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公開番号2025120375
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-15
出願番号2025097008,2021204292
出願日2025-06-10,2021-12-16
発明の名称露光装置、接合装置、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 20060101AFI20250807BHJP(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】実施形態の接合装置は、第1ステージと、第2ステージと、第1計測装置と、第2計測装置と、制御装置とを含む。第1ステージは、第1基板を保持することが可能である。第2ステージは、第1ステージと対向し、第2基板を保持することが可能である。第1計測装置は、第1基板の第1アライメントマークを計測する。第2計測装置は、第2基板の第2アライメントマークを計測する。制御装置は、接合処理を実行する。制御装置は、接合処理において、第1アライメントマークの計測結果と、第2アライメントマークの計測結果と、第1基板に関連付けられた第1補正式とに基づいて、第1ステージと第2ステージとの相対的な位置を調整してから、第1基板と前記第2基板とを接合する。
【選択図】図17
特許請求の範囲【請求項１】
第１基板を保持することが可能な第１ステージと、
前記第１ステージと対向し、第２基板を保持することが可能な第２ステージと、
前記第１基板の第１アライメントマークを計測する第１計測装置と、
前記第２基板の第２アライメントマークを計測する第２計測装置と、
接合処理を実行する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記接合処理において、前記第１アライメントマークの計測結果と、前記第２アライメントマークの計測結果と、前記第１基板に関連付けられた第１補正式とに基づいて、前記第１ステージと前記第２ステージとの相対的な位置を調整してから、前記第１基板と前記第２基板とを接合する、
接合装置。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記第１補正式は、前記第１基板の露光処理で使用された倍率成分の補正値に関連付けられ、前記第１アライメントマークの計測座標と前記第１基板の中心位置との計測誤差との関係を示し、
前記制御装置は、前記第１補正式を用いて算出した計測誤差を前記第１アライメントマークの計測結果に加算した数値に基づいて、前記第１ステージと前記第２ステージとの相対的な位置を調整する、
請求項１に記載の接合装置。
【請求項３】
前記第１補正式は、前記第１基板の反り量に関連付けられ、前記第１アライメントマークの計測座標と前記第１基板の中心位置との計測誤差との関係を示し、
前記制御装置は、前記第１補正式を用いて算出した計測誤差を前記第１アライメントマークの計測結果に加算した数値に基づいて、前記第１ステージと前記第２ステージとの相対的な位置を調整する、
請求項１に記載の接合装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記接合処理において、前記第２基板に関連付けられた第２補正式に基づいて、前記第１ステージと前記第２ステージとの相対的な位置を調整する、
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の接合装置。
【請求項５】
前記第２補正式は、前記第２基板の露光処理で使用された倍率成分の補正値に関連付けられ、前記第２アライメントマークの計測座標と前記第２基板の中心位置との計測誤差との関係を示し、
前記制御装置は、前記第２補正式を用いて算出した計測誤差を前記第２アライメントマークの計測結果に加算した数値に基づいて、前記第１ステージと前記第２ステージとの相対的な位置を調整する、
請求項４に記載の接合装置。
【請求項６】
前記第２補正式は、前記第２基板の反り量に関連付けられ、前記第２アライメントマークの計測座標と前記第２基板の中心位置との計測誤差との関係を示し、
前記制御装置は、前記第２補正式を用いて算出した計測誤差を前記第２アライメントマークの計測結果に加算した数値に基づいて、前記第１ステージと前記第２ステージとの相対的な位置を調整する、
請求項４に記載の接合装置。
【請求項７】
第１基板に関する第１情報と、第２基板に関する第２情報とに基づいて、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせる際の倍率成分の位置ずれの補正値を算出することと、
前記補正値に基づいて第１ステージを変形させて、変形させた前記第１ステージに前記第１基板を保持させることと、
前記第１ステージと対向する第２ステージに前記第２基板を保持させることと、
前記第１ステージと前記第２ステージとを用いて前記第１基板と前記第２基板とを向かい合わせて配置し、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせることと、
を備える、半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１情報は、前記第１基板の露光処理において、前記第１基板の少なくとも３箇所のアライメントマークが計測された結果に基づいて算出された倍率成分の補正値であり、
前記第２情報は、前記第２基板の露光処理において、前記第２基板の少なくとも３箇所のアライメントマークが計測された結果に基づいて算出された倍率成分の補正値である、
請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１情報は、前記第１基板の反り量を示す情報であり、
前記第２情報は、前記第２基板の反り量を示す情報である、
請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
第１基板と第２基板とが接合されることによって形成される半導体装置の製造方法であって、
第１ステージに前記第１基板を保持させることと、
前記第１ステージと対向する第２ステージに前記第２基板を保持させることと、
前記第１基板の第１アライメントマークを計測することと、
前記第２基板の第２アライメントマークを計測することと、
前記第１アライメントマークの計測結果と、前記第２アライメントマークの計測結果と、前記第１基板に関連付けられた第１補正式とに基づいて、前記第１ステージと前記第２ステージとの相対的な位置を調整してから、前記第１基板と前記第２基板とを接合することと、を備える
半導体装置の製造方法。
（【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、接合装置、及び半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 3,300 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２０２１－１５０５３３号広報
【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】
実施形態の接合装置は、第１ステージと、第２ステージと、第１計測装置と、第２計測装置と、制御装置とを含む。第１ステージは、第１基板を保持することが可能である。第２ステージは、第１ステージと対向し、第２基板を保持することが可能である。第１計測装置は、第１基板の第１アライメントマークを計測する。第２計測装置は、第２基板の第２アライメントマークを計測する。制御装置は、接合処理を実行する。制御装置は、接合処理において、第１アライメントマークの計測結果と、第２アライメントマークの計測結果と、第１基板に関連付けられた第１補正式とに基づいて、第１ステージと第２ステージとの相対的な位置を調整してから、第１基板と前記第２基板とを接合する。
【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生じ得る重ね合わせずれ成分の一例を示す模式図。
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。
半導体装置の製造工程で使用される露光装置及び接合装置におけるウエハ面内の重ね合わせずれ成分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処理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で使用される露光レシピの一例を示すテーブル。
第１実施形態に係る半導体装置の製造工程において通常モードのアライメント補正が使用された場合のウエハ倍率の重ね合わせずれの変化の一例を示す模式図。
第１実施形態に係る半導体装置の製造工程において通常モードのアライメント補正が使用された場合のウエハ倍率の重ね合わせずれの変化の一例を示す模式図。
第１実施形態に係る半導体装置の製造工程においてＸ重視モードのアライメント補正が使用された場合のウエハ倍率の重ね合わせずれの変化の一例を示す模式図。
第１実施形態に係る半導体装置の製造工程においてＹ重視モードのアライメント補正が使用された場合のウエハ倍率の重ね合わせずれの変化の一例を示す模式図。
第１実施形態に係る半導体装置の製造工程において通常モードのアライメント補正が使用された場合のウエハ直交度の重ね合わせずれの変化の一例を示す模式図。
第１実施形態に係る半導体装置の製造工程において通常モードのアライメント補正が使用された場合のウエハ直交度の重ね合わせずれの変化の一例を示す模式図。
第１実施形態に係る半導体装置の製造工程においてＸ重視モードのアライメント補正が使用された場合のウエハ直交度の重ね合わせずれの変化の一例を示す模式図。
第１実施形態に係る半導体装置の製造工程においてＹ重視モードのアライメント補正が使用された場合のウエハ直交度の重ね合わせずれの変化の一例を示す模式図。
第２実施形態に係る半導体製造システムの構成の一例を示すブロック図。
第２実施形態に係る接合装置の構成の一例を示すブロック図。
第２実施形態に係るサーバーの構成の一例を示すブロック図。
第２実施形態に係る接合装置の接合処理の概要を示す概略図。
第２実施形態に係る接合装置の接合処理におけるウエハ倍率の補正に関連する工程の一例を示すフローチャートである。
第２実施形態の変形例に係る接合装置の接合処理におけるウエハ倍率の補正に関連する工程の一例を示すフローチャートである。
第３実施形態に係る接合装置で使用される重ね合わせずれの補正式の作成方法の一例を示すフローチャート。
第３実施形態に係る接合装置の接合処理の一例を示すフローチャート。
第３実施形態に係る接合装置で使用される重ね合わせずれの補正式の作成に使用される複数のウエハの一例を示す模式図。
第３実施形態に係る接合装置の接合処理における重ね合わせずれの補正式の作成前後のシフト計測騙され量の変化の一例を示すグラフ。
第４実施形態に係るメモリデバイスの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３０のＸＸＸＩ－ＸＸＸＩ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、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。図面に付加されたハッチングは、構成要素の素材や特性とは必ずしも関連していない。本明細書において、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】
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、上側に配置されるウエハのことを、“上ウエハＵＷ”と呼ぶ。接合処理の際に、下側に配置されるウエハのことを、“下ウエハＬＷ”と呼ぶ。接合された２枚のウエハ、すなわち上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷの組のことを、“接合ウエハＢＷ”と呼ぶ。本明細書において、Ｘ方向及びＹ方向は、互いに交差する方向であり、ウエハの表面と平行な方向である。Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに対して交差する方向であり、ウエハの表面に対する鉛直方向である。“ウエハの表面”は、後述される前工程により半導体回路が形成される側の面である。“ウエハの裏面”は、ウエハの表面に対する反対側の面である。本明細書における“上下”は、Ｚ方向に沿った方向に基づいて定義される。
【０００９】
＜半導体装置の製造方法の概要＞
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、本明細書の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。
【００１０】
まず、ウエハがロットに割り当てられる（“ロット割当”）。ロットとしては、例えば、上ウエハＵＷを含むロットと、下ウエハＬＷを含むロットとに分類される。それから、上ウエハＵＷを含むロットと下ウエハＬＷを含むロットとのそれぞれに前工程が実施され、上ウエハＵＷと下ウエハＬＷとのそれぞれに半導体回路が形成される。前工程は、“露光処理”と“露光ＯＬ（Overlay）計測”と“加工処理”との組み合わせを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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