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JP2002229180A - Reticle for manufacturing semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Reticle for manufacturing semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device

Info

Publication number
JP2002229180A
JP2002229180A JP2001026665A JP2001026665A JP2002229180A JP 2002229180 A JP2002229180 A JP 2002229180A JP 2001026665 A JP2001026665 A JP 2001026665A JP 2001026665 A JP2001026665 A JP 2001026665A JP 2002229180 A JP2002229180 A JP 2002229180A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor device
reticle
manufacturing
pixel
chip
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.)
Withdrawn
Application number
JP2001026665A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eita Kinoshita
英太 木下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Microelectronics Inc
Original Assignee
Kawasaki Microelectronics Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Microelectronics Inc filed Critical Kawasaki Microelectronics Inc
Priority to JP2001026665A priority Critical patent/JP2002229180A/en
Publication of JP2002229180A publication Critical patent/JP2002229180A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform the fabrication in high accuracy and to enable the fine patterning working in the manufacture of semiconductor device. SOLUTION: This reticule for the manufacture of semiconductor device is provided with a mask pattern which is for manufacturing a semiconductor device of which the picture element part in which picture elements are arranged in a two-dimensional array type is formed on a central part and the peripheral circuit and the scribing line are disposed on the periphery of the picture element part. In addition, this reticle for the manufacture of semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device using the reticle features that the semiconductor device is divided into plural blocks of >=2, the respective divided blocks are replaced with each other and the respective blocks are arranged in such a manner that at least one side of the peripheral circuit and scribing line is arranged on the center.

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、半導体装置製造用
のレチクル及び半導体装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a reticle for manufacturing a semiconductor device and a method for manufacturing a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から半導体基板上に微細なパターン
を形成する方法として、投影露光装置(ステッパーもし
くはスキャナ)を用いたリソグラフィー技術が行われて
いる。この投影露光方法は、半導体基板(ウエハ)上に
塗布されたフォトレジストに、投影レンズを通してレチ
クル上に形成されている所定のパターンを転写した後、
現像を行い微細パターンを形成するものである。レチク
ルに描画されたパターンは、ウエハ表面全域に比較して
小さな面積に縮小して投影される。そして、投影光学系
に対して相対的にウエハを移動しながら、ウエハ表面全
域に一定ピッチでショット(露光領域)を配置する。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of forming a fine pattern on a semiconductor substrate, a lithography technique using a projection exposure apparatus (stepper or scanner) has been used. In this projection exposure method, after a predetermined pattern formed on a reticle is transferred to a photoresist applied on a semiconductor substrate (wafer) through a projection lens,
The development is performed to form a fine pattern. The pattern drawn on the reticle is projected to be reduced to a smaller area than the entire surface of the wafer. Then, while moving the wafer relatively to the projection optical system, shots (exposure areas) are arranged at a constant pitch over the entire surface of the wafer.

【0003】通常、前記半導体装置を製造するためのフ
ォトリソグラフ用マスクであるレチクルを作製する場合
に、前記ウエハをダイシングしてチップに切りわけるた
めのスクライブ領域は、チップレイアウトの周囲に設け
られる。これは、液晶表示装置であるLiquid Crystal O
n Silicon (LCOS)のような、大面積の半導体チッ
プの場合であっても同様である。
Usually, when manufacturing a reticle which is a photolithographic mask for manufacturing the semiconductor device, a scribe area for dicing the wafer into chips is provided around a chip layout. This is a Liquid Crystal O liquid crystal display
The same applies to a large-area semiconductor chip such as n Silicon (LCOS).

【0004】図10に、従来の方法による、LCOSチ
ップの、レチクル上におけるレイアウト例の概略を示
す。図10に示すように、LCOSチップ100は、チ
ップレイアウトがステッパーやスキャナ等の露光範囲に
収まる場合には、チップの中央部に画素部102が配置
され、その周りに、画素部102の各画素を駆動する駆
動回路104が配置され、さらにその周辺に、該駆動回
路104を制御する周辺回路106が配置されて構成さ
れている。また、LCOSチップ100本体の最外周に
は、外部回路との接続に用いられるパッド108が配置
され、さらにLCOSチップ100本体の外側、すなわ
ち露光領域の最周辺部に幅δのスクライブライン110
が配置されている。
FIG. 10 schematically shows a layout example of a LCOS chip on a reticle according to a conventional method. As shown in FIG. 10, in the LCOS chip 100, when the chip layout is within the exposure range of a stepper, a scanner, or the like, the pixel unit 102 is disposed at the center of the chip, and each pixel of the pixel unit 102 is surrounded by the pixel unit 102. And a peripheral circuit 106 for controlling the driving circuit 104 is arranged around the driving circuit 104. A pad 108 used for connection to an external circuit is arranged on the outermost periphery of the main body of the LCOS chip 100, and a scribe line 110 having a width δ is provided outside the main body of the LCOS chip 100, that is, on the outermost periphery of the exposure region.
Is arranged.

【0005】また、図11に、前記LCOSチップ10
0の画素部102の画素を拡大して模式的に示す。図1
1に示すように、各画素112は、画素電極114と、
スイッチトランジスタ116とからなる。スイッチング
トランジスタ116は、前記画素電極114への電圧の
印加の切り換えをするものであり、また、画素電極11
4は、電圧を与えられる(電荷を与えられる)と、その
上の(図示しない)液晶を駆動し、液晶の配向を変え
て、光の反射の仕方を変えることにより画像を表示する
ものである。このように、スイッチングトランジスタ1
16は、液晶を駆動するための電圧を画素電極114に
与えるものであり、比較的高耐圧(例えば、12V〜4
0V)のものとされている。
FIG. 11 shows the LCOS chip 10.
Pixels of the pixel portion 102 of 0 are enlarged and schematically shown. Figure 1
As shown in FIG. 1, each pixel 112 includes a pixel electrode 114,
And a switch transistor 116. The switching transistor 116 switches the application of a voltage to the pixel electrode 114.
Numeral 4 displays an image by driving a liquid crystal (not shown) when a voltage is applied (charge is applied), changes the orientation of the liquid crystal, and changes the way of reflecting light. . Thus, the switching transistor 1
Numeral 16 designates a voltage for driving the liquid crystal applied to the pixel electrode 114, which has a relatively high withstand voltage (for example, 12V to 4V).
0V).

【0006】従って、前記画素部102のレイアウト
は、通常の3.3Vや5Vの低電圧で駆動するトランジ
スタに比較して、緩いルール、例えば1.5μm〜3.
0μmルールで、レイアウトを描くことができる。ま
た、図10の画素部102を駆動するための駆動回路1
04についても、比較的高耐圧のトランジスタが使用さ
れている。一方、画素部102の駆動回路104を制御
する周辺回路106においては、デジタル信号の高速処
理を目的として、集積度の高い、低電圧動作のトランジ
スタを用いる場合が多く、この場合には、0.35μm
や0.5μmといった、高い加工精度が求められる。
Therefore, the layout of the pixel section 102 is less strict than a normal transistor driven at a low voltage of 3.3 V or 5 V, for example, 1.5 μm to 3 μm.
The layout can be drawn according to the 0 μm rule. Further, a driving circuit 1 for driving the pixel portion 102 in FIG.
As for the transistor 04, a transistor having a relatively high withstand voltage is used. On the other hand, the peripheral circuit 106 that controls the drive circuit 104 of the pixel portion 102 often uses a transistor with a high degree of integration and low-voltage operation for the purpose of high-speed processing of a digital signal. 35 μm
And high processing accuracy of 0.5 μm.

【0007】従来は、半導体製造工程において、図12
に示すようなレチクル120を用いて、シリコン基板上
にパターンを焼き付けて、半導体装置を製造していた。
すなわち、半導体装置1チップ分のパターンが一度に露
光されていた。図12において、レチクル120の中央
部122はLCOSチップ100の画素部102に相当
する部分であり、周辺部124は、周辺回路106に相
当する部分であり、また、幅δの最外周126は、スク
ライブライン110に相当する部分である。
Conventionally, in a semiconductor manufacturing process, FIG.
A pattern is printed on a silicon substrate using a reticle 120 as shown in FIG.
That is, the pattern for one chip of the semiconductor device was exposed at a time. 12, a central portion 122 of the reticle 120 is a portion corresponding to the pixel portion 102 of the LCOS chip 100, a peripheral portion 124 is a portion corresponding to the peripheral circuit 106, and the outermost periphery 126 of the width δ is This is a part corresponding to the scribe line 110.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリコ
ン基板上に、レチクルを用いてパターンを焼き付ける際
の露光に用いるステッパーやスキャナは、光学レンズを
使用するため、その収差等により、レンズ中央部より周
辺部の加工精度が劣っている。そのため、LCOSデバ
イスにおいては、前記従来のようなレチクルを用いてパ
ターンを焼き付けていては、より高い精度の求められる
低電圧動作の周辺回路を、実際には加工精度の低い光学
レンズの周辺部を使用して露光しなければならないこと
となる。
However, since a stepper or scanner used for exposure when printing a pattern on a silicon substrate using a reticle uses an optical lens, an aberration or the like causes a peripheral part of the lens from the center of the lens to be exposed. The processing accuracy of the part is inferior. Therefore, in the LCOS device, when a pattern is printed using a reticle as in the conventional case, a peripheral circuit for low-voltage operation requiring higher precision is actually provided, and a peripheral portion of an optical lens having low processing precision is actually provided. Must be used and exposed.

【0009】例えば、図12のレチクル120を用いて
露光を行った場合に、ゲート長の設計寸法が0.5μm
のトランジスタの仕上がり寸法が、図にそれぞれ符号
P、Q、Rで示す露光領域周辺部においてどのようにな
るかを表1に示す。
For example, when exposure is performed using the reticle 120 shown in FIG.
Table 1 shows how the finished dimensions of the transistor in the vicinity of the exposed area indicated by reference numerals P, Q, and R in the figure.

【0010】このように、設計上ゲート長が0.5μm
のトランジスタの仕上がり寸法が露光域周辺部において
短くなっており、特に、レチクル120の角部のQにお
いては、仕上がり寸法が0.431と、設計寸法との差
が0.069と非常に大きくなっている。このように、
従来のレチクルを用いて露光を行っていては、特に高精
度が必要とされるチップの画素を制御する周辺回路にお
いて、高い加工精度を得ることはできないという問題が
あった。
As described above, the gate length is designed to be 0.5 μm
The finished dimension of the transistor is shortened in the periphery of the exposure area. In particular, at the corner Q of the reticle 120, the finished dimension is 0.431, and the difference between the finished dimension and the designed dimension is as large as 0.069. ing. in this way,
When exposure is performed using a conventional reticle, there is a problem that high processing accuracy cannot be obtained particularly in a peripheral circuit for controlling a pixel of a chip that requires high accuracy.

【0011】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たものであり、高い加工精度で、微細なパターンを加工
することのできる半導体装置製造用のレチクル及び半導
体装置の製造方法を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and provides a reticle for manufacturing a semiconductor device and a method of manufacturing a semiconductor device capable of processing a fine pattern with high processing accuracy. As an issue.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第一の態様は、第1の電源電圧で動作する
画素が2次元的にアレイ状に配置された画素部を中央部
に有し、前記第1の電源電圧よりも低い第2の電源電圧
で動作する周辺回路及びスクライブラインが前記画素部
の周辺に配置された、半導体装置を製造するためのマス
クパターンを有する、半導体装置製造用のレチクルであ
って、前記半導体装置を2以上の複数のブロックに分割
し、該分割された各ブロックを入れ換えて、前記周辺回
路及び前記スクライブラインの少なくとも1辺が中央に
配置されるように、各ブロックを配置したことを特徴と
する半導体装置製造用のレチクルを提供する。
In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention is to arrange a pixel section in which pixels operated by a first power supply voltage are two-dimensionally arranged in an array. A peripheral circuit operating at a second power supply voltage lower than the first power supply voltage, and a scribe line disposed around the pixel portion, and having a mask pattern for manufacturing a semiconductor device. A reticle for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor device is divided into two or more blocks, and each of the divided blocks is replaced so that at least one side of the peripheral circuit and the scribe line is arranged in the center. Thus, a reticle for manufacturing a semiconductor device, wherein each block is arranged, is provided.

【0013】また、前記半導体装置を、上下方向及び左
右方向にそれぞれ2分割することにより、全体を4つの
ブロックに分割し、該分割されたブロックのうち、左上
のブロックを製造するためのマスクパターンを右下の領
域に配置し、左下のブロックを製造するためのマスクパ
ターンを右上の領域に配置し、右下のブロックを製造す
るためのマスクパターンを左上の領域に配置し、右上の
ブロックを製造するためのマスクパターンを左下の領域
に配置することにより、前記周辺回路及びスクライブラ
インが中央部に十字状に配置されるようにしたことが好
ましい。
Also, the semiconductor device is divided into four blocks by dividing the semiconductor device into two in the vertical and horizontal directions, and a mask pattern for manufacturing an upper left block among the divided blocks. Is placed in the lower right area, the mask pattern for manufacturing the lower left block is placed in the upper right area, the mask pattern for manufacturing the lower right block is placed in the upper left area, and the upper right block is placed It is preferable that the peripheral circuit and the scribe line are arranged in a cross shape at the center by arranging a mask pattern for manufacturing in a lower left region.

【0014】また、同様に前記課題を解決するために、
本発明の第二の態様は、半導体装置製造のフォトリソグ
ラフ工程において、請求項1または請求項2に記載の半
導体装置製造用のレチクルを用いて、逐次露光を行い、
前記レチクルのマスクパターンを半導体基板上に繰り返
し転写することを特徴とする半導体装置の製造方法を提
供する。
[0014] Similarly, in order to solve the above problems,
According to a second aspect of the present invention, in a photolithographic step of manufacturing a semiconductor device, sequential exposure is performed using the reticle for manufacturing a semiconductor device according to claim 1 or 2,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a mask pattern of the reticle is repeatedly transferred onto a semiconductor substrate.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体装置製
造用のレチクル及び半導体装置の製造方法について、添
付の図面に示される好適実施形態を基に、詳細に説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a reticle for manufacturing a semiconductor device and a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

【0016】図1は、本発明の一実施形態に係るレチク
ルの作製方法を模式的に示したものである。図1(a)
は、半導体装置(LCOSチップ)を示したものであ
り、図10に詳しく示したように、半導体装置(LCO
Sチップ)1は、画素部2と周辺回路4からなる。LC
OSチップ1本体のサイズは、本実施形態の場合、20
mm×16mmである。前述したように、従来はこれにチッ
プをダイシングするために用いるスクライブライン6
(例えば、幅δ=100μm )を周囲に設け、図1
(a)に示すようなLCOSチップの外観そのままのイ
メージのレチクル(図12参照)を作製していた。これ
に対して、本実施形態では、LCOSチップ1を複数の
ブロックに分割し、分割したブロックを並べ替えて、周
辺回路及びスクライブラインを中央部に配置してレチク
ルを作製するようにしたものである。
FIG. 1 schematically shows a method for manufacturing a reticle according to one embodiment of the present invention. FIG. 1 (a)
Indicates a semiconductor device (LCOS chip). As shown in detail in FIG.
The S chip 1 includes a pixel unit 2 and a peripheral circuit 4. LC
The size of the OS chip 1 main body is 20 in the case of the present embodiment.
mm × 16 mm. As described above, the scribe line 6 conventionally used for dicing the chip is used.
(For example, width δ = 100 μm) is provided around
A reticle (see FIG. 12) having the same image as the LCOS chip as shown in FIG. On the other hand, in the present embodiment, the reticle is manufactured by dividing the LCOS chip 1 into a plurality of blocks, rearranging the divided blocks, and arranging peripheral circuits and scribe lines in the center. is there.

【0017】すなわち、本実施形態では、図1(a)の
ようにLCOSチップ1を(そのレイアウトを)、上下
方向及び左右方向それぞれ2分割することにより、全体
を4分割する。そして、LCOSチップ1の左上の部分
Aを、図1(b)に示すようにレチクル10の右下に配
置する。また同様に、LCOSチップ1の右上の部分B
をレチクル10の左下に配置し、LCOSチップ1の左
下の部分Cをレチクル10の右上に配置し、LCOSチ
ップ1の右下の部分Dをレチクル10の左上に配置す
る。このようにして、図1(b)に示すように、LCO
Sチップ1の画素部2に相当する部分(画素領域)12
を周囲に配置し、周辺回路4に相当する部分(周辺回路
領域)14及びスクライブライン6に相当する部分(ス
クライブ領域)16を中央部に十字状となるように配置
したレチクル10が作製される。スクライブ領域16
は、幅δで、中央部に十字を形成し、レチクル10全体
を4分割しており、スクライブ領域16の両側に周辺回
路領域14が形成されている。
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 1A, the LCOS chip 1 (the layout thereof) is divided into two parts in the vertical and horizontal directions, thereby dividing the whole into four parts. Then, the upper left portion A of the LCOS chip 1 is arranged at the lower right of the reticle 10 as shown in FIG. Similarly, the upper right portion B of the LCOS chip 1
Are arranged at the lower left of the reticle 10, the lower left part C of the LCOS chip 1 is arranged at the upper right of the reticle 10, and the lower right part D of the LCOS chip 1 is arranged at the upper left of the reticle 10. In this way, as shown in FIG.
A portion (pixel region) 12 corresponding to the pixel portion 2 of the S chip 1
Are arranged around the periphery, and a reticle 10 in which a part (peripheral circuit area) 14 corresponding to the peripheral circuit 4 and a part (scribe area) 16 corresponding to the scribe line 6 are arranged so as to form a cross at the center is manufactured. . Scribe area 16
Has a width δ, forms a cross at the center, divides the entire reticle 10 into four parts, and forms a peripheral circuit area 14 on both sides of the scribe area 16.

【0018】なお、この4分割は、必ずしも20mm×1
6mmというLCOSチップ1本体のレイアウトを5mm×
4mmに分けるという4等分である必要はなく、周辺回路
ブロックの切れ目等に応じて、適当な場所で分割しても
構わない。具体的な切り方については、後で詳しく述べ
る。また、後述するように、シリコン基板上にパターン
を露光する際の、各ショット間のアライメント誤差を考
慮して、各分割パターンが境界において整合するよう、
境界部分のパターンを、一部太くしたり、あるいは細く
したり、あるいはパターンを重複させておくようにして
もよい。
Incidentally, the four divisions are not necessarily 20 mm × 1.
The layout of LCOS chip 1 body of 6mm is 5mm ×
It is not necessary to divide into 4 mm to divide it into 4 mm, and it may be divided at an appropriate place according to the break of the peripheral circuit block or the like. The specific cutting method will be described later in detail. In addition, as will be described later, when exposing a pattern on a silicon substrate, in consideration of an alignment error between shots, each divided pattern is aligned at a boundary.
The pattern at the boundary may be partially thickened or thinned, or the patterns may be overlapped.

【0019】LCOSチップの製造は、公知の半導体製
造工程により行う。半導体製造工程のうち、フォトリソ
グラフ工程では、上で作製した図1(b)に示すレチク
ル10を用いて、図2のように、マスクパターンをシリ
コン基板20上に投影し、複数のショット22を一定ピ
ッチで配置して行く。また、図3(a)に示すように、
LCOSチップ1を分割した際の、例えば画素部の分割
ブロックAは、それぞれ別のショット内に形成されるブ
ロックB及びブロックCと境界を接しており、この境界
においてきちんと整合していなければならない。そこ
で、アライメントの誤差等を考慮して幅δ0 =0.1μ
m程度の重ね合わせ部8を設定し、これに対応して、図
3(b)に示すようにレチクル10の周囲にも幅δ0 =
0.1μm程度の重ね合わせ部18を設けて、この部分
においては重複露光するようにしてもよい。このように
重複露光する部分においても、必要なアライメント精度
でマスクパターンを焼き付けるようにする。
The manufacture of the LCOS chip is performed by a known semiconductor manufacturing process. In the photolithography process of the semiconductor manufacturing process, as shown in FIG. 2, a mask pattern is projected onto a silicon substrate 20 using the reticle 10 shown in FIG. They are arranged at a constant pitch. Also, as shown in FIG.
When the LCOS chip 1 is divided, for example, the divided block A of the pixel portion is in contact with a block B and a block C formed in different shots, respectively, and must be properly aligned at this boundary. Therefore, in consideration of the alignment error and the like, the width δ0 = 0.1 μm
An overlapping portion 8 of about m is set, and correspondingly, the width δ0 = around the reticle 10 as shown in FIG.
An overlapping portion 18 of about 0.1 μm may be provided, and overlapping exposure may be performed in this portion. In this way, the mask pattern is printed with the required alignment accuracy even in the portion where the overlapping exposure is performed.

【0020】また、図2に示すように、シリコン基板2
0の端部において、完全なチップにならないと予めわか
っている部分については、ステッパーやスキャナの露光
領域を一部遮光しておくようにしてもよい。ウエハプロ
セス終了後は、図2に矢印Eで示すダイシング箇所をダ
イシングして、各チップに切りわけ、LCOSチップ本
体が完成する。
Further, as shown in FIG.
At the end of 0, a portion that is known in advance not to be a complete chip may be partially shielded from light from the exposure area of the stepper or the scanner. After the completion of the wafer process, the dicing portion indicated by the arrow E in FIG. 2 is diced and cut into chips to complete the LCOS chip body.

【0021】このように、LCOSチップ製造のフォト
リソグラフ工程での露光を、図1(b)に示すようなレ
チクル10を用いて、1つのチップが4ショットのそれ
ぞれ1/4ずつを利用することで形成される。すなわ
ち、上述したように、隣接するショットの端部(境界)
が正しくアライメントされるようにしながら、レチクル
上の左上の部分がチップの右下部分に、左下部分がチッ
プの右上部分に、右下部分がチップの左上部分に、ま
た、右上部分がチップの左下部分にそれぞれ配置される
ようにショットする事によりLCOSチップが製造され
る。
As described above, the exposure in the photolithography process for manufacturing the LCOS chip is performed by using a reticle 10 as shown in FIG. Is formed. That is, as described above, the ends (boundaries) of adjacent shots
The upper left part of the reticle is in the lower right part of the chip, the lower left part is in the upper right part of the chip, the lower right part is in the upper left part of the chip, and the upper right part is An LCOS chip is manufactured by performing shots so as to be arranged on the respective portions.

【0022】また、このとき、図1(b)のレチクル1
0を用いて露光を行った場合に、ゲート長の設計寸法が
0.5μmのトランジスタの仕上がり寸法が、図にそれ
ぞれ符号X、Y、Zで示す露光領域周辺部においてどの
ようになるかを次の表2に示す。 このように、特にYの位置において設計寸法に非常に近
い値が得られた。本実施形態では、周辺回路及びスクラ
イブ領域を中央部に配置し、画素領域を外側周辺部に配
置したレチクルを用いてマスクパターンを露光し、LC
OSチップを製造するようにしたため、高精度な加工を
要する周辺回路について、このようにレンズの周辺部に
おける収差の影響を受けることなく、より微細な加工が
可能となった。
At this time, the reticle 1 shown in FIG.
When exposure is performed using 0, the finished dimensions of a transistor having a gate length design dimension of 0.5 μm at the periphery of the exposure area indicated by reference symbols X, Y, and Z in the figure are as follows. Is shown in Table 2. In this way, a value very close to the design dimension was obtained especially at the Y position. In this embodiment, a mask pattern is exposed using a reticle in which a peripheral circuit and a scribe region are arranged in a central portion, and a pixel region is arranged in an outer peripheral portion.
Since the OS chip is manufactured, finer processing can be performed for peripheral circuits that require high-precision processing without being affected by aberration at the peripheral portion of the lens.

【0023】また、図1(b)に示すように、画素領域
を外側へ配置したため、画素のどの部分で切るかという
ことが問題となるが、以下画素の切り方について説明す
る。基本的に、画素は同じパターンの繰り返しとなって
いるので、その中で比較的太いパターンが切れ目なく入
っているような領域で切るようにすればよい。図4に、
画素の切り方の一例を示す。図4は、LCOSチップの
画素部を拡大して示す平面図である。図4において、各
画素は、主に、半導体基板(シリコン基板)上に形成さ
れた拡散層に形成されたトランジスタ30、配線層3
2、ビア34を介してトランジスタ30に接続された画
素反射板メタル層(反射画素電極)36とから構成され
る。また、画素反射板メタル層36と配線層32との間
には、外部からの入射光がトランジスタ30に影響を与
えるのを防ぐための遮光層38が設けられている。ま
た、トランジスタ30には、配線層32及びコンタクト
40を介して、画素反射板メタル層36に印加される電
圧を保持するための負荷容量42が接続されている。ま
た、符号44は、トランジスタ30のゲート電極を構成
する多結晶シリコン層である。
Further, as shown in FIG. 1 (b), since the pixel region is arranged outside, there is a problem in which part of the pixel is cut. Hereinafter, the method of cutting the pixel will be described. Basically, the pixels are formed by repeating the same pattern, so that it is sufficient to cut them in an area where a relatively thick pattern is included without any break. In FIG.
An example of how to cut pixels is shown. FIG. 4 is an enlarged plan view showing a pixel portion of the LCOS chip. In FIG. 4, each pixel mainly includes a transistor 30 formed in a diffusion layer formed on a semiconductor substrate (silicon substrate) and a wiring layer 3.
2. A pixel reflector metal layer (reflective pixel electrode) 36 connected to the transistor 30 via the via 34. A light-shielding layer 38 is provided between the pixel reflector metal layer 36 and the wiring layer 32 to prevent external light from affecting the transistor 30. Further, a load capacitance 42 for holding a voltage applied to the pixel reflector metal layer 36 is connected to the transistor 30 via the wiring layer 32 and the contact 40. Reference numeral 44 denotes a polycrystalline silicon layer forming a gate electrode of the transistor 30.

【0024】また、図4において、V−V線に沿った断
面図を図5に示す。図5に示すように、LCOSチップ
は、半導体基板(シリコン基板)46上に拡散層(トラ
ンジスタ)30、負荷電極42、画素反射板メタル層3
6等が形成され、一番上に透明な液晶対向電極48が形
成され、液晶対向電極48と画素反射板メタル層36と
の間に液晶50が配置されて構成されている。ここで、
各画素の切れ目である画素反射板メタル層36同士の間
で画素を切るようにカットラインKを設定する。なお、
本実施形態では、画素ピッチは16.0μm×16.0
μmであり、カットライン幅は0.2μmである。すな
わち、片側からそれぞれ0.1μmずつとるものとす
る。また、各パターンの隙間、特にコンタクトやビアを
避けてカットするのが好ましい。
FIG. 5 is a sectional view taken along the line V--V in FIG. As shown in FIG. 5, the LCOS chip includes a diffusion layer (transistor) 30, a load electrode 42, and a pixel reflector metal layer 3 on a semiconductor substrate (silicon substrate) 46.
6 and the like, a transparent liquid crystal facing electrode 48 is formed on the top, and a liquid crystal 50 is arranged between the liquid crystal facing electrode 48 and the pixel reflector metal layer 36. here,
The cut line K is set so as to cut the pixel between the pixel reflector metal layers 36 which are the breaks of each pixel. In addition,
In the present embodiment, the pixel pitch is 16.0 μm × 16.0.
μm, and the cut line width is 0.2 μm. That is, it is set to be 0.1 μm each from one side. In addition, it is preferable to cut so as to avoid gaps between the patterns, particularly, contacts and vias.

【0025】すなわち、図6に示すように、各画素の切
れ目である画素反射板メタル層36の間で切るようにカ
ットラインKを設定する。また、図7に示すように、こ
のとき遮光層38は、中央部で切られるようになるが、
遮光層38は特にどこで切っても問題はない。また、図
8に示すように、配線層(メタル層)32は、画素反射
板メタル層36に沿って配置されており、配線層32を
切らないような位置にカットラインKが配置されてい
る。また、図9に示すように、トランジスタ30につい
ては、トランジスタ30を分断しないように、2つのト
ランジスタの間にカットラインKが配置されている。ま
た、負荷容量42については、ビアやコンタクトを避け
れば、特にどこで切っても問題はない。
That is, as shown in FIG. 6, the cut line K is set so as to cut between the pixel reflector metal layers 36 which are the breaks of each pixel. Further, as shown in FIG. 7, the light-shielding layer 38 is cut off at the center at this time.
There is no problem if the light shielding layer 38 is cut anywhere. As shown in FIG. 8, the wiring layer (metal layer) 32 is arranged along the pixel reflector metal layer 36, and the cut line K is arranged so as not to cut the wiring layer 32. . Further, as shown in FIG. 9, a cut line K is arranged between the two transistors so that the transistor 30 is not divided. In addition, the load capacitance 42 can be cut anywhere without any problem as long as the vias and contacts are avoided.

【0026】このように本例では、画素反射板メタル層
36及び配線層32については、その隙間部分をカット
するようにしており、また、拡散層30や多結晶シリコ
ン層44については、ずれたり、細りや太りが発生して
も影響の少ない部分をカットするようにしている。ま
た、このとき図3に示したように、レチクル10の周辺
に0.1μm程度の重ね合わせ部18を設けるようにす
れば、隣り合うショットからそれぞれ0.1μmずつ、
合わせて0.2μm幅のカットライン幅をとることがで
きる。これにより多少のアライメント誤差があっても隣
り合う画素の整合性を補償することができる。
As described above, in the present embodiment, the gaps between the pixel reflector metal layer 36 and the wiring layer 32 are cut, and the diffusion layer 30 and the polycrystalline silicon layer 44 are shifted. However, even if thinning or fattening occurs, the portion that has little effect is cut. Also, at this time, as shown in FIG. 3, if the overlapping portion 18 of about 0.1 μm is provided around the reticle 10, 0.1 μm can be obtained from each adjacent shot.
A total cut line width of 0.2 μm can be obtained. As a result, even if there is some alignment error, it is possible to compensate for the consistency between adjacent pixels.

【0027】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、より微細なパターンを加工することができるので、
周辺回路として従来よりも多くの回路ブロックを搭載す
ることができ、高機能のチップを設計製造することが可
能となる。また、回路設計マージンを少なく設定するこ
とが可能になり、例えば、従来35MHz動作だったも
のを40MHz動作させる等、より高速動作が可能な周
辺回路を設計、製造することが可能となる。また、加工
ばらつきを所望の範囲内に収めるために、ステッパーや
スキャナの露光領域を制限する必要がなくなる。例え
ば、従来18mm□までしか製造できなかったものが2
2mm□まで製造できるようになり、これに応じて画素
寸法を拡大し、より高輝度、高精細なLCOSチップを
設計、製造することが可能となる。さらに、レンズ精度
の高くない旧世代向けに製造されたステッパーやスキャ
ナ等のフォトリソグラフ装置で、大面積チップを製造す
ることが可能となる。
As described above, according to this embodiment, a finer pattern can be processed.
More circuit blocks can be mounted as a peripheral circuit than before, and a high-performance chip can be designed and manufactured. In addition, it is possible to set a small circuit design margin, and it is possible to design and manufacture a peripheral circuit that can operate at a higher speed, for example, by operating a 40 MHz operation instead of the conventional 35 MHz operation. Further, it is not necessary to limit the exposure area of the stepper or the scanner in order to keep the processing variation within a desired range. For example, in the past it was only possible to manufacture up to 18 mm
It is possible to manufacture up to 2 mm square, and accordingly, it is possible to design and manufacture a higher-luminance, higher-definition LCOS chip by increasing the pixel size accordingly. Furthermore, a large area chip can be manufactured by a photolithographic apparatus such as a stepper or a scanner manufactured for an old generation having a low lens accuracy.

【0028】なお、上記実施形態では、LCOSチップ
を4分割していたが、本発明は、4分割に限定されるも
のではない。すなわち、チップレイアウトを複数に分割
し、周辺回路及びスクライブ領域がレチクルの中央部に
配置されるように分割ブロックを並び替えて、レチクル
を作製し、このレチクルを用いてLCOSチップを製造
するようにすれば、周辺回路を高精度に加工することが
できる。例えば、チップレイアウトを左右2つに分割
し、左右を入れ換えて、左右の周辺回路が中央部に配置
され、1本のスクライブラインが真ん中に縦方向に配置
されるようにしてレチクルを作製するようにしてもよ
い。この場合、上下の周辺回路については、従来と同じ
であるが、左右の周辺回路については、充分高精細な加
工が可能となる。また、同様にして、チップレイアウト
を上下2つに分割し、上下を入れ換えて、上下の周辺回
路が中央部に配置され、1本のスクライブラインが真中
に横方向に配置されるようにしてレチクルを作製するよ
うにしてもよい。
In the above embodiment, the LCOS chip is divided into four parts, but the present invention is not limited to four parts. That is, the chip layout is divided into a plurality of parts, the divided blocks are rearranged so that the peripheral circuit and the scribe area are arranged in the center of the reticle, a reticle is manufactured, and an LCOS chip is manufactured using the reticle. Then, the peripheral circuit can be processed with high accuracy. For example, a reticle may be manufactured by dividing a chip layout into two parts on the left and right sides, exchanging the left and right sides, so that left and right peripheral circuits are arranged in the center, and one scribe line is arranged vertically in the middle. It may be. In this case, the upper and lower peripheral circuits are the same as the conventional ones, but the left and right peripheral circuits can be processed with sufficiently high definition. Similarly, the chip layout is divided into upper and lower parts, and the upper and lower parts are exchanged so that the upper and lower peripheral circuits are arranged in the center, and one scribe line is arranged in the center in the horizontal direction. May be produced.

【0029】さらに、チップレイアウトを4分割する場
合にしても、上記実施形態のように、十字状に分割する
ものに限定されるものではない。十字以外の分割方法で
も、周辺回路がレンズの周辺収差の影響を受けないよ
う、中央部に配置されるようなものであればよい。ま
た、上記実施形態では、4分割したチップレイアウトを
並び替えて、1チップ分のマスクパターンを含んだレチ
クルを作製した。しかし、チップの面積が大きくて露光
装置の露光領域に入りきらない場合には、分割したチッ
プレイアウトを2枚もしくはそれ以上の枚数のレチクル
上に分けて、配置することも可能である。例えば、横長
のチップを、上下方向に2分割、横方向に4分割して8
個のブロックを形成し、その内の、左右の周辺部の4ブ
ロックを入れ換えて周辺回路およびスクライブラインが
中央に十字に配置される第1のレチクルを形成すると共
に、中央部の4ブロックを入れ換えて、周辺回路および
スクライブラインが中央に横方向に配置される第2のレ
チクルを形成することも可能である。以上、本発明の半
導体装置製造用のレチクル及び半導体装置の製造方法に
ついて詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定
されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種
の改良や変更を行ってもよいのはもちろんである。
Further, even when the chip layout is divided into four parts, the chip layout is not limited to the one divided into a cross as in the above embodiment. The dividing method other than the cross may be any method as long as the peripheral circuit is disposed at the center so as not to be affected by peripheral aberration of the lens. In the above embodiment, a reticle including a mask pattern for one chip is manufactured by rearranging the chip layout divided into four parts. However, if the chip area is too large to fit in the exposure area of the exposure apparatus, the divided chip layout can be divided and arranged on two or more reticles. For example, a horizontally long chip is divided into two vertically and four horizontally to
And a first reticle in which peripheral circuits and scribe lines are arranged in a cross at the center, and the four blocks in the center are interchanged. Thus, it is also possible to form a second reticle in which peripheral circuits and scribe lines are arranged in the center in the horizontal direction. As described above, the reticle for manufacturing a semiconductor device and the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above examples, and various improvements can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, changes may be made.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、ス
テッパーのレンズの収差の影響を受けることなく、より
微細なパターンの加工が可能となり、周辺回路として従
来よりも多くの回路ブロックを搭載することができ、高
機能のチップを設計製造することが可能となった。
As described above, according to the present invention, a finer pattern can be processed without being affected by the aberration of the lens of the stepper, and more circuit blocks are mounted as peripheral circuits than before. It has become possible to design and manufacture high-performance chips.

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

【図1】 本発明の一実施形態に係るレチクルの作製方
法を模式的に示した説明図であり、(a)は、LCOS
チップのレイアウト、(b)は、レチクルのレイアウト
である。
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a method for manufacturing a reticle according to one embodiment of the present invention, and FIG.
(B) is a layout of the reticle.

【図2】 本実施形態のレチクルを用いて基板上にショ
ットする様子を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a state where a shot is made on a substrate using the reticle of the present embodiment.

【図3】 本実施形態のレチクルにおいて重なり部分を
設けて画素間の整合をとる様子を示す説明図であり、
(a)は、LCOSチップのレイアウト、(b)は、レ
チクルのレイアウトである。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state in which overlapping portions are provided in a reticle of the present embodiment to achieve matching between pixels;
(A) is a layout of an LCOS chip, and (b) is a layout of a reticle.

【図4】 本実施形態において、画素をカットするライ
ンを示すための画素領域の平面図である。
FIG. 4 is a plan view of a pixel region for showing a line for cutting a pixel in the present embodiment.

【図5】 図4のV−V線に沿った断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along the line VV of FIG. 4;

【図6】 カットラインと画素反射板メタル層との関係
を示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing a relationship between a cut line and a pixel reflector metal layer.

【図7】 カットラインと遮光層との関係を示す平面図
である。
FIG. 7 is a plan view showing a relationship between a cut line and a light shielding layer.

【図8】 カットラインと配線層との関係を示す平面図
である。
FIG. 8 is a plan view showing a relationship between a cut line and a wiring layer.

【図9】 カットラインと拡散層との関係を示す平面図
である。
FIG. 9 is a plan view showing a relationship between a cut line and a diffusion layer.

【図10】 従来のLCOSチップの、レチクル上にお
けるレイアウト例の概略を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory view schematically showing a layout example of a conventional LCOS chip on a reticle.

【図11】 LCOSチップの画素を示す模式図であ
る。
FIG. 11 is a schematic view showing pixels of an LCOS chip.

【図12】 従来のレチクルを示す平面図である。FIG. 12 is a plan view showing a conventional reticle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体装置(LCOSチップ) 2 画素部 4 周辺回路 6 スクライブライン 10 レチクル 12 画素領域 14 周辺回路領域 16 スクライブ領域 18 重ね合わせ部 20 シリコン基板 22 ショット 30 拡散層(トランジスタ) 32 配線層 34 ビア 36 画素反射板メタル層 38 遮光層 40 コンタクト 42 負荷容量 44 多結晶シリコン層 46 半導体基板(シリコン基板) 48 液晶対向電極 50 液晶 Reference Signs List 1 semiconductor device (LCOS chip) 2 pixel unit 4 peripheral circuit 6 scribe line 10 reticle 12 pixel region 14 peripheral circuit region 16 scribe region 18 overlapping unit 20 silicon substrate 22 shot 30 diffusion layer (transistor) 32 wiring layer 34 via 36 pixel Reflector metal layer 38 light shielding layer 40 contact 42 load capacitance 44 polycrystalline silicon layer 46 semiconductor substrate (silicon substrate) 48 liquid crystal counter electrode 50 liquid crystal

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の電源電圧で動作する画素が2次元的
にアレイ状に配置された画素部を中央部に有し、前記第
1の電源電圧よりも低い第2の電源電圧で動作する周辺
回路及びスクライブラインが前記画素部の周辺に配置さ
れた、半導体装置を製造するためのマスクパターンを有
する、半導体装置製造用のレチクルであって、 前記半導体装置を2以上の複数のブロックに分割し、該
分割された各ブロックを入れ換えて、前記周辺回路及び
前記スクライブラインの少なくとも1辺が中央に配置さ
れるように、各ブロックを配置したことを特徴とする半
導体装置製造用のレチクル。
1. A pixel which operates at a first power supply voltage has a pixel portion arranged in a two-dimensional array at a central portion, and operates at a second power supply voltage lower than the first power supply voltage. A reticle for manufacturing a semiconductor device, having a mask pattern for manufacturing a semiconductor device, wherein a peripheral circuit and a scribe line to be disposed are arranged around the pixel portion, wherein the semiconductor device is divided into two or more blocks. A reticle for manufacturing a semiconductor device, wherein the reticle is divided so that each of the divided blocks is replaced such that at least one side of the peripheral circuit and the scribe line is disposed at the center.
【請求項2】前記半導体装置を、上下方向及び左右方向
にそれぞれ2分割することにより、全体を4つのブロッ
クに分割し、該分割されたブロックのうち、左上のブロ
ックを製造するためのマスクパターンを右下の領域に配
置し、左下のブロックを製造するためのマスクパターン
を右上の領域に配置し、右下のブロックを製造するため
のマスクパターンを左上の領域に配置し、右上のブロッ
クを製造するためのマスクパターンを左下の領域に配置
することにより、前記周辺回路及びスクライブラインが
中央部に十字状に配置されるようにした請求項1に記載
の半導体装置製造用のレチクル。
2. A mask pattern for manufacturing an upper left block among the divided blocks by dividing the semiconductor device into two in the vertical and horizontal directions, respectively. Is placed in the lower right area, the mask pattern for manufacturing the lower left block is placed in the upper right area, the mask pattern for manufacturing the lower right block is placed in the upper left area, and the upper right block is placed 2. The reticle for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a mask pattern for manufacturing is arranged in a lower left area, so that the peripheral circuits and scribe lines are arranged in a cross shape at a central portion.
【請求項3】半導体装置製造のフォトリソグラフ工程に
おいて、請求項1または請求項2に記載の半導体装置製
造用のレチクルを用いて、逐次露光を行い、前記レチク
ルのマスクパターンを半導体基板上に繰り返し転写する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. A semiconductor device manufacturing photolithographic process, wherein a reticle for manufacturing a semiconductor device according to claim 1 or 2 is used for sequential exposure, and a mask pattern of the reticle is repeated on a semiconductor substrate. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising transferring.
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