JP2005167030A - Mask and exposure method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mask and an exposure method capable of aligning unit exposure regions of the mask according to a die-by-die alignment scheme in all regions of an exposed body and realizing high precision alignment and pattern transfer. <P>SOLUTION: When the central part of a wafer W is exposed, all exposure regions including unit exposure regions 11-14 are aligned and all exposure regions are exposed (refer to Figure (a)). When the peripheral part of the wafer W having no chips Ch corresponding to all unit exposure regions 11-14, alignment cameras 6x1, 6y1, 6x2, 6y2 are moved to carry out the alignment and the exposure for every unit exposure region 11-14 (refer to Figure (b)). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、マスクおよび露光方法に関し、特に、相補露光技術に使用されるマスクおよび露光方法に関する。   The present invention relates to a mask and an exposure method, and more particularly to a mask and an exposure method used in complementary exposure technology.

半導体素子製造のためのリソグラフィ工程では、各層の異なるパターン同士を正確に重ね合わせる必要があるため、光学的なアライメント計測技術が用いられている。   In a lithography process for manufacturing a semiconductor element, it is necessary to accurately superimpose different patterns of each layer, and therefore an optical alignment measurement technique is used.

ＬＥＥＰＬ（low energy electron beam proximity projection lithography)露光機におけるアライメント方式は、Ｘ線リソグラフィ用に開発されたアライメントカメラを斜めに傾けてマーク像を検出する斜方結像方式が採用され、マスクのマスクマークとウエハのウエハマークを同時に検出し、その相対位置およびマスクとウエハ間のギャップを計測することができる（特許文献１参照）。   The alignment method used in the LEEPL (low energy electron beam proximity projection lithography) exposure tool is an oblique imaging method that detects the mark image by tilting the alignment camera developed for X-ray lithography. And the wafer mark of the wafer can be detected simultaneously, and the relative position and the gap between the mask and the wafer can be measured (see Patent Document 1).

斜方結像方式では、アライメントマークとして２次元配列パターンを用い、パターンエッジからの後方散乱光を光学的に拡大した像から、マスクマークとウエハマークの相対位置を計測する。エッジ散乱光の照明として白色光を用いることにより、薄膜の変化に対する高い適応性を実現することができるという優れた特徴をもつ。   In the oblique imaging method, a two-dimensional array pattern is used as an alignment mark, and a relative position between the mask mark and the wafer mark is measured from an image obtained by optically enlarging backscattered light from the pattern edge. By using white light as illumination of edge scattered light, it has an excellent feature that high adaptability to changes in the thin film can be realized.

例えば、ＬＥＥＰＬ技術では、ステンシルマスクを用いるため、ウエハに転写すべき回路パターンを分割して複数の単位露光領域に分割パターンを形成し、各単位露光領域をウエハの同一位置に重ね合わせて露光する相補露光により、ウエハに回路パターンを転写している（特許文献２参照）。   For example, in the LEEPL technology, since a stencil mask is used, a circuit pattern to be transferred to a wafer is divided to form divided patterns in a plurality of unit exposure areas, and each unit exposure area is overlapped and exposed at the same position on the wafer. A circuit pattern is transferred to the wafer by complementary exposure (see Patent Document 2).

図１６は、従来の相補露光に使用されるマスクの概略構成を示す図である。
マスクＭの露光領域は、４つの単位露光領域１０１，１０２，１０３，１０４を含む。各単位露光領域１０１〜１０４には、ウエハに転写すべき回路パターンが分割して形成されている。露光領域の周囲には、ウエハとのアライメントを行うためのマスクマークＭＡが形成されている。
特許第３１０１５８２号 特開２００３−５９８１９号公報 FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of a mask used for conventional complementary exposure.
The exposure area of the mask M includes four unit exposure areas 101, 102, 103, and 104. In each of the unit exposure areas 101 to 104, a circuit pattern to be transferred to the wafer is divided and formed. A mask mark MA for alignment with the wafer is formed around the exposure region.
Japanese Patent No. 3101582 JP 2003-59819 A

しかしながら、上記のマスクＭを用いた露光では、図１７の×印で示すチップに対しては、ダイバイダイアライメント方式によるアライメントを行うことができず、周辺部のチップＣｈが未露光となり、チップＣｈの歩留りが低下するという問題がある。ダイバイダイアライメント方式とは、マスクＭのマスクマークとウエハＷのウエハマークとを観察して、アライメントを行うことを称する。   However, in the exposure using the mask M, the chip indicated by the cross in FIG. 17 cannot be aligned by the die-by-die alignment method, and the peripheral chip Ch is unexposed and the chip Ch. There is a problem that the yield of. The die-by-die alignment method refers to performing alignment by observing the mask mark of the mask M and the wafer mark of the wafer W.

これは、図１７に示すように、ウエハＷの周辺部にマスクＭを位置合わせする場合には、いずれかの単位露光領域１０１〜１０４に対応するチップＣｈが存在しないことから、この結果ウエハマークが存在せず、ウエハマークを観察することができないからである。相補露光ではマスクＭの単位露光領域１０１〜１０４の全てを１つのチップＣｈに重ねて露光する必要があるため、１つの単位露光領域でも未露光のチップは、不良となる。   As shown in FIG. 17, when the mask M is aligned with the peripheral portion of the wafer W, there is no chip Ch corresponding to any one of the unit exposure areas 101 to 104. This is because the wafer mark cannot be observed. In the complementary exposure, it is necessary to expose all the unit exposure areas 101 to 104 of the mask M on one chip Ch, so that an unexposed chip becomes defective even in one unit exposure area.

ここで、ウエハＷの周辺部のチップＣｈの露光に対しては、現在縮小投影露光装置で主流となっているグローバルアライメントを適用することも考えられる。すなわち、中央部のチップＣｈのウエハマークの位置に基づいて、周辺部のチップＣｈの位置を推定計算し、ウエハＷの周辺部にマスクをアライメントすることである。   Here, it is also conceivable to apply global alignment, which is currently mainstream in the reduction projection exposure apparatus, to the exposure of the chips Ch around the periphery of the wafer W. That is, the position of the peripheral chip Ch is estimated and calculated based on the position of the wafer mark of the central chip Ch, and the mask is aligned with the peripheral part of the wafer W.

しかしながら、グローバルアライメントでは、例えば露光に伴う熱膨張によるウエハ周辺部のチップＣｈのずれや、ステージ位置精度等によるアライメント誤差が発生してしまい、特に高精度のアライメントが要求される相補露光に適用することは困難である。   However, in the global alignment, for example, a shift of the chip Ch around the wafer due to thermal expansion accompanying exposure, or an alignment error due to stage position accuracy or the like occurs, and this is especially applied to complementary exposure that requires high precision alignment. It is difficult.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被露光体の全ての領域に、マスクの単位露光領域をダイバイダイアライメント方式でアライメントすることができ、高精度なアライメントおよびパターン転写を実現することができるマスクおよび露光方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to align the unit exposure area of the mask with the die-by-die alignment method in all areas of the object to be exposed. An object of the present invention is to provide a mask and an exposure method that can realize pattern transfer.

上記の目的を達成するため、本発明のマスクは、複数の単位露光領域を含む露光領域を有し、前記単位露光領域を重ね合わせて被露光体に複数回露光することにより、前記被露光体に回路パターンを転写するマスクであって、前記露光領域の全体のアライメントを実施し得る第１のアライメントマークと、前記単位露光領域毎のアライメントを実施し得る第２のアライメントマークとを有する。   In order to achieve the above object, the mask of the present invention has an exposure area including a plurality of unit exposure areas, and the unit exposure areas are overlapped and exposed to the exposure object a plurality of times. And a first alignment mark that can perform alignment of the entire exposure region, and a second alignment mark that can perform alignment for each unit exposure region.

上記の本発明のマスクによれば、単位露光領域を重ね合わせて被露光体に複数回露光する際のアライメントにおいて、第１のアライメントマークを用いた露光領域の全体のアライメントと、第２のアライメントマークを用いた単位露光領域毎のアライメントを併用することができ、被露光体の全ての領域に対して、第１あるいは第２のアライメントマークを用いてアライメントが行われて、被露光体の露光に使用される。   According to the mask of the present invention described above, in the alignment when exposing the object to be exposed a plurality of times by overlapping the unit exposure areas, the entire alignment of the exposure area using the first alignment mark and the second alignment are performed. Alignment for each unit exposure region using the mark can be used together, and alignment is performed using the first or second alignment mark for all the regions of the object to be exposed to expose the object to be exposed. Used for.

上記の目的を達成するため、本発明の露光方法は、複数の単位露光領域を含む露光領域を備えたマスクを用い、前記被露光体に対して前記マスクの各単位露光領域を重ねて露光するように、前記被露光体に対する前記マスクの位置を変えて繰り返し露光する露光方法であって、前記マスクとして、前記露光領域の全体のアライメントを実施し得る第１のアライメントマークと、前記単位露光領域毎のアライメントを実施し得る第２のアライメントマークとを有する前記マスクを用い、前記第１のアライメントマークを用いて、前記被露光体に対し前記露光領域の全体をアライメントし、前記被露光体に対し前記露光領域の全体を露光する第１の露光工程と、一部の前記単位露光領域のみの露光が必要な前記被露光体の周辺部において、前記第２のアライメントマークを用いて前記被露光体に対し前記単位露光領域毎にアライメントし、前記被露光体に対し前記単位露光領域を露光する第２の露光工程とを有する。   In order to achieve the above object, an exposure method of the present invention uses a mask having an exposure area including a plurality of unit exposure areas, and exposes the unit exposure areas of the mask so as to overlap the object to be exposed. As described above, an exposure method for repeatedly exposing by changing the position of the mask with respect to the object to be exposed, the first alignment mark capable of performing the entire alignment of the exposure area as the mask, and the unit exposure area Using the mask having a second alignment mark capable of performing alignment every time, using the first alignment mark, aligning the entire exposure region with respect to the object to be exposed, In the first exposure step of exposing the entire exposure area, and in the peripheral part of the object to be exposed that requires exposure of only a part of the unit exposure area, Alignment with marks aligned in the unit exposure each region with respect to the subject to be exposed, the relative object to be exposed and a second exposure step of exposing the unit exposure region.

上記の本発明の露光方法によれば、まず、第１のアライメントマークを用いて、被露光体に対し露光領域の全体をアライメントし、被露光体に対し露光領域の全体を露光する第１の露光工程が実施される。そして、一部の単位露光領域のみの露光が必要な被露光体の周辺部において、第２のアライメントマークを用いて被露光体に対し単位露光領域毎にアライメントし、被露光体に対し単位露光領域を露光する第２の露光工程が実施される。これにより、被露光体の全ての領域に対して、第１あるいは第２のアライメントマークを用いたアライメントが行われて、被露光体が相補露光される。なお、第１の露光工程と第２の露光工程の順序は、逆であってもよい。   According to the above-described exposure method of the present invention, first, the first alignment mark is used to align the entire exposure region with respect to the object to be exposed, and the entire exposure region is exposed with respect to the object to be exposed. An exposure process is performed. Then, in the peripheral portion of the object to be exposed that requires exposure of only a part of the unit exposure area, the second alignment mark is used to align the object to be exposed for each unit exposure area, and unit exposure to the object to be exposed A second exposure step is performed to expose the area. As a result, alignment using the first or second alignment mark is performed on all regions of the object to be exposed, and the object to be exposed is subjected to complementary exposure. Note that the order of the first exposure step and the second exposure step may be reversed.

本発明のマスクおよび露光方法によれば、被露光体の全ての領域に、マスクの単位露光領域をダイバイダイアライメント方式でアライメントすることができ、高精度なアライメントおよびパターン転写を実現することができる。   According to the mask and the exposure method of the present invention, the unit exposure area of the mask can be aligned with the entire area of the object to be exposed by the die-by-die alignment method, and high-precision alignment and pattern transfer can be realized. .

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、一例としてＬＥＥＰＬに使用されるマスクおよび露光方法について説明するが、これに限定されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, a mask and an exposure method used for LEEPL will be described as an example, but the present invention is not limited to this.

（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。
図１に示す露光装置は、露光光として電子ビームＥＢを出射する電子銃１を備えており、この電子銃１から出射された電子ビームＥＢの経路を法線とする状態で、マスクＭが配置され、このマスクＭとの間に間隔を保って、ｘｙ方向に移動可能なステージ１０にウエハ（被露光体）Ｗが配置されている。ウエハＷの表面とマスクＭの表面との間に約５０μｍの間隔が設けられるようにウエハＷが配置される。 (First embodiment)
FIG. 1 is a view showing the schematic arrangement of an exposure apparatus according to this embodiment.
The exposure apparatus shown in FIG. 1 includes an electron gun 1 that emits an electron beam EB as exposure light, and a mask M is arranged with the path of the electron beam EB emitted from the electron gun 1 as a normal line. Then, a wafer (exposed body) W is arranged on the stage 10 that can move in the xy direction with a space between the mask M and the mask M. The wafer W is arranged so that a space of about 50 μm is provided between the surface of the wafer W and the surface of the mask M.

電子銃１とマスクＭとの間には、電子ビームＥＢの経路を囲む状態で、電子銃１側から順に、電子ビームＥＢを制限するアパーチャ２と、電子ビームＥＢを平行化するコンデンサレンズ３と、電子ビームＥＢが平行なままでラスターまたはベクトル走査モードの何れかで且つマスクＭに垂直に入射するように偏向させる一対の主偏向器４ａ，４ｂと、電子ビームの照射位置の微調整を行うために電子ビームを偏向させる一対の副偏向器５ａ，５ｂとを有する。   Between the electron gun 1 and the mask M, an aperture 2 for limiting the electron beam EB and a condenser lens 3 for collimating the electron beam EB in order from the electron gun 1 side in a state surrounding the path of the electron beam EB. A pair of main deflectors 4a and 4b for deflecting the electron beam EB so that it is incident on the mask M in either the raster or vector scanning mode while being parallel, and the electron beam irradiation position are finely adjusted. Therefore, it has a pair of sub deflectors 5a and 5b for deflecting the electron beam.

マスクＭの斜め上方には、マスクＭのマスクマークおよびウエハＷのウエハマークを観察するためのアライメントカメラ６が設置されている。アライメントカメラ６は、アライメント光として白色光を用い、マークからの散乱光を検出し、マスクマークとウエハマークの相対位置を計測する。アライメントカメラ６は、後述するように、ｘ方向のアライメントおよびｙ方向のアライメントを精度良く行うため、４台設置されている。   An alignment camera 6 for observing the mask mark of the mask M and the wafer mark of the wafer W is installed obliquely above the mask M. The alignment camera 6 uses white light as alignment light, detects scattered light from the mark, and measures the relative position of the mask mark and the wafer mark. As will be described later, four alignment cameras 6 are installed in order to accurately perform alignment in the x direction and alignment in the y direction.

制御部７は、アライメントカメラ６、主偏向器４ａ，４ｂ、副偏向器５ａ，５ｂ等に接続されており、露光装置の全体の動作を制御する。制御部７は、アライメントカメラ６からの観察画像に基づいてマスクＭとウエハＷの相対位置を計測し、マスクＭに対してウエハＷが適切な位置にくるようステージ駆動部８に制御信号を出力する。また、制御部７は、後述するように、アライメントカメラ６による観察対象となるマスクマークを変える場合に、カメラ駆動部９に制御信号を出力する。   The controller 7 is connected to the alignment camera 6, the main deflectors 4a and 4b, the sub deflectors 5a and 5b, and controls the overall operation of the exposure apparatus. The control unit 7 measures the relative position between the mask M and the wafer W based on the observation image from the alignment camera 6, and outputs a control signal to the stage driving unit 8 so that the wafer W is at an appropriate position with respect to the mask M. To do. Further, as will be described later, the control unit 7 outputs a control signal to the camera driving unit 9 when changing a mask mark to be observed by the alignment camera 6.

ステージ駆動部８は、制御部７に接続されており、制御部７からの制御信号に基づいて、ステージ１０の位置を制御し、ウエハＷとマスクＭとの相対位置を調整する。また、カメラ駆動部９は、制御部７に接続されており、制御部７からの制御信号に基づいて、アライメントカメラ６の位置を制御し、マスクＭの観察位置を変える。   The stage driving unit 8 is connected to the control unit 7 and controls the position of the stage 10 based on a control signal from the control unit 7 to adjust the relative position between the wafer W and the mask M. The camera driving unit 9 is connected to the control unit 7 and controls the position of the alignment camera 6 based on a control signal from the control unit 7 to change the observation position of the mask M.

以上のような構成の露光装置を用いて露光を行う場合には、まず、ステージ上に、表面にレジストＲを塗布してなるウエハＷを載置する。次に、電子銃１から出射された電子ビームＥＢを、アパーチャ２、コンデンサレンズ３で成形しつつ、上述した偏向器４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂで電子ビームＥＢの照射位置を調整しつつ走査させながらマスクＭに照射する。そして、このマスクＭのパターンを通過した電子ビームが、ウエハＷ表面のレジストＲに照射されることにより、レジストＲに対してパターン露光が行われる。   When performing exposure using the exposure apparatus configured as described above, first, a wafer W formed by applying a resist R on the surface is placed on a stage. Next, the electron beam EB emitted from the electron gun 1 is scanned while being shaped by the aperture 2 and the condenser lens 3 while adjusting the irradiation position of the electron beam EB by the deflectors 4a, 4b, 5a, and 5b described above. Then, the mask M is irradiated. Then, the resist R on the surface of the wafer W is irradiated with the electron beam that has passed through the pattern of the mask M, whereby pattern exposure is performed on the resist R.

図２（ａ）は、マスクＭの一例を示す平面図であり、図２（ｂ）は、マスクＭの要部断面図である。   2A is a plan view showing an example of the mask M, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the main part of the mask M. As shown in FIG.

本実施形態に係るマスクＭは、図中点線で区分けした右上の第１の単位露光領域１１と、図中点線で区分けした左上の第２の単位露光領域１２と、図中点線で区分けした左下の第３の単位露光領域１３と、図中点線で区分けした右下の第４の単位露光領域１４の４つの単位露光領域を有する。ウエハＷに転写すべき回路パターンは、各単位露光領域１１〜１４に分割して形成され、各単位露光領域１１〜１４をウエハＷの同じ位置に露光する（相補露光）ことにより、ウエハＷに回路パターンが転写される。本実施形態では、４つの単位露光領域１１〜１４の全体の領域を露光領域と称する。   The mask M according to this embodiment includes a first unit exposure region 11 at the upper right divided by a dotted line in the drawing, a second unit exposure region 12 at the upper left divided by a dotted line in the drawing, and a lower left divided by a dotted line in the drawing. The third unit exposure region 13 and the fourth unit exposure region 14 at the lower right divided by a dotted line in the figure. The circuit pattern to be transferred to the wafer W is formed by being divided into the unit exposure areas 11 to 14, and the unit exposure areas 11 to 14 are exposed to the same position on the wafer W (complementary exposure). The circuit pattern is transferred. In the present embodiment, the entire area of the four unit exposure areas 11 to 14 is referred to as an exposure area.

各単位露光領域１１〜１４は、パターン形成膜２１と、パターン形成膜２１の強度を補強するための補強部２２とを有する。パターン形成膜２１は、３００ｎｍ〜２μｍ厚のＳｉ、ＳｉＣ、ダイアモンド等により形成される。図２（ｂ）の断面図に示すように、パターン形成膜２１には、パターン形成膜２１を貫通する開口２３によりマスクパターンが形成される。基板２０および補強部２２の厚さは、例えば７００μｍ程度である。   Each unit exposure region 11 to 14 has a pattern forming film 21 and a reinforcing portion 22 for reinforcing the strength of the pattern forming film 21. The pattern forming film 21 is formed of Si, SiC, diamond or the like having a thickness of 300 nm to 2 μm. As shown in the cross-sectional view of FIG. 2B, a mask pattern is formed in the pattern forming film 21 through an opening 23 that penetrates the pattern forming film 21. The thickness of the board | substrate 20 and the reinforcement part 22 is about 700 micrometers, for example.

等倍近接露光では、ウエハＷに転写すべき回路パターンと等倍のマスクパターンが各単位露光領域１１〜１４のパターン形成膜２１に形成される。補強部２２の位置には、マスクパターンを配置できず、この結果、補強部２２に対応する位置には、ウエハＷにパターンを転写できない。従って、各単位露光領域１１〜１４を重ねた際に補強部２２の位置がずれるように、補強部２２が配置されている。   In the same-size proximity exposure, a circuit pattern to be transferred to the wafer W and a mask pattern that is the same size as the circuit pattern are formed on the pattern forming film 21 in each unit exposure region 11-14. A mask pattern cannot be arranged at the position of the reinforcing portion 22, and as a result, the pattern cannot be transferred to the wafer W at a position corresponding to the reinforcing portion 22. Accordingly, the reinforcing portion 22 is arranged so that the position of the reinforcing portion 22 is shifted when the unit exposure regions 11 to 14 are overlapped.

このように補強部２２を配置することにより、チップＣｈの全ての位置に、相補露光が可能なように構成される。相補露光とは、１つの層の回路パターンを複数の単位露光領域に分割し、単位露光領域を重ねて露光することにより、一つの回路パターンをウエハＷに転写することを称する。   By arranging the reinforcing portion 22 in this way, it is configured so that complementary exposure is possible at all positions of the chip Ch. Complementary exposure refers to transferring a single circuit pattern onto a wafer W by dividing a circuit pattern of one layer into a plurality of unit exposure areas and exposing the unit exposure areas in an overlapping manner.

図３は、４つの単位露光領域１１〜１４を含む露光領域に形成されたマスクマークについて説明するための平面図である。   FIG. 3 is a plan view for explaining a mask mark formed in an exposure area including four unit exposure areas 11 to 14.

図３（ａ）に示すように、露光領域には、単位露光領域１１〜１４を含む露光領域の全体のアライメントを実施し得る第１のマスクマーク（第１のアライメントマーク）ＭＡ１と、単位露光領域１１〜１４毎のアライメントを実施し得る第２のマスクマークＭＡ２（第２のアライメントマーク）が形成されている。   As shown in FIG. 3A, the exposure area includes a first mask mark (first alignment mark) MA1 that can perform alignment of the entire exposure area including the unit exposure areas 11 to 14, and unit exposure. A second mask mark MA2 (second alignment mark) capable of performing alignment for each of the regions 11 to 14 is formed.

第２のマスクマークＭＡ２は、単位露光領域１１〜１４毎に少なくとも２つ形成されており、本実施形態では、各単位露光領域１１〜１４の４隅に１つずつ形成されている。第１のマスクマークＭＡ１は、複数の第２のマスクマークＭＡ２のうちから少なくとも２つ選択されて構成される。例えば、本実施形態では、第２の単位露光領域１２の外側の２つの第２のマスクマークＭＡ２と、第４の単位露光領域１４の外側の２つの第２のマスクマークＭＡ２を、露光領域の全体のアライメントのための第１のマスクマークＭＡ１として使用する。以下、第１のマスクマークＭＡ１と第２のマスクマークＭＡ２を区別する必要がない場合には、単にマスクマークＭＡ１，ＭＡ２と称する。   At least two second mask marks MA2 are formed for each of the unit exposure areas 11 to 14, and in this embodiment, one is formed at each of the four corners of each of the unit exposure areas 11 to 14. The first mask mark MA1 is configured by selecting at least two of the plurality of second mask marks MA2. For example, in the present embodiment, two second mask marks MA2 outside the second unit exposure area 12 and two second mask marks MA2 outside the fourth unit exposure area 14 are divided into exposure areas. Used as the first mask mark MA1 for the entire alignment. Hereinafter, when it is not necessary to distinguish the first mask mark MA1 and the second mask mark MA2, they are simply referred to as mask marks MA1 and MA2.

各単位露光領域の右上および左下に形成されたマスクマークＭＡ１，ＭＡ２は、ｘ方向のアライメントに使用される。各単位露光領域の左上および右下に形成されたマスクマークＭＡ１，ＭＡ２は、ｙ方向のアライメントに使用される。マスクマークＭＡ１，ＭＡ２は、図示の簡略化のため長方形状に描いているが、長方形状になるように微細なパターンが２次元に配列されて構成されたものである。   Mask marks MA1 and MA2 formed at the upper right and lower left of each unit exposure area are used for alignment in the x direction. Mask marks MA1 and MA2 formed at the upper left and lower right of each unit exposure region are used for alignment in the y direction. The mask marks MA1 and MA2 are drawn in a rectangular shape for the sake of simplicity of illustration, but are configured by two-dimensionally arranging fine patterns so as to be rectangular.

４つの単位露光領域を含む露光領域の全体のアライメントおよび単位露光領域１１〜１４毎のアライメントを実施するには、ｘ方向およびｙ方向のアライメントのため、少なくとも２つのマスクマークＭＡ１，ＭＡ２があればよい。本実施形態では、アライメントの精度を向上させるため、ｘ方向のアライメント用とｙ方向のアライメント用とで２つずつマスクマークＭＡ１，ＭＡ２を用意し、合計４つのマスクマークＭＡ１，ＭＡ２を使用する。   In order to perform the entire alignment of the exposure area including the four unit exposure areas and the alignment for each of the unit exposure areas 11 to 14, it is necessary to have at least two mask marks MA1 and MA2 for the alignment in the x direction and the y direction. Good. In the present embodiment, in order to improve alignment accuracy, two mask marks MA1 and MA2 are prepared for x-direction alignment and y-direction alignment, and a total of four mask marks MA1 and MA2 are used.

従来、４つの単位露光領域を含む露光領域に、４つのマスクマークのみ形成していたが、本実施形態では、単位露光領域１１〜１４毎のアライメントのため、各単位露光領域１１〜１４毎にその４隅に第２のマスクマークＭＡ２を形成している。マスクマークＭＡ１，ＭＡ２は、各単位露光領域１１〜１４を重ねた際に同じ位置に形成されていることが好ましい。上述したように、各単位露光領域１１〜１４の補強部２２の位置は、単位露光領域１１〜１４毎にずれて形成されているため、補強部２２の位置にマスクマークＭＡ１，ＭＡ２が形成される場合がある。このようなときは、図３（ｂ）に示すように、マスクマークＭＡ１，ＭＡ２が配置される位置に重なる補強部２２は除去し、マスクマークＭＡ１，ＭＡ２がパターン形成膜２１に形成されるようにする。マスクマークＭＡ１，ＭＡ２は、ウエハＷに転写するパターンと同様に、パターン形成膜２１に形成された開口により構成される。   Conventionally, only four mask marks are formed in an exposure area including four unit exposure areas. However, in this embodiment, for each alignment of the unit exposure areas 11 to 14, each unit exposure area 11 to 14 is aligned. Second mask marks MA2 are formed at the four corners. The mask marks MA1 and MA2 are preferably formed at the same position when the unit exposure areas 11 to 14 are overlapped. As described above, the position of the reinforcing portion 22 in each of the unit exposure regions 11 to 14 is formed so as to be shifted for each unit exposure region 11 to 14, so that the mask marks MA <b> 1 and MA <b> 2 are formed at the position of the reinforcing portion 22. There is a case. In such a case, as shown in FIG. 3B, the reinforcing portion 22 that overlaps the position where the mask marks MA1 and MA2 are arranged is removed, and the mask marks MA1 and MA2 are formed on the pattern forming film 21. To. The mask marks MA1 and MA2 are configured by openings formed in the pattern forming film 21 in the same manner as the pattern transferred to the wafer W.

図４は、アライメントカメラ６によるマスクＭとウエハＷのアライメントを説明するための図である。   FIG. 4 is a view for explaining alignment between the mask M and the wafer W by the alignment camera 6.

図４に示すように、ｙ方向のアライメントのため、マスクＭの斜め上方からｘ方向にマスクマークＭＡ１，ＭＡ２とウエハマークＷＡを観察するｙ方向アライメントカメラ６ｙ１，６ｙ２が２台設置されている。ｙ方向アライメントカメラ６ｙ１，６ｙ２は、互いに向き合うように設置される。   As shown in FIG. 4, two y-direction alignment cameras 6y1 and 6y2 for observing the mask marks MA1 and MA2 and the wafer mark WA in the x direction from diagonally above the mask M are installed for alignment in the y direction. The y-direction alignment cameras 6y1 and 6y2 are installed so as to face each other.

マスク面の法線から所定の角度だけ傾けてｘ方向からマスクマークＭＡ１，ＭＡ２とウエハマークＷＡとを観察した場合と、マスク面の法線方向から観察した場合とでは、マスクマークＭＡ１，ＭＡ２とウエハマークＷＡのｘ方向における相対位置が異なる。従って、マスクＭの斜め上方からｘ方向にマスクマークＭＡ１，ＭＡ２とウエハマークＷＡを観察するｙ方向アライメントカメラ６ｙ１，６ｙ２からの観察画像は、マスクＭとウエハＷのｙ方向のアライメントに使用される。   When the mask marks MA1, MA2 and the wafer mark WA are observed from the normal direction of the mask surface when tilted by a predetermined angle and observed from the normal direction of the mask surface, the mask marks MA1, MA2 and The relative position of the wafer mark WA in the x direction is different. Therefore, the observation images from the y-direction alignment cameras 6y1 and 6y2 for observing the mask marks MA1 and MA2 and the wafer mark WA in the x direction from obliquely above the mask M are used for alignment of the mask M and the wafer W in the y direction. .

同様にして、ｘ方向のアライメントのため、マスクＭの斜め上方からｙ方向にマスクマークＭＡ１，ＭＡ２とウエハマークＷＡを観察するｘ方向アライメントカメラ６ｘ１，６ｘ２が２台設置されている。ｘ方向アライメントカメラ６ｘ１，６ｘ２は、互いに向き合うように設置される。   Similarly, for alignment in the x direction, two x direction alignment cameras 6x1 and 6x2 for observing the mask marks MA1 and MA2 and the wafer mark WA in the y direction from obliquely above the mask M are installed. The x-direction alignment cameras 6x1 and 6x2 are installed so as to face each other.

ｘ方向アライメントカメラ６ｘ１，６ｘ２とｙ方向アライメントカメラ６ｙ１，６ｙ２とを区別する必要がない場合には、単にアライメントカメラ６と称する。上記したように、本実施形態では、アライメントカメラ６により、マスクマークＭＡ１，ＭＡ２とウエハマークＷＡとを斜め上方から観察する構成を採用する。マスク面の法線方向からマスクマークＭＡ１，ＭＡ２とウエハマークＷＡとを観察すると、アライメントカメラ６が露光領域に重なってしまい、アライメント後にアライメントカメラ６を移動させる工程が必要となり、露光のスループットが低下するためである。   When there is no need to distinguish between the x-direction alignment cameras 6x1 and 6x2 and the y-direction alignment cameras 6y1 and 6y2, they are simply referred to as the alignment camera 6. As described above, the present embodiment employs a configuration in which the mask mark MA1, MA2 and the wafer mark WA are observed obliquely from above with the alignment camera 6. When the mask marks MA1, MA2 and the wafer mark WA are observed from the normal direction of the mask surface, the alignment camera 6 overlaps the exposure area, and a step for moving the alignment camera 6 after alignment is necessary, resulting in a reduction in exposure throughput. It is to do.

図５は、本実施形態に係るアライメントカメラ６の動作を説明するための図である。
本実施形態で使用する露光装置は、カメラ駆動部９により、アライメントカメラ６の位置を調整可能なように構成されている。従って、図５（ａ）に示すように、単位露光領域１１〜１４を含む露光領域の全体を露光する場合には、ｘ方向アライメントカメラ６ｘ１，６ｘ２とｙ方向アライメントカメラ６ｙ１，６ｙ２により、露光領域に配置された４つのマスクマークＭＡ１を観察するように構成される。 FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the alignment camera 6 according to the present embodiment.
The exposure apparatus used in this embodiment is configured such that the position of the alignment camera 6 can be adjusted by the camera driving unit 9. Therefore, as shown in FIG. 5A, when the entire exposure area including the unit exposure areas 11 to 14 is exposed, the exposure area is obtained by the x-direction alignment cameras 6x1 and 6x2 and the y-direction alignment cameras 6y1 and 6y2. Are configured to observe the four mask marks MA1 arranged in the.

単位露光領域１１〜１４毎の露光を実施する場合には、ｘ方向アライメントカメラ６ｘ１，６ｘ２とｙ方向アライメントカメラ６ｙ１，６ｙ２のいずれか２つ、あるいは全部を移動させる。図５（ｂ）に示すように、例えば、第４の単位露光領域１４の第２のマスクマークＭＡ２を観察する場合には、第４の単位露光領域１４の第２のマスクマークＭＡ２を観察するように、ｘ方向アライメントカメラ６ｘ１とｙ方向アライメントカメラ６ｙ１を移動させる。   When performing exposure for each unit exposure region 11 to 14, any two or all of the x-direction alignment cameras 6x1 and 6x2 and the y-direction alignment cameras 6y1 and 6y2 are moved. As shown in FIG. 5B, for example, when the second mask mark MA2 in the fourth unit exposure region 14 is observed, the second mask mark MA2 in the fourth unit exposure region 14 is observed. In this way, the x-direction alignment camera 6x1 and the y-direction alignment camera 6y1 are moved.

図６は、露光領域の全体の露光と、単位露光領域１１〜１４毎の露光を説明するための図である。   FIG. 6 is a diagram for explaining exposure of the entire exposure area and exposure for each of the unit exposure areas 11 to 14.

図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、ウエハＷには、単位被露光領域となるチップＣｈが複数形成されている。例えば、１つの単位露光領域１１〜１４の寸法が、チップＣｈと等倍の場合について説明する。なお、１つの単位露光領域１１〜１４の寸法が、チップの整数倍であっても同様に適用される。   As shown in FIGS. 6A and 6B, a plurality of chips Ch serving as unit exposure regions are formed on the wafer W. For example, a case will be described in which the size of one unit exposure region 11 to 14 is the same size as the chip Ch. The same applies even if the size of one unit exposure region 11 to 14 is an integral multiple of the chip.

図６（ａ）に示すように、ウエハＷの中央部を露光する場合には、単位露光領域１１〜１４を含む露光領域全体のアライメントが可能である。これは、各単位露光領域１１〜１４に対応するチップＣｈが存在するため、例えば、第２の単位露光領域１２および第４の単位露光領域１４に形成された４つの第１のマスクマークＭＡ１とウエハＷのウエハマークＷＡとをペアで観察することが可能だからである。この場合には、露光のスループットを上げるため、露光領域の全体のアライメントを実施し、露光領域の全体を露光する。   As shown in FIG. 6A, when exposing the central portion of the wafer W, the entire exposure area including the unit exposure areas 11 to 14 can be aligned. This is because there are chips Ch corresponding to the respective unit exposure areas 11 to 14, and for example, the four first mask marks MA1 formed in the second unit exposure area 12 and the fourth unit exposure area 14 and This is because the wafer mark WA of the wafer W can be observed in pairs. In this case, in order to increase the throughput of exposure, the entire exposure area is aligned and the entire exposure area is exposed.

図６（ｂ）に示すように、全ての単位露光領域１１〜１４に対応するチップＣｈが存在しないウエハＷの周辺部を露光する場合には、露光領域の全体のアライメントを行うことができない。図６（ｂ）に示す例では、第２の単位露光領域１２の外側に形成された２つの第１のマスクマークＭＡ１とウエハＷのウエハマークＷＡとをペアで観察することができないからである。図中、露光領域の全体のアライメントを行うことができないチップＣｈにドットを付して表している。従って、ウエハＷの周辺部の露光では、アライメントカメラ６を移動させ、単位露光領域１１〜１４毎のアライメントおよび露光を実施する。図６（ｂ）に示す例では、第４の単位露光領域１４のみのアライメントおよび露光を実施する。   As shown in FIG. 6B, when exposing the peripheral portion of the wafer W where the chips Ch corresponding to all the unit exposure regions 11 to 14 are not present, the entire exposure region cannot be aligned. In the example shown in FIG. 6B, the two first mask marks MA1 formed outside the second unit exposure region 12 and the wafer mark WA of the wafer W cannot be observed in pairs. . In the drawing, dots are attached to a chip Ch that cannot align the entire exposure area. Therefore, in the exposure of the peripheral part of the wafer W, the alignment camera 6 is moved, and the alignment and exposure for each of the unit exposure areas 11 to 14 are performed. In the example shown in FIG. 6B, only the fourth unit exposure region 14 is aligned and exposed.

次に、ウエハＷの各チップＣｈに、マスクＭの単位露光領域１１〜１４を相補露光する露光方法の一例について、図７〜図１４を参照して説明する。   Next, an example of an exposure method in which the unit exposure regions 11 to 14 of the mask M are subjected to complementary exposure on each chip Ch of the wafer W will be described with reference to FIGS.

まず、マスクＭの露光領域の全体のアライメントが可能なウエハＷのチップＣｈに対して、繰り返し露光領域の全体を露光する。例えば、図７（ａ）に示すように、ウエハＷの左下の４つのチップＣｈにマスクの露光領域が位置合わせされた状態を露光開始位置とする。露光領域の全体のアライメントの後に、露光領域の全体を露光する。   First, the entire exposure area is repeatedly exposed to the chip Ch of the wafer W that can align the entire exposure area of the mask M. For example, as shown in FIG. 7A, the exposure start position is a state in which the exposure area of the mask is aligned with the four lower left chips Ch of the wafer W. After the entire alignment of the exposure area, the entire exposure area is exposed.

次に、図７（ｂ）に示すように、１つの単位露光領域１１〜１４分だけウエハＷに対しマスクＭが上方に位置するように、ウエハＷを移動させる。マスクＭとウエハＷの相対位置を移動させる際には、本実施形態ではウエハＷを移動させる。マスクＭの露光領域の全体のアライメントの後に、露光領域の全体を露光する。既に露光されたチップＣｈには、図７（ａ）に示す工程で露光された単位露光領域１１〜１４とは異なる単位露光領域１１〜１４が重ねて露光される。   Next, as shown in FIG. 7B, the wafer W is moved so that the mask M is positioned above the wafer W by one unit exposure region 11 to 14 minutes. When the relative position of the mask M and the wafer W is moved, the wafer W is moved in this embodiment. After the entire alignment of the exposure area of the mask M, the entire exposure area is exposed. Unit exposure areas 11 to 14 different from the unit exposure areas 11 to 14 exposed in the step shown in FIG. 7A are exposed to the already exposed chip Ch.

次に、図７（ｃ）に示すように、１つの単位露光領域１１〜１４分だけウエハＷに対しマスクＭが上方に位置するように、ウエハＷを移動させる。マスクＭの露光領域の全体のアライメントの後に、露光領域の全体を露光する。   Next, as shown in FIG. 7C, the wafer W is moved so that the mask M is positioned above the wafer W by one unit exposure region 11 to 14 minutes. After the entire alignment of the exposure area of the mask M, the entire exposure area is exposed.

一列分のチップＣｈの露光が終了した後、図８（ａ）に示すように、ウエハＷに対しマスクＭが斜め上方に位置するように、ウエハＷを移動させる。マスクＭの露光領域の全体のアライメントの後に、露光領域の全体を露光する。   After the exposure of the chips Ch for one row is completed, the wafer W is moved so that the mask M is positioned obliquely above the wafer W as shown in FIG. After the entire alignment of the exposure area of the mask M, the entire exposure area is exposed.

同様にして、図８（ｂ）の矢印に示すように、ウエハＷに対するマスクＭの位置を移動させ露光領域の全体を露光する工程を繰り返し、マスクＭの露光領域の全体のアライメントが可能なウエハＷのチップＣｈに対して、繰り返し露光領域の全体を露光していく。マスクＭの露光領域全体の露光が終了した後には、図８（ｂ）に示すウエハＷの右上にマスクＭが位置する。   Similarly, as shown by the arrow in FIG. 8B, the process of moving the position of the mask M with respect to the wafer W and exposing the entire exposure area is repeated, so that the entire exposure area of the mask M can be aligned. The entire exposure area is repeatedly exposed to the W chip Ch. After the exposure of the entire exposure area of the mask M is completed, the mask M is located on the upper right side of the wafer W shown in FIG.

図９は、ウエハＷに対しマスクＭの露光領域の全体をアライメントし、ウエハＷに対しマスクＭの露光領域の全体を露光する第１の露光工程が終了した後における、各チップＣｈの未露光の単位露光領域１１〜１４を示した図である。図中、第１の単位露光領域１１を１とし、第２の単位露光領域１２を２とし、第３の単位露光領域１３を３とし、第４の単位露光領域１４を４として表している。   FIG. 9 shows the alignment of the entire exposure area of the mask M with respect to the wafer W, and the unexposure of each chip Ch after the first exposure process for exposing the entire exposure area of the mask M with respect to the wafer W is completed. It is the figure which showed these unit exposure area | regions 11-14. In the figure, the first unit exposure region 11 is represented as 1, the second unit exposure region 12 is represented as 2, the third unit exposure region 13 is represented as 3, and the fourth unit exposure region 14 is represented as 4.

図９に示すように、ウエハＷの周辺部のチップは、未露光の単位露光領域１１〜１４が存在するため、転写すべき回路パターンが完全に転写されていない状態にある。そのため、必要な単位露光領域１１〜１４の露光を、単位露光領域１１〜１４毎に行う。   As shown in FIG. 9, the chip in the peripheral portion of the wafer W is in a state where the circuit pattern to be transferred is not completely transferred because there are unexposed unit exposure regions 11 to 14. Therefore, the necessary unit exposure areas 11 to 14 are exposed for each unit exposure area 11 to 14.

単位露光領域１１〜１４毎の露光へ移行する際に、どの単位露光領域１１〜１４をはじめに露光するかは、図９に示すマスクＭの最終露光位置において、マスクＭの露光領域に含まれるチップＣｈを基準に選択する。できるだけ、ウエハＷに対するマスクＭの相対位置の移動を少なくし、露光のスループットを上げるためである。図９に示す例では、第１の単位露光領域１１は全て露光が済んでいるので、次の露光は単位露光領域１２，１３，１４のいずれかである。例えば、第４の単位露光領域１４を露光することとし、図１０に示すように、第４の単位露光領域１４の第２のマスクマークＭＡ２を観察するため、ｘ方向アライメントカメラ６ｘ１とｙ方向アライメントカメラ６ｙ１とを移動させる。   When shifting to exposure for each unit exposure region 11-14, which unit exposure region 11-14 is exposed first is determined by the chip included in the exposure region of the mask M at the final exposure position of the mask M shown in FIG. Select on the basis of Ch. This is because the movement of the relative position of the mask M with respect to the wafer W is reduced as much as possible, and the exposure throughput is increased. In the example shown in FIG. 9, since the first unit exposure area 11 has been completely exposed, the next exposure is one of the unit exposure areas 12, 13, and 14. For example, assume that the fourth unit exposure area 14 is exposed and, as shown in FIG. 10, in order to observe the second mask mark MA2 in the fourth unit exposure area 14, the x-direction alignment camera 6x1 and the y-direction alignment The camera 6y1 is moved.

そして、第４の単位露光領域１４が未露光な全てのチップＣｈを繰り返し露光する。これは、アライメントカメラ６の移動回数を最小限にすることにより、露光のスループットの低下を抑えるためである。   Then, all the chips Ch in which the fourth unit exposure region 14 is not exposed are repeatedly exposed. This is to minimize a reduction in exposure throughput by minimizing the number of times the alignment camera 6 is moved.

すなわち、図１１（ａ）に示すように、１つの単位露光領域分だけウエハＷに対しマスクＭが上方に位置するように、ウエハＷを移動させる。このときのアライメントは、図１１（ｂ）に示すように、第４の単位露光領域１４の４隅の第２のマスクマークＭＡ２を観察するように設置された４つのアライメントカメラ６により行う。アライメント後、第４の単位露光領域１４のみを露光する。   That is, as shown in FIG. 11A, the wafer W is moved so that the mask M is positioned above the wafer W by one unit exposure area. The alignment at this time is performed by the four alignment cameras 6 installed so as to observe the second mask marks MA2 at the four corners of the fourth unit exposure region 14, as shown in FIG. After the alignment, only the fourth unit exposure region 14 is exposed.

次に、第４の単位露光領域１４が未露光なチップのうち、最も近いチップＣｈに、マスクＭの第４の単位露光領域１４が位置合わせされるように、ウエハＷとマスクＭの相対位置を移動させる。本例では、図１２（ａ）に示すように、ウエハＷに対しマスクＭが左斜め上に位置するように、ウエハＷを移動させる。このときのアライメントも、図１２（ｂ）に示すように、第４の単位露光領域１４の４隅の第２のマスクマークＭＡ２を観察するように設置された４つのアライメントカメラ６により行う。アライメント後、第４の単位露光領域１４のみを露光する。   Next, the relative position of the wafer W and the mask M so that the fourth unit exposure area 14 of the mask M is aligned with the nearest chip Ch among the chips where the fourth unit exposure area 14 is not exposed. Move. In this example, as shown in FIG. 12A, the wafer W is moved so that the mask M is located on the upper left side with respect to the wafer W. The alignment at this time is also performed by four alignment cameras 6 installed so as to observe the second mask marks MA2 at the four corners of the fourth unit exposure region 14, as shown in FIG. After the alignment, only the fourth unit exposure region 14 is exposed.

同様にして、図１３の矢印に示すように、ウエハＷとマスクＭの相対位置を移動させ、第４の単位露光領域１４が未露光のチップＣｈに対して、第４の単位露光領域１４のみ繰り返し露光する。図１３に示すように、マスクＭに対するウエハＷの位置を周回させて、次々と露光していく。全てのチップＣｈに第４の単位露光領域１４を終了した後には、図１３に示す位置にマスクＭが存在する。   Similarly, as indicated by an arrow in FIG. 13, the relative position between the wafer W and the mask M is moved, and only the fourth unit exposure area 14 is compared with the chip Ch in which the fourth unit exposure area 14 is not exposed. Repeat exposure. As shown in FIG. 13, the wafer W is rotated around the position of the mask M, and exposure is performed one after another. After finishing the fourth unit exposure region 14 for all the chips Ch, the mask M exists at the position shown in FIG.

図１４は、ウエハＷに対し第４の単位露光領域１４を露光する露光工程が終了した後における、各チップＣｈ毎の未露光の単位露光領域１１〜１４を示した図である。図中、第１の単位露光領域１１を１とし、第２の単位露光領域１２を２とし、第３の単位露光領域１３を３として表す。   FIG. 14 is a diagram showing the unexposed unit exposure regions 11 to 14 for each chip Ch after the exposure process for exposing the fourth unit exposure region 14 to the wafer W is completed. In the figure, the first unit exposure region 11 is represented as 1, the second unit exposure region 12 is represented as 2, and the third unit exposure region 13 is represented as 3.

先と同様に、ウエハＷに対するマスクＭの相対位置の移動を少なくし、露光のスループットを上げるため、図１４に示す例では、例えば第１の単位露光領域１１を露光する。このため、第１の単位露光領域１１の第２のマスクマークＭＡ２を観察するように、アライメントカメラ６を移動させる。   In the example shown in FIG. 14, for example, the first unit exposure region 11 is exposed in order to reduce the movement of the relative position of the mask M with respect to the wafer W and increase the exposure throughput. Therefore, the alignment camera 6 is moved so that the second mask mark MA2 in the first unit exposure area 11 is observed.

そして、先と同様にして、図１４の矢印に示すように、ウエハＷとマスクＭの相対位置を移動させ、第１の単位露光領域１１が未露光の全てのチップＣｈに対して、第１の単位露光領域１１のみ繰り返し露光する。図１４に示すように、マスクＭに対するウエハＷの位置を周回させて、次々と露光していく。全てのチップＣｈに第１の単位露光領域１１を終了した後には、図１４に示す位置にマスクＭが存在する。   Then, in the same manner as described above, the relative position between the wafer W and the mask M is moved as shown by the arrow in FIG. 14, and the first unit exposure region 11 is the first for all unexposed chips Ch. Only the unit exposure area 11 is repeatedly exposed. As shown in FIG. 14, the wafer W is rotated around the position of the mask M, and exposure is performed one after another. After completing the first unit exposure region 11 for all the chips Ch, the mask M exists at the position shown in FIG.

ウエハＷに対し第１の単位露光領域１１を露光する露光工程が終了した後、同様にして、第３の単位露光領域１３のみの露光を繰り返し、その後、第２の単位露光領域１２のみの露光を繰り返すことにより、ウエハＷの全てのチップＣｈに対して全ての単位露光領域１１〜１４が重ね合わせて露光される。   After the exposure process for exposing the first unit exposure area 11 to the wafer W is completed, the exposure of only the third unit exposure area 13 is repeated in the same manner, and then only the second unit exposure area 12 is exposed. By repeating the above, all the unit exposure regions 11 to 14 are overlaid and exposed on all the chips Ch of the wafer W.

以上説明したように、本実施形態に係るマスクによれば、単位露光領域１１〜１４を含む露光領域の全体のアライメントを実施し得る第１のマスクマークＭＡ１と、単位露光領域毎のアライメントを実施し得る第２のマスクマークＭＡ２とが形成されていることから、ウエハＷの全てのチップＣｈに、マスクＭの単位露光領域１１〜１４をダイバイダイアライメント方式でアライメントすることができ、全てのチップＣｈに対して高精度なアライメントを実現できる。   As described above, according to the mask according to the present embodiment, the first mask mark MA1 that can perform alignment of the entire exposure region including the unit exposure regions 11 to 14 and the alignment for each unit exposure region are performed. Since the second mask mark MA2 that can be formed is formed, the unit exposure areas 11 to 14 of the mask M can be aligned with all the chips Ch of the wafer W by the die-by-die alignment method. High-precision alignment can be realized with respect to Ch.

従って、本実施形態に係るマスクを用いた露光方法によれば、ウエハＷの全てのチップＣｈに対しダイバイダイアライメント方式でアライメントを行い、相補露光することができることから、全てのチップＣｈに対して、高精度な回路パターンを転写することができる。このように、周辺部のチップＣｈに対してもダイバイダイアライメント方式でアライメントを行い、相補露光することができることから、歩留りを向上させることができる。   Therefore, according to the exposure method using the mask according to the present embodiment, all chips Ch on the wafer W can be aligned by the die-by-die alignment method and complementary exposure can be performed. Highly accurate circuit patterns can be transferred. As described above, the peripheral chip Ch can be aligned by the die-by-die alignment method and complementary exposure can be performed, so that the yield can be improved.

さらに、ウエハＷの中央部では、第１のマスクマークＭＡ１を用いて、ウエハＷに対し露光領域の全体をアライメントし、ウエハＷに対しマスクＭの露光領域の全体を一括して露光していることから、露光のスループットを向上させることができる。   Further, in the central portion of the wafer W, the entire exposure area is aligned with the wafer W by using the first mask mark MA1, and the entire exposure area of the mask M is collectively exposed to the wafer W. Therefore, the exposure throughput can be improved.

単位露光領域１１〜１４毎の露光においても、ウエハＷの周辺部の全ての未露光のチップＣｈに対し、同一の単位露光領域１１〜１４の露光を繰り返し行うことにより、アライメントカメラ６の移動回数を最小限にすることができ、露光のスループットの低下を抑えることができる。   Also in the exposure for each unit exposure area 11-14, the number of movements of the alignment camera 6 is repeated by repeatedly exposing the same unit exposure areas 11-14 to all the unexposed chips Ch in the periphery of the wafer W. Can be minimized, and a decrease in exposure throughput can be suppressed.

本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。   The present invention is not limited to the description of the above embodiment.

例えば、マスクＭの補強部２２の配置は、図２に示す配置に限られず、図１５に示す配置を採用することもできる。図１５では、第１の単位露光領域１１および第３の単位露光領域１３中の補強部２２は、ｘ方向のみに延伸しており、第２の単位露光領域１２および第４の単位露光領域１４中の補強部２２は、ｙ方向のみに延伸している例である。   For example, the arrangement of the reinforcing portions 22 of the mask M is not limited to the arrangement shown in FIG. 2, and the arrangement shown in FIG. 15 can also be adopted. In FIG. 15, the reinforcing portions 22 in the first unit exposure region 11 and the third unit exposure region 13 extend only in the x direction, and the second unit exposure region 12 and the fourth unit exposure region 14. The inner reinforcing portion 22 is an example that extends only in the y direction.

第１の単位露光領域１１および第３の単位露光領域１３中の補強部２２は、第１の単位露光領域１１と第３の単位露光領域１３とを重ねた際に、互いに重ならないようにずれて形成されている。同様に、第２の単位露光領域１２および第４の単位露光領域１４中の補強部２２は、第２の単位露光領域１２と第４の単位露光領域１４とを重ねた際に、互いに重ならないようにずれて形成されている。   The reinforcing portions 22 in the first unit exposure region 11 and the third unit exposure region 13 are shifted so as not to overlap each other when the first unit exposure region 11 and the third unit exposure region 13 are overlapped. Is formed. Similarly, the reinforcing portions 22 in the second unit exposure region 12 and the fourth unit exposure region 14 do not overlap each other when the second unit exposure region 12 and the fourth unit exposure region 14 are overlapped. Are formed so as to be shifted.

このような補強部２２の配置のマスクＭであっても、単位露光領域毎に少なくとも２つの第２のマスクマークＭＡ２を形成し、複数の第２のマスクマークＭＡ２のうちから少なくとも２つ選択したものを第１のマスクマークＭＡ１として使用することができる。補強部２２の位置に、第２のマスクマークＭＡ２が重なる場合には、必要に応じて補強部２２を除去すればよい。   Even in the mask M having such a reinforcing portion 22 arrangement, at least two second mask marks MA2 are formed for each unit exposure region, and at least two of the plurality of second mask marks MA2 are selected. One can be used as the first mask mark MA1. If the second mask mark MA2 overlaps the position of the reinforcing portion 22, the reinforcing portion 22 may be removed as necessary.

また、本実施形態では、露光領域の全体の露光を先に行い、その後に、単位露光領域１１〜１４毎の露光を行う例について説明したが、単位露光領域１１〜１４毎の露光を先に行い、露光領域の全体の露光を後に行うことも可能である。   Further, in this embodiment, the example in which the entire exposure area is exposed first and then the exposure for each of the unit exposure areas 11 to 14 is described, but the exposure for each of the unit exposure areas 11 to 14 is performed first. It is also possible to perform the entire exposure area later.

さらに、本実施形態では、電子線転写型リソグラフィのＬＥＥＰＬ用の等倍転写型のマスクおよび露光方法について説明したが、相補露光が必要なものであれば、ＰＲＥＶＡＩＬ等の電子線転写技術や、Ｘリソグラフィ、光リソグラフィ、イオン収束ビームリソグライ等に適用することが可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。 Furthermore, in the present embodiment, the 1X transfer mask and exposure method for LEEPL of electron beam transfer lithography have been described. However, if complementary exposure is required, an electron beam transfer technique such as PREVAIL, X The present invention can be applied to lithography, optical lithography, ion focused beam lithography, and the like.
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the exposure apparatus which concerns on this embodiment. （ａ）はマスクの一例を示す平面図であり、（ｂ）はマスクの要部断面図である。(A) is a top view which shows an example of a mask, (b) is principal part sectional drawing of a mask. ４つの単位露光領域を含む露光領域に形成されたマスクマークについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the mask mark formed in the exposure area | region containing four unit exposure areas. アライメントカメラによるマスクとウエハのアライメントを説明するための図である。It is a figure for demonstrating alignment of the mask and wafer by an alignment camera. 本実施形態に係るアライメントカメラの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the alignment camera which concerns on this embodiment. 露光領域の全体の露光と、単位露光領域毎の露光を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the exposure of the whole exposure area | region, and the exposure for every unit exposure area | region. マスクの露光領域の全体のアライメントおよび露光を示す図である。It is a figure which shows the alignment and exposure of the whole exposure area | region of a mask. マスクの露光領域の全体のアライメントおよび露光を示す図である。It is a figure which shows the alignment and exposure of the whole exposure area | region of a mask. ウエハに対し露光領域の全体を露光した後における、各チップの未露光の単位露光領域を示した図である。It is the figure which showed the unexposed unit exposure area | region of each chip | tip after exposing the whole exposure area | region with respect to a wafer. 単位露光領域毎のアライメントおよび露光を行うためのアライメントカメラの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the alignment camera for performing alignment and exposure for every unit exposure area | region. マスクの単位露光領域毎のアライメントおよび露光を示す図である。It is a figure which shows the alignment and exposure for every unit exposure area | region of a mask. マスクの単位露光領域毎のアライメントおよび露光を示す図である。It is a figure which shows the alignment and exposure for every unit exposure area | region of a mask. マスクの単位露光領域毎のアライメントおよび露光を示す図である。It is a figure which shows the alignment and exposure for every unit exposure area | region of a mask. マスクの単位露光領域毎のアライメントおよび露光を示す図である。It is a figure which shows the alignment and exposure for every unit exposure area | region of a mask. マスクの他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of a mask. 従来の相補露光に使用されるマスクの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the mask used for the conventional complementary exposure. 従来の相補露光において、ダイバイダイアライメントが行えないチップを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the chip | tip which cannot perform die-by-die alignment in the conventional complementary exposure.

符号の説明Explanation of symbols

１…電子銃、２…アパーチャ、３…コンデンサレンズ、４ａ，４ｂ…主偏向器、５ａ，５ｂ…副偏向器、６…アライメントカメラ、６ｘ１，６ｘ２…ｘ方向アライメントカメラ、６ｙ１，６ｙ２…ｙ方向アライメントカメラ、７…制御部、８…ステージ駆動部、９…カメラ駆動部、１０…ステージ、１１…第１の単位露光領域、１２…第２の単位露光領域、１３…第３の単位露光領域、１４…第４の単位露光領域、２０…基板、２１…パターン形成膜、２２…補強部、２３…開口、Ｍ…マスク、ＭＡ１…第１のマスクマーク、ＭＡ２…第２のマスクマーク、Ｗ…ウエハ、ＷＡ…ウエハマーク、Ｃｈ…チップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron gun, 2 ... Aperture, 3 ... Condenser lens, 4a, 4b ... Main deflector, 5a, 5b ... Sub deflector, 6 ... Alignment camera, 6x1, 6x2 ... x direction alignment camera, 6y1, 6y2 ... y direction Alignment camera, 7 ... control unit, 8 ... stage drive unit, 9 ... camera drive unit, 10 ... stage, 11 ... first unit exposure area, 12 ... second unit exposure area, 13 ... third unit exposure area , 14 ... fourth unit exposure region, 20 ... substrate, 21 ... pattern forming film, 22 ... reinforcing portion, 23 ... opening, M ... mask, MA1 ... first mask mark, MA2 ... second mask mark, W ... wafer, WA ... wafer mark, Ch ... chip

Claims (6)

複数の単位露光領域を含む露光領域を有し、前記単位露光領域を重ね合わせて被露光体に複数回露光することにより、前記被露光体に回路パターンを転写するマスクであって、 前記露光領域の全体のアライメントを実施し得る第１のアライメントマークと、
前記単位露光領域毎のアライメントを実施し得る第２のアライメントマークと
を有するマスク。 A mask having an exposure area including a plurality of unit exposure areas, and transferring the circuit pattern onto the exposure object by overlapping the unit exposure areas and exposing the exposure object a plurality of times, the exposure area A first alignment mark capable of performing the entire alignment of
A second alignment mark capable of performing alignment for each unit exposure region. 前記単位露光領域は、パターンの開口が形成されるパターン形成膜と、前記パターン形成膜の強度を補強する補強部とを有し、
前記第１および第２のアライメントマークに重ならないように、前記補強部が形成された
請求項１記載のマスク。 The unit exposure region has a pattern forming film in which an opening of a pattern is formed, and a reinforcing portion that reinforces the strength of the pattern forming film,
The mask according to claim 1, wherein the reinforcing portion is formed so as not to overlap the first and second alignment marks. 前記第２のアライメントマークは前記単位露光領域毎に少なくとも２つ形成されており、前記第１のアライメントマークは複数の前記第２のアライメントマークのうちから少なくとも２つ選択されて構成される
請求項１記載のマスク。 The at least two second alignment marks are formed for each unit exposure region, and the first alignment marks are configured by selecting at least two of the plurality of second alignment marks. The mask according to 1. 複数の単位露光領域を含む露光領域を備えたマスクを用い、前記被露光体に対して前記マスクの各単位露光領域を重ねて露光するように、前記被露光体に対する前記マスクの位置を変えて繰り返し露光する露光方法であって、
前記マスクとして、前記露光領域の全体のアライメントを実施し得る第１のアライメントマークと、前記単位露光領域毎のアライメントを実施し得る第２のアライメントマークとを有する前記マスクを用い、
前記第１のアライメントマークを用いて、前記被露光体に対し前記露光領域の全体をアライメントし、前記被露光体に対し前記露光領域の全体を露光する第１の露光工程と、
一部の前記単位露光領域のみの露光が必要な前記被露光体の周辺部において、前記第２のアライメントマークを用いて前記被露光体に対し前記単位露光領域毎にアライメントし、前記被露光体に対し前記単位露光領域を露光する第２の露光工程と
を有する露光方法。 Using a mask having an exposure area including a plurality of unit exposure areas, and changing the position of the mask with respect to the object to be exposed so that each unit exposure area of the mask is overlaid on the object to be exposed. An exposure method that repeatedly exposes,
As the mask, using the mask having a first alignment mark capable of performing the entire alignment of the exposure region and a second alignment mark capable of performing the alignment for each unit exposure region,
Using the first alignment mark, aligning the entire exposed area with respect to the object to be exposed, and exposing the entire exposed area with respect to the object to be exposed; and
In the peripheral portion of the object to be exposed that requires exposure of only a part of the unit exposure area, the unit to be exposed is aligned for the unit exposure area with respect to the object to be exposed using the second alignment mark. And a second exposure step of exposing the unit exposure region. 前記第２の露光工程において、前記被露光体の周辺部の全ての未露光領域を露光するまで、同一の前記単位露光領域の露光を繰り返し行う
請求項４記載の露光方法。 5. The exposure method according to claim 4, wherein in the second exposure step, the same unit exposure region is repeatedly exposed until all unexposed regions in the periphery of the object to be exposed are exposed. 前記第１の露光工程および前記第２の露光工程において、前記第１のアライメントマークおよび前記第２のアライメントマークを、前記マスクに対し斜め方向から観察して前記アライメントを行う
請求項４記載の露光方法。

5. The exposure according to claim 4, wherein in the first exposure step and the second exposure step, the alignment is performed by observing the first alignment mark and the second alignment mark from an oblique direction with respect to the mask. Method.

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