JPH02267929A - レジストパターン露光方法 - 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】 〔概要］ 本発明は半導体装置の製造方法、特にフォトリソグラフ
ィー技術によるレジストパターンの形成方法に関し。

レジストの膜の厚さに対応した必要な露光量を確保する
ため、厚いレジスト膜領域の露光量を薄いレジスト膜領
域の露光量に対して、膜の厚さに応じて増大させること
を目的とし。

半導体基板上に被着された厚さが部分的に異なるレジス
ト膜に対し、第１のマスクを用いて、該レジスト膜が薄
く形成された第１の領域にパターンを形成する露光を行
う工程と、第２のマスクを用いて、該レジスト膜が厚く
形成された第２の領域のみを露光することにより構成す
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は半導体装置の製造方法、特にフォトリソグラフ
ィー技術によるレジストパターンの形成方法に関する。

近年、半導体集積回路の多層配線は、高集積化に伴い、
２層から３層配線へと代わりつつある。

このため、チップ領域とスクライブライン領域でのレジ
ストの厚さに大きな差が生じることにより。

適正なレジストパターンを得るのが困難となってきてい
る。

このため、フォトリソグラフィ工程において。

下地の保護絶縁膜や下地電極の影響による段差のため、
チップ領域と比較して、レジストの厚さが厚くなるスク
ライブライン領域でのレジストの厚さに対応して、適正
な露光を行うためには、スクライブライン領域の露光量
をチップ領域より増大させる必要がある。

本発明は、このような問題点を解決するフォトリソグラ
フィ技術の方法である。

〔従来の技術］ 第４図は半導体基板内のレジスト膜の厚さが異なる例と
して、従来例のスクライブライン領域の模式断面図であ
る。

また、第５図は従来例のへ！配線膜交差部における第１
層Ａ！配線膜エンジによる第２Ｊｉｉ　ｌ配線膜の影響
を示す模式断面図及び平面図である。

図において、２１はシリコン（Ｓｉ）基板、２２は二酸
化シリコン（Ｓｉ（ｈ）膜、２３は第１層のアルミニウ
ム（ＡＩ２）配線膜、２４は燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）膜
。

２５は第２層のＡＮ配線膜、２６はレジスト膜、２７は
Ｓｉ基板、２８はＳｉ０ｇ膜、２９は第２層Ａ４２配線
膜２３０はＰＳＧ膜、３１は第２層Ａ４２配線膜、３２
はレジスト膜である。

従来例を第４図に示すように、２層目の配線工程を形成
する場合を例にして説明する。

Ｓｉ基板２１上の５ｉ０２膜２２に第１層のＡＩ！、配
線膜２３を形成した後１層間絶縁膜としてＰＳＧ膜２４
を被覆する。

次に、第２層のへ！配線膜２５を全面に被覆したのち、
フォトリソグラフィにより、　　Ａｆ配線膜２５をパタ
ーニングするが、この際に、チップ領域とスクライブラ
イン領域との境界では１第２層のＡｌ配線膜２５とｐｓ
ｃ膜２４並びにＳｉＯ□膜２２の３層の膜の段差により
、第２層のＡＡ配線膜２５上のレジスト膜２６の厚さに
大きな差が生じる。

この時に、スクライブライン領域とチップ領域では、下
地の段差（ＡＩ２とＰＳＧと５ｉＯ２）により、レジス
ト膜２６の厚さに差が生ずるが、レジストが液体のため
、下地に段差があってもレジスト膜２６の表面は平坦に
なる傾向に塗布される。

レジスト露光時には、レジストの一番厚い処。

即ち、スクライブライン領域が充分感光するように露光
を行うので８チツプ領域は露光が過剰となってしまう。

この場合、チップ領域の配線を形成するレジストの巾が
細くなり、配線パターンを適正な寸法でパターニングす
ることが出来なくなる。

２層目の配線形成工程において、スクライブラインに段
差が生じるのは、１層目の配線と層間絶縁膜をエツチン
グするためである。仮に、エツチングしないで、スクラ
イブライン領域にＡＩやＰＳＧを残すと１次のような問
題が生じる。

八〇を残した場合は、ダイシング時にＡＩがチップ内に
飛び敗り、ボンディング不良等を引き起こす。

ＰＳＧを残した場合は、ダイシング時に、　　ＰＳＧに
クラックが入ってしまい、耐湿性に問題が生ずる。

従来、上記のような配線の細りに対処するため。

予め、レチクル及びフォトマスクにシフトを入れて、太
くしである。

〔発明が解決しようとする課題〕

前項で説明したように、露光が過剰になると。

レジストパターンが全体的に細くなるばかりでなく、第
５図に示すように、交差する第２層Ａ４配線膜２９の段
差によってできた第２層Ａｎ配線膜３１凹部からの入射
光の反射によるハレニションにより局部的にレジスト膜
３２のパターン巾が細くなる。

本発明が解決しようとする問題点は、チップ領域が露光
過剰となり、配線の巾が細くなることである。

従って、チップ領域の露光の量に対して、スクライブラ
インの露光の量を増大することを目的として５本発明が
提供されるものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

図において、１は基板、２は絶縁膜、３は配線膜、４は
レジスト膜、５は第１のマスク、６は第■のマスクパタ
ーン、７は第２のマスク、８は第２のマスクパターンで
ある。

第１図（ａ）に示すように、基板１に絶縁膜２を被覆し
たあと、絶縁膜２をパターニングし、その上に、全面に
配線膜３を被覆し、レジスト膜４を塗布し、ブレベーキ
ングを行う。

この時、配線膜３は下地の絶縁膜２の段差の影響で、同
じような段差があり、配線膜３上に塗布したレジスト膜
４は、下地の絶縁膜３のない領域は、絶縁膜の残ってい
る領域に比べて１段差の厚さだけ厚くなる。

次に、第１のマスク５を用いて、レジスト膜４が薄く形
成された第１の厚さの領域に必要な露光量で第１回目の
露光を行う。

引続き、第１図（ｂ）に示すように、第２のマスク７を
用いてレジスト膜が厚く形成された第２の厚さの領域に
必要な露光量で第２回目の露光を行う。

２回の露光を終了したのち１通常の工程でポストベーキ
ング、現像、リンス、乾燥、更にエツチングによるへ！
配線のパターニングを行う。

このような方法をとれば、チップ内のレジストの厚さに
対応させて、適正な露光量の露光を行うことができる。

〔作用〕

レジスト膜の厚さの違いに応じた工程を追加するので、
第１の厚さの領域と第２の厚さの領域に生じたレジスト
膜の厚さの違いがあっても、レジスト膜の厚さに対応し
た。適正な露光が行える。

〔実施例〕

実施例は、スクライブラインを有する半導体基板におい
て、スクライブラインの露光にマスクを用いて１反射型
投影露光を一括で行い、引続き。

９チツプレチクルを用いて、縮小投影露光を分割で行っ
た例について、説明する。

９チツプのブロックレチクルとしたのは、１チツプレチ
クルの場合に、ステップして露光する際にスクライブラ
インがオーバーラツプして、２重に露光されるため９本
発明の効果が発運されないためである。

第２図はチップ領域とスクライブライン領域のレジスト
膜の厚さ、第３図は本発明の一実施例の模式断面図であ
る。

図において、９はＳｉ基板、１０はＳｉＯ□膜、１１は
Ａ１膜、１２はレジスト膜、１３はＳｉ基板、１４はＳ
ｉ０ｇ膜、１５はＡｌ膜、１６はレジスト膜、１７はフ
ォトマスク、　１８はスクライブライン形成パターン、
１９はレチクル、２０は配線形成パターンである。

第２図に示すように、　Ｓｉ基板９上の５ｉｆｔ膜１０
゜及びＡ！膜１１の段差によるレジスト膜の厚さの違い
を比較した場合に、チップ領域でのレジスト膜の厚さａ
がスクライブライン領域でのレジスト膜の厚さｂの１／
２になる場合には、露光量を半減する必要がある。

第３図（ａ）に示すように、スクライブライン領域を除
いて８，０００人の厚さにＳｉＯ□膜１４を被覆したＳ
ｉ基板１３上に１μの厚さにＡ２膜１５を全面に被着す
る。その上にポジ型レジストである叶ＰＲ−８００をス
ピナーで２μの厚さに塗布する。この時、スクライブラ
インの溝の中のレジスト膜１６の厚さは３〜４μの厚さ
となる。

レジスト膜１６を１５０”Ｃで１分間のブリベータをお
こなった後、スクライブライン形成領域のみを透明に抜
いたガラス製のフォトマスク１７を反射型投影露光装置
にセットし、レジスト膜１６の露光に必要な２００　ｍ
ｊ／ｃｍ２の露光量でスクライブライン領域を一括露光
する。

次に、第３図（ｂ）に示すように、Ａ１配線パターンを
形成した９チツプのブロックレチクル１９を縮小投影露
光装置に装着し、第１回目の露光の半分の１００ｍｊ／
ｃｍ”の露光量で、レジスト膜に第２回目の露光を行い
、配線形成パターン２０を焼き付ける。

続いて、レジスト現像液により、１分間現像し。

２０秒間、水でリンスしたのち自然乾燥する。

現像の終了したＳｉ基板１３はベーキング装置に入れ、
レジスト膜１６を１２０°Ｃ１分間ポストベークした後
、　ＲＩＥ法によりレジスト膜１６をマスクとじてへ〇
膜１５のエツチングを行い、パターニングを終了する。

このように、フォトマスクを２枚使用して、レジストの
膜の厚さに対応した２度露光を行うことにより、スクラ
イブラインのレジストパターンが完全に抜けると同時に
１微細なＡｆ電極パターンもより狭く１細まることなく
、適正寸法通りに形成される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スクライブライン領域とチップ領域で
２段差が生じていても、チップ領域に適正な露光が行え
るので、所要の寸法で配線が形成できる。従来は、レチ
クル及びマスクにシフトを入れることで配線細りを防い
でいたが、今後、微細化が進むにつれ、シフトを入れる
ことは不可能になり２本発明が一層効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図。 第２図はチップ領域とスクライブライン領域のレジスト
膜の厚さ。 第３図は本発明の一実施例の模式断面図。 第４図は従来例のスクライブライン領域の模式第５図は
Ａｊ２配線膜交差部の影響を示す模式断面図及び平面図 である。 図において。 １は基板、　　　　　　２は絶縁膜、。 ３は配線膜、　　　　　４はレジスト膜。 ５は第１のマスク。 ６は第１のマスクパターン。 ７は第２のマスク。 ８は第２のマスクパターン。 ９はＳｉ基板、１０はＳｉｎ、膜 １１はＡｆ膜、１２はレジスト膜。 １３はＳｉ基板、１４はＳｉＯ□膜。 １５は！膜１　　　　１６はレジスト膜。 １７はフォトマスク。 １８はスクライブライン形成パターン。 １９はレチクル ２０は配線形成パターン。 烹　１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体基板（１）上に被着された厚さが部分的に異なる
   レジスト膜（４）に対し、 第１のマスク（５）を用いて、該レジスト膜（４）が薄
   く形成された第１の領域にパターンを形成する露光を行
   う工程と、 第２のマスク（７）を用いて、該レジスト膜（４）が厚
   く形成された第２の領域のみを露光する工程とを含むこ
   とを特徴とするレジストパターン露光方法。