JP2006203032A

JP2006203032A - 素子の製造方法

Info

Publication number: JP2006203032A
Application number: JP2005013809A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kurihara; 誠栗原
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2005-01-21
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】マスクパターンが所定形状よりも大きい場合に、複数枚のフォトマスクを使用してもウェハ上の露光パターンの重ね合わせ精度が低下しない、素子の製造方法を提供する。
【解決手段】マスクパターンを所定形状以下に複数分割してフォトマスク１ａ、１ｂに形成し、複数に分割されたマスクパターンをつなぎ合わせるようにして、フォトマスク１ａを、ステージを移動しながら順次露光し、次にフォトマスク１ｂに交換してマスクの中央部の位置Ｐ０とウェハの中央部を合致させ、フォトマスク１ａとフォトマスク１ｂのローテーションを合わせた後、ステージを移動して露光する。
【選択図】図１

Description

本発明は、大面積デバイス、特に反射型液晶表示素子において多数枚のマスクにパターン要素を分割し、これを露光してつなぎ合わせて製造する、素子の製造方法に関する。

従来、半導体装置を用いて素子を製造する場合、ウェハ単位でマスクパターンを一度に転写する形で始められた。即ち、1個のフォトマスクには1枚のウェハに含まれる複数のチップのパターンが全て備えられており、フォトレジスト膜に密着させて露光していた。

これに対し、特許文献1には、集積回路が高集積化されたため、転写すべきチップのパターンが微細化したことから、1チップ分だけの高品質マスクを用意し、ウェハをチップサイズだけＸ／Ｙ方向にずらせながら繰り返し焼き付けることが記載されている。

そして、マスク構成の単位をウェハからチップに分割した考えを更に進めると、１チップ分のパターンも分割する方法が取られ、チップサイズが大型化してもマスクパターンの倍率を高く取ることができるから、品質を低下させることがなかった。そして同じパターンが繰り返し配置される部分は１つのマスクで処理をしていた。
特開平３−２１９５２

しかしながら、従来の素子の製造方法においては、特許文献１に用いられているフォトマスクは１枚であり、図４（Ａ）に示すようなウェハ上の露光パターンを得るためには図４（Ｂ）に示すように出来るだけ多くのマスクパターンを１枚のフォトマスクに用意する必要があり、従ってフォトマスクの周辺部等の精度が低下している部分をも用いなければならない場合があり、このため製造された素子の品質が低下すると言う問題点があった。
また、図５に示すようにフォトマスクを複数枚にしてマスクパターンを分散させようとすると、フォトマスク生成時に図５（Ａ）に示す最初のフォトマスク対し、図５（Ｂ）に示す次のフォトマスクのローテーションがずれ、重ね合わせ精度が低下すると言う問題点があった。

そこで、本発明は、前述の課題に鑑みて提案されるものであって、複数枚のフォトマスクを使用してもウェハ上の露光パターンの重ね合わせ精度が低下しない、素子の製造方法を提供することを目的とする。

本発明における第１の発明は、フォトマスクに形成されているマスクパターンを予め基板上に形成されたフォトレジストパターンに位置合わせを行って露光及び現像を行った後、エッチングを行って所定形状の素子を得る素子の製造方法において、前記マスクパターンが所定形状よりも大きい場合に、前記マスクパターンを前記所定形状以下に複数分割して前記フォトマスクに形成し、前記複数に分割されたマスクパターンをつなぎ合わせるようにして、前記フォトレジストパターンに位置合わせを行った後、露光を行うことを特徴とする素子の製造方法を提供する。

本発明によれば、フォトマスクに形成されているマスクパターンを予め基板上に形成されたフォトレジストパターンに位置合わせを行って露光及び現像を行った後、エッチングを行って所定形状の素子を得る素子の製造方法において、マスクパターンが所定形状よりも大きい場合に、マスクパターンを所定形状以下に複数分割してフォトマスクに形成し、複数に分割されたマスクパターンをつなぎ合わせるようにして、フォトレジストパターンに位置合わせを行った後、露光を行うことにより、複数枚のフォトマスクを使用してもウェハ上の露光パターンの重ね合わせ精度が低下しない、素子の製造方法を得ることが出来る。

以下、本発明に係る実施の形態について、図１乃至図３を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る複数のフォトマスクによる露光パターンの生成状態を示す図であり、（Ａ）はウェハ６上に露光する露光パターンを示す図であり、（Ｂ）は１回目に露光するフォトマスク１ａを示す図であり、（Ｃ）は２回目に露光するフォトマスク１ｂを示す図であり、（Ｄ）は２回目に露光する他のフォトマスク１ｃを示す図である。
図２は、フォトマスクを用いてウェハ上に露光パターンを露光する露光装置の概要を示す図である。
図３は、２回目に露光するフォトマスクによるずれを示す図であり、（Ａ）は露光パターンを１つとした露光時のずれを示す図であり、（Ｂ）は露光パターンを分割した露光時のずれを示す図である。

まずは、第１実施の形態について図１〜図３を用いて説明する。
図１及び図２に示すように、露光装置１０は、ウェハ上に露光パターンを露光するフォトマスク１と、フォトマスク１を載せローテーション移動するベース２と、フォトマスク１をベース２上に固定する固定部３と、フォトマスク１を露光してフォトマスク１上のマスクパターンをウェハ６に露光照明する照明部４と、フォトマスク１をウェハ６に結像するレンズ部５と、フォトマスク１上のマスクパターンを露光するウェハ６と、ウェハ６を保持しＸＹＺ方向に移動するステージ７と、ステージ７を支持する支持台８と、から構成される。

そして、露光装置１０にウェハ６を設置した後、図１（Ｂ）に示す１回目のフォトマスク１ａを装着し、このフォトマスク１ａのマスクパターンをウェハ６にステージ７を移動しながら順次露光する。次に、フォトマスク１ｂの中心位置Ｐにマスクパターン（例えばＣ１Ａ１）の中心を設置したフォトマスク１ｂをフォトマスク１ａと交換して、２回目のフォトマスク１ｂを装着する。そして、ステージ７をＸＹ方向に移動してフォトマスク１ｂの中央部の位置Ｐ０とウェハ６との中央部とを合致させる。次に、ベース２によりローテーションを調整してフォトマスク１ａの露光時と同じローテーションに合わせる。

このようにフォトマスク１ａとフォトマスク１ｂのウェハ６上のローテーションを合わせた後、ステージ７をＸＹ方向に移動して所定の露光位置とすれば、フォトマスク１ｂはマスクパターンの中心位置をフォトマスク１ｂの中央位置Ｐ０に対しフォトマスク１ａとフォトマスク１ｂの分割露光において、ずれが軽減でき、高精度を得ることが出来る。

実際に大規模デバイスの反射型液晶表示素子において、２枚のマスクにパターン要素を分割し、これを露光してつなぎ合わせたマスクパターンの実施例としては、フォトマスク１ａにおいては、５．８ｍｍｘ９．７ｍｍ、５．８ｍｍｘ９．５ｍｍ、１３．５ｍｍｘ９．１ｍｍの３種類とし、フォトマスク１ｂにおいては１３．５ｍｍｘ１９．４ｍｍとして分割露光を行ったところ、従来は０．１５μｍ有ったずれ量を０．０５μｍとすることが出来た。

次に、フォトマスク１ｂに用いるマスクパターンをフォトマスク１ｂの中央で均等に分割してフォトマスク１ｃとし、フォトマスク１ｂと同様の２回目のフォトマスク１ｃとして使用すれと、図３に示すように、図３（Ａ）に示すフォトマスク１ｂの場合はローテーションのずれ量がＬ０となるのに対し、図３（Ｂ）に示すフォトマスク１ｃの場合はローテーションのずれ量がＬ０／２となり半分となる。

以上述べてきたように、２回目以降のフォトマスクはマスクパターンをフォトマスクの中央部分に設置し、更にこれを２分割して用いればフォトマスクを複数用いて分割露光しても、高精度な露光パターンの位置あわせが出来る。

本発明の実施の形態に係る複数のフォトマスクによる露光パターンの生成状態を示す図であり、（Ａ）はウェハ６上に露光する露光パターンを示す図であり、（Ｂ）は１回目に露光するフォトマスク１ａを示す図であり、（Ｃ）は２回目に露光するフォトマスク１ｂを示す図であり、（Ｄ）は２回目に露光する他のフォトマスク１ｃを示す図である。フォトマスクを用いてウェハ上に露光パターンを露光する露光装置の概要を示す図である。２回目に露光するフォトマスクによるずれを示す図であり、（Ａ）は露光パターンを１つとした露光時のずれを示す図であり、（Ｂ）は露光パターンを分割した露光時のずれを示す図である。従来の１枚のフォトマスクによる露光パターンの生成状態を示す図であり、（Ａ）はウェハ６上に露光する露光パターンを示す図であり、（Ｂ）は露光するフォトマスク１ａを示す図である。従来の方法で２枚の露光パターンを用いた時のずれ量を示す図である。

符号の説明

１・・・フォトマスク、２・・・ベース、３・・・固定部、４・・・照明部、５・・・レンズ部、６・・・ウェハ、７・・・ステージ、８・・・支持台、１０・・・露光装置

Claims

フォトマスクに形成されているマスクパターンを予め基板上に形成されたフォトレジストパターンに位置合わせを行って露光及び現像を行った後、エッチングを行って所定形状の素子を得る素子の製造方法において、
前記マスクパターンが所定形状よりも大きい場合に、前記マスクパターンを前記所定形状以下に複数分割して前記フォトマスクに形成し、
前記複数に分割されたマスクパターンをつなぎ合わせるようにして、前記フォトレジストパターンに位置合わせを行った後、露光を行うことを特徴とする素子の製造方法。