JPH01243517A - 半導体装置の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、半導体製造技術さらには半導体集積回路の
形成に適用して特に有効な技術に関するもので、特にリ
ソグラフィに利用して有効な技術に関するものである。

［従来の技術］ 半導体集積回路のパターン形成のためのリングラフィ技
術については、例えば、昭和６０年１１月２０日に工業
調査会から発行された電子材料別冊「超ＬＳＩ製造・試
験装置ガイドブックＪ第９５頁〜第１０２頁に記載され
ている。

このようなりソグラフィ技術として光露光システムを用
いる場合には、縮小投影露光と等倍露光とが用いられて
いる。

ここで、縮小投影露光においては、実際のパタ−ンに対
して５倍または１０倍の寸法を持つ被転写パターンを２
乃至４個担持するレチクルが用いられ、このレチクルに
担持された被転写パターンがステップアンドリピート方
式によってウェハ上のホトレジストに転写されるように
なっている。

また、等倍露光においては１：１用ホトマスクまたは１
：１用ＥＢマスクが使用されている。このうち１：１用
水トマスクはレチクルを用いて製作されるもので、実際
のパターンと同じ寸法を持つ被転写パターンを担持する
ものであり、一方、１：１用ＥＢマスクはエレクトロン
ビームを用いて製作されるもので、このＥＢマスクにも
実際のパターンと同じ寸法を持つ被転写パターンが担持
されている。そして、この１：１用ホトマスクおよび１
：１用ＥＢマスクにはウェハ上の半導体装置の個数分に
対応する被転写パターンが同時に担持されており、それ
ら被転写パターンが一時にホトレジストに転写されるよ
うになっている。これらホトマスク（レチクル、１：１
用ホトマスクおよび１　：　１用ＥＢマスクの総称）に
おけるパターン精度について言えば、レチクルが一番高
く、次いで１：１用ＥＢマスク、１：１用ホトマスクの
順である。一方、パターン形成速度について言えば。

１：１用ＥＢマスクおよび１：１用ホトマスクが速く、
レチクルが一番遅い。

ところで、従来のホトマスクにおいては、１枚のホトマ
スク内における被転写パターンは全て同一のものが形成
されていた。また、半導体装置における１つの半導体集
積回路パターンを形成する場合には、通常、１５枚以上
のホトマスクから構成される１組のホトマスクセットが
必要とされるが、この１組のホトマスクセットは同種の
ホトマスクから構成されていた。即ち、例えばレチクル
ならばレチクルのみで、１：１用ホトマスクならば１：
１用ホトマスクのみで１組のホトマスクセットが構成さ
れていた。そして、それら組の選択にあたっては、高解
像度が要求される微細パターンからなる半導体集積回路
パターンの形成にあってはレチクルのみからなる組もし
くは１：１用ＥＢマスクからなる組が用いられ、一方、
比較的ラフなパターン（以下ラフパターンと称す）から
なる半導体集積回路パターンの形成にあっては１：１用
ＥＢマスクからなる組もしくは１：１用ホトマスクから
なる組が用いられていた。

ところが、半導体集積回路パターンとしては、微細パタ
ーンおよびラフパターンのいずれか一方のみから構成さ
れるものばかりでなく、その双方のパターンを含んで構
成されるものもある。例えば、マイクロコンピュータな
どでは、メモリ部が微細パターンから構成され、演算部
がラフパターンから構成されている。そして、このよう
な半導体集積回路パターンの形成にあっては、従来、要
求精度の高い方のパターン（微細パターン）に合致する
ホトマスクセットが使用されていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のような製造方法によれば、。

次のような問題があった。

即ち、従来においては、１枚のホトマスクには同一の半
導体装置に対応する被転写パターンしか担持されていな
いので、少量で多品種の半導体装置を製造する場合に不
都合が生じる。即ち、少量で多品種の半導体装置を製造
する場合には、多品種の半導体装置をそれぞれ別個のウ
ェハ上に形成するか、もしくは多品種の半導体装置を同
一のウェハ上に形成するしかないが、いずれにあっても
半導体装置毎のホトマスクセットが必要であり、しかも
リソグラフィ工程は別々に行なわれるので、　　　□半
導体装置の製造が迅速かつ安価にできなかった。

また、前者にあっては、ウェハ上に余剰空間が生まれ、
その結果、さらに半導体装置がコスト高になってしまう
という欠点があった。

また、従来においては、微細パターンおよびラフパター
ンが混在する半導体装置の製造にあっては、要求精度の
高い方のパターン（微細パターン）に合致するホトマス
クセット、通常レチクルが使用されていたので、その被
転写パターンの転写にあたって、レチクルと試料台とを
相対移動（ステップアンドリピート移動）させる回数、
つまりステップ回数が多くなり、半導体集積回路パター
ンの形成に時間がかかり、これが半導体装置の製造ライ
ンにおけるスループット向上の阻害となっていた。　他
方、スループット向上のため、ホトマスクとして１：１
用ホトマスクからなる組または１：１用ＥＢマスクから
なる組を用いる場合には上述のように高いパターン精度
が得られず、半導体装置の信頼性が低下してしまうとい
う欠点があった・ 本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
、信頼性の高い半導体装置を安価かつ迅速に製造できる
半導体装置の製造方法を提供することを目的としている
。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。

［課題を解決するための手段］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。

即ち、１組のホトマスクセットを精度が異なる複数種の
ホトマスクから構成し、要求されるパターン精度に応じ
てホトマスクを随時交換すると共に、各ホトマスクに２
種以上の被転写パターンを担持させ、２種以上の被転写
パターンを同時にホトレジストに転写するようにしたも
のである。

［作用］ 上記した手段によれば、複数種の被転写パターンを担持
したホトマスクを用い、それら被転写パターンを同時に
ホトマスクに転写するようにしているので、多品種の半
導体装置が同一ウェハに同時に形成されるという作用に
よって、少量ずつ異種の半導体装置が製造でき、少量多
品種の半導体装置の製造が要求される場合にあってもウ
ェハ自体の有効利用が図れ、半導体装置のコスト低減に
資することになる。また、異種の半導体装置の製造にあ
たって、前工程が同時に行なえるので、半導体装置を迅
速に製造できる。

また、１組のホトマスクセットを精度が異なる複数種の
ホトマスクから構成し、要求されるパターン精度に応じ
てホトマスクを随時交換するようにしているので、要求
パターン精度に応じた半導体集積回路パターンが迅速に
製造されることになるという作用によって、信頼性の高
い半導体装置を迅速に得ることができる。

［実施例］ 以下、本発明に係る半導体装置の製造方法の実施例を図
面に基づいて説明する。

先ず、実施例の製造方法に使用される１組のホトマスク
セットについて説明すれば、第１図および第２図に示す
レチクル１および１：１用ホトマスク２から構成される
ホトマスクセットが用いられる。

ここで、レチクル１は特に制限はされないが実際のパタ
ーンに対して５倍または１０倍の寸法を持つ被転写パタ
ーンを担持するもので、このレチクル１上には２種の半
導体装置に対応する被転写パターンａｌｌ　ｂｉが描画
されている。この被転写パターンａｚ＋　ｂ工は２種の
半導体装置における微細パターンにそれぞれ対応してい
る。

一方、１：１用ホトマスク２は実際のパターンに対して
等倍の寸法を持つ被転写パターンを担持するもので、こ
のレチクル１上には被転写パターンａｆｔ　ｂ、がウェ
ハ上の半導体装置の個数分だけ描画されている。この被
転写′パターン８２ｔ　ｂ２は２種の半導体装置におけ
るラフパターンにそれぞれ対応している。

次に、このようなホトマスクセットを用いてなされる実
施例の半導体装置の製造方法を説明する。

なお、１組のホトマスクセットには複数のレチクルおよ
び複数の１：１用ホトマスクが含まれるが、上記２枚の
ホトマスクによってそれらを代表しているものとして以
下説明する。

先ず、半導体集積回路パターンのうちの微細パターンに
ついてはレチクル１を用いる。そして、レチクル１上に
担持された被転写パターンａｚｙｂ１を縮小投影露光装
置によるステップアンドリピート移動によりウェハ上の
ホトレジストに転写し、微細パターンを形成する。

一方、半導体集積回路パターンのうちラフパターンにつ
いては１：１用ホトマスク２を用いる。

そして、この１：１用ホトマスク２上に担持された被転
写パターンａｚｔ　ｂｚを等信置光装置により−時にウ
ェハ上のレジストに転写することによりラフパターンを
形成する。

上記のような半導体装置の製造方法によれば以下のよう
な効果が得られる。

即ち、゛上記した半導体装置の装填方法によれば、各ホ
トマスクに２種以上の被転写パターンを担持させ、２種
以上の被転写パターンを同時にホトレジストに転写する
ようにしているので、少量多品種の半導体装置の製造の
場合に、従来別個に行なわれていた前工程が同時に行な
うことができるという作用によって、半導体装置を迅速
に製造できることになる。また、このように同一ウェハ
上に異種の半導体装置を形成する場合には、１枚のウェ
ハの有効利用が図れるという作用によって、半導体装置
のコスト低減が図れることになる。

また、上記した半導体装置の製造方法によれば、１組の
ホトマスクセットを精度が異なる２種のホトマスク（レ
チクル１および１：１用ホトマスク２）から構成し、要
求パターン精度の高い部分にはレチクル１を用い、一方
、要求パターン精度の低い部分には１：１用ホトマスク
を用いるようにしているので、要求精度に適合した半導
体集積回路パターンが迅速に形成されることになる。つ
まり、微細パターンおよびラフパターンが混在する半導
体集積回路パターンの形成にあたって、半導体集積回路
パターン全てを縮小投影露光によって形成する必要がな
くなり、その分縮小投影露光のステップ回数を大幅に低
減することができ、半導体装置の製造ラインにおけるス
ループットが向上されることになる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが１本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

例えば、上記実施例では、レチクルおよび１：１用ホト
マスクからなる１組のホトマスクセットを用いた場合に
ついて説明したが、レチクルおよび１：１用ＥＢマスク
からなる１組のホトマスクセット、１：１用ＥＢマスク
および１：１用ホトマスクからなる１組のホトマスクセ
ット、またはレチクルおよび１：１用ＥＢマスクおよび
１：１用ホトマスクからなる１組のホトマスクセットを
用いても良い。

また、レチクルおよび１：１用ホトマスクとしては２種
の被転写パターンを担持するものについて説明したが、
３種以上の被転写パターンを担持するものであっても良
い。

［発明の効果］ 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである
。

即ち、本発明によれば、ホトマスクセットを精度が異な
る複数種のホトマスクから構成し、要求されるパターン
精度に応じてホトマスクを逐次交換すると共に、各ホト
マスクに２種以上の被転写パターンを担持させ、２種以
上の被転写パターンを同時にホトレジストに転写するよ
うにしたので、信頼性の高い半導体装置を安価かつ迅速
に製造できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る半導体装置の製造方法の実施例に
用いられたレチクルの平面図、第２図は本発明に係る半
導体装置の製造方法の実施例に用いられた１：１用ホト
マスクの平面図である。 １・・・・レチクル、２・・・・１：１用ホトマスク、
８□ｔ　８２１　ｂ、＋　ｂ、・・・・被転写パターン
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体装置複数個分に対応する被転写パターンを同
   時に担持した複数枚のホトマスクから構成される１組の
   ホトマスクセットを用い、各ホトマスクに担持された被
   転写パターンを順次にウェハ上のホトレジストに転写す
   るにあたり、上記１組のホトマスクセットを精度が異な
   る複数種のホトマスクから構成し、要求されるパターン
   精度に応じてホトマスクを随時交換すると共に、各ホト
   マスクに２種以上の被転写パターンを担持させ、２種以
   上の被転写パターンを同時にホトレジストに転写するよ
   うにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 ２、上記１組のホトマスクセットはレチクル、１：１用
   ホトマスクおよび１：１用ＥＢマスクのうちのいずれか
   ２種から構成されていることを特徴とする請求項１記載
   の半導体装置の製造方法。 ３、上記１組のホトマスクセットはレチクル、１：１用
   ホトマスクおよび１：１用ＥＢマスクから構成されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方
   法。