JPH0418721A - Manufacture of semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Manufacture of semiconductor integrated circuit device

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Publication number
JPH0418721A
JPH0418721A JP2122484A JP12248490A JPH0418721A JP H0418721 A JPH0418721 A JP H0418721A JP 2122484 A JP2122484 A JP 2122484A JP 12248490 A JP12248490 A JP 12248490A JP H0418721 A JPH0418721 A JP H0418721A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
blocks
mask
reticle
reticle mask
Prior art date
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Pending
Application number
JP2122484A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomiki Yoshida
臣希 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2122484A priority Critical patent/JPH0418721A/en
Publication of JPH0418721A publication Critical patent/JPH0418721A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/70066Size and form of the illuminated area in the mask plane, e.g. reticle masking blades or blinds

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable the semiconductor IC in excellent efficiency to be manufactured by a method wherein the lithographic process making preparations of the wafers having elements in which the gate numbers per chip are finely sectioned with a less number of masks. CONSTITUTION:Three lines by three columns of blockes 1 as the pattern regions are arranged on a transparent e.g. quartz-made substrate 3 while spacers 2 are provided between respective blocks 1. When these blocks 1 are used as a reticle mask, the blocks 1 in the non-applied regions (b) are shielded with a shielding means like the reticle blind of an exposure device not to be irradiated with light during transfer process. Through these process, restricted numbers of blocks 1 are used as the reticle mask to set up the repeated transfer gaps corresponding to the size of applied regions (a) so that the element formed wafers in various gate numbers may be manufactured by arranging only one set of masks.

Description

【発明の詳細な説明】 [概 要] 本発明はゲートアレイのリソグラフィ処理に関し、 フォトマスクの品種数を減じて、而も形成済のトランジ
スタ数を細かく設定し得るマスクパターン転写法の提供
を目的とし、 複数の半導体能動素子を形成するためのマスクパターン
が配置されたパターン・ブロックを単位とし、該パター
ン・ブロックが複数個配置されたレティクルマスクを準
備し、 製作せんとする半導体集積回路装置が備えるべき半導体
能動素子数に相当する前記パターン・ブロックの数を設
定して、前記レティクルマスク中に相互に隣接配置され
た該設定数のパターン・ブロックを選定し、 該選定されたパターン・ブロックを1チップ分のレティ
クルマスクとして感光性皮膜に光学的に転写する工程を
包含して構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] The present invention relates to lithography processing of gate arrays, and aims to provide a mask pattern transfer method that can reduce the number of types of photomasks and finely set the number of formed transistors. A semiconductor integrated circuit device to be fabricated is prepared by preparing a reticle mask in which a plurality of pattern blocks are arranged, with a pattern block in which mask patterns for forming a plurality of semiconductor active elements are arranged as a unit. Setting the number of pattern blocks corresponding to the number of semiconductor active elements to be provided, selecting the set number of pattern blocks arranged adjacent to each other in the reticle mask, and selecting the selected pattern blocks. The structure includes a step of optically transferring a reticle mask to a photosensitive film as a reticle mask for one chip.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明はゲートアレイのりソグラフィ処理に関わり、特
にレティクルマスクを用いて、トランジスタ形成済のウ
ェハを製作する際のレティクルマスク使用法に関わる。
TECHNICAL FIELD This invention relates to gate array lithography processes, and more particularly to the use of reticle masks in fabricating transistor-prepared wafers.

ゲートアレイのようなセミカスタム集積回路(以下、集
積回路をICと略記)では、所定数のゲートを形成済と
した半導体ウェハを用意しておき、顧客の注文に適合し
たウェハを選び出して内部配線を形成し、ICを完成さ
せることが行われる。
In semi-custom integrated circuits (hereinafter referred to as IC) such as gate arrays, semiconductor wafers with a predetermined number of gates are prepared, and the wafers that match the customer's order are selected for internal wiring. and completing the IC.

なお、此処でいうゲート数はトランジスタ数であるごと
が多いが、複数のトランジスタを栄位として計数する場
合もある。
Note that the number of gates referred to here is often the number of transistors, but there are cases where a plurality of transistors are counted as one.

(従来の技術と発明が解決しようとする課題〕此種ウェ
ハに予め準備されるゲート数は通常1000.2000
.5000或いは10000といった数であって、比較
的粗い間隔で設定されている。従って、例えば6000
ゲートを必要とする論理回路ICを製作する場合にはゲ
ート#1tooooのウェハを使用せざるを得す、ゲー
ト数の40%が無駄になる。そのため製造コストが高謄
することになる。
(Problem to be solved by conventional technology and invention) The number of gates prepared in advance on this type of wafer is usually 1000.2000.
.. The number is 5,000 or 10,000, and is set at relatively coarse intervals. Therefore, for example 6000
When manufacturing a logic circuit IC that requires gates, a wafer with gate #1toooo must be used, and 40% of the number of gates is wasted. This results in high manufacturing costs.

このような不都合を避υノるためには、ウェハに予め準
備されるゲート数を1000.2000..3000,
4000、10000というように細かく区切られたも
のにしておけば良い。しかしながら、通常の如く品種毎
にマスクを起こしてこれ等のウェハを準備していたので
は、利用されることの少ないゲート数のウェハのマスク
経費を償却することが困難である。
In order to avoid such inconvenience, the number of gates prepared in advance on the wafer should be set to 1000.2000. .. 3000,
The number may be divided into small sections such as 4,000 and 10,000. However, if these wafers are prepared by making masks for each type as usual, it is difficult to amortize the cost of masks for wafers with a small number of gates that are rarely used.

かかる問題に対処するレディクルマスクの改善策として
提案されている技術の一例に、特開昭61−94341
号があるが、該公開特許公報に開示された発明は、1チ
ップ分のレティクルマスクのパターンをゲートプレイ部
と周辺回路部に区分し、所定素子数のゲーI・アレイ・
パターンを単位とする繰り返し転写によって必要なサイ
ズのゲートアレイ部を形成することを趣旨とするもので
ある。その際、周辺回路部もそれに合ねセでサイズを変
更しなければならないが、そのような状況に対応し得る
ように、分割されたレティクルマスクを使用するもので
ある。
An example of a technique proposed as an improvement measure for redicle masks to deal with such problems is Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-94341.
However, the invention disclosed in the published patent publication divides the pattern of a reticle mask for one chip into a gate play area and a peripheral circuit area, and divides the pattern of a reticle mask for one chip into a gate play area and a peripheral circuit area,
The purpose of this method is to form a gate array portion of a required size by repeating pattern-by-pattern transfer. At that time, the size of the peripheral circuit section must be changed accordingly, but a divided reticle mask is used to cope with such a situation.

この方式によれば、異なる素子数の素子形成済ウェハを
1セツトのマスクによって製作することが可能になるが
、セントを構成するレティクルマスク数が通常の数倍に
増えるため、マスク経費の節減は期待できず、繰り返し
転写の操作も複雑なものとなる。
According to this method, it is possible to manufacture wafers with different numbers of elements using one set of masks, but since the number of reticle masks that make up a cent increases several times compared to the usual number, the mask cost is not reduced. This cannot be expected, and the repeated transfer operation becomes complicated.

本発明の目的は、より少数のマスクによって1チップ分
のゲート数が細かく区切られた素子形成済ウェハを用意
するりソグラフィ処理法を提供することであり、それに
よってゲート利用効率の良いセミカスタムICを実現す
ることである。
An object of the present invention is to prepare a wafer with elements formed on it, in which the number of gates for one chip is finely divided by a smaller number of masks, and to provide a lithography processing method, thereby creating a semi-custom IC with high gate utilization efficiency. The goal is to realize the following.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するため、本発明が包含するりソグラフ
ィ処理では、 複数の半導体能動素子を形成するためのマスクパターン
が配置されたパターン・ブロックを単位とし、該パター
ン・ブロックが複数個配置されたレティクルマスクを準
備し、 製作せんとする半導体集積回路装置が備えるべき半導体
能動素子数に相当する前記パターン・フロックの数を設
定して、前記レティクルマスク中に相互に隣接配置され
た該設定数のパターン・ブ1コックを選定し、 該選定されたパターン・フl”I−)りのマスクパター
ンを、1チップ分のレティクルマスクとして感光性皮膜
に光学的に転写することが行われる。
In order to achieve the above object, in the lithography process included in the present invention, a pattern block in which a mask pattern for forming a plurality of semiconductor active elements is arranged is used as a unit, and a plurality of pattern blocks are arranged. Prepare a reticle mask, set the number of pattern flocks corresponding to the number of semiconductor active elements that a semiconductor integrated circuit device to be manufactured should have, and set the set number of pattern flocks that are arranged adjacent to each other in the reticle mask. A pattern blank is selected, and the selected mask pattern is optically transferred onto the photosensitive film as a reticle mask for one chip.

[作 用] ケートアレイ用のマスクパターンは、Ail述の従来技
術の例のように、論理ゲート部と周辺回路部で異なった
素子配置が採用される場合もあるが、チップ内の素子配
置は均一なものとしておく力が、より多様な要求に応す
ることが可能である。本発明でもこの方式が採られ、チ
ップ内に略均−に分布するゲートの数が所定数単位で増
減されるものとなっている。
[Function] Although the mask pattern for the gate array may have different element arrangements in the logic gate part and the peripheral circuit part, as in the prior art example mentioned by Ail, the element arrangement within the chip is uniform. The ability to keep things as they are will enable us to respond to more diverse demands. This method is also adopted in the present invention, and the number of gates distributed approximately evenly within the chip is increased or decreased in units of a predetermined number.

本発明では一定数の素子を包含するゲートアレイ・パタ
ーンを単位ブロックとし、該ブロックをマトリックスに
配列したものが、基幹的なレティクルマスクとして用意
される。第1図はこれを単純化して示す図である。同図
(a)の91<、石英のような透明基板3の一トにパタ
ーン領域であるブロック1が3行×3列に配置形成され
、各ブロック相互間にはスペー4J゛2が設L′Iられ
ている。
In the present invention, a gate array pattern including a certain number of elements is used as a unit block, and the blocks arranged in a matrix are prepared as a basic reticle mask. FIG. 1 is a simplified diagram showing this. In FIG. 9A, blocks 1, which are pattern areas, are arranged in 3 rows and 3 columns on one side of a transparent substrate 3 such as quartz, and a space 4J'2 is provided between each block. 'I have been treated.

これをレティクルマスクとして使用する際は、露光装置
のレティクル・ブラインドのような遮光り段によって、
同図α))に示されるように、不使用領域のブしノック
には照射光が当たらないようにして転写が行われる。
When using this as a reticle mask, use a light-shielding stage like the reticle blind of an exposure device to
As shown in α)) in the same figure, the transfer is performed in such a way that the irradiation light does not hit the knocks in the unused area.

このように限定されたブロックだりをマスクとして使用
し、使用領域の大きさに従って繰り返し転写の間隔を設
定すれば、1組のマスクを用意するだけで様々なゲート
数を持つ素子形成済ウェハを製作するごとが出来る。
By using such a limited block as a mask and setting the repeat transfer interval according to the size of the area to be used, it is possible to produce wafers with various gate numbers by simply preparing one set of masks. I can do things.

レティクル・ブラインドによる露光/非露光の区分で番
」、区分線が若干不明瞭になるごとは避りられないが、
前記ブロックの周囲には所定幅の空白領域が存在するの
で、選択されたブロック内のパターン転写を確実に行い
、非選択領域への光照射は確実に遮断することは容易で
ある。
Due to the exposure/non-exposure division due to the reticle blind, it is inevitable that the division line will become slightly unclear,
Since a blank area of a predetermined width exists around the block, it is easy to reliably transfer the pattern within the selected block and reliably block light irradiation to non-selected areas.

なお、1ブロツクのゲート数を少なくずれば、1チ・ン
ブ内のデー1−数をより細かく調整することができ、選
択されたブロックをチップ内で方形に配置する際も、縦
横のブロック数をより自由に選べる点で有利てあが、ブ
L2ツク間に設ける空白部が増加し、チップ面積の利用
効率が低下する。
Note that by reducing the number of gates in one block, the number of data in one chip can be adjusted more finely, and when arranging the selected blocks in a rectangle within the chip, the number of vertical and horizontal blocks can be adjusted more precisely. Although this is advantageous in that it allows more freedom in selecting the block L2, the blank space provided between the blocks L2 increases and the efficiency of chip area utilization decreases.

〔実施例〕〔Example〕

第2図は本発明の実施例に於けるパターン配置を示す図
である。こごでも3は透明基板であり、500ゲー1−
を含むパターン領域であるブロック1が6行×3列に配
置形成され、各ブロック相互間にはスペーサ2が設けら
れている。ブロックの寸法は2.0mm X 1.0m
mであり、スペーサの幅は0.2+nmである。
FIG. 2 is a diagram showing a pattern arrangement in an embodiment of the present invention. Kogodemo 3 is a transparent substrate, 500 games 1-
Blocks 1, which are pattern areas including the above, are arranged in 6 rows and 3 columns, and spacers 2 are provided between each block. Block dimensions are 2.0mm x 1.0m
m, and the width of the spacer is 0.2+nm.

これをレティクルマスクとして利用し、第3図(k+ (a)〜澗に示すように転写領域を限定するごとによっ
゛で、 1000.]500,2000,3000,4
000,4500.50006000、7500及び9
000のケート数を持つICチップを形成することが出
来る。ブロックの配置数を増せば、更に多くのゲート数
を含むパターンが繰り返し転写できることは言うまでも
ない。なお、該実施例では6000ゲートのブロック配
置が2通りあり、都合の良い方を選択することができる
Using this as a reticle mask, each time the transfer area is limited as shown in Figure 3 (k+ (a) to x), 1000.] 500, 2000, 3000, 4
000,4500.50006000,7500 and 9
It is possible to form an IC chip with a cell count of 000. Needless to say, if the number of blocks arranged is increased, patterns including a larger number of gates can be repeatedly transferred. In this embodiment, there are two types of block arrangement of 6000 gates, and the convenient one can be selected.

レティクル・ブラインドによって限定された転写領域の
境界部では、照射光の回折等が原因でパターンがほやげ
たり、境界外に光が漏れることが起こる。これはレティ
クル・ブラインドがこのような利用を意図して設けられ
たものではない故であり、ブロック間に設けるスペーサ
の幅を十分に取ればこの障害をill? &Jるごとか
できる。繰り返し転写をチップ単位で行う場合には、当
該部分はスクライブ領域に含まれることになるので、ス
ペーサの幅は前記の値で十分である。
At the boundary of the transfer area limited by the reticle blind, the pattern may become blurred or light may leak outside the boundary due to diffraction of the irradiated light. This is because the reticle blind was not intended for this kind of use, and if the spacer provided between the blocks is wide enough, this problem can be overcome. &J Rugotoka can do it. When repetitive transfer is performed on a chip-by-chip basis, the above-mentioned width of the spacer is sufficient because the relevant portion is included in the scribe area.

更に、レティクル・ブラインドを利用して転写光照射領
域を限定する場合、限定可能な最小領域が機構J−存在
することは通常速けられない。本実施例のレティクルマ
スクでは3列×2行即ち3000ゲートが最小の転写可
能領域であった。しかしながら、この最小領域限定は本
質的なものではなく、本発明の実施に適した遮光手段を
持つ転写装置であれば、該領域はより縮小されたものと
なり、第3図(a)〜(C)に示されるような、ゲート
数が比較的少ないICチップの形成が可能となる。
Furthermore, when a reticle blind is used to limit the area irradiated with transfer light, it is usually not easy to ensure that there is a minimum area that can be defined. In the reticle mask of this example, the minimum transferable area was 3 columns x 2 rows, that is, 3000 gates. However, this minimum area limitation is not essential, and if the transfer device has a light shielding means suitable for implementing the present invention, the area will be further reduced, and FIGS. 3(a) to (C) ), it is possible to form an IC chip with a relatively small number of gates.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、1枚のレディクル
マスクを用いて様々な素子数のICチップを製作するこ
とが可能となり、使用頻度のばらつきによってマスク経
費を償却し得ない事態は起こらない。
As explained above, according to the present invention, it is possible to manufacture IC chips with various numbers of elements using a single readicle mask, and a situation in which mask costs cannot be amortized due to variations in frequency of use does not occur. do not have.

そのため、多種のゲート数のゲートアレイ・ウェハを準
備しておくことが可能となり、ゲー]・利用効率を常に
高いものとすることが出来る。
Therefore, it is possible to prepare gate array wafers with various numbers of gates, and it is possible to always maintain high gate utilization efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のブロック配置と使用形態を示す模式図
、 第2図は実施例のブロック配置を示す図、第3図は実施
例における使用形態を示す図であって、 図に於いて 1は素子形成領域であるブロック、 2はスペーサ、 3は透明基板 である。 ■ (e ) 4000 Gs (f ) 4500 Gs (g)5000Gs (h)6000Gs (i ) 6000 Gs (j ) 7500 Gs (k)9000Gs
Fig. 1 is a schematic diagram showing the block arrangement and usage pattern of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the block arrangement of the embodiment, and Fig. 3 is a diagram showing the usage pattern in the embodiment. 1 is a block which is an element formation region, 2 is a spacer, and 3 is a transparent substrate. ■ (e) 4000 Gs (f) 4500 Gs (g) 5000 Gs (h) 6000 Gs (i) 6000 Gs (j) 7500 Gs (k) 9000 Gs

Claims (1)

【特許請求の範囲】  複数の半導体能動素子を形成するためのマスクパター
ンが配置されたパターン・ブロックを単位とし、該パタ
ーン・ブロックが複数個配置されたレティクルマスクを
準備し、 製作せんとする半導体集積回路装置が備えるべき半導体
能動素子数に相当する前記パターン・ブロックの数を設
定して、前記レティクルマスク中に相互に隣接配置され
た該設定数のパターン・ブロックを選定し、 該選定されたパターン・ブロックを1チップ分のレティ
クルマスクとして感光性皮膜に光学的に転写する工程を
包含することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
[Claims] A semiconductor to be manufactured by preparing a reticle mask in which a pattern block in which a mask pattern for forming a plurality of semiconductor active elements is arranged is arranged as a unit, and in which a plurality of pattern blocks are arranged. setting a number of pattern blocks corresponding to the number of semiconductor active elements that an integrated circuit device should have, and selecting the set number of pattern blocks arranged adjacent to each other in the reticle mask; A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising the step of optically transferring a pattern block to a photosensitive film as a reticle mask for one chip.
JP2122484A 1990-05-11 1990-05-11 Manufacture of semiconductor integrated circuit device Pending JPH0418721A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011124356A (en) * 2009-12-10 2011-06-23 Dainippon Printing Co Ltd Method and apparatus for forming a plurality of patterns using a reticle

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011124356A (en) * 2009-12-10 2011-06-23 Dainippon Printing Co Ltd Method and apparatus for forming a plurality of patterns using a reticle

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