JP2005259840A - 露光方法、露光用マスク及び描画方法 - Google Patents
露光方法、露光用マスク及び描画方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005259840A JP2005259840A JP2004066724A JP2004066724A JP2005259840A JP 2005259840 A JP2005259840 A JP 2005259840A JP 2004066724 A JP2004066724 A JP 2004066724A JP 2004066724 A JP2004066724 A JP 2004066724A JP 2005259840 A JP2005259840 A JP 2005259840A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- effective
- exposure
- chip
- effective chip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Abstract
【目的】 電子線露光方法におけるスループットを向上させることを目的とする。
【構成】 半導体基板上において、半導体チップとして有効な形状を確保できる有効チップ領域に複数の種類のサブフィールドパターンを有する有効チップ領域パターンを介して投影転写露光する有効チップ露光工程(S202,S204)と、前記半導体基板上において、半導体チップとして有効な形状を確保できない非有効チップ領域に略同一種類の所定のサブフィールドパターンを有する非有効チップ領域パターンを介して投影転写露光する非有効チップ露光工程(S206)と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図1
【構成】 半導体基板上において、半導体チップとして有効な形状を確保できる有効チップ領域に複数の種類のサブフィールドパターンを有する有効チップ領域パターンを介して投影転写露光する有効チップ露光工程(S202,S204)と、前記半導体基板上において、半導体チップとして有効な形状を確保できない非有効チップ領域に略同一種類の所定のサブフィールドパターンを有する非有効チップ領域パターンを介して投影転写露光する非有効チップ露光工程(S206)と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、露光方法に係り、特に、電子線投影転写型露光装置を用いた露光方法、さらに、前記露光方法に用いる露光用マスク、さらには、電子線直描型露光装置を用いた描画方法に関する。
半導体装置の製造における、微細パターンを半導体基板となるウェハ上に形成するリソグラフィー技術において、紫外光を用いる光リソグラフィーやX線を用いるX線リソグラフィーに加えて、波長の短い荷電粒子線を用いる電子線リソグラフィーが導入されている。電子線リソグラフィー技術として、1つに電子線をパターンが形成されたマスクを介して投影転写することにより露光する電子線投影転写型露光と、もう1つに第1と第2のアパーチャを通過する電子線を用いてウェハ上に直接描画する電子線直描型露光とが用いられている。
図13は、電子線投影転写型露光装置の動作を説明するための概念図である。
まず、電子線投影転写型(Electron Projection Lithography:EPL)露光装置におけるレチクルステージには、1つの半導体チップについての露光単位領域となるサブフィールド320を投影転写するためのサブフィールドパターンが形成されたサブフィールドマスク350が格子状に整列形成されたマスク340が配置される。サブフィールド320が電子線330(荷電粒子線)を照射する際の1ショットに対応する領域である。サブフィールドマスク350には、それぞれ、電子線330が透過する種々のサブフィールドパターンが形成されている。そして、荷電粒子ソースから照射された電子線330は、偏向器により偏向され、所定のサブフィールドマスク350のパターンを照射し、透過した電子線330は、電子レンズにより縮小されウェハ300上に区分けされた複数の半導体チップ領域310のうち、1つの半導体チップ領域の中の露光単位領域となるサブフィールド320を照射することによりサブフィールドマスク350に形成されたサブフィールドパターンを投影転写する。次に、その列の隣に位置するサブフィールドマスク350のサブフィールドパターンを電子線330が照射するように、偏向器により偏向され、同様に、前記1つの半導体チップについての隣のサブフィールド320を照射することによりサブフィールドマスク350に形成されたサブフィールドパターンを隣のサブフィールド320に投影転写する。これを順次繰り返し、その列のサブフィールドマスク350のサブフィールドパターンを照射し終わったら、2列目のサブフィールドマスク350の先頭がウェハ300に投影転写できる位置に、レチクルステージとウェハステージとを移動させ、順次、2列目のサブフィールドマスク350の種々のサブフィールドパターンを照射する。このようにして、全列のサブフィールドマスク350のサブフィールドパターンを照射することにより、1つの半導体チップ領域310についての露光が終了する。かかる動作をウェハ300上に区分けされた全ての半導体チップ領域310に対して行っていく(例えば、特許文献1、非特許文献1参照)。その他、EPL露光装置に用いるマスクについて文献に開示されている(例えば、特許文献2、3参照)。
まず、電子線投影転写型(Electron Projection Lithography:EPL)露光装置におけるレチクルステージには、1つの半導体チップについての露光単位領域となるサブフィールド320を投影転写するためのサブフィールドパターンが形成されたサブフィールドマスク350が格子状に整列形成されたマスク340が配置される。サブフィールド320が電子線330(荷電粒子線)を照射する際の1ショットに対応する領域である。サブフィールドマスク350には、それぞれ、電子線330が透過する種々のサブフィールドパターンが形成されている。そして、荷電粒子ソースから照射された電子線330は、偏向器により偏向され、所定のサブフィールドマスク350のパターンを照射し、透過した電子線330は、電子レンズにより縮小されウェハ300上に区分けされた複数の半導体チップ領域310のうち、1つの半導体チップ領域の中の露光単位領域となるサブフィールド320を照射することによりサブフィールドマスク350に形成されたサブフィールドパターンを投影転写する。次に、その列の隣に位置するサブフィールドマスク350のサブフィールドパターンを電子線330が照射するように、偏向器により偏向され、同様に、前記1つの半導体チップについての隣のサブフィールド320を照射することによりサブフィールドマスク350に形成されたサブフィールドパターンを隣のサブフィールド320に投影転写する。これを順次繰り返し、その列のサブフィールドマスク350のサブフィールドパターンを照射し終わったら、2列目のサブフィールドマスク350の先頭がウェハ300に投影転写できる位置に、レチクルステージとウェハステージとを移動させ、順次、2列目のサブフィールドマスク350の種々のサブフィールドパターンを照射する。このようにして、全列のサブフィールドマスク350のサブフィールドパターンを照射することにより、1つの半導体チップ領域310についての露光が終了する。かかる動作をウェハ300上に区分けされた全ての半導体チップ領域310に対して行っていく(例えば、特許文献1、非特許文献1参照)。その他、EPL露光装置に用いるマスクについて文献に開示されている(例えば、特許文献2、3参照)。
図14は、電子線直描型露光装置の動作を説明するための概念図である。
電子線直描型露光装置(EB(Electron beam)直描装置)における第1のアパーチャ410には、電子線330を成型するための長方形の開口411が形成されている。また、第2のアパーチャ420には、第1のアパーチャ410の開口411を通過した電子線330を所望の矩形形状に整形するための可変成形用開口421と、可変成形用開口421の周りに繰り返し使用する頻度の高い種々の基本パターンが形成された部分一括マスク422とが形成されている。荷電粒子ソース430から照射され、第1のアパーチャ410の開口411を通過した電子線330は、偏向器により偏向され、第2のアパーチャ420の可変成形用開口421の一部を通過してウェハ300上に照射される。すなわち、第1のアパーチャ410の開口411と第2のアパーチャ420の可変成形用開口421との両方を通過できる矩形形状がウェハ300上の所定の半導体チップ領域310に直描される。第1のアパーチャ410の開口411と第2のアパーチャ420の可変成形用開口421との両方を通過させ、任意の矩形形状を作成する方式を可変成形方式という。また、繰り返し使用する頻度の高い基本パターン全体に電子線330を照射させ、基本パターンを作成する方式を部分一括方式という(例えば、特許文献4〜7参照)。
特開2001−319872号公報
特開2002−75842号公報
特開2003−68616号公報
特開2001−135558号公報
特開2000−58424号公報
特開2000−269126号公報
特開2000−58413号公報
"Nikon ニコンテクノロジー:EPL",http://www.nikon.co.jp/main/jpn/profile/technology/epl/index.htm
電子線直描型露光装置(EB(Electron beam)直描装置)における第1のアパーチャ410には、電子線330を成型するための長方形の開口411が形成されている。また、第2のアパーチャ420には、第1のアパーチャ410の開口411を通過した電子線330を所望の矩形形状に整形するための可変成形用開口421と、可変成形用開口421の周りに繰り返し使用する頻度の高い種々の基本パターンが形成された部分一括マスク422とが形成されている。荷電粒子ソース430から照射され、第1のアパーチャ410の開口411を通過した電子線330は、偏向器により偏向され、第2のアパーチャ420の可変成形用開口421の一部を通過してウェハ300上に照射される。すなわち、第1のアパーチャ410の開口411と第2のアパーチャ420の可変成形用開口421との両方を通過できる矩形形状がウェハ300上の所定の半導体チップ領域310に直描される。第1のアパーチャ410の開口411と第2のアパーチャ420の可変成形用開口421との両方を通過させ、任意の矩形形状を作成する方式を可変成形方式という。また、繰り返し使用する頻度の高い基本パターン全体に電子線330を照射させ、基本パターンを作成する方式を部分一括方式という(例えば、特許文献4〜7参照)。
図15は、ウェハ上に区分けされた複数の半導体チップ領域を示す図である。
図15に示すように、ウェハ300の上面を半導体チップ領域となる半導体チップサイズに分割すると、ウェハ300の外周部において、半導体チップ領域の一部が欠けてしまい製品にならない、いわゆる非有効チップ領域160が生じてしまう。従来、かかる非有効チップ領域160にも、製品として使用する有効チップ領域150と同様のパターンが露光されてきた。これは、非有効チップ領域160にパターンを形成しないと、非有効チップ領域160と有効チップ領域150との間でのパターンの粗密により後工程の平坦化工程で用いられるCMP(Chemical Mechanical Polishing)での処理において、ウェハ表面を研磨した際、ウェハ表面の層の膜厚が均一でなくなるといった問題があったためである。
図15に示すように、ウェハ300の上面を半導体チップ領域となる半導体チップサイズに分割すると、ウェハ300の外周部において、半導体チップ領域の一部が欠けてしまい製品にならない、いわゆる非有効チップ領域160が生じてしまう。従来、かかる非有効チップ領域160にも、製品として使用する有効チップ領域150と同様のパターンが露光されてきた。これは、非有効チップ領域160にパターンを形成しないと、非有効チップ領域160と有効チップ領域150との間でのパターンの粗密により後工程の平坦化工程で用いられるCMP(Chemical Mechanical Polishing)での処理において、ウェハ表面を研磨した際、ウェハ表面の層の膜厚が均一でなくなるといった問題があったためである。
しかしながら、かかる非有効チップ領域にも、製品として使用する有効チップ領域と同様のパターンが露光されると、露光工程におけるスループットが低下してしまう。まず、EPL露光においては、マスク340に形成された1つのサブフィールドマスク350のサブフィールドパターンから次のサブフィールドマスク350のサブフィールドパターンに移行する際、セトリング時間(マスクステージ移動時間及びマスクステージ静止後のビーム安定待ち時間)が必要となる。したがって、非有効チップ領域160にも同様のセトリング時間が必要となってしまい、スループットを大きく低下させてしまっていた。特に、ウェハ上のパターンを相補マスクを用いて露光する場合には、有効チップ領域150、非有効チップ領域160ともに全く同様に相補マスクを用いて露光していた。そのため、相補マスクの一方を露光するためのセトリング時間の他に、さらに、他方を露光するためのセトリング時間が必要となり、さらに、スループットを大きく低下させてしまっていた。
一方、EB直描露光においては、様々な矩形形状を可変成形方式によりその都度電子線330をショットすることにより形成していくため、半導体チップ領域310にパターンを形成するためのショット数が多い。したがって、非有効チップ領域160にも同様のショット数が必要となってしまい、スループットを大きく低下させてしまっていた。
ここで、上記特許文献6,7では、EB直描露光において、非有効チップ領域に可変成形方式により最大ショットサイズの矩形を形成することにより、スループットの低下を防ごうとする技術が開示されている。しかしながら、非有効チップ領域に形成される矩形によるパターンと有効チップ領域に形成される矩形によるパターンとの粗密を無くすために、可変成形方式では、偏向器により様々な偏向を加えて第1のアパーチャの開口と第2のアパーチャの可変成形用開口との両方を通過できる矩形形状を制御する必要があり、複雑で煩雑なものとなってしまう。
本発明は、上述した従来の課題を克服し、電子線露光方法におけるスループットを向上させることを目的とする。さらに、複雑な矩形形状制御をおこなうことなくスループットを向上させることを目的とする。さらに、スループットを向上させる露光用のマスクを提供することを目的とする。
本発明の露光方法は、
半導体基板上において、半導体チップとして有効な形状を確保できる有効チップ領域に複数の種類のサブフィールドパターンを有する有効チップ領域パターンを介して投影転写露光する有効チップ露光工程と、
前記半導体基板上において、半導体チップとして有効な形状を確保できない非有効チップ領域に略同一種類の所定のサブフィールドパターンを有する非有効チップ領域パターンを介して投影転写露光する非有効チップ露光工程と、
を備えたことを特徴とする。
半導体基板上において、半導体チップとして有効な形状を確保できる有効チップ領域に複数の種類のサブフィールドパターンを有する有効チップ領域パターンを介して投影転写露光する有効チップ露光工程と、
前記半導体基板上において、半導体チップとして有効な形状を確保できない非有効チップ領域に略同一種類の所定のサブフィールドパターンを有する非有効チップ領域パターンを介して投影転写露光する非有効チップ露光工程と、
を備えたことを特徴とする。
有効チップ領域の露光工程と、非有効チップ領域の露光工程とを分けることで、非有効チップ領域における露光時間を有効チップ領域にかかる露光時間と切り離すことができる。その上で、複数の種類のサブフィールドパターンに電子線を照射する場合に必要であった電子線の安定化が、略同一種類の所定のサブフィールドパターンを有する非有効チップ領域パターンを介して投影転写露光することで、不要、或いは減少させることができる。よって、非有効チップ領域の露光工程におけるセトリング時間を減らすことができる。セトリング時間を減らすことができるので、非有効チップ領域における露光時間を短縮することができる。
また、特に、前期有効チップ領域パターンは、第1と第2の相補パターンを有し、
前記有効チップ露光工程において、前記第1と第2の相補パターンを介して前期有効チップ領域に多重露光することを特徴とする。
前記有効チップ露光工程において、前記第1と第2の相補パターンを介して前期有効チップ領域に多重露光することを特徴とする。
特に、前記有効チップ露光工程において、前記第1と第2の相補パターンを介して前期有効チップ領域に多重露光する場合に、有効チップ領域の露光工程と、非有効チップ領域の露光工程とを分けることで、非有効チップ領域では、多重露光を不要とすることができる。
また、前記非有効チップ露光工程において、前記非有効チップ領域パターンを介して投影転写露光される前記非有効チップ領域のパターン面積密度が、前記有効チップ領域パターンを介して投影転写露光される有効チップ領域のパターン面積密度と略同等になるように形成された前記非有効チップ領域パターンを介して前記非有効チップ領域に投影転写露光する。
前記非有効チップ領域のパターン面積密度が、有効チップ領域のパターン面積密度と略同等になるように形成されることで、非有効チップ領域と有効チップ領域との間でのパターンの粗密を解消することができる。
さらに、前記有効チップ露光工程において、前記有効チップ領域パターンを移動させながら有効チップ領域に投影転写露光し、
前記非有効チップ露光工程において、前記非有効チップ領域パターンを移動させずに非有効チップ領域に投影転写露光することを特徴とする。
前記非有効チップ露光工程において、前記非有効チップ領域パターンを移動させずに非有効チップ領域に投影転写露光することを特徴とする。
非有効チップ露光工程において、前記非有効チップ領域パターンを移動させないことにより、マスクステージの移動時間を短縮することができる。また、マスクステージの移動に伴う位置合わせ誤差を無くすことができる。
本発明の露光用マスクは、
半導体チップとして有効な形状を確保できる半導体基板の有効チップ領域に露光するための第1のパターンが形成された第1のパターン部と、
第2のパターンが形成され、前記有効チップ領域に前期第2のパターンを用いて多重露光することにより前記第1のパターン部により前記半導体基板の有効チップ領域に露光される第1のパターンを相補する第2のパターン部と、
半導体チップとして有効な形状を確保できない前記半導体基板の非有効チップ領域に露光するための、前記第1と第2のパターンとは異なる第3のパターンが形成された第3のパターン部と、
を備えたことを特徴とする。
半導体チップとして有効な形状を確保できる半導体基板の有効チップ領域に露光するための第1のパターンが形成された第1のパターン部と、
第2のパターンが形成され、前記有効チップ領域に前期第2のパターンを用いて多重露光することにより前記第1のパターン部により前記半導体基板の有効チップ領域に露光される第1のパターンを相補する第2のパターン部と、
半導体チップとして有効な形状を確保できない前記半導体基板の非有効チップ領域に露光するための、前記第1と第2のパターンとは異なる第3のパターンが形成された第3のパターン部と、
を備えたことを特徴とする。
特に、1つのマスクに、有効チップ領域用の相補マスクと非有効チップ領域用のマスクの機能を備えたことで、露光処理におけるマスク交換をおこなう時間を短縮することができる。
本発明の描画方法は、
半導体基板上において、半導体チップとして有効な形状を確保できる有効チップ領域に可変成形方式を用いてパターンを描画する有効チップ描画工程と、
前記半導体基板上において、半導体チップとして有効な形状を確保できない非有効チップ領域に部分一括方式を用いてパターンを描画する非有効チップ描画工程と、
を備えたことを特徴とする。
半導体基板上において、半導体チップとして有効な形状を確保できる有効チップ領域に可変成形方式を用いてパターンを描画する有効チップ描画工程と、
前記半導体基板上において、半導体チップとして有効な形状を確保できない非有効チップ領域に部分一括方式を用いてパターンを描画する非有効チップ描画工程と、
を備えたことを特徴とする。
非有効チップ領域に部分一括方式を用いてパターンを描画することで、より広い面積を一度に描画することができる。
さらに、前期非有効チップ描画工程において、前記部分一括方式を用いて非有効チップ領域に描画されるパターンのパターン面積密度が、前記可変成形方式を用いて有効チップ領域に描画されるパターンのパターン面積密度と略同等になるように形成されたパターンを用いて描画することを特徴とする。
前記非有効チップ領域のパターン面積密度が、有効チップ領域のパターン面積密度と略同等になるように形成されることで、非有効チップ領域と有効チップ領域との間でのパターンの粗密を解消することができる。
本発明によれば、非有効チップ領域における露光時間を短縮することができるので、ウェハ全体を露光する時間を短縮することができる。ウェハ全体を露光する時間を短縮することができるので、スループットを向上させることができる。
さらに、本発明の実施形態の方法によれば、特に、前記第1と第2の相補パターンを介して前期有効チップ領域に多重露光する場合に、非有効チップ領域の多重露光を不要とすることができるので、さらに、非有効チップ領域の多重露光分の露光時間を短縮することができる。
さらに、本発明の実施形態の方法によれば、非有効チップ領域と有効チップ領域との間でのパターンの粗密を解消することができるので、後工程の平坦化工程で用いられるCMPでの処理において、ウェハ表面を研磨した際、ウェハ表面の層の膜厚を均一にすることができる。
さらに、本発明の実施形態の方法によれば、マスクステージの移動時間を短縮することができるので、さらに、非有効チップ領域の露光時間を短縮することができる。また、マスクステージの移動に伴う位置合わせ誤差を無くすことができるので、さらに、非有効チップ領域の誤差補正分の露光時間を短縮することができる。
さらに、本発明の実施形態の方法によれば、露光処理におけるマスク交換をおこなう時間を短縮することができる露光用マスクを提供することができる。マスク交換をおこなう時間を短縮することができる露光用マスクを提供することができるので、ウェハ全体を露光する時間を短縮することができ、スループットを向上させることができる。
さらに、本発明の実施形態の方法によれば、非有効チップ領域に部分一括方式を用いてパターンを描画することで、可変成形方式のような複雑な矩形形状制御をおこなう必要を無くすことができる。さらに、より広い面積を一度に描画することができるので、ショット数を減らすことができる。ショット数を減らすことができるので、非有効チップ領域の露光時間を短縮することができる。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1における半導体基板の露光方法の要部を説明するためのフローチャート図である。
有効チップ露光工程(S202,S204)として、ウェハ上において、有効チップ領域150に複数の種類のサブフィールドパターンを有する有効チップ領域パターンを介して投影転写露光する。そして、非有効チップ露光工程(S206)において、前記ウェハ300上において、非有効チップ領域160に略同一種類の所定のサブフィールドパターンを有する非有効チップ領域パターンを介して投影転写露光する。
図1は、実施の形態1における半導体基板の露光方法の要部を説明するためのフローチャート図である。
有効チップ露光工程(S202,S204)として、ウェハ上において、有効チップ領域150に複数の種類のサブフィールドパターンを有する有効チップ領域パターンを介して投影転写露光する。そして、非有効チップ露光工程(S206)において、前記ウェハ300上において、非有効チップ領域160に略同一種類の所定のサブフィールドパターンを有する非有効チップ領域パターンを介して投影転写露光する。
図2は、実施の形態1における半導体基板の露光方法を説明するための概念図である。
図2には、半導体基板となるウェハ上に、半導体チップとして有効な形状を確保できる有効チップ領域150と半導体チップとして有効な形状を確保できない非有効チップ領域160とが示されている。ウェハの上面を半導体チップ領域となる半導体チップサイズに分割すると、ウェハの外周部において、半導体チップ領域の一部が欠けてしまい製品にならない、いわゆる非有効チップ領域160が生じてしまうことは上述した通りである。実施の形態1では、有効チップ領域150と非有効チップ領域160とを分けて、それぞれ露光する。特に、ここでは、電子線投影転写型露光装置(EPL露光装置)により、相補マスクを用いて、ウェハ上のパターンを露光する場合に、非有効チップ領域160に限り、有効チップのパターン密度と等しいパターン密度を持つサブフィールドマスクを用いて相補露光なし(重ね露光なし)で露光する。
図2には、半導体基板となるウェハ上に、半導体チップとして有効な形状を確保できる有効チップ領域150と半導体チップとして有効な形状を確保できない非有効チップ領域160とが示されている。ウェハの上面を半導体チップ領域となる半導体チップサイズに分割すると、ウェハの外周部において、半導体チップ領域の一部が欠けてしまい製品にならない、いわゆる非有効チップ領域160が生じてしまうことは上述した通りである。実施の形態1では、有効チップ領域150と非有効チップ領域160とを分けて、それぞれ露光する。特に、ここでは、電子線投影転写型露光装置(EPL露光装置)により、相補マスクを用いて、ウェハ上のパターンを露光する場合に、非有効チップ領域160に限り、有効チップのパターン密度と等しいパターン密度を持つサブフィールドマスクを用いて相補露光なし(重ね露光なし)で露光する。
図3は、実施の形態1におけるマスクを説明するための図である。
図3において、マスク100には、第1の相補マスク101と第2の相補マスク102と非有効チップ領域マスク103とが形成されている。
そして、第1の相補マスク101には、縦横に格子状に整列して配置された複数のサブフィールドマスクにより所定の分割された第1の相補パターンが形成されている。第2の相補マスク102には、縦横に格子状に整列して配置された複数のサブフィールドマスクにより、第1の相補パターンを相補するための所定の分割された第2の相補パターンが形成されている。例えば、1つのサブフィールドマスクは、0.25mm×0.25mmに形成されている。また、サブフィールドマスクには、電子線330が透過する種々のサブフィールドパターンが形成されている。かかる第1の相補マスク101に形成された複数の種類のサブフィールドパターンと第2の相補マスク102に形成された複数の種類のサブフィールドパターンとにより有効チップ領域パターンを形成する。
図3において、マスク100には、第1の相補マスク101と第2の相補マスク102と非有効チップ領域マスク103とが形成されている。
そして、第1の相補マスク101には、縦横に格子状に整列して配置された複数のサブフィールドマスクにより所定の分割された第1の相補パターンが形成されている。第2の相補マスク102には、縦横に格子状に整列して配置された複数のサブフィールドマスクにより、第1の相補パターンを相補するための所定の分割された第2の相補パターンが形成されている。例えば、1つのサブフィールドマスクは、0.25mm×0.25mmに形成されている。また、サブフィールドマスクには、電子線330が透過する種々のサブフィールドパターンが形成されている。かかる第1の相補マスク101に形成された複数の種類のサブフィールドパターンと第2の相補マスク102に形成された複数の種類のサブフィールドパターンとにより有効チップ領域パターンを形成する。
図4は、非有効チップ領域マスク103の構成を示す図である。
図4に示すように、非有効チップ領域マスク103は、第1の相補マスク101と第2の相補マスク102と異なり、サブフィールドマスク104が1列のみ形成されている。各サブフィールドマスク104のサイズは、0.25mm×0.25mmと、第1の相補マスク101と第2の相補マスク102に形成されたサブフィールドマスクのサイズと同じである。非有効チップ領域マスク103における各サブフィールドマスク104には、後述するように略同一種類の所定のサブフィールドパターンが形成されている。
図4に示すように、非有効チップ領域マスク103は、第1の相補マスク101と第2の相補マスク102と異なり、サブフィールドマスク104が1列のみ形成されている。各サブフィールドマスク104のサイズは、0.25mm×0.25mmと、第1の相補マスク101と第2の相補マスク102に形成されたサブフィールドマスクのサイズと同じである。非有効チップ領域マスク103における各サブフィールドマスク104には、後述するように略同一種類の所定のサブフィールドパターンが形成されている。
まず、図1における第1の露光工程(S202)において、第1の相補マスク101に形成された有効チップ領域パターンとしての第1の相補パターンを用いて、有効チップ領域150に投影転写露光する。EPL露光装置の動作は、図13で説明したのと同様である。荷電粒子ソースから照射された電子線330は、偏向器により偏向され、1列目のサブフィールドマスク350のサブフィールドパターンを照射し、透過した電子線330は、電子レンズにより縮小されウェハ300上に区分けされた複数の半導体チップ領域310のうち、1つの半導体チップ領域の中の露光単位領域となるサブフィールド320を照射することによりサブフィールドマスク350に形成されたサブフィールドパターンを投影転写する。次に、その列の隣に位置するサブフィールドマスク350のサブフィールドパターンを電子線330が照射するように、偏向器により電子線330が偏向され、同様に、前記1つの半導体チップについての隣のサブフィールド320を照射する。かかる際に、電子線330が安定するまで、しばらくの間、ビーム安定時間が生じることになる。隣のサブフィールド320を照射することによりサブフィールドマスク350に形成されたサブフィールドパターンを隣のサブフィールド320に投影転写する。これを順次繰り返し、その列のサブフィールドマスク350のサブフィールドパターンを照射し終わったら、2列目のサブフィールドマスク350の先頭がウェハ300に投影転写できる位置に、レチクルステージとウェハステージとを移動させ、順次、2列目のサブフィールドマスク350の種々のサブフィールドパターンを照射する。レチクルステージとウェハステージとの両方を移動させることにより、移動量を各々半分にすることができる。レチクルステージとウェハステージとを移動させることにより、移動時間が生じることになる。また、レチクルステージを移動し、次の新しい2列目のサブフィールドマスク350を照射するために、電子線330が安定するまで、しばらくの間、ビーム安定時間が生じることになる。このようにして、第1の相補マスク101における全列のサブフィールドマスク350のサブフィールドパターンを照射することにより、1つの半導体チップ領域310についての露光が終了する。かかる動作をウェハ300上に区分けされた全ての有効チップ領域150に対して行っていく。
次に、図1における第2の露光工程(S204)において、第2の相補マスク102に形成された有効チップ領域パターンとしての第2の相補パターンを用いて、有効チップ領域150に形成されたパターンに重ねて投影転写露光する。言い換えれば、第2の相補パターンを用いて、多重露光する。EPL露光装置の動作は、図13で説明したのと同様である。
図5は、非有効チップ露光工程における電子線投影転写型露光装置の動作を説明するための概念図である。
まず、EPL露光装置におけるレチクルステージには、1つの半導体チップについての露光単位領域となるサブフィールド320を投影転写するためのサブフィールドパターンが形成されたサブフィールドマスク104が1列に整列形成された非有効チップ領域マスク103が配置される。
そして、非有効チップ露光工程(S206)において、前記ウェハ300上において、非有効チップ領域160に略同一種類の所定のサブフィールドパターンを有する非有効チップ領域パターンを介して投影転写露光する。詳述すると、荷電粒子ソースから照射された電子線330は、偏向器により偏向され、最初のサブフィールドマスク104のサブフィールドパターンを照射し、透過した電子線330は、電子レンズにより縮小されウェハ300上に区分けされた複数の半導体チップ領域310のうち、1つの半導体チップ領域の中の露光単位領域となるサブフィールド320を照射することによりサブフィールドマスク104に形成されたサブフィールドパターンを投影転写する。次に、その列の隣に位置するサブフィールドマスク104のサブフィールドパターンを電子線330が照射するように、偏向器により偏向され、同様に、前記1つの半導体チップについての隣のサブフィールド320を照射することによりサブフィールドマスク103に形成されたサブフィールドパターンを隣のサブフィールド320に投影転写する。これを順次繰り返し、その列のサブフィールドマスク103のサブフィールドパターンを照射し終わったら、2列目のサブフィールド320が照射できる位置にウェハステージを移動させ、今度は、偏向器により逆方向に向かって、順次サブフィールドマスク104を照射するように電子線330を偏向する。このようにして、レチクルステージを移動させずに偏向器により偏向するだけで、1つの半導体チップ領域310について、サブフィールドマスク103のサブフィールドパターンを照射することにより露光が終了する。かかる動作をウェハ300上に区分けされた全ての非有効チップ領域160に対して行っていく。
まず、EPL露光装置におけるレチクルステージには、1つの半導体チップについての露光単位領域となるサブフィールド320を投影転写するためのサブフィールドパターンが形成されたサブフィールドマスク104が1列に整列形成された非有効チップ領域マスク103が配置される。
そして、非有効チップ露光工程(S206)において、前記ウェハ300上において、非有効チップ領域160に略同一種類の所定のサブフィールドパターンを有する非有効チップ領域パターンを介して投影転写露光する。詳述すると、荷電粒子ソースから照射された電子線330は、偏向器により偏向され、最初のサブフィールドマスク104のサブフィールドパターンを照射し、透過した電子線330は、電子レンズにより縮小されウェハ300上に区分けされた複数の半導体チップ領域310のうち、1つの半導体チップ領域の中の露光単位領域となるサブフィールド320を照射することによりサブフィールドマスク104に形成されたサブフィールドパターンを投影転写する。次に、その列の隣に位置するサブフィールドマスク104のサブフィールドパターンを電子線330が照射するように、偏向器により偏向され、同様に、前記1つの半導体チップについての隣のサブフィールド320を照射することによりサブフィールドマスク103に形成されたサブフィールドパターンを隣のサブフィールド320に投影転写する。これを順次繰り返し、その列のサブフィールドマスク103のサブフィールドパターンを照射し終わったら、2列目のサブフィールド320が照射できる位置にウェハステージを移動させ、今度は、偏向器により逆方向に向かって、順次サブフィールドマスク104を照射するように電子線330を偏向する。このようにして、レチクルステージを移動させずに偏向器により偏向するだけで、1つの半導体チップ領域310について、サブフィールドマスク103のサブフィールドパターンを照射することにより露光が終了する。かかる動作をウェハ300上に区分けされた全ての非有効チップ領域160に対して行っていく。
ここでは、図3に示したように、非有効チップ領域マスク103における複数のサブフィールドマスク104が1列で整列配置されているため、レチクルステージの移動を省略することができる。言い換えれば、常に、1列目の複数のサブフィールドマスク104を往復のビーム偏向のみで照射する。レチクルステージの移動が無いため、レチクルステージ停止後のビーム安定待ち時間を省略することができる。照射される半導体チップ領域の中の露光単位領域となるサブフィールド320の位置に電子線330が照射されるように、ウェハステージが移動する。以上のように、前記有効チップ露光工程においては、前記有効チップ領域パターンを移動させながら有効チップ領域に投影転写露光するのに対し、本非有効チップ露光工程においては、前記非有効チップ領域パターンを移動させずに非有効チップ領域に投影転写露光することになる。このようにして、非有効チップ領域103におけるサブフィールドマスク104のサブフィールドパターンを1つの半導体チップ領域310全体にわたって照射することにより、1つの半導体チップ領域310についての露光が終了する。かかる動作をウェハ300上に区分けされた全ての非有効チップ領域160に対して行っていく。
図6は、非有効チップ領域マスク103におけるサブフィールドマスク104によりウェハに投影転写されたサブフィールドパターンの一例を示す図である。
図6に示すように、ウェハに投影転写された0.25mm×0.25mmのサイズのサブフィールドに、例えば、所定の大きさの正方形を所定のピッチで敷き詰めている。かかる所定のピッチを変更することで、パターンの面積密度を調整することができる。非有効チップ領域マスク103におけるサブフィールドマスク104には、かかるサブフィールドパターンがウェハに投影転写できるように露光する縮尺に合わせて形成されている。図5に示す同じサブフィールドパターンが非有効チップ領域マスク103におけるサブフィールドマスク104の全てに形成されている。言い換えれば、1列目のみに形成された非有効チップ領域マスク103における複数のサブフィールドマスク104には、図5に示す同様のサブフィールドパターンが形成されている。略同一種類の所定のサブフィールドパターンを形成することにより、隣のサブフィールドマスク104に電子線330を偏向する際に、ビーム安定待ち時間を省略、或いは減らすことができる。図5に示すサブフィールドパターンは、前記有効チップ領域パターンを介して投影転写露光される有効チップ領域のパターン面積密度と略同等になるように形成されている。すなわち、非有効チップ領域マスク103における非有効チップ領域パターンは、前記非有効チップ露光工程において、非有効チップ領域マスク103における前記非有効チップ領域パターンを介して投影転写露光される前記非有効チップ領域のパターン面積密度が、前記有効チップ領域パターンを介して投影転写露光される有効チップ領域のパターン面積密度と略同等になるように形成されている。これにより、非有効チップ領域160と有効チップ領域150との間でのパターンの粗密を解消することができる。
図6に示すように、ウェハに投影転写された0.25mm×0.25mmのサイズのサブフィールドに、例えば、所定の大きさの正方形を所定のピッチで敷き詰めている。かかる所定のピッチを変更することで、パターンの面積密度を調整することができる。非有効チップ領域マスク103におけるサブフィールドマスク104には、かかるサブフィールドパターンがウェハに投影転写できるように露光する縮尺に合わせて形成されている。図5に示す同じサブフィールドパターンが非有効チップ領域マスク103におけるサブフィールドマスク104の全てに形成されている。言い換えれば、1列目のみに形成された非有効チップ領域マスク103における複数のサブフィールドマスク104には、図5に示す同様のサブフィールドパターンが形成されている。略同一種類の所定のサブフィールドパターンを形成することにより、隣のサブフィールドマスク104に電子線330を偏向する際に、ビーム安定待ち時間を省略、或いは減らすことができる。図5に示すサブフィールドパターンは、前記有効チップ領域パターンを介して投影転写露光される有効チップ領域のパターン面積密度と略同等になるように形成されている。すなわち、非有効チップ領域マスク103における非有効チップ領域パターンは、前記非有効チップ露光工程において、非有効チップ領域マスク103における前記非有効チップ領域パターンを介して投影転写露光される前記非有効チップ領域のパターン面積密度が、前記有効チップ領域パターンを介して投影転写露光される有効チップ領域のパターン面積密度と略同等になるように形成されている。これにより、非有効チップ領域160と有効チップ領域150との間でのパターンの粗密を解消することができる。
ここで、有効チップの第1と第2の露光(相補露光)において、従来行われていた非有効チップ領域160の露光が無くなったことによる短縮時間について説明する。例えば、ニコン製EPL露光装置では、直径300mmのウェハの場合、本願の出願時点で1時間に10枚露光できる能力を持つ。すなわち300mmウェハで1ウェハ露光をおこなうために6分間の時間を要する。
例えば半導体チップのチップサイズが、横20mm、縦25mmとすると、横ピッチ20mm、縦ピッチ25mmで、300mmウェハに敷き詰めた場合、有効チップ数は114個、周辺で欠けてしまう非有効チップ数は52個となる。有効チップ数と非有効チップ数の合計は166個である。
よって非有効チップの露光がなくなったことによる短縮時間は(6分)×(52チップ/166チップ)=約1.9分になる。
例えば半導体チップのチップサイズが、横20mm、縦25mmとすると、横ピッチ20mm、縦ピッチ25mmで、300mmウェハに敷き詰めた場合、有効チップ数は114個、周辺で欠けてしまう非有効チップ数は52個となる。有効チップ数と非有効チップ数の合計は166個である。
よって非有効チップの露光がなくなったことによる短縮時間は(6分)×(52チップ/166チップ)=約1.9分になる。
そして、レチクルステージ(マスクステージ)を移動させずにサブフィールドマスクを用いた、非有効チップのみの露光工程で生じることになった時間について説明する。ここで、サブフィールドサイズは横0.25mm、縦0.25mmとすると、1チップ(横20mm、縦25mm)を露光するためには、サブフィールドを横に80個、縦に100個、敷き詰める必要がある(縦ピッチ0.25mm、横ピッチ0.25mm)。すなわち1チップ露光するためにはサブフィールドを8000個露光する必要がある。
そして非有効チップ領域数が52個あるため、非有効チップ領域を露光するためには全部で52個×8000個=416000個のサブフィールドを露光する必要がある。サブフィールド数が多いのでビーム安定待ち時間を減らすことは重要となることがわかる。
本実施の形態では、同じサブフィールドマスクを使って、マスクステージを移動させずにビームの偏向だけで露光するようにしたので、ビーム安定待ち時間を減らすことができ少なくともスループットを2倍にすることができると考えられる(マスクの歪みやマスク移動距離・垂直性の誤差を考慮する必要が少なくなる)。
更に、非有効チップ領域160においては、第1と第2の相補マスクを用いた相補露光をせずに(重ね露光をせずに)、1回の露光で行うようにすることで、さらに、スループットを2倍近くにすることができる。
よって、スループットを4倍近くにすることができ、例えば、非有効チップに約1.9分かかっているとすると、それが0.47分で露光できるようになる。
よって、スループットを4倍近くにすることができ、例えば、非有効チップに約1.9分かかっているとすると、それが0.47分で露光できるようになる。
以上のように、非有効チップ領域では、マスクステージを移動させずに、同じサブフィールドマスクを使って繰り返し露光することにより、セトリング時間(マスクステージ移動時間及びマスクステージ静止後のビーム安定待ち時間)を短縮し、全体としてスループットを向上させることができる。また、非有効チップ領域が有効チップと等しいパターン密度を有しているので、有効チップのエッチング後のパターン線幅寸法精度を確保することができる。言い換えれば、パターン粗密差を小さくし、マイクロローディング効果によるエッチング不均一性を緩和することができる。さらに、上述したCMP工程における膜厚均一性を確保することができる。言い換えれば、パターン粗密差を小さくし、CMP研磨レート差を緩和することができる。以上のように、よって非有効チップ領域は、有効チップ領域と等しいパターン密度を有していればその目的を達成できるので、非有効チップのパターンレイアウトを、有効チップのパターンレイアウトと等しくする必要はなく、様々なパターンレイアウトを構成することができる。
図7は、実施の形態1における他のマスクの一例を説明するための図である。
図3では、マスク100に、第1の相補マスク101と第2の相補マスク102と非有効チップ領域マスク103とが形成されているが、これに限るものではなく、図7に示すように、マスク110に第1の相補マスク101が、マスク120に第2の相補マスク102が、マスク130に非有効チップ領域マスク103が形成されていてもよい。すなわち、第1の相補マスク101と第2の相補マスク102と非有効チップ領域マスク103とが別々のマスクとして、分離可能に形成されていてもよい。かかる場合、各工程において、マスク交換作業と交換時間とが生じることになる。
図3では、マスク100に、第1の相補マスク101と第2の相補マスク102と非有効チップ領域マスク103とが形成されているが、これに限るものではなく、図7に示すように、マスク110に第1の相補マスク101が、マスク120に第2の相補マスク102が、マスク130に非有効チップ領域マスク103が形成されていてもよい。すなわち、第1の相補マスク101と第2の相補マスク102と非有効チップ領域マスク103とが別々のマスクとして、分離可能に形成されていてもよい。かかる場合、各工程において、マスク交換作業と交換時間とが生じることになる。
実施の形態2.
図8は、実施の形態2における半導体基板の露光方法(描画方法)の要部を説明するためのフローチャート図である。
有効チップ描画工程(S802)として、有効チップ領域に可変成形方式を用いてパターンを描画する。そして、非有効チップ描画工程(S804)として、非有効チップ領域に部分一括方式を用いてパターンを描画する。EB直描露光装置で、ウェハ上のパターンを露光する場合に、非有効チップ領域160に限り、有効チップ領域150のパターン密度と等しいパターン密度を持つ部分一括マスクで露光することにより、露光時間を短縮することができる。
図8は、実施の形態2における半導体基板の露光方法(描画方法)の要部を説明するためのフローチャート図である。
有効チップ描画工程(S802)として、有効チップ領域に可変成形方式を用いてパターンを描画する。そして、非有効チップ描画工程(S804)として、非有効チップ領域に部分一括方式を用いてパターンを描画する。EB直描露光装置で、ウェハ上のパターンを露光する場合に、非有効チップ領域160に限り、有効チップ領域150のパターン密度と等しいパターン密度を持つ部分一括マスクで露光することにより、露光時間を短縮することができる。
図9は、実施の形態2における半導体基板の露光方法を説明するための概念図である。
図9には、上述した有効チップ領域150と非有効チップ領域160とが示されている。実施の形態2では、電子線直描型露光装置(EB露光装置)により、有効チップ領域150と非有効チップ領域160とを分けて、それぞれ露光する。特に、非有効チップ領域160に限り、有効チップのパターン密度と等しいパターン密度を持つ部分一括マスクを用いて可変成形方式を用いずに露光する。
図9には、上述した有効チップ領域150と非有効チップ領域160とが示されている。実施の形態2では、電子線直描型露光装置(EB露光装置)により、有効チップ領域150と非有効チップ領域160とを分けて、それぞれ露光する。特に、非有効チップ領域160に限り、有効チップのパターン密度と等しいパターン密度を持つ部分一括マスクを用いて可変成形方式を用いずに露光する。
図10は、実施の形態2における第2のアパーチャを説明するための図である。
図10において、第2のアパーチャ200には、第1のアパーチャの開口を通過した電子線330を所望の矩形形状に整形するための可変成形用開口421と、可変成形用開口421の周りに繰り返し使用する頻度の高い種々の基本パターンが形成された部分一括マスク422とが形成されている。第2のアパーチャ200には、さらに、可変成形用開口421の周りに非有効チップ領域160を描画するための部分一括マスク220が形成されている。
図10において、第2のアパーチャ200には、第1のアパーチャの開口を通過した電子線330を所望の矩形形状に整形するための可変成形用開口421と、可変成形用開口421の周りに繰り返し使用する頻度の高い種々の基本パターンが形成された部分一括マスク422とが形成されている。第2のアパーチャ200には、さらに、可変成形用開口421の周りに非有効チップ領域160を描画するための部分一括マスク220が形成されている。
図8における有効チップ描画工程(S802)において、有効チップ領域に可変成形方式を用いてパターンを描画する。EB直描露光装置の動作は、図14と同様である。荷電粒子ソース430から照射され、第1のアパーチャ410の開口411を通過した電子線330は、偏向器により偏向され、第2のアパーチャ200の可変成形用開口421の一部を通過してウェハ300上に照射される。すなわち、可変成形方式を用いて、第1のアパーチャ410の開口411と第2のアパーチャ200の可変成形用開口421との両方を通過できる矩形形状がウェハ300上の所定の半導体チップ領域310に直描される。或いは、可変成形方式と部分一括方式とを組み合わせて、部分一括マスク422全体に電子線330を照射させ、基本パターンを作成する。
図11は、非有効チップ露光工程における電子線直描型露光装置の動作を説明するための概念図である。
図8における非有効チップ描画工程(S804)において、非有効チップ領域106に部分一括方式を用いてパターンを描画する。荷電粒子ソース430から照射され、第1のアパーチャ410の開口411を通過した電子線330は、偏向器により偏向され、第2のアパーチャ200の部分一括マスク220の部分一括パターン全体に電子線330を照射させ、部分一括パターンを通過してウェハ300上の非有効チップ領域106に照射される。1つの非有効チップ領域106について、その全体を部分一括方式を用いてパターンを描画する。これを全ての非有効チップ領域106について繰り返し、終了する。
図8における非有効チップ描画工程(S804)において、非有効チップ領域106に部分一括方式を用いてパターンを描画する。荷電粒子ソース430から照射され、第1のアパーチャ410の開口411を通過した電子線330は、偏向器により偏向され、第2のアパーチャ200の部分一括マスク220の部分一括パターン全体に電子線330を照射させ、部分一括パターンを通過してウェハ300上の非有効チップ領域106に照射される。1つの非有効チップ領域106について、その全体を部分一括方式を用いてパターンを描画する。これを全ての非有効チップ領域106について繰り返し、終了する。
図12は、部分一括マスク220によりウェハに描画された部分一括パターンの一例を示す図である。
図12に示すように、ウェハに描画された場合、例えば、5μm×5μmのサイズで部分一括パターンがウェハ上に形成される。部分一括パターンには、例えば、所定の大きさの正方形を所定のピッチで敷き詰めている。かかる所定のピッチを変更することで、パターンの面積密度を調整することができる。部分一括マスク220には、かかる部分一括パターンがウェハに描画できるように露光する縮尺に合わせて形成されている。非有効チップ領域160に部分一括方式を用いてパターンを描画することで、可変成形方式のようなその都度矩形形状を変えていくような複雑な矩形形状制御をおこなう必要を無くすことができる。さらに、より広い面積を一度に描画することができるので、ショット数を減らすことができる。ショット数を減らすことができるので、非有効チップ領域の露光時間を短縮することができる。図12に示された部分一括パターンのパターン面積密度は、前記可変成形方式を用いて有効チップ領域に描画されるパターンのパターン面積密度と略同等になるように形成される。すなわち、部分一括マスク22により形成される非有効チップ領域160全体に描画されるパターンのパターン面積密度が、前記可変成形方式を用いて有効チップ領域に描画されるパターンのパターン面積密度と略同等になるように形成されている。これにより、非有効チップ領域160と有効チップ領域150との間でのパターンの粗密を解消することができる。非有効チップ領域160は、非有効チップのパターン線幅寸法精度を確保するために露光する領域であるため、有効チップ領域150と等しいパターン密度を有していればその目的を達成することができる。言い換えれば、非有効チップのパターンレイアウトを、有効チップのパターンレイアウトと等しくする必要はない。
図12に示すように、ウェハに描画された場合、例えば、5μm×5μmのサイズで部分一括パターンがウェハ上に形成される。部分一括パターンには、例えば、所定の大きさの正方形を所定のピッチで敷き詰めている。かかる所定のピッチを変更することで、パターンの面積密度を調整することができる。部分一括マスク220には、かかる部分一括パターンがウェハに描画できるように露光する縮尺に合わせて形成されている。非有効チップ領域160に部分一括方式を用いてパターンを描画することで、可変成形方式のようなその都度矩形形状を変えていくような複雑な矩形形状制御をおこなう必要を無くすことができる。さらに、より広い面積を一度に描画することができるので、ショット数を減らすことができる。ショット数を減らすことができるので、非有効チップ領域の露光時間を短縮することができる。図12に示された部分一括パターンのパターン面積密度は、前記可変成形方式を用いて有効チップ領域に描画されるパターンのパターン面積密度と略同等になるように形成される。すなわち、部分一括マスク22により形成される非有効チップ領域160全体に描画されるパターンのパターン面積密度が、前記可変成形方式を用いて有効チップ領域に描画されるパターンのパターン面積密度と略同等になるように形成されている。これにより、非有効チップ領域160と有効チップ領域150との間でのパターンの粗密を解消することができる。非有効チップ領域160は、非有効チップのパターン線幅寸法精度を確保するために露光する領域であるため、有効チップ領域150と等しいパターン密度を有していればその目的を達成することができる。言い換えれば、非有効チップのパターンレイアウトを、有効チップのパターンレイアウトと等しくする必要はない。
可変成形方式に比べ、部分一括方式は一括で形成できる面積が大きいため大幅なスループット向上が可能である。非有効チップは、パターン密度さえ有効チップのパターン密度と等しければパターンレイアウトはこだわらず図12と異なっていても構わない。有効チップのパターン密度と等しい部分一括マスクを1つ準備し、その部分一括マスク1つを使って非有効チップ全体を露光すれば、非有効チップの役割(有効チップのパターン寸法精度の確保)を保ったままスループットを向上することができる。
ここで、有効チップの第1と第2の露光(直描露光)において、従来していた非有効チップの露光が無くなったことによる短縮時間について説明する。
例えばEB直描装置でコンタクトホールパターンを露光する場合(そのパターンにも依存するが)、300mmウェハ1枚露光するのに本願の出願時の時点で10時間程度かかる。
例えばチップサイズ(横20mm、縦25mm)のチップを、横ピッチ20mm、縦ピッチ25mmで、300mmウェハに敷き詰めた場合、有効チップ数は114個、周辺で欠けてしまう非有効チップ数は52個となる。有効チップ数と非有効チップ数の合計は166個である。
よって非有効チップの露光がなくなったことによる短縮時間は(10時間)×(52チップ/166チップ)=約3.13時間である。
例えばEB直描装置でコンタクトホールパターンを露光する場合(そのパターンにも依存するが)、300mmウェハ1枚露光するのに本願の出願時の時点で10時間程度かかる。
例えばチップサイズ(横20mm、縦25mm)のチップを、横ピッチ20mm、縦ピッチ25mmで、300mmウェハに敷き詰めた場合、有効チップ数は114個、周辺で欠けてしまう非有効チップ数は52個となる。有効チップ数と非有効チップ数の合計は166個である。
よって非有効チップの露光がなくなったことによる短縮時間は(10時間)×(52チップ/166チップ)=約3.13時間である。
次に、部分一括マスクを用いて、非有効チップのみの露光工程で生じることになった時間について説明する。
部分一括マスクで一度に露光できる面積は、例えば、縦5μm×横5μmの矩形である。露光するパターンにも依存するが、少なくとも2倍以上のスループット向上は図れるはずである。(部分一括露光を使わないで可変成形露光でやる場合には1個1個のホールを1個1個露光する必要があるため非常に時間がかかる。例えば、縦5μm×横5μmの面積中に100nmφホールが1:1のピッチで敷き詰められている場合、625個のホールを1個1個露光しなければならないのが、部分一括露光を使えば1回の露光ですむ。すなわち、この場合スループットは625倍になる。現実にはこんなにホールが敷き詰められることはないかもしれない。また、ホールが密ピッチで密集している領域もあれば粗な領域もある。経験上、概ね、電子デバイスのコンタクトホール層ではパターン密度5%ぐらいになることが多いと推定される。
部分一括マスクで一度に露光できる面積は、例えば、縦5μm×横5μmの矩形である。露光するパターンにも依存するが、少なくとも2倍以上のスループット向上は図れるはずである。(部分一括露光を使わないで可変成形露光でやる場合には1個1個のホールを1個1個露光する必要があるため非常に時間がかかる。例えば、縦5μm×横5μmの面積中に100nmφホールが1:1のピッチで敷き詰められている場合、625個のホールを1個1個露光しなければならないのが、部分一括露光を使えば1回の露光ですむ。すなわち、この場合スループットは625倍になる。現実にはこんなにホールが敷き詰められることはないかもしれない。また、ホールが密ピッチで密集している領域もあれば粗な領域もある。経験上、概ね、電子デバイスのコンタクトホール層ではパターン密度5%ぐらいになることが多いと推定される。
したがって、複数回、露光する可変成形露光する可変成形方式に比べ、スループットは、少なくとも2倍は向上すると言える。非有効チップに約3.13時間かかっているとすると、これを部分一括で露光すれば、少なくとも1.56時間で露光できることになる。
100,110,120,130 マスク
101,102 相補マスク
103 非有効チップ領域マスク
104 サブフィールドマスク
150 有効チップ領域
160 非有効チップ領域
200 第2のアパーチャ
220 部分一括マスク
300 ウェハ
310 半導体チップ領域
320 サブフィールド
330 電子線
340 マスク
350 サブフィールドマスク
410 第1のアパーチャ
411 開口
420 第2のアパーチャ
421 可変成形用開口
422 部分一括マスク
430 荷電粒子ソース
101,102 相補マスク
103 非有効チップ領域マスク
104 サブフィールドマスク
150 有効チップ領域
160 非有効チップ領域
200 第2のアパーチャ
220 部分一括マスク
300 ウェハ
310 半導体チップ領域
320 サブフィールド
330 電子線
340 マスク
350 サブフィールドマスク
410 第1のアパーチャ
411 開口
420 第2のアパーチャ
421 可変成形用開口
422 部分一括マスク
430 荷電粒子ソース
Claims (7)
- 半導体基板上において、半導体チップとして有効な形状を確保できる有効チップ領域に複数の種類のサブフィールドパターンを有する有効チップ領域パターンを介して投影転写露光する有効チップ露光工程と、
前記半導体基板上において、半導体チップとして有効な形状を確保できない非有効チップ領域に略同一種類の所定のサブフィールドパターンを有する非有効チップ領域パターンを介して投影転写露光する非有効チップ露光工程と、
を備えたことを特徴とする露光方法。 - 前期有効チップ領域パターンは、第1と第2の相補パターンを有し、
前記有効チップ露光工程において、前記第1と第2の相補パターンを介して前期有効チップ領域に多重露光することを特徴とする請求項1記載の露光方法。 - 前記非有効チップ露光工程において、前記非有効チップ領域パターンを介して投影転写露光される前記非有効チップ領域のパターン面積密度が、前記有効チップ領域パターンを介して投影転写露光される有効チップ領域のパターン密度と略同等になるように形成された前記非有効チップ領域パターンを介して前記非有効チップ領域に投影転写露光することを特徴とする請求項1記載の露光方法。
- 前記有効チップ露光工程において、前記有効チップ領域パターンを移動させながら有効チップ領域に投影転写露光し、
前記非有効チップ露光工程において、前記非有効チップ領域パターンを移動させずに非有効チップ領域に投影転写露光することを特徴とする請求項1記載の露光方法。 - 半導体チップとして有効な形状を確保できる半導体基板の有効チップ領域に露光するための第1のパターンが形成された第1のパターン部と、
第2のパターンが形成され、前記有効チップ領域に前期第2のパターンを用いて多重露光することにより前記第1のパターン部により前記半導体基板の有効チップ領域に露光される第1のパターンを相補する第2のパターン部と、
半導体チップとして有効な形状を確保できない前記半導体基板の非有効チップ領域に露光するための、前記第1と第2のパターンとは異なる第3のパターンが形成された第3のパターン部と、
を備えたことを特徴とする露光用マスク。 - 半導体基板上において、半導体チップとして有効な形状を確保できる有効チップ領域に可変成形方式を用いてパターンを描画する有効チップ描画工程と、
前記半導体基板上において、半導体チップとして有効な形状を確保できない非有効チップ領域に部分一括方式を用いてパターンを描画する非有効チップ描画工程と、
を備えたことを特徴とする描画方法。 - 前期非有効チップ描画工程において、前記部分一括方式を用いて非有効チップ領域に描画されるパターンのパターン面積密度が、前記可変成形方式を用いて有効チップ領域に描画されるパターンのパターン面積密度と略同等になるように形成されたパターンを用いて描画することを特徴とする請求項6記載の描画方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004066724A JP2005259840A (ja) | 2004-03-10 | 2004-03-10 | 露光方法、露光用マスク及び描画方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004066724A JP2005259840A (ja) | 2004-03-10 | 2004-03-10 | 露光方法、露光用マスク及び描画方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005259840A true JP2005259840A (ja) | 2005-09-22 |
Family
ID=35085298
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004066724A Pending JP2005259840A (ja) | 2004-03-10 | 2004-03-10 | 露光方法、露光用マスク及び描画方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005259840A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009152370A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Fujitsu Microelectronics Ltd | 半導体装置及びその製造方法並びにプログラム |
CN103246155A (zh) * | 2012-02-09 | 2013-08-14 | 无锡华润上华科技有限公司 | 光刻版以及该光刻版的曝光方法 |
-
2004
- 2004-03-10 JP JP2004066724A patent/JP2005259840A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009152370A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Fujitsu Microelectronics Ltd | 半導体装置及びその製造方法並びにプログラム |
CN103246155A (zh) * | 2012-02-09 | 2013-08-14 | 无锡华润上华科技有限公司 | 光刻版以及该光刻版的曝光方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20150311031A1 (en) | Multi-Beam Tool for Cutting Patterns | |
US20160336147A1 (en) | Multi-Beam Writing Using Inclined Exposure Stripes | |
JP2008004597A (ja) | 荷電粒子線描画方法、露光装置、及びデバイス製造方法 | |
JP2008294353A (ja) | 描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置 | |
JP6665809B2 (ja) | マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びその調整方法 | |
JP2009054945A (ja) | 荷電粒子ビーム描画方法 | |
JP2008004596A (ja) | 荷電粒子線描画方法、露光装置、及びデバイス製造方法 | |
TWI740960B (zh) | 遠紫外線對準標記的形成方法及具有對準標記的罩幕 | |
JP2005259840A (ja) | 露光方法、露光用マスク及び描画方法 | |
TW201931422A (zh) | 多帶電荷粒子束描繪裝置 | |
JP2008226905A (ja) | 電子線描画方法、マスクデータの生成方法及び電子線描画用マスクの形成方法 | |
JP7110831B2 (ja) | マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法 | |
KR20000077439A (ko) | 전자빔 노광용 마스크와 이를 이용한 반도체 장치 제조 방법 | |
JP5211635B2 (ja) | ダミーチップ露光方法及び半導体集積回路装置の製造方法 | |
US8178280B2 (en) | Self-contained proximity effect correction inspiration for advanced lithography (special) | |
JP6350204B2 (ja) | 描画データ検証方法、プログラム、及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置 | |
US20180012731A1 (en) | Blanking aperture array, method for manufacturing blanking aperture array, and multi-charged particle beam writing apparatus | |
US20170270656A1 (en) | Method for inspecting blanking plate | |
JP5075337B2 (ja) | 半導体基板をプラズマエッチングしてマスクを作るための装置 | |
JP2005302868A (ja) | 電子ビーム描画方法および装置 | |
JP2019068000A (ja) | シミュレーション装置、荷電粒子ビーム描画システム、及び荷電粒子ビーム描画方法 | |
JP4402529B2 (ja) | 荷電粒子線露光方法、荷電粒子線露光装置及びデバイス製造方法 | |
JP2006086237A (ja) | 露光方法 | |
JP2005268439A (ja) | 等倍x線露光方法及び等倍x線露光装置 | |
JP2005044957A (ja) | 電子線露光装置及び電子線露光方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20050621 |