(57)【要約】【課題】ウエハエッジに出現するフレア効果の補償によりウエハエッジの臨界寸法均一度を向上する半導体製造装置と方法の提供。【解決手段】本発明の実施例において、本発明は支持ピン上に置かれた露光板を利用してウエハエッジ臨界寸法変動の問題を解消し、そのうち支持ピンはステッパのウエハ台を進退する。露光板は支持ピンにより傾斜角度が調整されてウエハと連帯して傾斜すると共にウエハ表面と同一平面を維持させられる。【選択図】　　　　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハエッジ臨界寸法均一度を向上する半導体製造装置において、該半導体製造装置が、
ウエハをリソグラフィー工程中にあってウエハ台に固定する、ウエハを支持及び傾斜させる装置と、
該ウエハを支持及び傾斜させる装置によりウエハ台に固定されてウエハと一体に傾斜する、光源よりウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置と、
を具えたことを特徴とする、半導体製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体製造装置において、ウエハを支持及び傾斜させる装置がウエハ台を進退する支持ピンを具えたことを特徴とする、半導体製造装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体製造装置において、光源よりウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置が、二酸化けい素を形成した平板を具えたことを特徴とする、半導体製造装置。
【請求項４】
ウエハエッジ臨界寸法均一度を向上する半導体製造装置において、該半導体製造装置が、
リソグラフィー工程中にあってウエハと連帯して傾斜し露光される、光源よりウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置と、
該光源よりウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置をリソグラフィー工程中にあってウエハと連帯して傾斜させ露光させる、該光源よりウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置をウエハ台に固定する装置と、
を具えたことを特徴とする、半導体製造装置。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体製造装置において、光源よりウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置が、炭化けい素を形成した平板を具えたことを特徴とする、半導体製造装置。
【請求項６】
請求項４に記載の半導体製造装置において、光源よりウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置をウエハ台に固定する装置が、ウエハ台を進退する支持ピンを具えたことを特徴とする、半導体製造装置。
【請求項７】
ウエハエッジ臨界寸法均一度を向上する方法において、
ウエハをステッパのウエハ台上に提供するステップと、
ウエハ四周を囲む露光板を提供するステップと、
該ウエハと該露光板を露光させるステップと、
を具えたことを特徴とする、ウエハエッジ臨界寸法均一度を向上する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一種の半導体製造装置と方法に係り、特に、ウエハエッジに出現するフレア効果を補償することによりウエハエッジ臨界寸法均一度を向上する半導体製造装置と方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学リソグラフィー工程で素子パターンを半導体ウエハ、例えばシリコンウエハ上に形成することは業界では周知であり且つ実用化されて久しい。一般にマスク上に使用されて光を感光材料に透過させる材料例えばホトレジストにはポジティブパターンとネガティブパターンが定義される。業界で実用化されている方法は、光反射材料クロムを光透過材料例えばガラス或いは石英に形成する。光反射材料クロムに反射されない光線はマスクを透過し並びにホトレジストが露光されてパターンが形成される。露光の領域が現像されるか或いは除去されるかは使用するホトレジスト材料がポジティブホトレジストであるかネガティブホトレジストであるかにより決まる。ホトレジストが除去された領域が暴露され、且つ続いて各種の技術例えばエッチング、イオンレイアウト或いは堆積技術により工程が進行されて例えばゲート電極、連接構造等の装置の特徴が形成される。しかし、表面に保留されたホトレジスト材料がマスクとされる場合はホトレジスト層の下の構造に対する更なる工程が必要となる。
【０００３】
集積回路の特徴の臨界寸法均一度は集積回路の信頼度と機能に対して十分に重要である。ウエハー上の集積回路臨界寸法均一度に影響する因子の一つは、ウエハ上のホトレジスト正面に散乱する光線である。光線の散乱は物理学の有名な現象であり、光線の散乱は到達目標の画像を弱化する。物理回折方向に沿わずに前進し伝播される光は散乱光と見なされる。散乱光は通常光ノイズ或いはフレア（Ｆｌａｒｅ）と見なされる。フレアは困った問題であり、且つ伝統的なリソグラフィー工程技術では多かれ少なかれこのフレア現象がある。伝統的なリソグラフィー工程装置中でフレアの形成される原因は非常に多く、時には工程に起因し、時には装置自体に関係がある。これらのフレア形成の原因は依然として不明である。
【０００４】
以上から、周知のとおり、リソグラフィー工程中、ウエハ上のホトレジストパターンのリソグラフィー工程は位置により改変される。ホトレジストパターンの臨界寸法変動が光散乱自体によるか或いはその他の因子と結合により形成されるかのいずれであっても、臨界寸法の位置による改変の現象は工程上、人々を困らせる問題である。これは、ホトレジストの形成するパターン特徴寸法例えばゲート電極或いはトレンチが、露光ホトレジスト上への照射の正常回折と異常散乱の光線の結合した照射量（Ｄｏｓｅ）により決定されることによる。ホトレジストパターンの位置による改変の露光差異はウエハ上の集積回路特徴寸法の変動或いは不均一をもたらす。集積回路特徴寸法の変動或いは不均一は集積回路の機能と信頼度に影響を与えうるため、除去しなければならない。例えば、集積回路特徴寸法の変動例えば線幅の差異は信号電流の不安定をもたらす。
【０００５】
工程上発現する光散乱により形成される集積回路特徴寸法の変動例えば線幅の差異は工程技術及び集積回路線幅の不断の縮小によりますます厳重となる。特に、それは線幅寸法が０．１３ミクロン以下に縮小され、及び、リソグラフィー工程に波長が１９３μｍのＡｒＦランプが光源として使用された時、この短波長の光散乱の形成する問題はさらに厳重となる。これはこのような短波長の照射量は非常に小さく且つ露光エネルギー量の変化が、もともと相当微小な特徴寸法を明らかに改変し並びに不均一な回路パターンを形成するか或いは臨界寸法均一度を下げることによる。図１から図５はフレア効果がいかに半導体ウエハの臨界寸法に影響を与えるか、及び、どこが臨界寸法変動の最も明らかな領域であるかを示す。図１は線幅とウエハ上の露光照射量（Ｅｘｐｏｓｕｒｅ　Ｄｏｓｅ）の相対関係を示す。図中にステッパ（Ｓｔｅｐｐｅｒ）に設定された三種類のステップ露光ギャップが表示されている。図１に示されるように、同じ露光照射量では、小さいステップ露光ギャップのほうが大きな線幅を形成する。図２はウエハエッジのダイ臨界寸法変動の状況を示す。図２に示される現象から推測されることは、ウエハエッジのダイ臨界寸法の変動の激化の原因はフレア効果でありうることである。図３は散乱光がいかに各一つのダイに対して露光を行い、及び各一つのウエハ四周の隣り合うダイの露光照射量を増加するかを示す。ウエハエッジ部分のダイ臨界寸法変動の現象は図３から図５により解釈できる。図３に示されるように、各ダイは散乱する光１０４が隣り合うダイを露光させる時に散乱する露光照射量を受け取るが、ウエハエッジのダイは同じ散乱する露光照射量を受け取っていない。このほか、図２に示される現象は図４から図５により更に解釈されうる。図４は伝統的なウエハ台中において、光源がレンズ２０２を透過して支持ピン２０６上に位置するウエハ２０４を露光させる状態を示す。支持ピン２０６はウエハ台２０８（Ｗａｆｅｒ　Ｓｔａｇｅ）に取り付けられると共にウエハの傾斜度を調整するのに用いられる。図５は図４中のウエハ２０４の平面図である。図５中、隣り合うダイの数は四つのウエハエッジ部分のダイより少なく、四周より散乱する露光照射量を均一に受け取ることはできず、これにより臨界寸法の変動を形成する可能性が非常に大きい。
【０００６】
以上の数々の問題を鑑み、上述の欠点を克服できる装置と方法の提出が非常に必要とされており、本発明はこの要求に符合するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の一つの目的は、ウエハエッジに出現するフレア効果を補償することによりウエハエッジ臨界寸法均一度を向上する半導体製造装置と方法を提供することにある。
【０００８】
本発明のもう一つの目的は、生産歩留りを高められる半導体製造装置と方法を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに一つの目的は、ウエハエッジが露光時に発生するフレア効果を補償できる半導体製造装置と方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ウエハエッジ臨界寸法均一度を向上する半導体製造装置において、該半導体製造装置が、
ウエハをリソグラフィー工程中にあってウエハ台に固定する、ウエハを支持及び傾斜させる装置と、
該ウエハを支持及び傾斜させる装置によりウエハ台に固定されてウエハと一体に傾斜する、光源よりウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置と、
を具えたことを特徴とする、半導体製造装置としている。
請求項２の発明は、請求項１に記載の半導体製造装置において、ウエハを支持及び傾斜させる装置がウエハ台を進退する支持ピンを具えたことを特徴とする、半導体製造装置としている。
請求項３の発明は、請求項１に記載の半導体製造装置において、光源よりウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置が、二酸化けい素を形成した平板を具えたことを特徴とする、半導体製造装置としている。
請求項４の発明は、ウエハエッジ臨界寸法均一度を向上する半導体製造装置において、該半導体製造装置が、
リソグラフィー工程中にあってウエハと連帯して傾斜し露光される、光源よりウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置と、
該光源よりウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置をリソグラフィー工程中にあってウエハと連帯して傾斜させ露光させる、該光源よりウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置をウエハ台に固定する装置と、
を具えたことを特徴とする、半導体製造装置としている。
請求項５の発明は、請求項４に記載の半導体製造装置において、光源よりウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置が、炭化けい素を形成した平板を具えたことを特徴とする、半導体製造装置としている。
請求項６の発明は、請求項４に記載の半導体製造装置において、光源よりウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置をウエハ台に固定する装置が、ウエハ台を進退する支持ピンを具えたことを特徴とする、半導体製造装置としている。
請求項７の発明は、ウエハエッジ臨界寸法均一度を向上する方法において、
ウエハをステッパのウエハ台上に提供するステップと、
ウエハ四周を囲む露光板を提供するステップと、
該ウエハと該露光板を露光させるステップと、
を具えたことを特徴とする、ウエハエッジ臨界寸法均一度を向上する方法としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明はウエハエッジ臨界寸法均一度を向上できる半導体製造装置を提供する。この半導体製造装置は、ウエハを支持及び傾斜させる装置によりウエハをリソグラフィー工程中にあってウエハ台に固定し、光源よりウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置であり、この光源よりウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置はウエハを支持及び傾斜させる装置により該ウエハ台上に固定され、並びにウエハと共に傾斜する。
【００１２】
本発明の別の実施例によると、本発明はウエハエッジ臨界寸法均一度を向上できる半導体製造装置を提供し、この半導体製造装置は光源よりウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置を具え、この光源よりウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置はリソグラフィー工程中にあってウエハと共に傾斜し及び露光され、該半導体製造装置はさらに、ウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置を一つのウエハ台に固定する装置を具え、これによりウエハ周囲に投射される散乱光線を阻止並びに受け取る装置をウエハと共にリソグラフィー工程中にあって連帯して傾斜及び露光させる。
【００１３】
このほか本発明はリソグラフィー工程中にウエハエッジ臨界寸法均一度を向上する方法を提供する。このウエハエッジ臨界寸法均一度を向上する方法は、以下のステップを含む。まず、ウエハのステッパのウエハ台の上に提供する。続いてウエハ四周を囲む露光板を提供する。最後のウエハと該露光板を露光させる。
【００１４】
【実施例】
図６は本発明のウエハ台装置図である。光源はレンズ３０２を透過して支持ピン３０６上に位置するウエハ３０４を露光させる。支持ピン３０６はウエハ台３１２を進退可能でありウエハ３０４の傾斜度を調整するのに用いられる。露光板３０８は支持ピン３１０上に位置している。露光板３０８は光源より散乱する光線を阻止並びに受け取るのに使用される。支持ピン３１０は支持ピン３０６と共にウエハ台３１２を進退して露光板３０８とウエハ３０４に一つの平面を形成させることができる。図７と図８は露光板３０８とウエハ３０４の平面図である。露光板３０８は光源からの惨落光線を近隣ダイのように阻止並びに受け取るのに用いられ、並びにウエハエッジのフレア効果を補償し、これによりウエハエッジ臨界寸法均一度が高められ、すなわちウエハエッジ臨界寸法均一度の変動現象が有効に解消される。
【００１５】
露光板３０８は、例えば、炭化けい素層或いは二酸化けい素層を形成した平板とされうる。露光板３０８は任意の光源からの散乱光線を阻止並びに受け取れると共にウエハと連帯し傾斜しうる装置とされる。支持ピン３１０は支持ピン３０６と完全に同じであると共にウエハ台３１２を進退してウエハ３０４と露光板３０８の傾斜度を一つの平面となるように調整でき、また、任意のウエハ３０４と露光板３０８に一つの平面を形成させられる装置とされる。ステップ露光を実行する時、光源からの光線はウエハ３０４上の各一つのダイを露光させるにとどまらず、露光板３０８も露光させる。例えば、ウエハエッジのフレア効果を補償するため、露光はウエハ３０４の外周四周に延伸される。すなわち、余分の露光（Ｄｕｍｍｙ　Ｅｘｐｏｓｕｒｅ　Ｓｈｏｔ）がウエハエッジのダイ外周即ち露光板３０８に実行され、これによりウエハエッジのダイがウエハエッジ以外のダイと同じ露光照射量を獲得でき、これによりウエハエッジダイ臨界寸法の均一度が高められるか、甚だしくはウエハエッジダイ臨界寸法の均一度の変動現象が完全に除去される。図８に示されるウエハ３０４上の各一つの露光される外周はいずれも同様の余分の露光を伴う。
【００１６】
上述の本発明の説明は本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明の精神より離脱しない等しい効果の改変或いは修飾はいずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【００１７】
【発明の効果】
本発明はウエハエッジに出現するフレア効果の補償によりウエハエッジの臨界寸法均一度を向上する半導体製造装置と方法を提供している。
【図面の簡単な説明】
【図１】線幅とウエハ上の露光照射量（Ｅｘｐｏｓｕｒｅ　Ｄｏｓｅ）の関係図である。
【図２】ウエハエッジ部分のダイの臨界寸法変動の状況表示図である。
【図３】散乱光が各ダイに対して露光し各ダイの四周の隣接するダイの露光照射量を増加するかを表示する図である。
【図４】伝統的なウエハ台において光源がレンズを透過して支持ピン上のウエハを露光させる状態表示図である。
【図５】図４中のウエハの平面図である。
【図６】本発明のウエハ台装置図である。
【図７】本発明の露光板の平面図である。
【図８】図７中のウエハの平面図である。
【符号の説明】
１０２　ダイ
１０４　散乱光
２０２　レンズ
２０４　ウエハ
２０６　支持ピン
２０８　ウエハ台
３０２　レンズ
３０４　ウエハ
３０６　支持ピン
３０８　露光板
３１０　支持ピン
３１２　ウエハ台
【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】
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【図８】
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