JPH10209002A - Mask for exposure, semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make alignment marks at a wafer reusable repeatedly in the exposure process steps using masks, without discarding after being used once. SOLUTION: A wafer alignment mark W1 of a first layer mask 11 is disposed outside a scribe line 42, a mask alignment mark M2 of a second layer mask 12 is disposed at a position corresponding to the mark W1 outside the scribe line 42, and the exposure regions of the mask 2 are limited to regions inside the scribe line 42. This makes it possible to use the wafer alignment mark W1 repeatedly in exposure steps, without transferring the alignment mark M2 to the mark W1 when the second layer alignment is made.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、露光用マスク並び
に半導体デバイス及びその製造方法に関し、例えば、半
導体素子製造用のプロキシミティタイプの露光装置や、
いわゆるステッパー等において、本マスク上に形成され
ている微細な電子回路パターンをウエハ等の物体面上に
露光転写する際に用いられる露光用マスク並びに半導体
デバイス及びその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure mask, a semiconductor device and a method of manufacturing the same, for example, a proximity type exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element,
The present invention relates to an exposure mask used for exposing and transferring a fine electronic circuit pattern formed on the present mask onto an object surface such as a wafer in a so-called stepper or the like, a semiconductor device, and a method of manufacturing the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来より半導体製造用の露光装置におい
ては、マスクとウエハの相対的な位置合せは性能向上を
図るための重要な一要素となっている。特に、最近の露
光装置における位置合せにおいては、半導体素子の高集
積化のために、例えばサブミクロン以下の位置合せ精度
を有するものが要求されている。2. Description of the Related Art Conventionally, in an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, relative positioning between a mask and a wafer has been an important factor for improving performance. In particular, in a recent exposure apparatus, for high integration of a semiconductor element, an apparatus having an alignment accuracy of, for example, submicron or less is required.

【０００３】多くの位置合せ装置においては、マスクお
よびウエハ面上に位置合せ用のアライメントマークをス
クライブライン上に設け、それらより得られる位置情報
を利用して、双方のアライメントを行っている。さら
に、前記スクライブライン上には、アライメントマーク
以外に、半導体素子の基本特性を確認するためにＴＥＧ
（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）と呼ばれる
半導体素子が配置されるのが一般的である。このため、
スクライブライン内側の半導体素子を露光転写する場合
には、スクライブライン上の種々のパターンも同時に転
写されることになる。In many alignment apparatuses, alignment marks for alignment are provided on a scribe line on a mask and a wafer surface, and both alignments are performed using positional information obtained from the scribe lines. Further, on the scribe line, in addition to the alignment mark, a TEG for confirming the basic characteristics of the semiconductor element is provided.
Generally, a semiconductor element called (Test Element Group) is arranged. For this reason,
When exposing and transferring semiconductor elements inside the scribe line, various patterns on the scribe line are also transferred at the same time.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】次に、本提案が解決し
ようとしている課題を、特開平２−７４８０８号公報に
示すアライメント方式を例にとって説明する。Next, the problem to be solved by the present proposal will be described with reference to the alignment method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-74808.

【０００５】特開平２−７４８０８号公報においては、
マスクとしての第１物体とウエハとしての第２物体との
相対的な位置ずれ検出を行う際、第１物体および第２物
体面上にそれぞれ２組のレンズ作用を有するアライメン
トマークとしての物理光学素子を設け、物理光学素子に
レーザを含む投光手段から光束を照射し、物理光学素子
で逐次回折された回折光を検出手段であるセンサに導光
し、センサ面上での２つの光スポットの相対間隔値を求
めることにより第１物体と第２物体の相対的位置ずれ量
を検出する。この時投光手段は、位置検出をすべく物体
面上に設けた２組の物理光学素子で逐次回折された光を
受光する検出手段とともに１つの筐体内に収納されてい
る。[0005] In JP-A-2-74808,
When detecting a relative displacement between a first object as a mask and a second object as a wafer, a physical optical element as an alignment mark having two sets of lens functions on the first and second object surfaces, respectively. Is provided, and the physical optical element is irradiated with a light beam from a light projecting means including a laser, and the diffracted light sequentially diffracted by the physical optical element is guided to a sensor serving as a detecting means. The relative displacement between the first object and the second object is detected by calculating the relative interval value. At this time, the light projecting means is housed in one housing together with a detecting means for receiving light sequentially diffracted by two sets of physical optical elements provided on the object surface for position detection.

【０００６】上記アライメント方式等で、一般的に行わ
れる露光方法におけるマスク側アライメントマークとウ
エハ側アライメントマークの位置関係を図４に示す。Ｘ
線のプロキシミティ方式等では、マスクとウエハのアラ
イメント時に、マスク側アライメントマークＭ１とウエ
ハ側アライメントマークＷ１を重ねるのが一般的であ
り、かつ、アライメント動作終了後の露光時には、ＩＣ
領域４２とともに、スクライブライン４１も同時に露光
される。FIG. 4 shows a positional relationship between a mask-side alignment mark and a wafer-side alignment mark in an exposure method generally used in the above-described alignment method or the like. X
In the line proximity method or the like, it is general that the mask-side alignment mark M1 and the wafer-side alignment mark W1 are overlapped when the mask and the wafer are aligned, and that the IC is exposed during the exposure after the completion of the alignment operation.
Along with the region 42, the scribe line 41 is also exposed.

【０００７】図５および図６を用いて、従来のアライメ
ントマーク等を使用する場合の例を説明する。図５は、
アライメント終了後の露光時のマスク側アライメントマ
ークとウエハ側アライメントマークの断面図を示す。図
６はマスク側アライメントマークとウエハ側アライメン
トマークの重なった状態を示す図である。すなわち、図
６（ａ）に示すマスク側アライメントマークと図６
（ｂ）に示すウエハ側アライメントマークを、図５に示
すように空間的に、重なった状態で露光を行うと、図６
（ｃ）に示すように、ウエハ上で、マスク側マークがウ
エハ側マークに重なって露光転写されるために、一度露
光時に使用したウエハ側マークは二度と使えなくなると
いう問題が生じる。An example in which a conventional alignment mark or the like is used will be described with reference to FIGS. FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a mask-side alignment mark and a wafer-side alignment mark during exposure after the completion of alignment. FIG. 6 is a diagram showing a state in which the mask-side alignment mark and the wafer-side alignment mark overlap. That is, the mask-side alignment mark shown in FIG.
When exposure is performed on the wafer-side alignment mark shown in FIG. 5B in a spatially overlapped state as shown in FIG.
As shown in (c), since the mask-side mark overlaps with the wafer-side mark and is exposed and transferred on the wafer, there is a problem that the wafer-side mark used at the time of exposure cannot be used again.

【０００８】従って、ＩＣ露光プロセスで必要となる複
数のマスクを使って、ＩＣを作る場合には、マスクを変
えるごとに、次々と新たなウエハ側マークをウエハ上に
転写露光して、更新していかねばならないことになる。Therefore, when an IC is manufactured using a plurality of masks required in the IC exposure process, each time the mask is changed, a new wafer side mark is successively transferred and exposed on the wafer, and updated. It has to be done.

【０００９】図７を用いて、従来のマスクを用いた場合
の課題を詳述する。まず、ファーストレイヤとして図７
（Ａ）のマスクを用いてウエハ上に転写すると、スクラ
イブライン上にあるマークＷ１が図７（ａ）に示すよう
にＩＣ領域４２の外側のスクライブライン上に転写され
る。次にセカンドレイヤ用のマスクとして図７（Ｂ）の
マスクを、図７（ａ）のウエハにマスク側アライメント
マークＭ１とウエハ側アライメントマークＷ１を用いて
アライメントし、転写する。ウエハ側の転写パターンは
図７（ｂ）に示すように、ウエハ側マークＷ１とマスク
側マークＭ１の重なったＭ１Ｗ１と次のアライメントの
ためのＷ２が転写される。次に、サードレイヤ用のマス
クとして図７（Ｃ）のマスクを用いて、図７（ｃ）の用
に、ウエハ上にパターンが転写される。ここで、Ｍ２Ｗ
２は、マスク側マークＭ２とウエハ側マークＷ２の重な
って形成されるマーク、Ｗ３は、次のレイヤのアライメ
ントのためのウエハ側のマークである。この様に、露光
のたびに、アライメントで用いたウエハ側のマークは、
マスク側のマークが転写されるために、使い捨てとな
り、次のレイヤのアライメントには使用不可能となる、
という問題点があった。The problem in the case of using a conventional mask will be described in detail with reference to FIG. First, as a first layer, FIG.
When the mark W1 is transferred onto the wafer using the mask shown in FIG. 7A, the mark W1 on the scribe line is transferred onto the scribe line outside the IC area 42 as shown in FIG. Next, the mask shown in FIG. 7B as a mask for the second layer is aligned and transferred to the wafer shown in FIG. 7A using the mask-side alignment mark M1 and the wafer-side alignment mark W1. As shown in FIG. 7B, the wafer-side transfer pattern M1W1 where the wafer-side mark W1 overlaps the mask-side mark M1 and W2 for the next alignment are transferred. Next, using the mask of FIG. 7C as a mask for the third layer, a pattern is transferred onto the wafer as shown in FIG. 7C. Here, M2W
2 is a mark formed by overlapping the mask side mark M2 and the wafer side mark W2, and W3 is a mark on the wafer side for alignment of the next layer. In this way, the mark on the wafer side used in the alignment for each exposure is
Since the mark on the mask side is transferred, it becomes disposable and cannot be used for alignment of the next layer.
There was a problem.

【００１０】本発明の課題は、複数のマスクを用いた露
光の工程において、マスクとウエハのアライメントに用
いる、ウエハ側のアライメントマークを、一度限りの使
い捨てではなく、複数回の露光工程において使用可能と
する露光用マスク並びに半導体デバイス及びその製造方
法を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to use an alignment mark on a wafer side used for alignment between a mask and a wafer in an exposure process using a plurality of masks, not in a one-time disposable process but in a plurality of exposure processes. And a semiconductor device and a method of manufacturing the same.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明による露光用マス
ク（セカンドレイヤ用マスク等）のマスク側アライメン
トマークは、スクライブラインの外側に配置されおり、
本発明による他の露光用マスク（ファーストレイヤ用マ
スク）のウエハ側アライメントマークは、スクライブラ
インの外側もしくは内側に配置されているので、セカン
ドレイヤアライメント時等に、ウエハ側アライメントマ
ーク上にマスク側アライメントマークが転写されること
なく、複数の露光工程で使用可能となる。また、前記ウ
エハ側アライメントマークがスクライブラインの外側に
配置されている露光用マスクの場合、スクライブライン
の外側の吸収体の厚さを厚くすることにより、露光すべ
き領域を隣のショットの露光時の重複焼付による、過度
の露光から守ることが可能となる。The mask-side alignment mark of the exposure mask (second layer mask or the like) according to the present invention is arranged outside the scribe line.
Since the wafer-side alignment mark of another exposure mask (first layer mask) according to the present invention is arranged outside or inside the scribe line, the mask-side alignment mark is placed on the wafer-side alignment mark at the time of second layer alignment or the like. The mark can be used in a plurality of exposure steps without being transferred. Further, in the case of an exposure mask in which the wafer-side alignment mark is arranged outside a scribe line, the thickness of the absorber outside the scribe line is increased so that an area to be exposed is exposed when an adjacent shot is exposed. Can be protected from excessive exposure.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】発明の実施の形態について説明す
る。Embodiments of the present invention will be described.

【００１３】本発明による露光用マスク（セカンドレイ
ヤ用マスク等）は、マスク側アライメントマークがスク
ライブラインの外側に配置されたことを特徴とする。An exposure mask (second layer mask or the like) according to the present invention is characterized in that a mask-side alignment mark is arranged outside a scribe line.

【００１４】本発明による露光用マスク（ファーストレ
イヤ用マスク）は、ウエハに転写すべくマスク側に配置
されたウエハアライメントマークがスクライブラインの
外側に配置されたことを特徴とする。前記露光用マスク
（ファーストレイヤ用マスク）のスクライブラインの外
側の吸収体の厚さは、転写領域の吸収体の厚さに比べよ
り厚くすることが好ましい。An exposure mask (first layer mask) according to the present invention is characterized in that a wafer alignment mark arranged on the mask side for transfer to a wafer is arranged outside a scribe line. It is preferable that the thickness of the absorber outside the scribe line of the exposure mask (mask for the first layer) be larger than the thickness of the absorber in the transfer area.

【００１５】本発明による他の露光用マスク（ファース
トレイヤ用マスク）は、ウエハに転写すべくマスク側に
配置されたウエハアライメントマークがスクライブライ
ンの内側に配置されていることを特徴とする。Another exposure mask (first layer mask) according to the present invention is characterized in that a wafer alignment mark arranged on the mask side for transfer to a wafer is arranged inside a scribe line.

【００１６】本発明による半導体デバイスは、上記露光
用マスク（ファーストレイヤ用マスク、セカンドレイヤ
用マスク等）のいずれかを用い、前記マスク上のパター
ンをウエハ上に露光転写することにより製造されること
を特徴とする。A semiconductor device according to the present invention is manufactured by exposing and transferring a pattern on the mask onto a wafer by using any of the above-mentioned exposure masks (first layer mask, second layer mask, etc.). It is characterized by.

【００１７】本発明による半導体デバイスの製造方法
は、上記露光用マスク（ファーストレイヤ用マスク、セ
カンドレイヤ用マスク等）のいずれかを用い、前記マス
ク上のパターンをウエハ上に露光転写することにより半
導体デバイスを製造することを特徴とする。In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a semiconductor device is manufactured by exposing and transferring a pattern on the mask onto a wafer by using any of the above-mentioned exposure masks (first layer mask, second layer mask, etc.). Manufacturing a device.

【００１８】[0018]

【実施例】以下、図面と共に本発明による露光用マスク
並びに半導体デバイス及びその製造方法の好適な実施例
について説明する。 （第１の実施例）図１は、本発明の第１の実施例に係る
露光用マスクの構成等を示す図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of an exposure mask, a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a view showing a configuration of an exposure mask according to a first embodiment of the present invention.

【００１９】図１（ａ）に示したファーストレイヤ用マ
スク１１は、ファースト露光時に使用するマスクであ
り、マスク側アライメントマークＭ１とウエハ側アライ
メントマークＷ１がスクライブライン４２の外側に配置
されている。図１（ｂ）に示したセカンドレイヤ用マス
ク１２は、セカンド露光時に使用するマスクであり、マ
スク側アライメントマークＭ２が、ファーストレイヤ用
マスク１１のウエハ側アライメントマークＷ１に対応す
る位置に配置されている。図１（ｃ）は、前記ファース
トレイヤ用マスク１１を使ってウエハに転写したショッ
トの内、５つのショットに関する部分を図示し、そのウ
エハに対し、セカンドレイヤ用マスク１２をアライメン
トした場合の図である。１１ａはファースト露光時に転
写されたウエハ上のショットを示す。セカンドレイヤ用
マスク１２をショット１１ａにアライメントする場合に
は、ウエハに転写されたウエハ側アライメントマークＷ
１とセカンド用マスク１２のマスク側マークＭ２を重ね
た状態（不図示）でアライメント動作に入ることにな
る。The first layer mask 11 shown in FIG. 1A is a mask used at the time of the first exposure. The mask alignment mark M1 and the wafer alignment mark W1 are arranged outside the scribe line 42. The second layer mask 12 shown in FIG. 1B is a mask used for the second exposure, and the mask side alignment mark M2 is arranged at a position corresponding to the wafer side alignment mark W1 of the first layer mask 11. I have. FIG. 1C shows a portion related to five shots among shots transferred to a wafer by using the first layer mask 11, and is a diagram in a case where a second layer mask 12 is aligned with the wafer. is there. 11a shows a shot on the wafer transferred at the time of the first exposure. When aligning the second layer mask 12 with the shot 11a, the wafer-side alignment mark W transferred to the wafer is used.
The alignment operation starts when the mask mark M2 of the second mask 12 and the mask mark M2 of the second mask 12 are overlapped (not shown).

【００２０】ファーストレイヤ用マスク１１を用いてフ
ァーストレイヤを転写する場合には、図１（ａ）の斜線
の領域に露光光を照射する。従ってウエハには、マスク
上の、ＩＣ領域４１、スクライブライン４２、ファース
トレイヤ用マスク１１のスクライブライン４２の外側の
領域１１１全てが、転写されることになる。When the first layer is transferred using the first layer mask 11, exposure light is applied to the hatched area in FIG. Therefore, the IC region 41, the scribe line 42, and the region 111 outside the scribe line 42 of the first layer mask 11 on the mask are all transferred to the wafer.

【００２１】次に、ファーストレイヤ用マスク１１上の
パターンの転写されたウエハに対し、セカンドレイヤ用
マスク１２を転写する場合には、図１（ｃ）に示した通
りにウエハに対し、セカンドレイヤ用マスク１２をマス
ク側マークＭ２とウエハ側マークＷ１を用いてアライメ
ントをまず行う。次に、露光装置に備っている露光光遮
光のためのアパーチャにより、セカンドレイヤ用マスク
１２の露光領域を図１（ｂ）に斜線で示した部分、つま
り、ＩＣ領域４１とスクライブライン４２のみに限り、
セカンドレイヤ用マスク１２のスクライブライン４２の
外側の領域１１２は、ウエハ上に転写されない様にす
る。これにより、ウエハ上には、ＩＣ領域４１及び、Ｔ
ＥＧや検定用マークの配置されたスクライブライン４２
が転写されると共に、ウエハ側アライメントマークＷ１
の上にマスク側アライメントマークＭ２が転写されるこ
となく、アライメント及び露光工程を終了できる。従っ
て、セカンド露光の次のサード露光時にも、ウエハ上に
転写されたウエハ側アライメントマークＷ１を、続けて
使用することが可能となり、転写のために、ウエハ側ア
ライメントマークＷ１を使い捨てにすることなく、次々
と露光工程を進めることが可能となる。 （第２の実施例）図２は、本発明の第２の実施例に係る
露光用マスクの構成等を示す図である。Next, when transferring the second layer mask 12 to the wafer on which the pattern on the first layer mask 11 has been transferred, the second layer mask is transferred to the wafer as shown in FIG. First, the alignment of the mask for use 12 is performed using the mask side mark M2 and the wafer side mark W1. Next, the exposure region of the second layer mask 12 is shaded in FIG. 1B, that is, only the IC region 41 and the scribe line 42 are exposed by the exposure light blocking aperture provided in the exposure apparatus. as long as,
The region 112 outside the scribe line 42 of the second layer mask 12 is prevented from being transferred onto the wafer. As a result, the IC area 41 and T
Scribe line 42 with EG and verification mark
Is transferred and the wafer-side alignment mark W1
The alignment and exposure steps can be completed without transferring the mask-side alignment mark M2 onto the mask. Therefore, the wafer-side alignment mark W1 transferred onto the wafer can be continuously used even at the time of the third exposure subsequent to the second exposure, without disposing the wafer-side alignment mark W1 for transfer. , It is possible to proceed with the exposure process one after another. (Second Embodiment) FIG. 2 is a view showing a configuration of an exposure mask according to a second embodiment of the present invention.

【００２２】図２（ａ）に示したファーストレイヤ用マ
スク２１は、ファースト露光時に使用するマスクであ
り、マスク側アライメントマークＭがスクライブライン
４２の外側の領域２１１に配置され、またウエハ側アラ
イメントマークＷが、スクライブライン４２の内側の領
域、すなわちＩＣ領域４１に配置されるという特徴を有
する。図２（ｂ）に示したセカンドレイヤ用マスク２２
は、セカンド露光時に使用するマスクであり、マスク側
アライメントマークＭ２が、スクライブライン４２の外
側の領域２１２に配置されている。図２（ａ）、（ｂ）
中のＩＣ領域４１とスクライブライン４２を含んだ斜線
の部分が、露光転写される部分である。図２（ｃ）は、
前記ファーストレイヤ用マスク２１１を使ってウエハに
転写したショットの内、５つのショット２１ａに関する
部分を示している。つまり、ＩＣ領域４１及びスクライ
ブライン４２上のパターン等が、周期的に等間隔で転
写、配置される。図２（ｄ）は、図２（ｃ）で示したウ
エハに対しセカンドレイヤ用マスク２２をアライメント
した場合の図である。The first layer mask 21 shown in FIG. 2A is a mask used at the time of the first exposure, and the mask side alignment mark M is arranged in the area 211 outside the scribe line 42, and the wafer side alignment mark There is a feature that W is arranged in a region inside the scribe line 42, that is, in the IC region 41. Second layer mask 22 shown in FIG.
Is a mask used at the time of the second exposure, and the mask-side alignment mark M2 is arranged in a region 212 outside the scribe line. FIG. 2 (a), (b)
The hatched portion including the IC region 41 and the scribe line 42 in the middle is a portion to be exposed and transferred. FIG. 2 (c)
A portion related to five shots 21a among shots transferred to a wafer using the first layer mask 211 is shown. That is, patterns and the like on the IC region 41 and the scribe lines 42 are periodically transferred and arranged at equal intervals. FIG. 2D is a view showing a case where the second layer mask 22 is aligned with the wafer shown in FIG. 2C.

【００２３】セカンドレイヤ用マスク２２をショット２
１ａにアライメントする場合には、ウエハ側に転写され
たウエハ側アライメントマークＷとセカンドレイヤ用マ
スク２２のマスク側アライメントマークＭ２を重ねた状
態で、アライメント動作に入ることになる。このアライ
メント動作における特徴は、ウエハ側アライメントマー
クＷとして、図２（ｄ）で斜線で示した領域内のウエハ
側アライメントマークＷではなく、そのショット２１ａ
を囲む形で隣合うショット２１ａのウエハ側アライメン
トマークＷを使用することにある。この様な手順でセカ
ンドレイヤ用マスク２２とウエハをアライメントした
後、ウエハに対し、図２（ｂ）に斜線で示した部分、つ
まり、ＩＣ領域４１及びスクライブライン４２をセカン
ドレイヤとして転写する。この時、アライメントに使用
したマスク側アライメントマークＭ２とウエハ側アライ
メントマークＷは、空間的に重なっているが、露光領域
の外に配置されることになるため、ウエハ側アライメン
トマークＷの上に、マスク側アライメントマークＭ２が
転写されることはない。従って、ウエハ側アライメント
マークＷが、露光時に使い捨てになることがないため、
同じウエハ側アライメントマークＷを複数のレイヤに渡
って続けて使用することが可能になる。 （第３の実施例）図３は、本発明の第３の実施例に係る
露光用マスクに関する図である。本実施例は、第１の実
施例に係る露光用マスクの改良に関するものである。The second layer mask 22 is shot 2
In the case of the alignment to 1a, the alignment operation is started in a state where the wafer-side alignment mark W transferred to the wafer and the mask-side alignment mark M2 of the second layer mask 22 are overlapped. The feature of this alignment operation is that the wafer-side alignment mark W is not the wafer-side alignment mark W in the hatched area in FIG.
Is to use the wafer-side alignment marks W of the adjacent shots 21a in such a manner as to surround. After the second layer mask 22 and the wafer are aligned in such a procedure, the portion indicated by oblique lines in FIG. 2B, that is, the IC region 41 and the scribe lines 42 are transferred to the wafer as a second layer. At this time, the mask-side alignment mark M2 and the wafer-side alignment mark W used for the alignment spatially overlap each other, but are arranged outside the exposure region. The mask-side alignment mark M2 is not transferred. Therefore, since the wafer-side alignment mark W is not disposable at the time of exposure,
The same wafer-side alignment mark W can be used continuously over a plurality of layers. (Third Embodiment) FIG. 3 is a view relating to an exposure mask according to a third embodiment of the present invention. The present embodiment relates to an improvement of the exposure mask according to the first embodiment.

【００２４】図３（ａ）は、第３の実施例に係る露光用
マスクであり、フアーストレイヤ用マスク３１上には、
ＩＣ領域４１、スクライブライン４２、スクライブライ
ン４２の外側の領域３１１が配置されている。FIG. 3A shows an exposure mask according to the third embodiment.
An IC area 41, a scribe line 42, and an area 311 outside the scribe line 42 are arranged.

【００２５】図３（ｂ）はファーストレイヤの露光時に
ウエハに転写されたＩＣ領域４１ａに対して、新たにＩ
Ｃ領域４１を転写する場合の露光領域の重なりを示す図
である。マスク上のスクライブライン４２の外側の領域
３１１が、既に露光された領域４１ａに重なって露光さ
れることが解る。この時の露光量は、マスク上の露光領
域３１１上の吸収体の膜厚に依存し、一般に、吸収体の
膜厚が０．７μｍで透過率は１０％、２．１μｍ厚で１
％程のＸ線透過率がある。つまり、１回露光領域が、重
なることで、Ｘ線の透過量が倍になることになる。これ
に対し、本実施例においては、転写時に重なる領域の吸
収体の膜厚を適切に調整することにより、露光領域の重
なりによる露光量の変化の影響を低減させることが可能
になる。すなわち、スクライブライン４２の外側の領域
３１１の吸収体の膜厚を、マスクの他の領域であるＩＣ
領域４１、スクライブライン４２の吸収体の膜厚に比べ
て、厚くし、これにより、領域３１１の露光光の透過率
を他の領域に比較し、相対的に低くしている。FIG. 3 (b) shows that the IC area 41a transferred to the wafer during the exposure of the first layer is newly added to the IC area 41a.
FIG. 4 is a diagram illustrating an overlap of exposure regions when transferring a C region 41. It can be seen that the area 311 outside the scribe line 42 on the mask is exposed so as to overlap the already exposed area 41a. The amount of exposure at this time depends on the thickness of the absorber on the exposure region 311 on the mask. Generally, the transmittance of the absorber is 0.7 μm, the transmittance is 10%, and the transmittance is 1% for the 2.1 μm thickness.
% X-ray transmittance. That is, when the single exposure areas overlap, the transmission amount of X-rays is doubled. On the other hand, in the present embodiment, by appropriately adjusting the film thickness of the absorber in the overlapping region at the time of transfer, it becomes possible to reduce the influence of the change in the exposure amount due to the overlapping of the exposure regions. That is, the thickness of the absorber in the region 311 outside the scribe line 42 is set to the value corresponding to the other region of the mask, ie, IC.
The thickness of the absorber in the region 41 and the scribe line 42 is made thicker, so that the transmittance of the exposure light in the region 311 is relatively lower than in other regions.

【００２６】次に、本発明の露光用マスクを利用した露
光装置について説明する。Next, an exposure apparatus utilizing the exposure mask of the present invention will be described.

【００２７】図８は、本発明の露光用マスクをＸ線を利
用した半導体素子製造用の露光装置に適用したときの構
成図である。同図において、１３０ａおよび１３０ｂは
上述における露光用マスクとウエハとの相対的な位置ず
れを検出する位置ずれ検出装置が収まっている筺体、１
３３はマスクフレーム、１３４は面上にＸ線の吸収体に
よりＩＣパターンがパターニングされた露光用マスク、
１３５はウエハ、１３６はウエハ１３５を固定するウエ
ハチャック等の固定材、１３７はＺ軸ステージであり、
実際にはチルトが可能な構成になっている。１３８はＸ
軸ステージ、１４４はＹステージ、１３９は露光用マス
ク１３４面上を照射するＸ線ビーム、１４０は位置ずれ
検出装置により得られた信号１５０を処理する信号処理
手段、１４１，１４２および１４３は各軸ステージを所
定の位置に移動させる駆動系、２３２は露光用マスク１
３４を支持するマスク支持体である。筺体１３０ａおよ
び１３０ｂの中には光学系および検出系が収まってい
る。１４６ａおよび１４６ｂは各位置ずれ検出光であ
る。図８には、２つの位置ずれ検出機能部分（１３０
ａ，１３０ｂ）を図示しているが、露光用マスク１３４
上の四隅のＩＣパターンエリアの各辺に対応してさらに
２個所の位置ずれ検出機能部分が設けられている。FIG. 8 is a configuration diagram when the exposure mask of the present invention is applied to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device using X-rays. In the figure, reference numerals 130a and 130b denote a housing in which a displacement detection device for detecting a relative displacement between the exposure mask and the wafer described above is accommodated.
33 is a mask frame, 134 is an exposure mask on which an IC pattern is patterned by an X-ray absorber,
135 is a wafer, 136 is a fixing material such as a wafer chuck for fixing the wafer 135, 137 is a Z-axis stage,
Actually, it is configured to be tiltable. 138 is X
An axis stage, 144 is a Y stage, 139 is an X-ray beam for irradiating the surface of the exposure mask 134, 140 is a signal processing means for processing a signal 150 obtained by a displacement detector, 141, 142, and 143 are each axis. A driving system 232 for moving the stage to a predetermined position is an exposure mask 1
34 is a mask support supporting the C.I. An optical system and a detection system are housed in the housings 130a and 130b. Reference numerals 146a and 146b denote misregistration detection lights. FIG. 8 shows two misregistration detection function parts (130
a, 130b), the exposure mask 134 is shown.
Two misregistration detection function portions are provided corresponding to each side of the IC pattern area at the upper four corners.

【００２８】次に、この露光装置の動作を説明する。Next, the operation of the exposure apparatus will be described.

【００２９】筺体１３０ａおよび１３０ｂと対応する露
光用マスク１３４上のアライメントマーク（不図示）の
相対的な位置設定誤差を検出し、その誤差量を基に露光
用マスク１３４とウエハ１３５との相対的な位置検出誤
差を数値補正したうえで、筺体１３０ａおよび１３０ｂ
により得られた信号１５０を処理手段１４０によって処
理し、ＸＹ面内の位置ずれとギャップ値を求めることに
より、より高精度な露光用マスク１３４とウエハ１３５
の位置検知が可能となる。そして、この結果により露光
用マスク１３４とウエハ１３５とのずれが所定の値以内
に収まっていないと判断されると、各軸ステージの駆動
系１４１，１４２，１４３を動かして露光用マスク１３
４とウエハ１３５とが所定のずれ以内になるように追い
込み、しかる後にＸ線ビーム１３９を露光用マスク１３
４に照射する。位置合せが完了するまでは、Ｘ線遮蔽部
材（不図示）でＸ線をシャットアウトしておく。なお、
図８では、Ｘ線源、Ｘ線照明系等は省略してある。A relative position setting error of an alignment mark (not shown) on the exposure mask 134 corresponding to the housings 130a and 130b is detected, and the relative position between the exposure mask 134 and the wafer 135 is determined based on the error amount. After numerically correcting the position detection error, the housings 130a and 130b
The processing means 140 processes the signal 150 obtained by the above to obtain the displacement and the gap value in the XY plane, so that the exposure mask 134 and the wafer 135 with higher accuracy can be obtained.
Can be detected. If it is determined from this result that the deviation between the exposure mask 134 and the wafer 135 is not within a predetermined value, the drive systems 141, 142, and 143 of each axis stage are moved to expose the exposure mask 13
4 and the wafer 135 are driven so as to be within a predetermined deviation, and then the X-ray beam 139 is irradiated with the exposure mask 13.
Irradiate 4 Until the alignment is completed, X-rays are shut out by an X-ray shielding member (not shown). In addition,
In FIG. 8, an X-ray source, an X-ray illumination system, and the like are omitted.

【００３０】以上、プロキシミティタイプのＸ線露光装
置の例について説明してきたが、光ステッパについても
同様に適用することができる。この他、光源として、ｉ
線（λ＝３６５ｎｍ）、ＫｒＦ−エキシマ光（λ＝２４
８ｎｍ）、ＡｒＦ−エキシマ光（λ＝１９３ｎｍ）等を
用い、これらの光源からの照明光を持つ逐次移動型縮小
投影露光装置、等倍のミラープロジェクションタイプの
露光装置等にも同様に適用可能である。Although the example of the proximity type X-ray exposure apparatus has been described above, the present invention can be similarly applied to an optical stepper. In addition, as a light source, i
Line (λ = 365 nm), KrF-excimer light (λ = 24
8 nm), ArF-excimer light (λ = 193 nm), etc., and can be similarly applied to a successively moving reduction projection exposure apparatus having illumination light from these light sources, an exposure apparatus of the same size mirror projection type. is there.

【００３１】次に、上記露光装置を利用した半導体デバ
イスの製造方法を説明する。図９は、半導体デバイス
（ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップ、あるいは液晶パネ
ル、ＣＣＤ等）の製造方法を示すフローチャ−トであ
る。これに従えば、まず、ステップＳｌにおいて、半導
体デバイスの回路設計を行う。次に、ステップＳ２にお
いて、設計した回路パターンを形成したマスクを製作す
る。一方、ステップＳ３において、シリコン等の材料を
用いてウエハを製造する。Next, a method of manufacturing a semiconductor device using the above exposure apparatus will be described. FIG. 9 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor device (a semiconductor chip such as an IC or LSI, or a liquid crystal panel, a CCD, or the like). According to this, first, in step Sl, a circuit design of a semiconductor device is performed. Next, in step S2, a mask on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step S3, a wafer is manufactured using a material such as silicon.

【００３２】次に、ステッブＳ４において、ステップＳ
２において製作したマスクとステップＳ３において製造
したウエハを用いて、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。次に、ステップＳ５におい
て、ステップＳ４によって作製されたウエハを用いて、
半導体をチップ化する。この工程では、アッセンブリ工
程（ダイシング、ボンディング）、パッケージングエ程
（チップ封入）等の工程を含んでいる。次に、ステップ
Ｓ６において、ステップＳ５で作製された半導体デバイ
スの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こ
うした工程を経て、半導体デバイスが完成し、ステップ
Ｓ７において、出荷する。Next, in step S4, step S
An actual circuit is formed on the wafer by lithography using the mask manufactured in Step 2 and the wafer manufactured in Step S3. Next, in step S5, using the wafer produced in step S4,
Semiconductors are made into chips. This process includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). Next, in step S6, inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step S5 are performed. Through these steps, the semiconductor device is completed and shipped in step S7.

【００３３】図１０は、図９のステップＳ４におけるウ
エハプロセス工程の詳細な製造方法を示すフローチャー
トである。FIG. 10 is a flowchart showing a detailed manufacturing method of the wafer process in step S4 of FIG.

【００３４】ステップＳｌｌにおいて、ウエハの表面を
酸化する。ステップＳｌ２において、ウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップＳｌ３において、ウエハ上に電
極を蒸着することにより形成する。ステップＳｌ４にお
いて、ウエハにイオンを打ち込む。ステップＳｌ５にお
いて、ステップＳｌｌ〜Ｓｌ４で処理されたウエハに感
光材を塗布する。次に、ステップＳｌ６において、上述
で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。次に、ステップＳｌ７において、
露光したウエハを現像する。次に、ステップＳｌ８にお
いて、現像したレジスト像以外の部分を削り取り、最後
に、ステップＳｌ９において、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
返し行うことによって、ウエハ上に多重の回路パターン
が形成される。上述した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容易に製
造することができる。In step S11, the surface of the wafer is oxidized. In step S12, an insulating film is formed on the wafer surface. In step S13, an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step Sl4, ions are implanted into the wafer. In step S15, a photosensitive material is applied to the wafer processed in steps S11 to S14. Next, in step S16, the circuit pattern of the mask is printed and exposed on the wafer by the exposure apparatus described above. Next, in step S17,
Develop the exposed wafer. Next, in step S18, portions other than the developed resist image are scraped off. Finally, in step S19, the unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. By using the above-described manufacturing method, it is possible to easily manufacture a highly integrated semiconductor device which has been conventionally difficult to manufacture.

【００３５】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マスク側アラインメントマークをスクライブラインの外
側に配置し、さらに、ウエハに転写すべくマスク側に配
置されたウエハアラインメントマークを、スクライブラ
インの外側や内側に配置することにより、一度ウエハ側
に転写されたウエハ側アライメントマークを、複数の露
光工程に渡って使用することが可能となる。As described above, according to the present invention,
The mask-side alignment mark is arranged outside the scribe line, and further, the wafer alignment mark arranged on the mask side to be transferred to the wafer is arranged outside or inside the scribe line. The wafer-side alignment mark can be used over a plurality of exposure steps.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１の実施例に係る露光用マスクの構
成等を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration and the like of an exposure mask according to a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明の第２の実施例に係る露光用マスクの構
成等を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration and the like of an exposure mask according to a second embodiment of the present invention.

【図３】本発明の第３の実施例に係る露光用マスクの構
成等を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration and the like of an exposure mask according to a third embodiment of the present invention.

【図４】マスク側アラインメントマークとウエハ側アラ
インメントマークの位置関係を示す従来例に関する図で
ある。FIG. 4 is a diagram related to a conventional example showing a positional relationship between a mask-side alignment mark and a wafer-side alignment mark.

【図５】アライメント終了後の露光時のマスク側アライ
メントマークとウエハ側アライメントマークの断面図を
示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional view of a mask-side alignment mark and a wafer-side alignment mark during exposure after the completion of alignment.

【図６】マスク側とウエハ側のアラインメントマークが
重なった状態を示す従来例に関する図である。FIG. 6 is a diagram related to a conventional example showing a state in which alignment marks on a mask side and a wafer side overlap each other.

【図７】マスク側とウエハ側のアラインメントマークが
重なって形成される場合のアライメントマークの配置を
示す従来例に関する図である。FIG. 7 is a diagram related to a conventional example showing an arrangement of alignment marks when alignment marks on a mask side and a wafer side are formed so as to overlap with each other.

【図８】本発明の露光用マスクをＸ線を利用した半導体
素子製造用の露光装置に適用したときの構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram when the exposure mask of the present invention is applied to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device using X-rays.

【図９】本発明の露光用マスクを適用した半導体素子の
製造方法を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a semiconductor device using the exposure mask of the present invention.

【図１０】図９におけるウエハプロセス工程の詳細な製
造方法を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing a detailed manufacturing method of a wafer process step in FIG. 9;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、21、31 フアーストレイヤ用マスク 11a、21a ショット 12、22 セカンドレイヤ用マスク 41 ＩＣ領域 41a ウエハ上に転写されたＩＣ領域 42 スクライブライン 111、112、211、212、311 スクライブラインの外側の
領域11, 21, 31 First layer mask 11a, 21a Shot 12, 22 Second layer mask 41 IC area 41a IC area transferred onto wafer 42 Scribe lines 111, 112, 211, 212, 311 Outside scribe lines region

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 マスク側アライメントマークがスクライ
ブラインの外側に配置されたことを特徴とする露光用マ
スク。1. An exposure mask, wherein a mask-side alignment mark is arranged outside a scribe line. 【請求項２】 ウエハに転写すべくマスク側に配置され
たウエハアライメントマークがスクライブラインの外側
に配置されたことを特徴とする露光用マスク。2. An exposure mask, wherein a wafer alignment mark arranged on a mask side to be transferred to a wafer is arranged outside a scribe line. 【請求項３】 スクライブラインの外側の吸収体の厚さ
を転写領域の吸収体の厚さに比べより厚くしたことを特
徴とする請求項２記載の露光用マスク。3. The exposure mask according to claim 2, wherein the thickness of the absorber outside the scribe line is larger than the thickness of the absorber in the transfer area. 【請求項４】 ウエハに転写すべくマスク側に配置され
たウエハアライメントマークがスクライブラインの内側
に配置されたことを特徴とする露光用マスク。4. An exposure mask, wherein a wafer alignment mark arranged on a mask side to be transferred to a wafer is arranged inside a scribe line. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の露光用
マスクを用い、前記マスク上のパターンをウエハ上に露
光転写することにより製造された半導体デバイス。5. A semiconductor device manufactured by using the exposure mask according to claim 1 and exposing and transferring a pattern on the mask onto a wafer. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれかに記載の露光用
マスクを用い、前記マスク上のパターンをウエハ上に露
光転写することにより半導体デバイスを製造することを
特徴とする半導体デバイスの製造方法。6. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: using the exposure mask according to claim 1, exposing and transferring a pattern on the mask onto a wafer to manufacture a semiconductor device. Method.