設計)では半導体ディバイスの回路設計を行な
う。ステップS2(マスク製作)では設計した回路パタ
ーンを形成したマスクを製作する。ステップS3(ウエ
ハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造す
る。ステップS4(ウエハプロセス)は前工程と呼ば
れ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフ
ィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。ステ
ップS5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップS4
によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する
工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディ
ング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を
含む。ステップS6(検査)ではステップS5で作製さ
れた半導体ディバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体ディバイ
スが完成し、これが出荷(ステップS7)される。
【0033】図6は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップS11(酸化)ではウエハの表面を酸
化させる。ステップS12(CVD)ではウエハ表面に
絶縁膜を形成する。ステップS13(電極形成)ではウ
エハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップS14
(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステ
ップS15(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布
する。ステップS16(露光)では上記説明した露光装
置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光す
る。ステップS17(現像)では露光したウエハを現像
する。ステップS18(エッチング)では現像したレジ
スト像以外の部分を削り取る。ステップS19(レジス
ト剥離)ではエッチングが済んで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかっ
た高集積度の半導体ディバイスを製造することができ
る。
【0034】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。
【0035】アパーチャブレード等に複雑な加工を必要
とすることなく、アライメントマークの多重露光を回避
して、重ね合わせ精度の高い露光を行なうことができ
る。その結果、半導体ディバイス等の低価格化と高精度
化に大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施の形態による露光方法を説明するもの
で、(a)は露光装置を示す模式図、(b)はウエハの
一部分を示す部分平面図である。
【図2】アパーチャブレードとマスクの位置関係を示す
平面図である。
【図3】ウエハ全体を説明する図である。
【図4】回路パターン転写領域の各辺に対して複数のア
ライメントマークを転写する場合を説明する図である。
【図5】半導体ディバイスの製造方法を示すフローチャ
ートである。
【図6】ウエハプロセスを示すフローチャートである。
【図7】一従来例を示す模式図である。
【図8】図7のウエハの一部分を示す部分平面図であ
る。
【図9】ウエハ全体を説明する図である。
【符号の説明】
K1〜K21 回路パターン転写領域 A6,A10,A11,A12,A16,14 アラ
イメントマーク 10 ウエハ 11 スクライブライン 20 マスク 30 アパーチャ 31 アパーチャブレード

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 開口手段の開口を通る露光光によって基
    板の複数の回路パターン転写領域のそれぞれを逐次露光
    する工程を有し、互いに隣接する一対の回路パターン転
    写領域のそれぞれのアライメントマークが、両回路パタ
    ーン転写領域の間の境界領域を2分割する直線に対して
    互に反対側に転写されることを特徴とする露光方法。
  2. 【請求項2】 アライメントマークが、回路パターン転
    写領域の各辺の中央に近接して転写されることを特徴と
    する請求項1記載の露光方法。
  3. 【請求項3】 各回路パターン転写領域のアライメント
    マークが、隣接する回路パターン転写領域との間の境界
    領域を2分割する直線の片側に複数転写されることを特
    徴とする請求項1または2記載の露光方法。
  4. 【請求項4】 露光光がX線であることを特徴とする請
    求項1ないし3いずれか1項記載の露光方法。
  5. 【請求項5】 開口手段が、直線状のエッジを有するア
    パーチャブレードによって構成されていることを特徴と
    する請求項1ないし4いずれか1項記載の露光方法。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5いずれか1項記載の露
    光方法によって基板に回路パターンを転写、焼き付けす
    る工程を有するディバイス製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009532909A (ja) * 2006-04-03 2009-09-10 モレキュラー・インプリンツ・インコーポレーテッド 複数のフィールド及びアライメント・マークを有する基板を同時にパターニングする方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009532909A (ja) * 2006-04-03 2009-09-10 モレキュラー・インプリンツ・インコーポレーテッド 複数のフィールド及びアライメント・マークを有する基板を同時にパターニングする方法

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