(57)【要約】【課題】本発明は、設計寸法とのズレのないウエハを生産して、安価かつ高精度なスリット加工を行う半導体微細加工方法及び半導体微細加工装置に関する。【解決手段】半導体基板１の｛１１０｝面を表面として、当該表面上に、｛１１１｝方向のスリット状のマスク窓２ａと｛１１１｝方向に対してθ方向に傾斜した複数のスリット状のマスク窓２ｂ、２ｃを有するマスクパターンとしての熱酸化膜２を形成し、この半導体基板１に対して異方性エッチングを行って熱酸化膜２のマスク窓２ａ〜２ｃによって半導体基板１にスリット溝３ａ〜３ｃを形成する。この形成されたスリット溝３ａ〜３ｃの幅を測定して、熱酸化膜２の｛１１１｝方向に対するθ方向の回転ズレを検出する。従って、同じインゴットのオリエンテーションフラットの回転方向のズレを特別な検査装置を用いることなく間接的に評価して、大量の不良の発生を未然に防止することができる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンウエハの｛１１０｝面を表面として、当該表面上に、｛１１１｝方向のスリット状のマスク窓と当該｛１１１｝方向に対してθ方向に傾斜した複数のスリット状のマスク窓を有するマスクパターンを形成し、当該シリコンウエハに対して異方性エッチングを行って前記マスクパターンのマスク窓によって当該シリコンウエハにスリット溝を形成し、当該形成されたスリット溝の幅を測定して、前記マスクパターンの｛１１１｝方向に対するθ方向の回転ズレを検出することを特徴とする半導体微細加工方法。
【請求項２】
シリコンウエハにスリットを形成する半導体微細加工装置であって、前記シリコンウエハの｛１１０｝面である表面上に、｛１１１｝方向のスリット状のマスク窓と当該｛１１１｝方向に対してθ方向に傾斜した複数のスリット状のマスク窓を有するマスクパターンを形成し、当該シリコンウエハに対して異方性エッチングを行って、前記マスクパターンのマスク窓によって当該シリコンウエハにスリット溝を形成することを特徴とする半導体微細加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体微細加工方法及び半導体微細加工装置に関し、詳細には、設計寸法とのズレのないウエハを生産して、安価かつ高精度なスリット加工を行う半導体微細加工方法及び半導体微細加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板の加工においては、｛１１０｝面のシリコン基板を用いると、酸化膜等のスリット状のマスク窓の幅で非常に深い溝（スリット）を作成することができる。これは、エッチング速度の遅い｛１１１｝面が｛１１０｝面と直行するため、｛１００｝面のエッチングで見られるようなエッチング溝の壁に傾斜が形成されないためである。
【０００３】
ところが、｛１１０｝面を用いて細長いスリットを形成するには、エッチング窓の一辺を｛１１０｝方向に目合わせする必要がある。この目合わせは、一般的に、オリエンテーションフラット（被露光結晶基板の周縁に形成した結晶方位の表示面）を基準に行われるが、このオリエンテーションフラットが回転方向にずれていると、形成されたスリットの幅が設計値と異なったり、直進性が失われたりする。このオリエンテーションフラットの回転方向のズレは、一般的にウエハ製造時にＸ線回折装置により計測される。
【０００４】
そして、従来、円形の半導体ウエハのオリエンテーションフラット部側面と、該円形半導体ウエハを構成する半導体結晶の結晶軸とのずれが±０．０４°以内である円形半導体ウエハを用いる半導体レーザの製造方法が提案されており（特許文献１参照）、また、被露光結晶基板の位置合わせ機構が基板結晶の回折像を利用した方位微調整手段を有するパターン露光装置が提案されている（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２２２７９８号公報
【特許文献２】特開平５−１２９１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術にあっては、オリエンテーションフラットの回転方向のズレを安価かつ高精度に検出して、高精度なスリット加工を行う上で、改良の必要があった。
【０００７】
すなわち、量産でのシリコンウエハへのスリット形成においては、オリエンテーションフラットの回転方向へのズレが生じていると、スリットの幅方向の仕上がり寸法が、設計値より大きく仕上がる不具合が生じる。通常、オリエンテーションフラットが回転方向にずれる場合、引き上げたシリコンのインゴットからとれる数百枚に及ぶ全てのウエハのオリエンテーションフラットが回転方向にずれるため、オリエンテーションフラットの回転方向へのズレの有無の確認を怠ると、引き上げたシリコンのインゴットからとれた全てのウエハに設計寸法とのズレが生じ、多大な損失が発生する。
【０００８】
ところが、このオリエンテーションフラットの回転方向のズレを確認するためには、Ｘ線回折装置等の高価な特別の装置を必要とするが、従来技術では、この問題を解決しておらず、オリエンテーションフラットの回転方向のズレを安価かつ高精度に検出して、高精度なスリット加工を行う上で、改良の必要があった。
【０００９】
そこで、本発明は、｛１１０｝面シリコンウエハ上に、｛１１１｝方向にスリット状のマスク窓を有するマスクパターンを、｛１１１｝方向に対してθ方向に傾斜したスリット状のマスク窓を複数個形成して、異方性エッチングを行い、シリコンウエハに形成されたスリットの幅を測定することにより、マスクパターンの｛１１１｝方向に対するθ方向の回転ズレを検出し、事前にシリコンインゴットから必要最小限のウエハを先行的に量産プロセスに載せて流動するだけで、設計寸法とのズレのないウエハを生産して、安価かつ高精度なスリット加工を行う半導体微細加工方法及び半導体微細加工装置を提供することを目的としている。
【００１０】
具体的には、請求項１記載の発明は、シリコンウエハの｛１１０｝面を表面として、当該表面上に、｛１１１｝方向のスリット状のマスク窓と当該｛１１１｝方向に対してθ方向に傾斜した複数のスリット状のマスク窓を有するマスクパターンを形成し、当該シリコンウエハに対して異方性エッチングを行ってマスクパターンのマスク窓によって当該シリコンウエハにスリット溝を形成し、当該形成されたスリット溝の幅を測定して、マスクパターンの｛１１１｝方向に対するθ方向の回転ズレを検出することにより、同じインゴットのオリエンテーションフラットの回転方向のズレを特別な検査装置を用いることなく間接的に評価し、｛１１０｝面を用いて細長いスリットを作成するときに生じるオリエンテーションフラットの回転方向のズレによるスリット幅の寸法の異常やスリットの直進性が損なわれる問題を事前に回避して、大量の不良の発生を未然に防止する半導体微細加工方法を提供することを目的としている。
【００１１】
請求項２記載の発明は、シリコンウエハの｛１１０｝面である表面上に、｛１１１｝方向のスリット状のマスク窓と当該｛１１１｝方向に対してθ方向に傾斜した複数のスリット状のマスク窓を有するマスクパターンを形成し、当該シリコンウエハに対して異方性エッチングを行って、マスクパターンのマスク窓によって当該シリコンウエハにスリット溝を形成することにより、当該形成されたスリット溝の幅を測定することで、オリエンテーションフラットの回転方向のズレによるスリット幅の寸法の異常やスリットの直進性の劣化を容易に評価し、｛１１０｝面を用いて細長いスリットを作成するときに生じるオリエンテーションフラットの回転方向のズレによるスリット幅の寸法の異常やスリットの直進性が損なわれる問題を事前に回避して、大量の不良の発生を未然に防止する半導体微細加工装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の発明の半導体微細加工方法は、シリコンウエハの｛１１０｝面を表面として、当該表面上に、｛１１１｝方向のスリット状のマスク窓と当該｛１１１｝方向に対してθ方向に傾斜した複数のスリット状のマスク窓を有するマスクパターンを形成し、当該シリコンウエハに対して異方性エッチングを行って前記マスクパターンのマスク窓によって当該シリコンウエハにスリット溝を形成し、当該形成されたスリット溝の幅を測定して、前記マスクパターンの｛１１１｝方向に対するθ方向の回転ズレを検出することにより、上記目的を達成している。
【００１３】
請求項２記載の発明の半導体微細加工装置は、シリコンウエハにスリットを形成する半導体微細加工装置であって、前記シリコンウエハの｛１１０｝面である表面上に、｛１１１｝方向のスリット状のマスク窓と当該｛１１１｝方向に対してθ方向に傾斜した複数のスリット状のマスク窓を有するマスクパターンを形成し、当該シリコンウエハに対して異方性エッチングを行って、前記マスクパターンのマスク窓によって当該シリコンウエハにスリット溝を形成することにより、上記目的を達成している。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明の半導体微細加工方法によれば、シリコンウエハの｛１１０｝面を表面として、当該表面上に、｛１１１｝方向のスリット状のマスク窓と当該｛１１１｝方向に対してθ方向に傾斜した複数のスリット状のマスク窓を有するマスクパターンを形成し、当該シリコンウエハに対して異方性エッチングを行ってマスクパターンのマスク窓によって当該シリコンウエハにスリット溝を形成し、当該形成されたスリット溝の幅を測定して、マスクパターンの｛１１１｝方向に対するθ方向の回転ズレを検出するので、同じインゴットのオリエンテーションフラットの回転方向のズレを特別な検査装置を用いることなく間接的に評価することができ、｛１１０｝面を用いて細長いスリットを作成するときに生じるオリエンテーションフラットの回転方向のズレによるスリット幅の寸法の異常やスリットの直進性が損なわれる問題を事前に回避して、大量の不良の発生を未然に防止することができる。
【００１５】
請求項２記載の発明の半導体微細加工装置によれば、シリコンウエハの｛１１０｝面である表面上に、｛１１１｝方向のスリット状のマスク窓と当該｛１１１｝方向に対してθ方向に傾斜した複数のスリット状のマスク窓を有するマスクパターンを形成し、当該シリコンウエハに対して異方性エッチングを行って、マスクパターンのマスク窓によって当該シリコンウエハにスリット溝を形成するので、当該形成されたスリット溝の幅を測定することで、オリエンテーションフラットの回転方向のズレによるスリット幅の寸法の異常やスリットの直進性の劣化を容易に評価することができ、｛１１０｝面を用いて細長いスリットを作成するときに生じるオリエンテーションフラットの回転方向のズレによるスリット幅の寸法の異常やスリットの直進性が損なわれる問題を事前に回避して、大量の不良の発生を未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【実施例１】
【００１７】
図１及び図２は、本発明の半導体微細加工方法及び半導体微細加工装置の一実施例を示す図であり、図１は、本発明の半導体微細加工方法及び半導体微細加工装置の一実施例を適用した半導体基板１の要部斜視図である。
【００１８】
図１において、半導体基板１は、その｛１１０｝面上にマスクとしての熱酸化膜２が形成され、この熱酸化膜２をリソグラフィー技術及びエッチング技術により、複数本（図１では、３本）のスリット状のマスク窓２ａ〜２ｃが形成されている。
【００１９】
上記熱酸化膜２は、その厚みが約１μｍに形成され、マスク窓２ａ〜２ｃは、その幅がいずれも２．５μｍで、長さが、７５μｍに形成されている。
【００２０】
また、半導体基板１は、そのウエハとして、オリエンテーションフラットが、｛１１１｝面に平行になるように作成されたウエハが用いられている。
【００２１】
そして、マスクとしての熱酸化膜２は、マスク窓２ａが、オリエンテーションフラットと平行、すなわち、｛１１０｝面に対してθ＝０°の角度になるように形成されている。そして、他のマスク窓２ｂ、２ｃは、オリエンテーションフラットに対して、すなわち、｛１１０｝面に対して所定角度傾斜して形成されている。具体的には、マスク窓２ｂが、オリエンテーションフラット、すなわち、｛１１０｝面に対して、θ＝０．５°の角度になるように形成されており、マスク窓２ｃが、オリエンテーションフラット、すなわち、｛１１０｝面に対して、θ＝１．０°の角度になるように、そのパターンが形成されている。
【００２２】
そして、図１のように作成した半導体基板１を、スリット状のパターンのマスク窓２ａ〜２ｃの形成されている熱酸化膜２をマスクとして、ＫＯＨ溶液に浸漬し、ウェットエッチング（違法性エッチング）を行うと、図２に示すように、オリエンテーションフラットが｛１１１｝面に対してずれていないスリット溝３ａ〜３ｃを有する半導体基板１を形成することができる。
【００２３】
この場合、設計上で予め｛１１１｝方向に対して、回転方向にθ＝０．５°及びθ＝１．０°のズレを与えているスリット溝３ｂ及びスリット溝３ｃのスリット幅Ｗ２及びスリットＷ３は、｛１１１｝方向に対してズレのないスリット溝３ａのスリット幅Ｗ１に比較して大きくなる。すなわち、Ｗ３＞Ｗ２＞Ｗ１の関係となる。
【００２４】
これに対して、オリエンテーションフラットが、｛１１１｝面に対して、仮に、θ＝０．５°ズレていると、各マスク窓２ａ〜２ｃによるスリット溝３ａ〜３ｃのスリット幅Ｗ１〜Ｗ３は、Ｗ３＞Ｗ２＜Ｗ１の関係となる。
【００２５】
そして、このスリット溝３ａ〜３ｃのスリット溝Ｗ１〜Ｗ３を測定することで、マスクパターンである熱酸化膜２の｛１１１｝方向に対するθ方向の回転ズレを検出することができる。
【００２６】
したがって、同じインゴットのオリエンテーションフラットの回転方向のズレを特別な検査装置を用いることなく間接的に評価することができ、｛１１０｝面を用いて細長いスリットを作成するときに生じるオリエンテーションフラットの回転方向のズレによるスリット幅の寸法の異常やスリットの直進性が損なわれる問題を事前に回避して、大量の不良の発生を未然に防止することができる。
【００２７】
このように、本実施例の半導体基板１は、半導体基板１の｛１１０｝面を表面として、当該表面上に、｛１１１｝方向のスリット状のマスク窓２ａと当該｛１１１｝方向に対してθ方向に傾斜した複数のスリット状のマスク窓２ｂ、２ｃを有するマスクパターンである熱酸化膜２を形成し、半導体基板１に対して異方性エッチングを行って熱酸化膜２のマスク窓２ａ〜２ｃによって半導体基板１にスリット溝３ａ〜３ｃを形成し、当該形成されたスリット溝３ａ〜３ｃの幅Ｗ１〜Ｗ３を測定して、熱酸化膜２の｛１１１｝方向に対するθ方向の回転ズレを検出している。
【００２８】
したがって、同じインゴットのオリエンテーションフラットの回転方向のズレを特別な検査装置を用いることなく間接的に評価することができ、｛１１０｝面を用いて細長いスリットを作成するときに生じるオリエンテーションフラットの回転方向のズレによるスリット幅の寸法の異常やスリットの直進性が損なわれる問題を事前に回避して、大量の不良の発生を未然に防止することができる。
【００２９】
なお、本実施例では、マスク窓２ａ〜２ｃのθ方向への回転角度を３種類設定した場合について説明したが、マスク窓及びそのθ方向への回転角度の種類の数を増やし、また、回転角度のピッチを変えてもよく、さらに、マスク窓の回転方向も、マイナス方向へのθ回転を加えてもよく、このようにすると、より一層目的に応じた精度でオリエンテーションフラットの回転ズレを検出することができる。
【００３０】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のもの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種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
設計寸法とのズレのないウエハを生産して、安価かつ高精度なスリット加工を行う半導体微細加工方法及び半導体微細加工装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の半導体微細加工方法及び半導体微細加工装置の一実施例を適用した半導体基板の要部斜視図。
【図２】図１の半導体基板をウェットエッチングしてスリットを形成した半導体基板の要部斜視図。
【符号の説明】
【００３３】
１  半導体基板
２  熱酸化膜
２ａ〜２ｃ  マスク窓
３ａ〜３ｃ  スリット溝
【図１】
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【図２】
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