JP2009105296A - ダミーチップ露光方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 プロセス工程の少なくとも一部で電子ビーム露光を用いる半導体集積回路装置の製造工程において、ダミーチップ領域を露光する際に、電子ビーム露光装置で許容される最大開口面積以下のサイズのダミーチップ用パターンを有するマスクを用いて露光する。
【選択図】 図1
Description
図8は、部分一括露光に用いる露光装置の概念的要部構成図であり、LaB6 電子銃41から放出した電子ビーム42をコリメート用収束レンズ43で平行化したのち、電子ビーム42の形状を規定する開口部を有する第1スリット44を通過させて電子ビーム42を成形する。
図9は、部分一括露光イメージの説明図であり、第1スリット44を通過して所定の形状に成形された電子ビーム42をプロジェクションマスク52に形成した所定の部分一括露光パターン55に照射し、部分一括露光パターン55を通過した電子ビーム42をウェーハ59に繰り返し照射して繰り返しパターン60を形成する。
そのため電子ビーム露光は主に、半導体集積回路装置の試作に使用されてきた。
図10は、従来のハイブリッド露光によるダミーチップ露光工程のフローチャートであり、製品チップ設計データに基づいて電子ビーム露光データを作成して製品チップを露光したのち、ダミーチップ設計データに基づいてレチクルデータを作成し、作成したレチクルデータに基づいてレチクルを作成し、光学露光装置を用いてダミーチップを光露光し、最後に、全体を現像し、現像したレジストパターンをマスクとしてエッチングする。
図11は、ウェーハにおけるチップ配置イメージ図であり、電子ビーム露光で形成した必要とする個数の製品チップ62はウェーハ61の中央部に配置され、それ以外に領域にはダミーチップ露光用の電子ビーム露光データでダミーチップを露光し、最後に、全体を現像し、現像したレジストパターンをマスクとしてエッチングする。
この場合、ウェーハ61の占有面積の多くを占めるダミーチップ63については、露光データ量の少ないダミーチップ露光用の電子ビーム露光データにより露光を行っているので、ウェーハ61の露光時間は大幅に短縮される。
図12は、従来の電子ビーム露光によるダミーチップ露光工程のフローチャートであり、製品チップ設計データに基づいて電子ビーム露光データを作成するとともに、ダミーチップ設計データに基づいてダミーチップ露光用の電子ビーム露光データを作成する。
また、ダミーチップを露光するためのレチクルを作成する必要があり、電子ビーム露光のメリットであるレチクルレスという特徴が薄れてしまう。
なお、マルチプロジェクトウェーハとは1枚のウェーハに対して複数種類の製品チップを形成し、レチクル作成の費用をシェアすることにより試作費用を低減させる手法である。
マルチプロジェクトウェーハの場合でも必要なサンプル数はそれほど多くないが必要とする数量はプロジェクトごとに異なり、ウェーハへの配置は必要個数がもっとも多いチップにあわせて行う必要があり、結果として不要チップへの露光も製品チップと同様に行うことになる。
図1参照
上記の課題を解決するために、本発明は、プロセス工程の少なくとも一部で電子ビーム露光を用いる半導体集積回路装置の製造工程において、ダミーチップ領域を露光する際に、電子ビーム露光装置で許容される最大開口面積以下のサイズのダミーチップ用パターンを有するマスクを用いて露光することを特徴とする。
この場合、ダミーチップ用パターンのサイズは露光装置で許容されている寸法の最大の大きさにしているので、露光に要する時間をより短くすることができる。
図2参照
図2は、本発明の実施例1のダミーチップ露光工程に用いるプロジェクションマスクの概念的構成図であり、プロジェクションマスク10には製品チップを露光するための部分一括露光パターン11とともに、ダミーチップ用部分一括露光パターン12が形成されている。
この場合の矩形パターン13の占有率は、製品チップにおける露光パターンの占有率にほぼ等しくなるように、例えば、製品チップにおける露光パターンの占有率の20〜60%になるように設計する。
図3は、本発明の実施例1のダミーチップ露光工程のフローチャートであり、ここでは、例えば、チップサイズ10mm×10mmの製品チップが50個必要な場合の処理手順を示す。
チップサイズ10mm×10mmの場合、300mmφウェーハ上には約700チップを配置することができるが、ここでは、ウェーハへのチップの配置は、
a.ウェーハ全面にチップを配置する。
b.700個の配置位置の中で任意の100個分の領域を設定し、この部分を製品を露 光する場所として設定し電子ビーム露光装置にプログラムする。
c.残りのウェーハ領域をダミーチップ用の領域として同様に電子ビーム露光装置に設 定する。
A.製品チップ設計データに基づいて、製品チップ用の電子ビーム露光データを作成する 。
B.一方、製品チップ設計データよりチップサイズを読み取り、ダミーチップ用一括露光 パターンの寸法で割り、1 チップあたりに必要なプロジェクションマスクの露光の繰 り返し数を算出する。
例えば、チップサイズ10mm×10mm、プロジェクションマスクに設けたダミ ーチップ用部分一括露光パターン12の寸法が4μmであれば、X,Y方向にそれぞ れ2500(=10000μm/4μm)回繰り返して露光することでダミーチップ のパターンを形成できる。
C.製品チップ用の電子ビーム露光データに基づいて、100個分の領域を電子ビームで 露光する。
この場合、必要な製品チップ数は50個であるが、余裕を持つために100個とし ている。
D.次いで、ダミーチップ用一括露光パターンによりダミーチップ領域を電子ビームで露 光する。
この時、電子ビーム露光装置の処理速度を決めるショット数は2500×2500 =625万ショットとなり、65nmのメタル1プロセスでの同一サイズでの平均的 なショット数は2億1400万ショット程度であるので、ダミーチップの露光に要す る時間を約1/34に削減することができる。
E.次いで、電子線レジストの現像を行ってレジストパターンを形成する。
F.次いで、レジストパターンをマスクとしてエッチングを行う。
図4は、本発明の実施例1における露光パターンの配置イメージ図であり、ウェーハ20の中央部に製品チップ21が配置されるとともに、その周囲にダミーチップパターン23が繰り返されたダミーチップ22が配置される。
図5参照
図5は、本発明の実施例2のマルチプロジェクトウェーハにおけるダミーチップの露光工程の説明図であり、まず、通常の光露光によりパターンを形成する層においては、複数種類、例えば、10mm×10mmのチップサイズの9種類の製品チップパターンを形成したレチクルを用いて光露光するものとして説明する。
なお、ここでは、図示を簡単にするために、チップA,B,Cを4チップ、チップD,E,Fを8チップ、チップG,H,Iを15チップとして図示している。
図6参照
図6は、本発明の実施例3のハイブリッド露光工程における製品パターンの形成工程の概念的説明図である。
まず、電子ビーム露光によって、電子線レジスト30に必要とする回路パターンの輪郭部31を電子ビーム露光データに基づいて露光する。
なお、この場合の輪郭部31の幅は、例えば、0.5〜3nm程度である。
この場合、電子線レジスト30は、元々KrFレジストをベースに開発したものであるの、KrF露光に対しても非常に感度が高いので解像度に問題はない。
なお、チップ内ダミーパターン35は回路機能を実現するためには不要なパターンであるが、チップの平坦化等のために必要なパターンである。
このレチクルを用いたKrF露光工程において、製品チップ領域のみならず、ダミーチップ領域もベタパターンとチップ内ダミーパターンを形成した同じレチクルを用いてKrF露光することによってダミーチップを露光する。
但し、1個の大きな矩形パターンを用いた場合には、CMP工程でディッシングが発生する虞があり、逆に、多数の微小パターンを用いた場合には、Cuの埋込不充分になる等の問題が発生する虞がある。
再び、図1参照
(付記1) プロセス工程の少なくとも一部で電子ビーム露光を用いる半導体集積回路装置の製造工程において、ダミーチップ領域を露光する際に、電子ビーム露光装置で許容される最大開口面積以下のサイズのダミーチップ用パターンを有するマスクを用いて露光することを特徴とするダミーチップ露光方法。
(付記2) 上記マスクがプロジェクションマスクであり、前記プロジェクションマスクに設けられるダミーチップ用パターンが電子ビーム露光装置で許容される最大開口面積のサイズのダミーチップ用部分一括露光パターン4であることを特徴とする付記1記載のダミーチップ露光方法。
(付記3) 上記ダミーチップ用部分一括露光パターン4が複数の矩形パターン5からなることを特徴とする付記2記載のダミーチップ露光方法。
(付記4) 上記ダミーチップ用部分一括露光パターン4における露光パターン占有率が、製品チップ2における露光パターンの占有率の20〜60%であることを特徴とする付記2または3に記載のダミーチップ露光方法。
(付記5) プロセス工程の少なくとも一部で電子ビーム露光を用いる半導体集積回路装置の製造工程において、ダミーチップ領域を露光する際に、製品チップ2における電子ビーム露光で形成した回路パターンの輪郭の内部領域を露光するためのベタパターン及び非回路形成部に設けるダミーパターンを形成したレチクルを、ダミーチップ用パターンを形成したマスクとして用いて光露光することを特徴とするダミーチップ露光方法。
(付記6) 上記光露光に用いる光源が、KrFエキシマレーザであることを特徴とする付記5記載のダミーチップ露光方法。
(付記7) 上記露光対象がマルチプロジェクトウェーハであることを特徴とする付記1乃至6のいずれか1に記載のダミーチップ露光方法。
2 製品チップ
3 ダミーチップ
4 ダミーチップ用部分一括露光パターン
5 矩形パターン
10 プロジェクションマスク
11 部分一括露光パターン
12 ダミーチップ用部分一括露光パターン
13 矩形パターン
20 ウェーハ
21 製品チップ
22 ダミーチップ
23 ダミーチップパターン
30 電子線レジスト
31 輪郭部
32 ベタパターン
33 チップ内ダミーパターン
34 回路パターン
35 チップ内ダミーパターン
41 LaB6 電子銃
42 電子ビーム
43 コリメート用収束レンズ
44 第1スリット
45 収束レンズ
46 成形用偏向器
47 第1マスク偏向器
48 非点収差補正用偏向器
49 第2マスク偏向器
50 マスク用収束コイル
51 第1成形用レンズ
52 プロジェクションマスク
53 第2成形用レンズ
54 第3マスク偏向器
55〜58 部分一括露光パターン
59 ウェーハ
60 繰り返しパターン
61 ウェーハ
62 製品チップ
63 ダミーチップ
Claims (5)
- プロセス工程の少なくとも一部で電子ビーム露光を用いる半導体集積回路装置の製造工程において、ダミーチップ領域を露光する際に、電子ビーム露光装置で許容される最大開口面積以下のサイズのダミーチップ用パターンを有するマスクを用いて露光することを特徴とするダミーチップ露光方法。
- 上記マスクがプロジェクションマスクであり、前記プロジェクションマスクに形成したダミーチップ用パターンが電子ビーム露光装置で許容される最大開口面積のダミーチップ用部分一括露光パターンであることを特徴とする請求項1記載のダミーチップ露光方法。
- 上記ダミーチップ用部分一括露光パターンが複数の矩形パターンからなることを特徴とする請求項2記載のダミーチップ露光方法。
- プロセス工程の少なくとも一部で電子ビーム露光を用いる半導体集積回路装置の製造工程において、ダミーチップ領域を露光する際に、ハイブリッド露光工程において製品チップにおける電子ビーム露光で形成した回路パターンの輪郭の内部領域を露光するためのベタパターン及び非回路形成部に設けるダミーパターンを形成したレチクルを用いて光露光することを特徴とするダミーチップ露光方法。
- 上記露光対象がマルチプロジェクトウェーハであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のダミーチップ露光方法。
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