JP2007328042A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レチクル及び半導体装置の製造限界サイズを下回らない文字を形成できる。
【解決手段】使用される文字は、曲線部、鋭角部が含まれず、レチクルの製造限界サイズ、半導体装置の製造限界サイズを下回る辺が含まれないように構成されている。この結果、各文字は、製造限界サイズを下回る部分が含まれなくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、特に、文字が形成された半導体装置及びその製造方法に関する。

一般に、半導体ウエハ上や半導体チップ上、並びにフォトマスク上には、機種、工程、合成確認、測長を識別するために、英数字等の文字が形成される。

例えば、半導体ウエハ上の半導体チップが形成される領域において、レチクル上の回路パターンが、縮小投影されて露光が行われるが、当該レチクルに、工程を識別するための文字が形成される。

また、半導体ウエハ上の半導体チップが形成される領域において、各半導体チップを識別するための文字が、レーザマーキング装置等を用いて形成される。同様に、半導体ウエハ上の半導体チップが形成されない領域においても、機種を確認するための文字が、レーザマーキング装置等を用いて形成される。

関連した技術文献としては、例えば以下の特許文献が挙げられる。
特開平７−２１９２０９

従来、上述した各文字は、レチクルの製造限界サイズ、半導体装置の製造限界サイズを下回る部分を有していた。ここで、レチクルの製造限界サイズとは、電子ビーム描画装置が描画できる最小のサイズをいう。また、半導体装置の製造限界サイズとは、ステッパ光源の波長に応じた最小の露光サイズをいう。

例えば、図５（ａ）は、従来技術におけるアルファベット「Ｖ」を示す。斯かる文字においては、鋭角部ａ１、ａ２、ａ３、及びａ４は、レチクルの製造限界サイズ、半導体装置の製造限界サイズを下回っていた。

また、図５（ｂ）は、従来技術における数字「０」を示す。斯かる文字においては、全面に曲線部ｂ１が存在するため、全面がレチクルの製造限界サイズ、半導体装置の製造限界サイズを下回っていた。

ここで、レチクル上の文字にレチクルの製造限界サイズを下回る部分が含まれていると、以下の問題が生じる。レチクルは、半導体ウエハ上に繰り返し露光していくため、ステッパのレンズが解像する大きさ以上のパターン欠陥、異物はゼロである必要があり、レチクル欠陥検査が行われている。ところが、レチクル上の文字にレチクルの製造限界サイズを下回る部分が形成されていると、レチクル欠陥検査装置上では、斯かる部分は、全て欠陥と判定される。この場合、装置上で欠陥と判定された部分が、レチクル上のパターン欠陥や異物に起因した本来検出されるべき欠陥か、上記の文字に起因した誤認か、を多大な時間をかけてマンパワーで識別されていた。

また、半導体ウエハ上に半導体装置の製造限界サイズを下回る文字が含まれていると、以下の問題が生じる。例えば、図６に示すように、上述した従来技術におけるアルファベット「Ｖ」において、前記鋭角部ａ１、ａ２、及びａ３は、半導体装置の製造限界サイズを下回るために、分離することがあった。また、図７に示すように、当該文字が刳り貫かれて形成された場合も、前記鋭角部ａ４は、半導体装置の製造限界サイズを下回るために、分離することがあった。そして、この分離した部分は、半導体チップ上の回路パターン上に再付着する可能性がある。ところで、一般に、半導体ウエハ上の文字は、金属により形成されている。このため、回路パターン上に当該分離した部分が移動すると、その部分でショートが発生することがあった。同様に、上述した従来技術における数字「０」においても、前記曲線部ｂ１は、半導体装置の製造限界サイズを下回るために分離して、同様の問題を引き起こしていた。

上記に鑑み、本発明に係る半導体装置は、半導体基板上に文字が形成されており、前記文字は、直線部と直角部とからのみ構成されていることを特徴とする。

前記直線部の長さは、製造装置に応じた製造限界サイズを下回らないことを特徴とする。

前記製造限界サイズは、前記製造装置のステッパ光源の波長により設定されることを特徴とする。

また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウエハ上に文字を形成する工程を含み、前記文字は、直線部と直角部とからのみ構成されていることを特徴とする。

また、前記直線部の長さは、製造装置に応じた製造限界サイズを下回らないことを特徴とする。

また、前記製造限界サイズは、前記製造装置のステッパ光源の波長により設定されることを特徴とする。

また、文字を含むフォトマスクを形成する工程と、前記フォトマスクの欠陥を検出する工程と、を含み、前記文字は、直線部と直角部とからのみ構成されていることを特徴とする。

また、前記直線部の長さは、電子ビーム描画装置に応じた製造限界サイズを下回らないことを特徴とする。

また、前記フォトマスクは、レチクルであることを特徴とする。

また、前記文字のうち、他の文字と対象関係を持つ文字には、誤認を防ぐための差別箇所を備えており、前記差別箇所は、直線部と直角部とからのみ構成されていることを特徴とする。

本発明に係る半導体装置では、文字の一部が欠けることに起因するショートが発生しない。

また、半導体装置の製造工程において、半導体ウエハ上のいずれかの文字が欠けて、当該欠けた部分が回路パターン上に再付着する可能性を低減でき、歩留まりが向上する。

また、フォトマスク（レチクル）の欠陥検査において、マンパワーを削減でき、無駄な時間を大幅に削減することができる。

また、互いに類似する文字も、差別化がなされているため、製造工程において、誤認が発生しない。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

先ず、本発明に係る半導体装置、及び製造工程に用いられる文字について説明する。

図１は、本発明に係る文字の一例を示す。具体的には、数字「０」、「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」、「７」、「８」、「９」、アルファベット「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｅ」、「Ｆ」、「Ｇ」、「Ｈ」、「Ｉ」、「Ｊ」、「Ｋ」、「Ｌ」、「Ｍ」、「Ｎ」、「Ｏ」、「Ｐ」、「Ｑ」、「Ｒ」、「Ｓ」、「Ｔ」、「Ｕ」、「Ｖ」、「Ｗ」、「Ｘ」、「Ｙ」、「Ｚ」、記号「−」について、本発明を適用した文字を示す。斯かる文字は、以下の特徴を有する。

先ず、各文字は、曲線部、鋭角部を全く用いないで構成される。具体的には、図２に示すように、全て直線部１０と直角部１１とからのみ構成される。

ここで、前記直線部１０は、全て、所定のサイズを下回らないように構成されている。ここで、所定のサイズとは、文字がレチクルに形成される場合には、レチクルの製造限界サイズに対応し、文字が半導体ウエハ及び半導体チップに形成される場合には、半導体装置の製造限界サイズに対応して設定される。尚、レチクルの製造限界サイズとは、電子ビーム描画装置が描画できる最小のサイズをいう。また、半導体装置の製造限界サイズとは、ステッパ光源の波長に応じた最小の露光サイズをいう。

また、上記の所定のサイズについて、好ましくは、各文字が良好に識別できる範囲で最大の長さになるように設定される。すなわち、辺と直角との組み合わせが多くなれば、文字のデータ量が増加するが、このデータ量が必要最小限となるように、前記所定のサイズは設定される。

また、例えば、数字の「０」とアルファベットの「Ｏ」等の誤認が生じ易い文字や、数字の「６」と数字の「９」、アルファベットの「Ｍ」とアルファベットの「Ｗ」等の回転により誤認が生じ易い文字は、誤認が生じないように特に差別化がなされている。例えば、数字の「０」には、差別箇所ａが形成されているが、アルファベット「Ｏ」には、当該差別箇所ａは設けられていない。また、数字の「６」には、差別箇所ｂが形成され、数字の「９」には、差別箇所ｃが形成されており、これら差別箇所ｂ、差別箇所ｃが下側になるように決めることで、回転による誤認が防止されている。尚、前記差別箇所ｂ、前記差別箇所ｃは、上側になるように決めてもよい。また、アルファベットの「Ｍ」における差別箇所ｄは、アルファベット「Ｗ」における差別箇所ｅよりも短くなるように形成されることで、回転による誤認が防止されている。尚、前記差別箇所ｄが、前記差別箇所ｅよりも長くなるように設計されてもよい。また、数字の「１」の差別箇所ｆは、アルファベット「Ｉ」の差別箇所ｇ、差別箇所ｈと明確に違いがあらわれるように設計されることで、互いに誤認が防止されている。そして、以上の各差別箇所も、直線と直角との組み合わせから構成され、各辺の長さは、上述の所定のサイズを下回らないように構成される。

次に、上記の文字が用いられた半導体装置の製造工程の一部について説明する。

図３は、レチクルを用いた露光工程を示す。

露光装置は、露光光源１と、露光領域を決定するブラインド２と、レチクル３と、レチクル３のパターンを縮小するレンズ４と、からなる。そして、斯かる露光装置を用いて、半導体ウエハ５の移動、ブラインド２の制御による露光領域の決定、レチクル５上への露光からなる工程を繰り返すことにより、前記半導体ウエハ５上に、同形複数の回路パターン６が露光される。尚、斯かる露光装置では、前記露光光源１の波長が、パターン精度を左右する。すなわち、波長が短いほど微細パターンが高精度に投影できる。このため、前記半導体ウエハ５における前記直線部１０の最小値は、前記露光光源１の波長に応じて調整される。

ここで、前記レチクル３に欠陥があると、半導体ウエハ５にもその欠陥が転写される。このため、一般に、露光工程の前に、レチクル３の欠陥検査が行われる。例えば、レチクル３の欠陥検査は、先ず、１回の露光により２つの同一なパターンを前記半導体ウエハ５上に転写し、この半導体ウエハ５をＸ-Ｙステージ上に載置する。この状態で半導体ウエハ５上に露光された一のパターンの所定領域からの反射光を光学読み取り機構にて取り込むとともに、他のチップパターンの所定領域からの反射光を光学読み取り機構にて取り込む。この取り込んだ２つの画像を比較することにより半導体ウエハ５に転写された欠陥を認識し、さらに確認のためその欠陥を認識した所定領域からの反射光を再び取り込むようにＸ-Ｙステージを移動させる。これによりモニタ画面に写し出された欠陥の映像を作業者が目視することで、認識された欠陥が本当の欠陥であるかどうかを確認する。

ところが、前記レチクル３に形成された文字に、レチクルの製造限界サイズを下回る部分があると、前記レチクル３の欠陥検査において、検査装置上では全て欠陥として認識される。このため、作業者は、本当の欠陥とレチクルの製造限界サイズを下回る文字による誤判定とを区別するために多大な時間を必要とし、また、誤判断を誘発する要因となる。

この点、本発明に係るレチクルには、図１に示す文字が用いられる。このため、前記レチクル３の欠陥検査において、レチクルの製造限界サイズを下回る文字による誤判定が無くなるため、レチクルの欠陥検査におけるマンパワーが大幅に削減される。

また、前記レチクル３に形成された文字は、前記レチクル３により転写されて形成される前記半導体ウエハ５上にも形成される。ここで、前記半導体ウエハ５上に形成された文字に、半導体装置の製造限界を下回る部分があると、その部分が欠ける可能性がある。さらに、その欠けた部分が、前記半導体チップ５上の回路パターン６上にのると、ショートを引き起こす場合もある。

この点、本発明では、前記半導体ウエハ５上に形成される文字も、図１に示す文字が用いられる。このため、文字に半導体装置の製造限界を下回る部分が無くなり、ショート等のトラブルが発生しない。

以上、本発明に係る半導体装置及びその製造方法では、使用される文字は、曲線部、鋭角部が含まれず、レチクルの製造限界サイズ、半導体装置の製造限界サイズを下回る辺が含まれないように構成されている。このため、レチクルの欠陥検査において、マンパワーが大幅に削減される。また、半導体装置の回路パターン上に、文字の欠けた部分がのることもなくなりショートの発生が低減される。また、所定の文字には、差別箇所が含まれているため、製造工程における誤認が防止できる。

尚、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、本発明に係る実施形態では、フォトマスクがレチクルの場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、半導体ウエハ上のパターンと等倍のパターンが形成される倍率１倍のフォトマスクでもよい。

また、本発明に係る実施形態では、前記半導体ウエハ５上に形成される文字は、露光工程において、前記レチクル３の回路パターンと同時に、レチクルに形成されている文字も転写される場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、回路パターンに転写とは別の工程において形成されてもよい。この場合、文字の形成は露光に限定されず、例えば、レーザにより描画されてもよい。この場合は、前記直線部１０の最小値は、レーザ描画装置の能力に応じて設定される。つまり、文字の形成方法によっては、前記直線部１０の最小値は、ステッパの光源の波長ではなく、他の製造装置により設定されることがある。

また、本発明に係る実施形態では、文字に該当する部分に文字の材料を付して文字が形成されていた。しかしながら、本発明は、これに限定されず、全面に材料が付されており、文字に該当する部分が削られて文字が形成される場合も同様に適用できる。

また、本発明に係る実施形態では、文字は、前記半導体ウエハ５の、半導体チップ７上に形成される場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、図３に示すように、各半導体チップ間ｃ５や、前記半導体ウエハ５の端部ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４に形成される場合であっても同様に適用される。

また、本発明に係る実施形態では、文字は、アルファベットと数字の場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、平仮名、片仮名、漢字、等、他の種類の文字でも同様に適用できる。

本発明の実施形態に係る文字を示す。 本発明の実施形態に係る文字の一部を示す。 本発明の実施形態に係る露光装置を示す。 本発明の他の実施形態に係る半導体ウエハに平面図を示す。 従来技術に係る文字を示す。 従来技術に係る文字を示す。 従来技術に係る文字を示す。

符号の説明

１ 露光光源
２ ブラインド
３ レチクル
４ レンズ
５ 半導体ウエハ
６ 回路パターン
７ 半導体チップ
１０ 直線部
１１ 直角部
ａ〜ｅ 差別箇所
ａ１〜ａ４ 鋭角部
ｂ１ 曲線部
ｃ１〜ｃ４ 端
ｃ５ 半導体チップ間

Claims (10)

1. 半導体基板上に文字が形成されており、
   前記文字は、直線部と直角部とからのみ構成されていることを特徴とする半導体装置。
2. 前記直線部の長さは、製造装置に応じた製造限界サイズを下回らないことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記製造限界サイズは、前記製造装置のステッパ光源の波長により設定されることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
4. 半導体ウエハ上に文字を形成する工程を含み、
   前記文字は、直線部と直角部とからのみ構成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. 前記直線部の長さは、製造装置に応じた製造限界サイズを下回らないことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記製造限界サイズは、前記製造装置のステッパ光源の波長により設定されることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
7. 文字を含むフォトマスクを形成する工程と、
   前記フォトマスクの欠陥を検出する工程と、を含み、
   前記文字は、直線部と直角部とからのみ構成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. 前記直線部の長さは、電子ビーム描画装置に応じた製造限界サイズを下回らないことを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
9. 前記フォトマスクは、レチクルであることを特徴とする請求項７または請求項８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
10. 前記文字のうち、他の文字と対象関係を持つ文字には、誤認を防ぐための差別箇所を備えており、
    前記差別箇所は、直線部と直角部とからのみ構成されていることを特徴とする請求項４乃至請求項９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。