JP2008300725A - ショットレイアウト編集方法、露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 異なるショットサイズの混在するレイアウトでも編集、再編集の作業を直感的で、且つ容易に行えるようにする。
【解決手段】 マスキングブレードの設定などにより、異なるショットサイズが混在するレイアウトの編集を行う場合、それぞれのショットサイズに応じた複数種類のグリッドを持ち、それぞれのグリッド情報を元にレイアウト編集を行う。
【選択図】 図８

Description

本発明は、露光装置により露光される基板上のショットレイアウトの情報を編集する方法、および露光装置に関する。

従来、ウエハ上に各ショットをレイアウトする場合、まずＸ、Ｙ方向それぞれのステップピッチに応じた格子（グリッド）を設定し、その格子の一つ一つに対してショットを配置していた（特許文献１）。
特開平８−１６７５６５号公報

しかしながら、従来のレイアウト方法では、レイアウトは碁盤の目状のものに制限されていた。そして、ＴＥＧパターンの配置時など異なるサイズのショットを配置する際は、ショットのシフトなどパラメータを個別に設定する必要があり、後の再編集が困難になるという問題があった。また、ショット数もオリジナルのグリッドのマス目の数に縛られ、通常のショットをより小さい複数のショットで置き換えることはできなかった。
本発明は、上述の従来例における問題点に鑑み、異なるショットサイズが混在する場合でも、ショットレイアウトの情報の編集を容易に行えるようにすることを例示的目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明のショットレイアウト編集方法および露光装置は、異なるサイズのグリッドを複数用意し、それぞれのグリッド情報を切り替えてレイアウトの編集を行うことを特徴とする。

より具体的には、本発明のショットレイアウト編集方法は、露光装置により露光される基板上のショットレイアウトの情報を編集する編集方法であって、サイズが異なる複数のショットのそれぞれに関し、該ショットを配置可能な複数の領域を示すグリッドの情報を用意し、該用意されたグリッドの情報に基づき、第１のショットサイズに対応した第１のグリッドを表示し、該表示された第１のグリッドを用いて入力された情報に基づき、該第１のグリッド内にショットを配置し、該第１のグリッド内に配置されたショットの領域の情報と、該用意されたグリッドの情報とに基づき、該第１のグリッド内に配置されたショットの領域と、第２のショットサイズに対応した第２のグリッドとを表示し、該表示された第２のグリッドを用いて入力された情報に基づき、該第２のグリッド内にショットを配置する、ことを特徴とする。

また、本発明の露光装置は、基板上のショットレイアウトの情報にしたがって該基板上の各ショットを露光する露光装置であって、該ショットレイアウトの情報を編集する処理部と、表示部と、入力部と、を有し、前記処理部は、サイズが異なる複数のショットのそれぞれに関し、該ショットを配置可能な複数の領域を示すグリッドの情報を用意し、該用意されたグリッドの情報に基づき、第１のショットサイズに対応した第１のグリッドを前記表示部に表示させ、該表示された第１のグリッドを用いて前記入力部から入力された情報に基づき、該第１のグリッド内にショットを配置し、該第１のグリッド内に配置されたショットの領域の情報と、該用意されたグリッドの情報とに基づき、該第１のグリッド内に配置されたショットの領域と、第２のショットサイズに対応した第２のグリッドとを前記表示部に表示させ、該表示された第２のグリッドを用いて前記入力部から入力された情報に基づき、該第２のグリッド内にショットを配置する、ことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、異なるショットサイズが混在する場合でも、ショットレイアウトの情報の編集を容易に行うことができる。

本発明の好ましい実施の形態において、本発明は、ステップ・アンド・リピート方式やステップ・アンド・スキャン方式の露光装置のショットレイアウトを編集する際に適用される。これらの方式は、投影光学系の光軸と直交する方向に感光基板（基板またはウエハともいう）をステップ移動させ、該投影光学系の投影野に位置させた該感光基板上の各ショット位置に原版の像を順次露光するものである。

本実施形態に係るショットレイアウト編集方法は、基板上のショットレイアウトの情報にしたがって該基板上の各ショットを露光する露光装置であって、処理部と、表示部と、入力部とを有する露光装置に適用される。そして、該ショットレイアウトの情報は、前記処理部によって編集される。つまり、前記処理部は、サイズが異なる複数のショットのそれぞれに関し、該ショットを配置可能な複数の領域を示すグリッドの情報を用意し、該用意されたグリッドの情報に基づき、第１のショットサイズに対応した第１のグリッドを前記表示部に表示させる。次に、該表示された第１のグリッドを用いて前記入力部から入力された情報に基づき、該第１のグリッド内にショットを配置する。次いで、該第１のグリッド内に配置されたショットの領域の情報と、該用意されたグリッドの情報とに基づき、該第１のグリッド内に配置されたショットの領域と、第２のショットサイズに対応した第２のグリッドとを前記表示部に表示させる。さらに、該表示された第２のグリッドを用いて前記入力部から入力された情報に基づき、該第２のグリッド内にショットを配置する。

本実施形態において、該第２のグリッドが表示されているときは、該第１のグリッドを用いて既に配置されたショットの領域を編集対象から除外する、ことが好ましい。
また、前記複数のショットは、矩形の第１ショットと、第１ショットより小さな矩形の第２ショットとを含む。第２ショットは、例えば第１ショットの一辺と平行かつ該一辺の長さと同一の長さを有する辺と、第１ショットの該一辺と隣り合う他の辺と平行かつ該他の辺の長さの整数分の１の長さを有する辺とを有する。

あるいは、前記複数のショットは、矩形の第１パターンがその一辺の方向にＮ（Ｎは２以上の整数）個隣接配列されてなる矩形の第１ショットと、第１パターンが該一辺の方向にＮ＋０．５個隣接配列されてなる矩形の第２ショットとを含む。

前記グリッドの情報は、原版の一部を覆うマスキングブレードの配置情報に基づいて用意する、ことが好ましい。

本発明に係る露光装置およびショットレイアウト編集方法を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明に係る半導体露光装置の電気回路構成を示すブロック図である。半導体露光装置は本体の制御を行うＣＰＵを有する本体１、ならびに装置における所定の情報を表示するコンソールユニット２からなる。本体１において、１０１は装置全体の制御を司る、前記ＥＷＳ本体に内蔵された本体ＣＰＵであり、マイクロコンピュータまたはミニコンピュータ等の中央演算処理装置からなる。１０２はウエハステージ駆動装置、１０３はオフアクシス顕微鏡などのアライメント検出系、１０４はレチクルステージ駆動装置、１０５は光源装置などの照明系、１０６はシャッタ駆動装置、１０７はフォーカス検出系、１０８はＺ駆動装置である。１０９はレチクル搬送装置、ウエハ搬送装置などの搬送系である。本体１におけるこれらの各装置及び系は本体ＣＰＵ１０１により制御される。

コンソールユニット２はディスプレイ（表示部または表示デバイス）１１１、キーボード１１２等（入力部または入力デバイス）を有し、本体ＣＰＵ１０１にこの露光装置の動作に関する各種のコマンドやパラメータを与えるものである。１１０はコンソールＣＰＵ（処理部、演算部、またはプロセッサ）、１１３は各種レシピのパラメータ等を記憶する外部メモリである。レシピパラメータには、使用するレチクル、マスキングブレードの開口、露光量、レイアウトデータ等が含まれる。

図２Ａはレチクルの一例である。マスクコスト削減のため、１つのレチクル上に複数の半導体パターンを載せることがある。例えば図２Ａは、通常の半導体のマスクパターン（通常パターン）２０１と、ＴＥＧ（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）のマスクパターン（ＴＥＧパターン）２０２との２種類のパターンが１つのレチクル上に載っている例である。

通常、ＴＥＧ領域はウエハ上には露光しない。そこで、図２Ｂに示すように半導体のマスクパターン（通常パターン）２０１の領域のみが露光されるように、マスキングブレード２０３〜２０６の開口状態を設定し、ステップピッチを開口状態に比例させて、図３のようにグリッドを設定する。設定内容は、不図示の記憶手段に保存する。グリッドデータには、ステップピッチおよびマスキングブレードの設定が含まれる。次にＴＥＧパターンを露光するために、マスキングブレードの開口状態を図２Ｃのように設定し、それにあわせてグリッドを図５のように設定する。設定内容は、前記記憶手段に保存する。そして、実際のパターン配置の際にグリッドと、マスキングブレード開口状態とを連動させて切り替え可能とする。

そして、まず図３のグリッドを使用して図４のように通常パターン２０１（図２）の露光レイアウト（ショットレイアウト）を設定する。露光レイアウトは、ディスプレイ１１１に表示する。通常パターン２０１の各ショットには青緑色の着色が施され、且つ新たにウエハ上に追加されたショット（またはパターン）であることを示す「Ａ」の文字が表示される。この状態から、図５のグリッドに切り替えた場合の例を図６に示す。既に通常パターンのショットが配置されている領域は薄いグレイでそのショットを表示し、そのショットが編集対象にならないことを表すとともに、他のショットを重ねて配置しないようにオペレータに認識させる。オペレータは切り替わったグリッドを元に図７に示すようにＴＥＧパターン２０２（図２）のショットをウエハ上に配置していく。ＴＥＧパターン２０２のショットには、既に通常パターンのショットが配置されている領域とは異なる色（例えば青緑色）の着色が施され、且つ新たにウエハ上に追加されたショット（またはパターン）であることを示す「Ａ」の文字が表示される。

ここでグリッドを図３で設定したものに切り替えると、図８のように図５のグリッドで配置したショットを薄くグレイで表示して編集対象から除外し、図３のグリッドで配置したショットが編集対象となるように表示を切り替える。図８において、既存の通常パターンのショットは、図４の表示から「Ａ」を除いた状態の青緑色で表示されており、図７で追加したＴＥＧパターンのショットは、図６における既存の通常パターンのショットと同じグレイで表示されている。

実施例１ではステップピッチの詳細については説明を割愛した。しかし、実際にウエハ上にパターンを配置する場合は、最終的に１つ１つのチップに分割するダイシング工程のことを考え、それぞれのパターンの外周が直線状に並ぶように配置させなければならない場合がある。また、露光過程の効率化のために、１つのレチクル上に同一パターンを複数繰り返してレイアウトし、一度の露光でより広い面積をウエハ上に露光することが一般的である。一例として図９に示すレチクルでは、中央の半導体パターン部９０１に半導体のマスクパターン（通常パターン）が４チップ分、左右それぞれのＴＥＧ領域９０２、９０３にＴＥＧパターンがそれぞれ２チップ分配置されている。

図１０は図９のレチクルを使用してマスキングブレードの設定を行った例である。先の実施例１ではＴＥＧ領域のみをマスキングブレードで露光する設定を示したが、本実施例では露光の効率を考え、半導体パターン部９０１と左右いずれかのＴＥＧ領域を含んだマスキングブレードの設定を行っている。

ショットサイズからそのままステップサイズを導き出してしまうと、図１１に示すようにＹ方向のチップの格子が崩れてしまい、ダイシング工程の能率が落ちてしまう。そこで、基本となるパターンサイズにＸ、Ｙ方向のそれぞれの縦横数を乗じたサイズをステップサイズの１単位として扱う。例えば、本実施例の場合は縦横それぞれ２列ずつのパターンの配置であるため、縦横それぞれのパターンサイズをｘ、ｙとして、ステップサイズは図１２に示すようにそれぞれ２ｘ、２ｙであるとする。そして、隣り合うショットのＴＥＧ領域部分をまとめて１ｘサイズとなるように、ステップピッチを図１３のように設定する。すなわち、ステップピッチは２．５ｘとなる。当該ＴＥＧ領域が隣り合わせて配置されるようにレイアウトすれば、半導体パターン部の格子が崩れることなくウエハにＴＥＧパターンを配置することができる。

実際の配置の手順を図１４と、図１５に示す。まず、図１２に示すステップピッチに対応するグリッドを使用して、基本となる図１０Ａのショット（通常パターン）をウエハに配置する（図１４Ａ）。図１４Ａにおいて、新たに配置されたショットはピンクに着色され、且つ「Ａ」の文字が表示される。

次にグリッドを図１３に示すピッチのものに切り替え、図１３Ｂのショットの配置を行う（図１４Ｂ）。図１４Ｂにおいて、新たに配置されたショットはピンクに着色され、且つ「Ａ」の文字が表示される。また、図１４Ａでピンクに着色されていたショットは薄くグレイで表示されている。また、図１４Ｂではショットの内容が分かるように、ショット内にパターンを画いているが、図１４Ａと同様なただの四角形であっても構わない。次にグリッドはそのままの同一のグリッドで図１３Ｃのショットの配置を行う（図１４Ｃ）。

次にグリッドのピッチは図１４Ｂ、Ｃと同じでＸ方向にシフトさせたグリッドに切り替え、図１３Ｂのショットの配置を行う（図１５Ｄ）。最後にグリッドは変えずにそのままで図１３Ｃのショットの配置を行う（図１５Ｅ）。
こうしてレイアウトされたパターンは図１６のようになる。すなわち、半導体パターンの格子がＸ、Ｙ方向ともずれのないショットの配置が可能となる。

以上説明してきたように、異なるサイズのグリッドを複数用意し、それぞれのグリッド情報を切り替えてレイアウトの編集を行うことで、複数のサイズのショットの編集・再編集の操作を直感的で、且つ容易に行うことが可能となる。

次に、図１７および図１８を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１７は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設計した回路パターンに基づいてマスク（原版またはレチクルともいう）を製作する。ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハ（基板ともいう）を製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、マスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組立）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組み立て工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップ７）される。

図１８は、ステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、上述した露光装置を用い、マスクのパターンを介してウエハを露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

本発明の一実施形態を示す半導体露光装置のブロック図である。 実施例１に係るレチクル上のマスクパターンとマスキングブレードの設定例を示す図である。 実施例１に係る第１のグリッドを示す図である。 第１のグリッドを使用したショットの配置例を示す図である。 実施例１に係る第２のグリッドを示す図である。 図４の状態から第２のグリッドに変更した場合の表示例を示す図である。 第２のグリッドを使用したショットの配置例を示す図である。 図７の状態から第１のグリッドに変更した場合の表示例を示す図である。 実施例２に係るレチクル上のマスクパターンを示す図である。 実施例２に係るマスキングブレードの設定を示す図である。 実施例２に係るステップピッチを考慮しない配置例を示す図である。 実施例２に係るステップピッチ算出のための基本単位を示す図である。 基本単位を考慮したステップピッチの設定を示す図である。 実施例２に係るショットの配置例を示す図である。 実施例２に係るショットの配置例を示す図である。 実施例２に係るウエハ上のレイアウトパターンを示す図である。 露光装置を使用したデバイスの製造を説明するためのフローチャートである。 図１７に示すフローチャートにおけるステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。

符号の説明

２０１：通常の半導体のマスクパターン、２０２：ＴＥＧのマスクパターン、２０３〜２０６：上下左右のマスキングブレード、９０１：半導体のマスクパターン、９０２：左側ＴＥＧのマスクパターン、９０３：右側ＴＥＧのマスクパターン。

Claims (11)

1. 露光装置により露光される基板上のショットレイアウトの情報を編集する編集方法であって、
   サイズが異なる複数のショットのそれぞれに関し、該ショットを配置可能な複数の領域を示すグリッドの情報を用意し、
   該用意されたグリッドの情報に基づき、第１のショットサイズに対応した第１のグリッドを表示し、
   該表示された第１のグリッドを用いて入力された情報に基づき、該第１のグリッド内にショットを配置し、
   該第１のグリッド内に配置されたショットの領域の情報と、該用意されたグリッドの情報とに基づき、該第１のグリッド内に配置されたショットの領域と、第２のショットサイズに対応した第２のグリッドとを表示し、
   該表示された第２のグリッドを用いて入力された情報に基づき、該第２のグリッド内にショットを配置する、
   ことを特徴とする編集方法。
2. 該第２のグリッドが表示されているときは、該第１のグリッドを用いて既に配置されたショットの領域を編集対象から除外する、ことを特徴とする請求項１に記載の編集方法。
3. 前記複数のショットは、矩形の第１ショットと、該第１ショットの一辺と平行かつ該一辺の長さと同一の長さを有する辺と、該第１ショットの該一辺と隣り合う他の辺と平行かつ該他の辺の長さの整数分の１の長さを有する辺とを有する矩形の第２ショットとを含む、ことを特徴とする請求項１または２に記載の編集方法。
4. 前記複数のショットは、矩形の第１パターンがその一辺の方向にＮ（Ｎは２以上の整数）個隣接配列されてなる矩形の第１ショットと、該第１パターンが該一辺の方向にＮ＋０．５個隣接配列されてなる矩形の第２ショットとを含む、ことを特徴とする請求項１または２に記載の編集方法。
5. 前記グリッドの情報は、原版の一部を覆うマスキングブレードの配置情報に基づいて用意する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の編集方法。
6. 基板上のショットレイアウトの情報にしたがって該基板上の各ショットを露光する露光装置であって、
   該ショットレイアウトの情報を編集する処理部と、
   表示部と、
   入力部と、
   を有し、
   前記処理部は、
   サイズが異なる複数のショットのそれぞれに関し、該ショットを配置可能な複数の領域を示すグリッドの情報を用意し、
   該用意されたグリッドの情報に基づき、第１のショットサイズに対応した第１のグリッドを前記表示部に表示させ、
   該表示された第１のグリッドを用いて前記入力部から入力された情報に基づき、該第１のグリッド内にショットを配置し、
   該第１のグリッド内に配置されたショットの領域の情報と、該用意されたグリッドの情報とに基づき、該第１のグリッド内に配置されたショットの領域と、第２のショットサイズに対応した第２のグリッドとを前記表示部に表示させ、
   該表示された第２のグリッドを用いて前記入力部から入力された情報に基づき、該第２のグリッド内にショットを配置する、
   ことを特徴とする露光装置。
7. 前記処理部は、該第２のグリッドが前記表示部に表示されているとき、該第１のグリッドを用いて既に配置されたショットの領域を編集対象から除外する、ことを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
8. 前記処理部は、前記複数のショットが、矩形の第１ショットと、該第１ショットの一辺と平行かつ該一辺の長さと同一の長さを有する辺と、該第１ショットの該一辺と隣り合う他の辺と平行かつ該他の辺の長さの整数分の１の長さを有する辺とを有する矩形の第２ショットとを含むようにした、ことを特徴とする請求項６または７に記載の露光装置。
9. 前記処理部は、前記複数のショットが、矩形の第１パターンがその一辺の方向にＮ（Ｎは２以上の整数）個隣接配列されてなる矩形の第１ショットと、該第１パターンが該一辺の方向にＮ＋０．５個隣接配列されてなる矩形の第２ショットとを含むようにした、ことを特徴とする請求項６または７に記載の露光装置。
10. 前記処理部は、原版の一部を覆うマスキングブレードの配置情報に基づいて前記グリッドの情報を用意する、ことを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の露光装置。
11. 請求項６乃至１０のいずれかに記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
    該露光された基板を現像するステップと、
    を有することを特徴とするデバイス製造方法。

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