JPH0645287A - Manufacture of semiconductor device, and aligner - Google Patents

Manufacture of semiconductor device, and aligner

Info

Publication number
JPH0645287A
JPH0645287A JP4194257A JP19425792A JPH0645287A JP H0645287 A JPH0645287 A JP H0645287A JP 4194257 A JP4194257 A JP 4194257A JP 19425792 A JP19425792 A JP 19425792A JP H0645287 A JPH0645287 A JP H0645287A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
exposure
wafer
etched
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4194257A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiji Shinohara
啓二 篠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP4194257A priority Critical patent/JPH0645287A/en
Publication of JPH0645287A publication Critical patent/JPH0645287A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To sensitively judge an etching end point even in a dry etching process in which an area to be etched is small. CONSTITUTION:In a process in which a SiO2 interlayer insulating film 3 is etched to form a micro contact hole, a resist mask 4 is selectively removed from an invalid zone beta that occupies outside a chip acquisition zone a on alphawafer W2 thereby increasing an area to be etched'. When a fluorocarbon gas is used in etching, the amount of resultant reaction products CO* is increased, and hence it becomes possible for us to observe variations in intensity of an emission spectrum. The selective removal of the resist mask 4 is carried selective exposure and a developing treatment. A simple aligner is also put forward for carrying out this selective exposure without the use of an expensive stepper.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
およびこれに用いられる露光装置に関し、特に被エッチ
ング面積の小さいドライエッチング・プロセスにおける
終点判定を容易とする方法、およびこの方法を実現する
ための装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device and an exposure apparatus used for the same, and more particularly, to a method for facilitating end point determination in a dry etching process having a small area to be etched, and to realize the method. For equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置のデザイン・ルールがVLS
IからULSIへと高度に縮小されるに伴い、これらの
半導体装置を構成する各種の材料層の厚さは極めて薄く
なっており、またこれらの材料層の縦方向への積層数が
増えてウェハの表面段差も増大している。この間に、エ
ッチング方法の主流もウェット・エッチングからドライ
エッチングへと移行してきた。このような状況下で、あ
る材料層を下地の材料層に対して高い選択性を維持しな
がら再現性良くエッチングするためには、精度の高い終
点判定方法が必要である。
2. Description of the Related Art Design rules for semiconductor devices are VLS
As the size of I to ULSI is highly reduced, the thickness of various material layers forming these semiconductor devices has become extremely thin, and the number of layers of these material layers in the vertical direction has increased to increase the wafer. The surface level difference is also increasing. During this period, the mainstream etching method has also changed from wet etching to dry etching. Under such circumstances, a highly accurate end point determination method is necessary to etch a certain material layer with respect to the underlying material layer while maintaining high selectivity and with good reproducibility.

【0003】終点判定の最も初歩的な方法は、電子顕微
鏡による観察である。しかし、この方法では観察を行う
たびにウェハをエッチング・チャンバの外へ取り出さな
ければならず、終点判定の自動化が不可能で、生産性が
低下する欠点がある。この顕微鏡観察に代わる簡単な方
法として、エッチング速度にもとづいてエッチング所要
時間を算出し、この時間が経過した時点でエッチングを
終了させる方法が考えられた。しかし、被エッチング材
料層の膜厚の不均一性、プラズマ状態の変動、ガス流
量、ウェハ温度等の変化があった場合にエッチング速度
が微妙に変化するので、この方法によっても再現性の高
いドライエッチングを行うことは不可能である。
The most rudimentary method for determining the end point is observation with an electron microscope. However, this method has a drawback that the wafer has to be taken out of the etching chamber each time the observation is carried out, the end point determination cannot be automated, and the productivity is lowered. As a simple alternative to this microscopic observation, a method has been considered in which the required etching time is calculated based on the etching rate and the etching is terminated when this time elapses. However, when the material thickness of the material to be etched is non-uniform, the plasma state is changed, the gas flow rate, and the wafer temperature are changed, the etching rate changes slightly. It is impossible to carry out etching.

【0004】そこで近年では、物理化学的な手法により
エッチングの進行状況をin situに観測できる手
法が幾つか提案されている。一例を挙げると、(a)被
エッチング材料層の膜厚や光学定数を測定する光学測定
法、(b)エッチング反応生成物の質量スペクトルを測
定する質量分析法、(c)プラズマの状態をプローブに
より診断するプローブ法、(d)プラズマ中の化学種の
発光スペクトル強度を測定する発光分析法、等である。
Therefore, in recent years, some methods have been proposed which can observe the progress of etching in situ by a physicochemical method. As an example, (a) an optical measurement method for measuring the film thickness and optical constants of a material layer to be etched, (b) a mass spectrometry method for measuring a mass spectrum of an etching reaction product, and (c) a probe of a plasma state. The probe method for diagnosing by the method, (d) emission analysis method for measuring the emission spectrum intensity of the chemical species in plasma, and the like.

【0005】この中で、特に発光分析法は生産現場でも
広く採用されている。たとえば、Siのエッチングをフ
ルオロカーボン系のエッチング・ガスを用いて行う場合
の終点判定の原理は、次のとおりである。Siのエッチ
ングは、一般的にはハロゲン・ラジカルによるラジカル
反応を主体とした機構により進行する。ハロゲン・ラジ
カルとしてF* を用いた場合の反応は、次式で表され
る。 Si + xF* → SiFx ↑ このエッチングの進行状況は、フルオロカーボン系のエ
ッチング・ガスから解離生成するF* の発光スペクトル
の強度変化により知ることができる。すなわち、エッチ
ング・ガスが一定の流量で供給されている場合、エッチ
ングの進行中はSiFx の生成にF* が消費されるので
* の発光スペクトル強度は低下しているが、エッチン
グすべきSiが無くなるとプラズマ中のF* 量が増大
し、発光スペクトル強度が増大するのである。かかる終
点判定法は、ゲート酸化膜上における多結晶シリコン層
のエッチング等において極めて有効である。
Of these, the emission analysis method is particularly widely used in production sites. For example, the principle of end point determination in the case of etching Si using a fluorocarbon-based etching gas is as follows. Etching of Si generally proceeds by a mechanism mainly composed of a radical reaction by a halogen radical. The reaction when F * is used as the halogen radical is represented by the following formula. Si + xF * → SiF x ↑ The progress of this etching can be known by the intensity change of the emission spectrum of F * dissociated and produced from the fluorocarbon-based etching gas. That is, when the etching gas is supplied at a constant flow rate, but the progress of the etching emission spectral intensity since the F * is consumed F * to generate the SiF x is reduced, to be etched Si The disappearance of F increases the amount of F * in the plasma and increases the emission spectrum intensity. This end point determination method is extremely effective in etching the polycrystalline silicon layer on the gate oxide film and the like.

【0006】このような発光分析法による終点判定は、
SiOx (酸化シリコン)系材料層のエッチングにもも
ちろん適用することができる。SiOx 系材料層の典型
的なエッチング・プロセスは、層間絶縁膜にコンタクト
・ホールやビア・ホール等の接続孔を開口するためのホ
ール加工である。ここで、コンタクト・ホール加工につ
いて図8を参照しながら説明する。図8(a)は、下層
配線として不純物拡散領域2が形成された単結晶Si基
板1上にSiO2 層間絶縁膜3が形成され、その上に所
定のパターニングを経たレジスト・マスク4が形成され
たウェハW1 (図9参照。)のチップ取得領域αを示し
ている。このチップ取得領域αとは、略円形のウェハ上
において完全なデバイス・チップを切り出すことのでき
る領域のことである。個々のチップは通常は矩形である
から、ウェハW1 の外周部には完全な形のチップを切り
出すことのできない「余白」の部分が存在する。この部
分を無効領域β(図9参照。)と称することにする。上
記レジスト・マスク4には、不純物拡散領域2の形成位
置に臨む開口部4aが形成されている。
The end point determination by such an emission analysis method is
Of course, it can be applied to etching of a SiO x (silicon oxide) -based material layer. A typical etching process for the SiO x -based material layer is hole processing for opening connection holes such as contact holes and via holes in the interlayer insulating film. Here, contact hole processing will be described with reference to FIG. In FIG. 8A, a SiO 2 interlayer insulating film 3 is formed on a single crystal Si substrate 1 having an impurity diffusion region 2 as a lower layer wiring, and a resist mask 4 having a predetermined pattern is formed thereon. The chip acquisition region α of the wafer W 1 (see FIG. 9) is shown. The chip acquisition region α is a region where a complete device chip can be cut out on a substantially circular wafer. The individual chips usually because it is rectangular, the part of which can not be cut out complete form of chips on the outer peripheral portion of the wafer W 1 "margin" exists. This portion will be referred to as an invalid area β (see FIG. 9). The resist mask 4 has an opening 4a facing the formation position of the impurity diffusion region 2.

【0007】開口部4aの底面に露出したSiO2 層間
絶縁膜3のエッチングは、一般的にはCFx + によるイ
オン・アシスト反応を主体とした機構により進行する。
この場合のエッチング反応は、次式で表される。 SiOx +CFx + → SiFx +COx ここで、エッチング反応生成物のひとつであるCO*
発光スペクトル強度を483.5nmにて観察すると、
エッチングの開始と共にその強度は増大し始める。図8
(b)に示されるようなエッチングの進行途中では、発
光スペクトル強度はほぼ一定の強度で推移する。さらに
エッチングが進み、図8(c)に示されるように下地の
不純物拡散領域2が露出してエッチングすべきSiO2
層間絶縁膜3が無くなると、COx も生成しなくなり、
発光スペクトル強度が減衰する。したがって、この発光
スペクトル強度が減衰した時点を検出すれば、終点を判
定することが可能である。
The etching of the SiO 2 interlayer insulating film 3 exposed on the bottom surface of the opening 4a generally proceeds by a mechanism mainly composed of ion-assisted reaction by CF x + .
The etching reaction in this case is represented by the following equation. SiO x + CF x + → SiF x + CO x Here, when the emission spectrum intensity of CO * , which is one of the etching reaction products, is observed at 483.5 nm,
Its intensity starts to increase with the start of etching. Figure 8
During the progress of etching as shown in (b), the emission spectrum intensity changes at a substantially constant intensity. As the etching progresses further, as shown in FIG. 8C, the underlying impurity diffusion region 2 is exposed and the SiO 2 to be etched is to be etched.
When the interlayer insulating film 3 is lost, CO x is not generated,
The emission spectrum intensity is attenuated. Therefore, the end point can be determined by detecting the time when the emission spectrum intensity is attenuated.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように原理的には可能なSiOx のエッチング終点判定
も、近年のホール加工においては極めて困難となってい
る。これは、被エッチング面積の極端な減少に伴うエッ
チング反応生成物の生成量の減少と関係がある。接続孔
の開口径を0.35〜0.5μm程度とするデザイン・
ルールの下では、ホール加工における被エッチング面積
はウェハ全体の3%程度に過ぎず、さらに開口径を0.
2μm程度に設定する今後のデザイン・ルールの下で
は、1%以下まで減少すると考えられている。ここで、
図8(a)に示したチップ取得領域αを含むウェハW1
を全体的に眺めると、ほぼ図9(a)のように見える筈
である。ここで、チップ取得領域αにはレジスト・マス
ク4に多数の開口部4aが形成されているが、これらは
余りにも微細であるため、図9(a)では図示されてい
ない。また、SiO2 層間絶縁膜3やレジスト・マスク
4の膜厚は、単結晶Si基板1の厚さに比べて大幅に誇
張して表現してある。
However, as described above, the determination of the etching end point of SiO x which is theoretically possible is extremely difficult in the recent hole processing. This is related to the decrease in the amount of etching reaction products generated due to the extreme decrease in the area to be etched. Design that the opening diameter of the connection hole is about 0.35-0.5 μm.
Under the rule, the area to be etched in hole processing is only about 3% of the entire wafer, and the opening diameter is 0.
Under the future design rule of about 2 μm, it is expected to decrease to less than 1%. here,
Wafer W 1 including the chip acquisition region α shown in FIG.
When viewed as a whole, it should look almost like Fig. 9 (a). Here, a large number of openings 4a are formed in the resist mask 4 in the chip acquisition region α, but these are too fine and therefore not shown in FIG. 9 (a). Further, the film thicknesses of the SiO 2 interlayer insulating film 3 and the resist mask 4 are greatly exaggerated as compared with the thickness of the single crystal Si substrate 1.

【0009】このように、ウェハW1 の表面の大半がレ
ジスト・マスク4で覆われてしまっている場合、エッチ
ング反応生成物の生成量は極めて少ない。したがって、
たとえばCO* の発光スペクトル強度をモニタしようと
しても、このシグナル強度がバックグラウンド強度に埋
もれてしまう。この結果、図9(b)に示されるように
エッチング開始以降、エッチング時間が経過してもほと
んど強度変化を検出することができない。そこで本発明
は、被エッチング面積が小さい場合にも鋭敏なエッチン
グ終点を判定することが可能な半導体装置の製造方法を
提供することを目的とし、またこれを実現するための露
光装置を提供することも併せて目的とする。
As described above, when most of the surface of the wafer W 1 is covered with the resist mask 4, the amount of etching reaction products produced is extremely small. Therefore,
For example, when trying to monitor the emission spectrum intensity of CO * , this signal intensity is buried in the background intensity. As a result, as shown in FIG. 9B, almost no change in intensity can be detected even after the etching time has elapsed since the start of etching. Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of determining a sharp etching end point even when the area to be etched is small, and to provide an exposure apparatus for realizing this. In addition, it aims at it.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、上述の目的を達成するために提案されるもの
であり、エッチングに先立ち、前記基板上のチップ取得
領域の外周側を占める無効領域上でエッチング・マスク
の少なくとも一部を除去することによりその下の被エッ
チング材料層を露出させ、被エッチング面積を増大させ
ることを特徴とするものである。
A method of manufacturing a semiconductor device of the present invention is proposed to achieve the above-mentioned object, and occupies the outer peripheral side of the chip acquisition region on the substrate before etching. By removing at least a part of the etching mask on the ineffective region, the underlying material layer to be etched is exposed, and the area to be etched is increased.

【0011】本発明はまた、前記エッチング・マスクが
ポジ型フォトレジスト材料層により構成され、該エッチ
ング・マスクの除去が選択露光および現像処理により行
われることを特徴とする。
The present invention is also characterized in that the etching mask is composed of a positive photoresist material layer, and the etching mask is removed by selective exposure and development.

【0012】本発明の露光装置は、同じく上述の目的を
達成するために提案されるものであり、光源と、長手方
向の開口長が可変とされたスリットと、該スリットを通
過する露光光による基板の露光領域を変化させるための
制御手段を備え、前記基板を任意の形状に選択露光する
ようになされたことを特徴とする。
The exposure apparatus of the present invention is also proposed to achieve the above-mentioned object, and uses the light source, the slit having a variable longitudinal aperture length, and the exposure light passing through the slit. A control means for changing the exposure area of the substrate is provided, and the substrate is selectively exposed to an arbitrary shape.

【0013】本発明はまた、前記制御手段が、前記スリ
ットの開口長を変化させるためのシャッタの往復運動
と、前記基板の回転運動とを連動的に制御することを特
徴とする。
The present invention is also characterized in that the control means interlocks the reciprocating movement of the shutter for changing the opening length of the slit and the rotational movement of the substrate.

【0014】本発明はさらに、前記露光領域が、前記基
板上のチップ取得領域の外周側を占める無効領域の少な
くとも一部であり、露光光が該無効領域上のポジ型フォ
トレジスト材料層を感光させるようになされたことを特
徴とする。
In the present invention, the exposure area is at least a part of an ineffective area occupying the outer peripheral side of the chip acquisition area on the substrate, and the exposure light exposes the positive photoresist material layer on the ineffective area. It is characterized by having been made to let.

【0015】[0015]

【作用】本発明者は、被エッチング面積の小さいエッチ
ング・プロセスにおいて終点判定の感度を向上させるた
めに、チップ取得領域の外周側を占める無効領域におい
てエッチング・マスクを除去して被エッチング材料層を
露出させ、被エッチング面積を増大させることを考え
た。エッチング・マスクの除去は、無効領域の全域に亘
って行っても、あるいは一部で行っても良い。いずれに
しても、プラズマ中のエッチャントの消費量、もしくは
エッチング反応生成物の生成量が増大し、これらの量の
変化をバックグラウンド値に埋もれさせることなく、鋭
敏に検出することができる。また、被エッチング材料層
が露出される部分は、もともと有効なチップを取得する
ことのできない無効領域であるから、本発明によりチッ
プの歩留りが何ら低下することはなく、またチップ取得
領域のパターンに影響が及ぶこともない。
The present inventor removes the etching mask in the ineffective region occupying the outer peripheral side of the chip acquisition region to remove the etching target material layer in order to improve the sensitivity of the end point determination in the etching process in which the etching target area is small. It was considered to expose and increase the etched area. The removal of the etching mask may be performed over the entire ineffective region or a part thereof. In any case, the consumption amount of the etchant in the plasma or the generation amount of the etching reaction product is increased, and the change in these amounts can be sensitively detected without being buried in the background value. Further, the exposed portion of the material layer to be etched is an ineffective region from which it is not possible to obtain a valid chip from the beginning, so that the yield of the chip is not reduced by the present invention, and the pattern of the chip obtaining region is not formed. It will not be affected.

【0016】ところで、一般にドライエッチングでは、
被エッチング材料層に比べて十分にエッチング速度の低
い材料層がエッチング・マスクとして用いられる。プロ
セスによってはSiOx 系材料層やSiNx 系材料層を
エッチング・マスクとして用いることもあるが、本発明
では無効領域において容易に除去できる材料としてポジ
型フォトレジスト材料を選択する。ポジ型フォトレジス
ト材料は、露光部において光分解反応を起こし、現像液
に対する溶解性が上昇するので、適当な形状の光源像を
用いて無効領域を選択的に露光した後、現像処理を行え
ば、この露光領域のエッチング・マスクを除去すること
ができるわけである。
Generally, in dry etching,
A material layer having an etching rate sufficiently lower than that of the material layer to be etched is used as an etching mask. Depending on the process, the SiO x based material layer or the SiN x based material layer may be used as an etching mask, but in the present invention, a positive photoresist material is selected as a material that can be easily removed in the ineffective region. Since a positive photoresist material causes a photodecomposition reaction in the exposed portion to increase its solubility in a developing solution, if a developing process is performed after selectively exposing an ineffective region using a light source image of an appropriate shape. The etching mask in this exposed area can be removed.

【0017】さらに本発明者は、かかる選択露光を簡便
に実現するための露光装置も提案する。この装置は、上
述の選択露光が基板の外周側だけを対象としているこ
と、およびチップ取得領域と無効領域を区別することが
できれば通常のマスク位置合わせのような精密なアライ
メント作業が不要であること、の2点に着目して提案さ
れるものである。この装置は、光源と、長手方向の開口
長が可変とされたスリットと、該スリットを通過する露
光光による基板の露光領域を変化させるための制御手段
を備えている。この露光領域を変化させる手段として
は、光源、スリット、基板のいずれかに適当な方向の運
動を与えることが考えられる。いずれにしても、スリッ
トを介して得られる光源像の基板上における軌跡が、露
光領域となるわけである。
Further, the present inventor also proposes an exposure apparatus for easily realizing such selective exposure. In this device, the selective exposure described above is targeted only on the outer peripheral side of the substrate, and if the chip acquisition area and the invalid area can be distinguished, precise alignment work such as normal mask alignment is unnecessary. , And is proposed by paying attention to two points. This apparatus includes a light source, a slit whose opening length in the longitudinal direction is variable, and control means for changing the exposure area of the substrate by the exposure light passing through the slit. As a means for changing the exposure area, it is conceivable to give a motion in an appropriate direction to any one of the light source, the slit, and the substrate. In any case, the locus of the light source image obtained through the slit on the substrate becomes the exposure area.

【0018】この露光領域を変化させる方法として精度
的にも機構的にも最も実用的と考えられるのは、基板を
回転させる方法である。このときのシャッタは、当然な
がらチップ取得領域を遮蔽するようにセットされる。た
とえば、スリットの長手方向を基板の半径方向に一致さ
せ、基板の中心側を遮光した状態で開口長を固定したま
ま基板を回転させれば、基板の外周側にドーナツ状の露
光領域が得られる。さらに、この基板の回転角に応じて
スリットの開口長を変化させれば、基板の外周部を任意
の形状に露光することが可能となる。かかる露光による
露光領域が無効領域内にあり、しかもこの露光がポジ型
フォトレジスト材料層を感光させるものであれば、無効
領域の少なくとも一部においてエッチング・マスクを除
去することができる。特に上記スリットの開口端がチッ
プ取得領域の輪郭をトレースするような制御を行えば、
無効領域の全域を露光領域とすることが可能となるわけ
である。
The method which is considered to be most practical in terms of accuracy and mechanism as a method of changing the exposure area is a method of rotating the substrate. The shutter at this time is naturally set so as to block the chip acquisition region. For example, if the longitudinal direction of the slit is aligned with the radial direction of the substrate and the substrate is rotated while the central side of the substrate is shielded and the opening length is fixed, a donut-shaped exposure region is obtained on the outer peripheral side of the substrate. . Furthermore, if the opening length of the slit is changed according to the rotation angle of the substrate, the outer peripheral portion of the substrate can be exposed to an arbitrary shape. The etching mask can be removed in at least a portion of the ineffective region if the exposed region of such exposure is within the ineffective region and if this exposure exposes the positive photoresist material layer. In particular, if control is performed so that the opening end of the slit traces the contour of the chip acquisition area,
The entire invalid area can be used as the exposure area.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について、図
面を参照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】実施例1 本実施例は、本発明の半導体装置の製造方法をコンタク
ト・ホール加工に適用し、SiO2 層間絶縁膜のエッチ
ングに伴って生成するCO* の発光スペクトル強度をモ
ニタすることにより終点を検出した例である。このプロ
セスを、前出の図8に加え、図1を参照しながら説明す
る。なお、図1の参照符号は前出の図9(a)と一部共
通である。まず、予め下層配線としての不純物拡散領域
2が形成された単結晶Si基板1上にSiO2 層間絶縁
膜3を形成し、さらにこの上にノボラック系ポジ型フォ
トレジスト材料(東京応化工業社製;商品名TSMR−
V3)を塗布した。続いて、i線ステッパ(縮小投影露
光装置)を用いてこのレジスト塗膜に対してコンタクト
・ホール・パターンを露光し、ウェハWを得た。この段
階のウェハWの外観は、前出の図9(a)に示したウェ
ハW1 と似ているが、アルカリ現像処理を未だ行ってい
ないので、開口部4aが形成されていない点でウェハW
1 と異なっている。この段階でアルカリ現像処理を行う
必要がないのは、後工程において無効領域β上のレジス
ト・マスク4を除去するためのアルカリ現像を行う際
に、i線露光部も同時に溶解除去され、開口部4aを形
成できるからである。
Example 1 In this example, the semiconductor device manufacturing method of the present invention is applied to contact hole processing, and the emission spectrum intensity of CO * generated by etching the SiO 2 interlayer insulating film is monitored. This is an example in which the end point is detected by. This process will be described with reference to FIG. 1 in addition to FIG. 8 described above. Note that the reference numerals in FIG. 1 are partially the same as those in FIG. 9A described above. First, a SiO 2 interlayer insulating film 3 is formed on a single crystal Si substrate 1 on which an impurity diffusion region 2 as a lower layer wiring is previously formed, and a novolac-based positive photoresist material (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd .; Product name TSMR-
V3) was applied. Subsequently, a contact hole pattern was exposed on the resist coating film using an i-line stepper (reduction projection exposure apparatus) to obtain a wafer W. The appearance of the wafer W at this stage is similar to that of the wafer W 1 shown in FIG. 9A, but since the alkali developing treatment has not been performed yet, the wafer 4 is not formed with the opening 4a. W
Different from 1 . At this stage, it is not necessary to carry out the alkali developing treatment because the i-line exposed portion is also dissolved and removed at the same time when the alkali developing for removing the resist mask 4 on the ineffective region β is performed in the subsequent process. This is because 4a can be formed.

【0021】本実施例では、このレジスト・マスク4に
対してさらにi線による外周露光とアルカリ現像処理を
行うことにより無効領域βの全域において除去した。こ
の外周露光を行うための露光装置については次の実施例
2で、また露光領域の制御方法については後述の実施例
4でそれぞれ詳述する。このようにして得られるウェハ
2 の全体像を図1(a)に示す。これにより、被エッ
チング面積は従来のウェハW1 の約1%に対し、約18
%に増大した。このときのチップ取得領域αにおける被
エッチング領域の拡大断面図は、前出の図8(a)に示
したとおりである。ただし、上記アルカリ現像処理によ
り形成される開口部4aは余りにも微細なため、図1
(a)には図示されていない。
In the present embodiment, the resist mask 4 was further subjected to peripheral exposure by i-line and alkali development treatment to remove the resist mask 4 in the entire ineffective region β. An exposure apparatus for performing this outer periphery exposure will be described in detail in a second embodiment below, and a method of controlling an exposure area will be described in a fourth embodiment described later. An overall image of the wafer W 2 obtained in this way is shown in FIG. As a result, the area to be etched is about 18% compared to about 1% of the conventional wafer W 1.
Increased to%. An enlarged cross-sectional view of the etched region in the chip acquisition region α at this time is as shown in FIG. However, since the openings 4a formed by the alkali developing process are too fine,
Not shown in (a).

【0022】次に、このウェハW2 をプラズマ・エッチ
ング装置にセットし、CHF3 ガスを用いてSiO2
間絶縁膜3をエッチングした。エッチングの途中進行状
況は、前出の図8(b)に示したとおりである。ただ
し、本実施例では、無効領域βに露出したSiO2 層間
絶縁膜3も同時にエッチングされている。このため、エ
ッチング反応生成物であるCOx が従来プロセスに比べ
て著しく増大した。エッチングが進行し、前出の図8
(c)に示されるように下地の単結晶Si基板1(正確
には不純物拡散領域2)が露出すると、COx の生成量
が減少した。このときのウェハW3 の全体像は図1
(b)に示されるとおりである。
Next, this wafer W 2 was set in a plasma etching apparatus, and the SiO 2 interlayer insulating film 3 was etched using CHF 3 gas. The progress of etching is as shown in FIG. 8B. However, in this embodiment, the SiO 2 interlayer insulating film 3 exposed in the ineffective region β is also etched at the same time. For this reason, the CO x , which is an etching reaction product, significantly increased as compared with the conventional process. As the etching progresses,
As shown in (c), when the underlying single crystal Si substrate 1 (more precisely, the impurity diffusion region 2) was exposed, the amount of CO x produced decreased. The whole image of the wafer W 3 at this time is shown in FIG.
This is as shown in (b).

【0023】以上のエッチングの進行過程を、エッチン
グ・チャンバに接続された発光分析装置でin sit
uにモニタした様子を図1(c)に示す。図中、縦軸は
483.5nmにて観測されるCO* 発光スペクトル強
度(任意目盛)、横軸はエッチング時間(任意目盛)を
それぞれ表す。CO* 発光スペクトル強度はエッチング
開始後すぐに上昇し始め、エッチング進行中はほぼ一定
の値で推移し、エッチングすべきSiO2 層間絶縁膜3
が減少してくると低下し、やがてエッチング開始前の値
と同レベルまで低下した。従来では、CO* の生成量が
極めて少ないために、図9(b)に示されるように発光
スペクトル強度変化をほとんど観測することができなか
ったが、本実施例では、図1(c)に示されるような変
化を明瞭に観測することができた。
The above-described etching progress process is performed in situ by an optical emission analyzer connected to the etching chamber.
FIG. 1 (c) shows the state of monitoring at u. In the figure, the vertical axis represents the CO * emission spectrum intensity observed at 483.5 nm (arbitrary scale), and the horizontal axis represents the etching time (arbitrary scale). CO * emission spectral intensity begins to rise immediately after the start of the etching, during the etching progression remained almost constant value, SiO 2 interlayer insulating film 3 to be etched
The value decreased as the value decreased, and eventually decreased to the same level as the value before the start of etching. In the past, since the amount of CO * produced was extremely small, almost no change in the emission spectrum intensity could be observed as shown in FIG. 9B. The changes shown could be clearly observed.

【0024】実施例2 本実施例では、実施例1で述べたような無効領域βにお
けるレジスト・マスク4の除去を可能とするための露光
装置について説明する。本発明の露光装置の一構成例
を、図2に概略的に示す。図2(a)は装置の上面図で
あり、図2(b)はそのA−A線断面図である。この装
置は、露光光学系11、シャッタ13、スリット12、
回転式ウェハ・ステージ17を基本的な構成要素とし、
これらが光軸上に順次配されたものとなっている。
Embodiment 2 In this embodiment, an exposure apparatus for enabling removal of the resist mask 4 in the invalid area β as described in Embodiment 1 will be described. FIG. 2 schematically shows a configuration example of the exposure apparatus of the present invention. 2A is a top view of the device, and FIG. 2B is a sectional view taken along the line AA. This apparatus includes an exposure optical system 11, a shutter 13, a slit 12,
With the rotary wafer stage 17 as a basic component,
These are sequentially arranged on the optical axis.

【0025】上記露光光学系11は、暗箱10中に収納
されており、ポジ型フォトレジスト材料の感光特性に応
じて選ばれる適当な波長の光源15、この光源15から
放出される露光光を集光するための反射板16、および
その他の図示されない光学部品、たとえばコンデンサ・
レンズ等から構成される。
The exposure optical system 11 is housed in a dark box 10 and collects the exposure light emitted from the light source 15 having an appropriate wavelength selected according to the photosensitive characteristics of the positive photoresist material. A reflector 16 for illuminating light, and other optical components not shown, such as capacitors.
It is composed of a lens and the like.

【0026】上記スリット12は、上記暗箱10の底面
の一部に形成された細長い開口部である。その長手方向
の一端はウェハWの中心Oに略一致されており、これに
より上記スリット12はウェハWの半径rの方向に沿っ
て開口することになる。他端はウェハWの外縁よりもさ
らに外側に位置している。
The slit 12 is an elongated opening formed in a part of the bottom surface of the dark box 10. One end in the longitudinal direction thereof is substantially aligned with the center O of the wafer W, whereby the slit 12 is opened along the direction of the radius r of the wafer W. The other end is located further outside than the outer edge of the wafer W.

【0027】上記シャッタ13は、同じく上記暗箱10
内において上記スリット12を被覆する位置に配設され
ている。このシャッタ13は、長手方向の1辺側が鋸歯
状に加工されてラックとなっており、この鋸歯の部分に
図示されない駆動手段に接続されて矢印Y方向に回転す
るピニオン14が噛み合うことにより、矢印X方向に往
復運動するようになされている。この往復運動によりシ
ャッタ13の開口長が変化する。ここで、ウェハWの中
心Oからシャッタ13の先端までの長さをxと定義する
と、スリット12のうちウェハWの半径rと長さxとの
差に相当する部分から取り出される露光光がウェハWの
外周側の露光に寄与するわけである。
The shutter 13 is the same as the dark box 10.
It is arranged in a position that covers the slit 12 inside. The shutter 13 is a rack in which one side in the longitudinal direction is processed into a sawtooth shape to form a rack, and a pinion 14 which is connected to a driving means (not shown) and rotates in the arrow Y direction is meshed with the sawtooth portion, thereby forming an arrow. It is designed to reciprocate in the X direction. This reciprocating movement changes the opening length of the shutter 13. Here, if the length from the center O of the wafer W to the tip of the shutter 13 is defined as x, the exposure light extracted from the portion of the slit 12 corresponding to the difference between the radius r of the wafer W and the length x is the wafer. This contributes to the exposure on the outer peripheral side of W.

【0028】上記暗箱10の外部には、上記スリット1
2と対向する位置にウェハWを支持するための回転式ウ
ェハ・ステージ17が配設されている。この回転式ウェ
ハ・ステージ17は、回転軸18を介して駆動装置19
に接続されており、たとえば矢印Zで示される方向に回
転される。この駆動装置19の制御は、図示されない制
御機構により上記ピニオン14の駆動手段(図示せ
ず。)の制御と連動して行われており、コンピュータ・
プログラムによりウェハWの回転角に応じて長さxを変
更することができる。
The slit 1 is provided outside the dark box 10.
A rotary wafer stage 17 for supporting the wafer W is disposed at a position opposed to the wafer 2. This rotary wafer stage 17 has a drive unit 19 via a rotary shaft 18.
And is rotated in the direction indicated by arrow Z, for example. The control of the drive device 19 is performed by a control mechanism (not shown) in conjunction with the control of the drive means (not shown) of the pinion 14 described above.
The length x can be changed according to the rotation angle of the wafer W by the program.

【0029】実施例3 本実施例では、上述の露光装置を使用し、ウェハの外周
側を一定の幅でドーナツ状に露光するという、最も単純
な操作を行った場合について、図3を参照しながら説明
する。まず、コンタクト・ホール・パターンにしたがっ
たi線リソグラフィを終了した段階のウェハWを、図2
に示した露光装置の回転式ウェハ・ステージ17上にセ
ットして回転させ、シャッタ13の位置を固定したまま
で露光を行った。このときのウェハ中心Oからシャッタ
先端までの長さxとウェハ回転角(°)との関係をグラ
フに表すと、図3(c)のようになる。このときのシャ
ッタ13の先端位置は、ウェハWの半径rを越えないこ
とはもちろんであるが、チップ取得領域αのうちウェハ
中心Oからの距離が最大となる地点を基準とし、長さx
がこの最大距離よりも小さくならないように設定した。
光源15としては高圧水銀ランプのi線を使用した。
Embodiment 3 In this embodiment, the above-mentioned exposure apparatus is used to perform the simplest operation of exposing the outer peripheral side of the wafer in a donut shape with a constant width, with reference to FIG. While explaining. First, the wafer W at the stage where the i-line lithography according to the contact hole pattern is completed is shown in FIG.
The exposure was performed while setting the shutter on the rotary wafer stage 17 of the exposure apparatus shown in FIG. The relationship between the length x from the wafer center O to the shutter tip and the wafer rotation angle (°) at this time is shown in a graph of FIG. 3C. Of course, the tip position of the shutter 13 at this time does not exceed the radius r of the wafer W, but the length x is based on the point where the distance from the wafer center O is the maximum in the chip acquisition region α.
Was set so as not to be smaller than this maximum distance.
As the light source 15, i-line of a high pressure mercury lamp was used.

【0030】この外周露光の後、アルカリ現像処理を行
った。図3(a)および(b)には、このようにして得
られたウェハW4 の上面図と斜視図をそれぞれ示す。図
3(a)において、斜線を施した薄いリング状の部分が
上述の外周露光による露光領域Expであり、無効領域
βの中の最外周側の一部を占めている。この部分は、ア
ルカリ現像処理によりレジスト・マスク4が除去される
ので、このリング状の面積分だけSiO2 層間絶縁膜3
の被エッチング領域が増大した。このウェハW4 につい
てもコンタクト・ホールを形成するためのドライエッチ
ングを行い、エッチングの進行状況を発光分析によりモ
ニタすることができた。
After this peripheral exposure, alkali development treatment was performed. FIGS. 3A and 3B show a top view and a perspective view of the wafer W 4 thus obtained, respectively. In FIG. 3A, the shaded thin ring-shaped portion is the exposure area Exp by the above-described outer peripheral exposure, and occupies a part of the ineffective area β on the outermost peripheral side. At this portion, the resist mask 4 is removed by an alkali developing process, so that the SiO 2 interlayer insulating film 3 is formed by this ring-shaped area.
The area to be etched was increased. This wafer W 4 was also dry-etched to form contact holes, and the progress of etching could be monitored by emission analysis.

【0031】実施例4 本実施例では、ウェハの回転運動とシャッタの往復運動
を連動させるモデルについて説明する。本実施例で扱う
モデルは、図4に示されるように12個の正方形のチッ
プが十字形に配されたウェハW5 において、チップ取得
領域αの外周側の無効領域βの全域を露光領域Expと
するものである。したがって、シャッタ先端は回転する
ウェハW上においてチップ形成領域αの十字形の輪郭を
トレースすることになる。
Embodiment 4 In this embodiment, a model in which the rotational movement of the wafer and the reciprocating movement of the shutter are linked will be described. In the model used in this embodiment, as shown in FIG. 4, in the wafer W 5 in which twelve square chips are arranged in a cross shape, the entire invalid region β on the outer peripheral side of the chip acquisition region α is exposed to the exposure region Exp. It is what Therefore, the tip of the shutter traces the cross-shaped contour of the chip formation region α on the rotating wafer W.

【0032】この場合のウェハW5 の中心Oからシャッ
タ先端までの長さxを、ウェハ回転角の関数として表現
する計算方法を、図5(a)を参照しながら説明する。
なお、図2の露光装置では実際に回転するのはウェハW
の方であるが、ここでは説明の便宜上、スリット12と
シャッタ13とが一体となって時計方向に回転するもの
と考える。まず、ウェハW5 の中心Oを原点とする直交
座標を設定し、チップ取得領域αの1辺とこの座標の縦
軸との垂直な交点を点Aとする。また、長さOAをyと
する。このyは正方形の2辺分の長さに相当する。シャ
ッタ13の先端は、点Aから出発し、チップ取得領域α
の輪郭に添って図中の黒い矢印方向に進行し、点B,点
C,・・・,点Iを順次通過するものとする。このとき
のシャッタ13の回転角は、線分OAを基準としてθ
(°)で表す。また、十字形の輪郭の屈曲点である点
C,点E,点Gにおける回転角を特にθ1 ,θ2 ,θ3
と定義する。これらの回転角は、各チップが正方形であ
ることから容易に計算することができ、それぞれθ1
26.6°、θ2 =45°、θ3 =63.4°である。
他の象限においても同様に回転角を定義し、θ4 〜θ12
と命名した。
A calculation method for expressing the length x from the center O of the wafer W 5 to the tip of the shutter in this case as a function of the wafer rotation angle will be described with reference to FIG.
In the exposure apparatus of FIG. 2, the wafer W actually rotates.
However, here, for convenience of explanation, it is considered that the slit 12 and the shutter 13 integrally rotate in the clockwise direction. First, orthogonal coordinates having the center O of the wafer W 5 as an origin are set, and a perpendicular intersection point between one side of the chip acquisition region α and the vertical axis of this coordinate is set as a point A. Further, the length OA is y. This y corresponds to the length of two sides of the square. The tip of the shutter 13 starts from the point A, and the tip acquisition area α
It follows that it advances in the direction of the black arrow in the figure along the contour of the above and passes through points B, C, ... The rotation angle of the shutter 13 at this time is θ with reference to the line segment OA.
Expressed in (°). In addition, the rotation angles at points C, E, and G, which are bending points of the cross-shaped contour, are particularly θ 1 , θ 2 , and θ 3.
It is defined as These rotation angles can be easily calculated because each chip is square, and θ 1 =
26.6 °, θ 2 = 45 °, and θ 3 = 63.4 °.
Similarly, in other quadrants, the rotation angle is defined, and θ 4 to θ 12
I named it.

【0033】計算は以下のとおりである。 (1)θ=0のとき :x=y (2)0<θ<θ1 のとき :△BOAにおいて、co
sθ=y/x ∴x=y/cosθ (3)θ=θ1 のとき :△COAにおいて、co
s(26.6)=y/x ∴x=y/cos(26.6)=1.12y (4)θ1 <θ<θ2 のとき:△DOJにおいて、 cos( 90−θ) =(y/2)/x ∴x=y/2cos( 90−θ) (5)θ=θ2 のとき :△EOJにおいて、 cos(45)=(y/2)/x ∴x=y/2cos(45)=0.71y (6)θ2 <θ<θ3 のとき:△FOKにおいて、co
sθ=(y/2)/x ∴x=y/2cosθ (7)θ=θ3 のとき :△GOKにおいて、 cos(63.4)=(y/2)/x ∴x=y/2cos(63.4)=1.12y (8)θ3 <θ<90のとき:△HOIにおいて、co
s( 90−θ) =y/x ∴x=y/cos( 90−θ) (9)θ=90のとき :x=y
The calculation is as follows. (1) When θ = 0: x = y (2) When 0 <θ <θ 1 : In ΔBOA, co
sθ = y / x ∴x = y / cosθ (3) When θ = θ 1 : At ΔCOA, co
s (26.6) = y / x ∴x = y / cos (26.6) = 1.12y (4) When θ 1 <θ <θ 2 : At ΔDOJ, cos (90−θ) = (y / 2) / X ∴x = y / 2 cos (90−θ) (5) When θ = θ 2 : In ΔEOJ, cos (45) = (y / 2) / x ∴x = y / 2 cos (45) = 0 .71y (6) When θ 2 <θ <θ 3 : In ΔFOK, co
When sθ = (y / 2) / x ∴x = y / 2cos θ (7) θ = θ 3 : In ΔGOK, cos (63.4) = (y / 2) / x ∴x = y / 2cos (63.4) = 1.12y (8) When θ 3 <θ <90: At ΔHOI, co
s (90−θ) = y / x ∴x = y / cos (90−θ) (9) When θ = 90: x = y

【0034】以上、0≦θ≦90の範囲で計算方法を示
したが、これ以降の180°、270°、360°を各
区切りとする計算は、上述の計算の繰り返しである。こ
のように計算された長さxを、ウェハの回転角に対して
プロットすると、図5(b)のようなグラフが得られ
る。つまり、予めウェハW5 の回転運動とシャッタ13
の往復運動を連動的に制御する制御機構にこの長さxの
変化パターンをプログラムしておけば、無効領域βの全
域を露光することができるわけである。
In the above, the calculation method is shown in the range of 0 ≦ θ ≦ 90. However, the subsequent calculation with 180 °, 270 ° and 360 ° as the respective divisions is a repetition of the above calculation. When the length x thus calculated is plotted against the rotation angle of the wafer, a graph as shown in FIG. 5B is obtained. That is, the rotational movement of the wafer W 5 and the shutter 13 are performed in advance.
If the change pattern of the length x is programmed in the control mechanism that controls the reciprocating motion of the above, the entire invalid region β can be exposed.

【0035】実施例4 本実施例では、実施例3よりもやや複雑なモデルについ
て、同様の計算を行う。本実施例で扱うモデルは、図6
に示されるように37個の正方形のチップが配されたウ
ェハW6 において、チップ取得領域αの外周側の無効領
域βの全域を露光領域Expとするものである。このパ
ターンは、前出の図1(a)に示したレジスト・マスク
4のパターンを実現するためのものである。
Fourth Embodiment In this embodiment, the same calculation is performed for a model that is slightly more complicated than that of the third embodiment. The model used in this embodiment is shown in FIG.
In the wafer W 6 on which 37 square chips are arranged as shown in FIG. 3, the entire invalid area β on the outer peripheral side of the chip acquisition area α is set as the exposure area Exp. This pattern is for realizing the pattern of the resist mask 4 shown in FIG.

【0036】この場合のウェハの中心oからシャッタ先
端までの長さxを、ウェハ回転角の関数として表現する
計算方法を、図7(a)を参照しながら説明する。計算
の基本的な考え方は、実施例3で上述したとおりであ
る。まず、ウェハW6 の中心oを原点とする直交座標を
設定し、チップ取得領域αの1辺とこの座標の縦軸との
垂直な交点を点aとする。また、長さoaをyとする。
このyは正方形の3.5辺分の長さに相当する。シャッ
タ13の先端は、点aから出発し、チップ取得領域αの
輪郭に添って図中の黒い矢印方向に進行し、点b,点
c,・・・,点mを順次通過するものとする。このとき
のシャッタ13の回転角は、線分oaを基準としてφ
(°)で表す。また、チップ取得領域αの輪郭の屈曲点
である点c,点e,点g,点i,点kにおける回転角を
特にφ1 ,φ2 ,φ3 ,φ4 ,φ5 と定義する。これら
の回転角は、各チップが正方形であることから容易に計
算することができ、それぞれφ1 =23.2°、φ2
31°、φ3 =45°、φ4 =59°、φ5 =66.8
°である。他の象限においても同様に回転角を定義し、
φ6 〜φ20と命名した。
A calculation method for expressing the length x from the wafer center o to the shutter tip in this case as a function of the wafer rotation angle will be described with reference to FIG. The basic idea of calculation is as described in the third embodiment. First, orthogonal coordinates having the center o of the wafer W 6 as an origin are set, and a vertical intersection point between one side of the chip acquisition region α and the vertical axis of this coordinate is set as a point a. Further, the length oa is set to y.
This y corresponds to the length of 3.5 sides of the square. It is assumed that the tip of the shutter 13 starts from a point a, travels in the direction of the black arrow in the figure along the contour of the chip acquisition region α, and sequentially passes through points b, c, ..., M. . The rotation angle of the shutter 13 at this time is φ based on the line segment oa.
Expressed in (°). Further, the rotation angles at the points c, e, g, i, and k which are the bending points of the contour of the chip acquisition region α are defined as φ 1 , φ 2 , φ 3 , φ 4 , and φ 5 . These rotation angles can be easily calculated because each chip is square, and φ 1 = 23.2 ° and φ 2 =
31 °, φ 3 = 45 °, φ 4 = 59 °, φ 5 = 66.8
°. In the other quadrants, define the rotation angle in the same way,
It was named φ 6 to φ 20 .

【0037】計算は以下のとおりである。 (1)φ=0のとき :x=y (2)0<φ<φ1 のとき :△boaにおいて、co
sφ=y/x ∴x=y/cosφ (3)φ=φ1 のとき :△coaにおいて、co
s(23.2)=y/x ∴x=y/cos(23.2)=1.09y (4)φ1 <φ<φ2 のとき:△dopにおいて、 cos( 90−φ) =(1.5y/3.5)/x ∴x=0.43y/2cos( 90−φ) (5)φ=φ2 のとき :△eosにおいて、 cos(31)=(2.5y/3.5)/x ∴x=0.71y/cos(31)=0.83y (6)φ2 <φ<φ3 のとき:△fosにおいて、 cosφ=(2.5y/3.5)/x ∴x=0.71y/cosφ (7)φ=φ3 のとき :△gosにおいて、 cos(45)=(2.5y/3.5)/x ∴x=0.71y/cos(45)=1.00y (8)φ3 <φ<φ4 のとき:△honにおいて、 cos( 90−φ) =(2.5y/3.5)/x ∴x=0.71y/cos( 90−φ) (9)φ=φ4 のとき :△ioqにおいて、 cos(59)=(1.5y/3.5)/x ∴x=0.43y/cos(59)=0.83y (10)φ4 <φ<φ5 のとき:△joqにおいて、 cosφ=(1.5y/3.5)/x ∴x=0.43y/cosφ (11)φ=φ5 のとき :△koqにおいて、 cos(66.8)=(1.5y/3.5)/x ∴x=0.71y/cos(45)=1.09y (12) φ5 <φ<90のとき:△lomにおいて、co
s( 90−φ) =y/x ∴x=y/cos( 90−φ) (13)φ=90のとき :x=y
The calculation is as follows. (1) When φ = 0: x = y (2) When 0 <φ <φ 1 : At Δboa, co
sφ = y / x ∴x = y / cosφ (3) When φ = φ 1 : At Δcoa, co
s (23.2) = y / x ∴x = y / cos (23.2) = 1.09y (4) When φ 1 <φ <φ 2 : At Δdop, cos (90−φ) = (1.5y / 3.5 ) / X ∴x = 0.43y / 2cos (90−φ) (5) When φ = φ 2 : At Δeos, cos (31) = (2.5y / 3.5) / x ∴x = 0.71y / cos ( 31) = 0.83y (6) φ 2 <φ <φ 3 when: △ in fos, cosφ = (2.5y / 3.5 ) / x ∴x = 0.71y / cosφ (7) φ = φ 3 when: At Δgos, cos (45) = (2.5y / 3.5) / x ∴x = 0.71y / cos (45) = 1.00y (8) When φ 3 <φ <φ 4 : At Δhon, cos ( 90−φ) = (2.5y / 3.5) / x ∴x = 0.71y / cos (90−φ) (9) When φ = φ 4 : At Δioq, cos (59) = (1.5y / 3.5) / x ∴x = 0.43y / cos ( 59) = 0.83y (10) φ 4 <φ <φ 5 at the time: △ to joq There are, cosφ = (1.5y / 3.5) / x ∴x = 0.43y / cosφ (11) φ = φ 5 when: △ in koq, cos (66.8) = ( 1.5y / 3.5) / x ∴x = 0.71 y / cos (45) = 1.09y (12) When φ 5 <φ <90: At Δlom, co
s (90−φ) = y / x ∴x = y / cos (90−φ) (13) When φ = 90: x = y

【0038】以上、09φ≦90の範囲で計算方法を示
したが、これ以降の180°、270°、360°を各
区切りとする計算は、上述の計算の繰り返しである。こ
のように計算された長さxを、ウェハの回転角に対して
プロットすると、図7(b)のようなグラフが得られ
る。つまり、予めウェハW6 の回転運動とシャッタ13
の往復運動を連動的に制御する制御機構にこの長さxの
変化パターンをプログラムしておけば、無効領域βの全
域を露光することができるわけである。
Although the calculation method has been described above in the range of 09φ ≦ 90, the subsequent calculation with 180 °, 270 ° and 360 ° as the respective divisions is a repetition of the above calculation. When the length x thus calculated is plotted against the rotation angle of the wafer, a graph as shown in FIG. 7B is obtained. In other words, the rotational movement of the wafer W 6 and the shutter 13 are performed in advance.
If the change pattern of the length x is programmed in the control mechanism that controls the reciprocating motion of the above, the entire invalid region β can be exposed.

【0039】以上、本発明を4例の実施例にもとづいて
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、被エッチング材料層は上述の
SiO2 層間絶縁膜の他、多結晶Si層、ポリサイド
膜、高融点金属層、高融点金属シリサイド膜、Al系材
料層等、通常の半導体プロセスでエッチングの対象とな
り、終点判定の要求される材料層であれば、いかなる材
料層でも構わない。
The present invention has been described above based on the four examples, but the present invention is not limited to these examples. For example, the material layer to be etched is not only the SiO 2 interlayer insulating film described above, but also a polycrystalline Si layer, a polycide film, a refractory metal layer, a refractory metal silicide film, an Al-based material layer, etc. Therefore, any material layer may be used as long as it is a material layer for which the end point determination is required.

【0040】また、終点判定方法としては上述の実施例
では発光分析を採り上げたが、質量分析法、プローブ法
等を適用しても、同様に良好な結果が得られる。その
他、露光装置の構成、露光光の波長、ウェハ上における
各種材料層の種類や構成、チップ取得領域の輪郭等を適
宜変更可能であることは、言うまでもない。
Further, as the end point determining method, the emission analysis is adopted in the above-mentioned embodiment, but the same good result can be obtained by applying the mass spectrometry method, the probe method or the like. In addition, it goes without saying that the configuration of the exposure apparatus, the wavelength of the exposure light, the type and configuration of various material layers on the wafer, the outline of the chip acquisition region, and the like can be changed as appropriate.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の半導体装置の製造方法によれば、被エッチング面積
が小さく従来では終点判定が困難であったエッチング・
プロセスにおいても、鋭敏な終点判定を行うことが可能
となる。これは、無効領域においてエッチング・マスク
を除去することにより実現され、チップ形成領域のパタ
ーンには何ら影響を与えることがない。
As is apparent from the above description, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the etching area is small, and it is difficult to determine the end point by the conventional etching.
Also in the process, it is possible to make a sharp end point determination. This is achieved by removing the etching mask in the ineffective region and has no effect on the pattern of the chip forming region.

【0042】特にエッチング・マスクがポジ型フォトレ
ジスト材料層により構成される場合には、無効領域を選
択的に露光する。この外周露光を行うために本発明で提
案される露光装置は、構成が比較的簡単で小型化も可能
である。したがって、極めて高価なステッパを外周露光
のために1回余分に使用せずに済み、何らスループット
や経済性を損なう虞れがない。
The ineffective areas are selectively exposed, especially if the etching mask is constituted by a layer of positive photoresist material. The exposure apparatus proposed by the present invention for performing this outer periphery exposure has a relatively simple configuration and can be downsized. Therefore, it is not necessary to use an extremely expensive stepper once for the peripheral exposure, and there is no fear of impairing the throughput or the economy.

【0043】本発明は、微細なデザイン・ルールにもと
づいて設計され、高集積度、高性能、高信頼性等が要求
される半導体装置の製造に極めて有効である。
The present invention is extremely effective in manufacturing a semiconductor device which is designed based on a fine design rule and which requires high integration, high performance, high reliability and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明をコンタクト・ホール加工に適用したプ
ロセス例を説明する図であり、(a)は無効領域のレジ
スト・マスクが除去されたウェハの外観を示す斜視図、
(b)はSiO2 層間絶縁膜がエッチングされたウェハ
の外観を示す斜視図、(c)はこのエッチング・プロセ
スにおけるCO* 発光スペクトル強度の時間変化を示す
グラフである。
FIG. 1 is a diagram illustrating a process example in which the present invention is applied to contact hole processing, and FIG. 1 (a) is a perspective view showing an appearance of a wafer from which a resist mask in an ineffective region is removed,
(B) is a perspective view showing the appearance of a wafer having a SiO 2 interlayer insulating film etched, and (c) is a graph showing the time change of CO * emission spectrum intensity in this etching process.

【図2】本発明の露光装置の一構成例を示す図であり、
(a)は上面図、(b)はそのA−A線断面図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of an exposure apparatus of the present invention,
(A) is a top view and (b) is the sectional view on the AA line.

【図3】上記の露光装置を用いた露光方法を説明する図
であり、(a)はウェハ上の露光領域を示す平面図、
(b)はこの露光領域に対応してレジスト・マスクが除
去されたウェハの状態を示す斜視図、(c)はこの露光
を可能とする露光装置のシャッタの動きを説明するグラ
フである。
FIG. 3 is a diagram illustrating an exposure method using the above exposure apparatus, FIG. 3A is a plan view showing an exposure region on a wafer,
(B) is a perspective view showing the state of the wafer from which the resist mask has been removed corresponding to this exposure region, and (c) is a graph explaining the movement of the shutter of the exposure apparatus which enables this exposure.

【図4】上記の露光装置を用いて無効領域の全域を露光
する場合のウェハのモデルを示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a model of a wafer when the entire invalid area is exposed using the exposure apparatus.

【図5】図4のモデルにおいてシャッタの長さを回転角
の関数として表現する計算方法を説明するための図であ
り、(a)はウェハの平面図、(b)はシャッタの動き
を説明するグラフである。
5A and 5B are views for explaining a calculation method for expressing the shutter length as a function of a rotation angle in the model of FIG. 4, where FIG. 5A is a plan view of a wafer and FIG. It is a graph to do.

【図6】上記の露光装置を用いて無効領域の全域を露光
する場合のウェハの他のモデルを示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing another model of the wafer when the entire invalid area is exposed using the above-mentioned exposure apparatus.

【図7】図6のモデルにおいてシャッタの長さを回転角
の関数として表現する計算方法を説明するための図であ
り、(a)はウェハの平面図、(b)はシャッタの動き
を説明するグラフである。
7A and 7B are views for explaining a calculation method for expressing the shutter length as a function of a rotation angle in the model of FIG. 6, where FIG. 7A is a plan view of a wafer and FIG. It is a graph to do.

【図8】コンタクト・ホール加工におけるSiO2 層間
絶縁膜のエッチング・プロセスを説明するための概略断
面図であり、(a)はSiO2 層間絶縁膜上でレジスト
・マスクがパターニングされた状態、(b)はSiO2
層間絶縁膜のエッチングの進行途中状態、(c)はエッ
チングが終了した状態をそれぞれ表す。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining the etching process of the SiO 2 interlayer insulating film in the contact hole processing, FIG. 8A is a state in which a resist mask is patterned on the SiO 2 interlayer insulating film, b) is SiO 2
The state where the etching of the interlayer insulating film is in progress, and (c) shows the state where the etching is completed.

【図9】従来のコンタクト・ホール加工におけるエッチ
ング終点検出の問題点を説明するための図であり、
(a)はウェハの外観を示す斜視図、(b)はこのエッ
チング・プロセスにおけるCO* 発光スペクトル強度の
時間変化がほとんど検出できないことを示すグラフであ
る。
FIG. 9 is a diagram for explaining a problem of detecting an etching end point in conventional contact hole processing;
(A) is a perspective view showing the external appearance of the wafer, and (b) is a graph showing that the time change of CO * emission spectrum intensity in this etching process can hardly be detected.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ・・・単結晶Si基板 2 ・・・不純物拡散領域 3 ・・・SiO2 層間絶縁膜 4 ・・・レジスト・マスク α ・・・チップ取得領域 β ・・・無効領域 W,W1 ,W2 ,W3 ,W4 ,W5 ,W6 ・・・ウェハ 12 ・・・スリット 13 ・・・シャッタ 14 ・・・ピニオン 15 ・・・高圧水銀ランプ 17 ・・・回転式ウェハ・ステージ1 ・ ・ ・ Single crystal Si substrate 2 ・ ・ ・ Impurity diffusion region 3 ・ ・ ・ SiO 2 interlayer insulating film 4 ・ ・ ・ Resist mask α ・ ・ ・ Chip acquisition region β ・ ・ ・ Invalid region W, W 1 , W 2 , W 3 , W 4 , W 5 , W 6 ... Wafer 12 ... Slit 13 ... Shutter 14 ... Pinion 15 ... High-pressure mercury lamp 17 ... Rotary wafer stage

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上の被エッチング材料層をエッチン
グ・マスクを介してエッチングする際にエッチング終点
の検出を行う半導体装置の製造方法において、 エッチングに先立ち、前記基板上のチップ取得領域の外
周側を占める無効領域上で前記エッチング・マスクの少
なくとも一部を除去することにより、前記被エッチング
材料層を露出させることを特徴とする半導体装置の製造
方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein an etching end point is detected when a material layer to be etched on a substrate is etched through an etching mask. Prior to the etching, the outer peripheral side of a chip acquisition region on the substrate. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the material layer to be etched is exposed by removing at least a part of the etching mask on the ineffective region occupying the area.
【請求項2】 前記エッチング・マスクがポジ型フォト
レジスト材料層により構成され、該エッチング・マスク
の除去が選択露光および現像処理により行われることを
特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the etching mask is composed of a positive photoresist material layer, and the etching mask is removed by selective exposure and development processing. .
【請求項3】 光源と、長手方向の開口長が可変とされ
たスリットと、該スリットを通過する露光光による基板
の露光領域を変化させるための制御手段を備え、前記基
板を任意の形状に選択露光するようになされた露光装
置。
3. A light source, a slit whose opening length in the longitudinal direction is variable, and a control means for changing the exposure area of the substrate by the exposure light passing through the slit, and the substrate is formed into an arbitrary shape. An exposure apparatus adapted to perform selective exposure.
【請求項4】 前記制御手段は、前記スリットの開口長
を変化させるためのシャッタの往復運動と、前記基板の
回転運動とを連動的に制御することを特徴とする請求項
3記載の露光装置。
4. The exposure apparatus according to claim 3, wherein the control unit controls the reciprocating movement of the shutter for changing the opening length of the slit and the rotational movement of the substrate in an interlocking manner. .
【請求項5】 前記露光領域は、前記基板上のチップ取
得領域の外周側を占める無効領域の少なくとも一部であ
り、露光光が該無効領域上のポジ型フォトレジスト材料
層を感光させるようになされた請求項3または請求項4
記載の露光装置。
5. The exposure region is at least a part of an ineffective region occupying an outer peripheral side of a chip acquisition region on the substrate, and the exposure light exposes a positive photoresist material layer on the ineffective region. Claim 3 or Claim 4 made
The exposure apparatus described.
JP4194257A 1992-07-21 1992-07-21 Manufacture of semiconductor device, and aligner Pending JPH0645287A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4194257A JPH0645287A (en) 1992-07-21 1992-07-21 Manufacture of semiconductor device, and aligner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4194257A JPH0645287A (en) 1992-07-21 1992-07-21 Manufacture of semiconductor device, and aligner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0645287A true JPH0645287A (en) 1994-02-18

Family

ID=16321617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4194257A Pending JPH0645287A (en) 1992-07-21 1992-07-21 Manufacture of semiconductor device, and aligner

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0645287A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10214810A (en) * 1996-12-23 1998-08-11 Lsi Logic Corp Method of improving uniformity and flatness on edge-die and removing tungsten-stringers caused by cmp of wafer
US6912994B2 (en) 2002-10-25 2005-07-05 Denso Corporation Electronically controlled throttle control apparatus
US7168962B2 (en) 2004-08-31 2007-01-30 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Electric junction box for a vehicle
KR101505242B1 (en) * 2011-06-10 2015-03-23 캐논 가부시끼가이샤 Imprint method, imprint apparatus, and article manufacturing method
CN109616405A (en) * 2018-12-05 2019-04-12 上海华力微电子有限公司 Semiconductor etching process vacuum cavity equipment and lithographic method

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10214810A (en) * 1996-12-23 1998-08-11 Lsi Logic Corp Method of improving uniformity and flatness on edge-die and removing tungsten-stringers caused by cmp of wafer
JP4620189B2 (en) * 1996-12-23 2011-01-26 エルエスアイ コーポレーション A novel method for improving uniformity and flatness on edge dies and removing tungsten stringers resulting from CMP of a wafer
US6912994B2 (en) 2002-10-25 2005-07-05 Denso Corporation Electronically controlled throttle control apparatus
US7168962B2 (en) 2004-08-31 2007-01-30 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Electric junction box for a vehicle
DE102005040516B4 (en) * 2004-08-31 2008-04-17 Sumitomo Wiring Systems, Ltd., Yokkaichi Electrical connection box for a vehicle
KR101505242B1 (en) * 2011-06-10 2015-03-23 캐논 가부시끼가이샤 Imprint method, imprint apparatus, and article manufacturing method
CN109616405A (en) * 2018-12-05 2019-04-12 上海华力微电子有限公司 Semiconductor etching process vacuum cavity equipment and lithographic method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3848070B2 (en) Pattern formation method
US5139904A (en) Method of producing high resolution and reproducible patterns
US5747380A (en) Robust end-point detection for contact and via etching
JPH04225232A (en) Etching end point detection system and device thereof
TWI488218B (en) Method of slimming radiation-sensitive material lines in lithographic applications
JPH11162928A (en) Method for end-point detection of wet etching process
US6494966B2 (en) Method of minimizing contaminating deposits using dilute acid rinse
US5925578A (en) Method for forming fine patterns of a semiconductor device
JP3361918B2 (en) Method for forming fine holes in semiconductor integrated circuit device
US5223914A (en) Follow-up system for etch process monitoring
JPH0645287A (en) Manufacture of semiconductor device, and aligner
US6156658A (en) Ultra-thin resist and silicon/oxide hard mask for metal etch
EP1152290A2 (en) Method for fabricating a photolithographic mask
US6956659B2 (en) Measurement of critical dimensions of etched features
JP3161348B2 (en) Method for manufacturing phase difference measurement pattern and phase shift mask
JP3415074B2 (en) X-ray mask manufacturing method and apparatus
EP0982630A2 (en) Semiconductor-device manufacturing method having resist-film developing process according to wet treatment
JP2001326173A (en) Pattern-forming method
JPH04291345A (en) Pattern forming method
KR100203128B1 (en) Measuring method of tungsten etching speed
JP3100192B2 (en) Plasma etcher endpoint detection device
KR100607203B1 (en) Method of manufacturing chrome-less phase shift mask
JPH09127678A (en) Manufacture of metal mask in semiconductor integrated circuit device
JP2000227651A (en) Phase shift mask and its production
JP2002116556A (en) Method for manufacturing semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20011106