(57)【要約】【課題】本明細書は、半導体装置の製造方法において、表面に凸部を有する半導体基板に対して遮光パターンを精度よく投影する技術を提供する。【解決手段】本明細書が開示する半導体装置の製造方法は、露光マスク２を通して半導体基板３に光を照射する工程を有している。半導体基板が、凹部８と、凹部８の周囲に配置されている凸部９を有しており、露光マスクが、凸部６と、凸部６の周囲に配置されているフランジ部５を有しており、凸部６の表面に、遮光パターン７が形成されている。光を照射する工程では、露光マスク２の凸部６を半導体基板３の凹部８内に配置した状態で、露光マスク２を通して半導体基板３に光を照射する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の製造方法であって、
露光マスクを通して半導体基板に光を照射する工程を有しており、
半導体基板が、凹部と、凹部の周囲に配置されている凸部を有しており、
露光マスクが、凸部と、凸部の周囲に配置されているフランジ部を有しており、
凸部の表面に、遮光パターンが形成されており、
光を照射する工程では、露光マスクの凸部を半導体基板の凹部内に配置した状態で、露光マスクを通して半導体基板に光が照射される、
製造方法。
【請求項２】
露光マスクの凸部を半導体基板の凹部内に配置した後であって、光を照射する前に、半導体基板の凸部と、その半導体基板の凸部に対向する露光マスクのフランジ部の間の間隔に応じて、半導体基板と露光マスクとの相対位置を調整する請求項１の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板に露光マスクを通して光を照射する工程を有する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、外周部にリブが形成されたリブ付きウェーハが開示されている。リブによりウェーハの剛性が高くなり、ウェーハの取扱いや搬送が容易になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−９４１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体装置の製造工程においては、露光マスクを通して半導体基板に光を照射するフォトリソグラフィ工程が実施される。密着型露光装置を用いるフォトリソグラフィ工程では、露光マスクと半導体基板の距離が近いほど、精度よくパターンを半導体基板表面に投影することができる。しかし、上述したリブ付きウェーハでは、投影先の半導体基板表面の周りにリブが形成されているので、露光マスクを投影先の半導体基板表面に接近して配置することができない。このため、パターンを半導体基板に正確に投影することができない。したがって、本明細書は、表面に凸部を有する半導体基板に対して遮光パターンを精度よく投影するための技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する半導体装置の製造方法は露光マスクを通して半導体基板に光を照射する工程を有している。半導体基板が、凹部と、凹部の周囲に配置されている凸部を有しており、露光マスクが、凸部と、凸部の周囲に配置されているフランジ部を有しており、露光マスクの厚み方向の凸部の表面に遮光パターンが形成されている。光を照射する工程では、露光マスクの凸部を半導体基板の凹部内に配置した状態で露光マスクを通して半導体基板に光が照射される。
【０００６】
この構成によれば、露光マスクの凸部が半導体基板の凹部内に収容されるため、露光マスクの凸部の表面を半導体基板の凹部の表面の近くに配置することができる。これにより、露光マスクの凸部の表面に形成された遮光パターンを半導体基板の凹部表面に高い精度で投影することができる。すなわち、この方法によれば、半導体基板の表面に高い精度でパターンを形成することができる。
【０００７】
また、露光マスクの凸部を半導体基板の凹部内に配置した後であって、光を照射する前に、半導体基板の凸部と、その半導体基板の凸部に対向する露光マスクのフランジ部の間の間隔に応じて、半導体基板と露光マスクとの相対位置を調整してもよい。
【０００８】
このように半導体基板の凸部と露光マスクのフランジ部の間の距離に基づいて半導体基板と露光マスクの相対位置を調節することで、これらの位置ずれや傾きを好適に是正することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本明細書が開示する技術によれば、露光マスクを半導体基板に接近させることができ、露光マスクに設けられた遮光パターンを半導体基板に高精度で投影することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の露光工程を示す図（ウェーハと露光マスクの縦断面図）。
【図２】実施形態の露光工程を示す図（ウェーハと露光マスクの縦断面図）。
【図３】実施形態の露光工程を示す図（ウェーハと露光マスクの縦断面図）。
【図４】従来の露光工程を示す図。
【図５】露光マスクの製造工程（露光マスクの表面及び断面）を示す図。
【図６】露光マスクの製造工程（露光マスクの表面及び断面）を示す図。
【図７】露光マスクの製造工程（露光マスクの表面及び断面）を示す図。
【図８】従来の露光マスクにより投影される像を示す図。
【図９】実施形態の露光マスクにより投影される像を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施形態の製造方法では、図１に示すように、露光マスク２を通してウェーハ３に光を照射することで、露光工程を行う。最初に、露光マスク２及びウェーハ３の構造について説明する。
【００１２】
ウェーハ３は、上面視すると円形状のシリコン製ウェーハである。図１に示すように、ウェーハ３の上面には、上方に向かって凸形状であるリブ９が設けられている。リブ９は、ウェーハ３の外周部に沿って延びている。別言すれば、ウェーハ３の上面には、その中央に窪んだ凹部８が設けられ、凹部８の周囲にリブ９が設けられている。
【００１３】
露光マスク２は、ガラス（合成石英）製のプレートである。露光マスク２は、光透過性を有する。図１に示すように、露光マスク２の下面には、その中央に下方に向かって凸形状である凸部６が設けられている。凸部６の周囲には、フランジ部５が形成されている。フランジ部５の下面５ａは、凸部６の下面６ａよりも上面側に位置している。フランジ部５は、露光マスク２の外周部に沿って延びている。凸部６の下面には、遮光パターン７が設けられている。
【００１４】
実施形態の製造方法における各工程について説明する。まず、ウェーハ３の凹部８の上面８ａに、スピンコートにより、フォトレジストが塗布される。なお、凹部８の上面８ａに塗布されたフォトレジスト液はリブ９の上面９ａにも付着するが、この方法によれば、リブ９の上面９ａに付着するフォトレジスト液はごく微量である。このため、リブ９の上面９ａに形成されるフォトレジストは、極めて薄く、かつ、略均一な厚さを有する。
【００１５】
次に、露光装置を用いた露光工程が実施される。露光装置には、図１に示すように、露光マスク２がセットされている。露光マスク２は、その下面６ａが下側を向くようにセットされている。露光マスク２は、露光装置の保持台４に対して上下動可能とされている。もしくはウェーハ３が上下動可能とされている。
【００１６】
露光工程では、まず、図１に示すように、露光装置の保持台４上にウェーハ３が載置される。ここでは、ウェーハ３の上面８ａが上側を向くようにウェーハ３が載置される。ウェーハ３は、真空チャック等の保持機構を用いて保持台４上に固定される。
【００１７】
次に、露光マスク２を、図２に示す位置まで下方に移動させる。もしくは、ウェーハ３を、図２の示す位置まで上方に移動させる。なお、図２は露光マスク２を下方に移動させたことを示す図であり、露光マスク２及びウェーハ３の移動は、互いの相対的位置を近づけるという同一の技術的手法であることに留意されたい。これによって、露光マスク２の凸部６がウェーハ３の凹部８内に収容される。
【００１８】
次に、ウェーハ３のリブ９の上面９ａと露光マスク２のフランジ部５の下面５ａの間の距離Ｄａが所望の値となるように、露光マスク２の位置と傾きが調整される。具体的には、リブ９の上面９ａの複数個所にスペーサが設置され、これらの全てのスペーサと露光マスク２のフランジ部５の下面５ａとが接触するように、露光マスク２の位置と傾きが調整される。これによって、リブ９上の何れの位置においても、距離Ｄａとして所望の値が得られるようになる。このように距離Ｄａに基づいて露光マスク２の位置と傾きを調整することで、露光マスク２の凸部６の下面６ａとウェーハ３の凹部８の上面８ａとの間の距離Ｄｂを所望の値に調整し、下面６ａと上面８ａを略平行に配置することが可能となる。
【００１９】
なお、距離Ｄａはマイクロメートル単位で調整される。このため、スペーサとして、高精度に加工された部品が用いられる。また、フランジ部５の下面５ａも、マイクロメートル単位（例えば、２０マイクロメートル以下）の平坦度を有する。また、リブ９の上面９ａも、マイクロメートル単位の平坦度を有する。このため、距離Ｄａに基づくことで、露光マスク２の位置を正確に調整することができる。なお、上述したように、リブ９の上面９ａ上にはフォトレジストが形成されているが、上面９ａ上のフォトレジストは、極めて薄く、かつ、均一な厚みを有する。このため、上面９ａ上にフォトレジストが形成されていても、距離Ｄａに基づいて、露光マスク２の位置を正確に調整することができる。また、この位置調整方法によれば、ウェーハ３の上面８ａと露光マスク２の下面６ａとの距離Ｄｂを直接計測する必要が無い。外周部に位置するフランジ部５とリブ９の間の距離Ｄａに基づくことで、容易に露光マスク２の位置と傾きを調整することができる。なお、上記のスペーサを用いる方法に代えて、距離Ｄａを計測しながら露光マスク２の位置調整を行う方法を採用してもよい。
【００２０】
次に、図３に示すように、露光マスク２の上方から光が照射される。照射された光は、露光マスク２の内部を通り、遮光パターン７を経て、凹部８の表面８ａに照射される。これにより、遮光パターン７の形状が凹部８の表面８ａに塗布されたフォトレジストに投影される。その後、フォトレジストが現像される。すなわち、光を受けた部分のフォトレジスト（または、光を受けなかった部分のフォトレジスト）が除去され、遮光パターン７の形状にパターン化されたフォトレジストがウェーハ３の上面８ａに残る。その後、パターン化されたフォトレジストを用いてウェーハ３に対する加工を行うことで、ウェーハ３に半導体装置を形成する。これによって、半導体装置が製造される。
【００２１】
上述した実施形態の製造方法により得られる利点について、従来技術と比較して説明する。図４に示すように、従来の製造方法に用いられる露光マスク１２は平板である。このため、露光マスク１２の遮光パターン１５が設けられている面１２ａとウェーハ３の上面８ａとの間の距離Ｄｃを、リブ９の高さ以下にすることができない。一方、実施形態の製造方法によれば、図２に示すように、凸部６が凹部８内に収容されるので、距離Ｄｂをリブ９の高さより小さくすることができる。すなわち、遮光パターン７を有する下面６ａをウェーハ３の上面８ａに接近させることができる。このため、従来の方法より高い精度で遮光パターン７をウェーハ３の表面８ａに投影することができる。例えば、遮光パターン７がパターン幅約１０マイクロメートルの十字形である場合には、本実施形態の方法によれば、図９に示すように、明確な十字形状をウェーハ３の表面８ａに投影することができる。これに対し、従来の方法では、図８に示すように、ウェーハ３の表面に明確な十字形状を投影することはできない。これは、ウェーハ３の表面８ａと露光マスク２の下面１２ａとの間の距離が遠いため、遮光パターンを通る光の回折現象の影響が大きく表れるためである。
【００２２】
次に、実施形態の製造方法で用いられる露光マスク２の製造方法について説明する。先ず図５に示すように、ガラス板１３の表面にクロムにより遮光パターン７が形成される。次に、図６に示すように、遮光パターン７を保護するためのシール１４が遮光パターン７を覆うように貼り付けられる。次に図７に示すように、シール１４が貼り付けられた面の外周部が切削加工される。切削加工された面がフランジ部５の下面５ａとなり、切削加工された面の内側が凸部６となる。切削加工の後にシール１４を剥がすことで、露光マスク２が完成する。
【００２３】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００２４】
２：露光マスク
３：ウェーハ
４：保持台
５：フランジ部
６：凸部
７：遮光パターン
８：凹部
９：リブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015076462.tif 000009
【図８】
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【図９】
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