(57)【要約】【課題】ウェハ外周部の異常加工を防ぎ、また、チップ取得数を増加できる。【解決手段】本発明の例に関わる半導体装置の製造方法は、レジストをウェハ１表面に形成する工程と、異常加工要因パターンを含むマスクパターンを、レジストに露光により転写する工程と、マスクパターンの転写を行った後、レジストを現像し、レジストマスクを形成する工程を具備し、マスクパターンの転写は、ウェハ外周部のレジストに異常加工要因パターンが転写されないように、異常加工要因パターンを含むマスクパターンの露光範囲を小さく設定して行うことを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジストをウェハ表面に形成する工程と、異常加工要因パターンを含むマスクパターンを、前記レジストに露光により転写する工程と、前記マスクパターンの転写を行った後、前記レジストを現像し、レジストマスクを形成する工程を具備し、前記マスクパターンの転写は、前記ウェハの外周部のレジストに前記異常加工要因パターンが転写されないように、前記異常加工要因パターンを含むマスクパターンの露光範囲を小さく設定して行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記マスクパターンの転写は、ブラインド露光により行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記レジストは、ポジ型のレジストであることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記異常加工要因パターンは、アライメントパターンであることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記露光は、液浸露光であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に、ウェハ外周部の露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩやメモリなどの半導体装置の製造工程において、半導体ウェハ上に塗布されたレジストに、転写パターンが露光により転写されている。ウェハ外周部は、チップが取得されるウェハ中央部よりも平坦度が悪く、且つ、べべリングにより角取りされているため、ウェハ中央部と比較し、問題が生じやすい。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
その問題の一つとして、ウェハ外周部での異常加工の問題がある。
【０００４】
一般的に、この問題は、ウェハ外周部のレジストを除去することで対策がとられている。しかし、プロセス上、ウェハ外周部のレジストを除去できない場合もある。
【０００５】
例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）のトレンチ型キャパシタなど、ウェハを直接加工するためのパターン転写を行う場合、最外周部のレジストは除去できず、１チップ分の製品が取得できないウェハの最外周部にも、いわゆる、欠けショットとして、パターンの転写を行っている。
【０００６】
転写パターンはレチクルに形成され、このレチクルは、所定のデバイス又はチップのパターンとなるショットと、ウェハをチップ毎に切断するために設けられるスクラブエリアからなっている。
【０００７】
欠けショットにおいて、例えば、スクラブエリア内のアライメントマークのような大きなパターンが、ウェハ最外周部に転写されると、ウェハ内に形成される凹部の開口部の端部が過剰にエッチングされてしまうなどの異常な加工の原因となり、それは、ウェハ全体の均一性を乱す可能性がある。そのような異常加工が発生した場合には、レチクル及びショットのパターンを再設計しなければならない。
【０００８】
そのため、スクラブエリア内に大きなパターンが入らないようにパターン設計されている。しかし、スクラブエリアは狭く、限られたスペース内でＴＥＧ（Ｔｅｓｔ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｇｒｏｕｐ）やアライメントマークの設計を行わなければならないため、その設計の自由度は低い。また、ショットの配置決定とスクラブエリア内のパターン設計は、チップ取得数が最大となるように決められ、かつ、それぞれ個別に行われるため、ウェハ外周部にどのパターンが露光により転写されるかを予測することは、難しい。
【０００９】
さらに、液浸露光技術の登場で、ウェハ外周部の問題がさらに顕著になっている。
【００１０】
したがって、ウェハ外周部のレジストを除去できない場合、ウェハ外周部の異常加工を防ぐことは困難であり、製造歩留まりが低下してしまう。
【００１１】
また、従来より、１つのウェハからより多くのチップを取得するために、パターンを可能な限りウェハ外周部まで露光により転写することが求められている。
【００１２】
しかし、ウェハ外周部のレジストを除去して異常加工を防止する場合、パターンを転写できる領域が縮小する。
【００１３】
その結果として、半導体装置の製造コストが増加してしまう。
【００１４】
近年では、ウェハの大口径化により、この問題はさらに顕著になっている。
【特許文献１】特開２００４−１５７３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の例は、ウェハ外周部の異常加工を防ぎ、また、チップ取得数を増加できる技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の例に関わる半導体装置の製造方法は、レジストをウェハ表面に形成する工程と、異常加工要因パターンを含むマスクパターンを、前記レジストに露光により転写する工程と、前記マスクパターンの転写を行った後、前記レジストを現像し、レジストマスクを形成する工程を具備し、前記マスクパターンの転写は、前記ウェハの外周部のレジストに前記異常加工要因パターンが転写されないように、前記異常加工要因パターンを含むマスクパターンの露光範囲を小さく設定して行うことを備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の例によれば、ウェハ外周部の異常加工を防ぎ、また、チップ取得数を増加できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
１．  実施の形態  
次に、最良と思われるいくつかの実施の形態について説明する。
【００１９】
（１）  第１の実施の形態  
図１乃至図４を用いて、本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００２０】
はじめに、本実施の形態の製造方法を実施するための露光装置について、説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態の製造方法を行うための露光装置を示す。
【００２２】
図１に示す露光装置は、例えば、波長が１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザなどの光源３からの光の光路ＬＰ上に、第１のレンズ４、可動ブラインド５、第２のレンズ６、レチクル（マスク）２、投影光学系７が配置され、これによって、ウェハ１表面のレジスト１０上に、レチクル２のパターンを縮小投影して、転写する。
【００２３】
図２及び図３は、図１のレチクル２を示す図である。
【００２４】
図２及び図３に示すように、レチクル２は、例えば、複数のマスクパターンが、アレイ状に配置されている。マスクパターンは、転写したいパターンを示すチップショット２１と、隣接するマスクパターン２１の間に設けられるスクラブエリア２２から構成される。尚、本実施の形態においては、マスクパターンを複数個配列させたレチクルを図示しているが、１つのチップショット及びその周辺のスクラブエリアから１つのレチクルを構成してもよい。
【００２５】
図３に示すように、スクラブエリア２２内には、ＴＥＧ（Ｔｅｓｔ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｇｒｏｕｐ）２３やアライメントマーク２４が設けられる。アライメントマーク２４のサイズは、チップショットを構成する各素子のサイズよりも大きく、ウェハ外周部に転写されると異常加工の原因となる可能性がある。ここで、本発明の実施の形態においては、アライメントマークのように、異常加工を引き起こす要因となるパターンを、異常加工要因パターンと呼ぶ。
【００２６】
本実施の形態において、転写の際に、通常の露光による転写を行う（以下、通常露光と呼ぶ）領域と、図１に示す可動ブラインド５によりレチクルの一部を覆い、光を照射せず転写を行わない（以下、ブラインド露光と呼ぶ）領域とを設定して、露光により転写を行う。
【００２７】
それゆえ、可動ブラインド５は、レチクル２の指定された領域のみに露光光が照射されるように、複数の可動羽を駆動させて、レチクル２の露光範囲を指定する。例えば、図２の１つのチップのみを可動羽で覆って露光を行うことも可能であるし、破線で囲まれた領域Ａの内側のパターンのみを露光することも可能である。尚、図１においては、可動羽は、簡単化のため、４つのみ図示されているが、それに限定されない。
【００２８】
図４は、ウェハ１の一部を抜き出して図示している。
【００２９】
ウェハ１は、例えば、シリコンウェハであり、チップが取得できる平坦な領域とその周辺部に位置し、角取りされたベベルからなっている。本実施の形態においては、平坦領域の端部とベベルをウェハ外周部とする。
【００３０】
プロセス上の制約から露光前にウェハ外周部のレジストを除去できない場合、従来では、外周部には欠けショットとしてのパターンが転写され、この際、特に傾斜角を有するベベルでは、加工時に異常加工される異常加工点となる可能性があった。
【００３１】
本実施の形態においては、上述のようにウェハ外周部のレジストを除去できない場合に、例えば、サイズの大きいアライメントマークのような異常加工要因パターンが、ウェハ外周部に露光されないように、ウェハ外周部では露光の範囲を小さく設定して、ブラインド露光を行うことを特徴とする。
【００３２】
以下、図１乃至図４に示す構成に基づいて、本実施の形態の露光方法について説明する。ここでは、簡単化のため、ウェハ内に、トレンチキャパシタ又はＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｒａｔｉｏｎ）溝などを形成する場合について説明する。
【００３３】
はじめに、ウェハ１表面の全面にレジスト１０が塗布される。
【００３４】
次に、レチクル２内のマスクパターンが、レジスト１０表面に縮小投影されて、露光により転写される。この際、Ｓｉウェハ外周部の欠けショットとなる領域２５とは別に、１つのショットの一部が異常加工点を含む可能性がある領域２６には、図１の可動ブラインド５によってレチクル２の露光範囲を指定して、ブラインド露光を行う。それによって、ウェハ外周部には異常加工要因パターンは転写されない。尚、ブラインド露光箇所の露光範囲は、露光回数の大幅な増加を抑制するために、例えば、１チップ分づつ露光する場合には、１チップの２／３程度のサイズに設定して行うことが好ましい。
【００３５】
続いて、露光により転写されたレジスト１０は、アルカリ現像液により現像され、レジストマスクが形成される。ここで、レジスト１０が、ネガ型のレジストの場合では、現像により露光部分が残り、露光されない部分は除去される。それゆえ、露光されないシリコン外周部では、レジストが除去されてしまい、この結果として、レジストが除去されたウェハ外周部が異常加工の原因なる大きいパターンとなる可能性がある。したがって、本実施の形態においては、ポジ型のレジストを用いて、現像により露光部分が除去される結果としてレジストマスクを形成することが望ましい。これによると、ウェハ外周部には、レジストが残る構造となる。
【００３６】
その後、現像により形成されたレジストマスクをマスクとして、例えば、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇｕ）を用いて、ウェハ１をエッチングし、トレンチキャパシタ又はＳＴＩ溝などの、所定のパターンが、ウェハ１内に形成される。この際、上述のように、ブラインド露光した領域２６は、アライメントマーク等のパターン転写によるレジストマスクが形成されず、アライメントマークの加工はなされない。また、ウェハ外周部表面はレジストで覆われているので、加工されることがない。
【００３７】
以上のように、本実施の形態によれば、ウェハ外周部のレジストが除去できない場合において、ウェハ外周部をブラインド露光することで、異常加工の原因となるパターンが転写されない。
【００３８】
したがって、本実施の形態によれば、ウェハ外周部の異常加工を防ぐことができる。
【００３９】
（変形例）  
第１の実施の形態においては、露光装置の光源は、例えば、波長が１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ、波長が１５７ｎｍのＦ２エキシマレーザ等が用いられる。近年では、これらの光源を用いた液浸露光技術も採用されている。
【００４０】
液浸露光技術では、図１のウェハ１と投影光学系７との間を、例えば、純水などで満たすため、ウェハ外周部の加工はよりシビアになり、ウェハ外周部の異常加工を防ぐことは困難となる。
【００４１】
しかし、第１の実施の形態と同様に、ウェハ外周部にはブラインド露光を行うことで、異常加工を防ぐことができる。
【００４２】
それゆえ、変形例のように、液浸露光技術を用いた場合においても、第１及び第２の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４３】
（２）  第２の実施の形態  
第１の実施の形態においては、ウェハの外周部のレジストを除去できない場合の例を示した。
【００４４】
一般に、異常加工を防ぐという観点から、ウェハ外周部のレジストを除去し、パターンが転写されないようにする方法が最も容易である。しかし、この場合には、結果として、ウェハサイズが縮小されるのと等価となり、特に、多層レジストを用いた場合には、それぞれの層が安定して重なるように塗布する必要があるので、レジスト除去幅はより大きくなる。それゆえ、レジストの除去範囲がウェハ平坦部まで及ぶと、１つのウェハからのチップ取得数（グロス）が少なくなる。
【００４５】
本実施の形態においては、異常加工を防ぎ、さらには、チップ取得数を増加できる露光方法について、図５を用いて説明する。尚、露光の際に用いる露光装置及びレチクル（マスク）は、第１の実施の形態と同じでよく、説明は省略する。
【００４６】
図５（ａ）は、従来例を示し、図５（ｂ）は本実施の形態の例を示す。
【００４７】
図５（ａ）に示すように、従来では、ウェハ外周部には、異常加工要因パターンが転写されないように、レジストが除去された領域（以下、レジスト除去エリア）１Ａが設けられている。それゆえ、ショット２１を転写できる領域が小さくなり、平坦な領域に対しても欠けショット３０が形成される。
【００４８】
本実施の形態においては、図５（ｂ）に示すように、ウェハ外周部に、レチクル範囲を小さく設定して、ブラインド露光を行う。
【００４９】
それにより、レジスト（例えば、多層レジスト）が塗布されたシリコンウェハ１内に通常露光エリア２７とブラインド露光エリア２５が設定される。それゆえ、ウェハ外周部はブラインド露光されるので、外周部に異常加工要因パターンが転写されることはない。よって、レジスト除去エリア１Ａを設けずとも良い。
【００５０】
それゆえ、図５（ｂ）に示す例では、２つの通常露光領域２７Ａが、さらに、確保できる。
【００５１】
以上のように、本実施の形態によれば、ウェハ外周部の異常加工を防ぐことができ、さらには、従来のようにレジスト除去エリアを設ける必要がない。
【００５２】
したがって、ウェハ平坦部をより広い範囲で扱うことができ、チップ取得数を増加できる。
【００５３】
尚、本実施の形態においても、液浸露光技術を適用できる。
【００５４】
３．  その他  
本発明の例によれば、ウェハ外周部の異常加工を防ぎ、また、チップ取得数を増加できる。
【００５５】
本発明の例は、上述の実施の形態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、各構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を構成できる。例えば、上述の実施の形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施の形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１の実施の形態に用いられる露光装置。
【図２】レチクルを示す平面図。
【図３】チップショット及びスクラブエリアを示す平面図
【図４】第１の実施の形態の示す平面図。
【図５】第２の実施の形態を示す平面図。
【符号の説明】
【００５７】
１：ウェハ、２：レチクル、３：光源、４，６：レンズ、５：可動ブラインド、７：投射光学系、１０：レジスト、２１：チップショット、２２：スクラブエリア、２３：ＴＥＧ、２４：アライメントマーク（異常加工要因パターン）、２５，３０：欠けショットエリア、２６：ブラインド露光エリア、２７，２７Ａ：通常露光エリア、１Ａ：レジスト除去エリア。
【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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