JP5475818B2 - Manufacturing method of semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Description
本発明は、半導体集積回路およびその製造方法、ならびにその製造に用いられるマスクに関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, a manufacturing method thereof, and a mask used for manufacturing the semiconductor integrated circuit.
一般的な半導体集積回路のプロセス評価用テストパターンについて述べる。図7に一般的なプロセス評価用テストチップレイアウト全体図を示す。テストチップサイズの横幅d1、縦幅d2の最大値は、リソグラフィ装置の最大フィールドサイズd3で定義されていることが一般的である。この例では25mmを最大フィールドサイズとする。評価パターンは、サブチップ404と呼ばれる評価ブロックの集合体で構成されている。このサブチップのサイズは、テストブロック内部では、一律となっている。理由は、測定用プログラムにおいて、測定針の配置および移動量を一定にすることにより、プログラムの共有や測定針の共用ができるからである。
A test pattern for process evaluation of a general semiconductor integrated circuit will be described. FIG. 7 shows an overall view of a general process evaluation test chip layout. In general, the maximum values of the horizontal width d1 and the vertical width d2 of the test chip size are defined by the maximum field size d3 of the lithographic apparatus. In this example, the maximum field size is 25 mm. The evaluation pattern is composed of a collection of evaluation blocks called
配線系プロセス評価用のパターンには、ビアチェーン、エレクトロマイグレーション(EM:Electro Migration)評価パターン、リーク測定パターン等が搭載されている。ビアチェーンにおいては、評価する配線の長さやビア個数に応じてパターン規模が変化することが一般的である。このパターン規模を変化させることにより、欠陥密度を評価することもできる。 A wiring chain process evaluation pattern includes a via chain, an electromigration (EM) evaluation pattern, a leak measurement pattern, and the like. In a via chain, the pattern scale generally changes according to the length of wiring to be evaluated and the number of vias. The defect density can also be evaluated by changing the pattern scale.
続いて、一般的な多層配線を形成するプロセスについて2層配線を例にとって形成プロセスを説明する。ここで、図8〜図10は、同プロセスを示す断面図である。また、図11〜図13は、同プロセスを示す平面図である。まず、CVD法等により基板501上にシリコン酸化膜等からなる層間絶縁膜502を形成する(図8(a)、図11(a))。基板501にはトランジスタ等の素子(図示せず)が形成されている。なお、図8(a)中の微細領域R1およびラフ領域R2がそれぞれ、図11(a)の左側および右側に対応している。図8〜図13における他の図についても同様である。
Next, a process for forming a general multilayer wiring will be described by taking a two-layer wiring as an example. Here, FIG. 8 to FIG. 10 are cross-sectional views showing the same process. 11 to 13 are plan views showing the process. First, an
次に、層間絶縁膜502上にF2リソグラフィ用のレジスト503を形成する。その後、F2波長のフォトリソグラフィ法により、0.1μm以下のパターンを有するマスクを用いて、レジスト503をパターニングする(図8(b)、図11(b))。さらにドライエッチング技術によりレジストパターンを層間絶縁膜502に転写することにより、所望の位置に0.1μm以下の配線用溝504を形成する。その後、残ったレジスト503を除去する(図9(a)、図12(a))。
Next, a
続いて、層間絶縁膜502上にArFリソグラフィ用のレジスト505を形成する。その後、ArF波長のフォトリソグラフィ法により、0.1μmより大きなパターンを有するマスクを用いて、レジスト505をパターニングする(図9(b)、図12(b))。さらにドライエッチング技術によりレジストパターンを層間絶縁膜502に転写することにより、所望の位置に0.1μmより大きな配線用溝506を形成する。その後、残ったレジスト505を除去する(図10(a)、図13(a))。
Subsequently, a
次に、CVD法等により配線用溝504,506が形成された層間絶縁膜502の全面に、Cu膜またはAl膜等の導体膜507を成膜する(図10(b)、図13(b))。その後、CMPにより、層間絶縁膜502が露出するまで導体膜507を研磨する。この結果、層間絶縁膜502の所望の位置に、ダマシン構造の配線508が形成される(図10(c)、図13(c))。
Next, a
図14は、一般的なロジック製品の概要を示す平面図である。この図を参照しつつ、一般的なCPUロジック回路における従来の形態について述べる。この製品は、I/Oブロック701、RAMブロック702、ロジックブロック703およびPLLブロック704という4つのマクロ機能を有している。
FIG. 14 is a plan view showing an outline of a general logic product. A conventional configuration of a general CPU logic circuit will be described with reference to FIG. This product has four macro functions of an I /
I/Oブロック701は、1μm以上の配線幅の配線のみで構成されるエリアである。このエリアにおいては、基本的に、細い配線のニーズはない。また、このエリアは大電流許容量制限を決めるエリアであり、配線幅とビアの最大値はこのエリアで決まる。I/Oブロックの回路ブロック間を接続する配線は、パッド電極につながる配線(入力配線)および内部回路につながる配線(出力配線)の2つの配線で構成されている。従来の構造では、この領域に動作チェック用トランジスタなどが搭載され、RAMブロック702と同様な最小寸法をもつデバイスが搭載できるようになっていた。
The I /
RAMブロック702は、一般的に1メガバイト程度のメモリを実装している。このエリアの配線は、スピードよりも微細化が優先されている。そのため、このエリアは、細い配線のニーズが最も高いエリアである。このエリアにおいては、広い配線は比較的少なく、メモリセルサイズの単位で周期的に電源とGND配線とが配置されている。
The
ロジックブロック703は、ドライブ能力が要求されるセルであり、電源配線が強化されているブロックである。このエリアの構成は、基本的に、ゲートアレイのスタンダードセルの構成に近い。配線の構成はRAMと類似しているものの、RAMよりは電源配線が強化されているのが一般的である。PLLとは異なり、マクロ回路同士の接続は、複数存在しているのが一般的である。
The
PLLブロック704においては、電源、GNDおよび容量素子の安定動作が優先されるため、配線密度は緩いものの、配線幅はI/O領域に次いで広いことが一般的である。PLLは、外部発信機からの信号入力を増幅(例えば4倍または5倍に増幅)して、各マクロにクロックツリーを構成している。PLLには、基本的に2つの入出力配線しか存在しない。
In the
なお、本発明に関連する先行技術文献としては、特許文献1が挙げられる。
半導体集積回路の高性能化や低価格化を目的として、急激に微細化が進んでいる。より微細な集積回路を製造するために、リソグラフィ装置に用いられる光の短波長化が進んでいる。しかしながら、半導体集積回路の製造プロセス中のリソグラフィ工程において、短波長化が進んだ結果、短波長リソグラフィ装置の光強度が不足するという問題が生じてきた。また、光リソグラフィ装置の波長が短くなることにより、レンズへのダメージが短波長ほど深刻になっていた。一方で、回路素子の集積化が進んでいるにも関わらず、半導体集積回路のダイサイズそのものは、回路規模の増大により、小さくはならずに、むしろ大きくなった。したがって、広いフィールドサイズを設定しなければならないために、長波長リソグラフィ装置に比して充分な光強度が得にくい短波長リソグラフィ装置において、広いフィールドサイズと高い解像力との両立が困難であった。また、光を通す大きなパターンが近くにあるとフレアが発生し、微細パターンの解像力が劣化するという問題があった。微細配線を形成するための露光量に差がある。さらに、近接効果補正が大きくなることから、面積差が大きいと補正量が大きくなり、補正量の最適化工数が増加する問題を有していた。 For the purpose of improving the performance and cost of semiconductor integrated circuits, the miniaturization is rapidly progressing. In order to manufacture a finer integrated circuit, the wavelength of light used in a lithography apparatus has been shortened. However, in the lithography process in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit, as a result of the shortening of the wavelength, there has been a problem that the light intensity of the short wavelength lithography apparatus is insufficient. Further, as the wavelength of the photolithography apparatus becomes shorter, damage to the lens becomes more serious as the wavelength becomes shorter. On the other hand, despite the progress of integration of circuit elements, the die size itself of the semiconductor integrated circuit has not been reduced but rather increased as the circuit scale has increased. Therefore, since it is necessary to set a wide field size, it is difficult to achieve both a wide field size and a high resolving power in a short wavelength lithography apparatus in which sufficient light intensity is difficult to obtain compared to a long wavelength lithography apparatus. In addition, there is a problem that flare occurs when a large pattern that allows light to pass is nearby, and the resolution of the fine pattern deteriorates. There is a difference in the amount of exposure for forming fine wiring. Furthermore, since proximity effect correction becomes large, there is a problem that if the area difference is large, the correction amount increases and the optimization man-hour for the correction amount increases.
本発明による半導体集積回路は、基板上の第1の領域に設けられた第1の配線と、上記基板上の上記第1の領域を取り囲む第2の領域に設けられた第2の配線と、を備え、上記第1の配線の配線幅の最小設計寸法は、上記第2の配線の配線幅の最小設計寸法よりも小さいことを特徴とする。 A semiconductor integrated circuit according to the present invention includes a first wiring provided in a first region on a substrate, a second wiring provided in a second region surrounding the first region on the substrate, The minimum design dimension of the wiring width of the first wiring is smaller than the minimum design dimension of the wiring width of the second wiring.
この半導体集積回路においては、第1の配線の配線幅の最小設計寸法が比較的小さく、第2の配線の配線幅の最小設計寸法が比較的大きい。したがって、この半導体集積回路の製造においては、第1の配線の配線パターンの形成に第1の波長の光によるリソグラフィ(以下、短波長リソグラフィという)を用いるとともに、第2の配線の配線パターンの形成に、第1の波長よりも長い第2の波長の光によるリソグラフィ(以下、長波長リソグラフィという)を用いることができる。ここで、第2の配線が設けられる第2の領域は、第1の配線が設けられる第1の領域を取り囲む領域である。それゆえ、短波長リソグラフィにおけるフィールドサイズが長波長リソグラフィにおけるフィールドサイズよりも小さくなる。これにより、短波長リソグラフィにおいて充分な光強度を得ることができる。このことは、短波長リソグラフィの解像力の向上、ひいては第1の配線の微細化に資する。 In this semiconductor integrated circuit, the minimum design dimension of the wiring width of the first wiring is relatively small, and the minimum design dimension of the wiring width of the second wiring is relatively large. Therefore, in the manufacture of this semiconductor integrated circuit, lithography using light of the first wavelength (hereinafter referred to as short wavelength lithography) is used to form the wiring pattern of the first wiring, and the wiring pattern of the second wiring is formed. In addition, lithography using light having a second wavelength longer than the first wavelength (hereinafter referred to as long wavelength lithography) can be used. Here, the second region in which the second wiring is provided is a region surrounding the first region in which the first wiring is provided. Therefore, the field size in short wavelength lithography is smaller than the field size in long wavelength lithography. Thereby, sufficient light intensity can be obtained in short wavelength lithography. This contributes to an improvement in the resolution of short wavelength lithography and, in turn, miniaturization of the first wiring.
また、本発明によるマスクは、上記半導体集積回路の製造に用いられるマスクであって、当該マスクの第1の部分に形成され、上記第1の配線の配線パターンに対応し、第1の波長の光によるリソグラフィによって上記基板上の上記第1の領域に転写される第1のマスクパターンと、当該マスクの上記第1の部分を取り囲む第2の部分に形成され、上記第2の配線の配線パターンに対応し、上記第1の波長よりも長い第2の波長の光によるリソグラフィによって上記基板上の上記第2の領域に転写される第2のマスクパターンと、を備えることを特徴とする。 The mask according to the present invention is a mask used for manufacturing the semiconductor integrated circuit, and is formed in the first portion of the mask, corresponding to the wiring pattern of the first wiring, and having a first wavelength. A first mask pattern transferred to the first region on the substrate by lithography with light and a wiring pattern of the second wiring formed on a second portion surrounding the first portion of the mask And a second mask pattern transferred to the second region on the substrate by lithography with light having a second wavelength longer than the first wavelength.
このマスクによれば、第1の部分に形成された第1のマスクパターンが短波長リソグラフィによって基板上の第1の領域に転写されるとともに、第2の部分に形成された第2のマスクパターンが長波長リソグラフィによって基板上の第2の領域に転写される。ここで、第2の部分は、第1の部分を取り囲む部分である。それゆえ、短波長リソグラフィにおけるフィールドサイズが長波長リソグラフィにおけるフィールドサイズよりも小さくなる。これにより、短波長リソグラフィにおいて充分な光強度を得ることができる。 According to this mask, the first mask pattern formed in the first portion is transferred to the first region on the substrate by short wavelength lithography, and the second mask pattern formed in the second portion. Is transferred to a second region on the substrate by long wavelength lithography. Here, the second part is a part surrounding the first part. Therefore, the field size in short wavelength lithography is smaller than the field size in long wavelength lithography. Thereby, sufficient light intensity can be obtained in short wavelength lithography.
また、本発明による半導体集積回路の製造方法は、上記マスクを用いて半導体集積回路を製造する方法であって、上記第1の波長の光によるリソグラフィによって、上記基板上の上記第1の領域に上記第1のマスクパターンを転写する工程と、上記第2の波長の光によるリソグラフィによって、上記基板上の上記第2の領域に上記第2のマスクパターンを転写する工程と、を含むことを特徴とする。 A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit according to the present invention is a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit using the mask, wherein the first region on the substrate is formed by lithography using light of the first wavelength. Transferring the first mask pattern; and transferring the second mask pattern to the second region on the substrate by lithography using light of the second wavelength. And
この製造方法においては、第1および第2のマスクパターンの転写に、それぞれ短波長リソグラフィおよび長波長リソグラフィを用いている。ここで、第2の部分は、第1の部分を取り囲む部分である。それゆえ、短波長リソグラフィにおけるフィールドサイズが長波長リソグラフィにおけるフィールドサイズよりも小さくなる。これにより、短波長リソグラフィにおいて充分な光強度を得ることができる。 In this manufacturing method, short-wavelength lithography and long-wavelength lithography are used for transferring the first and second mask patterns, respectively. Here, the second part is a part surrounding the first part. Therefore, the field size in short wavelength lithography is smaller than the field size in long wavelength lithography. Thereby, sufficient light intensity can be obtained in short wavelength lithography.
本発明によれば、短波長リソグラフィにおいて充分な光強度を得ることが可能な半導体集積回路およびその製造方法、ならびにマスクが実現される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the semiconductor integrated circuit which can obtain sufficient light intensity in short wavelength lithography, its manufacturing method, and a mask are implement | achieved.
以下、図面を参照しつつ、本発明による半導体集積回路およびその製造方法ならびにマスクの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of a semiconductor integrated circuit, a manufacturing method thereof, and a mask according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same reference numerals are assigned to the same elements, and duplicate descriptions are omitted.
図1は、本発明による半導体集積回路の一実施形態を示す平面図である。半導体集積回路1は、基板と、基板上の領域11(第1の領域)に設けられた第1の配線と、基板上の領域12(第2の領域)に設けられた第2の配線と、を備えている。同図において、基板、ならびに第1および第2の配線は図示されていない。基板は、半導体基板であってもよいし、半導体基板以外の基板であってもよい。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention. The semiconductor integrated
領域12は、領域11を取り囲む領域である。したがって、領域11のフィールドサイズは、領域12のそれよりも小さくなっている。また、領域11は、半導体集積回路の中央部を中心として、上下および左右がそれぞれ対称である。これらの領域11および領域12は、それぞれ短波長リソグラフィおよび長波長リソグラフィ用の領域である。
The
短波長リソグラフィおよび長波長リソグラフィにおいては、例えば、エキシマレーザ光を用いることができる。具体的には、例えば、短波長リソグラフィにおいてF2エキシマレーザ光を、長波長リソグラフィにおいてArFエキシマレーザ光を用いることができる。この例の場合、第1および第2の波長は、それぞれ157nmおよび193nmということになる。 In short wavelength lithography and long wavelength lithography, for example, excimer laser light can be used. Specifically, for example, F 2 excimer laser light can be used in short wavelength lithography, and ArF excimer laser light can be used in long wavelength lithography. In this example, the first and second wavelengths are 157 nm and 193 nm, respectively.
第1の配線の配線幅の最小設計寸法は、第2の配線の配線幅の最小設計寸法よりも小さい。第1の配線の配線幅の最小設計寸法は、例えば0.1μm以下である。また、領域11および領域12は、互いに離間している。領域11と領域12との間の領域13(パターン禁止領域)には、配線パターンが存在しない。この領域13の幅は、例えば10μm程度である。領域12は、例えば、半導体集積回路1の入出力回路領域である。
The minimum design dimension of the wiring width of the first wiring is smaller than the minimum design dimension of the wiring width of the second wiring. The minimum design dimension of the wiring width of the first wiring is, for example, 0.1 μm or less. Further, the
図2は、プロセス評価用TEGの配置例を示す平面図である。微細化プロセス領域は、フィールド中央部を中心として、左右および上下それぞれについて対称に配置されている。中央領域21には、0.1μm以下の配線評価を主体としたプロセス評価パターンが配置される。中央領域21の高さおよび幅、すなわち短波長リソグラフィのフィールドの高さh1および幅h2は、それぞれ10mmおよび5mmである。
FIG. 2 is a plan view showing an arrangement example of the process evaluation TEGs. The miniaturization process areas are symmetrically arranged on the left, right, and upper and lower sides with the field center as the center. In the
外周領域22には、微細配線パターン評価以外のラフなパターンが配置されている。具体的には、0.1μmより大きい配線である。バックエンドプロセス評価TEGの事例では、配線幅が広い配線を外周領域22に配置している。配線面積が大きいとフレアが発生し、それにより微細配線形成に大きな支障がきたされるためである。それを防ぐために、中央領域に微細パターンをまとめている。外周部には、配線面積の大きいパターンを配置している。配線面積が大きいTEGが使用されるパターンとしては、ビアと配線の面積比率で不良を発生するSIV(Stress Induced Void)パターン、配線幅依存性を評価するパターン、および容量測定パターン等が挙げられる。これらのパターンは、外周領域22のみに配置される。配線面積が大きいブロックにおいてはフレアが発生し易い。したがって、面積が大きい配線領域を外側に配置することにより、中央部の微細配線のパターニングへの影響を排除するという効果がある。外周領域22の高さおよび幅、すなわち長波長リソグラフィのフィールドの高さh3および幅h4は、それぞれ25mmおよび20mmである。
Rough patterns other than the fine wiring pattern evaluation are arranged in the outer
中央領域21と外周領域22との間には、TEGが配置されていない禁止領域23が存在する。禁止領域23は、サブチップ26で構成されている。サブチップ26のサイズは、X方向(図中左右方向)が2380μmであり、Y方向(図中上下方向)が1580μmである。これらの中央領域21、外周領域22および禁止領域23は、それぞれ図1の領域11、領域12および領域13に対応している。
Between the
図3は、本発明によるマスクの一実施形態を示す平面図である。マスク3は、半導体集積回路1の製造に用いられるフォトマスクであって、当該マスク3の部分31(第1の部分)に形成された第1のマスクパターンと、当該マスク3の部分32(第2の部分)に形成された第2のマスクパターンとを備えている。同図において、第1および第2のマスクパターンは図示されていない。
FIG. 3 is a plan view showing an embodiment of a mask according to the present invention. The
第1のマスクパターンは、上記第1の配線の配線パターンに対応し、短波長リソグラフィによって、上記基板上の領域11に転写される。一方、第2のマスクパターンは、上記第2の配線の配線パターンに対応し、長波長リソグラフィによって、上記基板上の領域12に転写される。したがって、マスク3においても、領域12に対応する部分32が、領域11に対応する部分31を取り囲んでいる。また、部分31および部分32は互いに離間しており、それらの間の部分33(パターン禁止部分)にはマスクパターンが存在しない。
The first mask pattern corresponds to the wiring pattern of the first wiring, and is transferred to the
本発明による半導体集積回路の製造方法の一実施形態は、マスク3を用いて半導体集積回路1を製造する方法であって、短波長リソグラフィによって、上記基板上の領域11に上記第1のマスクパターンを転写する工程と、長波長リソグラフィによって、上記基板上の領域12に上記第2のマスクパターンを転写する工程と、を含むものである。
One embodiment of a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor integrated
本実施形態の効果を説明する。半導体集積回路1においては、第1の配線の配線幅の最小設計寸法が比較的小さく、第2の配線の配線幅の最小設計寸法が比較的大きい。したがって、半導体集積回路1の製造においては、第1の配線の配線パターンの形成に比較的短波長のリソグラフィを用いるとともに、第2の配線の配線パターンの形成に比較的長波長のリソグラフィを用いることができる。実際、上述した製造方法においては、第1および第2の配線パターンの形成に、それぞれ比較的短波長のリソグラフィおよび比較的長波長のリソグラフィが用いられている。
The effect of this embodiment will be described. In the semiconductor integrated
ここで、第2の配線が設けられる領域12は、第1の配線が設けられる領域11を取り囲む領域である。それゆえ、短波長リソグラフィにおけるフィールドサイズが長波長リソグラフィにおけるフィールドサイズよりも小さくなる。これにより、短波長リソグラフィにおいて充分な光強度を得ることができる。このことは、短波長リソグラフィの解像力の向上、ひいては第1の配線の微細化に資する。
Here, the
また、マスク3によれば、第1の部分に形成された第1のマスクパターンが短波長リソグラフィによって基板上の領域11に転写されるとともに、第2の部分に形成された第2のマスクパターンが長波長リソグラフィによって基板上の領域12に転写される。ここで、第2の部分は、第1の部分を取り囲む部分である。それゆえ、短波長リソグラフィにおけるフィールドサイズが長波長リソグラフィにおけるフィールドサイズよりも小さくなる。これにより、短波長リソグラフィにおいて充分な光強度を得ることができる。
Also, according to the
領域11と領域12との間に、配線パターンが存在しない領域13が設けられている。この領域13は、マスク周辺におけるデータボケのために、所望のパターン形成が保障されない領域である。したがって、この領域13に配線パターンを設けないようにすることで、意図しないパターンが形成されるのを防ぐことができる。
Between the
第1の配線の配線幅の最小設計寸法が0.1μm以下である場合、短波長リソグラフィにおいて特に波長の短い光を用いる必要がある。すると、従来技術について上述した課題、すなわち充分な光強度を得にくいという課題が顕著となる。したがって、この場合、短波長リソグラフィにおいても充分な光強度を得ることが可能な本発明が特に有用となる。 When the minimum design dimension of the wiring width of the first wiring is 0.1 μm or less, it is necessary to use light having a particularly short wavelength in short wavelength lithography. Then, the subject mentioned above about a prior art, ie, the subject that it is difficult to obtain sufficient light intensity, becomes remarkable. Therefore, in this case, the present invention capable of obtaining sufficient light intensity even in short wavelength lithography is particularly useful.
第1および第2の波長の光が共にエキシマレーザ光である場合、短波長リソグラフィおよび長波長リソグラフィの何れについても、簡易な装置で実行することができる。これに対して、例えば第1および第2の波長の光のうち少なくとも一方がX線である場合には、X線リソグラフィ装置という大掛かりな装置を用いなければならない。 When both the first and second wavelength lights are excimer laser lights, both the short wavelength lithography and the long wavelength lithography can be executed with a simple apparatus. On the other hand, for example, when at least one of the first and second wavelengths of light is X-rays, a large-scale apparatus called an X-ray lithography apparatus must be used.
なお、上述のように、特許文献1には、X線および紫外線によって半導体ウエハ上のレジストを二重に露光することが記載されている。このような二重露光を行うのは、X線露光における露光不足を紫外線露光によって補うためであると記載されている。しかし、このような方法では紫外線露光の露光量不足を補うことはできない。
As described above,
図4は、スキャンエリアサイズのフィールドサイズに対する依存性を示すグラフである。また、図5は、光強度効率のフィールドサイズに対する依存性を示すグラフである。図5の縦軸は、フィールドサイズが25mmのときの光強度効率を100%としたときの光強度効率(%)を表している。この例では、実効スキャンエリア以外に15mmのオフセットスキャンエリアが存在する。この状態で、デバイス露光領域としてのスキャンエリアを25mmから単純に減らした場合のスキャンエリアは線形に減少する。光強度効率は、スキャンエリアサイズの減少に伴って線形的に増大する。例えば、図5からわかるように、フィールドサイズが10〜15mm程度になると、25mmのときに比べて、光強度の効率が30%程度増加する。 FIG. 4 is a graph showing the dependence of the scan area size on the field size. FIG. 5 is a graph showing the dependence of the light intensity efficiency on the field size. The vertical axis in FIG. 5 represents the light intensity efficiency (%) when the light intensity efficiency when the field size is 25 mm is 100%. In this example, there is an offset scan area of 15 mm in addition to the effective scan area. In this state, when the scan area as the device exposure area is simply reduced from 25 mm, the scan area decreases linearly. Light intensity efficiency increases linearly with decreasing scan area size. For example, as can be seen from FIG. 5, when the field size is about 10 to 15 mm, the efficiency of light intensity is increased by about 30% compared to the case of 25 mm.
この点に関し、デバイス的な改善効果を得るという観点からは、光強度効率に20%以上の増加が見られることが好ましい。したがって、図5からわかるように、フィールドサイズを20mm以下に設定することにより、微細化について顕著な効果が期待できる。すなわち、第1の領域は、1辺が20mmの正方形の領域内に納まる領域であることが好ましい。例えば、第1の領域が、1辺が20mm以下の正方形、長辺が20mm以下の長方形、または直径が20mm以下の円形である場合、当該第1の領域は1辺が20mmの正方形の領域内に納まる。一方、第1の領域が、1辺が20mmを上回る正方形、長辺が20mmを上回る長方形、または直径が20mmを上回る円形である場合、当該第1の領域は1辺が20mmの正方形の領域内に納まらない。 In this regard, from the viewpoint of obtaining a device-like improvement effect, it is preferable that an increase of 20% or more is observed in the light intensity efficiency. Therefore, as can be seen from FIG. 5, by setting the field size to 20 mm or less, a remarkable effect can be expected for miniaturization. That is, the first region is preferably a region that fits within a square region having a side of 20 mm. For example, when the first region is a square having a side of 20 mm or less, a rectangle having a long side of 20 mm or less, or a circle having a diameter of 20 mm or less, the first region is within a square region having a side of 20 mm. Fits in. On the other hand, when the first region is a square having one side of more than 20 mm, a rectangle having a longer side of more than 20 mm, or a circle having a diameter of more than 20 mm, the first region is within a square region having one side of 20 mm. Does not fit in.
本発明は、例えば、図6に示すCPUロジック回路に適用することができる。同図のCPUロジック回路は、I/Oブロック(インターフェースブロック)61、RAMブロック62、高性能ロジックブロック63、およびPLLブロック64を有している。I/Oブロック61は、ペリフェラルI・Oと呼ばれ、領域12(図1参照)に対応する。また、RAMブロック62、高性能ロジックブロック63およびPLLブロック64は、0.1μm以下の配線を含む微細化領域であり、領域11に対応する。
The present invention can be applied to, for example, the CPU logic circuit shown in FIG. The CPU logic circuit shown in FIG. 1 has an I / O block (interface block) 61, a
I/Oブロック61の配線は、0.1μmより大きい配線に限定されている。また、I/Oブロック61は、長波長リソグラフィによりパターニングされている。このようにI/Oブロック61の配線の最小設計寸法を制限することにより、短波長リソグラフィのフィールド面積を、I/Oブロック61の面積分だけ減少させることができる。
The wiring of the I /
I/Oブロック61の微細配線データ削除により、データエリアが削減され、光強度を向上させることができる。これにより、短波長リソグラフィのフィールドサイズが小さくなるため、解像力が向上するというメリットがある。また、リソグラフィのアパーチャ構造とリンクした配置を作ることにより、フィールドを制限した露光を適用して、微細なパターンを有する半導体集積回路を得ることができる。
By deleting the fine wiring data of the I /
本発明による半導体集積回路およびその製造方法ならびにマスクは、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態においては配線パターンが形成される領域として第1の領域および第2の領域の2つの領域が設けられた例を示したが、配線パターンが形成される領域として3つ以上の領域が設けられていてもよい。例えば、第2の領域を取り囲む第3の領域が設けられていてもよい。このように3つ以上の領域が設けられた場合であっても、一番内側に位置する第1の領域に形成される第1の配線は、他の何れの領域の配線と比べても、配線幅の最小設計寸法が小さい。 The semiconductor integrated circuit, the manufacturing method thereof, and the mask according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. For example, in the above-described embodiment, an example in which two regions of the first region and the second region are provided as the region in which the wiring pattern is formed has been described. However, three or more regions in which the wiring pattern is formed are illustrated. An area may be provided. For example, a third region surrounding the second region may be provided. Even in the case where three or more regions are provided in this way, the first wiring formed in the first region located on the innermost side is compared with the wiring in any other region. The minimum design dimension of the wiring width is small.
1 半導体集積回路
3 マスク
11 領域(第1の領域)
12 領域(第2の領域)
13 領域(パターン禁止領域)
21 中央領域
22 外周領域
23 禁止領域
26 サブチップ
31 部分(第1の部分)
32 部分(第2の部分)
33 部分(パターン禁止部分)
61 I/Oブロック
62 RAMブロック
63 高性能ロジックブロック
64 PLLブロック
DESCRIPTION OF
12 regions (second region)
13 area (pattern prohibited area)
21
32 parts (second part)
33 part (pattern prohibited part)
61 I /
Claims (6)
第1の波長の光によるリソグラフィによって、基板上の第1の領域に前記第1のマスクパターンを転写する工程と、 Transferring the first mask pattern to a first region on the substrate by lithography with light of a first wavelength;
前記第1の波長よりも長い第2の波長の光によるリソグラフィによって、前記基板上の前記第1の領域を取り囲む第2の領域に前記第2のマスクパターンを転写する工程と、 Transferring the second mask pattern to a second region surrounding the first region on the substrate by lithography with light having a second wavelength longer than the first wavelength;
を含むことを特徴とする半導体集積回路の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, comprising:
前記第1の部分と前記第2の部分は、第3の部分を挟んで互いに離間しており、 The first part and the second part are separated from each other with a third part interposed therebetween,
前記第3の部分の間にはマスクパターンが存在しない半導体集積回路の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit in which no mask pattern exists between the third portions.
前記第2の領域は、当該半導体集積回路の入出力回路領域である半導体集積回路の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor integrated circuit according to claim 1 or 2,
The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit , wherein the second region is an input / output circuit region of the semiconductor integrated circuit.
前記第1の配線の配線幅の最小設計寸法は、0.1μm以下である半導体集積回路の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor integrated circuit according to any one of claims 1 to 3,
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit , wherein a minimum design dimension of a wiring width of the first wiring is 0.1 μm or less.
前記第1の領域は、1辺が20mmの正方形の領域内に納まる領域である半導体集積回路の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit according to claim 1,
The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit , wherein the first region is a region that fits in a square region having a side of 20 mm.
前記第1および第2の波長の光は、共にエキシマレーザ光である半導体集積回路の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor integrated circuit according to claim 1 ,
The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, wherein the light beams having the first and second wavelengths are both excimer laser beams.
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