JPH0221129B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体ウエーハにホトレジストを
塗布しマスク合わせ及び転写現像を複数回行う、
ウエーハの半導体素子部製造方法に関する。

従来、ウエーハにホトレジストを塗布しマスク
を重ね、転写現像をし、ホトレジストにパターン
を形成し、次工程でエツチング処理が行われるよ
うにしている。

ウエーハによつては、各半導体素子部の実素子
パターンが、素子部の中心点に点対称であり、か
つ、ウエーハをその中心点を中心とし90゜又はそ
の倍数角度回転させたとき、半導体素子部及び実
素子パターンがそれぞれ同形に重なるような形状
のものがある。この発明による方法は、この種の
ウエーハに適用するものである。

ウエーハの半導体素子部にパターンを写真蝕刻
するのに、ウエーハの表面にホトレジストを塗布
するが、このホトレジストにピンホールができる
ことがある。また、半導体素子部の実素子パター
ン面に異物が付着していると、この個所でホトレ
ジストにピンホールが生じることになる。

これを防止するため、ホトレジスト塗布とマス
ク合わせ転写現像を２回繰返す方法がある。

しかし、この方法では、同じマスクを同一位置
関係で２回使用しており、１回目の転写現像で、
マスクに設けてある位置合わせパターンにより、
１回目のホトレジストに同形のパターンが転写さ
れる。このため、２回目のマスク合わせのとき、
下層のホトレジストに上記同形パターンができて
いるので、マスク自体の位置合わせパターンと半
導体端部の位置合わせパターンとの位置合わせを
阻害することになる。

さらに、同じマスクを同一位置関係で２回使用
すると、マスクにピンホールなど欠点箇所がある
と、１回目と２回目のマスク合わせで欠陥が２度
同じ位置になり、１回目と２回目のホトレジスト
のパターンに貫通するピンホールが生じる確率が
高くなる。

これらを防ぐため、従来、別個の２枚のマスク
を用いていた。

この従来の方法を第１図ないし第５図により説
明する。第１図ａ，ｂはウエーハの一部を示し、
ウエーハ１には多数の半導体素子部２が格子状に
配置されてある。３はシリコンなどの半導体基
板、４はシリコン酸化膜などの絶縁膜である。前
工程により、各半導体素子部２の絶縁膜４にはそ
れぞれ実素子パターン５が、半導体素子部２の中
心点に点対称（中心点を中心とし90゜又はその倍
数の角度回転しても同形になる）に形成され、ま
た第１回目及び第２回目の位置合わせパターン６
及び７が形成されてある。

第２図ａ，ｂは第１回目のマスクの一部を示
し、マスク８の下面には、上記実素子パターン５
に対する転写用パターン９が形成されている。１
０は上記半導体素子部２の位置合わせパターン６
に対応する位置合わせパターンである。

ウエーハ１の第１回目の転写現像には、第３図
ｂに鎖線で示すように、ウエーハ１上面にホトレ
ジスト１１ａを塗布する。この状態のウエーハ１
上に１回目のマスク８を重ね、第３図ａに示すよ
うに、ウエーハ１の位置合わせパターン６にマス
ク８の位置合わせパターン１０が挾むように位置
合わせする。この位置合わせには、レーザ走査な
どにより双方の位置合わせパターン６，１０を検
出し、自動的に行うようにしている。こうして、
露光し現像処理すると、半導体素子部２の実素子
パターン５上に、ホトレジスト１１ａによるパタ
ーン１２ａが形成される。

第４図ａ，ｂは第２回目のマスクの一部を示
し、マスク１３には、上記転写用パターン９と同
形の転写用パターン１４が形成されている。１５
は上記半導体素子部２の位置合わせパターン７に
対応する位置合わせパターンである。

第２回目の転写現像には、まず、第１回目の転
写現像が行われたウエーハ１上に、第５図ｂに鎖
線で示すように、ホトレジスト１１ｂを塗布す
る。このウエーハ１上に２回目のマスク１３を重
ね、第５図ａに示すように、ウエーハ１の位置合
わせパターン７にマスク１３の位置合わせパター
ン１５が挾むように位置合わせする。この位置合
わせには、上記第１回目と同様にレーザ走査など
により双方の位置合わせパターン７，１５を検出
し、自動的に行う。なお、ウエーハ１には実素子
パターン５及び位置合わせパターン６，７と、第
１回目の処理により形成されたホトレジスト１１
ａのパターン１２ａ及び位置合わせパターン１６
とがある。こうして、露光し現像処理すると、半
導体素子部１の実素子パターン５上のパターン１
２ａ上に、さらにホトレジスト１１ｂによる同形
のパターン１２ｂが形成される。

この状態のウエーハ１を次のエツチング処理工
程にかける。

上記従来の方法では、第１回目と第２回目との
転写現像に２枚のマスク８，１３を要していた。

この発明は、ウエーハにホトレジストの塗布と
転写現像を複数回するのに、１枚のマスクを使用
し、次回の位置合わせするごとに、マスク90゜又
はその倍数角度回転させて重ねて使用することに
より、マスクの所要枚数を減らすことを目的とし
ている。

以下、この発明の一実施例を、第６図ないし第
９図により説明する。第６図ａ，ｂはウエーハの
一部を示し、ウエーハ２１には多数の半導体素子
部２２が格子状に配置されている。シリコンなど
の半導体基板３上には、シリコン酸化膜などの絶
縁膜４が施され、前工程により実素子パターン５
が、上記従来の第１図の場合と同様な位置関係及
び形状に形成されてある。２４及び２５はウエー
ハ２１にあらかじめ施された第１回及び第２回目
の位置合わせパターンである。

第７図ａ，ｂはマスクの一部を示し、マスク２
６の上面には、上記実素子パターン５に対する転
写用パターン２７が形成されている。この転写用
パターン２７は第１回目の転写と、この状態から
ウエーハ２１に対し90゜回転させた第２回目の位
置での実素子パターン５に対応するようにしてあ
る。２８は第１回目の位置合わせパターンで、ウ
エーハ２１の第１回目の位置合わせパターン２４
に対応している。２９は第２回目の位置合わせパ
ターンで、マスク２６をウエーハ２１の中心点
（第６図ａの半導体素子部２２の中心点）を中心
として90゜回転させたとき、ウエーハ２１の第２
回目の位置合わせパターン２５に対応する位置に
なるように形成されている。

ウエーハ２１の第１回目の転写現像には、第６
図のウエーハ２１上面に、第８図ｂに鎖線で示す
ように、ホトレジスト１１ａを塗布する。この状
態のウエーハ２１上にマスク２６を重ね、第８図
ａに示すように、ウエーハ２１の位置合わせパタ
ーン２４にマスク２６の位置合わせパターン２８
が挾むように位置合わせする。この位置合わせに
は、レーザ走査などにより検出し、自動的に行
う。こうして、露光し現像処理すると、半導体素
子部２２の実素子パターン５上に、ホトレジスト
１１ａによるパターン１２ａが形成される。

第２回目の転写現像には、まず、第１回目の転
写現像が行われたウエーハ２１上に、第９図ｂに
鎖線で示すように、ホトレジスト１１ｂを塗布す
る。このウエーハ２１上に第７図のマスク２６
を、第１回目のときとは90゜反時計方向に回転し
た位置にして重ねる。第９図ａに示すようにウエ
ーハ２１の第２回目の位置合わせパターン２５
に、マスク２６の第２回目の位置合わせパターン
２９が挾むように位置合わせする。この位置合わ
せには、第１回目と同様にレーザ走査などにより
検出し、自動的に行う。なお、ウエーハ２１には
実素子パターン５及び実素子パターン２４，２５
と、第１回目の処理により形成されたホトレジス
ト１１ａのパターン１２ａ及び位置合わせパター
ン３０がある。こうして、第２回目の転写現像に
より、半導体素子部１の実素子パターン５上のパ
ターン１２ａ上に、さらに、ホトレジスト１１ｂ
による同形のパターン１２ｂが形成される。

この状態のウエーハ１を、次のエツチング処理
工程にかける。

上記ウエーハ２１の中心点に中央の半導体素子
部２２の中心点があるように配列してあり、各半
導体素子部２２及び各実素子パターン５の形状
は、ウエーハ２１の中心点に対し、90゜反時計式
に回転させたとき、同形に重なるように形成して
ある。

なお、上記実施例では、２組の位置合わせパタ
ーン２４，２８及び２５，２９を用いたが、これ
以上の組数の位置合わせパターンを用いてもよ
い。

また、上記実施例では、２回目のマスク合わせ
にはマスク２６を反時計方向に回転させたが、時
計方向に回転させるようにしてもよく、あるいは
90゜の倍数の角度（例えば180゜、270゜）にしてもよ
い。しかし、マスクには回転したとき、各半導体
素子の実素子パターンにマスクの転写用パターン
が対応する位置になるようにし、第２回目の位置
合わせパターンがウエーハの第２回目の位置合わ
せに対応するように施しておかねばならない。

さらに、上記実施例では、１枚のマスク２６で
ウエーハの２回の転写現像が行えるようにした
が、１枚のマスクで毎回回転角度を変え３回以上
の転写現像が行えるようにしてもよい。

以上のように、この発明によれば、ウエーハに
ホトレジストを塗布し転写現像を複数回繰返すの
に、１枚のマスクを使用し、回ごとに所定の角度
回転させてウエーハに重ね、位置合わせするよう
にしたので、マスクの所要枚数が減少される効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は製造方法を示す説明図で、第
１図ａは位置合わせパターンが施されたウエーハ
の一部平面図、第１図ｂは第１図ａの−線に
おける断面図、第２図ａは位置合わせパターンが
施された第１回目のマスクの一部平面図、第２図
ｂは第２図ａの−線における断面図、第３図
ａは第１図のウエーハに第２図のマスクを重ね、
位置合わせした状態の平面図、第３図ｂは第３図
ａの−線における断面図、第４図ａは位置合
わせパターンが施された第２回目のマスクの一部
平面図、第４図ｂは第４図ａの−線における
断面図、第５図ａは第３図ｂのウエーハに第４図
のマスクを重ね位置合わせした状態の平面図、第
５図ｂは第５図ａの−線における断面図、第
６図〜第９図はこの発明の一実施例による製造方
法を示す説明図で、第６図ａは位置合わせパター
ンが施されたウエーハの一部平面図、第６図ｂは
第１図ａの−線における断面図、第７図ａは
位置合わせパターンが施されたマスクの一部平面
図、第７図ｂは第７図ａの−線における断面
図、第８図ａは第６図のウエーハに第７図のマス
クを重ね第１回目の位置合わせした状態の平面
図、第８図ｂは第８図ａの−線における断面
図、第９図ａは第８図ｂのウエーハに第７図のマ
スクを反時計方向に90゜回転させて重ね、第２回
目の位置合わせした状態の平面図、第９図ｂは第
９図ａの−線における断面図である。 ５……実素子パターン、１１ａ，１１ｂ……ホ
トレジスト、１２ａ，１２ｂ……ホトレジストに
よるパターン、２１……ウエーハ、２２……半導
体素子部、２４，２５……位置合わせパターン、
２６……マスク、２７……転写用パターン、２
８，２９……位置合わせパターン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ウエーハにホトレジストを施しマスクを重ね
   転写現像する処理を複数回繰返す工程を含み、多
   数の半導体素子部を製造する方法において、上記
   ウエーハはその中心点を中心とし90゜又はその倍
   数角度回転させると、各半導体素子部及び実素子
   パターンがそれぞれ同形に重なるようにされてお
   り、上記各半導体素子部に転写回数と同数の位置
   決めパターンを位置を変えて設け、１枚のマスク
   に、各回ごとに90゜又はその倍数角度回転させた
   位置で、上記ウエーハの対応する回の位置合わせ
   パターンに対応する位置合わせパターンをそれぞ
   れ設け、かつ、初回及び各回の回転させた位置で
   は、上記半導体素子部の実素子パターンに対応す
   る転写用パターンを設けており、上記１枚のマス
   クを使用し、上記ウエーハに各回ごとに90゜又は
   その倍数角度回転して重ね、位置合わせして上記
   ホトレジストを転写現像することを特徴とするウ
   エーハの半導体素子部製造方法。