JPS6028230A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS6028230A
JPS6028230A JP58136951A JP13695183A JPS6028230A JP S6028230 A JPS6028230 A JP S6028230A JP 58136951 A JP58136951 A JP 58136951A JP 13695183 A JP13695183 A JP 13695183A JP S6028230 A JPS6028230 A JP S6028230A
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JP
Japan
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exposure
film
regions
area
pattern
Prior art date
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JP58136951A
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English (en)
Inventor
Sunao Shibata
直 柴田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • 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
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor

Landscapes

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

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、大面積チップのパターン形成に適した半導体
装置の製造方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年、LSI製造技術の発展は目覚ましく、その集積度
は益々増大している。このような集積度の増大は、微細
な寸法のレジストパターンを形成する露光技術の進歩に
よるところが太きい。
現在最も広(LSIの製造に用いられているのは、ウェ
ハ・ステラ・ぐと称される露光装置であり、この装置で
はレチクル上に形成されたマスクパターンを例えば11
5〜1/10に縮少してウェハ上に塗布されたレゾスト
に転写し、これをウェハ上に次々と位置を変えて露光す
る方式(ステッノ・アンド・リピート方式)が採られて
いる。
このような光露光技術では、現在的1〔μm〕程度の最
小線幅が正確に形成されるようになっており、さらに最
小線幅0.7〜0.5〔μm〕の実現に向けて技術開発
が進んでいる。
しかしながら、1回の投影で露光することのできる大き
さを現在のように10〜12 (tan )角の大きさ
に保ったままで、解像度を現在の1〔μm〕から〜0.
5〔μm〕に上げることは極めて困難である。また、例
え0,5〔μtn 〕の解像度で12 [: rmn 
:]角の露光領域が得られたとしても、LSIのチップ
面積は年々増加の傾向にあり、12 [mm :3角以
上の大きなチップには対応できなくなる。このため、L
SIのチップ面積増大化には多大な困難が伴った。
そこで最近、チップ面積が大きい場合には、チップ領域
を複数の露光領域に分割しそれぞれ別々に露光して1つ
の大きなチップを形成する方法が検討されている。
第1図はこの分割露光を説明する図である。
同図において41はレチクルでX方向に移動可能である
。42はレンズ、43はウェハーでxyX方向機械的に
移動する。レチクルAP光時は、ウェハー43のみ移動
し、ここでは6チツゾ露光される。レチクルB露光時は
、レチクルAの位置にレチクル41が移動する。ウェハ
ー上のA領域におけるマスクの重ね合せは、A領域に形
成済のマーカーと、これから露光するレチクル像を上か
ら透視することによって為されるので(例えば透視時に
はマーカー付近のみ光が当てられる)位置ずれは全んど
生じない。
しかし、ウェハー上のA、B領域間は、ウェハーの機械
的移動に基づくずれが生ずる。即ち、この方法では各露
光領域の相対的な位置ずれにより、各領域の境界部で不
都合が生じると云う問題がある。
以下、上記問題をM配線パターン形成を例にとり説明す
る。第2図(、)〜(c)は2つの露光領域1.2の境
界部(図中t −t’の破線で示す)付近の一部を拡大
して示す平面図で、1本のAt配線3,3′に生じた3
つの不良の例を示すものである。第2図(a)は2つの
領域1,2がY方向にずれたためAt配線3,3′が接
続されていない状態であり、同図(b)はAt配線3,
3′がX方向及びY方向にずれて接続されていない状態
である。
また、第2図(c)は領域1,2がY方向に僅かにずれ
てAt配線3,3′は接続されているが、その接続部で
細く疫っている状態を示している。この場合、配線の信
頼性が低下し、長時間電流を流し続けると接続部で断線
が生じることになる。
この問題の対策として、第3図に示す様に74ターン3
,3′端部を幅広にし、かつ相手領域に飛び出させる事
が考えられた。しかしながら、パターンのピッチをかな
シ拡大せねばならない為、高密度化には問題があった。
以上のような理由で、現在のLSI製造技術では、微細
な・ぐターンで大きなLSIチップを実現することは困
難であった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、露光領域のずれに起因するノRターン
の細りゃ断切れ等を防止することができ、微細なパター
ンで大きなLSIチップを実現し得る半導体装置の製造
方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の骨子は、露光領域間に接続領域を設け、この接
続領域を荷電ビームで直接描画することにより、露光領
域のずれを補正することにある。
す々わち本発明は、レチクル上に形成されたノ4ターン
を半導体ウェハ上に縮小投影して所望の・ぐターンを形
成する半導体装置の製造方法において、ウェハ内の1つ
のチップを露光する際に少なくとも2つの異ったツクタ
ーンを別々に露光し、次いで露光位置を示すパターンを
検出し、この検出情報に基づき1つの露光領域内の所定
の点とこれに隣接する露光領域内の所定の点とを両領域
に亘って接続するパターンを直接描画により形成するよ
うにした方法である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、チップ領域を複数の露光領域に分割し
ているので、微細/4’ターンの寸法精度を高精度に保
ちながら、任意の大きさの領域を露光することができる
。しかも、露光領域のずれに起因する接続部における・
セターンの細シや断切れ等の問題は、直接描画による接
続部パターン形成によって未然に防止することができる
。このため、集積度の著しく大きな大面積LSIチップ
を実現することができ、今後の半導体製造技術分野にお
ける有用性は絶大である。
〔発明の実施例〕
第4図(、)〜(c)は本発明の一実施例に係わる配線
・!ターン形成工程を示す図である。まず、第4図(、
)に断面図を示す如< St基板11上にStO□膜1
2全12てAt膜13を被着し、さらに尼膜13上にI
ゾ型レジスト14を塗布した。ここで、81基板11に
は図示しないが所望の素子が形成されているものとする
。また、Sl基板11の所定位置にはマスク合わせのた
めの位置合わせ用マーク(図示せず)が形成されている
ものとする。
次に、上記ウェノ)11の任意のチップ領域を第4図(
b)に示す如く破mm −m’を境界として例えば2つ
の露光領域15.16に分割し、それぞれの領域15.
16に縮小投影によシ別々のパターンを露光する。図中
斜線で示す領域17゜17′は1回目の投影により、斜
線で示す領域18 、18’は2回目の投影により露光
された部分である。本実施例の場合、レジスト14がポ
ジ型であるため、上記領域17.17’、18゜18′
が後の現像で除去されることになる。なお、前記マーク
は露光領域15.16のいずれにも予め形成されている
次に、電子ビーム露光装置を用い、前記マークの位置を
検出して、露光領域15.16の各位置を認識する。こ
のマーク位置検出には、電子ビーム照射によりマークか
ら放出される2次電子を検出する方法やレーザ光を用い
た方法等適宜選択すればよい。次いで、配線となるべき
領域19,20のコーナ位置21,22,23゜24の
各座標を計算する。その後、第4図(C)に示す如くコ
ーナ位置21.22.23.24で囲まれる4透彫領域
を残すべく領域25 、25’(図中交差斜線で示す)
を直接描画する。
これ以降は通常の工程通シ、光若しくは電子ビームの照
射された部分のレジストを現像によシ除去し、領域26
,27.28のレジストのみを残す。続いて、残ったレ
ジストをマスクとして用い、例えばリアクティブイオン
エツチングによシAt膜13を選択エツチングすると、
領域26.27.28の位置に1本のAt配線が領域1
5.26にまたがって形成されることになる。
かくして本実施例方法によれば、露光領域j5,16の
境界m −m’において、それぞれの領域15.16の
相対的な位置ずれによシAt配線が細くなったシ断線す
る等のことが全く生じないので、配線の信頼性向上をは
かり得る。
このため、信頼性の高いLSIを製造することが可能と
なる。また、原理的には数多くの露光領域が互いに隣接
して形成される場合にも全く同様に適用できるので、い
かなる大きなチップをも実現することが可能である。し
かも、各露光領域の大きさは解像度が最も良くなるよう
任意に選ぶことができるので、微細ノぐターンを有し太
き々チップ面積を持つ信頼性の高いLSIの製造が可能
である。
第5図(、)〜(f)は他の実施例の製造工程を示す図
でちる。なお、第4図(、)〜(C)と同一部分には同
一符号を付して、その詳しい説明は省略中る。
この実施例が先に説明した実施例と異方る点は、光によ
る露光と電子ビームによる描画とを別々のAA膜に対し
て行うことにある。
まず、前記第4図(a)に示す如き試料のチップ領域を
、第6図(a)に示す如く先の実施例と同様に2つの露
光領域15.16に分割し、これらの領域を縮小投影に
よ如露光する。図中斜線で示す領域31が1回目の投影
により、斜線で示す領域32が2回目の投影により露光
された部分である。次いで、レジスト14を現像し、領
域31,32のレゾストを除去し、配線となるべき領域
19.20上のみにレジストを残す。
次に、残ったレジストをマスクとして用い、第5図(b
)に示す如<At膜13をリアクティブ・イオン・エツ
チングによシ選択エツチングする。次いで、@5図(c
)に示す如く全面にS 102膜33を被着し、この5
i02膜33にコンタクトホール34゜35を形成する
。続いて、第5図(d)に示す如く全面にAt膜36を
被着し、そのよにし・クスト(感電子ビームレジスト)
37を塗布する。
次に、先の実施例と同様の手順に従い、第5図(e)に
示す如くコンタクトホール34,35を接続するパター
ンを電子ビーム直接描画により描画する。次いで、レジ
スト37を現像し、At膜36を選択エツチングするこ
とによって、第5図(f)に示す如く2層目のAt配線
が形成されることになる。
かくして本実施例によれば、先の実施例と同様に領域2
6.27.28の位置に1本の尼配線が露光領域15.
16にまたがって形成されることになシ、従って先の実
施例と同様の効果が得られる。まだ、光露光と電子ビー
ム描画とでそれぞれ異なるレジストを用いることができ
るので、レジストの選択が極めて容易である。
さらに、下層のAt膜13のエツチング後に上層At膜
36のAターニングのための電子ビーム描画を行うので
、下層At膜13のエツチング後のA?ターン角部を検
出して露光領域15.16のずれを補正することも可能
である。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、ノ(ターン形成すべきものはAA配線に限
るものではなく、拡散層、2すStやMo5t等のシリ
サイド配線、その他LSIを構成するいかなる層であっ
てもよい。また、前記第4図(a)〜(C)に示した実
施例では光露光及び電 −子ビーム描画を終えてからレ
ジストの現像を行ったが、この工程は何ら限定されるも
のではない。例えば、第4図(b)に示した段階の後、
現像・エツチングを行い、次いで電子ビーム用のレジス
トを塗布し、第4図(c)で示したのと同様な方法で描
画を行い、再び現像エツチングを行うようにしてもよい
。この場合、電子ビーム描画に際し、それぞれの露光領
域の位置検出のだめのパターンとして光露光によって形
成されたAt・母ターンを用いることができるので、電
子ビーム描画によるパターンと光露光によるパターンと
の位置合わせ精度をより高くすることができる。(第6
図) また、露光位置を示すiRパターンしては、光露光を行
う際のマスク合わせのためのマークであってもよいし、
電子ビーム描画のために特別に用意されたものでもよい
。さらに、その構造は、Sl基板上に形成された溝、絶
縁物や7+9 リSt或いは金属膜で形成された所定の
・リーンであれば何ら差し支えない。また、ポジ型に限
らずネガ型のレジストを用いることができるのは、勿論
のことである。
第7図は以上の実施例で用いられる荷電ビーム露光装置
である。51は電子銃、51aはカソード、51bはア
ノード、52a、52b152cは電子レンズ、53は
ブランキング回路、54は偏向回路、55はxyステー
ジ、56はステージ駆動系、57はウェハー、58はマ
ーカー、59は電子ビーム、60は反射電子検出器、6
1は制御回路、62はツクターン情報記憶回路である。
ウェハー57がセットされると各分割露光時に形成され
たマーカー58(特別に設けたものに限らないのは上述
した通り)に電子ビーム59が当てられ反射電子検出器
60により夫々のマーカー位置が検出される。一方、ツ
クターン情報記憶回路62には少なくとも領域A−Dに
対応した各マーカー位置、及び領域A−D間で接続すべ
き点の位置が記憶されている。従って制御回路61内で
この記憶情報と、上記検出情報とを比較することにより
、ステージ上に存在しているウェハーの接続すべき点、
そして接続配線の形状が決定される。そしてこの制御回
路61の情報に基づき、偏向系を制御し、直接描画を行
なう。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々
変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は分割露光を示す図、第2図(a)〜(C)及び
第3図は従来の問題点を説明するための平面図、第4図
(a)〜(C)は本発明の一実施例に係わる配線Aター
ン形成工程を示す断面図及び平面図、第5図(a)〜(
f)は他の実施例工程を説明するための断面図及び平面
図、第6図は他の実施例を説明するための平面図、第7
図は本実施例に用いた装置の断面図である。 11・・・Si基板、12・・・SiO□膜、13.3
6・・・kA膜、14.37・・・レジスト、15.1
6・・・露光領域、26,27.28・・・kl配線領
域。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 音節1図 第2図 ン・ ノ r−−u−馳−−一慟一−鴫−−1−―−−−− −−
一輪輪一一一、]I L−−−−−−L−−−−−−−、J 第3図 ■ ■ − 第4図 第5図 第5図 第6図 ムム

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) レチクル上に形成されたパターンを半導体ウェ
    ハ上に縮小投影して所望のパターンを形成する半導体装
    置の製造方法において、上記ウェハ内の1つのチップを
    露光する際に少なくとも2つの異ったノ’9ターンを互
    いに隣接して別々に露光する工程と、次いで露光位置を
    示すパターンを検出し、この検出情報に基づき1つの露
    光領域内の所定の点とこれに隣接する露光領域内の所定
    の点とを両領域に亘って接続するパターンを直接描画に
    より形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. (2)前記露光位置を示すパターンとして、前記異った
    ノ4ターンの露光前に予め前記チップ上に形成された位
    置合わせ用マークを用いることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の半導体装置の製造方法。
  3. (3)前記露光位置を示すノ9ターンとして、前記異っ
    たパターンの露光後にエツチングして形成されたパター
    ンを用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の半導体装置の製造方法。
JP58136951A 1983-07-27 1983-07-27 半導体装置の製造方法 Pending JPS6028230A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6247129A (ja) * 1985-08-26 1987-02-28 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6247129A (ja) * 1985-08-26 1987-02-28 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法

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