(57)【要約】【課題】  高い特性精度の電子部品を高い歩留まりで製造することができる電子部品の製造方法を提供する。【解決手段】  電子部品要素のパラメータを取得するパラメータ取得工程と、フォトレジスト塗布工程と、フォトレジスト露光工程と、フォトレジスト現像工程とを含み、パラメータ取得工程はウエハＷに設定した区分ごとにパラメータを取得し、フォトレジスト露光工程は区分ごとのパラメータが予め定められた閾値を超えてばらついている場合には、ウエハＷ及びフォトマスク３０５の少なくとも一方を水平方向に位置補正することにより、フォトレジストへ露光されるパターンを水平方向に位置補正するようにした。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのウエハに複数の電子部品を作製する電子部品の製造方法であって、
電子部品要素のパラメータを取得するパラメータ取得工程と、前記ウエハにフォトレジストを塗布するフォトレジスト塗布工程と、前記フォトレジストをフォトマスクを使ってパターン露光するフォトレジスト露光工程と、前記フォトレジストを現像するフォトレジスト現像工程とを含み、
前記ウエハは、それぞれ少なくとも１つの前記電子部品を作製する複数の領域に区分され、
前記パラメータ取得工程は、前記区分ごとに前記パラメータを取得し、
前記フォトレジスト露光工程は、前記区分ごとに前記フォトレジストをパターン露光し、
かつ、前記フォトレジスト露光工程は、前記区分ごとの前記パラメータが予め定められた閾値を超えてばらついている場合、前記パラメータのばらつきを修正するように、前記ウエハ及び前記フォトマスクの少なくとも一方を水平方向に位置補正することにより、前記フォトレジストへ露光されるパターンを水平方向に位置補正する、電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記ウエハの前記区分の１つに、前記電子部品が１つ作製される、請求項１に記載された電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記電子部品が、第１電極と、層間絶縁膜と、第２電極とが積層されたＭＩＭ型キャパシタを含み、
前記パラメータ取得工程で取得されるパラメータが、前記層間絶縁膜の膜厚であり、
前記フォトレジスト露光工程において、補正をしなければ、ばらつきが発生することが予測される前記電子部品の前記特性が前記ＭＩＭ型キャパシタの静電容量であり、
前記フォトレジスト露光工程において、水平方向に位置補正して露光される前記パターンが、前記第２電極を形成するためのパターンである、請求項１又は２に記載された電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記フォトレジスト露光工程は、
前記パラメータ測定工程で測定された前記層間絶縁膜の前記膜厚が、予め定められた値よりも小さい場合には、前記第１電極と前記第２電極との重なりが小さくなるように、前記第２電極を形成するための前記フォトレジストへの露光のパターンを水平方向に位置補正し、
前記パラメータ測定工程で測定された前記層間絶縁膜の前記膜厚が、予め定められた値よりも大きい場合には、前記第１電極と前記第２電極との重なりが大きくなるように、前記第２電極を形成するための前記フォトレジストへの露光のパターンを水平方向に位置補正する、請求項３に記載された電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトレジスト塗布工程と、フォトレジスト露光工程と、フォトレジスト現像工程と、を含む電子部品の製造方法に関し、更に詳しくは、フォトレジスト露光工程において露光されるパターンを水平方向に位置補正することにより、高い特性精度の電子部品を高い歩留まりで製造することができる電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、一般的に、半導体デバイス等の電子部品は、フォトリソグラフィー工程、成膜工程、エッチング工程等を必要に応じて繰り返し、所望の回路パターンを半導体等の基板上に形成することによって製造されている。
【０００３】
図４（ａ）〜図５（ｆ）に、一般的な電子部品の製造方法として、半導体デバイス２００の製造方法を示す。
【０００４】
まず、図４（ａ）に示すように、基板１０１に導電膜１０４を成膜し、続いて導電膜１０４にフォトレジスト１０５を塗布する。
【０００５】
基板１０１は、半導体部１０２と絶縁体部１０３とを備えている。
【０００６】
フォトレジスト１０５には、この製造方法では、ポジ型のものを使用している。なお、ポジ型のフォトレジストに代えて、ネガ型のフォトレジストを使用することもできる。ただし、この場合には、露光に用いるフォトマスクのパターン形状を、後述するものから反転させることが必要になる。
【０００７】
次に、図４（ｂ）に示すように、フォトマスク１０６を用いて、フォトレジスト１０５を所定のパターン形状に露光する。
【０００８】
次に、図４（ｃ）に示すように、フォトレジスト１０５を現像する。
【０００９】
次に、図５（ｄ）に示すように、フォトレジスト１０５を用いて、導電体１０４をエッチングする。この結果、導電膜１０４からゲート電極１０４’が形成される。
【００１０】
続いて、図５（ｅ）に示すように、フォトレジスト１０５を用いて、イオンインプランテーションをおこなう。この結果、半導体部１０２に能動層１０２ａが形成される。
【００１１】
次に、図５（ｆ）に示すように、フォトレジスト１０５を除去する。
【００１２】
この後、更に、一般的なフォトリソグラフィー工程、成膜工程、エッチング工程等を繰り返して、半導体デバイス２００を完成させる。
【００１３】
この従来の製造方法においては、図４（ｂ）に示すフォトレジスト露光工程において、フォトマスク１０６を用いて、フォトレジスト１０５を所定のパターン形状に露光している。
【００１４】
フォトレジストの露光は、ステッパー（縮小投影露光装置）を用いておこなうことが多い。
【００１５】
図６に、従来から使用されているステッパーの一例として、ステッパー３００を示す。
【００１６】
ステッパー３００は、X‐Yステージ３０１と、光源３０２と、コンデンサレンズ３０３と、フィルタ３０４と、フォトマスク（レチクル）３０５と、投影レンズ３０６とを備えている。
【００１７】
X‐Yステージ３０１は、X方向およびY方向の移動が可能である。
【００１８】
X‐Yステージ３０１は、ウエハＷを固定するためのウエハチャック３０１ａを備えている。図６においては、ウエハＷが、ウエハチャック３０１ａにより、  X‐Yステージ３０１に固定されている。
【００１９】
一般的な半導体デバイスの製造工程においては、１つのウエハＷに数百個、あるいはそれ以上の個数の素子が製造されることが多い。
【００２０】
ステッパー３００は、例えば、図７に示すように、ウエハＷ上に塗布されたフォトレジスト１０５を複数の領域に区分し、X‐Yステージ３０１をＸ方向およびＹ方向の少なくとも一方にずらし、ウエハＷの位置をずらしながら、各区分ごとにフォトレジスト１０５を露光して行く。図７においては、既に露光を終了した区分を符号Ｄ、現在露光中の区分を符号Ｐ、未露光の区分を符号Ｎで示している。
【００２１】
このようなステッパーを使用したフォトレジスト露光工程において、それまでの加工ばらつきに起因する電子部品の特性ばらつきを改善するために、フォトレジスト露光工程においける露光量を、ウエハの区分ごとに補正することが行われている。
【００２２】
例えば、特許文献１（特開平９−８２６００号公報）には、塗布したフォトレジストの膜厚を計測し、その膜厚のばらつきに応じて、露光量を補正する技術が開示されている。
【００２３】
また、特許文献２（特開２００７−２６６３３５号公報）には、形成した薄膜の膜厚ばらつきに応じて、露光量を補正し、形成される電極の形状を補正する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特開平９−８２６００号公報
【特許文献２】特開２００７−２６６３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
上述した、特許文献１や特許文献２に開示された補正方法は、それまでの加工ばらつきによる影響を小さくすることができる有用な方法ではあるが、露光量の補正によるものであるため、補正できる幅が小さく、加工ばらつきを完全にキャンセルすることができない場合があった。すなわち、加工ばらつきが大きい場合には、もはや、露光量を補正しても、完成した電子部品の特性を規定値の範囲内に収めることができない場合があった。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その手段として本発明の電子部品の製造方法は、１つのウエハに複数の電子部品を作製する製造方法において、電子部品要素のパラメータを取得するパラメータ取得工程と、ウエハにフォトレジストを塗布するフォトレジスト塗布工程と、フォトレジストをフォトマスクを使ってパターン露光するフォトレジスト露光工程と、フォトレジストを現像するフォトレジスト現像工程とを含み、ウエハは、それぞれ少なくとも１つの電子部品を作製する複数の領域に区分され、パラメータ取得工程は、区分ごとに前記パラメータを取得し、フォトレジスト露光工程は、区分ごとにフォトレジストをパターン露光し、かつ、フォトレジスト露光工程は、区分ごとのパラメータが予め定められた閾値を超えてばらついている場合、そのパラメータのばらつきを修正するように、ウエハ及びフォトマスクの少なくとも一方を水平方向に位置補正することにより、フォトレジストへ露光されるパターンを水平方向に位置補正するようにした。
【００２７】
ウエハの区分の１つに、電子部品が１つ作製されるようにしても良い。この場合には、高い精度で露光パターンの位置補正ができるため、製造される電子部品の特性ばらつきをより小さくすることができる。
【００２８】
製造される電子部品を、第１電極と、層間絶縁膜と、第２電極とが積層されたＭＩＭ型キャパシタを含むものとし、パラメータ取得工程で取得されるパラメータを、層間絶縁膜の膜厚とし、フォトレジスト露光工程において、補正をしなければ、ばらつきが発生することが予測される電子部品の特性をＭＩＭ型キャパシタの静電容量とし、フォトレジスト露光工程において、水平方向に位置補正して露光されるパターンを、第２電極を形成するためのパターンとすることができる。この場合には、ＭＩＭ型キャパシタの静電容量のばらつきを、効果的に抑制することができる。
【００２９】
なお、この場合には、パラメータ測定工程で測定された層間絶縁膜の膜厚が、予め定められた値よりも小さい場合には、第１電極と第２電極との重なりが小さくなるように、第２電極を形成するためのフォトレジストへの露光のパターンを水平方向に位置補正し、また、パラメータ測定工程で測定された層間絶縁膜の膜厚が、予め定められた値よりも大きい場合には、第１電極と第２電極との重なりが大きくなるように、第２電極を形成するためのフォトレジストへの露光のパターンを水平方向に位置補正するようにすれば良い。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、フォトレジストへ露光されるパターンを水平方向に位置補正するものであるため、加工ばらつきが大きくパラメータ測定工程で得られたパラメータが規定値から大きく外れているような場合であっても、加工ばらつきに起因する電子部品の特性のばらつきを容易にキャンセルすることができる。したがって、本発明によれば、特性精度の電子部品を高い歩留まりで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本発明の実施形態に係る電子部品の製造方法において施される工程を示す断面図である。
【図２】図１（ｄ）の続きであり、図２（ｅ）は、本発明の実施形態に係る電子部品の製造方法において施される工程を示す斜視図であり、図２（ｆ）〜（ｈ）は、それぞれ、本発明の実施形態に係る電子部品の製造方法において施される工程を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の実施形態に係る電子部品の製造方法において、ＭＩＭ型キャパシタの第１電極と第２電極との重なりを大きくした場合を示す断面図であり、図３（ｂ）は、ＭＩＭ型キャパシタの第１電極と第２電極との重なりを小さくした場合を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、従来の製造方法において施される工程を示す断面図である。
【図５】図４（ｃ）の続きであり、図５（ｄ）〜（ｆ）は、それぞれ、従来の製造方法において施される工程を示す断面図である。
【図６】図６は、従来から一般的に使用されているステッパーを示す斜視図である。
【図７】図７は、ウエハＷに塗布されたフォトレジスト１０４への区分ごとの露光を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。
【００３３】
図１（ａ）〜図２（ｈ）に、本発明の電子部品の製造方法の実施形態に係る、ＭＩＭ型キャパシタ８を含む電子部品１００の製造方法を示す。
【００３４】
なお、本実施形態においては、基板１として直径１５０ｍｍφのウエハＷを用意し、そのウエハＷに、ＭＩＭ型キャパシタ８を含む電子部品１００を７０００個形成する。ただし、以下においては、便宜上、そのうちの１個の電子部品１００のＭＩＭ型キャパシタ８部分を中心に説明する。
【００３５】
まず、図１（ａ）に示すように、基板１上に絶縁膜２を成膜する。基板１の材質、種類は任意である。また、絶縁膜２の材質、膜厚、形成方法等も任意である。ただし、絶縁膜２の材質としては、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3等を用いることができる。また、絶縁膜２の形成方法としては、例えば、スパッタリング、ＣＶＤ等を用いることができる。
【００３６】
次に、同じく図１（ａ）に示すように、絶縁膜２上に、所定の形状からなる導電膜３を形成する。導電膜３の材質、膜厚、形成方法等は任意である。ただし、材質としては、例えば、Ｔｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｗ等を用いることができる。導電膜３は、その一部分が、ＭＩＭ型キャパシタ８の第１電極１３を構成する。
【００３７】
次に、図１（ｂ）に示すように、絶縁膜２及び第１電極１３（導電膜３）上に、絶縁膜４を形成する。絶縁膜４の材質、形成方法等は、例えば、絶縁膜２の材質、形成方法等と同一にすることができる。ただし、絶縁膜４の一部分は、ＭＩＭ型キャパシタの容量を形成する層間絶縁膜１４を構成するため、絶縁膜４の膜厚については、別途、厳格な値が定められる。
【００３８】
次に、図示しないが、本発明の特徴的な工程であるパラメータ測定工程として、ＭＩＭ型コンデンサ８の層間絶縁膜１４（絶縁膜４）の膜厚面内分布を測定する。すなわち、本実施形態においては、それよりも前の工程において作製された電子部品要素のパラメータとして、層間絶縁膜１４（絶縁膜４）の膜厚を測定する。膜厚の測定は、例えば、光学式膜厚計を使用しておこなう。
【００３９】
上述した通り、本実施形態においては、１個のウエハＷに、ＭＩＭ型キャパシタ８を含む電子部品１００を７０００個形成する。ＭＩＭ型コンデンサ８の層間絶縁膜１４（絶縁膜４）は、加工ばらつき等により膜厚がばらつく場合がある。この膜厚のばらつきは、ウエハＷ間でも発生する場合もあるが、１個のウエハＷ内において領域ごとに発生する場合もある。
【００４０】
そこで、本実施形態のパラメータ測定工程においては、１個のウエハＷを複数の領域に区分し、区分ごとに層間絶縁膜１４（絶縁膜４）の膜厚を測定する。そして、後述するフォトレジスト露光工程において、区分ごとにフォトレジストへ露光されるパターンを水平方向に位置補正するようにしている。なお、この補正は、ＭＩＭ型キャパシタ８の第２電極１５の形成位置を補正し、第１電極１３と第２電極１５の重なり面積を補正して、ＭＩＭ型キャパシタ８の静電容量を予め定められた規定値内に収めるためにおこなうものである。
【００４１】
なお、上記区分を、ウエハＷの各電子部品の各ＭＩＭ型キャパシタ８が形成される領域ごとに設定すれば、ＭＩＭ型キャパシタ８ごとにフォトレジストへの露光のパターンを水平方向に位置補正することができるため、ＭＩＭ型キャパシタ８の特性（静電容量）精度を格段に向上させることができる。
【００４２】
次に、図１（ｃ）に示すように、絶縁膜４（層間絶縁膜１４）上に、導電膜５を形成する。導電膜５の材質、膜厚、形成方法等は、例えば、導電膜３の材質、膜厚、形成方法等と同一にすることができる。この導電膜５は、後述するように、エッチングされて、その一部分がＭＩＭ型キャパシタの第２電極１５を構成する。
【００４３】
次に、図１（ｄ）に示すように、導電膜５上に、フォトレジスト６を形成する。フォトレジスト６の材質、膜厚、形成方法等は任意である。また、フォトレジスト６が、ポジ型であるか、ネガ型であるかも任意である。
【００４４】
次に、本発明の特徴的な工程であるフォトレジスト露光工程として、図２（ｅ）に示すように、ステッパー３００を使用して、ウエハＷに塗布されたフォトレジスト６を露光する。ステッパー３００は、例えば、X‐Yステージ３０１と、光源３０２と、コンデンサレンズ３０３と、フィルタ３０４と、フォトマスク（レチクル）３０５と、投影レンズ３０６とを備えている。
【００４５】
上述した通り、パラメータ測定工程においては、１個のウエハＷを複数の領域に区分し、区分ごとに層間絶縁膜１４（絶縁膜４）の膜厚を測定している。フォトレジスト露光工程においては、X‐Yステージ３０１に固定されたウエハＷををＸ方向およびＹ方向の少なくとも一方にずらしながら、上記区分ごとにフォトレジスト６を順番に露光して行く。
【００４６】
このとき、上記パラメータ測定工程において取得した、各区分における、層間絶縁膜１４（絶縁膜４）の膜厚が閾値を超えてばらついている場合には、当該区分において、フォトレジスト６への露光パターンを水平方向に位置補正する。具体的には、X‐Yステージ３０１に固定されたウエハＷを、水平方向に、必要な量だけ位置補正する。なお、この方法に代えて、X‐Yステージ３０１に固定されたウエハＷ側を固定しておいて、フォトマスク３０５（及び必要に応じて投影レンズ３０６等）側を水平方向に位置補正しても良い。あるいは、ウエハＷ側とマスク３０５側の両方を水平方向に位置補正しても良い。
【００４７】
フォトレジスト６へ露光されるパターンの位置補正の補正量は、ＭＩＭ型キャパシタ８の静電容量を予め定められた規定値内に収めるように、当該区分における層間絶縁膜１４（絶縁膜４）の膜厚に従って決定される。以下、詳細に説明する。
【００４８】
ＭＩＭ型キャパシタに蓄えられる電気量Ｑ（Ｃ）は、Ｑ＝ＣＶで表される。ここにＣは静電容量（Ｆ）である。Ｖは電圧（Ｖ）である。
【００４９】
そして、コンデンサの静電容量Ｃ（Ｆ）は、Ｃ＝εＳ／ｄで表される。ここにεは層間絶縁膜１４の誘電率である。Ｓは層間絶縁膜１４を挟んで対向する第１電極１３と後述する第２電極１５との対向面積（ｍ2）である。ｄは層間絶縁膜１４の膜厚（ｍ）である。
【００５０】
したがって、コンデンサの静電容量Ｃを予め定められた規定値に保つためには、
フォトレジスト露光工程において、当該区分の層間絶縁膜１４の膜厚の加工ばらつきに応じて、フォトレジストへ露光されるパターンを水平方向に位置補正し、第２電極１５の形成位置を水平方向に位置補正して、第１電極１３と第２電極１５との対向面積Ｓを補正すれば良い。
【００５１】
具体的には、当該区分において、層間絶縁膜１４の膜厚が予め定められた規定値よりも小さい場合には、フォトレジストへ露光されるパターンを水平方向に位置補正し、第２電極１５の形成位置を水平方向に位置補正して、図３（ａ）に示すように、第１電極１３と第２電極１５との重なり長さを、小さな重なり長さＯＬSとして、第１電極１３と第２電極１５との対向面積Ｓが小さくなるように補正する。逆に、当該区分において、層間絶縁膜１４の膜厚が予め定められた規定値よりも大きい場合には、フォトレジストへ露光されるパターンを水平方向に位置補正し、第２電極１５の形成位置を水平方向に位置補正して、図３（ｂ）に示すように、第１電極１３と第２電極１５との重なり長さを、大きな重なり長さＯＬLとして、第１電極１３と第２電極１５との対向面積Ｓが大きくなるように補正する。
【００５２】
この結果、ＭＩＭ型キャパシタ８の静電容量は、予め定められた規定値内に収まる。したがって、本実施形態の電子部品の製造方法によれば、高い特性（静電容量）精度の電子部品を高い歩留まりで製造することができる。
【００５３】
なお、上述の通り、キャパシタの静電容量Ｃは、第１電極と第２電極との対向面積Ｓに比例し、層間絶縁膜の膜厚ｄに反比例する。したがって、静電容量Ｃが大きいキャパシタを省スペースで形成するためには、第１電極と第２電極との対向面積Ｓをあまり大きくすることはできず、層間絶縁膜の膜厚ｄを小さくしなければならなかった。そのため、層間絶縁膜の膜厚ｄに加工ばらつきがあると、静電容量Ｃが大きくばらついてしまい、規定値の範囲から容易に外れてしまいやすかった。すなわち、層間絶縁膜の膜厚ｄの加工ばらつきが、ＭＩＭ型キャパシタの歩留まりの低下の大きな原因になっていた。本発明は、このような問題を解決するのに寄与するものである。
【００５４】
ウエハＷに塗布されたフォトレジスト６の全区分についてフォトレジスト露光工程が終了した後、図２（ｆ）に示すように、フォトレジスト６を現像する。
【００５５】
次に、図２（ｇ）に示すように、フォトレジスト６を用いて、導電膜５をエッチングし、ＭＩＭ型キャパシタ８の第２電極１５を形成する。
【００５６】
なお、本実施形態においては、まず導電膜５を形成し、次にフォトレジスト６を用いて導電膜５をエッチングすることによりＭＩＭ型キャパシタ８の第２電極１５を形成しているが、これに代えて、フォトレジスト６に形成されるパターン形状を反転させておき、リフトオフ工程によりＭＩＭ型キャパシタ８の第２電極１５を形成することも可能である。
【００５７】
次に、図２（ｈ）に示すように、フォトレジスト６を除去し、ＭＩＭ型キャパシタ８を完成させる。ＭＩＭ型キャパシタ８は、第１電極１３と第２電極１５とが適正な対向面積Ｓで重なっているため、規定値の範囲内の適正な静電容量特性を備えている。
【００５８】
この後、図示しないが、更に、必要に応じて、成膜工程、フォトリソグラフィー工程、エッチング工程、ウエハのカット工程等を実施して、第１電極１３、層間絶縁膜１４、第２電極１５からなるＭＩＭ型キャパシタ８を含む電子部品１００を完成させる。
【００５９】
以上、本発明の実施形態に係る電子部品１００の製造方法について説明した。
【００６０】
しかしながら、本発明が上述した内容に限定されることはなく、発明の趣旨に沿って、種々の変更を加えることができる。
【００６１】
例えば、上述した実施形態では、ＭＩＭ型キャパシタ８を内部に含んだ電子部品１００の製造方法を示したが、本発明によって製造される電子部品の種類は任意であり、これには限定されない。例えば、半導体デバイスや圧電デバイス等であっても良い。
【００６２】
また、上述した実施形態では、パラメータ測定工程でＭＩＭ型キャパシタの層間絶縁膜１４の膜厚を測定し、フォトレジスト露光工程で、導電膜５をエッチングして第２電極１５を形成するためのフォトレジスト６のパターンを水平方向に位置補正しているが、パラメータ測定工程で測定される電子部品要素のパラメータや、フォトレジスト露光工程で水平方向に位置補正されるフォトレジストが何を形成するために使用されるフォトレジストであるか等も任意であり、上述した内容には限定されない。
【符号の説明】
【００６３】
１：基板
２、４：絶縁膜
３、５：導電膜
６：フォトレジスト
８：ＭＩＭ型キャパシタ
１３：第１電極（導電膜３から形成されたもの）
１４：層間絶縁膜（絶縁膜４から形成されたもの）
１５：第２電極（導電膜５から形成されたもの）
Ｗ：ウエハ
３００：ステッパー
３０１：X‐Yステージ
３０２：光源
３０３：コンデンサレンズ
３０４：フィルタ
３０５：フォトマスク（レチクル）
３０６：投影レンズ
【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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