JP5194770B2 - 半導体装置の製造方法及びそのプログラム - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置及びその製造方法並びにプログラムに係り、特にマルチプロジェクトチップ方式の半導体装置、そのような半導体装置を直接描画技術を用いた露光処理により製造する半導体装置の製造方法、及びコンピュータにそのような半導体装置の製造方法を実行させるプログラムに関する。

マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置では、ウェーハ上の領域が分割されて複数のユーザ、或いは、複数の仕様や種類の半導体デバイス（半導体チップ）が形成されている。ウェーハは、複数の半導体デバイスが形成されたままの状態で、或いは、個々の半導体デバイスに切り分けられた後に各種試験等が実施される。このような方法で製造された半導体デバイスを、マルチプロジェクトチップ方式の半導体デバイス、或いは、マルチプロジェクトチップと言う。このようなマルチプロジェクトチップ方式の半導体デバイスは、異なるユーザ又は異なる仕様や種類の半導体デバイスが同じウェーハ上に相乗りした状態で製造されるので、半導体デバイスを量産する前に少量の試作品を比較的低コストで製造する場合等に適している。

図１は、マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の一例を示す図である。図１では、ウェーハ１上の１ファイル分の露光データの領域２を右側に拡大して破線で囲んで示す。各矩形領域３は、作成される一つの半導体デバイスの領域を示し、スクライブモニタパターン４は、半導体デバイスの位置ずれや半導体デバイス間のピッチ等を検証するための領域を示す。しかし、マルチプロジェクトチップ方式では、同じ半導体デバイスを大量に作成することはできないため、量産には向かず、一般的には半導体デバイスの試作段階においてエンジニアリングサンプル（ＥＳ：Engineering Sample）を製造するため、或いは、マクロ検証、チップ検証等の試験をウェーハ上で行うために用いられている。

マルチプロジェクトチップ方式のリソグラフィー技術としては、レチクルを使用しない電子ビーム露光等の直接描画技術を用いることが考えられるが、電子ビーム露光等の直接描画技術は光露光に比べるとスループットが著しく劣るため、マルチプロジェクトチップ方式の半導体デバイスは量産品に比べて所要が少ないとはいえ、短納期の要求を満たせない可能性がある。

一方、マルチプロジェクトチップ方式は、例えば様々なユーザの半導体デバイスの乗り合いであるため、個々の所要数が少なくても、ユーザ毎の要求への個別対応が必要になり、半導体デバイス固有の製造条件の組み合わせが多様になるため、ロット数（＝総ウェーハ枚数）を半導体デバイス単位の製造条件の種類の数以下に減らすことができない。従って、露光時間が長くなり、スループットが低下する傾向にある。個別対応の対象となる項目には、条件振り、チップ特性（電源電圧や酸化の有無を含む）、配線構造、チップサイズ、バンプの有無、出荷時のウェーハの厚さ等が含まれる。

半導体デバイス単位の製造条件の種類の数(＝ロット数)が多いということは、所定の製造条件で形成されるウェーハ上のマルチプロジェクトチップ方式の半導体デバイスの中には、その所定の製造条件を必要として最終的に製品として出荷するべき有効半導体デバイスと、その所定の製造条件は必要としないために最終的に製品として出荷することのない無効半導体デバイスが存在することになる。

図２は、ウェーハ上の所定の領域内に形成される半導体デバイスを示す図であり、３−１〜３−４は互いに異なる製造条件で形成された半導体デバイスを示す。図３は、図２のように形成された半導体デバイス３−１〜３−４のうち、有効半導体デバイスを３−Ｖで示し、無効半導体デバイスを３−Ｉで示す。図３の場合、図２に示す半導体デバイス３−１が有効半導体デバイス３−Ｖを構成する。

図４は、ウェーハ上の所定の領域内に形成される半導体デバイスを示す図であり、３−５〜３−６は互いに異なる製造条件で形成された半導体デバイスを示す。図４中、破線はスクライブラインを示す。又、図４では、半導体デバイス３−５は他の半導体デバイス３−６と異なるチップサイズを有し、他の半導体デバイス３−６とは個別対応の対象が異なる。図５は、図４のように形成された半導体デバイス３−５，３−６のうち、有効半導体デバイスを３−Ｖで示し、無効半導体デバイスを３−Ｉで示す。図５の場合、図４に示す半導体デバイス３−５が有効半導体デバイス３−Ｖを構成し、スクライブライン上の半導体デバイス３−６は無効半導体デバイス３−Ｉとなる。

描画パターンの密度に応じて一列内の電子ビームが安定化するまでの待ち時間を可変とする電子ビーム描画方法は、例えば特許文献１にて提案されている。ダミーパターンを露光する場合のスループット低下を抑える露光方法は、例えば特許文献２にて提案されている。同一ウェーハ上に異なるチップパターンを描画する際に、描画データをバッファメモリに格納してから実際にウェーハ上を電子ビームが露光するまでのスループットを向上させる描画方法は、例えば特許文献３にて提案されている。パターン面積密度の差に起因する化学機械研磨での平坦度の不均一性を解消してスループットを向上する電子ビーム露光方法は、例えば特許文献４にて提案されている。疎なパターン面積密度に合わせてダミーパターンを配置してパターン面積密度の偏りを少なくする露光方法は、例えば特許文献５にて提案されている。
特開平８−３１６１３１号公報 特開２０００−２６９１２６号公報 特開２００１−９３７９９号公報 特開２００３−３３２２０５号公報 特開２００５−１０１４０５号公報

マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の場合は、図３及び図５と共に説明したように半導体装置内の個々の半導体デバイスに対して、ロット単位に有効半導体デバイスと無効半導体デバイスが存在する。従来技術で用いる露光データでは、有効半導体デバイス、無効半導体デバイスの区別なく、露光装置は全ての半導体デバイスに対して忠実にパターンを描画することになるが、無効半導体デバイスは、半導体デバイスとして完成させる必要がないため、無効半導体デバイスの部分については無駄な露光を行っていることになる。

そこで、本発明は、露光スループットの向上が可能な半導体装置及びその製造方法並びにプログラムを提供することを目的とする。

上記の課題は、マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置であって、ウェーハ上に形成された複数の半導体デバイスは、該複数の半導体デバイスのパターンの露光順序に合わせて、製造条件とショット数を示す情報とに応じた配置を有し、同じ製造条件の半導体デバイスは近接して、ショット数が多い順又は少ない順に配置されていることを特徴とする半導体装置によって達成できる。

上記の課題は、マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の製造方法であって、ウェーハ上に形成する複数の半導体デバイスの配置を、該複数の半導体デバイスのパターンの露光順序に合わせて、製造条件とショット数を示す情報とに応じてコンピュータにより決定することで、同じ製造条件の半導体デバイスは近接して、ショット数が多い順又は少ない順に配置し、該露光順序に従って該複数の半導体デバイスを直接描画技術を用いる露光装置により露光することを特徴とする半導体装置の製造方法によって達成できる。

上記の課題は、コンピュータ及び直接描画技術を用いる露光装置を含む露光システムにおいてマルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の製造を該コンピュータに制御させるプログラムであって、ウェーハ上に形成する複数の半導体デバイスの配置を、該複数の半導体デバイスのパターンの露光順序に合わせて、製造条件とショット数を示す情報とに応じて決定することで、同じ製造条件の半導体デバイスは近接して、ショット数が多い順又は少ない順に配置する手順と、該露光順序に従って該複数の半導体デバイスを該露光装置により露光させる手順とを該コンピュータに実行させることを特徴とするプログラムによって達成できる。

本発明によれば、露光スループットの向上が可能な半導体装置及びその製造方法並びにプログラムを実現することができる。

本発明では、マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置内の個々の半導体デバイス（以下、半導体チップ又はマルチプロジェクトチップと言う）の配置を、直接描画技術を用いた露光のスループットを向上するのに効果的な配置となるように配置した露光データを作成する。

電子ビーム露光等の直接描画技術を用いる場合、ウェーハの移動速度を高めることがスループット向上に繋がる。例えばベクタースキャン型の電子ビーム露光装置のウェーハの移動速度は、電子ビームの偏向時間と照射時間で決まる。つまり、ウェーハの移動速度は露光パターンの密度で左右され、パターンが密集している場合は、露光に時間がかかるためウェーハはゆっくり移動し、パターンが密集していない場合は、露光に費やされる時間は短くて済むためウェーハが速く移動するように、露光装置はウェーハステージの移動速度を制御している。このウェーハステージ移動において、加速、減速が頻繁に起こると、本来移動できる最高速度に到達しないうちに減速することになったり、設定された速度への減速が間に合わず、ウェーハステージが止まった状態になったりする場合がある。これは露光スループットを減少させることになるため、露光スループット向上のためには、ウェーハステージ移動速度はなるべく一定であること、又は加速、減速の頻度が少なく、加速幅、減速幅が少ないことが望ましい。そこで、本発明では、マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置内の個々の半導体チップ（即ち、マルチプロジェクトチップ）の配置を、露光パターンの密度を考慮して決定する。

このようなマルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の露光データを作成する際には、半導体装置内のマルチプロジェクトチップのうち、例えばチップとして完成させる必要がない無効チップについては、チップとして完成させる必要のある有効チップを製造する時と同じように忠実にパターンを描画する必要はなく、有効チップの製造に差し支えない範囲で描画を省略することが可能である。描画を省略することは露光時間の削減に繋がるため、本発明では夫々のロット処理の条件に合わせて例えば有効チップと無効チップを識別すると共に、マルチプロジェクトチップに対する露光データを例えば有効チップと無効チップの夫々に最適な露光パターンが配置されるように編集する。

このように、マルチプロジェクトチップの特徴を考慮し、電子ビーム露光やレーザビーム露光等の直接描画技術を用いた露光のスループットを向上して最適な露光スループットが得られるように露光データを作成する。

図６は、本発明の第１実施例における露光システムを示す図である。露光システム２０は、汎用のコンピュータ２１と、インタフェース部２２と、電子ビーム露光装置２３を有する。コンピュータ２１は、ＣＰＵやＭＰＵ等のプロセッサと、メモリ等の記憶部と、キーボード等の入力部とを含む周知の基本構成を有するので、この基本構成の図示及び説明は省略する。コンピュータ２１が実行するプログラムや使用するデータは、コンピュータ２１内の記憶部及び／又は外部の記憶部に格納される。外部の記憶部は、コンピュータ２１とネットワーク等を介して接続されていても良く、露光システム２０内に設けられていても、露光システム２０外に設けられていても良い。プログラムが格納される記憶部は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体であれば特に限定されない。電子ビーム露光装置２３は、移動可能なウェーハステージ上に載置されたウェーハ上に照射される電子ビームを必要に応じて偏向し、電子ビーム露光パターンを直接ウェーハ上に露光する周知の基本構成を有するので、この基本構成の図示及び説明は省略する。尚、ここでは説明便宜上、電子ビーム露光装置２３を用いているが、直接描画技術を用いる露光装置であれば例えばレーザビーム露光装置を使用可能であることは言うまでもない。

図７は、露光システム２０の動作を説明するフローチャートであり、コンピュータ２１のプロセッサが実行する処理を示す。本実施例では、半導体装置の製造方法は少なくとも図７に示すステップを含む。又、プログラムは、コンピュータ２１に少なくとも図７に示す処理の手順を実行させるものである。

図７において、ステップＳ０は、ウェーハ上の所定の領域に形成するべきマルチプロジェクトチップ方式の個々の半導体デバイス（以下、半導体チップ又はマルチプロジェクトチップと言う）に関する設計データ１１と、露光データ作成指示パラメータ１４とに基づいて、ウェーハ上に形成される個々の半導体チップの配置を示す配置情報（又は、配置データ）１２を作成する配置情報作成処理を行う。ステップＳ１は、設計データ１１と、電子ビーム露光用プロセスパターンデータ１３とを配置情報１２に基づいて合成して、所定の領域に形成するべき半導体チップに関する一つのファイルのデータ（以下、ファイルデータと言う）を作成する合成配置処理を行う。

設計データ１１は、ユーザ毎に異なり、例えば図１の場合であればウェーハ１上の各半導体チップのデータを含む。電子ビーム露光用プロセスパターンデータ１３は、露光するべき回路パターン等のパターンのデータを含み、例えば図１の場合であれば各半導体チップ３のパターンのデータを含む。配置情報１２は、ウェーハ上に形成される個々の半導体チップの配置のデータを含み、例えば図１の場合であれば各半導体チップ３の配置を示すデータを含む。露光データ作成指示パラメータ１４は、ウェーハ上に形成される個々の半導体チップのパターンの露光順序のデータを含み、例えば図１の場合であれば各半導体チップ３の露光順序のデータを含む。各データ１１，１３，１４は、外部からネットワークを介してコンピュータ２１に入力されても、コンピュータ２１の入力部から入力されても、コンピュータ２１内の記憶部に格納されていても良い。合成配置処理により作成されるファイルデータは、例えば図１の場合であれば領域２内に形成するべき半導体チップ２のデータからなる。

ステップＳ２は、パターンを露光する露光順序のデータを含む露光データ作成指示パラメータ１４に基づいて、ステップＳ１の合成配置処理で作成されたファイルデータを、電子ビーム露光装置２３の露光処理に適した形式の電子ビーム露光データ１５に変換する露光データ作成処理を行う。この露光データ作成処理には、変換処理と編集処理が含まれる。変換処理は、ファイルデータに対して、従来のシステムの場合と同様なサイジング、部分一括露光図形抽出、近接効果補正、矩形分割、フォーマット変換等を行う。編集処理は、後述するように、ファイルデータを、マルチプロジェクトチップに対する露光データを有効チップと無効チップの夫々に最適な露光パターンが配置されるように編集する。電子ビーム露光データ１５は、露光システム２０内（例えば、コンピュータ２１内）又は露光システム２０外に設けられた記憶部に格納されると共に、電子ビーム露光装置２３に入力される。電子ビーム露光装置２３は、入力された電子ビーム露光データ１５が示す露光パターンを、露光データ作成指示パラメータ１４に従った露光順序でウェーハ上に露光する。その後、露光パターンに従って各種成膜処理が周知の方法で行われ、最終的にはウェーハ上にマルチプロジェクトチップが形成されたマルチプロジェクトチップ方式の半導体装置が作成される。ウェーハ上に形成されたマルチプロジェクトチップは、個々のチップに切り分けられても良い。

次に、ステップＳ０の配置情報作成処理を、図８乃至図１０と共により詳細に説明する。

先ず、配置情報作成処理では、マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置に搭載する個々のチップの設計データ１１に対して、図８に示す如きチップ管理テーブル３１を作成する。チップ管理テーブル３１は、ユーザ名（又は、顧客名）、チップ識別番号、チップサイズ又は配置領域座標、製造条件、及びショット（電子ビームの照射）数を格納する。製造条件は、この例では任意の個別対応項目ａ〜ｇを含む。マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置内の個々の半導体チップに対しては、個々の半導体チップに固有なチップ識別番号を付与し、チップサイズを求め、設計データ１１を電子ビーム露光データに変換したときのショット数を算出する。ショット数の代わりに、ショット数を間接的に示す頂点数や線分数等の情報を用いても良い。チップ管理テーブル３１に、ユーザ名と、チップ識別番号、チップサイズ、ショット数を格納すると共に、各チップデータの製造条件として対応が必要な項目の欄に「１」を設定して格納し、対応が不要な項目の欄は初期状態の「０」のままとする。

図８に示すように、マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置内の全ての半導体チップに対してチップ管理テーブル３１への情報格納が完了したら、製造条件の項目ａ〜ｇの欄を例えば７桁の２進数としたものを第１のキーとし、ショット数を第２のキーとして、チップ管理テーブル３１の内容を行に対して降順又は昇順に並び替えるソーティングを行う。図９は、このようなソーティングを行った後のチップ管理テーブル３１の状態を説明する図である。図８及び図９において、ｍ，ｎはｎ＞ｍを満足する正の整数である。又、図９において、minは最小値、maxは最大値であることを示す。

尚、同じユーザであっても、マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置内に製造条件の異なる２以上の半導体チップを作成することがある。又、２以上の異なるユーザであっても、マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置内に同じ製造条件の半導体チップを作成することがある。つまり、マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置内に作成される同じ製造条件の半導体チップは、同じユーザのものとは限らない。

更に、図８及び図９に示すチップ管理テーブル３１では、個々の半導体チップのユーザ名が格納されているが、ユーザ名の代わりに半導体チップの仕様又は種類を示す情報を格納しても良いことは言うまでもない。

次に、露光データ作成指示パラメータ１４に含まれるパターンの露光順序のデータに合わせて、図９に示すコンピュータ２１によるソーティング後のチップ管理テーブル３１の上の行から順番に、マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置内の各半導体チップの配置を、チップサイズを考慮しながらコンピュータ２１により決定する。マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置内の各半導体チップの配置、即ち、各半導体チップの配置領域座標は、図９に示すようにチップサイズの代わりにチップ管理テーブル３１に格納する。各半導体チップの配置領域座標を格納した図９に示すチップ管理テーブル３１は、配置情報１２として用いられる。

図１０は、配置情報作成処理を説明するフローチャートであり、コンピュータ２１のプロセッサが実行する処理を示す。図１０において、ステップＳ１１はチップ管理テーブル３１をクリアする初期化処理を行う。ステップＳ１２は、製造するべきマルチプロジェクトチップ方式の半導体装置に搭載する個々のユーザの半導体チップに関する設計データ１１を入力する。ステップＳ１３は、各半導体チップのチップ識別番号を自動的に、或いは、ユーザがコンピュータ２１の入力部から入力した指示に基づいて決定する。ステップＳ１４は、設計データ１１からチップサイズを求めると共に、設計データ１１を電子ビーム露光データに変換したときのショット数を算出する。ステップＳ１５は、ユーザ名を、ステップＳ１３，Ｓ１４で得られたチップ識別番号、チップサイズ及びショット数と共にチップ管理テーブル３１に格納する。ステップＳ１６は、ユーザがコンピュータ２１の入力部から入力した指示に基づいて、チップ管理テーブル３１の製造条件のうち対応が必要な項目に「１」を設定して格納する。ステップＳ１７は、ステップＳ１３〜Ｓ１６の処理をマルチプロセスチップ方式の半導体装置の全ての半導体チップに対して行ったか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ１３へ戻る。

一方、ステップＳ１７の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ１８は、チップ管理テーブル３１に格納された製造条件の項目ａ〜ｇの欄を７桁の２進数としたものを第１のキーとし、ショット数を第２のキーとして、チップ管理テーブル３１を行に対して降順又は昇順に並び替えるソーティングを行い、図８に示す管理テーブル３１は図９に示す状態となる。ステップＳ１９は、図９に示すソーティング後のチップ管理テーブル３１の上の行から順番に、マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置内の各半導体チップの配置を、チップサイズを考慮しながら、電子ビーム露光時の各パターンの露光順序に合わせるように各半導体チップの配置を決定する。ステップＳ２０は、マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置内の各半導体チップの配置、即ち、各半導体チップの配置領域座標を、図９に示すようにチップ管理テーブル３１に格納し、処理は終了する。各半導体チップの配置領域座標を格納した図９に示すチップ管理テーブル３１は、配置情報１２として用いられる。

図１１乃至図１５は、配置情報作成処理により作成される配置情報１２を説明する図である。

図１１は、マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の所定領域に形成するべき半導体チップの配置を示す図であり、チップ管理テーブル３１がソーティングされる前の状態を示す。図１１及び後述する図１２、図１３及び図１５において、各矩形は１つの半導体チップの領域を示し、各矩形内に示す数字はチップ識別番号を示し、同じハッチング同じ製造条件で形成される半導体チップを示す。尚、説明の便宜上、図１１乃至図１４におけるチップ識別番号で示される半導体チップは、図８及び図９に示すチップ識別番号で示される半導体チップとは別のものであるものとする。

図１２は、マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の所定領域に形成するべき半導体チップの配置を示す図であり、図１１中同じ製造条件の半導体チップを隣接して配置した場合の配置を示す。又、図１３は、マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の所定領域に形成するべき半導体チップの配置を示す図であり、図１２中同じ製造条件の半導体チップをウェーハ走査方向（即ち、ウェーハステージの移動方向とは逆の方向）の同じ列に配置した場合の配置を示す。

図１４は、同じ製造条件の半導体チップのチップ識別番号とショット数の関係を示す図である。図１４中、（ａ）はチップ識別番号１，７，．．．等を有する第１の製造条件で形成される半導体チップのショット数、（ｂ）はチップ識別番号３，６，．．．等を有する第２の製造条件で形成される半導体チップのショット数、（ｃ）はチップ識別番号２，４，．．．等を有する第３の製造条件で形成される半導体チップのショット数、（ｄ）はチップ識別番号１２，１４，．．．等を有する第４の製造条件で形成される半導体チップのショット数を示す。

図１５は、マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の所定領域に形成するべき半導体チップの配置を示す図であり、図１４に示す配置を第１乃至第４の製造条件を第１のキーとし、図１４に示すショット数を第２のキーとして降順に並び替えるソーティングを行った結果の配置を示す。図１５中、矢印はウェーハ走査方向を示す。図１５に示すように、マルチプロジェクトチップ方式の半導体デバイス内での個々の半導体チップの配置は、パターンの露光順序のデータに合わせて、個々の半導体チップのショット数に応じてソーティング後のチップ管理テーブル３１の上の行から順番に、個々のチップサイズを考慮しながら決定する。これにより、可能な限りウェーハ走査方向上の同じ列にショット数が同程度の半導体チップが配置されると共に、ウェーハ走査方向上の露光順序に従ってショット数が多い順に半導体チップが配置される。図１５は、ショット数が多い順に半導体チップが配置された場合を示す。

このように、本実施例では、ウェーハ上に形成された複数の半導体デバイスは、複数の半導体デバイスのパターンの露光順序に合わせて、製造条件とショット数を示す情報とに応じた配置を有し、且つ、同じ製造条件の半導体デバイスは近接して、ショット数が多い順又は少ない順に配置されている。電子ビーム露光装置２３は、露光順序に従って複数の半導体デバイスを電子ビームを用いた周知の直接描画技術により露光する。

図１６は、本発明の第２実施例における露光システム２０の動作を説明するフローチャートである。図１６中、図７と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

本実施例では、電子ビーム露光データ１５は、ロット毎に露光システム２０内（例えば、コンピュータ２１内）又は露光システム２０外に設けられた記憶部に格納されると共に、電子ビーム露光装置２３に入力される。

このため、ステップＳ０は、露光データ作成指示パラメータ１４に含まれるパターンの露光順序のデータに合わせてマルチプロジェクトチップ方式の半導体装置内での個々の半導体チップの配置を決定した配置情報１２を作成する配置情報作成処理を、一つのマルチプロジェクトチップ方式の半導体装置に対して一回行う。ステップＳ１は、設計データ１１、配置情報１２及び電子ビーム露光用プロセスパターンデータ１３に基づいてファイルデータを作成する合成配置処理を、一つのマルチプロジェクトチップ方式の半導体装置に対して一回行う。一方、ステップＳ２は、ファイルデータからロット単位の電子ビーム露光データを作成する露光データ作成処理を、一つのマルチプロジェクトチップ方式の半導体装置に対して必要なロット数分だけ行う。

具体的には、ステップＳ３−１〜Ｓ３−ｎは、チップ管理テーブル３１から作成したロットＬ１〜Ｌｎ毎の指示ファイルＦ１〜Ｆｎに基づいて、対応するロットＬ１〜Ｌｎの電子ビーム露光データ１５に対して指定領域内のパターン発生を制御するパターン編集処理を行う。指定領域は、例えばユーザがコンピュータ２１の入力部から入力した任意の領域であれば良く、無効チップ領域に限定されない。パターン編集処理が行う指定領域のパターン発生の制御は、例えば指定領域のパターンを削除する。これにより、例えば図１７に示すマルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の所定領域に形成するべき半導体チップの配置において、図１８に示すように有効チップ領域３１のパターンのみを発生させ、無効チップ領域３２のパターンは発生させなくすることができる。図１７及び図１８中、図１５と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。パターン編集処理を施された電子ビーム露光データ１５は、ロットＬ１〜Ｌｎ毎の電子ビーム露光データ１５−１〜１５−ｎとして露光システム２０内（例えば、コンピュータ２１内）又は露光システム２０外に設けられた記憶部に格納されると共に、電子ビーム露光装置２３に入力される。

例えばロットＬ１の指示ファイルＦ１には、以下に例示するように、無効チップの配置領域座標、パターンを削除する無効チップ領域３２を特定するための配置領域からの距離が記述されている。つまり、削除対象の領域（Xmin, Ymin, Xmax, Ymax）は、電子ビームのショットの原点からの絶対座標で表される矩形領域で指定されている。

パターンを削除する無効チップ領域３２を特定するための配置領域からの距離には、ゼロを含む正又は負の値を指定することができ、例えばパターンを削除する無効チップ領域３２を特定するための配置領域からの距離がゼロの場合は、無効チップ領域３２内の全てのパターンを削除することを意味する。

例えばステップＳ３−１のパターン編集処理で行うパターンの削除を図１９と共に説明する。指示ファイルＦ１に従って、電子ビーム露光データ１５のうち削除対象の無効チップ領域３２−１〜３２−３内のパターンを削除する。この際、無効チップ領域３２−１〜３２−３内に完全に内包されるフィールド若しくはサブフィールド内のパターンを、そのフィールド若しくはサブフィールド単位で削除する。フィールドは、電子ビーム露光の対象となる領域を指し、サブフィールドは、電子ビームが一度に、即ち、１ショットで露光する領域を指す。図１９において、左上部分は電子ビーム露光データ１５が示す配置の一例であるレイアウトイメージを示し、右上部分はこの配置のパターンのデータイメージを示し、下側部分は削除対象の無効チップ領域３２内のパターンを削除した後の状態のデータイメージを示し、このデータイメージ中白抜きの部分が削除された部分である。このようにして、パターン編集処理の単純化及び処理の高速化を図ることができる。

本実施例は、無効チップ領域等の指定領域内のパターンを削除、即ち、発生しないので、開口を有するホール層等のパターンに適用すると特に有効である。

図２０は、本発明の第３実施例における露光システム２０の動作を説明するフローチャートである。図２０中、図１６と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

本実施例では、ステップＳ３１−１〜Ｓ３１−ｎは、チップ管理テーブル３１から作成したロットＬ１〜Ｌｎ毎の指示ファイルＦ１〜Ｆｎに基づいて、対応するロットＬ１〜Ｌｎの電子ビーム露光データ１５に対して指定領域内のパターン発生を制御するパターン編集処理を行う。指定領域は、例えばユーザがコンピュータ２１の入力部から入力した任意の領域であれば良く、無効チップ領域に限定されない。パターン編集処理が行う指定領域のパターン発生の制御は、例えば指定領域のパターンを仮のパターンと入れ替える。仮のパターンとは、例えばメタル層等に対して、平坦化を目的としてパターンの面積密度を一定に保つように、素子動作上影響のない箇所に配置するダミーパタ―ンを指す。仮のパターンは、有効チップを正常に製造するために、必要最小限の範囲に、必要最小限のサイズで、必要最低限の個数配置するものであり、パターンを削除した指定領域全体に、或いは、部分的に配置される。これにより、例えば図２１に示すマルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の所定領域に形成するべき半導体チップの配置において、図２２に示すように有効チップ領域３１のパターンのみを発生させ、無効チップ領域３２のパターンを仮のパターンと入れ替える。図２１及び図２２中、図１７及び図１８と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。パターン編集処理を施された電子ビーム露光データ１５は、ロットＬ１〜Ｌｎ毎の電子ビーム露光データ１５−１〜１５−ｎとして露光システム２０内（例えば、コンピュータ２１内）又は露光システム２０外に設けられた記憶部に格納されると共に、電子ビーム露光装置２３に入力される。

具体的には、ステップＳ２００は、半導体チップのチップサイズと仮のパターンの発生条件を含む仮パターン配置情報１１２に基づいて、仮の電子ビーム露光が必要な層に対する仮の電子ビーム露光データ１５０を作成する仮電子ビーム露光データ作成処理を行い、仮の電子ビーム露光データ１５０は露光システム２０内（例えば、コンピュータ２１内）又は露光システム２０外に設けられた記憶部に格納される。これにより、仮パターン配置情報１１２に従って、ウェーハ全面に仮のパターンを配置するための仮の電子ビーム露光データ１５０が作成される。仮パターン配置情報１１２は、外部からネットワークを介してコンピュータ２１に入力されても、コンピュータ２１の入力部から入力されても、コンピュータ２１内の記憶部に格納されていても良い。尚、仮の電子ビーム露光データ１５０のフィールド及びサブフィールドのサイズと配置は、図２３乃至図２６に示すように電子ビーム露光データ１５と一致させておく。図２３は電子ビーム露光データ１５のフィールドを示し、図２４は仮の電子ビーム露光データ１５０のフィールドを示す。又、図２５は電子ビーム露光データ１５のサブフィールドを示し、図２６は仮の電子ビーム露光データ１５０のサブフィールドを示す。

例えばステップＳ３１−１のパターン編集処理で行うパターンの仮のパターンへの入れ替えを図２７及び図２８と共に説明する。図２７は、パターン編集処理で行うパターンの削除を説明する図であり、図２８は、パターン編集処理で行うパターンの仮パターンへの入れ替えを説明する図である。指示ファイルＦ１に従って、電子ビーム露光データ１５のうち入れ替え対象の無効チップ領域３２−１〜３２−３内のパターンを削除する。この際、無効チップ領域３２−１〜３２−３内に完全に内包されるフィールド若しくはサブフィールド内のパターンを、そのフィールド若しくはサブフィールド単位で削除する。図２７において、上側部分は電子ビーム露光データ１５が示す配置のパターンのデータイメージを示し、下側部分は削除対象の無効チップ領域３２内のパターンを削除した後の状態のデータイメージを示し、このデータイメージ中白抜きの部分が削除された部分である。又、指示ファイルＦ１に従って、入れ替え対象でパターンが削除された無効チップ領域３２−１〜３２−３内に、仮の電子ビーム露光データ１５０で示される仮のパターンＰ１〜Ｐ３を追加することで、削除したパターンを仮のパターンＰ１〜Ｐ３と入れ替える。図２８において、上側部分は仮の電子ビーム露光データ１５０が示す配置のパターンのデータイメージを示し、下側部分は無効チップ領域３２内の削除されたパターンの代わりに追加された仮のパターンが追加された後の状態のデータイメージを示す。図２８は、仮のパターンが、パターンを削除した指定領域全体に配置された場合を示すが、部分的に配置されても良い。指定領域（例えば、無効チップ領域３２）内に完全に内包されるフィールド若しくはサブフィールド内のパターンを、そのフィールド若しくはサブフィールド単位で削除して代わりに仮のパターンを追加することで、パターン編集処理の単純化及び処理の高速化を図ることができる。

本実施例は、無効チップ領域等の指定領域内のパターンを削除して代わりに仮のパターンを追加するので、メタル層等のパターンに適用すると特に有効である。

図２９は、本発明の第４実施例における露光システム２０の動作を説明するフローチャートである。図２９中、図２０と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

本実施例は、本発明が所謂ハイブリッド露光を行う場合に適用されている。ハイブリッド露光では、ウェーハ上の一部分（例えば、一つの層）に対しては電子ビーム露光が行われ、ウェーハ上の他の部分（例えば、前記一つの層とは異なる層）に対しては電子ビーム露光とは異なる露光が行われる。電子ビーム露光とは異なる露光とは、例えばレチクルを使用して一括転写により露光する光露光等の露光技術である。

図２９において、ステップＳ４は、ファイルデータを、電子ビーム露光用のパターンデータ１５０−１と、電子ビーム露光以外の露光用のパターンデータ１５０−２に分割するハイブリッド分割処理を行う。露光用のパターンデータ１５０−１，１５０−２は、露光システム２０内（例えば、コンピュータ２１内）又は露光システム２０外に設けられた記憶部に格納される。ステップＳ２は、電子ビーム露光用のパターンデータ１５０−１に対して上記第３実施例の場合と同様の処理を行う。一方、ステップＳ２００は、電子ビーム露光以外の露光用のパターンデータ１５０−２に対して上記第３実施例の場合と同様の処理を行う。

具体的には、ステップＳ２は、電子ビーム露光用のパターンデータ１５０−１に対して電子ビーム露光データ作成処理を行う。又、ステップＳ２００は、パターンデータ１５０−２と半導体チップのチップサイズと仮のパターンの発生条件を含む仮パターン配置情報１１２に基づいて、仮の電子ビーム露光が必要な層に対する仮の電子ビーム露光データ１５１を作成する仮電子ビーム露光データ作成処理を行い、仮の電子ビーム露光データ１５１は露光システム２０内（例えば、コンピュータ２１内）又は露光システム２０外に設けられた記憶部に格納される。これにより、仮パターン配置情報１１２に従って、ウェーハ全面に仮のパターンを配置するための仮の電子ビーム露光データ１５１が作成される。仮パターン配置情報１１２は、外部からネットワークを介してコンピュータ２１に入力されても、コンピュータ２１の入力部から入力されても、コンピュータ２１内の記憶部に格納されていても良い。尚、仮の電子ビーム露光データ１５１のフィールド及びサブフィールドのサイズと配置は、電子ビーム露光データ１５と一致させておく。

例えばステップＳ３１−１のパターン編集処理で行うパターンの仮のパターンへの入れ替えを図３０乃至図３３と共に説明する。図３０は、ハイブリッド露光対象の露光データが示す露光パターンの一例を示す図であり、Ｈ１が電子ビーム露光パターン、Ｈ２が電子ビーム露光以外の露光による露光パターンを示す。図３１は、ステップＳ４のハイブリッド分割処理により得られる電子ビーム露光データ１５０−１が示す露光パターンの一例を示す図であり、図３２は、ハイブリッド分割処理により得られる電子ビーム露光以外の露光用のパターンデータ１５０−２が示す露光パターンの一例を示す図である。又、図３３は、図３２に示す露光パターンに対して、電子ビーム露光パターンのない指定部分に仮のパターンを配置した場合のパターンを示す図である。このように、図３２の露光パターン中の指定領域（即ち、無効領域）のパターンを、仮のパターンに入れ替えることで図３３の露光パターンが得られる。ハイブリッド露光の対象となる層であっても、電子ビーム露光データ１５１には電子ビーム露光以外で露光されるパターンを避けるように仮のパターンが存在するため、パターン編集処理では電子ビーム露光以外で露光されるパターンを意識することなく、ハイブリッド露光対象となる以外の層と同様に処理することができる。

本実施例は、無効チップ領域等の指定領域内のパターンを削除して代わりに仮のパターンを追加するので、ハイブリッド露光対象となる層等のパターンに適用すると特に有効である。

上記第２、第３及び第４実施例では、ロット毎の電子ビーム露光データを従来の露光データ作成処理で用いる資源を生かした状態で作成するので、露光スループットを向上可能な電子ビーム露光データを作成することができる。又、電子ビーム露光データを利用して、ロット毎に定義された指定領域内のパターンの削除や入れ替えという単純な操作でロット毎の電子ビーム露光データを作成できるため、ロット毎の電子ビーム露光データ作成処理を比較的短い計算時間で実行でき、且つ、比較的少ない資源で実現可能である。

例えば、６５ｎｍ技術ノードのマルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の電子ビーム露光データの作成は、１ロット１層分での平均が、処理時間で１０秒、コンピュータの記憶部の使用量は８Ｍｂｙｔｅｓである。これに対し、本発明者らによる実験結果によれば、上記第１乃至第４実施例を採用した場合の露光スループットは、１ロット１層分での平均で約２倍に向上することが確認された。このように、上記各実施例によれば、従来と比較して電子ビーム露光データ作成処理への負荷を少なくできると共に、露光スループットを向上することができる。

尚、本発明は、以下に付記する発明をも包含するものである。
付記の順序を入れ替えてください。
（付記１）
マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の製造方法であって、
ウェーハ上に形成する複数の半導体デバイスの配置を、該複数の半導体デバイスのパターンの露光順序に合わせて、製造条件とショット数を示す情報とに応じてコンピュータにより決定することで、同じ製造条件の半導体デバイスは近接して、ショット数が多い順又は少ない順に配置し、
該露光順序に従って該複数の半導体デバイスを直接描画技術を用いる露光装置により露光することを特徴とする、半導体装置の製造方法。
（付記２）
ウェーハ上の無効領域内では、半導体デバイスのパターンを削除することを特徴とする、付記１記載の半導体装置の製造方法。
（付記３）
ウェーハ上の無効領域内では、半導体デバイスのパターンを削除して仮のパターンと入れ替えることを特徴とする、付記１記載の半導体装置の製造方法。
（付記４）
該無効領域は、該コンピュータへの入力に基づいて任意に設定されることを特徴とする、付記２又は３記載の半導体装置の製造方法。
（付記５）
該無効領域は、該直接描画技術以外による露光の露光データに基づいて設定されることを特徴とする、付記２又は３記載の半導体装置の製造方法。
（付記６）
該複数の半導体デバイスの配置は、半導体デバイスのサイズを考慮して決定することを特徴とする、付記１乃至３のいずれか１項記載の半導体装置の製造方法。
（付記７）
該複数の半導体デバイスの配置は、
ユーザ名、半導体デバイスの識別番号、半導体デバイスのサイズ又は配置領域座標、製造条件、及びショット数を格納する管理テーブル中、製造条件を第１のキーとし、ショット数を第２のキーとして管理テーブルの内容を降順又は昇順に並び替えるソーティングを該コンピュータにより行い、
パターンの露光順序に合わせて、ソーティング後の管理テーブルの内容の順番を半導体デバイスのサイズを考慮しながら該コンピュータにより決定することを特徴とする、付記１乃至３のいずれか１項記載の半導体装置の製造方法。
（付記８）
マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置であって、
ウェーハ上に形成された複数の半導体デバイスは、該複数の半導体デバイスのパターンの露光順序に合わせて、製造条件とショット数を示す情報とに応じた配置を有し、
同じ製造条件の半導体デバイスは近接して、ショット数が多い順又は少ない順に配置されていることを特徴とする、半導体装置。
（付記９）
ウェーハ上の無効領域内では、半導体デバイスのパターンが削除されていることを特徴とする、付記８記載の半導体装置。
（付記１０）
ウェーハ上の無効領域内では、半導体デバイスのパターンが削除されて仮のパターンと入れ替えられていることを特徴とする、付記８記載の半導体装置。
（付記１１）
該複数の半導体デバイスの配置は、半導体デバイスのサイズを考慮して決定されていることを特徴とする、付記８乃至１０のいずれか１項記載の半導体装置。
（付記１２）
コンピュータ及び直接描画技術を用いる露光装置を含む露光システムにおいてマルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の製造を該コンピュータに制御させるプログラムであって、
ウェーハ上に形成する複数の半導体デバイスの配置を、該複数の半導体デバイスのパターンの露光順序に合わせて、製造条件とショット数を示す情報とに応じて決定することで、同じ製造条件の半導体デバイスは近接して、ショット数が多い順又は少ない順に配置する手順と、
該露光順序に従って該複数の半導体デバイスを該露光装置により露光させる手順と
を該コンピュータに実行させることを特徴とする、プログラム。
（付記１３）
ウェーハ上の無効領域内では、半導体デバイスのパターンを削除する手順を更に該コンピュータに実行させることを特徴とする、付記１２記載のプログラム。
（付記１４）
ウェーハ上の無効領域内では、半導体デバイスのパターンを削除して仮のパターンと入れ替える手順を更に該コンピュータに実行させることを特徴とする、付記１２記載のプログラム。
（付記１５）
該無効領域を、該コンピュータへの入力に基づいて任意に設定する手順を更に該コンピュータに実行させることを特徴とする、付記１３又は１４記載のプログラム。
（付記１６）
該無効領域を、該直接描画技術以外による露光の露光データに基づいて設定する手順を更に該コンピュータに実行させることを特徴とする、付記１３又は１４記載のプログラム。
（付記１７）
該複数の半導体デバイスの配置を、半導体デバイスのサイズを考慮して決定する手順を更に該コンピュータに実行させることを特徴とする、付記１２乃至１４のいずれか１項記載のプログラム。
（付記１８）
該複数の半導体デバイスを配置する手順は、
ユーザ名、半導体デバイスの識別番号、半導体デバイスのサイズ又は配置領域座標、製造条件、及びショット数を格納する管理テーブル中、製造条件を第１のキーとし、ショット数を第２のキーとして管理テーブルの内容を降順又は昇順に並び替えるソーティングを該コンピュータに実行させ、
パターンの露光順序に合わせて、ソーティング後の管理テーブルの内容の順番を半導体デバイスのサイズを考慮しながら該コンピュータに決定させることを特徴とする、付記１２乃至１４のいずれか１項記載のプログラム。

以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。

マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の一例を示す図である。 ウェーハ上の所定の領域内に形成される半導体デバイスを示す図である。 図２のウェーハ上の有効半導体デバイス及び無効半導体デバイスを示す図である。 ウェーハ上の所定の領域内に形成される半導体デバイスを示す図である。 図４のウェーハ上の有効半導体デバイス及び無効半導体デバイスを示す図である。 本発明の第１実施例における露光システムを示す図である。 露光システムの動作を説明するフローチャートである。 チップ管理テーブルの一例を説明する図である。 ソーティングを行った後のチップ管理テーブルの状態を説明する図である。 配置情報作成処理を説明するフローチャートである。 マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の所定領域に形成するべき半導体チップの配置を示す図である。 同じ製造条件の半導体チップを隣接して配置した場合の配置を示す図である。 同じ製造条件の半導体チップをウェーハ走査方向の同じ列に配置した場合の配置を示す図である。 同じ製造条件の半導体チップのチップ識別番号とショット数の関係を示す図である。 図１４に示す配置を第１乃至第４の製造条件を第１のキーとし、ショット数を第２のキーとして降順に並び替えるソーティングを行った結果示す図である。 本発明の第２実施例における露光システムの動作を説明するフローチャートである。 マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の所定領域に形成するべき半導体チップの配置を示す図である。 無効チップ領域のパターンの削除を説明する図である。 パターン編集処理で行うパターンの削除を説明する図である。 本発明の第３実施例における露光システムの動作を説明するフローチャートである。 マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の所定領域に形成するべき半導体チップの配置を示す図である。 無効チップ領域のパターンの仮パターンへの入れ替えを説明する図である。 電子ビーム露光データのフィールドを示す図である。 仮の電子ビーム露光データのフィールドを示す図である。 電子ビーム露光データのサブフィールドを示す図である。 仮の電子ビーム露光データのサブフィールドを示す図である。 パターン編集処理で行うパターンの削除を説明する図である。 パターン編集処理で行うパターンの仮パターンへの入れ替えを説明する図である。 本発明の第４実施例における露光システムの動作を説明するフローチャートである。 ハイブリッド露光対象の露光データが示す露光パターンの一例を示す図である。 ハイブリッド分割処理により得られる電子ビーム露光データが示す露光パターンの一例を示す図である。 ハイブリッド分割処理により得られる電子ビーム露光以外の露光用のパターンデータが示す露光パターンの一例を示す図である。 図３２に示す露光データに対して、電子ビーム露光データのない指定部分に仮のパターンを配置した場合のパターンを示す図である。

符号の説明

２０ 露光システム
２１ コンピュータ
２２ インタフェース部
２３ 電子ビーム露光装置

Claims (9)

1. マルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の製造方法であって、
   ウェーハ上に形成する複数の半導体デバイスの配置を、該複数の半導体デバイスのパターンの露光順序に合わせて、製造条件とショット数を示す情報とに応じてコンピュータにより決定することで、同じ製造条件の半導体デバイスは近接して、ウェーハ走査方向上にショット数が多い順又は少ない順に配置し、
   ウェーハ走査方向上に順に前記複数の半導体デバイスを直接描画技術を用いる露光装置により露光することを特徴とする、半導体装置の製造方法。
2. ウェーハ上の無効領域内では、半導体デバイスのパターンを削除することを特徴とする、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
3. ウェーハ上の無効領域内では、半導体デバイスのパターンを削除して仮のパターンと入れ替えることを特徴とする、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記無効領域は、前記コンピュータへの入力に基づいて任意に設定されることを特徴とする、請求項２又は３記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記無効領域は、前記直接描画技術以外による露光の露光データに基づいて設定されることを特徴とする、請求項２又は３記載の半導体装置の製造方法。
6. コンピュータ及び直接描画技術を用いる露光装置を含む露光システムにおいてマルチプロジェクトチップ方式の半導体装置の製造を該コンピュータに制御させるプログラムであって、
   ウェーハ上に形成する複数の半導体デバイスの配置を、該複数の半導体デバイスのパターンの露光順序に合わせて、製造条件とショット数を示す情報とに応じて決定することで、同じ製造条件の半導体デバイスは近接して、ウェーハ走査方向上にショット数が多い順又は少ない順に配置する手順と、
   ウェーハ走査方向上に順に前記複数の半導体デバイスを該露光装置により露光させる手順と
   を該コンピュータに実行させることを特徴とする、プログラム。
7. ウェーハ上の無効領域内では、半導体デバイスのパターンを削除する手順を更に該コンピュータに実行させることを特徴とする、請求項６記載のプログラム。
8. ウェーハ上の無効領域内では、半導体デバイスのパターンを削除して仮のパターンと入れ替える手順を更に該コンピュータに実行させることを特徴とする、請求項６記載のプログラム。
9. 前記無効領域を、前記コンピュータへの入力に基づいて任意に設定する手順を更に該コンピュータに実行させることを特徴とする、請求項７又は８記載のプログラム。