JPS63211622A - マルチレベル・レチクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、ウエ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
ボジシジンをくり返すことＫより、同じウエーファの上
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℃フォトリ
ソグラスのプロセスで、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、フォトリンゲラフ
ィブロセスでは、ウエ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、次にウエーファをステップして位置合せし、その後
再びウエ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ク・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、ウエ
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、ワエーファの上で、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。これによシ、各ウエ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
ングラフィのステップ（すなわち各マスク・レベル）毎
に別々のレチクルな必要とする。

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、各フォトリング
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げれば
ならならず、試作ウエーファやその他少量生産（すなわ
ち２５〜５０００枚位のウエーファ）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、集積回路製造の際ワエーファにパターン形成
を行うだ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、ワ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Ｋ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−ヒでイメー
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。少量のウエーファにパターン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
クル上の方向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（１）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ルベル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（１）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（１）のマスク金パターンはそれぞれ、ウエー
ファ上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。したがってワエーファの同じ
部分を、レチクル（１）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ツチング
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
ロスハツ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（１）をプロジェクション・ステッパ装置に適
正に配置して、レベル１のマスク壷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（１）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／Ｌ報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（１）をもう一度中心１４を軸として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のパターンをウェーファに投射し、その後この
イメージ・パターンなウェーノア（１）上で現像するこ
とができる。

次にレチクル（１）をその中心１４を軸として再ヒ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のパターンをウェーファに投射し、その後このイ
メージ・パターンをウェーノア（１）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Ｋ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Ｋ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ｌＯと同様に用いられる。

ウエーファをレベルｌ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・パターンな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２０２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（１）と同様に用いられる
。

ウエーファをレベル１のマスク・パターン形成光した後
、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もここではアパー
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上の基部マークと正しく合わせられる
。

アパーチャ・ブレード４２Ｂ、４３Ｃ１４２Ｄ、４２Ｂ
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も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
である。次に基板をステッピング・ステージ４−７に乗
せて、これをレチクルまたは光学カラム４５０基単マー
クと合わせる。

投光器４１のシャッタにより、元は図示のように、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．Ｍ小レンズまたは光学カラム４５の
順に通し、最後にワエーファ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４
３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Ｋ、本発明によれば１枚のレチ
クルに複数のレベルのマスター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。 （１）．２０，３０．４３　ニレチクル、１４：中心、
　　　　４１：投光器、 ４２ニアパーチヤ、４２Ａ：開［コ部、）” ４２Ｂ、４２Ｃ，４２Ｄ、４２Ｅニアパーチヤ・タレー
トー４４ニレチクル―プラテン。 ４５：光学カラム。 ４６：ウエーフア、 ４７：ステツピング拳ステージ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のマスク・パターンを含むマルチイメージ・
   レチクルにおいて、 前記マスク・パターンの各々は前記レチクル上の別々の
   領域に設けられ、 前記マスク・パターンの１つをウエ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させることに
   より前記マスク・パターンの他の１つを前記イメージに
   位置合わせされた状態で前記ウエーファ上に転写できる
   ようにした マルチレベル・レチクル。
2. （２）プロジェクション・ステッパを用いて請求項１記
   載のマルチレベル・レチクルの前記マスク・パターンの
   １つをウエーファ上に投影して第１のイメージを形成し
   、 前記レチクルを前記マスク・パターンの他の１つが前記
   ウエーファ上の前記第１のイメージに位置合わせされた
   状態になるように回転し、前記他の１つのマスク・パタ
   ーンを前記ウエーファ上に投影して前記第１のイメージ
   に位置合わせされた第２のイメージを形成する ことを含むパターン転写方法。