(57)【要約】【課題】高価な装置を使うことなく、また、高コストや、製造効率の低下を招かずに、同一ウェハでばらつきの少ない抵抗値を有する薄膜抵抗素子の製造方法を提供する。【課題の解決手段】ウェハ面の抵抗素子形成膜上に設けたレジスト膜に対してステップ＆リピート方式で露光し、レジスト膜に形成したマスクを使用して薄膜抵抗素子を形成する方法において、ウェハの中心部に対応するレジスト膜に対するショット毎の露光量を、その周縁部に対応するレジスト膜に対するショット毎の露光量よりも多くして、同一幅のマスクで形成される薄膜抵抗素子の線幅をウェハの中心部では周縁部よりも細く形成し、ウェハの直径方向における抵抗値のばらつきを少なくする。【選択図】  図３
2006086298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハ面の抵抗素子形成膜上に設けたレジスト膜に対してステップ＆リピート方式で露光し、レジスト膜に形成したマスクを使用して薄膜抵抗素子を形成する方法において、
ウェハの中心部に対応するレジスト膜に対するショット毎の露光量を、その周縁部に対応するレジスト膜に対するショット毎の露光量よりも多くして、同一幅のマスクで形成される薄膜抵抗素子の線幅をウェハの中心部では周縁部よりも細く形成する
ことを特徴とする半導体装置における薄膜抵抗素子の製造方法。
【請求項２】
薄膜抵抗素子を、複数の細線状の薄膜抵抗を並列配置して形成することを特徴とする請求項１記載の半導体装置における薄膜抵抗素子の製造方法。
【請求項３】
形成した薄膜抵抗素子の抵抗値又は線幅を検出し、検出結果に基づいてレジスト膜に対するショット毎の露光量を調整することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体装置における薄膜抵抗素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置における薄膜抵抗素子の製造方法に関し、特に、ウェハ面の抵抗素子形成膜に設けたレジスト膜に対してステップ＆リピート方式で露光し、形成したレジスト膜のマスクを使用して抵抗素子形成膜を加工し、薄膜抵抗素子を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ウェハ面にスパッタ法で成膜する場合、ターゲットとウェハはほぼ同一大なので、ウェハ中心部にはターゲットの中心部のみならず、より広い範囲から成膜物質が到来するが、周縁部における成膜物質の到来は、周縁部近傍からに限られるので、ウェハ中心部の方が、周縁部よりも膜厚が厚くなる。この膜厚の不均一性は、抵抗素子形成膜の成膜においても該当するので、同一幅の抵抗素子を形成すると、断面積は中心部ほど大きくなって、抵抗値は、中心部ほど小さく、周縁部ほど大きくなるというばらつきを生じる（図２参照。なお、図２中、ウェハ直径方向座標軸における「O」が中心部を示すもので、他のグラフにおいても同様である）。このように、膜厚が不均一であると、従来の一般的な薄膜抵抗素子の製造方法では、ウェハの全面において同一の露光条件でステップ＆リピート露光を行うので、上記抵抗値のばらつきがそのまま現れて、同一ウェハにおける薄膜抵抗素子の抵抗値にばらつきを生じていた。
【０００３】
成膜時の膜厚の均一性を可能とする高い成膜性能を備えた装置を使用すれば、同一ウェハでばらつきのない薄膜抵抗素子を製造することは可能となるが、このような装置は高価である。したがって、一般的な半導体装置の薄膜抵抗素子の製造に、このような高価な装置を使用することは、製造コストの上昇に繋がるので、実際上不可能である。
【０００４】
従来、高性能な成膜形成装置を使用することなく所望抵抗値の薄膜抵抗素子を得るための技術として、複数の抵抗値の異なる薄膜抵抗を並列接続してなる調整用抵抗体を設けておき、これら並列接続した薄膜抵抗のうち一つあるいは複数のものを選択してレーザー光照射により切断し、薄膜抵抗素子の抵抗値を修正するものが知られている。
【特許文献１】特開２０００−２００８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記従来の調整用抵抗体を用いる方法によると、本来ならば必要がない調整用抵抗体を余分に設けなければならないので、コスト高になるとともに、薄膜抵抗素子を製造後に修正作業を行うので、製造効率が悪いという問題がある。本発明は、これらの問題を解決し、高価な装置を使うことなく、また、高コストや、製造効率の低下を招かずに、同一ウェハでばらつきの少ない抵抗値を有する薄膜抵抗素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明の請求項１に係る半導体装置における薄膜抵抗素子の製造方法は、ウェハ面の抵抗素子形成膜上に設けたレジスト膜に対してステップ＆リピート方式で露光し、レジスト膜に形成したマスクを使用して薄膜抵抗素子を形成する方法において、ウェハの中心部に対応するレジスト膜に対するショット毎の露光量を、その周縁部に対応するレジスト膜に対するショット毎の露光量よりも多くして、同一幅のマスクで形成される薄膜抵抗素子の線幅をウェハの中心部では周縁部よりも細く形成するものである。
【０００７】
同じく上記目的を達成するために、本発明の請求項２に係る半導体装置における薄膜抵抗素子の製造方法は、上記請求項１の方法において、薄膜抵抗素子を、複数の細線状の薄膜抵抗を並列配置して形成することを特徴とする。
【０００８】
同じく上記目的を達成するために、本発明の請求項３に係る半導体装置における薄膜抵抗素子の製造方法は、上記請求項１又は請求項２の方法において、形成した薄膜抵抗素子の抵抗値又は線幅を検出し、検出結果に基づいてレジスト膜に対するショット毎の露光量を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高価な装置を使うことなく、また、高コストや、製造効率の低下を招かずに、同一ウェハにおける抵抗値にばらつきのない薄膜抵抗素子を製造することができるという効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面を参照して説明する。本実施形態で使用する製造装置は、従来公知の一般的なものでよい。まず、図１に示すように、ウェハ１上に、順次、抵抗素子形成膜２とレジスト膜３を成膜する。この成膜は、例えば、はじめに、窒素雰囲気下でチタンをターゲットとした公知のスパッタ法を用いて、直径６インチのウェハ１上に窒化チタンからなる抵抗素子形成膜２を膜厚数１０ｎｍ〜１００ｎｍで成膜する。次いで、公知のコーターを用いて、前記抵抗素子形成膜２上にレジストを塗布してレジスト膜３を形成する。前記成膜した抵抗素子形成膜２は、中心部の膜厚が周縁部の膜厚よりも厚いので、図２に示すように、周縁部において抵抗値が高いシート抵抗値分布となっている。
【００１１】
続いて、レジスト膜３に対して公知のステッパーを用いてステップ＆リピート方式で露光するのであるが、ウェハ１の中心部に対するショット毎の露光量を周縁部に対するショット毎の露光量よりも多く設定することにより、露光量が多い部分ではマスク直下に対応するレジスト膜３にも光が回り込んで、マスクの線幅よりも細い線幅のパターンがレジスト膜３に形成される。この露光量の設定は、上記シート抵抗値分布に応じてなされるもので、例えば、図３に示すように、ウェハ１の中心からの距離に応じて５段階に分けて行う。
【００１２】
そして、上記パターンで形成される薄膜抵抗素子の形状は、例えば、図４に示すように、１．５μｍの線幅で間隔を１．２μｍとして７本並列配置した抵抗素子４と、同様に１．５μｍの線幅で間隔を１．２μｍとして２本並列配置した抵抗素子５の各両端を端子６に接続してなるものである。なお、各抵抗素子４，５の長さは、１０５μｍである。前記線幅は、露光量が適正な場合にマスクの幅と対応するものであり、ウェハ１の周縁部で前記マスク幅と一致するように露光量を設定することにより、ウェハ１の中心部では露光量の多さに応じて、周縁部よりも線幅が細くなるものである。
【００１３】
図４に示す薄膜抵抗素子は、上述のようにレジスト膜３にパターニングした後、公知のエッチング法により、抵抗素子形成膜２を加工して形成する。このようにして形成された薄膜抵抗素子の抵抗値は、図５に示すように、ウェハ１の中心部と周縁部におけるばらつきが少ないものとなっている。
【００１４】
図６は、本発明の方法で製造した薄膜抵抗素子の他の構成例を示すもので、１０．５μｍの線幅の抵抗素子１４と、３．０μｍの線幅の抵抗素子１５の各両端を端子１６に接続してなるものである。なお、各抵抗素子１４，１５の長さは１０５μｍである。
【００１５】
図７のグラフは、上述の図４及び図６に示す各構成における各抵抗素子４，５，１４，１５を、本発明に係る方法で露光量を調整して製造した場合と、従来の方法で同一の露光量で製造した場合の、ウェハの直径方向における位置とその抵抗値の関係を示すもので、同一構成であっても本発明に係る方法で製造したものの方が同一ウェハでのばらつきが少ないことが理解できる。なお、従来例においては、各構成における抵抗値の差異は見られなかった。
【００１６】
また、形成した薄膜抵抗素子の抵抗値又は線幅を検出し、検出結果に基づいてレジスト膜３に対するショット毎の露光量を調整すると、形成する各抵抗素子４，５，１４，１５の抵抗値をより安定して維持することができる。
【００１７】
さらに、あらかじめ、使用する成膜形成装置に特有のシート抵抗値分布と露光量設定の相関関係を調べておき、シート抵抗値分布に応じた露光量を設定しておけば、成膜時のシート抵抗値を検出してこれに応じた露光量を指定することができる。
【００１８】
さらにまた、製造する薄膜抵抗素子の構成は、上述した図４及び図６のものに限らず、例えば、図８に示すように、１．５μｍの線幅の抵抗素子４本の中央に４．５μｍの線幅の抵抗素子を１．２μｍの間隔で並列配置した抵抗素子２４と、１．５μｍの線幅で間隔を１．２μｍとして２本並列配置した抵抗素子２５の各両端を端子２６に接続してなるものでもよい。なお、各抵抗素子２４，２５の長さは１０５μｍである。前記抵抗素子２４のように、線幅が異なるものを混在させて構成すると、露光量調整に対する抵抗値変化の感度が調整され、よりばらつきを少なくすることができる。
【００１９】
このように、本発明は上述した各実施形態に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】成膜状態を示す概略的な断面図。
【図２】ウェハ直径方向と成膜した抵抗素子形成膜の抵抗値との関係を示すグラフ。
【図３】ウェハ直径方向とレジスト膜に対するショット毎の露光量との関係を示すグラフ。
【図４】本発明の方法で製造した薄膜抵抗素子の構成例を示す平面図。
【図５】ウェハ直径方向とこの製造した薄膜抵抗素子の抵抗値との関係を示すグラフ。
【図６】本発明の方法で製造した薄膜抵抗素子の他の構成例を示す平面図。
【図７】薄膜抵抗素子の各構成例における本発明で製造した場合と従来の方法で製造した場合とのウェハ直径方向における抵抗値のばらつきを比較したグラフ。
【図８】本発明の方法で製造した薄膜抵抗素子のさらに他の構成例を示す平面図。
【符号の説明】
【００２１】
１    ウェハ
２    抵抗素子形成膜
３    レジスト膜
４，５，１４，１５，２４，２５    抵抗素子
６，１６，２６    端子
【図１】
2006086298.tif 000003
【図２】
2006086298.tif 000004
【図３】
2006086298.tif 000005
【図４】
2006086298.tif 000006
【図５】
2006086298.tif 000007
【図６】
2006086298.tif 000008
【図７】
2006086298.tif 000009
【図８】
2006086298.tif 000010