JP2004228453A

JP2004228453A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2004228453A
Application number: JP2003016904A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Kato; 英晃加藤; Masami Suzuki; 雅巳鈴木; Takashi Onzuka; 隆恩塚
Original assignee: Renesas Technology Corp; Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Current assignee: Renesas Technology Corp; Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2004-08-12

Abstract

【課題】ウエハを反り状態に合わせて真空吸着する。
【解決手段】略円盤状に形成したウエハチャック３０の吸着部３１上に、同心状にリング３２ａ、３２ｂ、３２ｃを設ける。リング３２ａ、３２ｂ、３２ｃにより画された中央吸着部３３、リング状吸着部３４、３５には、リング３２ａ、３２ｂ、３２ｃより低い硬質のピン３６ａを多数設ける。併せて、上記吸着部には、ウエハを真空吸引するための吸引孔３７を設ける。併せて、リング３２ａ、３２ｂ、３２ｃには、ゴム等の弾性材を用いて伸縮性を持たせる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、半導体装置の製造工程におけるウエハ保持機構に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下に説明する技術は、本発明を研究、完成するに際し、本発明者によって検討されたものであり、その概要は次のとおりである。
【０００３】
半導体装置の製造においては、ウエハ表面に種々の処理を施すことにより、絶縁層、配線層等を多数積層して、回路が形成される。かかるウエハ表面の処理においては、ウエハ表面を処理方向に向けて正位置に保持することが求められる。
【０００４】
ウエハの保持機構としては、一般に、チャックあるいはウエハチャックと呼ばれる装置により、ウエハを真空吸着する構成が知られている。
【０００５】
かかるウエハの吸着に際しては、吸着時にウエハ表面の平坦度を確保するため、吸着されるウエハ面と吸着面との間の異物の介在を避けなければならない。そこで、かかる異物の介在を防ぐという観点から、吸着時のウエハ裏面の接触面積を極力小さくするため、ウエハ裏面を面で支持するのではなく、多数のピンで支持する所謂ピンコンタクト方式と呼ばれる構成が提案された。
【０００６】
ピンコンタクト方式を採用する真空吸着型のウエハチャックは、表面がウエハ径にほぼ合わせた円盤状のチャック本体を有し、本体表面の周縁には外周リングと呼ばれるリング状の側壁が突設されている。
【０００７】
外周リングの内側の本体表面には、ウエハ裏面側を吸引する吸引孔に繋がる吸引開口部と、ウエハ裏面側を支持する多数のピンが突設されている。吸引孔は、チャック本体内部の中空部を通して、真空ポンプ等に接続される構成となっている。
【０００８】
ウエハチャック本体の表面を、ウエハ裏面側に相対させた状態で、吸引孔から真空吸引することにより、ウエハ裏面側がチャック本体の表面側に吸着されることとなる。吸着に際しては、ウエハ裏面は、所定高さに設定された外周リングと、多数のピンの先端で支持されることとなる。
【０００９】
一方、半導体装置は、薄いシリコンウエハの表面側に、種々の成膜処理を駆使して微細な回路を作り込んで形成されるが、近年、高集積化等の要請に応じてウエハ表面における積層構造がより多層化している。そのため、これまでに比べて、よりウエハには反りが発生し易くなっている。
【００１０】
しかし、ウエハチャックは、基本的にはウエハが平坦であるとの前提で装置構成がなされているため、往々にして、反りウエハがある場合には、十分な吸着ができない場合がある。
【００１１】
例えば、内面側が低く外縁側が高く上に反ったウエハでは、ウエハの外縁側がウエハチャックには十分に吸着されにくい。
【００１２】
そこで、かかる反りウエハを吸着する構成として、ウエハの外縁側に相当するウエハチャックの外周リングに一部切欠を設けておき、吸引時にこの切欠から気体をウエハチャック内部に高速で引き込むことにより、ベンチュリー効果でウエハの外縁側を吸着する構成が提案された（例えば、特許文献１参照。）。
【００１３】
【特許文献１】
特開平８−３７２２７号公報（図２、４）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記真空吸着式のウエハチャック技術においても、以下の課題があることを本発明者は見出した。
【００１５】
すなわち、ベンチュリー効果を利用する記構成のウエハチャックによれば、確かに、それまでのウエハチャックでは吸着できないような反りウエハでも十分に吸着して、ウエハ面を平らに吸着することができ、有効な技術である。
【００１６】
しかし、上記構成では、あくまでウエハチャックのウエハ支持高さは同一高さに固定されているため、反り量が大きく、ベンチュリー効果が十分に作用しない程の反りウエハに対しては、有効に機能しないことも考えられる。
【００１７】
例えば、反りが、すなわちウエハ面の低い所と高い所の差で示す値が１５０μｍを超えるような大きな場合には、外縁側が中央側より極めて高い反りを示すこととなり、吸着時には、ウエハ外周部側ではチャックとの間に大きな隙間が生じ、空気がリークして真空吸着が困難になる場合が見られる。
【００１８】
また、ウエハの反りに関しては、現行の主流であるφ２００ｍｍウエハの反り状況が、将来的に移行が予想されるφ３００ｍｍウエハにそのまま持ち越されると仮定すると、ウエハ径が大きくなった分、ウエハ面の低い所と高い所の差で示す値は現行よりさらに拡大され、現状よりももっと反りウエハの吸着が困難になることが予想される。
【００１９】
かかる状況下、反りウエハの吸着技術はより重要性を増しているとも言える。そこで、本発明者は、ウエハの反り状況に合わせた吸着が行えれば、かかる問題点の解消が図れるものと考えた。
【００２０】
本発明の目的は、真空吸着方式のウエハチャックにおいて、ウエハの反りに合わせて吸着できるようにすることにある。
【００２１】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００２３】
すなわち、本発明では、ウエハの反りに合わせた状態で吸引吸着する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する場合がある。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施例のウエハチャックを組み込んだ露光装置の概略構成を示す説明図である。図２（ａ）は、ウエハチャックの一実施例を示す平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【００２６】
尚、図１においては、露光装置の機能を説明するために必要な部分のみを示している。その他の通常構成の露光装置（スキャナやステッパ）に必要な部分は、煩瑣な記載を避けるために特段の説明は行わないが、図１に示す露光装置にも通常構成と同様に設けられているものである。
【００２７】
図１に示すように、露光装置１０は、例えば縮小比４：１の走査型縮小投影露光装置（スキャナ）１０ａに構成され、ウエハＷ上に所望の露光が行われるようになっている。
【００２８】
露光光源１１から発する光は、フライアイレンズ１２、アパーチャ１３、コンデンサレンズ１４、１５およびミラー１６を介してマスク１７を照明する。光学条件のうち、コヒーレンシはアパーチャ１３の開口部の大きさを変化させることにより調整する。マスク１６上には異物付着によるパターン転写不良等を防止するためのペリクル１８が設けられている。マスク１７上に描かれたマスクパターンは、投影レンズ１９を介して処理基板であるウエハ（被処理対象体）Ｗ上に投影される。
【００２９】
なお、マスク１７は、マスク位置制御手段２１およびミラー２２で制御されたステージ２３上に載置され、その中心と投影レンズ１９の光軸とは正確に位置合わせがなされている。マスク１７は、その第１主面がウエハＷの主面（デバイス面）に向けられ、第２主面がコンデンサレンズ１５に向けられた状態でステージ２３上に置かれている。
【００３０】
露光光Ｌｐには、例えば、露光波長２４８ｎｍ程度のＫｒＦエキシマレーザ光を用いることができる。光学レンズの開口数ＮＡ＝０．６５、照明の形状を円形にし、コヒーレンシ（σ：ｓｉｇｍａ）値＝０．７の条件で露光することができる。
【００３１】
露光光Ｌｐは、上記のものに限定されるものではなく種々変更可能であり、例えば、ｇ線、ｉ線、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）またはＦ_２（フッ素）エキシマレーザ光（波長１５７ｎｍ）を用いることもできる。
【００３２】
ウエハＷは、その主面を投影レンズ１９側に向けた状態でウエハチャック３０上に真空吸着される。ウエハＷの主面上には、露光光に感光するフォトレジスト膜が塗布されている。ウエハチャック３０は、投影レンズ１９の光軸方向、すなわち、ウエハチャック３０の基板載置面に垂直な方向（Ｚ方向）に移動可能なＺステージ４１上に載置され、さらにウエハチャック３０の基板載置面に平行な方向に移動可能なＸＹステージ４２上に搭載されている。
【００３３】
Ｚステージ４１及びＸＹステージ４２は、主制御系４３からの制御命令に応じてそれぞれの駆動手段４１ａ、４２ａにより駆動されるので、所望の露光位置に移動可能である。その位置はＺステージ４１に固定されたミラー４４の位置としてレーザ測長機４５で正確にモニタされている。
【００３４】
また、ウエハＷの表面位置は、通常の露光装置が有する焦点位置検出手段で計測される。計測結果に応じてＺステージ４１を駆動させることにより、ウエハＷの表面は常に投影レンズ１９の結像面と一致させることができる。
【００３５】
マスク１７とウエハＷとは、縮小比に応じて同期して駆動され、露光領域がマスク１７上を走査しながらマスクパターンをウエハＷ上に縮小転写する。このとき、ウエハＷの表面位置も上述の手段によりウエハＷの走査に対して動的に駆動制御される。ウエハＷ上に形成された回路パターンに対してマスク１７上の回路パターンを重ね合わせ露光する場合、ウエハＷ上に形成されたマークパターンの位置をアライメント検出光学系を用いて検出し、その検出結果からウエハＷを位置決めして重ね合わせ転写する。
【００３６】
主制御系４３はネットワーク装置と電気的に接続されており、露光装置１０の状態の遠隔監視等が可能となっている。上記の説明では、露光装置１０として走査型縮小投影露光装置（スキャナ）１０ａに構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、たとえばマスク上の回路パターンの投影像に対してウエハを繰り返しステップすることで、マスク上の回路パターンをウエハ上の所望の部分に転写する縮小投影露光装置（ステッパ）に構成しても構わない。
【００３７】
かかる構成の露光装置１０に組み込まれているウエハチャック３０は、図２（ａ）のウエハチャック３０の上方から見た平面図に示すように、略円盤状に形成されたウエハチャック本体の吸着部３１の表面に、同心状に複数のリング３２が突設して設けられている。リング３２ａ（３２）は吸着部３１の外周縁に沿って設けられ、その他のリング３２ｂ（３２）、３２ｃ（３２）は、リング３２ａに対して同心状に設けられている。
【００３８】
リング３２ｃに囲まれた中央吸着部３３と、リング３２ｃ、３２ｂに囲まれたリング状吸着部３４と、リング３２ｂ、３２ａに囲まれたリング状吸着部３５とは、一体に形成されている。各々の吸着部表面には、ウエハＷの吸着時にウエハＷの吸着面側を支持するピン３６ａが複数設けられて、ピンコンタクト型のウエハチャック３０に構成されている。
【００３９】
ピン３６ａの高さは、所定高さに固定され、吸着時にウエハＷの支持位置の高さが変わらないようになっている。すなわち、ピン３６ａは、吸着時にウエハＷを所定高さで支持する固定支持部３６として機能している。
【００４０】
かかる構成のピン３６ａおよび吸着部３１は、形状歪み等が発生しないようにセラミック等の硬質材で形成され、ウエハを平坦に支持することができるようになっている。
【００４１】
また、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、中央吸着部３３、リング状吸着部３４、３５のそれぞれの吸着部表面には、吸着部３１を貫通する吸引孔３７に通じた吸引孔開口部３７ａが設けられている。吸引孔３７は、図示はしないが、真空ポンプ等に接続されるようになっている。
【００４２】
一方、リング３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）は、ピン３６ａとは異なり、上下に伸縮可能に構成され、ウエハ吸着時のウエハとの接触圧に応じて支持位置の高さが変えられるようになっている。例えば、図２（ｂ）に示すように、リング３２を、ゴム等の弾性材で形成することにより、リング３２自体は伸縮性部材に形成され、伸縮性支持部として機能することとなる。
【００４３】
因みに、図２（ｂ）は、図２（ａ）をＡ−Ａ線で切断した場合の断面図を示している。尚、図２（ｂ）では、図が見やすいように、ピン３６ａの図示を省略している。
【００４４】
また、リング３２の高さは、ウエハを吸着しない所謂待機状態では、ピン３６ａより高くなるように設定されている。一方、リング３２には、ウエハを吸着した状態では、ピン３６ａの高さまで縮むことができる伸縮性が持たせられている。
【００４５】
かかる構成のウエハチャック３０を露光装置１０に組み込んで、半導体装置を製造する方法について、以下説明する。
【００４６】
図３の製造フローに示すように、ステップＳ１００で、所定のウエハ（シリコンウエハ）を供給する。供給されたウエハに対しては、ステップＳ２００のウエハ処理工程で、各種処理を施すことにより所望の回路を形成する。かかる回路形成は、ステップＳ２１０の基板工程、ステップＳ２２０の配線工程とで行われる。その各々の工程で、上記説明の本発明に係るウエハチャック３０を装備した前記説明の露光装置１０によるフォトプロセスＳ２３０が行われる。
【００４７】
ステップ２１０の基板工程では、例えば、ＤＲＡＭを例に挙げれば、素子分離領域の形成、ウエルの形成、トランジスタの形成、ビット線の形成、キャパシタの形成が行われる。
【００４８】
ステップＳ１００で供給されたウエハは先ず洗浄され、その後、酸化炉中でウエハ表面にＳｉ０_２の薄膜を形成し、さらにＣＶＤ装置によりＳｉ_３Ｎ_４膜を積層させる。
【００４９】
次に、フォトプロセスＳ２３０に移る。上記成膜が形成されたウエハＷ上に、感光性樹脂のフォトレジスト液を滴下し、滴下した状態でウエハを高速回転してフォトレジスト膜を薄く形成する。
【００５０】
この状態で、図１に示す露光装置１０のウエハチャック３０にウエハＷを吸着保持させる。ウエハチャック３０は、図２に示す構成を有しており、ウエハＷに反りがあっても、次のようにしてウエハＷを平坦となるように吸引吸着する。
【００５１】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ウエハチャック３０の吸着部３１には、高さが固定された固定支持部材としてのピン３６ａと、それよりも高く設定されたゴム等の弾性材で形成された伸縮性の支持部材としてのリング３２が設けられている。尚、図４（ｂ）〜（ｄ）までは、図４（ａ）の丸で囲んだ部分を拡大して示している。
【００５２】
ウエハＷが、例えば、内面側より外周側が上に反り上がった状態である場合を想定すると、ウエハＷは図４（ｂ）に示すように、当初、ウエハＷの内面側が、リング３２ｂ、３２ｃ側（リング３２ｃ側への当接状況は図示省略）に当接するように支持される。リング３２ａ側では、ウエハＷの反りが大きいため、十分に吸引力が作用せず、ウエハＷの裏面はリング３２ａ上には当接していない。
【００５３】
この状態で、図示しない真空ポンプ等の吸引手段に接続した吸引孔３７で真空吸引を行う。真空吸引に伴い、ウエハＷは、吸着部３１側に引きつけられる。かかる引きつけに際して、ピン３６ａより高いリング３２ｂにはウエハＷとの接触圧である押圧力が働き、リング３２の伸縮性に基づき縮まって、図４（ｃ）に示すように、ウエハＷが全体的にウエハチャック３０の吸着部３１側に近づいてくる。
【００５４】
このようにしてウエハＷが、ウエハチャック３０側に近づくと、リング３２ａ側とウエハＷの反りが大きい外周縁側との間が狭まり、それまで十分な吸引力が作用しなかったウエハＷの外周縁部が引きつけられることとなる。
【００５５】
かかるウエハＷの外周縁部の吸着に際しては、リング３２ａは、リング３２ｂの場合と同様に、吸引されるにしたがって、リング３２ａに押圧力が働き、リング３２ａの伸縮性に基づき縮まる。
【００５６】
ウエハチャック３０は、始めは、伸縮性支持部としてのリング３２がウエハＷの反り状態に合わせた状態で支持しながら吸引吸着し、その後、ウエハＷの吸着状態に合わせてウエハとの接触圧に応じて縮まることにより、ウエハＷの反り状態に合わせながら吸引吸着をすることとなる。
【００５７】
このようにして、ウエハＷの吸引吸着によって、当初ピン３６ａより高い位置でウエハＷを支持していたリング３２ａ、３２ｂ、３２ｃが次第に縮まる。しかし、ピン３６ａの高さまで縮んだ時点で、ピン３６ａが硬質材で形成された高さが変わらない固定支持部として形成されているため、これ以上吸着してウエハＷを吸着部３１側に引きつけようとしても、逆に、ピン３６ａにはウエハＷを上方に押し上げるような抗力が発生して、図４（ｄ）に示すように、反ったウエハＷは、表面が平らに設定される。
【００５８】
そのためウエハＷのフォトレジスト面の平坦度が十分に確保され、前記説明の露光装置１０を用いた精密露光に際して、ウエハＷ上の場所毎の焦点ずれが発生せず、精緻な露光が確保される。
【００５９】
露光が終了した段階で、ウエハチャック３０の真空吸引を解除し、ウエハＷを現像処理に渡す。真空吸引を解除して、ウエハＷが外されたウエハチャック３０では、吸着時に縮んでいたリング３２は、ウエハＷによる押圧力がなくなるため上方に伸びて、図４（ｂ）に示すように、ピン３６ａより高い元の位置に復帰した待機状態となり、次のウエハＷの吸着を待つこととなる。
【００６０】
現像処理されたフォトレジストは、エッチングマスクとして使用され、先に形成した成膜上にドライエッチングによる浅溝加工を施す。必要の都度、ステップＳ２３０に基づくフォトレジストの塗布、露光、現像を繰り返すことにより、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＯ_２、Ｓｉ基板の順に必要な浅溝加工を施す。
【００６１】
その後、エッチングマスクとして使用したフォトレジストは、アッシング処理により除去し、さらにＳｉＯ_２膜を浅溝の深さより上になるように成膜し、ＣＭＰ（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ）処理により全体を平坦に研磨する。研磨は、Ｓｉ_３Ｎ_４の表面がでる程度まで行い、リン酸液等を使用してウエットエッチングでこのＳｉ_３Ｎ_４膜を除去して、平らな素子分離構造を形成する。
【００６２】
このようにしてステップＳ２３０のフォトプロセスを繰り返し使用することにより、素子分離構造を形成した後、ウエル形成を行う。
【００６３】
ウエル形成に際しては、例えば、３重ウエル形成を例に挙げて説明すれば、前記説明のステップＳ２３０のフォトプロセスに従い、フォトレジストを薄膜状に形成した上で、ウエハチャック３０によりウエハＷを吸着し、その状態で、露光装置１０により精密露光を行い、その後現像処理にて深いｎウエルのフォトレジストパターンを形成する。
【００６４】
かかる深いｎウエル形成用フォトレジストパターンをマスクとして、高エネルギーイオン注入により、リンイオン（Ｐ^＋）を打込み、所定範囲にｎ型不純物の導入を行う。
【００６５】
同様にして、ステップＳ２３０のフォトプロセスを利用して、ｐウエル領域が開口されたフォトレジストパターンを形成し、これをマスクとしてホウ素イオン（Ｂ^＋）を打込み、ｐ型不純物の導入を行う。併せて、浅いｎウエル形成用フォトレジストパターンを、ステップＳ２３０に従い形成して、これをマスクとして、リンイオン（Ｐ^＋）を打込み、所定範囲に浅いウエルへのｎ型不純物の導入を行う。
【００６６】
その後、フォトレジストをアッシングにより除去し、アニールを行って、イオン打込みにより導入した不純物の活性化を行えば、ウエル形成が終了する。ウエル形成後は、トランジスタの形成を行う。
【００６７】
トランジスタの形成に際しては、例えば、熱酸化により薄いゲート酸化膜を形成する。かかるゲート酸化膜上に、ＰｏｌｙＳｉとＷＳｉ_２をＣＶＤ処理によりゲート電極膜として堆積する。
【００６８】
かかるゲート電極膜上に、Ｓｉ_３Ｎ_４等をＣＶＤ処理により成膜して、ゲートパターンの微細加工を行う。微細加工は、例えば、ステップＳ２３０のフォトプロセスを使用して、ゲート多層膜の連続ドライエッチングを行えばよい。
【００６９】
その後、ｐＭＯＳ、ｎＭＯＳ領域を各々ステップＳ２３０を使用して開口しながら、ゲートパターンの両側に、ソース、ドレーンの不純物を浅く低濃度でイオン注入を行う。
【００７０】
さらに、ゲートパターンを覆うようにＳｉ_３Ｎ_４を成膜し、異方性ドライエッチングを行ってゲートの側壁部側にＳｉ_３Ｎ_４を残し、その後、再度、ソース、ドレーンのイオン打込みを高濃度に行う。
【００７１】
かかるトランジスタの形成後は、ビット線を形成する。層間ＳｉＯ_２をＣＶＤで成膜後、ＣＭＰで平坦化処理を行い、コンタクト孔のフォトリソグラフィーをステップＳ２３０に沿って、前記説明の要領で行う。
【００７２】
ＳｉＯ_２を選択エッチングしてコンタクト孔を形成した後、ＰｏｌｙＳｉでコンタクト孔を充填し、ソース、ドレーンのプラグ（引き出し端子）を形成する。かかるプラグを形成後、ＳｉＯ_２を成膜して、ビット線形成部分のみ開口する。この開口部に、スパッタリングでＷ／ＴｉＮバリア膜を設けて、ビット線を形成する。
【００７３】
ビット線の形成後は、キャパシタを形成する。すなわち、上記のように形成したビット線上に、ＰｏｌｙＳｉプラグをキャパシタ形成位置に継ぎ足して形成する。その後、ＳｉＯ_２をキャパシタの高さに見合う膜厚でＣＶＤにより成膜する。キャパシタの孔パターンをＳ２３０のフォトプロセスの前記説明の要領で形成し、これをマスクとしてエッチングする。
【００７４】
その後、ＳｉＯ_２の孔の内面を含めて全面に薄いＰｏｌｙＳｉ膜をＣＶＤで形成し、表面のＰｏｌｙＳｉ膜をエッチバックで除去することにより、キャパシタの下部電極としてのＰｏｌｙＳｉ電極を形成する。その上に、Ｔａ_２Ｏ_５絶縁膜、ＴｉＮ膜をＣＶＤで成膜することによりプレートと呼ばれる上部電極を設けて、キャパシタの形成を行う。
【００７５】
このようにして、素子分離領域の形成、ウエルの形成、トランジスタの形成、ビット線の形成、キャパシタの形成を順次行うことにより、ステップＳ２１０の基板工程を終了する。ステップＳ２１０の基板工程終了後は、ステップＳ２２０の配線工程に移る。
【００７６】
すなわち、キャパシタの形成後、層間絶縁膜を成膜する。かかる層間絶縁膜に、ステップＳ２３０のフォトプロセスを適用して、スルーホールパターンを形成する。このパターンをエッチングマスクとしてエッチング処理することによりコンタクト孔を形成する。その後、ＷやＴｉＮ埋め込みによりスルーホールプラグを形成する。
【００７７】
さらに、Ａｌ／ＴｉＮの積層膜をスパッタリングで成膜し、ステップＳ２３０のフォトプロセスにより配線パターンを形成し、このパターンに基づいてエッチング処理して、Ａｌの第１配線層を形成する。
【００７８】
形成したＡｌの第１配線層上に、上記第１配線層を形成したと同様の要領で、Ａｌの第２配線層を形成する。第２のＡｌ配線層を形成した後に、保護膜を形成して、ウエハＷへのＤＲＡＭの回路の作り込みを終了する。
【００７９】
このようにして多数のＤＲＡＭの作り込みがなされたウエハは、ステップＳ３００の組立工程に移される。組立工程では、ステップＳ３１０のダイシング工程で、多数のチップが形成されたウエハをウエハテープ上に載せ、その状態で例えば、チップ毎にハーフカットして、その後にウエハテープをエキスパンドすることにより、チップの個片化を行う。
【００８０】
個片化された半導体チップは、ステップＳ３２０のボンディング工程で、例えば、チップマウンタ等を用いてリードフレーム上にダイボンディングされ、さらに半導体チップの電極とリードフレームのインナーリードとをワイヤボンディングする。
【００８１】
ボンディング工程終了後は、ステップＳ３３０の封止工程で、ワイヤボンディング終了後の状態で樹脂封止して半導体チップの保護を行う。
【００８２】
樹脂封止後は、ステップＳ３４０の仕上げ工程で、例えば、リードフレームのアウターリードにめっきを行い、さらにリード切断を行い、リードの曲げ加工を行う。かかる仕上げ処理の終了後、ステップＳ３５０のマーキング工程で、モールド部に製品番号などのマーキングを行って、半導体装置の組立が完成する。
【００８３】
このように半導体装置の製造においては、基板工程、配線工程で、ステップＳ２３０によるフォトリソグラフィー工程が繰り返し使用されて、種々のパターン形成を行うが、かかる処理において、前記説明の露光装置１０に装備されたウエハチャック３０を用いて、焦点異常が発生しないようにウエハＷを平坦に吸着保持して、精密露光が確実に行われる。
【００８４】
上記説明のウエハチャック３０を使用することにより、反りウエハを反り状態に合わせて確実に吸着し、さらに、吸着状態で平坦にウエハを保持することができる。
【００８５】
尚、上記ウエハ処理工程の説明では、説明が煩瑣になるのを避けるため、処理の流れの主な部分についてのフォトリソグラフィーの使用状況のみを説明し、その他のフォトリソグラフィーの使用状況についてその説明を省略している。
【００８６】
（実施の形態２）
前記実施の形態１では、リング３２を、それ自体をゴム等の弾性材で形成することにより、伸縮性を持たせる構成を採用したが、リング３２をピン３６ａと同様にセラミック等の硬質材で形成しておき、かかるリング３２をばね等の伸縮部材を介在させて設ける構成でも、その伸縮性を確保することができる。
【００８７】
例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、セラミック等の硬質材で形成したリング３２を、吸着部３１に対してばね３８ａ等の弾性部材３８を介して設けるようにしても構わない。リング３２にかかる押圧力に応じてばね３８ａが適宜伸縮するように構成しておけばよい。
【００８８】
因みに、図５（ａ）に示す構成では、ばね３８ａは、図５（ｂ）に示すように、短断面が略く字形状に折り曲げられ、全体がリング状の板ばねに形成されている。必要に応じて、ばね力の確保のために板面にスリットを入れておけばよい。
【００８９】
図５（ｃ）では、コイル状に形成したばね３８ｂを用いて、リング３２の伸縮性を確保する構成を示した。ばね３８ｂは、図５（ｄ）に示すように、リング３２の取り付け範囲であるリング状の範囲３９内に、所定間隔で、複数箇所均等に配置するようにすればよい。図５（ｄ）では、８個のばね３８ｂをリング状の範囲３９に均等配置した構成を例示した。
【００９０】
要は、リング３２を上下に伸縮できるように構成できれば、上記方法以外の手段を採用しても構わない。
【００９１】
（実施の形態３）
本実施の形態では、前記実施の形態１、２とは異なり、複数の吸着部がそれぞれ吸着位置の変更が行えるように構成して、ウエハの反りに合わせた吸着位置を確保した状態で、反りウエハの吸着が行えるようにした構成である。
【００９２】
本実施の形態で説明するウエハチャック５０は、図６（ａ）に示すように、吸引吸着するウエハＷに合わせた大きさの吸着部５１が設けられている。吸着部５１は、平面円形状の中央吸着部５２と、中央吸着部５２の周囲を同心リング状に囲むように設けられたリング状吸着部５３とから構成されている。中央吸着部５２、リング状吸着部５３は、共に、セラミック等の材質で形成されている。
【００９３】
リング状吸着部５３は、最外周側に設けられた外側リング状吸着部５３ａと、その内側に設けられた内側リング状吸着部５３ｂとから構成されている。図６（ａ）に示す場合には、内側リング状吸着部５３ｂが１個設けられている場合を示しているが、必要に応じて、２個以上設けても構わない。
【００９４】
中央吸着部５２、リング状吸着部５３は、共に、図６（ｂ）に示すように、チャック台座５４上に吸着側を上方に向けて設けられている。中央吸着部５２は、略円柱状に形成され、底面側に伸縮部材５５を介在させて、チャック台座５４上に設けられている。伸縮部材５５としては、例えば、ゴム等の弾性部材５５ａ用いることができる。
【００９５】
中央吸着部５２の表面には、チャック台座５４、伸縮部材５５、セラミック製の中央吸着部５２を貫通する吸引孔５６の吸引開口部５６ａが設けられている。チャック台座５４を貫通する吸引孔５６は、図示はしないが、真空ポンプ等に接続されるようになっている。
【００９６】
中央吸着部５２の表面には、その周縁に沿って、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、外周リング５７が突設されている。併せて、外周リング５７に囲まれるようにして、中央吸着部５２の表面には、多数の突設部５８としてピン５８ａが設けられている。ピン５８ａと、外周リング５７は、その高さが一致させられている。
【００９７】
尚、図６（ｂ）の断面図では、見やすいように、ピン５８ａの図示は省略している。以下、ウエハチャックの断面図では、特に示す場合を除いては、図６（ｂ）同様に、ピン５８ａの図示を省略している。
【００９８】
中央吸着部５２を同心状に囲んで、内側リング状吸着部５３ａが、チャック台座５４上に、伸縮部材５５を介在させて設けられている。伸縮部材５５としては、例えば、ゴム等の弾性部材５５ｂを用いることができる。
【００９９】
内側リング状吸着部５３ａの表面には、チャック台座５４、伸縮部材５５、およびセラミック製の内側リング状吸着部５３ａを貫通して吸引孔５６の吸引開口部５６ａが設けられている。チャック台座５４を貫通する吸引孔５６は、図示はしないが、真空ポンプ等に接続されるようになっている。
【０１００】
内側リング状吸着部５３ｂの周縁には、その外周縁、内周縁の両方に、外周リング５７、内周リング５９が設けられている。外周リング５７、内周リング５９の双方に囲まれた内側リング状吸着部５３ｂの表面には、複数のピン５８ａが突設部５８として設けられている。ピン５８ａと、外周リング５７、内周リング５９は、その高さが一致させられている。
【０１０１】
内側リング状吸着部５３ｂを同心リング状に囲むように、外側リング状吸着部５３ａが、図６に示すように設けられている。セラミック製の外側リング状吸着部５３ａは、伸縮部材５５を介在させることなく、チャック台座５４に設けられている。
【０１０２】
外側リング状吸着部５３ａの表面には、チャック台座５４およびセラミック製の外側リング状吸着部５３ａを貫通して吸引孔５６の吸引開口部５６ａが設けられている。チャック台座５４を貫通する吸引孔５６は、図示はしないが、真空ポンプ等に接続されるようになっている。
【０１０３】
外側リング状吸着部５３ａの周縁には、その外周縁、内周縁の両方に、外周リング５７、内周リング５９が設けられている。外周リング５７、内周リング５９の双方に囲まれた外側リング状吸着部５３ａの表面には、複数のピン５８ａが突設部５８として設けられている。ピン５８ａと、外周リング５７、内周リング５９は、その高さが一致させられている。
【０１０４】
内側リンク状吸着部５３ｂは、上記構成の中央吸着部５２の周囲に、弾性部材５５ａ、５５ｂの伸縮度合いに応じて、互いに独立して上下動ができるように設けられている。かかる上下動により、吸着位置の高さ調整が行える。
【０１０５】
一方、外側リング状吸着部５３ａは、内側リング状吸着５３ｂ、中央吸着部５２とは異なり、伸縮部材５５を介在させてチャック台座５４に設けられていないため、吸着位置の高さ変更は行えない。
【０１０６】
かかる構成のウエハチャック５０では、図６（ｃ）に示すように、内面側が低く外周面側に向けて高く反った反りウエハＷの吸着に際しては、ウエハＷの裏面の中央側の低い反りに対応した中央吸着部５２では、伸縮部材５５ａが縮んで吸着位置を一番低くした状態になってウエハＷを吸着している。
【０１０７】
併せて、ウエハＷ裏面の中央側の低い部分をリング状に囲む中間部分に対応して、内側リング状吸着部５３ｂでは、伸縮部材５５の弾性部材５５ｂが少し縮んだ状態で、中央吸着部５２より少し高い吸着位置に調節されて、ウエハＷを吸着している。
【０１０８】
併せて、ウエハＷ裏面の外周側の高い部分は、吸着位置の高さが固定された外側リング状吸着部５３ａに吸着されている。
【０１０９】
このように、本発明の図６に示すウエハチャック５０を使用することにより、ウエハＷの反りに合わせて、複数の吸着部の吸着位置の高さが異なるように調節されて、吸引吸着が行われることとなる。すなわち、ウエハＷの反りを残した状態で吸引吸着することができる。
【０１１０】
かかる反りを残した状態で吸着することができるので、ウエハ径が大きく、小さいウエハ径の場合とは異なり、反り矯正を行うと割れが発生する虞がある場合でも、かかる割れの心配なくウエハ吸着を行うことができる。
【０１１１】
図７に示すように、吸着部が固定され、吸着位置の高さ変更が行えない構成のウエハチャック６０とは異なり、反りウエハＷに合わせて吸着位置の変更を行って、反りウエハを確実に吸着することができる。
【０１１２】
因みに、図７に示す構成のウエハチャック６０では、吸着部は円盤状に形成され、その外周縁に沿って、外周リング５７が設けられ、さらに、同心リング状に、２個の内周リング５９ａ、５９ｂが設けられている。
【０１１３】
内周リング５９ｂに囲まれた中央吸着部６１、内周リング５９ａ、５９ｂに囲まれたリング状吸着部６２、外周リング５７、内周リング５９ａにより囲まれたリング状吸着部６３は、一体に形成され、各々の表面には、突設部５８としてピン５８ａが複数設けられたピンコンタクト型の構成を有している。
【０１１４】
また、中央吸着部６１、リンク状吸着部６２、６３は、上記説明の本発明のウエハチャック５０とは異なり、それぞれの吸着部が互いに独立して上下に吸着位置の高さが変えられるようには構成されていない。
【０１１５】
かかる構成のウエハチャック６０では、図７（ｂ）に示すように、ウエハＷの反りが小さい場合には、ウエハＷの外周縁では、リング状吸着部６３側との距離がそれ程離れてはおらず、吸引孔５６真空吸引により比較的安定して吸引されることとなる。
【０１１６】
しかし、図７（ｃ）に示すように、ウエハＷの反りが大きい場合には、ウエハＷの外周縁では、リング状吸着部６３側との距離が大きく離れることとなり、吸引孔５６の真空吸引では十分に吸着させることができない。
【０１１７】
これに反して、上記説明の本実施の形態のウエハチャック５０では、図６（ｃ）に示すように、ウエハＷの反りが大きい場合でも、ウエハＷの内側面に対応したリング状吸着部５３ｂ、中央吸着部５２が、順次、外側リング状吸着部５３ａより相対的に低い吸着位置となることにより、ウエハＷの外周縁では、外側リング状吸着部５３ａとの距離が大きく離れずに済み、吸引孔５６の真空吸引で十分に吸着させることができる。反りが１５０μｍを超えるような大きな場合でも、十分に真空吸着でウエハのチャックを行うことができる。
【０１１８】
（実施の形態４）
本実施の形態では、前記実施の形態３で説明した構成の伸縮部材５５の代わりに、ピエゾ素子６４を用いた構成を有している。その他の構成は、図６に示す構成と同様である。
【０１１９】
本実施の形態のウエハチャック７０では、図８（ａ）の断面図に示すように、中央吸着部５２、リング状吸着部５３（５３ａ、５３ｂ）が同心リング状に、チャック台座５４上に設けられている。中央吸着部５２、リング状吸着部５３ｂは、共に、伸縮部材としてピエゾ素子６４ａ（６４）６４ｂ（６４）を介在させてチャック台座５４に設けられている。
【０１２０】
各ピエゾ素子６４ａ、６４ｂは、外部からの電気信号により体積変化を起こして、伸縮を行うこととなる。その結果、各ピエゾ素子６４ａ、６４ｂを介在させてチャック台座５４に設けた中央吸着部５２、リング状吸着部５３ｂは、上下に伸縮できるように構成されている。
【０１２１】
かかる構成のウエハチャック７０は、次のようにして使用する。すなわち、図９（ａ）に例示した制御系のブロック図に示すように、ウエハチャック７０に吸引吸着するウエハＷの反りを、ウエハチャック７０に吸着させる前に、光歪み計等の反り測定装置７１を使用して、中央吸着部５２、リング状吸着部５３ａ、５３ｂに対応した反り状況を測定しておく。
【０１２２】
測定に際しては、例えば、リング状吸着部５３ａに対応した側を基準として、その他の反りレベルをその基準からの高さとして測定すればよい。かかる測定結果を、電気信号等で反り情報として変換装置７２に送る。変換装置７２では、送られてきた反り情報に応じて、どの程度吸着位置の調整を行えばよいか演算して、その位置調整に必要な各ピエゾ素子６４ａ、６４ｂの変位量に見合う電気量を算出し、制御信号をウエハチャック７０の各ピエゾ素子６４ａ、６４ｂに送る。
【０１２３】
各ピエゾ素子６４ａ、６４ｂは、各々に送られた制御信号に基づき、電流調整がなされて体積変化を行い、例えば、図８（ｂ）に示すように、ウエハの反り状況に合わせて各吸着部の吸着位置の高さを調節する。
【０１２４】
すなわち、リング状吸着部５３ｂの吸着位置を、リング状吸着部５３ａより低い位置に調整し、併せて、中央吸着部５２の吸着位置をリング状吸着部５３ｂよりさらに低く、一番に低くして、リング状吸着部５３ａ、５３ｂ、中央吸着部５２からなる吸着部全体の吸着位置をウエハＷの反りに合わせた状態に調整する。
【０１２５】
この状態で、ウエハＷをウエハチャック７０上に載せて、吸引孔５６から真空吸引を行って吸着を始める。吸着は、予めウエハＷの反りに合わせて吸引位置に調整が行われているため、反った状態でもウエハＷの吸着を確実に行うことができる。
【０１２６】
このようにして、ウエハＷを反った状態で吸着した後で、各ピエゾ素子６４ａ、６４ｂに対して、電気信号を送って、リング状吸着部５３ｂ、中央吸着部５２の吸着位置の高さが、吸着位置が固定されたリング状吸着部５３ａのレベルに復帰するまでピエゾ素子６４ａ、６４ｂの体積増加を行わせる。かかる復帰工程により、反った状態で当初吸引吸着されていたウエハＷは、リング状吸着部５３ｂ、中央吸着部５２が持ち上げられ、一旦は反り状態に合わせて吸着されたウエハＷが、反りが解消された状態の平らな状態で吸着されることとなる。すなわち、反りが矯正されることとなる。
【０１２７】
かかる本実施の形態のウエハチャック７０では、前記実施の形態１、２と同様に、吸着時のウエハＷを平坦な状態にすることができるので、焦点深度の短い露光光を使用する精密露光装置のウエハチャックとして極めて有効に使用することができる。
【０１２８】
また、図９（ｂ）には、図９（ａ）と異なる制御系を示す。かかる制御系では、当初から、図８（ａ）に示す状態で反りウエハＷを吸着し始める。ウエハＷの反り状況に合わせて、中央吸着部５２、リング状吸着部５３ａ、５３ｂの接触圧をピエゾ素子の電気変化として捉えて、リアルタイムに反り情報を制御装置７３に送る。
【０１２９】
制御装置７３では、送られた各吸着部の電気変化から、各吸着部の電気変化がリング状吸着部５３ａの電気変化に等しくなるように、各ピエゾ素子６４ａ、６４ｂに制御信号を送って体積変化を起こさせて、ウエハＷの反りに合わせた状態に吸着位置の調整を行って、ウエハＷを反った状態で一旦確実に吸着する。
【０１３０】
ウエハＷを確実に吸着した後は、制御装置７３から制御信号を送って、各ピエゾ素子６４ａ、６４ｂに対して、リング状吸着部５３ｂ、中央吸着部５２の吸着位置の高さが、吸着位置が固定されたリング状吸着部５３ａのレベルに復帰するまでピエゾ素子６４ａ、６４ｂの体積増加を行わせて、ウエハＷの吸着状態を平坦になるように行い、吸着後のウエハＷの反りを矯正する。
【０１３１】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記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種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１３２】
例えば、前記実施の形態では、吸着部に通じる吸引孔を個々の吸着部に各別に設けて、各々の吸引孔を真空ポンプに接続する構成を示したが、個々の吸引孔を共通のチャンバに繋ぎ、このチャンバを真空ポンプに繋ぐ構成を採用しても構わない。適宜、現場に合わせた構成を選択すればよい。
【０１３３】
例えば、上記説明では、露光装置にウエハチャックを組み込んだ場合を例に挙げて説明したが、露光装置以外にも、ウエハ搬送アームのウエハ載置部に、あるいは、スピンコート法等に用いるウエハの吸着回転部に、研磨工程におけるウエハ保持部等に使用することもできる。
【０１３４】
さらには、半導体ウエハの、ガラス基板等の表面欠陥を光により検査する場合に、ウエハ等の被保持体を平坦に保持する必要があるチャック部に使用することができる。要は、ウエハ等の被保持体を真空吸着で保持するチャック部であれば、上記例示以外の構成でも適用することができる。
【０１３５】
また、前記説明では、メモリ半導体としてＤＲＡＭを半導体装置の一例として挙げて説明したが、これ以外のメモリ半導体でも、ロジックＩＣでも、光半導体等の半導体装置にも適用できることは言うまでもない。
【０１３６】
【発明の効果】
本願によって開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下の通りである。
【０１３７】
すなわち、ウエハの反り状態に合わせてウエハの吸着を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のウエハチャックを組み込んだ露光装置の構成例を模式的に示す説明図である。
【図２】（ａ）は、本発明に係るウエハチャックの一実施例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）で示すＡ−Ａ線で切断した場合を模式的に示す断面図である。
【図３】半導体装置の一実施例の製造方法を示すフロー図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、図２に示すウエハチャックによる反りウエハの吸着過程を示す要部断面説明図である。
【図５】（ａ）は図２に示す構成のウエハチャックのリングの伸縮機構の変形例を示す要部断面説明図、（ｂ）は（ａ）の斜視図であり、（ｃ）は（ａ）とは異なる伸縮機構の別の変形例を示す要部断面説明図であり、（ｄ）は（ｃ）の要部平面図である。
【図６】（ａ）は、吸着部が個々独立に吸着位置の高さ変更ができるように構成した本発明に係るウエハチャックの一実施例の平面図であり、（ｂ）、（ｃ）は、ウエハの吸着過程を（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面状況で示す要部断面説明図である。
【図７】（ａ）は、吸着位置の高さ変更ができないこれまでのウエハチャックの一実施例の平面図であり、（ｂ）、（ｃ）は、ウエハの吸着過程を（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面状況で示す要部断面説明図である。
【図８】（ａ）は、ピエゾ素子を用いた構成の本発明に係るウエハチャックを示す要部断面図であり、（ｂ）、（ｃ）はウエハの吸着過程を示す断面説明図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、図８に示す構成のピエゾ素子の制御系を模式的に示すブロック図である。
【符号の説明】
１０露光装置
１０ａ走査型縮小投影露光装置
１１露光光源
１２フライアイレンズ
１３アパーチャ
１４コンデンサレンズ
１５コンデンサレンズ
１６ミラー
１７マスク
１８ペリクル
１９投影レンズ
２１マスク位置制御手段
２２ミラー
２３ステージ
３０ウエハチャック
３１吸着部
３２リング
３２ａリング
３２ｂリング
３２ｃリング
３３中央吸着部
３４リング状吸着部
３５リング状吸着部
３６固定支持部
３６ａピン
３７吸引孔
３７ａ吸引孔開口部
３８弾性部材
３８ａばね
３８ｂばね
３９範囲
４１Ｚステージ
４１ａ駆動手段
４２ＸＹステージ
４２ａ駆動手段
４３主制御系
４４ミラー
４５レーザ測長機
５０ウエハチャック
５１吸着部
５２中央吸着部
５３リング状吸着部
５３ａ外側リング状吸着部
５３ｂ内側リング状吸着部
５４チャック台座
５５伸縮部材
５５ａ弾性部材
５５ｂ弾性部材
５６吸引孔
５６ａ吸引孔開口部
５７外周リング
５８突設部
５８ａピン
５９内周リング
６０ウエハチャック
６１中央吸着部
６２リング状吸着部
６３リング状吸着部
６４ピエゾ素子
６４ａピエゾ素子
６４ｂピエゾ素子
７０ウエハチャック
７１反り測定装置
７２変換装置
７３制御装置
Ｌｐ露光光
Ｗウエハ

Claims

ウエハを吸引吸着して前記ウエハを保持する作業を製造工程中に有する半導体装置の製造方法であって、
前記ウエハの吸着を、前記ウエハの反りに合わせて行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
ウエハを吸引吸着して前記ウエハを保持する作業を製造工程中に有する半導体装置の製造方法であって、
反りのある前記ウエハを、前記反りを残した状態で吸着し、吸着後、吸着状態を維持しながら前記ウエハの反りを矯正することを特徴とする半導体装置の製造方法。
ウエハチャックによりウエハを吸引吸着して前記ウエハを保持する作業を製造工程中に有する半導体装置の製造方法であって、
前記ウエハチャックは、独立して吸着位置の高さ変更を行う複数の吸着部を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
ウエハチャックによりウエハを吸引吸着して前記ウエハを保持する作業を製造工程中に有する半導体装置の製造方法であって、
前記ウエハチャックは、中央吸着部と、前記中央吸着部を囲むように設けたリング状吸着部とを有し、
前記リング状吸着部の内、最外周に位置する外側リング状吸着部の吸着位置の高さは固定され、
前記外側リング状吸着部より内側に位置する内側リング状吸着部と前記中央吸着部とは、上下方向に伸縮する伸縮部材を介して設けられ、
前記ウエハの反りに合わせて、前記内側リング状吸着部と前記中央吸着部の吸着位置の高さが変わることを特徴とする半導体装置の製造方法。
ウエハチャックによりウエハを吸引吸着して前記ウエハを保持する作業を製造工程中に有する半導体装置の製造方法であって、
前記ウエハチャックは、ウエハ吸着時の前記ウエハとの接触圧に応じて支持高さを変更する伸縮性支持部と、
前記ウエハの支持高さが固定された固定支持部とを有し、
前記伸縮性支持部は、前記固定支持部より、ウエハ吸着前の待機状態で高く設定されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。