JP4213533B2

JP4213533B2 - スリミング製造方法およびスリミングシステム

Info

Publication number: JP4213533B2
Application number: JP2003198192A
Authority: JP
Inventors: 隆司伊藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-07-17
Filing date: 2003-07-17
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2023-07-17
Also published as: JP2005038952A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェハー上に形成された線幅をスリミングするスリミング製造方法およびスリミングシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウェハー上に例えば磁気ヘッドの所定幅のライトコアなどを形成するために、ウェハー上にレジストパターンを形成して電着などにより若干広い幅のライトコアなどを形成した後、当該ウェハー上にレジストを塗布してイオンスリミング対象の領域のパターンを露光し現像して全面にイオンスリミング（イオンを斜めから照射してパターン線幅を削る処理）を行った後にレジストを除去し、ウェハー上に所定のパターン線幅を形成することが行なわれている。この際、例えばウェハー上のライトコアなどの幅が許容範囲内に入るように全面をイオンスリミングして全面のライトコアなどの幅を若干狭くして調整して当該許容範囲内に収まるようにしていた。
【０００３】
また、イオンミリング対象の微小回路と同じ構造を持つ大きな複数のモニタパターンをウェハー上に形成しておき、イオンミリング時に大きなモニタパターンの色が変化してから所定時間経過時に停止し、ウェハー上の微小領域のイオンミリング量を調整する技術がある（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０９ー２８２６１５号広報の〔０００６〕および図１を参照。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した前者および後者のいずれも、ライトコアなどの幅が狭くなりしかも許容範囲が狭くなると、ウェハーの全面をイオンスリミングして全面を許容範囲に収めることが困難となり、所定許容範囲内に収まらないライトコアなどの幅のものが発生してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、これらの問題を解決するため、ウェハー全面を複数のショットに分けてイオンスリミング対象の領域のパターン露光して現像しウェハー全面をイオンスリミングして現像した後、所定のショットのみを再イオンスリミングしてパターン幅を所定許容範囲に調整し、ウェハー全面に渡って線幅バラツキを改善することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
図１を参照して課題を解決するための手段を説明する。
図１において、コーター１は、レジストをウェハーにコーティングするものである。
【０００８】
ステッパ２は、レジスト塗布されたウェハー上の分割した領域（ショット）毎に順次露光したり、線幅の広い領域（ショット）毎に順次露光（再露光）したりするものである。
【０００９】
デベロッパ３は、ウェハー上のレジストに露光したものを現像するものである。
イオンミル４は、ここでは、ウェハーの全面に斜めからイオンを照射し、パターンの線幅を削って狭くする（イオンスリミングする）ものである。
【００１０】
洗浄機５は、ウェハー上のレジストを洗浄（除去）するものである。
ＣＤ−ＳＥＭ６は、ウェハー上のパターンの線幅を測定するものである。
次に、製造手順を説明する。
【００１１】
コーター１によってウェハーの全面にレジストを塗布し、ステッパ２によって当該レジスト塗布したウェハー上に複数のショットに分けて、イオンスリミング対象の領域のパターン露光を繰り返し、デベロッパ３によって現像してレジストパターンをウェハー上に形成し、イオンミル４によってウェハー全面にイオンスリミングして線幅を削って狭くし、洗浄機５によってウェハー上のレジストをリムーブする。更に、コーター１によってレジストをウェハー上に塗布した後、ステッパ２によって所定ショットのイオンスリミング対象の領域のみのパターン露光を繰り返し、デバロッパ３によって現像してレジストパターンをウェハー上に形成し、イオンミル４によってウェハー全面にイオンスリミングして線幅を削って狭くし、洗浄機５によってウェハー上のレジストをリムーブする。
【００１２】
この際、所定のショットの部分のみとして、１回目のイオンスリミングした後、あるいは予め測定した１回目のイオンスリミング、のショット毎にイオンスリミングされたパターン線幅が所定値よりも広い線幅のショットの部分とするようにしている。
【００１３】
また、ショット毎にイオンスリミングされたパターン線幅として、ショット内の所定代表パターンの線幅とするようにしている。
また、２回目以降の露光ステップおよび２回目以降のイオンスリミングを複数段階行なうようにしている。
【００１４】
従って、ウェハー全面を複数のショットに分けてイオンスリミング対象の領域のパターン露光して現像しウェハー全面をイオンスリミングして現像した後、所定のショットのみを再イオンスリミングしてパターン幅を所定許容範囲に調整することにより、ウェハー全面に渡って線幅バラツキを改善することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、図１から図５を用いて本発明の実施の形態および動作を順次詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の説明図を示す。
図１において、コーター１は、レジストをウェハー上に薄く一様にコーティングするものであって、例えばウェハーを水平方向に高速回転させて液体状のレジストを少量落下させて遠心力で内周から外周に向けて広げて一様なレジスト膜を形成するものである。
【００１７】
ステッパ２は、ウェハー上を所定領域（ショット）に分割して順次パターンを露光するものであって、ここでは、分割トリム手段２１などから構成されるものである。
【００１８】
分割トリム手段２１は、ウェハー上の分割領域（ショット）を決定するものであって、例えば後述する図４に示すように、ウェハー上に露光する領域（ショット）を決定するものである。
【００１９】
デベロッパ３は、レジスト露光したウェハーを現像し（溶液などに浸して現像し）、不要のレジストを除去（例えば露光した部分を除去）してレジストパターンを形成するものである。
【００２０】
イオンミル４は、イオンを照射してイオンエッチングするものであって、分割トリム手段４１などから構成されるものであり、ここでは、ウェハー上に既に形成されたパターンに斜めからイオンを照射してパターンの線幅を削って狭くする（イオンスリミングという）ものである。尚、ウェハーの上方向からほぼ垂直にイオン照射すると、全面がイオンエッチングされ、レジストがあると当該レジストの穴の部分をイオンエッチングすることが可能となる。
【００２１】
分割トリム手段４１は、削り量を決定するものであって、ウェハー上に予め形成された配線パターンの斜めからイオン照射してイオンスリミングを行う削り量を決定（最適なパターンの線幅となるようにイオン加速電圧、イオン電流密度、イオン照射時間、イオン照射方向などを決定）するものである。
【００２２】
洗浄機５は、ウェハー上のレジストを洗浄（除去）するものである。
ＣＤ−ＳＥＭ（線幅測定器）６は、ウェハー上のパターンの線幅を測定するものである。
【００２３】
次に、図１の構成のもとで、図２のフローチャートの順番に従い、ウェハー上に形成されたパターンの線幅を所定領域（ショット）毎にイオンスリミング量を多段階に調整して各ショット内のパターン線幅を所定範囲内に収めるときの手順を詳細に説明する。
【００２４】
図２は、本発明の手順フローチャートを示す。
図２において、Ｓ１１は、レジストコートする。これは、前工程でウェハー上に形成された若干広い幅の配線パターン（例えば磁気ディスクのライトヘッドを構成するライトコア幅）の上からレジストを塗布（コート）する。尚、前工程で形成する配線パターンは、ウェハー上にレジストパターンを形成して電着（電気メッキ）により当該レジストパターンの穴の部分に所定材料を形成した後、レジストを除去し、ウェハー上に配線パターンを形成する。
【００２５】
Ｓ１２は、露光（全面）を行なう。これは、Ｓ１１でレジストコートしたウェハー上を、ショット毎にイオンスリミング対象の部分（配線パターンの全部あるいは一部）を露光することをウェハーの全面について繰り返す。
【００２６】
Ｓ１３は、現像する。これは、Ｓ１２で露光したウェハーを現像し、イオンスリミング対象の領域について穴の開いたレジスト膜を形成する。
Ｓ１４は、イオンミル（全体の幅をスリミング）する。これは、Ｓ１３で現像してイオンスリミング対象の領域に穴が開いている（レジスト膜がない）ので、ウェハーの斜め方向からイオンを照射して配線パターンの線幅を削って狭くする（イオンスリミングする）。例えば後述する図３の（ａ）のように、斜めから配線パターンにイオンを照射して当該配線パターンの線幅を削って狭くする（イオンスリミングする）。
【００２７】
Ｓ１５は、リムーブする。これはＳ１４で１回目のイオンスリミングが終了したので、ウェハー上のレジスト膜を除去（例えば溶剤に浸して除去）する。
Ｓ１６は、測定（必要なショット毎の代表点を測定）する。これは、Ｓ１５でレジストをリムーブした後のウェハー上のショット毎の代表点の配線パターンの線幅をそれぞれ測定する。
【００２８】
Ｓ１７は、判定する。これは、Ｓ１６で測定した結果（ショット毎の代表点の配線パターンの線幅）が、ショット毎に許容値範囲内でＯＫか、許容値よりも大きくてＮＧか判定する。
【００２９】
Ｓ１８は、レジストコートする。これは、図１のコーター１によってウェハーの全面にレジストをコート（塗布）する。
Ｓ１９は、露光（大きなショットのみ露光）する。これは、Ｓ１７の判定でショット毎の代表点の線幅が許容値よりも大きくてＮＧとなった当該ショットのみ露光する（ステッパ２の分割トリム手段２１がＮＧのショットのみをイオンスリミングの対象と決定して露光する）。
【００３０】
Ｓ２０は、現像する。これは、図１のデベロッパ３によって、Ｓ１９でショットの代表点の線幅が許容値よりも大きくてＮＧとなった当該ショット（領域）の全ての露光（再露光）を終了した後、現像してレジストパターンを形成する（例えば後述する図３の（ｂ）参照）。
【００３１】
Ｓ２１は、イオンミル（広い領域をスリミング）する。これは、図１のイオンミル４によって、ウェハーの全面にイオンスリミングする。これにより、ウェハー上には、ショットの代表点の線幅が許容値よりも大きくてＮＧのショットのみが再イオンスリミングされ、例えば図３の（ｂ）に示すように、線幅が許容値内の狭いショットの部分はレジストコートされ、一方、線幅の広いショットの部分はレジストが無くてイオンスリミングにより線幅が削られて狭くなり、許容値内に収まるようになる。ここで、まだ、ショットの代表点の線幅が許容値よりも大でＮＧのときは、Ｓ１８以降を再度繰り返し、ショットの代表点の線幅が広いショットのみについて再イオンスリミングする。
【００３２】
Ｓ２２は、リムーブする。これは、ウェハー上のレジストを除去する。そして、次の工程に進む。
以上のように、ウェハー上に前工程で形成された配線パターン（例えば磁気ディスクのライトコア）上にレジストコートし、ショット毎に必要なイオンスリミング対象の部分のみを露光して現像しレジスト膜に穴を開け（図３の（ａ）参照）、イオンスリミングして線幅を削って狭くし、レジストを除去してショット毎の代表点の線幅を測定して許容値よりも大きいショットについて、再度ウェハー上にレジストコートして露光して穴を開けて再イオンスリミングして当該ショットの代表点などの線幅を許容値内に調整することが可能となる。
【００３３】
図３は、本発明の多段階分割スリミング説明図を示す。
図３の（ａ）は、ウェハー上に形成された配線パターン（例えば磁気ディスクのライトコア）について、第１回目のイオンスリミングしてレジストを除去した後の断面図を模式的に示す。ここで、矢印はイオンを配線パターンの斜め方向から照射して配線パターンの線幅を狭く削る（イオンスリミングという）様子を示す。ここでは、中の２つが狭く削られて線幅が許容範囲内と判定（図２のＳ１７のＯＫ）する。両側の２つの広い（大きい）線幅が許容値よりも大きく、ＮＧと判定（図２のＳ１７のＮＧ）する。
【００３４】
図３の（ｂ）は、線幅が許容値内の中の２つの配線パターンはレジストコートし、線幅が許容値よりも大の両側の２つの配線パターンは露光してレジストを除去した後の断面図を模式的に示す。ここでは、両側の２つの配線パターンが狭く削られ、図３の（ｃ）のレジストを除去後の両側に示す配線パターンのようになり、許容値内に調整できる。
【００３５】
図３の（ｃ）は、図３の（ｂ）の状態でイオンスリミングして両側の配線パターンの線幅を狭く削ってレジストを除去した後の断面図を模式的に示す。ここでは、全ての配線パターンの線幅が許容値内に調整できたこととなる。尚、再イオンスリミングでなおも、線幅が許容値よりも大のときは、再度、図３の（ｂ）のように線幅の広いショットのイオンスリミング対象領域のみを露光して現像しレジスト膜の穴を開けて再イオンスリミングし、配線パターンの線幅を狭く削って許容値内に収まるようにする。
【００３６】
以上のように、ショット毎に代表点の配線パターンの線幅を測定し、許容値よりも大のショットの部分のみを再イオンスリミングすることを繰り返す（多段階にショット毎に再イオンスリミングを繰り返す）ことにより、全てのショット内の配線パターンの線幅を許容値内に調整することが可能となる。
【００３７】
図４は、本発明の分割領域の例を示す。これは、ウェハー上にステッパで露光を繰り返す領域（ショット）の例を示す。ショットは、矩形であって、任意のサイズに設定することができる。ウェハー上で、第１回目に、全てのショットのイオンスリミング対象の領域に露光して現像しレジスト膜に穴を開けてイオンスリミングし線幅を狭く削ってレジスト膜を除去する。そして、ショット毎に代表点の線幅を測定（あるいは予め実験で測定）して許容値よりも線幅の大のショットのみを再露光してレジストに穴を開け（許容値内の線幅のショットは穴を開けない）て再イオンスリミングして線幅を狭く削って許容値に収まるように調整（１回で不十分のときは更に複数回を繰り返す）することが可能となる。
【００３８】
図５は、本発明のライトコア幅分布例を示す。下段の横軸はウェハーの左側の外周、中心、右側の外周を示し、縦軸はコア幅の許容値からのずれを示す。ここでは、０．０２μｍの範囲内が許容値の範囲である。許容値（ここでは、０．０２μｍ）よりも大の外周のショットについて、既述した図３の（ｂ）の露光して現像しレジストを除去して再イオンスリミングして線幅を狭くして斜線の領域に示すように、それぞれ許容範囲内（±０．０２μｍ）に調整した様子を示す。これにより、実験では、ショットごとに分割スリミングを行なうことでＲ（コア幅μｍ）のバラツキを０．０６μｍから０．０３μｍ以下に改善できた。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ウェハー全面を複数のショットに分けてイオンスリミング対象の領域のパターン露光して現像しウェハー全面をイオンスリミングして現像した後、所定のショットのみを再イオンスリミングしてパターン幅を所定許容範囲に調整する構成を採用しているため、ウェハー全面に渡って線幅バラツキを改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の説明図である。
【図２】本発明の手順フローチャートである。
【図３】本発明の多段階分割スリミング説明図である。
【図４】本発明の分割領域の例である。
【図５】本発明のライトコア線幅分布例である。
【符号の説明】
１：コーター
２：ステッパ
２１：分割トリム手段
３：デベロッパ
４：イオンミル
４１：分割トリム手段
５：洗浄器
６：ＣＤ−ＳＥＭ（線幅測定器）

Claims

ウェハー上に形成された線幅をスリミングするスリミング製造方法において、
パターンが形成されてその上からレジスト塗布されたウェハー上に、複数のショットに分けてスリミング対象の当該パターンの全部あるいは一部の領域の露光を繰り返す第１の露光ステップと、
前記第１の露光ステップを終了して現像した後に、前記ウェハー全面にイオンスリミングする第１のイオンスリミングステップと、
前記第１のイオンスリミングを終了してレジストをリムーブ、更に、ウェハー全面にレジストを塗布した後に、前記第１のイオンスリミングした後、あるいは予め測定した前記第１のイオンスリミング、のショット毎にイオンスリミングされたパターン線幅が許容値よりも広い線幅の部分のショットのイオンミリング対象の当該パターンの全部あるいは一部の領域のみ露光を繰り返す第２の露光ステップと、
前記第２の露光ステップを終了して現像した後に、前記ウェハー全面にイオンスリミングする第２のイオンスリミングステップと、
前記第２のイオンスリミングを終了してレジストをリムーブするステップと
を有するスリミング製造方法。
前記ショット毎にイオンミリングされたパターン線幅として、当該ショット内の所定代表点のパターンの線幅としたことを特徴とする請求項１記載のスリミング製造方法。
前記第２の露光ステップおよび前記第２のイオンスリミングを複数段階行ったことを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載のスリミング製造方法。
ウェハー上に形成された線幅をスリミングするスリミング製造システムにおいて、
パターンが形成されてその上からレジスト塗布されたウェハー上に、複数のショットに分けてスリミング対象の当該パターンの全部あるいは一部の領域の露光を繰り返す第１の露光手段と、
前記第１の露光ステップを終了して現像した後に、前記ウェハー全面にイオンスリミングする第１のイオンスリミング手段と、
前記第１のイオンスリミングを終了してレジストをリムーブ、更に、ウェハー全面にレジストを塗布した後に、前記第１のイオンスリミングした後、あるいは予め測定した前記第１のイオンスリミング、のショット毎にイオンスリミングされたパターン線幅が許容値よりも広い線幅の部分のショットのイオンミリング対象の当該パターンの全部あるいは一部の領域のみ露光を繰り返す第２の露光手段と、
前記第２の露光ステップを終了して現像した後に、前記ウェハー全面にイオンスリミングする第２のイオンスリミング手段と、
前記第２のイオンスリミングを終了してレジストをリムーブする手段と
を備えたことを特徴とするスリミングシステム。