JP2011249627A - Semiconductor wafer pattern exposure method - Google Patents
Semiconductor wafer pattern exposure method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011249627A JP2011249627A JP2010122265A JP2010122265A JP2011249627A JP 2011249627 A JP2011249627 A JP 2011249627A JP 2010122265 A JP2010122265 A JP 2010122265A JP 2010122265 A JP2010122265 A JP 2010122265A JP 2011249627 A JP2011249627 A JP 2011249627A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor wafer
- exposure
- region
- exclusion
- pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体ウェーハのパターン露光方法に関する。 The present invention relates to a pattern exposure method for a semiconductor wafer.
半導体ウェーハに大規模集積回路(LSI)等を形成する際、レチクルに描かれた回路パターンをステッパーと呼ばれる露光装置により半導体ウェーハ上に縮小投影して焼き付ける工程(リソグラフィー工程)を行う。 When a large-scale integrated circuit (LSI) or the like is formed on a semiconductor wafer, a process (lithography process) is performed by reducing and projecting a circuit pattern drawn on the reticle onto the semiconductor wafer by an exposure apparatus called a stepper.
通常、1チップあるいは複数チップ分の回路パターンを1回の露光で行い、半導体ウェーハ上の露光位置を移動して隣のチップ(あるいはチップ群)の露光を行うという動作を繰り返すことにより、半導体ウェーハの全面に焼き付けていく。 Usually, a circuit pattern for one chip or a plurality of chips is performed by one exposure, and the operation of moving the exposure position on the semiconductor wafer to expose the next chip (or chip group) is repeated. Bake all over.
半導体装置の微細化・高集積化に伴って露光装置には、半導体ウェーハの厚さムラに起因する表面凹凸によるパターンぼけの発生を抑制するために、パターン露光時に露光焦点面に対して半導体ウェーハの厚さムラに起因する表面凹凸が最も小さくなるように半導体ウェーハを傾けるレベリング機構が採用されている。 With the miniaturization and high integration of the semiconductor device, the exposure apparatus includes a semiconductor wafer with respect to the exposure focal plane at the time of pattern exposure in order to suppress the occurrence of pattern blur due to surface irregularities caused by uneven thickness of the semiconductor wafer. A leveling mechanism for tilting the semiconductor wafer is employed so that the surface unevenness due to the thickness unevenness is minimized.
更に、パターンを半導体ウェーハ上に露光する際、レチクル上のパターンを一度に露光するのではなく、パターンの一部分をスキャンしながら、同時に半導体ウェーハを移動させながら露光するスキャン露光方式が採用されている。 Furthermore, when the pattern is exposed on the semiconductor wafer, a scan exposure method is adopted in which the pattern on the reticle is not exposed at a time, but a part of the pattern is scanned and the semiconductor wafer is moved while moving. .
一方、半導体ウェーハの外周部は、半導体ウェーハの中央部と較べて凹凸状態が異なっており、半導体ウェーハの加工上避けるのが難しい局所的に大きな傾き、所謂ダレが存在する。このダレによる平坦度の悪化に対しては、上述した方法は必ずしも有効ではなく、パターンぼけの発生を抑制することが難しい。 On the other hand, the outer peripheral portion of the semiconductor wafer has a different uneven state as compared with the central portion of the semiconductor wafer, and there is a large local inclination, so-called sagging that is difficult to avoid in the processing of the semiconductor wafer. The above-described method is not always effective for the deterioration of flatness due to sagging, and it is difficult to suppress the occurrence of pattern blur.
従来、このダレの影響を避けるために、予め半導体ウェーハに、半導体ウェーハの外周部を露光あるいは露光焦点面決定領域から除くためのエッジ除外領域が設けられている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, in order to avoid the influence of the sagging, an edge exclusion region for removing the outer peripheral portion of the semiconductor wafer from the exposure or exposure focal plane determination region is provided in advance on the semiconductor wafer (see, for example, Patent Document 1). .
このエッジ除外領域は、円形状の半導体ウェーハに対して、外周縁から一定の除外幅、例えば4mm幅のリング状に設けられている。 The edge exclusion region is provided in a ring shape having a certain exclusion width from the outer peripheral edge, for example, 4 mm width, with respect to the circular semiconductor wafer.
然しながら、このエッジ除外領域は除外幅が一義的に定められているので、露光する領域の形状によってはダレの影響を受けない領域までエッジ除外領域に含まれてしまう場合がある。その結果、本来使用できるはずの領域が無駄になり、一枚の半導体ウェーハから取得できるチップ数が減少するという問題がある。 However, since the exclusion width of this edge exclusion area is uniquely determined, there may be a case where an area that is not affected by sagging is included in the edge exclusion area depending on the shape of the area to be exposed. As a result, there is a problem that an area that should originally be usable is wasted, and the number of chips that can be obtained from one semiconductor wafer is reduced.
本発明は、半導体ウェーハから取得できるチップ数を増大させることが可能な半導体ウェーハのパターン露光方法を提供する。 The present invention provides a pattern exposure method for a semiconductor wafer that can increase the number of chips that can be obtained from the semiconductor wafer.
本発明の一態様の半導体ウェーハの露光方法は、半導体ウェーハに、長方形状の露光単位領域を前記長方形の短辺に平行な第1の方向に順次移動させながら、回路パターンを露光するに際に、前記露光単位領域における前記半導体ウェーハの厚みムラによる表面凹凸が露光焦点面において小さくなるように前記半導体ウェーハを傾けて露光する半導体ウェーハのパターン露光方法であって、前記半導体ウェーハに、前記半導体ウェーハの外周部を露光あるいは露光焦点面を決定する領域から除外するエッジ除外領域を、前記第1の方向における第1除外幅が前記第1の方向に直角な第2の方向における第2除外幅より小さくなるように設定し、前記エッジ除外領域を含まない前記露光単位領域内で、前記表面凹凸が前記露光焦点面において小さくなるように半導体ウェーハを傾けて露光焦点面を設定することを特徴としている。 According to the semiconductor wafer exposure method of one aspect of the present invention, a semiconductor wafer is exposed to a circuit pattern while sequentially moving a rectangular exposure unit region in a first direction parallel to the short side of the rectangle. A pattern exposure method for a semiconductor wafer in which the semiconductor wafer is tilted and exposed so that surface unevenness due to thickness unevenness of the semiconductor wafer in the exposure unit region is reduced in an exposure focal plane, the semiconductor wafer being exposed to the semiconductor wafer An edge exclusion region that excludes the outer peripheral portion from the region that determines the exposure or exposure focal plane is greater than the second exclusion width in the second direction in which the first exclusion width in the first direction is perpendicular to the first direction. In the exposure unit area that does not include the edge exclusion area, the surface unevenness is small in the exposure focal plane. Kunar so to tilt the semiconductor wafer is characterized by setting the exposure focal plane.
本発明によれば、半導体ウェーハから取得できるチップ数を増大させることが可能な半導体ウェーハのパターン露光方法が得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pattern exposure method of the semiconductor wafer which can increase the chip | tip number which can be acquired from a semiconductor wafer is obtained.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本実施例に係るパターン露光方法について、図1乃至図3を用いて説明する。図1は露光方法を示すフローチャート、図2は露光装置の構成を示すブロック図、図3は半導体ウェーハのエッジ除外領域を比較例と対比して説明するための図である。 A pattern exposure method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a flowchart showing an exposure method, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an exposure apparatus, and FIG. 3 is a diagram for explaining an edge exclusion region of a semiconductor wafer in comparison with a comparative example.
始めに、本実施例に係る露光装置について説明する。図2に示すように、露光装置10はスキャン型ステッパー装置である。露光装置10はパターン露光用の光源11、パターン露光用のマスク12、縮小投影光学系13、マスク12をスキャン移動するマスクスキャン機構14、プログラムに基づいて露光装置10全体の制御を行う制御手段(CPU)15、ウェーハ搭載用のステージ16、ステージ16をスキャン移動させるステージスキャン機構17などを備え、ステージ16上の半導体ウェーハ18に対して露光単位領域を順次移動させながら回路パターンの露光を行うものである。
First, the exposure apparatus according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 2, the
また、露光装置10は、パターン露光時に露光単位領域における半導体ウェーハ18の厚さムラに起因する表面凹凸が露光焦点面において最も小さくなるように半導体ウェーハ18を傾けるためのレベリング制御手段を備えている。
Further, the
このレベリング制御手段は、半導体ウェーハ18に回路パターンの露光を行う際、パターン露光用のマスク12側と半導体ウェーハ18の露光単位領域内の各チップ内の複数箇所との間で測距を行うために、レーザ光源19から半導体ウェーハ18に投射したレーザの反射光を複数のセンサ20で受けて電気信号に変換し、センサ20の出力信号を処理して測距を行い、基準面算出手段21で基準面を算出する。
This leveling control means performs distance measurement between the
そして、基準面算出手段21により算出された基準面に基づいて、ウェーハ傾き制御機構22を制御してステージ16の傾き(半導体ウェーハ18の傾き)および必要に応じてステージ16の高さ位置を制御するように構成されている。
Then, based on the reference surface calculated by the reference surface calculation means 21, the wafer
このようなレベリング制御手段により、露光単位領域内で表面凹凸が露光焦点面において最小となるように半導体ウェーハ18を傾けて露光焦点面が設定される。この場合、露光装置制御用のCPU15は前記レベリング制御手段の制御も行う。
By such leveling control means, the exposure focal plane is set by tilting the semiconductor wafer 18 so that the surface unevenness is minimized in the exposure focal plane within the exposure unit region. In this case, the
半導体ウェーハ18の外周部にはダレが生じている。そのため、半導体ウェーハ18には、外周部を露光あるいは露光焦点面決定領域から除外するエッジ除外領域が設けられている。
A sagging occurs in the outer periphery of the
このエッジ除外領域データ23は、例えば外部ストレージに記憶されており、スタート時に露光装置制御用のCPU15に読み込まれる。
The edge
CPU15は、エッジ除外領域データ23に基づいてエッジ除外領域を含まない露光単位領域を判別し、判別された露光単位領域内で表面凸凹が露光焦点面において最小になるように半導体ウェーハ18を傾けて露光焦点面を設定し、マスク12の回路パターンを露光していく。
The
なお、半導体ウェーハの外周部にダレが生じるのは、以下の理由による。半導体ウェーハの表面を鏡面にする加工は、コロイダルシリカに代表される研磨剤を用い、研磨布(ウレタンや不織布)上で半導体ウェーハを揺動、回転運動させることにより行われる。 The sagging occurs in the outer periphery of the semiconductor wafer for the following reason. The process of making the surface of the semiconductor wafer into a mirror surface is performed by swinging and rotating the semiconductor wafer on a polishing cloth (urethane or non-woven fabric) using an abrasive typified by colloidal silica.
この時、半導体ウェーハの裏面に荷重をかけるので、半導体ウェーハは少なからず研磨布にめり込んだ形になり、半導体ウェーハの外周部には研磨布が斜めに当接する。 At this time, since a load is applied to the back surface of the semiconductor wafer, the semiconductor wafer is not a little indented into the polishing cloth, and the polishing cloth contacts the outer peripheral portion of the semiconductor wafer obliquely.
その結果、半導体ウェーハの外周角部が研磨され、半導体ウェーハの外周部分が丸みを帯びた傾斜面になる。このダレの存在により、半導体ウェーハ周辺部の平坦度が悪化する。 As a result, the outer peripheral corner portion of the semiconductor wafer is polished, and the outer peripheral portion of the semiconductor wafer becomes a rounded inclined surface. Due to the presence of the sagging, the flatness of the periphery of the semiconductor wafer is deteriorated.
次に、半導体ウェーハ18のエッジ除外領域を比較例と対比して説明する。図3は半導体ウェーハ18の1/4円の領域を示している。ここで、比較例とは、半導体ウェーハ18の外周縁から一定の除外幅で円形状に設けられエッジ除外領域のことである。始に、比較例のエッジ除外領域について説明する。
Next, the edge exclusion region of the
図3に示すように、比較例のエッジ除外領域36は、第1の方向(図のY方向)における除外幅と、第1の方向に直角な第2の方向(図のX方向)における除外幅がともにd2であり、等しく設けられている。
As shown in FIG. 3, the
エッジ除外領域36は、半導体ウェーハ18の半径Rと除外幅d2の差(R―d2)を半径とする円37の外側である。この除外幅は、通常先行ロットのパターン露光結果などを参照して経験的に定められている。
The
一方、本実施例のエッジ除外領域31は、Y方向における第1除外幅d1がX方向における第2除外幅d2より小さく設定されている(d1<d2)。エッジ除外領域31は、半導体ウェーハ18の半径Rと第1除外幅d1の差(R―d12)を長径とし、半導体ウェーハ18の半径Rと第2除外幅d2の差(R―d2)を短径とする楕円32の外側である。
On the other hand, in the
この除外幅は、露光単位領域の形状および半導体ウェーハ18の平坦度評価結果に基づいて、外周部分からダレの影響を受けてパターンぼけが発生しない領域を予測し、外周部から予測した領域を除いた領域をエッジ除外領域31に設定するように定められている。
Based on the shape of the exposure unit area and the flatness evaluation result of the
具体的には、露光単位領域における半導体ウェーハ18の平坦度が、縮小投影光学系13の焦点深度より小さい領域をパターンぼけが発生しない領域であると予測する。縮小投影光学系13の焦点深度Dは次式で表わされる。
Specifically, a region where the flatness of the semiconductor wafer 18 in the exposure unit region is smaller than the focal depth of the reduction projection
R=K1×λ/(NA) (1)、 D=K2×λ/(NA)2 (2)
ここで、Rは解像度、NAは縮小投影光学系13の開口比、λはパターン露光用光源11の波長、K1、K2は定数である。
R = K1 × λ / (NA) (1), D = K2 × λ / (NA) 2 (2)
Here, R is the resolution, NA is the aperture ratio of the reduction projection
半導体ウェーハ18上の領域33は、露光装置10に用いられるマスク12のレチクルにより、半導体ウェーハ18上に露光できる露光領域33を示している。露光領域33には、例えばY方向に3個、X方向に2個、計6個のチップ領域34が配列されている。
A
X方向に並ぶ2個のチップ領域34内のハッチングを施した領域35は、露光装置10のスキャン露光により一度に露光される露光単位領域35である。露光単位領域35は長方形状であり、サイズは例えば8mm×26mmである。従って、露光領域33のサイズは、例えば33mm×26mmである。
The hatched
露光装置10は、長方形状の露光単位領域35を、露光単位領域35の短辺に平行なY方向に順次移動させながらレチクルの回路パターンを露光していく。
The
これにより、比較例のエッジ除外領域36では、半導体ウェーハ18上に円37の内側に存在する白抜きで示す131個のチップ領域34にパターンを露光することができる。
As a result, in the
一方、本実施例のエッジ除外領域31では、半導体ウェーハ18上に円37の内側に存在する白抜きで示す131個のチッブ領域34に加えて、ハッチングを施した9個のチップ領域34、計140個のチッブ領域34にパターンを露光することができる。
On the other hand, in the
その結果、半導体ウェーハ18から取得できるチップ数(グロス)が、略7%(131/140)増加することになる。
As a result, the number of chips (gross) that can be obtained from the
このように、本実施例のエッジ除外領域31は、露光単位領域35が長方形状で、長方形の短辺に平行なY方向に沿ってスキャンされる場合、短辺方向は外周の「ダレ」があってもその形状に追従しやすいことを利用して、Y方向の第1除外幅d1を小さくし、X方向の第2除外幅d2を大きくするように構成されている。
As described above, in the
次に、このようなエッジ除外領域31が設定できる理由について説明する。図4および図5は半導体ウェーハ18の平坦度の分布を示す図である。
Next, the reason why such an
平坦度の定義は、SFQR(Site Front least sQuare Rang)である。SFQRは、測定領域内の表面凹凸に基づいて最小2乗平面を求め、最小2乗平面に垂直な方向における表面凹凸の振幅の最大値を示すものである。 The definition of flatness is SFQR (Site Front least sQuare Rang). SFQR obtains the least square plane based on the surface irregularities in the measurement region, and indicates the maximum value of the amplitude of the surface irregularities in the direction perpendicular to the least square plane.
SFQRの測定は、測定領域を露光単位領域35と同じ8mm×26mmとし、エッジ除外領域はエッジ除外幅を3mm(図4)および2mm(図5)として行った。図4および図5において、ハッチングおよびクロスハッチングが施された測定領域は、SFQRが0.02μm以上の領域であり、例えばパターンぼけが発生すると予測される領域である。
The SFQR was measured by setting the measurement area to 8 mm × 26 mm, which is the same as the
図4に示すように、エッジ除外幅が3mmの場合、SFQRが0.02μm以上の測定領域は外周部に分布しており、外周部の平坦度が低いことが分かる。SFQRが0.02μm以上の測定領域の存在比率は、略5.2%(17/324)である。 As shown in FIG. 4, when the edge exclusion width is 3 mm, it can be seen that the measurement region having SFQR of 0.02 μm or more is distributed in the outer peripheral portion and the flatness of the outer peripheral portion is low. The abundance ratio of the measurement region having an SFQR of 0.02 μm or more is approximately 5.2% (17/324).
図5示すように、エッジ除外幅が2mmの場合、SFQRが0.02μm以上の測定領域は外周部で増加し、外周部の平坦度が更に低下することが分かる。SFQRが0.02μm以上の測定領域の存在比率は、略14%(47/336)である。 As shown in FIG. 5, when the edge exclusion width is 2 mm, the measurement region with SFQR of 0.02 μm or more increases at the outer peripheral portion, and the flatness of the outer peripheral portion further decreases. The abundance ratio of the measurement region having an SFQR of 0.02 μm or more is approximately 14% (47/336).
ここで、外周部の平坦度が悪化する領域は、X方向が顕著であるのに対して、Y方向にはほとんど見られないことが分かる。 Here, it can be seen that in the region where the flatness of the outer peripheral portion deteriorates, the X direction is remarkable, whereas the Y direction is hardly seen.
これは、平坦度の測定領域が長方形であることから、長方形の長辺に平行なX方向の測定幅に較べて、長方形の短辺に平行なY方向の測定幅が小さくなる。その結果、半導体ウェーハ18の外周部のダレの最大傾斜が径方向であるとすると、時計の短針の方向に例えて言うと3時および9時方向の測定領域がダレの影響を強く受けるので平坦度の悪化が著しくなる。一方、6時および12時方向の測定領域はダレの影響は少なく、平坦度の悪化が生じなかったものと考えられる。
This is because the flatness measurement region is a rectangle, so the measurement width in the Y direction parallel to the short side of the rectangle is smaller than the measurement width in the X direction parallel to the long side of the rectangle. As a result, assuming that the maximum inclination of the sag at the outer peripheral portion of the
露光単位領域35は平坦度の測定領域と同じ長方形なので、露光単位領域35においても、3時および9時方向の露光単位領域35はダレの影響を強く受けてパターンぼけが生じやすいが、6時および12時方向の露光単位領域35はダレの影響は少なくパターンぼけが生じにくいものと考えられる。
Since the
従って、6時および12時方向のエッジ除外領域は、3時および9時方向のエッジ除外領域より少なくても、パターンぼけによる露光不良は生じないものと考えられる。 Therefore, even if the edge exclusion areas in the 6 o'clock and 12 o'clock directions are smaller than the edge exclusion areas in the 3 o'clock and 9 o'clock directions, it is considered that no exposure failure due to pattern blur does not occur.
図6は本実施例の半導体ウェーハ18の露光領域を比較例と対比して説明するための図である。図はチップ領域34がX方向に2個、Y方向に3個の計6個が配列された単位露光領域41、42、43を有する露光領域44が、半導体ウェーハ18の12時方向の外周縁に内接している場合を示している。
FIG. 6 is a view for explaining the exposure region of the
比較例では、Y方向におけるエッジ除外領域36の除外幅はd2である。露光領域44のうちの露光単位領域41は、エッジ除外領域36より内側にあるので、通常通りスキャン露光される。露光単位領域42は、エッジ除外領域36の一部にかかるので、スキャン露光されない。露光単位領域43は、一部が半導体ウェーハ18より外側にあるので、露光範囲外である。
In the comparative example, the exclusion width of the
一方、本実施例では、Y方向におけるエッジ除外領域31の除外幅はd2より小さいd1である。露光領域44のうちの露光単位領域41、43については、比較例と同様である。然し、露光単位領域42は、エッジ除外領域31より内側にあるので、通常通りスキャン露光される。その結果、比較例では無駄にしていた露光単位領域42を有効に使用することができる。
On the other hand, in this embodiment, the exclusion width of the
次に、これを確かめるために半導体ウェーハに回路パターンの露光を行なった結果について説明する。始めに、直径300mmの両面研磨された半導体ウェーハを100枚用意した。そのうち50枚の半導体ウェーハには、除外幅d2を2mmとして比較例のエッジ除外領域36を設定した。
Next, in order to confirm this, the result of exposure of the circuit pattern on the semiconductor wafer will be described. First, 100 semiconductor wafers having a diameter of 300 mm and polished on both sides were prepared. Of these, the
この半導体ウェーハ上にレジスト膜を形成し、幅が0.025μm、ピッチが0.040μmのストライプパターンを露光した。 A resist film was formed on the semiconductor wafer, and a stripe pattern having a width of 0.025 μm and a pitch of 0.040 μm was exposed.
この際、露光単位面積が8×26mmとしてレベリング制御手段を用いて半導体ウェーハのレベリング制御を行いつつ、33mm(Y方向)×26mm(X方向)の範囲を1ショットとしてスキャンして露光を行ない、12×10.5mmの素子を作成した。この場合、1セル内のX方向には2チップ、Y方向には3チップの計6チップの露光を行った。 At this time, exposure is performed by scanning a range of 33 mm (Y direction) × 26 mm (X direction) as one shot while performing leveling control of the semiconductor wafer using the leveling control means with an exposure unit area of 8 × 26 mm, A 12 × 10.5 mm element was prepared. In this case, exposure of 6 chips, 2 chips in the X direction and 3 chips in the Y direction, in one cell was performed.
露光後、レジスト膜に現像処理を施し、レジストに転写されたストライプパターンを寸法SEMにより測長した。始の50枚のうちの12枚の半導体ウェーハにおいて、外周部の半導体チップにパターンぼけが発生していた。 After the exposure, the resist film was developed and the stripe pattern transferred to the resist was measured with a dimension SEM. In twelve semiconductor wafers out of the first fifty, pattern blur occurred in the semiconductor chip on the outer periphery.
次に、ストライプパターンが転写されたレジスト膜を剥離した後、再度半導体ウェーハにレジスト膜を形成した。今度は、除外幅d2を4mmとして比較例のエッジ除外領域36を設定して、同様に露光を行った。その結果、パターンぼけは発生していなかったが、代わりにチップの収率は3%低下した。
Next, after peeling off the resist film to which the stripe pattern was transferred, a resist film was formed again on the semiconductor wafer. This time, the exclusion width d2 was set to 4 mm, the
一方、本実施例では、残り50枚の半導体ウェーハの平坦度(SFQR)を測定した。その測定結果を基に、SFQRが焦点深度Dより大きくパターンぼけが発生する領域を予測し、予測された領域を除外するようにエッジ除外領域31を設定した。エッジ除外領域31は、概ねY方向の第1除外幅d1が2mm、X方向の第2除外幅が4mmになった。
On the other hand, in this example, the flatness (SFQR) of the remaining 50 semiconductor wafers was measured. Based on the measurement result, an area where SFQR is larger than the depth of focus D and pattern blur occurs is predicted, and the
このエッジ除外領域31を含まない領域にのみスキャン露光を行なった。その結果、全ての半導体ウェーハにおいて、デフォーカスは発生せず、チップの収率の低下は見られなかった。
Scan exposure was performed only on the area not including the
以上のことから、図1に戻って本実施例のパターン露光方法について説明する。図1に示すように、始に、半導体ウェーハ18を平坦度(SFQR)測定装置にセットし、露光単位領域35に相当する測定領域における半導体ウェーハ18の平坦度(SFQR)を測定する(ステップS01)。
From the above, returning to FIG. 1, the pattern exposure method of this embodiment will be described. As shown in FIG. 1, first, the
半導体ウェーハ18上の測定領域を全て測定するまでステップS01を繰り返す(ステップS02)。測定領域は、半導体ウェーハ18の全面である必要は無く、半導体ウェーハ18の外周部およびその近傍で十分である。
Step S01 is repeated until all the measurement areas on the
次に、測定結果を基に、SFQRが縮小投影光学系13の焦点深度Dより大きい測定領域がエッジ除外領域なるように、Y方向に置ける除外幅をd1、X方向に置ける除外幅をd2とする楕円状のエッジ除外領域を設定し、エッジ除外領域データ23を作成する(ステップS03)。
Next, based on the measurement result, the exclusion width that can be placed in the Y direction is d1, and the exclusion width that can be placed in the X direction is d2, so that the measurement region whose SFQR is larger than the focal depth D of the reduction projection
次に、半導体ウェーハ18を露光装置10のステージ16に載置し、エッジ除外領域データ23をCPU15に読み込ませて、露光装置10の動作を開始させる。これにより、露光装置10は、露光する露光単位領域がエッジ除外領域の内側に位置しているかをチェックし(ステップS04)、エッジ除外領域の内側に位置している場合(ステップS04のYES)、次のステップS05に行き、基準面算出手段21により、全てのセンサ20の情報を用いて露光基準面を演算する(ステップS05)。
Next, the
次に、ステージ傾き制御機構22により、半導体ウェーハ18のレベリングを行い(ステップS06)、縮小投影光学系13により半導体ウェーハ18の露光単位領域に回路パターンを露光する(ステップS07)。
Next, the level of the
次に、露光単位領域を全て露光するまで、ステップS04からステップS07を繰り返す(ステップS08)。 Next, step S04 to step S07 are repeated until the entire exposure unit area is exposed (step S08).
一方、露光単位領域にエッジ除外領域が含まれている場合(ステップS04のNO)、その露光単位領域には露光せずに、ステップS08へスキップする。 On the other hand, when an edge exclusion area is included in the exposure unit area (NO in step S04), the exposure unit area is not exposed and the process skips to step S08.
以上説明したように、本実施例の半導体ウェーハのパターン露光方法では、半導体ウェーハ18に、露光単位領域35における半導体ウェーハ18の平坦度に基づいて、外周部からダレの影響を受けてパターンぼけが発生しない領域を予測し、外周部から予測した領域を除いた領域を露光あるいは露光焦点面決定領域から除外するために、Y方向の第1除外幅d1がX方向の第2除外幅d2より小さいエッジ除外領域31を設けている。
As described above, in the pattern exposure method for a semiconductor wafer according to the present embodiment, pattern blurring occurs on the
その結果、半導体ウェーハ18の外周部のダレの影響を受けない領域を無駄なく有効に利用することができる。従って、一枚の半導体ウェーハから取得できるチップ数を増大させることが可能な半導体ウェーハのパターン露光方法が得られる。
As a result, an area that is not affected by the sagging of the outer peripheral portion of the
ここでは、予め半導体ウェーハ18の平坦度を測定し、その結果に基づいてエッジ除外領域を設定した後、スキャン露光を行なう場合について説明したが、本実施例に限定されることなく、その場でエッジ除外領域か否かを判定しながらスキャン露光を行う方法も可能である。その場合は、露光装置10に、全てのセンサ情報で基準面を換算するとともに、平坦度(SFQR)を算出する機能を持たせておく。
Here, the case of performing the scan exposure after measuring the flatness of the
図7は、その場でエッジ除外領域か否かを判定しながらスキャン露光を行う方法を示すフローチャートである。図7において、全てのセンサ20の情報を用いて露光基準面を演算するとともに、平坦度(SFQR)を算出する(ステップS12)。
FIG. 7 is a flowchart showing a method of performing scan exposure while determining whether or not the region is an edge exclusion region on the spot. In FIG. 7, the exposure reference plane is calculated using the information of all the
次に、SFQRが縮小投影光学系13の焦点深度D以下か否かを判定し(ステップS13)、焦点深度D以下の場合(ステップS13のYES)、エッジ除外領域の内側であると判断し、ステップS06へ行く。一方、焦点深度Dより大きい場合(ステップS13のNO)、エッジ除外領域であると判断し、ステップS08へスキップする。 Next, it is determined whether SFQR is equal to or smaller than the focal depth D of the reduction projection optical system 13 (step S13). If the focal depth is equal to or smaller than the focal depth D (YES in step S13), it is determined to be inside the edge exclusion region. Go to step S06. On the other hand, when it is larger than the focal depth D (NO in step S13), it is determined that the region is an edge exclusion region, and the process skips to step S08.
10 露光装置
11 パターン露光用光源
12 マスク
13 縮小投影光学系
14 マスクスキャン機構
15 制御手段(CPU)
16 ステージ
17 ステージスキャン機構
18 半導体ウェーハ
19 レーザ光源
20 センサ
21 基準面算出手段
22 ステージ傾き制御機構
23 エッジ除外領域データ
31、36 エッジ除外領域
32 楕円
33、44 露光領域
34 チップ領域
35、41、42、43 露光単位領域
37 円
d1 第1除外幅
d2 第2除外幅
DESCRIPTION OF
16
Claims (5)
前記半導体ウェーハに、前記半導体ウェーハの外周部を露光あるいは露光焦点面を決定する領域から除外するエッジ除外領域を、前記第1の方向における第1除外幅が前記第1の方向に直角な第2の方向における第2除外幅より小さくなるように設定し、
前記エッジ除外領域を含まない前記露光単位領域内で、前記表面凹凸が前記露光焦点面において小さくなるように半導体ウェーハを傾けて露光焦点面を設定する
ことを特徴とする半導体ウェーハのパターン露光方法。 When the circuit pattern is exposed to the semiconductor wafer while sequentially moving the rectangular exposure unit area in the first direction parallel to the short side of the rectangle, the thickness of the semiconductor wafer in the exposure unit area A pattern exposure method for a semiconductor wafer in which the semiconductor wafer is tilted and exposed such that surface irregularities are reduced in the exposure focal plane,
An edge exclusion region that excludes an outer peripheral portion of the semiconductor wafer from an area that determines exposure or an exposure focal plane is formed on the semiconductor wafer, and a second exclusion width in the first direction is a second that is perpendicular to the first direction. Set to be smaller than the second exclusion width in the direction of
A pattern exposure method for a semiconductor wafer, wherein an exposure focal plane is set by inclining the semiconductor wafer so that the surface irregularities are reduced in the exposure focal plane within the exposure unit area not including the edge exclusion area.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010122265A JP2011249627A (en) | 2010-05-28 | 2010-05-28 | Semiconductor wafer pattern exposure method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010122265A JP2011249627A (en) | 2010-05-28 | 2010-05-28 | Semiconductor wafer pattern exposure method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011249627A true JP2011249627A (en) | 2011-12-08 |
Family
ID=45414500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010122265A Pending JP2011249627A (en) | 2010-05-28 | 2010-05-28 | Semiconductor wafer pattern exposure method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011249627A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017529681A (en) * | 2014-06-24 | 2017-10-05 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | Patterned wafer shape measurement for semiconductor process control |
JP2019133065A (en) * | 2018-02-01 | 2019-08-08 | 株式会社デンソー | Exposure apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
US10576603B2 (en) | 2014-04-22 | 2020-03-03 | Kla-Tencor Corporation | Patterned wafer geometry measurements for semiconductor process controls |
-
2010
- 2010-05-28 JP JP2010122265A patent/JP2011249627A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10576603B2 (en) | 2014-04-22 | 2020-03-03 | Kla-Tencor Corporation | Patterned wafer geometry measurements for semiconductor process controls |
JP2017529681A (en) * | 2014-06-24 | 2017-10-05 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | Patterned wafer shape measurement for semiconductor process control |
JP2019133065A (en) * | 2018-02-01 | 2019-08-08 | 株式会社デンソー | Exposure apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
JP7040069B2 (en) | 2018-02-01 | 2022-03-23 | 株式会社デンソー | Manufacturing method of exposure machine and semiconductor device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2014003088A (en) | Exposure method, exposure device, and photomask | |
US10908498B2 (en) | Optical proximity correction method and method of manufacturing mask by using the same | |
JP4139216B2 (en) | Method for exposing a semiconductor wafer | |
JP2011249627A (en) | Semiconductor wafer pattern exposure method | |
CN109564397B (en) | Measuring apparatus, exposure apparatus, and method of manufacturing article | |
KR102078079B1 (en) | Exposure apparatus, exposure method, and article manufacturing method | |
KR102478399B1 (en) | Exposure apparatus, exposure method, and article manufacturing method | |
US8373845B2 (en) | Exposure control apparatus, manufacturing method of semiconductor device, and exposure apparatus | |
US7630058B2 (en) | Exposure apparatus and device manufacturing method | |
JP2008147674A (en) | Substrate with mark | |
JP2015149316A (en) | Exposure device and method of manufacturing article | |
JP2009289896A (en) | Liquid immersion exposure method | |
US20240085802A1 (en) | Techniques for correction of aberrations | |
JP2008016828A (en) | Exposure apparatus and device manufacturing method | |
JP2010074043A (en) | Semiconductor manufacturing method and semiconductor manufacturing device | |
KR20160021388A (en) | Maskless exposure method and maskless exposure device for performing the exposure method | |
US10133177B2 (en) | Exposure apparatus, exposure method, and article manufacturing method | |
JP2019053177A (en) | Exposure device and method | |
US6515733B1 (en) | Pattern exposure apparatus for transferring circuit pattern on semiconductor wafer and pattern exposure method | |
JP2000260840A (en) | Method and device for measuring semiconductor substrate | |
JP2021128119A (en) | Inspection device and inspection method | |
JP6522529B2 (en) | Mask inspection method and mask inspection apparatus | |
JPWO2006059377A1 (en) | Semiconductor device, manufacturing method thereof, and photomask | |
WO2024219234A1 (en) | Substrate processing method and substrate processing apparatus | |
JP5075893B2 (en) | Pattern inspection system |