JPS6373251A - マスク - 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？上のｆｌｌ用分野〕 本発明は、リソグラフィー技術、特に、マスク基板の両
面を使用する技術に関し、例えば、半導体装置の製造工
程において、パターンをウェハに転写するリソグラフィ
ー技術に利用して有効なマスクに関する。

〔従来の技術〕

一般に、半導体装置の製造工程において、回路設計に基
づいたパターンをウェハ上に形成する場合、ホトマスク
に形成された遮光膜パターンをウェハ上に塗布されたホ
トレジストｌｌ臭に露光により転写することが行われる
が、この露光手段の一つとして密着型露光技術がある。

この密着型露光技術はホトレジストを塗布したウェハと
、設計パターンを遮光膜パターンとして描いたホトマス
クとを密着させ、これに紫外線の平行光を照射すること
により、実行される。この露光技術によれは、レジスト
膜とマスクの遮光膜パターンとが密着されるため、きわ
めて高い解像度が１７られ１μｍ以下の微細パターンを
解像することができる。

なお、密着型露光技術を述べである例としては、日経マ
グロウヒル社発行ｒＭ０ｓ　　ＬＳ＋ｇ造技術」昭和６
０年６月２０日発行　Ｐ１４９〜Ｐ１５１、がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような密着型露光技術においては、ホトマスクとウ
ェハとの間に間隙があると、マスク端部からの回折光に
より解像度が低下するため、両者を完全に密着させる必
要があり、その結果、ホトマスクのパターンが損傷され
るという根本的な問題がある。そして、ホトマスクはパ
ターンをウェハに転写する原版であるため、ホトマスク
に欠陥があると、その欠陥がウェハに転写されてしまう
。

したがって、欠陥が発見され、修正することができない
ホトマスクは廃棄処分されることになる。

しかし、このホトマスクの廃棄処分はマスク基板ぐるみ
に行われるため、パターンの微細化に伴って、マスク基
板自体についても高性能が要求されるようになった最近
、生産性の低下が招来されるという問題点があることが
、本発明者によって明らかにされた。

本発明の目的は、マスク基板の使用効率を高めることが
できるリソグラフィー技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔問題点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、次の通りである。

すなわち、マスク基板の両面に遮光膜からなるパターン
をそれぞれ形成するとともに、両パターンは一方のパタ
ーンが他方のパターンの裏側に入るようにそれぞれ構成
したものである。

〔作用〕

前記した手段によれば、小さい方のパターンは大きい方
のパターンの裏側に隠蔽されているため、大きい方のパ
ターンを使用する際、小さい方のパターンは全く転写さ
れないことになる。

大きい方のパターンが使用により欠陥が発生した際等、
小さい方のパターンを使用したい場合、大きい方のパタ
ーンをエツチング等のような適当な手段により除去すれ
ば、小さい方のパターンだけが残るため、小さい方のパ
ターンを転写させることができる。

このようにして、前記した手段によれば、マスク基板の
両面を使用することができるため、マスク基板の使用す
Ｊ率は２倍になることになり、マスク基板費用の節約に
より生産性を向上させることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるホトマスクを示す斜視
図、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図、第３図お
よび第４図はその作用を説明するための各断面図である
。

本実施例においては、説明および図示を簡単化するため
、プレーナ・トランジスタの製造においてベース・パタ
ーニングする工程と、エミッタ・パターニングする工程
とについてそのパターンの一単位を代表的に説明する。

本実施例において、このホトマスクはマスク基板２を備
えており、この基板２は石英ガラス等のような透光性を
有する材料を用いて略正方形形状の平板に形成されてい
る。マスク基板２の第１主面３および第２主面４にはベ
ース・パターン５およびエミッタ・パターン６が、クロ
ーム等のような光を透過させない材料を用いて、電子線
描画を利用したリソグラフィー技術等のような適当な手
段によりそれぞれ形成されており、両パターン５．６は
エミッタ・パターン６がベース・パターン５の裏側に完
全に入るようにそれぞれ設定されている。すなわち、エ
ミッタ・パターン６はベース・パターン５よりも十分に
小さくその正投影像の中に完全に隠蔽されるようになっ
ている。また、両パターン５．６は製造しようとしてい
るベースおよびエミッタについての寸法、位置関係等の
相聞関係を精密に維持するようになっている。ちなみに
、両パターン５．６をマスク基板２の両面に作成する場
合、小さい方のパターンであるエミッタ・パターン６を
先に作成した後、大きい方のパターンであるベース・パ
ターン５を作成することが望ましい。

次に前記構成にかかるホトマスクの使用方法並びにその
作用を、ブレーナ・トランジスタの製造法におけるベー
ス・パターニングおよびエミッタ・パターニングをそれ
ぞれ実施する場合について説明する。

このホトマスク１が使用されるウェハ１１には酸化１！
ｉ！１２が成長されており、その酸化膜１２上にホトレ
ジスト膜１３が全体にわたって均一に被着されている。

ホトマスクｌはマスク基板２の第１主面３をウェハ１１
（１’Ｊ（以下、下側とする。）に向けられ、第１主面
３側のベース・パターン５がウェハ１１のホトレジスト
膜１３に密着される。このとき、ホトマスク１のベース
・パターン５はウェハ１１に対して機械的手法または光
学的手法により精密にアライメントされる。

続いて、ホトマスク１の上方から紫外線の平行露光光１
０が照射されてホトレジス）１５！１３が露光され、ベ
ース・パターン５がウェハ１１上に転写される。このと
き、ホトマスク１の第２主面４に形成されたエミッタ・
パターン６はベース・パターン５の内側に完全に隠れて
いるため、ウェハ１１上に転写されることはない。

その後、ベース・パターンを転写されたウェハ１１は現
像処理およびエツチング処理によりベース・パターニン
グ孔を酸化膜１２に開けられ、次いで、その酸化膜１２
をマスクとしてＭｉ素等を用いたベース拡散処理を実施
されることにより、そのバターニング孔の部分にベース
層１４が形成される。そして、このウェハ１１のベース
層１４上には酸化膜１５が再度形成される。

一方、ホトマスク１は前記ベース・バターニング工程に
繰り返し使用される。ここで、ホトマスク１はベース・
パターン５をウェハ１１のレジス）ｊＷ１３に密着され
て使用されているため、ベース・パターン５は機械的に
損傷されて欠陥が発生することがある。ベース・パター
ン５に欠陥が発見された際、パターン修正作業が実施さ
れるが、修正が困難である場合、従来、ホトマスクはマ
スク基板ぐるみ廃棄処分される。

しかし、本実施例おいては、ベース・パターン５がエツ
チング処理等のような適当な手段により除去される。そ
して、ベース・パターン５が除去されたホトマスク１は
エミッタ・パターン６を転写するものとして再使用され
る。

第４図に示されているように、エミッタ・パターンを転
写されるウェハ１１はベース・バターニング工程を経て
得られたベース層１４上に酸化膜１５を形成されており
、さらに酸化膜１５上にホトレジストＩ！ｉ！１６を被
着されている。

ホトマスク１はマスク基板２の第２主面４を下に向けら
れ、第２主面４側のエミッタ・パターン６がウェハ１１
のホトレジスト膜１６に密着される。このとき、エミッ
タ・パターン６はウェハ１１に対して精密にアライメン
トされ、ベース層１４に正確に整合される。

続いて、ホトマスクｌの上方から紫外線の平行露光光１
０が照射されてホトレジスト膜１６が露光され、エミッ
タ・パターン６がウェハ１１上に転写される。このとき
、ホトマスクｌの第１主面３に形成されていたベース・
パターン５は既に除去されているため、エミッタ・パタ
ーン６のみが転写されることになる。また、同一のホト
マスク１でベース・パターン５を先に転写されたウェハ
１１について、同一のホトマスクを用いてエミッタ・パ
ターン６を転写すると、マスク基板２の特性等について
の転写条件が同一になるため、パターン５．６の整合度
が良好になるという効果が得られる。

その後、エミッタ・パターンをベース・パターン上に重
合するように転写されたウェハ１１は現像処理およびエ
ツチング処理によりベース層１４上の酸化ＴＩＪ１５に
エミッタ・パターニング孔を開けられ、次いで、その酸
化膜１５をマスクとして燐等を用いたエミッタ拡散処理
を実施されることにより、そのパターニング宛の部分に
エミツタ層（図示せず）が形成される。

詳細な説明は省略するが、その後、ウェハはベースおよ
びエミッタ・パターニングと同様な方法で、ベース領域
上の一部とエミッタ領域上の一部の酸化膜を除去された
後、アルミニュームＩＱを蒸着されるとともに、リソグ
ラフィー処理およびエツチング処理により電気配線を形
成されることになる。

一方、ホトマスク１は前記エミッタ・パターニング工程
に繰り返し使用される。ここで、エミッタ・パターン６
に欠陥が発見され、修正が困雌な場合、このホトマスク
１はマスク基板２ぐるみ、初めて廃棄処分される。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

（１１マスク基板の両面にパターンをそれぞれ形成する
とともに、両パターンを一方のパターンが他方のパター
ンの裏側に入るようにそれぞれ設定することにより、マ
スク基板の両面を使用することができるため、マスク基
板の使用効率を２倍に高めることができ、マスク基板費
用の節約により、生産性を高めることができる。

（２）同一のマスク基板の両面に形成された２ＰｉＩＭ
のパターンのそれぞれを同一のウェハに重ね合わせ露光
させることにより、マスク基板の特性等についての転写
条件を前後の露光において共通化させることができるた
め、重ね合わせ精度を高めることができ、微細化を促進
させることができる。

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、本発明は前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。

マスク基板の両面にはブレーナ・トランジスタのベース
およびエミッタ・パターンをそれぞれ形成するに限らず
、バイポーラ集積回路やＭＯ３集積回路の製造方法等に
使用されるマスクにおいて、種々のパターンを両面に組
み合わせてそれぞれ形成させることができる。

その−例をバイポーラ集積回路の創造方法について列挙
すると、次のものが考えられる。ここで、前者がマスク
基板の第１主面に形成されたベースパターンに相当する
大きい方のパターンであり、後者が同しくエミッタパタ
ーンに相当する小さい方のパターンである。また、ポジ
、ネガはレジストの型に対応するパターンを意味し、付
記のない場合は、ネガ同士またはポジ同士とする。後記
■以降は２ｍレジストにおける第１層と第２ＷＩとの関
係のパターン同士である。

■　Ｎ”埋込ｒｆｉ／コンタクトホール、ベース、エミ
ッタ。

■　アルミニューム配線第１ＪｉｉＷ（ポジ）／コンタ
クトホール（ネガ）。

■　アルミニューム配線第１層、第２層（ポジ）／スル
ーホール（ネガ）。

■　アルミニューム配線（ポジ）／ボンディングバンド
孔（ネガ）。

■　セカンド・スルーホール／スルーホール。

■　セカンド・コンタクトホール／コンタクトホール。

■　セカンド・アイソレーション／アイソレーション。

■　セカンド・ボンディングパッド孔／ポンディングパ
ッド孔。

また、応用例としては、マスク基板の第１主面において
大きいパターンを除去した後、その大きいパターンがあ
った場所に、小さいパターンを仮に大きいパターンがあ
った場合に完全に隠れるように重ねて形成することが、
考えられる。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である密着型露光技術に適
用した場合について説明したが、それに限定されるもの
ではなく、反射型投影露光技術および縮小投影露光技術
に適用することができる０本発明は少なくとも透明なマ
スク基板を使用するマスク全般に適用することができる
。

（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、次の通りである。

マスク基板の両面にパターンをそれぞれ形成するととも
に、両パターンを一方のパターンが他方のパターンの裏
側に入るようにそれぞれ設定することにより、マスク基
板の両面を使用することができるため、マスク基板の使
用効率を２倍に高めることができ、マスク基板費用の節
約により、生産性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるホトマスクを示す斜視
図、 第２図は第１図のｎ−ｎ線に沿う断面図、第３１！ｌお
よび第４図はその作用を説明するための各断面図である
。 １・・・ホトマスク、２・・・マスク基板（ブランク）
、３・・・第１主面、４・・・第２主面、５・・・ベー
ス・パターン（大きい方のパターン）、６・・・エミッ
タ・パターン（小さい方のパターン）、１０・・・露光
光、１１・・・ウェハ、１２．１５・・・酸化膜、１３
．１６・・・ホトレジスト膜、１４・・・ベース層。 第　　１　　図 第　　３　　図 ″　　　　　第　　４　　図 第　　２　　図 ｌ−ボトマフク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、マスク基板の両面に遮光膜パターンがそれぞれ形成
   されており、両パターンは一方のパターンが他方のパタ
   ーンの裏側に入るようにそれぞれ構成されていることを
   特徴とするマスク。 ２、大きい方のパターンが先に使用され、小さい方のパ
   ターンは大きい方のパターンが除去された後、使用され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマスク
   。 ３、同一のホトマスクを用いて２種類のパターンを、同
   一の被転写物にそれぞれ転写させるように使用されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマスク。