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公開番号2024179674
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2023098698
出願日2023-06-15
発明の名称露光装置、露光方法、及び半導体装置の製造方法
出願人キオクシア株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類G03F 9/00 20060101AFI20241219BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】半導体装置の歩留まりを改善する。
【解決手段】実施形態の露光装置は、露光処理を実行する制御装置を含む。制御装置は、露光処理において、基板に配置された3つ以上のアライメントマークの計測結果を直交座標系で関数近似して倍率成分の算出値を算出し、倍率成分のアライメント補正値について第1下限値及び/又は第1上限値を設定し、算出値が第1下限値以上及び/又は第1上限値以下である場合に、前記倍率成分のアライメント補正値を第1補正値に設定し、第1下限値を設定し且つ算出値が第1下限値未満である場合に、倍率成分のアライメント補正値を算出値よりも大きく且つ第1補正値よりも小さい第2補正値に設定し、第1上限値を設定し且つ算出値が第1上限値超である場合に、倍率成分のアライメント補正値を第1補正値よりも大きく且つ算出値よりも小さい第3補正値に設定する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
露光処理を実行する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記露光処理において、
基板に配置された３つ以上のアライメントマークの計測結果を直交座標系で関数近似して倍率成分の算出値を算出し、
倍率成分のアライメント補正値について第１下限値及び／又は第１上限値を設定し、
前記算出値が第１下限値以上及び／又は第１上限値以下である場合に、倍率成分のアライメント補正値を第１補正値に設定し、
前記第１下限値を設定し且つ前記算出値が前記第１下限値未満である場合に、前記倍率成分のアライメント補正値を前記算出値よりも大きく且つ前記第１補正値よりも小さい第２補正値に設定し、
前記第１上限値を設定し且つ前記算出値が前記第１上限値超である場合に、前記倍率成分のアライメント補正値を前記第１補正値よりも大きく且つ前記算出値よりも小さい第３補正値に設定する、
露光装置。
続きを表示（約 2,400 文字）【請求項２】
前記第２補正値は、前記第１補正値に前記算出値を加算し、さらに前記第１下限値を減算した値であり、
前記第３補正値は、前記第１補正値に前記算出値を加算し、さらに前記第１上限値を減算した値である、
請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記第１下限値は、前記露光処理の対象工程における前記倍率成分の重ね合わせずれの下限管理値に前記第１補正値を加算した値であり、
前記第１上限値は、前記露光処理の対象工程における前記倍率成分の重ね合わせずれの上限管理値に前記第１補正値を加算した値である、
請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】
前記直交座標系は、第１方向と、前記第１方向と直交する第２方向とを含み、
前記第１補正値と前記第２補正値と前記第３補正値とのそれぞれは、前記第１方向の倍率成分のアライメント補正値であり、
前記制御装置は、前記露光処理において、
倍率成分のアライメント補正値について第２下限値及び／又は第２上限値をさらに設定し、
前記算出値が第２下限値以上及び／又は第２上限値以下である場合に、前記第２方向の倍率成分のアライメント補正値を第４補正値に設定し、
前記第２下限値を設定し且つ前記算出値が前記第２下限値未満である場合に、前記第２方向の倍率成分のアライメント補正値を前記算出値よりも大きく且つ前記第４補正値よりも小さい第５補正値に設定し、
前記第２上限値を設定し且つ前記算出値が前記第２上限値超である場合に、前記第２方向の倍率成分のアライメント補正値を前記第４補正値よりも大きく且つ前記算出値よりも小さい第６補正値に設定し、
前記第２下限値は、前記第１下限値と異なり、
前記第２上限値は、前記第２上限値と異なる、
請求項１に記載の露光装置。
【請求項５】
前記直交座標系は、第１方向と、前記第１方向と直交する第２方向とを含み、
前記第１補正値と前記第２補正値と前記第３補正値とのそれぞれは、前記第１方向の倍率成分のアライメント補正値であり、
前記制御装置は、前記露光処理において、前記第２方向の倍率成分のアライメント補正値を、前記算出値と略同じ値に設定する、
請求項１に記載の露光装置。
【請求項６】
基板に配置された３つ以上のアライメントマークの計測結果を直交座標系で関数近似して倍率成分の算出値を算出することと、
倍率成分のアライメント補正値について第１下限値及び／又は第１上限値を設定することと、
前記算出値が第１下限値以上及び／又は第１上限値以下である場合に、倍率成分のアライメント補正値を第１補正値に設定することと、
前記第１下限値を設定し且つ前記算出値が前記第１下限値未満である場合に、前記倍率成分のアライメント補正値を前記算出値よりも大きく且つ前記第１補正値よりも小さい第２補正値に設定することと、
前記第１上限値を設定し且つ前記算出値が前記第１上限値超である場合に、前記倍率成分のアライメント補正値を前記第１補正値よりも大きく且つ前記算出値よりも小さい第３補正値に設定することと、を備える、
露光方法。
【請求項７】
前記第２補正値は、前記第１補正値に前記算出値を加算し、さらに前記第１下限値を減算した値であり、
前記第３補正値は、前記第１補正値に前記算出値を加算し、さらに前記第１上限値を減算した値である、
請求項６に記載の露光方法。
【請求項８】
前記第１下限値は、露光処理の対象工程における前記倍率成分の重ね合わせずれの下限管理値に前記第１補正値を加算した値であり、
前記第１上限値は、露光処理の対象工程における前記倍率成分の重ね合わせずれの上限管理値に前記第１補正値を加算した値である、
請求項６に記載の露光方法。
【請求項９】
前記直交座標系は、第１方向と、前記第１方向と直交する第２方向とを含み、
前記第１補正値と前記第２補正値と前記第３補正値とのそれぞれは、前記第１方向の倍率成分のアライメント補正値であり、
倍率成分のアライメント補正値について第２下限値及び／又は第２上限値をさらに設定することと、
前記算出値が第２下限値以上及び／又は第２上限値以下である場合に、前記第２方向の倍率成分のアライメント補正値を第４補正値に設定することと、
前記第２下限値を設定し且つ前記算出値が前記第２下限値未満である場合に、前記第２方向の倍率成分のアライメント補正値を前記算出値よりも大きく且つ前記第４補正値よりも小さい第５補正値に設定することと、
前記第２上限値を設定し且つ前記算出値が前記第２上限値超である場合に、前記第２方向の倍率成分のアライメント補正値を前記第４補正値よりも大きく且つ前記算出値よりも小さい第６補正値に設定することと、をさらに備え、
前記第２下限値は、前記第１下限値と異なり、
前記第２上限値は、前記第１上限値と異なる、
請求項６に記載の露光方法。
【請求項１０】
前記直交座標系は、第１方向と、前記第１方向と直交する第２方向とを含み、
前記第１補正値と前記第２補正値と前記第３補正値とのそれぞれは、前記第１方向の倍率成分のアライメント補正値であり、
前記第２方向の倍率成分のアライメント補正値を、前記算出値と略同じ値に設定することをさらに備える、
請求項６に記載の露光方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
実施形態は、露光装置、露光方法、及び半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体回路基板を３次元に積層する３次元積層技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００７－１５８２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体装置の歩留まりを改善する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の露光装置は、露光処理を実行する制御装置を含む。制御装置は、露光処理において、基板に配置された３つ以上のアライメントマークの計測結果を直交座標系で関数近似して倍率成分の算出値を算出し、倍率成分のアライメント補正値について第１下限値及び／又は第１上限値を設定し、算出値が第１下限値以上及び／又は第１上限値以下である場合に、前記倍率成分のアライメント補正値を第１補正値に設定し、第１下限値を設定し且つ算出値が第１下限値未満である場合に、倍率成分のアライメント補正値を算出値よりも大きく且つ第１補正値よりも小さい第２補正値に設定し、第１上限値を設定し且つ算出値が第１上限値超である場合に、倍率成分のアライメント補正値を第１補正値よりも大きく且つ算出値よりも小さい第３補正値に設定する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
半導体装置の製造方法の概要を示す概略図。
半導体装置の製造工程で使用されるアライメントマークの配置の一例を示す模式図。
接合オーバーレイで残存し得るウエハ面内の重ね合わせ成分に対する露光装置及び接合装置の補正性能の一例を示すテーブル。
第１実施形態に係る露光装置の構成の一例を示すブロック図。
第１実施形態に係る露光装置の露光方法の一例を示すフローチャート。
第１実施形態に係る露光装置の露光処理による重ね合わせ結果の一例を示す模式図。
第１実施形態に係る露光装置の露光処理によるウエハ倍率成分のアライメント補正値の一例を示すテーブル。
第１実施形態に係る露光装置の露光処理後のウエハ倍率成分の分布の一例を示す散布図。
第２実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示すフローチャート。
第２実施形態に係る半導体装置の製造方法によるウエハ倍率成分の分布の変化の一例を示す箱ひげ図。
第３実施形態に係る露光装置の露光方法の一例を示すフローチャート。
第３実施形態に係る露光装置の露光処理による重ね合わせ結果の一例を示す模式図。
第３実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示すフローチャート。
第３実施形態に係る半導体装置の製造方法によるウエハ倍率成分の分布の変化の一例を示す箱ひげ図。
第４実施形態に係るメモリデバイスの全体構成の一例を示すブロック図。
第４実施形態に係るメモリデバイスが備えるメモリセルアレイの回路構成の一例を示す回路図。
第４実施形態に係るメモリデバイスの構造の一例を示す斜視図。
第４実施形態に係るメモリデバイスが備えるメモリセルアレイの平面レイアウトの一例を示す平面図。
第４実施形態に係るメモリデバイスが備えるメモリセルアレイの断面構造の一例を示す断面図。
第４実施形態に係るメモリデバイスが備えるメモリピラーの断面構造の一例を示す、図１９のＸＸ－ＸＸ線に沿った断面図。
第４実施形態に係るメモリデバイスの断面構造の一例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、各実施形態について図面を参照して説明する。各実施形態は、発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示している。図面は、模式的又は概念的なものである。各図面の寸法や比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。構成の図示は、適宜省略されている。略同一の機能及び構成を有する構成要素には、同一の符号が付加されている。参照符号に付加された数字などは、同じ参照符号により参照され、且つ類似した要素同士を区別するために使用される。
【０００８】
以下の説明では、互いに交差する２種類の水平方向のことを、それぞれ“Ｘ方向”及び“Ｙ方向”と呼ぶ。以下の説明では、Ｘ方向とＹ方向とのそれぞれと平行な平面のことを、“ＸＹ平面”と呼ぶ。以下の説明では、水平に載置された基板などに対する垂直方向のことを、“Ｚ方向”と呼ぶ。本明細書において、“上方”とは、水平に載置された層などの構成要素に対する垂直上方のことを意味する。本明細書において、“下方”とは、水平に載置された層などの構成要素に対する垂直下方のことを意味する。本明細書において、“平面視”とは、例えば、水平に載置された層などの構成要素を上方から視認ことを意味する。“視認”は、顕微鏡やカメラなどを用いて対象物を観察することを含む。
【０００９】
本明細書における半導体装置は、それぞれに半導体回路が形成された２枚の半導体回路基板を接合し、接合された半導体回路基板をチップ毎に分離することにより形成される。以下では、半導体回路基板のことを“ウエハ”と呼ぶ。２枚のウエハを接合する処理のことを、“接合処理”と呼ぶ。接合処理を実行する装置のことを、“接合装置”と呼ぶ。接合処理の際に、上側及び下側に配置されるウエハのことを、それぞれ“上ウエハＵＷ”及び“下ウエハＬＷ”と呼ぶ。接合された上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷの組のことを、“接合ウエハＢＷ”と呼ぶ。“ウエハのおもて面”は、前工程により半導体回路が形成される側の面に対応する。“ウエハの裏面”は、ウエハのおもて面に対する反対側の面に対応する。
【００１０】
＜０＞半導体装置の製造方法
図１は、半導体装置の製造方法の概要を示す概略図である。以下に、図１を参照して、半導体装置の製造方法における大まかな処理の流れについて説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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