JP2752365B2 - マルチレベル・レチクル - Google Patents

マルチレベル・レチクル

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JP2752365B2 JP3642788A JP3642788A JP2752365B2 JP 2752365 B2 JP2752365 B2 JP 2752365B2 JP 3642788 A JP3642788 A JP 3642788A JP 3642788 A JP3642788 A JP 3642788A JP 2752365 B2 JP2752365 B2 JP 2752365B2
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は集積回路製造に用いられるレチクルおよびこ
れを用いたパターン転写方法に関する。
〔従来技術およびその問題点〕
従来、集積回路の製造には、ウェーファ上にプリント
を形成するために、フォトリソグラフィ技術を使用して
いる。薄膜のフォトリソグラフィ処理や薄膜成長または
デポジションをくり返すことにより、同じウェーファの
上に多数の同一コピーをもつ集積回路完成品が形成され
る。それぞれのコピーはダイとよばれている。
集積回路のサイズは小さくなってきているので、フォ
トリソグラフィのプロセスで、アラインメント技術や分
解能をさらに高度化する必要がある。現在、フォトリソ
グラフィプロセスでは、ウェーファを正しく位置合せ
し、その一部を適当なフォトマスクからの所望のパター
ンに露光し、次にウェーファをステップして位置合せ
し、その後再びウェーファを適当なフォトマスクで露光
させるという方法で、ステップ・アンド・リピートする
器具が使用されている。
このステップ・アンド・リピート・アラインメント・
プロセスには、レチクルとよばれるマスタ・イメージを
使用する。レチクルのパターンは、レンズを介して、ウ
ェーファの一部に焦点を合わせられる。
当初、レチクル毎に夫々ひとつのダイ・パターンしか
設けられていなかった。従って、ウェーファの上で、そ
れぞれのダイについてステップし、位置合せし、露光す
る必要があった。その後複数のダイをひとつのレチクル
にまとめて、多くのダイを一度に露光できるようにして
いた。これにより、各ウェーファに必要なステップ、ア
ライメント、露光のくり返し回数を減らしていた。従っ
て、この手続によりこのような器具の能力を高めること
ができた。
このようなシステムとプロセスは、それぞれのフォト
リソグラフィのステップ(すなわち各マスク・レベル)
毎に別々のレチクルを必要とする。器具を別のマスク・
レベルに切変える度に、レチクルも変えなければならな
い。言い換えれば、各フオトリソグラフィ・ステップ毎
に新しいレチクルを調達しなければならない。レチクル
は正確な条件の下で製造しなければならならず、試作ウ
ェーファやその他少量生産(すなわち25〜5000枚位のウ
ェーファ)に使用するには比較的高価である。
〔発明の目的〕
本発明は上述の従来技術の問題点を解消し、少量生産
を行なう場合でも経済効率の良いレチクルおよび転写方
法を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、集積回路製造の際ウエーファにパターン形
成を行うための改良技術を提供するものである。該改良
技術は、レチクル上の別々の領域(たとえば別々の象
限)に位置する多数の集積回路マスク・パターンを有す
る、新規なマルチレベル・レチクルを使用するものであ
る。
このレチクルは、従来のプロジェクション・ステッパ
装置に支持されて、レチクルのパターン領域のひとつを
経て光を投射し、ウエーファ等の基板にマスク・パター
ンを投射するようになっている。次にこのレチクルをそ
の中心を軸として回動して、別のマスク・パターンを適
正位置に配置し、この別のマスク・パターンを介して基
板に光を投射するようにする。
レチクル上の数種のマスク・パターンは、レチクルが
その中心を軸に回動すると、基板上に整合パターン(re
gistering pattern)を投射するよう配置されている。
この方法により、単一のレチクルで複数のイメージ・パ
ターン(すなわち複数のレベル)が得られ、様々の回路
レベルをもつ集積回路を形成することができる。
このレチクルは、適切に間隔を開けた位置関係で配置
された複数のイメージ・パターンを有するので、このレ
チクルをその中心を軸に回転させると、様々のイメージ
・パターンがプロジェクション・ステッパ装置と正しく
整列され、従ってそれぞれのイメージ・パターンが、同
じレチクルから投射される別のマスク・イメージ・パタ
ーンと正しく位置合せされるのである。また、集積回路
の各マスク・パターンは、プロジェクション装置のレン
ズの同じ部分を通して投射される。従って、本発明によ
れば、レンズの別々の部分を通して様々なマスク・イメ
ージ・パターンを露光した場合に生じるレンズひずみ現
象を除去することができる。
さらに本発明では、複数のイメージ・パターンを同じ
レチクル上に置くことができるので、マスクの費用も低
減し得る。本発明のレチクルの構成は、基板上でイメー
ジ・パターンで更に位置ずれが起ることを防ぐことがで
きる。少量のウェーファにパターンを形成する場合でも
大幅にコストを節約することができる。
〔発明の実施例〕
第1図、2図、3図に、本発明にかかるマルチイメー
ジ・レチクル、つまりマルチレベル・レチクルの3つの
実施例を示す。各レチクルは一般に平坦であり、このレ
チクル上の別々の領域に複数の集積回路マスク・パター
ンが位置している。
たとえば、第1図には、4つの異なる集積回路マスク
・パターンを有するマルチイメージ・レチクル10が示さ
れている。それぞれのマスク・パターンをレベル1、レ
ベル2、レベル3、レベル4で表示する。各集積回路マ
スク・パターンは、図示のようにレチクルのそれぞれ別
の象限に位置している。
レチクル10は図の如く、正方形の外周を形成してい
る。レチクルを従来のプロジェクション・ステッパ装置
に配した時の有効レンズ領域12はほぼ円形であり、レチ
クルの中央部に位置している。
レチクル10のマスク・パターンはそれぞれ、ウエーフ
ァに形成する個々の回路レベルに対して適当なイメージ
・パターンを有する。したがってウエーファの同じ部分
を、レチクル10の各マスク・パターンに順次露光し、露
光の間に従来の薄膜成長またはデポジション技術を適宜
使用して、ウエーファ上に所望の集積回路を形成するこ
とができる。レチクル縁部のクロスハッチング16は、露
光装置でレチクルを位置合せするためのものである。マ
ルチイメージ・レチクルの場合、これらのクロスハッチ
ングはレチクルの四辺全部に対称に配置される。
レチクル10をプロジエクション・ステッパ装置に適正
に配置して、レベル1のマスク・パターンを正しい位置
にすると、レベル1のパターンがウエーファに投射され
る。次にレベル2のパターンをウエーファに投射するこ
とが必要になった時には、レチクル0をその中心14を軸
として90°回転してレベル2のパターンが、最初の投射
の時にレベル1があったのと全く同じ位置に来るように
する。従ってこのようにして、レベル2のパターンはウ
エーファにレベル1により形成されたパターンと正しく
位置合わせされた状態になる。次にレベル2のパターン
をウエーファに投射した後、ウエーファ上に回路の第2
レベルに必要な薄膜成長やデポジション等が行なわれ
る。
次にレチクル10をもう一度中心14に軸として90°回転
して、最初の露光時にレベル1のパターンがあったと全
く同じ位置にレベル3が来るようにする。そしてレベル
3のパターンをウエーファに投射し、その後このイメー
ジ・パターンをウエーファ10上で現像することができ
る。
次にレチクル10をその中心14を軸として再び90°回動
し、最初の露光時にレベル1のパターンがあったと全く
同じ位置にレベル4が来るようにする。そしてレベル4
のパターンをウエーファに投射し、その後このイメージ
・パターンをウエーファ10上で現像することができる。
従って、以上述べた技術および新規のマルチイメージ
・レチクルを使用することにより、それぞれのマスク・
イメージ・パターンはレンズの同じ部分を通して投射さ
れる。これにより、レベルの重なり合いにおけるレンズ
のひずみの影響を除去することができる。この技術はま
た、複数のイメージ・パターンに単一のレチクルを使う
ので、集積回路製造費を節約することができる。
第2図は、マルチイメージ・レチクルの他の実施例を
示すもので、ここでレベル1、レベル2、レベル3の3
つの集積回路マスク・パターンがある。このレチクル20
は、4つではなくて3つのマスク・パターンがあるとい
う点を除き、レチクル10と同様に用いられる。
ウエーファをレベル1のマスク・パターンに露光した
後、このレチクルをその中心14を軸に90°回転して、レ
ベル2のマスク・パターンを、最初の露光時レベル1の
パターンがあったと同じ位置に配置する。次にレチクル
20をその中心14を軸として再び90°回転して、レベル3
のマスク・パターンをウエーファへの正しい露光位置に
置く。
第3図はマルチイメージ・レチクルのさらに他の実施
例を示すもので、ここではレベル1とレベル2の2つの
集積回路マスク・パターンがある。このレチクル30も、
4つではなく2つのマスク・パターンがある以外は、レ
チクル10と同様に用いられる。
ウエーファをレベル1のマスク・パターンに露光した
後、レチクル30をその中心14を軸に180°回転して、レ
ベル2のマスク・パターンを、最初の露光時レベル1の
パターンがあったと同じ位置に配置する。
第4図は、レチクルのマスク・イメージ・パターンを
ウエーファに投射する典型的な態様を示す。ここではア
パーチャ42の開口部42Aを経て下方に光を投射する従来
の投光器41が示されている。マルチレベル・レチクル43
は、レチクル・プラテン44上に支持され、レチクル・プ
ラテン44上の基準マークを正しく合わせられる。
アパーチャ・ブレード42B、43C、42D、42Eはそれぞれ
独立に調整して、投光器41からの光が図示のようにマル
チレベル・レチクル上の所望のイメージ・パターンのみ
通過するようにできる。
パターン形成する所望の基板またはウエーファ46に
は、感光材料を被覆してある。次に基板をステッピング
・ステージ47に乗せて、これをレチクルまたは光学カラ
ム45の基準マークと合わせる。
投光器41のシャッタにより、光は図示のように、投光
器41から、アパーチャ・グレード開口部、マルチレベル
・レチクル43、縮小レンズまたは光学カラム45の順に通
し、最後にウエーファ46に至る。
レチクル43からの別のイメージの投射は、レチクル43
を90°回転し各イメージがレンズまたはカラム45の同じ
場所を通ってウエーファ46に投射されるようにして行な
われる。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、本発明によれば1枚のレ
チクルに複数のレベルのマスク・パターンを入れること
ができるので、少量生産の半導体の製造等には特に有益
である。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は本発明のマルチレベル・レチクル
の実施例を示す図、第4図は本発明のパターン転写方法
の実施例を説明するための図である。 10.20,30,43:レチクル、14:中心、41:投光器、42:アパ
ーチャ、42A:開口部、42B,42C,42D,42E:アパーチャ・ブ
レード、44:レチクル・プラテン、45:光学カラム、46:
ウエーファ、47:ステッピング・ステージ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027 G03F 1/00 G03F 1/08 G03F 7/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レチクル上に、複数のマスク・パターンが
    前記レチクルと一体に設けられ、 前記マスク・パターンのうちの第1のマスク・パターン
    をウェーファ上に投影してそのイメージを転写後、前記
    レチクルを回転して次のマスク・パターンを前回の前記
    イメージに位置合わせされた状態で前記イメージに重畳
    して転写することを繰返すことができるようにした マルチレベル・レチクルにおいて、 前記複数のマスク・パターンを、レチクルを前記パター
    ンの転写を実行するための装置に装着したときの有効レ
    ンズ領域中に収まるように配置するとともに、 前記レチクルの回転軸を前記有効レンズ領域の中心にほ
    ぼ一致させる ことを特徴とするマルチレベル・レチクル。
JP3642788A 1987-02-17 1988-02-17 マルチレベル・レチクル Expired - Lifetime JP2752365B2 (ja)

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JPS63211622A JPS63211622A (ja) 1988-09-02
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