(57)【要約】【課題】生産効率を高く維持すると共にウェハとマスクパターンの合わせずれを大幅に抑制し、より低コストの半導体製造装置及び半導体装置を提供する。【解決手段】恒温チャンバー１０内において、照明系１１が併設され、マスクステージ１２、投影光学系１３、アライメント系１４、半導体基板Ｗａｆを保持するウェハステージ１５、オートフォーカス機構１６が配備されている。マスクステージ１２においてレチクルパターンと同等の機能を有するＬＣＤパネルマスク１７が配備されている。ＣＡＤツール及びマスクパターンデータベースを利用した演算制御部により構成されるＣＡＤシステム１８により液晶駆動制御信号が得られ、パネル表示部１７１における各セグメントで液晶分子の配向が制御され露光光が通過／遮断されるマスクパターンが形成される。これにより、半導体基板Ｗａｆ上に塗布されたレジストに対し、露光処理がなされる。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージに保持された半導体基板上のレジストに対し投影露光系を介してＬＣＤパネルを用いたマスクパターンでもって露光処理を各ショット領域毎順次行うことのできる機構を有したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記露光処理に伴うフォーカス条件が決定され前記ＬＣＤパネルを固定したまま、前記ＬＣＤパネルが適宜自動的に液晶パターンを変更して前記露光処理に応じたマスクパターンを構成することを特徴とした請求項１記載の半導体製造装置。
【請求項３】
ステージに保持された半導体基板上に対しＬＣＤパネルを用いたマスクパターンでもって光ＣＶＤ処理を行うことのできる機構を有したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項４】
前記光ＣＶＤ処理は配線形成または絶縁膜形成に利用されることを特徴とする請求項３記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記ＬＣＤパネルはＣＡＤデータに基いたパターン表示をマスクパターンとしていることを特徴とする請求項１〜４記載の半導体製造装置。
【請求項６】
前記ＬＣＤパネルはＣＡＤデータに基いたパターン表示の反転表示をマスクパターンとしていることを特徴とする請求項１〜４記載の半導体製造装置。
【請求項７】
前記［請求項１］〜［請求項６］いずれかに記載の半導体製造装置を用いて形成されることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置製造に係り、特に半導体基板への集積回路に関るパターンを露光していく製造ライン中の半導体製造装置及び半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩ製造に必要な回路パターンは、複数のフォトマスク（レチクル）により準備されるマスクパターンによって半導体基板上に順次露光される。例えば、所定のフォトマスクがセットされた縮小投影半導体製造装置（図示せず）は、半導体基板上の被投影領域を次々とずらしながら繰り返しパターンを投影露光する。このようなステップアンドリピート方式により、半導体基板内に所定個数分の集積回路チップ領域を取得する。
【０００３】
集積回路チップ領域の一つの領域は、複数のフォトマスクによるそれぞれのパターン露光が例えばスクライブライン領域内に存在する位置合わせマークに従って重ね合わされる。このような露光処理は、フォトマスクの配置ばらつきから、ウェハとの合わせずれ、フォーカスずれに起因するパターン不良が懸念される。これにより、微細化が制限される場合もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ＬＳＩ製造に必要な回路は、複数のフォトマスクを用いて下層から上層へ縦方向に合わせ込み、積層させて集積する。これにより、特にマスクとウェハとの合わせのばらつきにより特性が実現できない、設計変更等をせざるを得ない状況に陥ることもある。このときはマスク変更による多大な製造コストが嵩む。
【０００５】
本発明は、上記のような事情を考慮してなされたもので、生産効率を高く維持すると共にウェハとマスクパターンの合わせずれを抑制し、より低コストの半導体製造装置及び半導体装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の［請求項１］に係る半導体製造装置は、
ステージに保持された半導体基板上のレジストに対し投影露光系を介してＬＣＤパネルを用いたマスクパターンでもって露光処理を各ショット領域毎順次行うことのできる機構を有したことを特徴とする。
【０００７】
上記本発明に係る半導体製造装置によれば、一つのＬＣＤパネルを用いることにより表示パターンの変更で複数種類のマスクパターンが実現できる。データに応じて迅速に設計変更に応じることも可能であり、半導体装置の生産効率向上に寄与する。
【０００８】
本発明の［請求項２］に係る半導体製造装置は、［請求項１］に従属され、
前記露光処理に伴うフォーカス条件が決定され前記ＬＣＤパネルを固定したまま、前記ＬＣＤパネルが適宜自動的に液晶パターンを変更して前記露光処理に応じたマスクパターンを構成することを特徴としている。
【０００９】
本発明の［請求項３］に係る半導体製造装置は、
ステージに保持された半導体基板上に対しＬＣＤパネルを用いたマスクパターンでもって光ＣＶＤ処理を行うことのできる機構を有したことを特徴とする。
また、本発明の［請求項４］に係る半導体製造装置は、［請求項３］に従属され、
前記光ＣＶＤ処理は配線形成または絶縁膜形成に利用されることを特徴とする。
【００１０】
上記本発明に係る半導体製造装置によれば、光ＣＶＤ処理により選択的に金属部材、絶縁部材の形成が可能である。半導体装置の生産効率の向上に寄与する。
【００１１】
なお、本発明の［請求項５］に係る半導体製造装置は、［請求項１］〜［請求項４］いずれかに従属され、
前記ＬＣＤパネルはＣＡＤデータに基いたパターン表示をマスクパターンとしていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の［請求項６］に係る半導体製造装置は、［請求項１］〜［請求項４］いずれかに従属され、
前記ＬＣＤパネルはＣＡＤデータに基いたパターン表示の反転表示をマスクパターンとしていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の［請求項７］に係る半導体装置は、前記［請求項１］〜［請求項６］いずれかに記載の半導体製造装置を用いて形成されることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体製造装置の要部構成を示す概観図である。図は露光機としての半導体製造装置を示す。恒温チャンバー１０内において、照明系１１が併設され、マスクパターンを配置するマスクステージ１２、投影光学系１３、アライメント系１４、半導体基板Ｗａｆを保持するウェハステージ１５が配備されている。また、オートフォーカス機構１６は、ショット領域の所定点について自動的に焦点調節する。
【００１５】
この実施形態では、マスクステージ１２においてレチクルパターンと同等の機能を有するＬＣＤ（液晶ディスプレイ）パネルマスク１７が配備されている。パネル表示部１７１にはＣＡＤデータに応じたマスクパターンが表示される。
【００１６】
例えば、ＣＡＤツール及びマスクパターンデータベースを利用した演算制御部により構成されるＣＡＤシステム１８により液晶駆動制御信号が得られる。この液晶駆動制御信号により、ＬＣＤパネルマスク１７の図示しない細分化されたセグメントそれぞれが駆動される。すなわち、ＬＣＤパネルマスク１７は照明系１１からの露光光を透過する透明電極が用いられ、各セグメントで液晶分子の配向が制御され露光光が通過／遮断されるマスクパターンが形成される。これにより、半導体基板Ｗａｆ上に塗布されたレジストに対し、露光処理がなされる。
【００１７】
各マスクパターンがスクライブライン領域内に存在する位置合わせマークに従って順次重ね合わされるのは従来と同様である。しかし、この各マスクパターンが１つの固定されたＬＣＤパネルマスク１７から作られることにより、マスクパターンが変わる毎に位置合わせする必要がなく、位置合わせ誤差も大幅に減少する。
【００１８】
上記第１実施形態による半導体製造装置によれば、一つのＬＣＤパネルマスク１７を用いることにより表示パターンの変更で複数種類のマスクパターンが実現できる。マスクパターンに関するデータに応じて迅速に設計変更に応じることも可能である。マスクパターンデータベースに近接効果補正などの補正データを含ませることによって、近接効果補償用マスクパターンも得られる。これにより、設計変更等をせざるを得ない状況において、従来のマスク変更による多大な製造コストをなくした対処が可能である。これにより、低コストで半導体装置の生産効率向上に寄与する。
【００１９】
図２は、本発明の第２実施形態に係る半導体製造装置の要部構成を示す概略図である。図は光ＣＶＤ方式の半導体製造装置を示す。ガスチャンバー２０は、半導体基板Ｗａｆを保持するサセプタ２１を有する。ガスチャンバー２０上部には、基板Ｗａｆと近接して対向するマスクパターンが配備される。このマスクパターンがＬＣＤパネルマスク２２によって構成されるのである。ガスチャンバー２０内において基板ＷａｆとＬＣＤパネルマスク２２の対向領域に光ＣＶＤ用の反応ガスＧＡＳが流し込まれる。ＬＣＤパネルマスク２２上方には照明系２３が併設され、ＬＣＤパネルマスク２２のマスクパターンを介して半導体基板Ｗａｆ上の所定パターン領域に電子ビームやレーザーまたは紫外線、赤外線等、所定の反応用光ＲＬが照射される。これにより、光励起による選択的な金属膜の成長または絶縁膜の成長が期待できる。
【００２０】
ＬＣＤパネルマスク２２は、基板Ｗａｆとのアライメント完了後、固定されたままで、パネル表示部２２１にはＣＡＤデータに応じたマスクパターンが表示される。例えば、ＣＡＤツール及びマスクパターンデータベースを利用した演算制御部により構成されるＣＡＤシステム２４により液晶駆動制御信号が得られる。この液晶駆動制御信号により、ＬＣＤパネルマスク２２の図示しない細分化されたセグメントそれぞれが駆動される。すなわち、ＬＣＤパネルマスク２２は照明系２３からの反応用光を透過する透明電極が用いられ、各セグメントで液晶分子の配向が制御され反応用光が通過／遮断されるマスクパターンが形成される。
【００２１】
図３（ａ），（ｂ）は、それぞれ上記図２に示すような光ＣＶＤ方式の半導体製造装置を利用した配線層の形成を示す断面図である。図３（ａ）または（ｂ）において、固定されたＬＣＤパネルマスク２２は、半導体基板Ｗａｆとアライメント済みである。パネル表示部２２１にＣＡＤデータに応じたマスクパターンが表示され、光ＣＶＤ用の反応ガス供給及び反応用光ＲＬの照射がなされる。素子領域や配線層のビア接続に関する配線金属３１や所定配線層を構成する配線金属３２の選択的な成長が期待できる。
【００２２】
図４は、上記図３（ａ）の状態から、さらに、前記図２に示すような光ＣＶＤ方式の半導体製造装置を利用した絶縁層の形成を示す断面図である。上記図３（ａ）で用いたＣＡＤデータの反転データを利用したマスクパターンが表示され、別の光ＣＶＤ用の反応ガス供給及び反応用光の照射がなされる。これにより、配線金属３１以外の領域へ絶縁層４１の選択的な成長が期待できる。
【００２３】
上記第２実施形態による半導体製造装置によれば、被処理基板と近接対向させる一つのＬＣＤパネルマスク２２を、固定し続けて用いることができる。これにより、合わせ精度を考慮する必要がほとんどなくなる。また、パネル表示部２２１における表示パターンの変更で複数種類のマスクパターンが実現できる。これにより、マスクパターンに関するデータに応じて迅速に設計変更に応じることも可能である。従って、設計変更等をせざるを得ない状況において、従来のマスク変更による多大な製造コストをなくした対処が可能である。これにより、低コストで半導体装置の生産効率向上に寄与する。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、一つのＬＣＤパネルマスクを用いることにより表示パターンの変更で複数種類のマスクパターンが実現できる。データに応じて迅速に設計変更に応じることも可能である。これにより、マスクパターン変更の多大なる時間とコストが抑えられ、半導体装置の生産効率向上に寄与する。この結果、生産効率を高く維持すると共にウェハとマスクパターンの合わせずれを大幅に抑制し、より低コストの半導体製造装置及び半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体製造装置の要部構成を示す概観図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る半導体製造装置の要部構成を示す概略図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、それぞれ上記図２に示すような光ＣＶＤ方式の半導体製造装置を利用した配線層の形成を示す断面図である。
【図４】上記図３（ａ）の状態から、さらに、前記図２に示すような光ＣＶＤ方式の半導体製造装置を利用した絶縁層の形成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…恒温チャンバー
１１，２３…照明系
１２…マスクステージ
１３…投影光学系
１４…アライメント系
１５…ウェハステージ
１６…オートフォーカス機構
１７，２２…ＬＣＤパネルマスク
１７１，２２１…パネル表示部
１８，２４…ＣＡＤシステム
２０…ガスチャンバー
２１…サセプタ
３１，３２…配線金属
４１…絶縁層
ＧＡＳ…光ＣＶＤ用の反応ガス
ＲＬ…反応用光
Ｗａｆ…基板
【図１】
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【図２】
2004063983.tif 000004
【図３】
2004063983.tif 000005
【図４】
2004063983.tif 000006