JP4817912B2 - レイアウト決定方法、半導体装置の製造方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
半導体装置の製造方法の露光工程では、ウエハに塗布したレジスト上にパターンを転写する。電子ビーム露光は、紫外光を使用する露光よりも微細なパターンの転写が可能であり、次世代の露光方法として開発されている。
〔露光データ処理〕
電子ビーム露光を行う際に用いる露光データを処理する露光データ処理では、半導体装置のパターンが格納されている設計データを露光データに変換する。露光データには、可変矩形露光パターン、ブロック等が格納されている。電子ビーム露光装置は、露光データを読み込み、露光に適したフォーマットに変換する。又、露光データは、半導体装置の配線層やビア層等の露光を行う層毎に作成する。
〔レイアウト及び露光順序〕
図2は、ウエハ6上の半導体装置のレイアウトの一例を示す図である。図2に示すように、ウエハ6上には、複数の半導体装置11が配置されている。各半導体装置11は、X方向上のサイズ12とY方向上のサイズ13を有する。
〔ウエハプロセス〕
ウエハプロセスとは、ウエハ6上に半導体装置を作成する工程のことであり、主にトランジスタを形成する工程(以下、基板工程と言う)と配線を形成する工程(以下、配線工程と言う)に分けられる。
〔露光データ作成処理〕
図5は、ステップ40の露光データ作成処理及びショット数カウント処理を説明するフローチャートである。処理カードファイル59及び設計データファイル60は、例えばコンピュータシステムの記憶部に格納されている。処理カードファイル59には、図形演算処理におけるパターンのサイズ変更値、半導体装置に対して定義した固有の番号(以下、半導体装置番号と言う)等が記述されている。尚、半導体装置番号は1種類記述されているものとする。設計データファイル60には、製造するべき半導体装置に関する設計データが記述されている。
〔製造個数決定処理〕
図7は、ステップ41の製造個数決定処理を説明するフローチャートである。例えば、図6のログファイル58−1〜58−4と処理カードファイル159を入力し、第1の金属配線層、第1のビア層、第2の金属配線層及び第2のビア層を電子ビーム露光により露光する場合の半導体装置の製造個数を決定する。尚、処理カードファイル159には以下の項目k1〜k9を記述する。
k1:ロット番号
k2:ウエハサイズ(単位は例えばインチ又はミリメートル)
k3:ウエハ枚数
製造するべき半導体装置がES(Engineering Sample)であれば、ウエハ1枚で所要数のESを製造することができるが、以下のような場合には複数のウエハを使用する。
k4:半導体装置サイズ(単位は例えばミリメートル)
図2を例にすると、サイズ12とサイズ13を記述する。
k5:電子ビーム露光適用層数
項目k5は、電子ビーム露光適用層数、即ち、電子ビーム露光を行う層の数を示し、例えば図7の例では4層である。他の層はレチクルを用いて、紫外光等で露光する。
k6:ウエハプロセスの基本プロセス工程数
項目k6が示すウエハプロセスの基本プロセス工程数は、半導体装置のテクノロジ(例えば、130nmテクノロジ、90nmテクノロジ)や層数により変化する。
k7:ウエハプロセスに割り当てる日数
項目k7が示すウエハプロセスに割り当てる日数は、納期日までの日数から検査工程、組み立て工程に費やす日程を除いて求める。
k8:電子ビーム露光装置係数
項目k8が示す電子ビーム露光装置係数としては、露光時間(例えば、時間Eとする)とショット数Sの一次関数を表す計算式の係数を2種類(C1,C2)記述する。露光時間Eは、露光時間E=(C1×S)+C2で表され、ショット数Sの単位は例えばギガ(G)である。つまり、電子ビーム露光装置係数C1,C2は、横軸をショット数S、縦軸を露光時間Eとした一次関数であり、電子ビーム露光装置係数C1と電子ビーム露光装置係数C2は実際に露光を行って計測する。例えば、電子ビーム露光を適用したウエハプロセスの立ち上げのために、回路特性等を検証するパターンの露光を事前に行うのが一般的であり、電子ビーム露光装置係数C1,C2はその際の露光時間E、ショット数Sから求めることができる。尚、露光時間Eの単位は時間でも分でも秒でも良い。
k9:歩留まり
項目k9には、半導体装置の歩留まりYdを記述する。例えば、歩留まりYdは過去に製造した半導体装置の平均歩留まり等を示す。
ステップ75は、1層当たりのショット数Slを算出する。1層当たりのショット数Slは、上記項目k8の電子ビーム露光装置係数C1,C2の計算式El=(C1×Sl)+C2から算出できる。例えば、ステップ74より、1層当たりの露光時間Elが1時間であり、処理カードファイル159より電子ビーム露光装置係数C1と電子ビーム露光装置係数C2が共に0.5であった場合、1層当たりのショット数Slは1Gとなる。図7の例では、第1の金属配線層、第1のビア層、第2の金属配線層、第2のビア層の各層において、ウエハ1枚当たりのショット数を1G以内に、又は、4層平均で1G以内に抑えなければならないものとする。
上記の式は、半導体装置製造個数Mについて次のように書き換えることができる。
半導体装置1個当たりの総ショット数Stはステップ72で求めた値、1層当たりのショット数Slはステップ75で求めた値、歩留まりYdと層数Lnは処理カードファイル159に記述されているので、上記の式から半導体装置製造個数Mを算出することができる。つまり、半導体装置製造個数Mは、半導体装置の納期や半導体装置の製造に使用するウエハの枚数等に基づいて算出することができる。
〔レイアウト決定処理〕
図8は、ステップ42のレイアウト決定処理を説明するフローチャートである。例えば、図7のログファイル77を入力し、これに基づいて半導体装置のレイアウトを作成する。
〔露光処理〕
電子ビーム露光装置に露光データファイル56の露光データと半導体装置レイアウトファイル84を入力し、露光処理を行う。電子ビーム露光装置は、例えば図1の如き構成を有するものを使用可能である。
〔露光データ作成処理〕
ステップ40の露光データ作成処理は、上記第1実施例の場合と同様である。
〔ダミーパターン露光データ作成処理〕
図14は、ステップ46のダミーパターン露光データ作成処理及びショット数カウント処理を説明するフローチャートである。処理カードファイル59Aには、ウエハプロセスを安定化させるためのダミーパターンの幅と高さのサイズ(例えば、単位はミクロンで1以上の整数)、ダミーパターン同士の間隔のサイズ(例えば、単位はミクロンで0以上の整数)、半導体装置サイズ(例えば、単位はミリメートル)及びダミーパターン露光データIDが記述されている。ダミーパターン露光データIDは、例えば文字列で「DUMMY」とする。
〔配置位置数相関テーブル作成処理〕
ステップ47の配置位置数相関テーブル作成処理は、任意の半導体装置製造個数におけるダミーパターンの露光配置位置数を算出し、配置位置数相関テーブルに格納する。ダミーパターンの露光配置位置とは、半導体装置群の周り、例えば半導体装置群を囲む一周分の配置位置のことであり、この配置位置にダミーパターンを露光する。図16は、ウエハ90上の半導体装置とダミーパターンのレイアウトの一例を示す図であり、図17は、配置位置数相関テーブル502の一例を示す図である。図16は、ウエハ90上の半導体装置の配置位置を破線の矩形で示し、半導体装置を実際に製造する位置を実線の矩形で示し、ダミーパターンを露光する配置位置をハッチングが付けられた矩形で示す。又、図16に示す配置位置の番号は、半導体装置の配置の優先順位を示す。
〔製造個数決定処理〕
図18は、ステップ41−1の製造個数決定処理を説明するフローチャートである。例えば、図6のログファイル58−1〜58−4、図14のログファイル58Aと処理カードファイル59A、及び図17の配置位置数相関テーブル502を含む配置位置数相関テーブルファイル502Aを入力し、半導体装置製造個数Mとダミーパターン露光位置数Pdを決定する。ステップ41−1の処理は、ステップ134以外は図7のステップ41処理と同じである。処理カードファイル59Aには、処理カードファイル59に記述されている全項目と配線層の数が記述されている。又、ダミーパターン露光位置には、露光データファイル56Aの露光データのダミーパターンを露光する。
つまり、ステップ134は、配置位置数相関テーブルファイル502Aを参照し、例えば半導体装置製造個数Mとダミーパターン露光位置数Pdを、半導体装置製造個数Mが「1」の場合から順次個数を1ずつインクリメントして上記の式に代入し、上記の不等号が成り立つ最大の半導体装置製造個数Mとダミーパターン露光位置数Pdを求める。尚、半導体装置1個当たりの総ショット数Stはステップ72で算出した値であり、歩留まりYd及び配線層数Lwnは処理カードファイル59A、ダミーパターンの露光データのショット数Sdはログファイル58Aに記述されている。又、ログファイル58−1〜58−4に記述された半導体装置番号、ログファイル58Aに記述されたダミーパターン露光データID、処理カードファイル59Aに記述されたロット番号、ウエハサイズ、半導体装置サイズ、ステップ73で求めた1日で実行する工程数Sn、ステップ134で求めた半導体装置製造個数Mとダミーパターン露光位置数Pdを記述したログファイル77Aが出力されてコンピュータの記憶部に格納される。ログファイル77Aは、例えば製造ライン担当ロボット又は製造ライン担当者にインターネット回線等を介して送信される。この場合、製造ライン担当ロボット又は製造ライン担当者は、ログファイル77Aに記述されたロット番号と1日で実行する工程数Snを参照し、工程数Snを遵守するように作業を進める。
〔レイアウト決定処理〕
図20は、ステップ42−1のレイアウト決定処理を説明するフローチャートである。例えば、図18のログファイル77Aを入力し、これに基づいて半導体装置とダミーパターン露光配置位置のレイアウトを作成する。
〔露光処理〕
電子ビーム露光装置に露光データファイル56Aの露光データと半導体装置レイアウトファイル84Aを入力し、露光処理を行う。電子ビーム露光装置は、例えば図1の如き構成を有するものを使用可能である。
(付記1) 露光処理を行って基板上に作成する半導体装置のレイアウト決定方法であって、
半導体装置の露光データ、半導体装置の納期及び半導体装置の製造に使用する基板の枚数に基づいて、1枚の基板上に作成するべき半導体装置の個数を決定するステップと、
該露光データに基づいて、該基板上に配置可能な半導体装置の座標を求めるステップと、
該露光データ、該個数及び該座標に基づいて、該作成するべき半導体装置の該基板上のレイアウトを決定するステップとを含むことを特徴とする、レイアウト決定方法。
(付記2) 該レイアウトを決定するステップは、該基板上の中心部から優先的に該作成するべき半導体装置を該基板上に配置することを特徴とする、付記1記載のレイアウト決定方法。
(付記3) 該レイアウトを決定するステップは、該作成するべき半導体装置の周辺にダミーパターンを配置することを特徴とする、付記1又は2記載のレイアウト決定方法。
(付記4) 該個数を決定するステップは、半導体装置1個当たりの露光に要する時間と、半導体装置の1層当たりの露光時間と、半導体装置1個当たりの総ショット数と、1ショット当たりの露光時間に基づいて該個数を算出することを特徴とする、付記1〜3のいずれか1項記載のレイアウト決定方法。
(付記5) 該個数を決定するステップは、半導体装置の1層当たりのショット数と、半導体装置の層数と、半導体装置1個当たりの総ショット数と、半導体装置の歩留まりに基づいて該個数を算出することを特徴とする、付記1〜3のいずれか1項記載のレイアウト決定方法。
(付記6) 半導体装置の露光データ、半導体装置の納期及び半導体装置の製造に使用する基板の枚数に基づいて、1枚の基板上に作成するべき半導体装置の個数を決定するステップと、
該露光データに基づいて、該基板上に配置可能な半導体装置の座標を求めるステップと、
該露光データ、該個数及び該座標に基づいて、該作成するべき半導体装置の該基板上のレイアウトを決定するステップと、
該レイアウトに基づいて、該露光データのパターンを該基板上に露光するステップとを含むことを特徴とする、半導体装置の製造方法。
(付記7) 該レイアウトを決定するステップは、該基板上の中心部から優先的に該作成するべき半導体装置を該基板上に配置することを特徴とする、付記6記載の半導体装置の製造方法。
(付記8) 該レイアウトを決定するステップは、該作成するべき半導体装置の周辺にダミーパターンを配置することを特徴とする、付記6又は7記載の半導体装置の製造方法。
(付記9) 該個数を決定するステップは、半導体装置1個当たりの露光に要する時間と、半導体装置の1層当たりの露光時間と、半導体装置1個当たりの総ショット数と、1ショット当たりの露光時間に基づいて該個数を算出することを特徴とする、付記6〜8のいずれか1項記載の半導体装置の製造方法。
(付記10) 該個数を決定するステップは、半導体装置の1層当たりのショット数と、半導体装置の層数と、半導体装置1個当たりの総ショット数と、半導体装置の歩留まりに基づいて該個数を算出することを特徴とする、付記6〜8のいずれか1項記載の半導体装置の製造方法。
(付記11) コンピュータに、露光処理を行って基板上に作成する半導体装置のレイアウト決定させるプログラムであって、
該コンピュータに、半導体装置の露光データ、半導体装置の納期及び半導体装置の製造に使用する基板の枚数に基づいて、1枚の基板上に作成するべき半導体装置の個数を決定させる手順と、
該コンピュータに、該露光データに基づいて、該基板上に配置可能な半導体装置の座標を求めさせる手順と、
該コンピュータに、該露光データ、該個数及び該座標に基づいて、該作成するべき半導体装置の該基板上のレイアウトを決定させる手順とを含むことを特徴とする、プログラム。
(付記12) 該レイアウトを決定する手順は、該コンピュータに、該基板上の中心部から優先的に該作成するべき半導体装置を該基板上に配置させることを特徴とする、付記11記載のプログラム。
(付記13) 該レイアウトを決定する手順は、該コンピュータに、該作成するべき半導体装置の周辺にダミーパターンを配置さえることを特徴とする、付記11又は12記載のプログラム。
(付記14) 該個数を決定する手順は、該コンピュータに、半導体装置1個当たりの露光に要する時間と、半導体装置の1層当たりの露光時間と、半導体装置1個当たりの総ショット数と、1ショット当たりの露光時間に基づいて該個数を算出させることを特徴とする、付記11〜13のいずれか1項記載のプログラム。
(付記15) 該個数を決定する手順は、該コンピュータに、半導体装置の1層当たりのショット数と、半導体装置の層数と、半導体装置1個当たりの総ショット数と、半導体装置の歩留まりに基づいて該個数を算出させることを特徴とする、付記11〜13のいずれか1項記載のプログラム。
(付記16) コンピュータに、基板上に半導体装置を作成させるプログラムであって、
該コンピュータに、半導体装置の露光データ、半導体装置の納期及び半導体装置の製造に使用する基板の枚数に基づいて、1枚の基板上に作成するべき半導体装置の個数を決定させる手順と、
該コンピュータに、該露光データに基づいて、該基板上に配置可能な半導体装置の座標を求めさせる手順と、
該コンピュータに、該露光データ、該個数及び該座標に基づいて、該作成するべき半導体装置の該基板上のレイアウトを決定させる手順と、
該コンピュータに、該レイアウトに基づいて、該露光データのパターンを該基板上に露光させる手順とを含むことを特徴とする、プログラム。
(付記17) 該レイアウトを決定する手順は、該コンピュータに、該基板上の中心部から優先的に該作成するべき半導体装置を該基板上に配置させることを特徴とする、付記16記載のプログラム。
(付記18) 該レイアウトを決定する手順は、該コンピュータに、該作成するべき半導体装置の周辺にダミーパターンを配置させることを特徴とする、付記16又は17記載のプログラム。
(付記19) 該個数を決定する手順は、該コンピュータに、半導体装置1個当たりの露光に要する時間と、半導体装置の1層当たりの露光時間と、半導体装置1個当たりの総ショット数と、1ショット当たりの露光時間に基づいて該個数を算出させることを特徴とする、付記16〜18のいずれか1項記載のプログラム。
(付記20) 該個数を決定する手順は、該コンピュータに、半導体装置の1層当たりのショット数と、半導体装置の層数と、半導体装置1個当たりの総ショット数と、半導体装置の歩留まりに基づいて該個数を算出させることを特徴とする、付記16〜18のいずれか1項記載のプログラム。
(付記21) 付記11〜20のいずれか1項記載のプログラムを格納したことを特徴とする、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
56,56A 露光データファイル
59,59A 処理カードファイル
58,58−1〜58−4,58A,77,77A ログファイル
84,84A 半導体装置レイアウトファイル
90 ウエハ
502A 配置位置数相関テーブルファイル
Claims (10)
- 露光処理を行って基板上に作成する半導体装置のレイアウト決定方法であって、
半導体装置の露光データ、半導体装置の納期及び半導体装置の製造に使用する基板の枚数に基づいて、1枚の基板上に作成するべき半導体装置の個数を決定するステップと、
該露光データに基づいて、該基板上に配置可能な半導体装置の座標を求めるステップと、
該露光データ、該個数及び該座標に基づいて、該基板上に配置できる半導体装置の座標の数を示す配置位置数、該基板上に配置できる半導体装置の座標における半導体装置の配置の有無を示す配置フラグ、及び該基板上の半導体装置の配置位置を示す、前記配置位置数分の座標X及び座標Yの対を含むテーブルを作成するステップと、
前記テーブルに基づいて該作成するべき半導体装置の該基板上のレイアウトを決定して該当する座標の配置フラグに半導体装置が該基板上に配置されたことを示す値を格納するステップとを含むことを特徴とする、レイアウト決定方法。 - 露光処理を行って基板上に作成する半導体装置のレイアウト決定方法であって、
半導体装置の露光データ、半導体装置の納期及び半導体装置の製造に使用する基板の枚数に基づいて、1枚の基板上に作成するべき半導体装置の個数を決定するステップと、
該露光データに基づいて、該基板上に配置可能な半導体装置の座標を求めるステップと、
該露光データ、該個数及び該座標に基づいて、該作成するべき半導体装置の該基板上のレイアウトを決定するステップとを含み、
該レイアウトを決定するステップは、該基板上の中心部から優先的に該作成するべき半導体装置を該基板上に配置することを特徴とする、レイアウト決定方法。 - 該レイアウトを決定するステップは、該作成するべき半導体装置の周辺にダミーパターンを配置することを特徴とする、請求項1又は2記載のレイアウト決定方法。
- 半導体装置の露光データ、半導体装置の納期及び半導体装置の製造に使用する基板の枚数に基づいて、1枚の基板上に作成するべき半導体装置の個数を決定するステップと、
該露光データに基づいて、該基板上に配置可能な半導体装置の座標を求めるステップと、
該露光データ、該個数及び該座標に基づいて、該基板上に配置できる半導体装置の座標の数を示す配置位置数、該基板上に配置できる半導体装置の座標における半導体装置の配置の有無を示す配置フラグ、及び該基板上の半導体装置の配置位置を示す、前記配置位置数分の座標X及び座標Yの対を含むテーブルを作成するステップと、
前記テーブルに基づいて該作成するべき半導体装置の該基板上のレイアウトを決定して該当する座標の配置フラグに半導体装置が該基板上に配置されたことを示す値を格納するステップと、
該レイアウトに基づいて、該露光データのパターンを該基板上に露光するステップとを含むことを特徴とする、半導体装置の製造方法。 - 半導体装置の露光データ、半導体装置の納期及び半導体装置の製造に使用する基板の枚数に基づいて、1枚の基板上に作成するべき半導体装置の個数を決定するステップと、
該露光データに基づいて、該基板上に配置可能な半導体装置の座標を求めるステップと、
該露光データ、該個数及び該座標に基づいて、該作成するべき半導体装置の該基板上のレイアウトを決定するステップと、
該レイアウトに基づいて、該露光データのパターンを該基板上に露光するステップとを含み、
該レイアウトを決定するステップは、該基板上の中心部から優先的に該作成するべき半導体装置を該基板上に配置することを特徴とする、半導体装置の製造方法。 - 該レイアウトを決定するステップは、該作成するべき半導体装置の周辺にダミーパターンを配置することを特徴とする、請求項4又は5記載の半導体装置の製造方法。
- 該個数を決定するステップは、半導体装置1個当たりの露光に要する時間と、半導体装置の1層当たりの露光時間と、半導体装置1個当たりの総ショット数と、1ショット当たりの露光時間に基づいて該個数を算出することを特徴とする、請求項4〜6のいずれか1項記載の半導体装置の製造方法。
- 該個数を決定するステップは、半導体装置の1層当たりのショット数と、半導体装置の層数と、半導体装置1個当たりの総ショット数と、半導体装置の歩留まりに基づいて該個数を算出することを特徴とする、請求項4〜6のいずれか1項記載の半導体装置の製造方法。
- コンピュータに、露光処理を行って基板上に作成する半導体装置のレイアウト決定させるプログラムであって、
該コンピュータに、半導体装置の露光データ、半導体装置の納期及び半導体装置の製造に使用する基板の枚数に基づいて、1枚の基板上に作成するべき半導体装置の個数を決定させる手順と、
該コンピュータに、該露光データに基づいて、該基板上に配置可能な半導体装置の座標を求めさせる手順と、
該コンピュータに、該露光データ、該個数及び該座標に基づいて、該基板上に配置できる半導体装置の座標の数を示す配置位置数、該基板上に配置できる半導体装置の座標における半導体装置の配置の有無を示す配置フラグ、及び該基板上の半導体装置の配置位置を示す、前記配置位置数分の座標X及び座標Yの対を含むテーブルを作成させる手順と、
該コンピュータに、前記テーブルに基づいて該作成するべき半導体装置の該基板上のレイアウトを決定させ該当する座標の配置フラグに半導体装置が該基板上に配置されたことを示す値を格納させる手順とを含むことを特徴とする、プログラム。 - 請求項9記載のプログラムを格納したことを特徴とする、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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