JPS623944B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体集積回路装置の製造に当
り、ホトリソグラフイ（以下ホトリソと略記す
る）工程に用いるホトマスク基板に関するもので
ある。

標準的な半導体集積回路装置の製造に当り、平
均８ないし10工程のホトエツチング処理が行なわ
れる。したがつて、６ないし８層のガラス製ホト
マスク基板が必要であり、ホトマスク基板には６
ないし８個の位置合せマークが必要となる。

しかし、半導体集積回路装置の設計には、常に
チツプ面積が最小となるように設計することが要
求されるため、必ずしもチツプ領域の所定位置に
位置合せマークのスペースが確保されるとは限ら
ず、むしろ各々の位置合せマークが分散して配置
される場合が多い。

従来のホトマスク基板を第１図に示す。第１図
において、１は石英などを材料とする透明ガラス
基板であり、この基板１の表面には、ホトレジス
ト膜を感光させる光に対して不透明な材料で、複
数チツプ領域を区画するためのＸ軸方向のグリツ
ドライン２と、同Ｙ軸方向のグリツドライン３
と、ウエハ上マークへの位置合せマーク４と、層
表示番号５と、回路を構成するためのパターン６
とが形成されている。また、第１図において、７
は後の工程で使用する位置合せマーク用スペー
ス、８は顕微鏡視野、９は１つのチツプ領域、１
０は前工程で使用した位置合せマーク用スペー
ス、１２は次工程で使用する位置合せマークの例
である。

そして、前述した理由と、第１図に例示したよ
うに、前工程で使用済となつたマークの近傍に、
当該工程の露光用マークがあるとは限らないた
め、ウエハの処理工程が進むと、位置合せマーク
の検出および使用済マークか否かの判別が困難と
なる。そこで、これらの対策のために、従来のホ
トマスク基板では、位置合せマークの近傍に層表
示番号を付すことが不可欠の条件となつている
が、これらは位置合せマークの占有面積が大きく
なるという問題を発生する。例えば２μｍの精度
で位置合せを行なう場合、400倍程度の顕微鏡を
使用するが、この顕微鏡の視野は最大30000μm²
程度であり、５mm×５mmの面積のチツプを考える
と、僅かに0.1％の領域が一視野で見えるに過ぎ
ないのが現状である。すなわち、位置合せマーク
に層表示番号を付すことが不可欠になつている従
来のホトマスク基板では、１つの20〜30μｍ×20
〜30μｍの位置合せマークを使用しても、30000
μm²以下の面積に集合させることが不可能であつ
たため、位置合せに時間がかかり、ホトリソ工程
の処理時間の短縮に大きな障害となつていた。第
４図は従来のホトマスク基板を用いる位置合せに
必要な時間データを示す。第４図に実線で示した
データから、従来のホトマスク基板では、最小で
も67秒間以下に１枚のシリコンウエハの処理時間
を短縮することは困難なことがわかる。

この発明は、前述した従来の問題を解決しよう
とするものであつて、第１の位置合せマークを包
囲する枠状などの第２の位置合せマークを設ける
ことにより、層表示番号を不要とし、第２の位置
合せマークを補助的な合せマークにして、各層の
位置合せマークを従来のものよりも近い位置に設
けることができるようにし、位置合せマーク領域
の縮小と、良好な位置合せ作業能率とが可能なホ
トマスク基板を提供することを目的とするもので
ある。

以下、この発明の一実施例につき図面を参照し
て説明する。

第２図はこの発明の一実施例を示す。第２図に
おいて、１は透明ガラス基板であり、この基板１
の表面にはホトレジスト膜を感光させる光に対し
て不透明な材料で、チツプ領域を区分するＸ軸方
向のグリツドライン２と、同Ｙ軸方向のグリツド
ライン３と、ウエハ上マークへの第１の位置合せ
マーク４と、このマーク４の領域を含む全位置合
せマーク領域を包囲して外枠を形成する第２の位
置合せマーク１１とが形成されている。また、７
は以後の工程で使用される位置合せマーク用スペ
ース、９は１つのチツプ領域、１０は前工程で使
用した位置合せ用マークスペース、１２は次工程
で使用する第１の位置合せマークの例である。

次に、前記実施例のホトマスク基板を使用した
ホトリソ工程の一例を第３図ａないしｅによつて
説明する。第３図ａ，ｂ，ｄ，ｅにおいて、１３
はシリコンウエハ、１４は酸化シリコンなどの絶
縁膜、１５はホトレジストである。

第３図ａ，ｂに示すように、第２の位置合せマ
ーク１１で囲まれた25000μm²以下の面積で、透
明ガラス基板１およびシリコンウエハ１３に設け
られた全合せマーク領域を顕微鏡視野に入れる。
次に、第２の位置合せマーク１１を前記ウエハ１
３のマークに合せる。その後、第１の位置合せマ
ーク４をすでに位置合せマーク１０でウエハ１３
に形成されている合せマークに合せる。そして、
第３図ｃに示すように、露光を行なう。この時
に、次工程で使用する位置合せマーク１２がウエ
ハ１３上に転写される。次に、エツチングを行な
い、第２の絶縁膜を育成する。その後、前述した
と同様な処理を繰返すが、この時は、第３図ｄ，
ｅに示すように、次工程で使用する位置合せマー
ク１２がウエハ１３上の前工程とは異なる場所に
転写される。

前述したように、この実施例では、位置合せマ
ーク領域を第２の位置合せマークを包囲したこと
により、前記マーク領域の面積を小さくでき、こ
のために顕微鏡視野に全ての位置合せマークを入
れることが可能となる。第２の位置合せマークで
ホトマスク基板とウエハとの概略の位置合せを行
なうため、使用済のパターンとの判別も容易とな
る。したがつて、この実施例では、ホトリソ工程
の大幅な処理時間短縮ができるという利点があ
る。すなわち、第４図に破線で示したように、こ
の実施例のホトマスク基板を用いると、ウエハ１
枚の処理時間が平均で57秒程度と従来に比べて25
％以上も短縮できることがわかる。

以上説明したように、この発明のホトマスク基
板は、少なくとも１つの第１の位置合せマークを
包囲して第２の位置合せマークを設けたので、位
置合せマーク領域の面積を縮小することができ、
また良好な位置合せ作業能率を得られるという効
果があり、すべての半導体回路装置の製造に利用
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のホトマスク基板の位置合せマー
ク部分の説明図、第２図はこの発明の一実施例に
よるホトマスク基板の位置合せマーク部分の説明
図、第３図ａおよびｂはこの発明の一実施例のホ
トマスク基板を用いるマスク合せ工程を説明する
ための縦断面図および平面図、第３図ｃは第３図
ａ，ｂのマスク合せ後の工程を説明するブロツク
図、第３図ｄおよびｅは第３図ｃの工程後のマス
ク合せ工程を説明するための縦断面図および平面
図、第４図は従来のホトマスク基板およびこの発
明のホトマスク基板を用いた場合のウエハ１枚当
りの位置合せ時間処理時間を比較して示す図であ
る。 １……透明ガラス基板、２，３……グリツドラ
イン、４……位置合せマーク、９……１つのチツ
プ領域、１１……第２の位置合せマーク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ホトレジスト膜を感光させる光が通過する材
   料からなる透明基板と、この透明基板の表面に前
   記光に対し不透明な材料からなるＸ軸方向および
   Ｙ軸方向のグリツドラインで区画された複数のチ
   ツプ領域と、これらのチツプ領域の表面に形成さ
   れた前記不透明な材料からなる少くとも１つの第
   １の位置合せマークと、前記チツプ領域内に前記
   第１の位置合せマークを包囲して形成した前記不
   透明な材料からなる第２の位置合せマークとを備
   えたことを特徴とするホトマスク基板。 ２ 第２の位置合せマークで囲まれる面積が
   25000μm²以下である特許請求の範囲第１項記載
   のホトマスク基板。