JP2577507B2 - ウェーハの描画装置 - Google Patents
ウェーハの描画装置Info
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- G03F7/70433—Layout for increasing efficiency or for compensating imaging errors, e.g. layout of exposure fields for reducing focus errors; Use of mask features for increasing efficiency or for compensating imaging errors
Description
下、ステッパ)を使ってレティクル上に描かれたパター
ンをウェーハ上に縮小投影する描画装置に関するもの
で、特にフォトレジストをステップ&リピート方式で感
光させる際に使用されるものである。
描かれたパターンをウェーハ上に縮小投影する際に、一
描画(以下、ショット)ずつフォトレジストを感光さ
せ、ウェーハ全面を描画する方法としては、その配列の
仕方によって表1に示すような四つの種類に分けること
ができる。
方向共にショットが偶数個配列する場合、X方向にショ
ットが偶数個、Y方向にショットが奇数個配列する場
合、X方向にショットが奇数個、Y方向にショットが偶
数個配列する場合、X方向Y方向共にショットが奇数個
配列する場合がある。
10に示すようになるが、例えば5インチウェーハを想
定し、一ショットの大きさを15mm×15mmと仮定
すると、完全な形で得られるショット数は、それぞれ3
8ショット、40ショット、39ショット、37ショッ
トとなる。従って、一ショットが一個の集積回路(以
下、IC)とすれば、図8の配列によるときがウェーハ
当りのショット数が最も多くなる。つまり、図8の配列
によりウェーハを描画すれば、最も生産効率が良くな
る。
方法から、ウェーハ当りのショット数が最も多くなる配
列方法を選択する必要がある。かかる選択には、それぞ
れの配列方法について人が手書きしたものの中からウェ
ーハ当りのショット数が最も大きくなるものを人が数え
ることによって行われていた。
ズ)が小さくなり、ICの数(チップ数)が多くなる
と、人が手書きし、かつその個数を数えるのは大変に酷
となる。
又は理論グロスとの関係を示したものである。ここで、
理論グロスとは、ウェーハ主表面の面積を一つのICの
面積で割った数をいい、図11において破線によって示
されるものである。また、チップグロスとは、ウェーハ
主表面に完全な形で形成される実際のICの数をいい、
図5において実線によって示されるものである。つま
り、例えばチップサイズを3mm×3mmとすると、チ
ップグロスは約1300となり、もはや人が一つ一つ数
えるのは不可能に近くなる。
プサイズとの関係について、後の説明の便宜のため、説
明しておくこととする。即ち、ショットサイズとは、ス
テッパによって描画するときの一ショットの大きさをい
い、チップサイズとは、一つのICの大きさをいう。つ
まり、一ショット中に多数のICが含まれる場合があ
り、又、一ショット中に一つのICが含まれるときはシ
ョットサイズとチップサイズは同等になる。
は、四つの配列方法の中から、人が手書きし、かつその
個数を数えることにより、ウェーハ当りのICの数が最
も多くなる配列方法を選択していたため、ICサイズ
(チップサイズ)が小さくなり、ICの数(チップ数)
が多くなるにつれて、最も生産効率の良い配列方法を選
ぶのが事実上不可能となる欠点があった。
ものであり、ウェーハ当りのショット数が最も少なく、
かつウェーハ当りのチップグロスが最大となる配列方法
を自動的かつ短時間に決定でき、その配列方法に従い、
レティクル上に描かれたパターンをウェーハ上に縮小投
影できるウェーハの描画装置を提供することを目的とす
る。
に、本発明の描画装置は、ショット配列の中心となる基
本ショットの位置を、ウェーハの中心に対して少しずつ
移動させ、各配列方法におけるチップグロス又はショッ
トグロスを算出し、これら配列方法のうちウェーハ当り
のショット数が最も少なく、かつウェーハ当りのチップ
グロスが最大となる所定の配列方法を選択する第1の手
段と、前記所定の配列方法に従い、レティクル上に描か
れたパターンをウェーハ上に描画する第2の手段とを備
えている。
周辺部に形成されるディフェクトエリアと前記ウェーハ
の情報エリアとを除いたウェーハ面内において、ウェー
ハ当りのショット数が最も少なく、かつウェーハ当りの
チップグロスが最大となる所定の配列方法を選択してい
る。
数が最も少なく、かつウェーハ当りのチップグロスが最
大となる配列方法を自動的かつ短時間に決定でき、その
配列方法に従い、レティクル上に描かれたパターンをウ
ェーハ上に縮小投影することができる。
例に係わるウェーハの描画装置について詳細に説明す
る。
ステップ&リピート方式で感光させる際に、従来技術に
おいてはその配列の仕方に四つのパターンがあることを
述べたが、本発明ではその配列の仕方を四つのパターン
に限定せず、考えられる配列方法を全てについて検討
し、これらの中から、ウェーハ当りのショット数が最も
少なく、かつウェーハ当りのチップグロスが最大となる
配列方法を自動的かつ短時間に決定しようとするもので
ある。
明に係わるショットの配列方法と、その配列方法による
ショットグロス及びチップグロスの算出方法について具
体的に説明する。
する。ウェーハのサイズWSは、例えば3、4、5又は
6インチのいずれかとする。次に、ウェーハの中心(図
1乃至図3において×印で示す)を決め、そこを原点O
と定義する。また、この原点Oを中心にX軸とこれに直
行するY軸を決め、所定の座標系を決定する。次に、シ
ョットサイズSとチップサイズCSについて検討する。
ここでは、説明を簡単にするため、ショットサイズSと
チップサイズCSとは等しいものと仮定する。また、一
ショットずつウェーハ上のフォトレジストを感光させ、
ウェーハ全面にショットの配列を形成するが、各ショッ
トの四辺はX軸又はY軸に平行又は直行するものとす
る。さらに、原点に最も近接する一ショットを基本ショ
ットと定義し、かつこの基本ショットの中心をショット
配列の中心として定義する。ここで、ショット配列の中
心の原点Oからの距離R(x,y)は、
(2),(3)の範囲内で所定の規則に従って順次移動
させ、それぞれの配列方法によるショットグロス及びチ
ップグロス(ここでは、ショットサイズSとチップサイ
ズCSとは等しいものと仮定しているため同じになる)
を算出する。
上記式(2),(3)範囲内において1/10ずつ移動
していき、それぞれの配列方法についてショットグロス
及びチップグロスを算出する。この場合、配列方法とし
ては、
びチップグロスの算出方法としては、種々の方法が考え
られるが、例えば各ショットの四隅の点の原点Oからの
距離をそれぞれ算出し、四隅の点の全てが描画領域とし
てのウェーハの半径(WS/2)内に存在しているもの
については、それを数に入れ、一点でも半径外に存在し
てるものについては、それを数に入れないことにより行
うことができる。
リアを除くため、ウェーハの周辺部にサラウンドカット
SCを設けることもできる。かかる場合には、ウェーハ
のサイズWS´を、 WS´=WS−2×SC …(5) として計算すれば問題はない。
ンフラット部に情報エリアLMを設けることもできる。
かかる場合には、その情報エリアLMを描画領域から除
くようにすればよい。これにより、ウェーハ毎の各種情
報を蓄積することが可能となる。
ット配列の中心を、上記式(2),(3)の範囲内で少
しずつ移動させ、それぞれの配列方法についてショット
グロス及びチップグロスを算出する。
ットグロス及びチップグロスに基づいて、ウェーハ当り
のショット数が最も少なく、かつウェーハ当りのチップ
グロスが最大となる配列方法を選択し、その配列方法に
より、ウェーハ上に形成されたフォトレジストをステッ
プ&リピート方式で感光させるウェーハの描画装置の基
本構成図を示している。
ある。このマスクアライナ211は、主として水銀ラン
プ22、楕円ミラー23、インテグレータ24、コンデ
ンサレンズ25、レティクル26、縮小レンズ(1/m
倍)27からなる。水銀ランプ22から発せられる光
は、縮小レンズ27を介してウェーハ28上に縮小投影
される。ここで、ウェーハ28には、例えばSiO2 膜
が形成されており、このSiO2 膜をパターニングする
ためにSiO2 膜上にフォトレジストを塗布し、マスク
により上記フォトレジストを露光している。また、マス
クアライナは複数個存在しているもので、211,21
2…で示しておく。291,292…は、マスクアライ
ナ211,212…に対応して設けられたマスクアライ
ナの全体の動作を制御するマイクロコンピュータであ
る。マイクロコンピュータ291,292…は、上位コ
ンピュータ30により制御されている。上位コンピュー
タ30には、上記配列方法によるショットグロス及びチ
ップグロスを算出するためのパタメータとして、ショッ
トサイズS、チップサイズCS、オリエンテーションフ
ラット部の情報エリアLM、ウェーハサイズWS、サラ
ウンドカットSCの情報がそれぞれ入力される。上位コ
ンピュータ30は、これら情報に基づいて、各配列方法
によるショットグロス及びチップグロスを算出し、かつ
これら配列方法のうちウェーハ当りのショット数が最も
少なく、かつウェーハ当りのチップグロスが最大となる
配列方法を選択する。そして、その配列方法により、ウ
ェーハ上に形成されたフォトレジストをステップ&リピ
ート方式で感光させるべく、マイクロコンピュータ29
1,292…を介してマスクアライナ211,212…
へ制御信号が送られる。
列方法によるチップグロスCGがチップサイズ(面積)
CSに対してどの位のバラツキを有しているかを示すも
のである。なお、同図において、CGMAX は最大のチッ
プグロス、CGMIN は最小のチップグロスを示してい
る。
が大きくなるにつれて、チップグロスのバラツキも大き
くなることである。つまり、ショット配列のやり方次第
では、ウェーハ中に完全な形で得られるICの数が多く
もなり、少なくもなることである。即ち、本発明によれ
ば、ウェーハ当りのショット数が最も少なく、かつウェ
ーハ当りのチップグロスが最大となる配列方法を自動的
かつ短時間に決定でき、その配列方法に従い、レティク
ル上に描かれたパターンをウェーハ上に縮小投影するこ
とが可能となる。
示すものである。本実施例は、ショットサイズとチップ
サイズが異なる例である。つまり、同図において実線で
囲まれた部分が一ショットを示している。また、一ショ
ット中には破線で分けられた二つのチップが存在してい
る。なお、×印がウェーハの中心を、一点破線の交差し
ている部分がショット配列の中心をそれぞれ示してい
る。また、ウェーハの中心と一点破線の交差点との間隔
がマップオフセット量であり、X方向が0.654m
m、Y方向が12mmとなっている。
く、かつウェーハ当りのチップグロスが最大となる配列
方法を自動的かつ短時間に決定でき、その配列方法に従
い、レティクル上に描かれたパターンをウェーハ上に縮
小投影できるウェーハの描画装置を提供することが可能
となる。
の平面図。
の平面図。
の平面図。
ック図。
係を示す図。
の平面図。
図。
図。
図。
図。
図。
23…楕円ミラー、24…インテグレータ、25…コン
デンサレンズ、26…レティクル、27…縮小レンズ、
28…ウェーハ、291,292…マイクロコンピュー
タ、30…上位コンピュータ。
Claims (7)
- 【請求項1】 ショット配列の中心となる基本ショット
の位置を、ウェ−ハの中心に対して少しずつ移動させ、
各配列方法におけるチップグロス又はショットグロスを
算出し、これら配列方法のうちウェ−ハ当りのショット
数が最も少なく、かつ、ウェ−ハ当りのチップグロスが
最大となる所定の配列方法を選択する第1の手段と、前
記所定の配列方法に従い、レティクル上に描かれたパタ
−ンをウェ−ハ上に描画する第2の手段とを具備するこ
とを特徴とするウェ−ハの描画装置。 - 【請求項2】 前記第1の手段は、前記ウェ−ハの周辺
部に形成されるディフェクトエリアと前記ウェ−ハの情
報エリアとを除いたウェ−ハ面内において、ウェ−ハ当
りのショット数が最も少なく、かつ、ウェ−ハ当りのチ
ップグロスが最大となる所定の配列方法を選択すること
を特徴とする請求項1記載のウェ−ハの描画装置。 - 【請求項3】 一つ以上のチップのパタ−ンが描かれた
レティクルと、 一回のショットで前記パタ−ンが描画される領域をショ
ット領域とした場合において、複数個のショット領域を
ウェ−ハの主表面に予備的に配置しマトリックスを構成
する手段と、 前記ウェ−ハを固定した状態において、前記マトリック
スを次の条件、 即ち、前記ウェハの中心点を原点とする二次元の座標系
を形成し、前記マトリックスの中心となるショット領域
の中心点R(x,y)を以下の範囲で移動させるという
条件に従って逐次動かし、 −Sx/2 ≦ x ≦ Sx/2 −Sy/2 ≦ y ≦ Sy/2 (但し、Sxは、一つのショット領域のx軸方向のサイ
ズ、Syは、一つのショット領域のy軸方向のサイズと
する。) 各々の状態における前記マトリックスを構成す
るショット領域の数及び前記ウェ−ハの主表面内にパタ
−ンが完全に描かれるチップの数をそれぞれ算出する手
段と、 前記マトリックスを構成するショット領域の数が最も少
なく、かつ、前記ウェ −ハの主表面内にパタ−ンが完全
に描かれるチップの数が最も多くなる場合を選択する手
段と、 かかる場合において、前記マトリックスを構成する各々
のショット領域に前記レティクルに描かれたパタ−ンを
描画する手段と を具備することを特徴とするウェ−ハの
描画装置。 - 【請求項4】 前記ウェ−ハの周囲には、ディフェクト
領域が形成され、前記ディフェクト領域以外の領域にシ
ョット領域が配置されることを特徴とする請求項3記載
のウェ−ハの描画装置。 - 【請求項5】 前記ウェ−ハの周囲には、情報領域が形
成され、前記情報領域以外の領域にショット領域が配置
されることを特徴とする請求項3記載のウェ−ハの描画
装置。 - 【請求項6】 前記レティクルには、一つのチップのパ
タ−ンが形成され、 前記ウェ−ハの表面に形成される一
つのチップのx方向のサイズCSxは、一つのショット
領域のx方向のサイズSxに等しく、 前記ウェ−ハの表面に形成される一つのチップのy方向
のサイズCSyは、一つのショット領域のy方向のサイ
ズSyに等しい ことを特徴とする請求項3記載のウェ−
ハの描画装置。 - 【請求項7】 前記マトリックスの中心となるショット
領域の中心点R(x,y)は、x方向に、一つのショッ
ト領域のx方向のサイズSxの1/10ずつ移動させ、
y方向に、一つのショット領域のy方向のサイズSyの
1/10ずつ移動させることを特徴とする請求項3記載
のウェ−ハの描画装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2403792A JP2577507B2 (ja) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | ウェーハの描画装置 |
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