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【発明の名称】 半導体露光装置およびデバイス製造方法
【発明者】 【氏名】河村 圭一朗
【要約】 【課題】基板上に回路パターンを焼き付けデバイスを製造する際に、自動的にマスキングブレードの駆動回数を最小にし、スループットを向上させる為のショット順番を自動で算出する。

【解決手段】あらかじめ決められたレイアウトに基づき基板上の複数ショットに対して露光を行う際に、マスキングブレードの駆動を行わず露光することができるショットのうち隣接したものを連続して露光するためのグループとする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 基板上に回路パターンを焼き付けるための半導体露光装置において、あらかじめ決められたレイアウトに基づき前記基板上の複数ショットに対して露光を行う際に、マスキングブレードの駆動を行わず露光することができるショットのうち隣接したものを連続して露光するためのグループとする手段を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】 前記グループ内での全てのショットに対する露光が終了した後、他のグループの露光を行うためにグループ間の移動を行う際、前記マスキングブレードの駆動量が最小になるグループを選択する手段を有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】 前記選択する手段は、選択したグループのショットの中で、最後に露光を行ったショット位置からの移動距離が最小になるショットを選択し、そのショット位置に移動するものであることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項４】 同一グループ内で次に露光するショットの位置へ移動する際に、ショット間の距離を参照して移動量が最小になるショットを選択し、そのショット位置へ移動する手段を有することを特徴とする請求項１〜３に記載の露光装置。
【請求項５】 前記グループ内での全てのショットに対する露光が終了した後、他のグループの露光を行うためにグループ間の移動を行う際、最後に露光を行ったショット位置から未露光の各グループにおける移動距離が最小になるショット位置への移動時間およびマスキングブレードの駆動に要する時間から、露光を行うまでに要する時間が最も短くなるグループを選択し、そのグループの前記移動距離が最小になるショット位置に移動する手段を有することを特徴とする請求項１または４記載の露光装置。
【請求項６】 基板上に回路パターンを焼き付けて半導体デバイスを製造する方法において、あらかじめ決められたレイアウトに基づき露光を行う際に、マスキングブレードの駆動を行わず露光することができる同一ショットのうち隣接したものをグループ化し、このグループ毎に露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の製造に用いられる半導体露光装置並びに該装置を用いたデバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体露光装置において、マスキングブレードと呼ばれるレチクルパターンを覆う遮光板を使い露光範囲外部分を覆うことで、ユーザがあらかじめ指定したレイアウトの通りに露光範囲を変化させながら、ウエハ上に焼付けを行うことが出来る。
【０００３】この工程において、従来はショットレイアウトがどのようなものであっても、露光順序はある一定方向からのみであった。すなわち、マスキングブレードの駆動する回数を必要以上に増大させ、スループットの点から言っても常に効率的な順序で露光が行われているとは言い難い面があった。しかし従来の技術では、これらを解消するための最も効率の良い露光順序を自動で算出する手段が無かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】マスキングブレードは駆動させる回数が多いほど、機械的な消耗による寿命の低下をもたらすだけでなく、スループットの低下にもつながる。
【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点を解決するべく、自動的にマスキングブレードの駆動回数を最小にするだけでなく、スループットを向上させる為のショット順番を自動で算出することが出来る露光装置および該装置を用いたデバイス製造方法を提供する事を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明は、基板上に回路パターンを焼き付けるための半導体露光装置において、あらかじめ決められたレイアウトに基づき基板上の複数ショットに対して露光を行う際に、マスキングブレードの駆動を行わず露光することができるショットのうち隣接したものを連続して露光するためのグループとする手段を有することを特徴とする。
【０００７】そして、グループ内での全てのショットに対する露光が終了した後、他のグループの露光を行うためにグループ間の移動を行う際には、マスキングブレードの駆動量が最小になるグループを選択してもよく、最後に露光を行ったショット位置から未露光の各グループにおける移動距離が最小になるショット位置への移動時間およびマスキングブレードの駆動に要する時間から、露光を行うまでに要する時間が最も短くなるグループを選択してもよい。
【０００８】いずれの場合も、選択したグループのショットの中で、最後に露光を行ったショット位置からの移動距離が最小になるショットを選択し、そのショット位置に移動することが望ましい。
【０００９】また、同一グループ内で次に露光するショットの位置へ移動する際にも、ショット間の距離を参照して移動量が最小になるショットを選択し、そのショット位置へ移動することが望ましい。
【００１０】本発明のデバイス製造方法は、基板上に回路パターンを焼き付けて半導体デバイスを製造する方法であって、あらかじめ決められたレイアウトに基づき露光を行う際に、マスキングブレードの駆動を行わず露光することができる同一ショットのうち隣接したものをグループ化し、このグループ毎に露光を行うことを特徴とする。
【００１１】
【実施例】（実施例１）以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施例の露光装置の装置の構成を示す図である。ＲＴは半導体素子製造用のパターンＰＴが形成されているレチクル、ＷＦは多数のショットを有する半導体ウエハ、ＬＮはレチクルＲＴ上のパターンＰＴをウエハＷＦの一つのショットに縮小投影する投影レンズ、ＣＵはステッパ全体を制御する制御ユニットである。また、ＳＴはウエハＷＦを移動するためのウエハステージ（ＸＹステージ）であり、このウエハステージＳＴの位置はウエハステージ駆動系ＳＭによって駆動される。
【００１２】半導体ウエハＷＦは、以下の手順で露光される。まずレチクルＲＴが投影レンズＬＮに対して位置合わせされ、次に半導体ウエハＷＦ上のいくつかのショットの上のアライメントマークの位置をアライメントスコープが検出する。この位置は、制御ユニットＣＵに記憶される。制御ユニットＣＵは、アライメントマークを検出したショット位置から全体のショットの位置を推定し、推定したショット位置が投影レンズＬＮの直下にくるように、順次ウエハステージＳＴを駆動しながら露光する。
【００１３】図２は本実施例において使用するレチクルパターンである。完成した半導体デバイスになるとき、その性能が所望のものとなっているかどうかを調査する為に特性測定専用の素子を別に作るかＬＳＩの一部に入れておいたりする。このような素子（部分）をＴＥＧ（ｔｅｓｔ ｅｌｅｍｅｎｔ ｇｒｏｕｐ）と呼ぶ。
【００１４】本実施例は、こういったＴＥＧ用ショットの混在したショットレイアウトにおいて、マスキングブレードＭＢの駆動量が最小になるように露光経路を算出し、露光を行うものである。
【００１５】図２のＴ、Ｂ、Ｌ、ＲはＴＥＧであり、ＴをＴｏｐ ＴＥＧ、ＢをＢｏｔｔｏｍ ＴＥＧ、ＬをＬｅｆｔ ＴＥＧ、ＲをＲｉｇｈｔ ＴＥＧと呼ぶ。Ａは通常ショットである。
【００１６】このレチクルを用いてウエハ上に図３のレイアウトで露光を行うことをコンソールの画面から指定する。
【００１７】本実施例の場合、図３のショットレイアウトからも分かるように、マスキングブレードＭＢを駆動させＡ＋Ｔ、Ａ＋Ｂ、Ａ＋Ｌ、Ａ＋Ｒ、そしてＡのみの５つのパターンのショットで露光を行うことになる。
【００１８】次に、本実施例の露光装置における処理の流れを説明する。図７は本実施例における露光処理の流れを示すフローチャートである。まず、ステップＦ８−Ｓ１では、露光順の決定を行うために必要なパラメータを設定する。本実施例において必要なパラメータは、レチクルに関する情報、ショットレイアウトに関する情報である。
【００１９】ステップＦ８−Ｓ２では、レイアウト上の複数のショットのうちマスキングブレードの駆動を行う必要のない、隣接したショットを同一グループとしてグループ化する処理である。この処理の詳細は後で述べる。
【００２０】ステップＦ８−Ｓ３では、第１ショットを画面上で指定する。指定の仕方はさまざまな方法が考えられるが、画面上に表示された図３のショットレイアウトからマウスなどのポインティングデバイス等で指定する方法を取ることとする。本例の場合、図３の（Ｘ）の領域を第１ショットして指定する。
【００２１】ステップＦ８−Ｓ４で、全てのグループの露光順番、即ち全てのショットにおいて露光順番が決定しているかどうかの判定を行い、決定していなければステップＦ８−Ｓ５において同一グループ内での露光を開始する。この処理の詳細は後で述べる。
【００２２】同一グループ内での露光を終えた後、ステップＦ８−Ｓ６において他のグループへの移動を行う。この処理の詳細も後で述べる。ステップＦ８−Ｓ４からステップＦ８−Ｓ６までの処理を全てのグループにおいて露光順番の決定が終了するまで行う。最終的に図４に矢印で示したような露光順序が得られる。
【００２３】＜グループ化処理の詳細＞図７のステップＦ８−Ｓ２におけるグループ化処理を図面を用いて詳細に説明する。図８は、ステップＦ８−Ｓ２のグループ化処理の処理の流れを示したフローチャートである。ただし、この処理を行う前に、ショットには各々番号付けがなされており、その番号順にこのグループ化処理が行われる。
【００２４】まず、番号の最も小さいショットを現在のショットとする。ステップＦ９−Ｓ１では、現在のショットに隣接する上下左右４方向のショットに対し、マスキングブレードの駆動量を取得する。
【００２５】ステップＦ９−Ｓ２では、ステップＦ９−Ｓ１で取得した上下左右４方向のショットのマスキングブレードの駆動量のなかに、現在のショットのマスキングブレード駆動量と同じものがあるかどうか比較する。同じものがあれば、ステップＦ９−Ｓ３へ進み、無ければステップＦ９−Ｓ４へ進む。
【００２６】ステップＦ９−Ｓ３では、現在ショットとマスキングブレードの駆動量が同じものが存在する場合、そのマスキングブレード駆動量が同じであるショットが属しているグループに現在のショットを追加登録する。存在しない場合は、新規のグループを作成し、そのグループに現在のショットを登録する（ステップＦ９−Ｓ４）。
【００２７】ステップＦ９−Ｓ５では、ステップＦ９−Ｓ１からステップＦ９−Ｓ４までの処理が全てのショットに対して行われたか、即ち全てのショットに対してグループ分けが行われたかを判断し、まだであればステップＦ９−Ｓ６より、次の番号のショットを現在のショットとしその情報を取得する。
【００２８】＜同一グループ内露光処理の詳細＞ステップＦ８−Ｓ５における、同一グループ内ショットの露光に関する処理を図面を用いて詳細に説明する。図９はステップＦ８−Ｓ５の同一グループ内ショットの露光処理の流れを示したフローチャートである。
【００２９】まず、ステップＦ１０−Ｓ１では、同一グループ内において全てのショットの露光順番が決定しているかどうか判断する。終了していなければステップＦ１０−Ｓ２へ進む。
【００３０】ステップＦ１０−Ｓ２では、同一グループ内において、現在のショットと隣接する上下左右のショットとの距離を測定する。距離の測定方法であるが、本実施例の場合、レイアウト上に図３のように座標軸を取り、各ショットの上右端の座標をそのショットの位置としてショット間の距離を測る。
【００３１】ステップＦ１０−Ｓ３は、ステップＦ１０−Ｓ２の処理の結果、得られた上下左右のショット間の距離を各々比較し、最も距離の短いショットを次のショットとする。例えば、現在のショットが図３の（Ｘ）だとすると、上記処理により、次のショットは（Ｙ）となる。
【００３２】ステップＦ１０−Ｓ１からステップＦ１０−Ｓ３までの一連の処理をグループ内の全てのショットに対して行い、決定したショット順に従って全てのショットに対する露光が終了した時点でこの処理を終了する。
【００３３】＜グループ間移動処理の詳細＞ステップＦ８−Ｓ６において、グループ内の露光が終了した後、他のグループヘ移動する際の処理を図面を用いて詳細に説明する。
【００３４】図１０はステップＦ８−Ｓ６のグループ間移動の処理の流れを示したフローチャートである。
【００３５】ステップＦ１１−Ｓ１において、露光の終了していない他のグループのショット情報を取得する。ここで取得した情報を参照して以下の処理の計算を行う。
【００３６】ステップＦ１１−Ｓ２において、現在のショットと未露光グループとのマスキングブレード駆動量の差分を計算する。
【００３７】ステップＦ１１−Ｓ３では、ステップＦ１１−Ｓ２で得たマスキングブレード駆動量の差分が全てのグループにおいて求められたかどうかを判断し、全てのグループとのマスキングブレード駆動量の差分を求めるまでステップＦｌｌ−ＳｌからステップＦｌｌ−Ｓ３までを繰り返す。
【００３８】ステップＦ１１−Ｓ４では、ステップＦｌ１−Ｓ１からステップＦ１１−Ｓ３において求められた現在ショットと全ての未露光グループとのマスキングブレードの駆動量差分が、最小であるグループを選択し、ステップＦ１１−Ｓ５で、それらのグループのショット中、現在ショットに最近傍のショットを選択して、そのショットを現在のショットとする。
【００３９】現在のショットが図３の（Ｚ）だとすると、他のグループのマスキングブレード駆動量を考慮すると、次ショットは（Ｑ）となる。
【００４０】（実施例２）本発明における２つめの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。本実施例はステップＦ８−Ｓ６のグループ間移動処理以外は、上述の実施例１と同じものである。すなわち、本実施例の露光装置はグループ内の露光順番の決定を終了しグループ間の移動を行う際、ショット間の距離、マスキングブレードの駆動に要する時間から、未露光グループの露光を行うまでに要する時間が最も短くなるように制御する手段を備えたことを特徴とするものである。
【００４１】図１１は本実施例におけるグループ間移動処理の詳細を示したフローチャートである。
【００４２】ステップＦ１２−Ｓ１では、露光の終了していない他グループの情報を取得する。ここで得られた情報はその後のステップで参照される。
【００４３】ステップＦ１２−Ｓ２では、現在のショットから未露光グループの最近傍ショットまでのステージ移動に要する時間（α）を算出する。この時間を算出するには、ショット間の距離、一定距離をステージが移動する時の平均時間といったパラメータが必要となる。ショット間の距離は先の実施例と同じ方法を用いて測定する。一定距離をステージが移動する時の平均時間は、露光装置毎に異なる値であるので、前もって測定が行われている必要がある。
【００４４】ステップＦ１２−Ｓ３では、現在のショットから未露光グループのショットのパターンヘ露光範囲を変化させる際、マスキングブレードの駆動に要する時間（β）を算出する。マスキングブレード駆動に要する時間は、露光装置毎に異なるので、前もって測定が行われている必要がある。
【００４５】ステップＦ１２−Ｓ４では、現在のから次ショット候補（各々の未露光グループの最近傍ショット）を露光するまでの準備にかかる時間を算出する。この露光準備時間は、マスキングブレードの駆動をウエハステージの駆動と同時に行う事が出来ないとすると、ステップＦ１２−Ｓ２、ステップＦ１２−Ｓ３より、以下のようになる。
露光準備時間＝α＋β【００４６】ステップＦ１２−Ｓ５では、全ての未露光グループにおいて上記情報を取得したかどうかを判断し、全ての未露光グループに対して露光準備時間が算出されるまで、ステップＦ１２−Ｓ１からステップＦ１２−Ｓ４までの処理が繰り返される。
【００４７】ステップＦ１２−Ｓ６では、ステップＦ１２−Ｓ４において算出された露光準備時間を全ての未露光グループにおいて比較し、最短時間のものを次ショットとしてそのショット位置までの移動を行い、マスキングブレードの駆動を行う。以上の処理により、実施例１の時よりもスループットを向上させた露光を行う事が出来る。
【００４８】（実施例３）本発明における３つめの実施例を図面に基づいて説明する。本実施例では、図５のようなレチクルを用いて図６のようなレイアウトの露光を行う。ここで、処理の流れは実施例２と同じなので省略する。本実施例の場合、ショット順番算出処理を終えた結果得られるショット順番は以下の表１のようになる。
【００４９】
【表１】

【００５０】（実施例４）次に、上記説明した露光装置を利用したデバイスの生産方法を説明する。図１２は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップＦ１３−Ｓ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップＦ１３−Ｓ２（マスク製作）では設計したパターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップＦ１３−Ｓ３（ウエハ製造）ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造する。ステップＦ１３−Ｓ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップＦ１３−Ｓ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップＦ１３−Ｓ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップＦ１３−Ｓ６（検査）では、ステップＦ１３−Ｓ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップＦ１３−Ｓ７）される。
【００５１】図１３は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップＦ１４−Ｓ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップＦ１４−Ｓ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＦ１４−Ｓ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＦ１４−Ｓ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップＦ１４−Ｓ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップＦ１４−Ｓ１６（露光）では上記説明した露光の適否を確認する手段を有する露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップＦ１４−Ｓ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップＦ１４−Ｓ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップＦ１４−Ｓ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップＦ１４−Ｓ１１〜１９を繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００５２】本実施例ではこの繰り返しの各プロセスにおいて、露光時にマスキングブレードの駆動回数を最小に抑えることで機械的消耗による寿命の低下を抑え、且つスループットを向上させるための露光順番を自動で算出するため、半導体デバイスを効率的に製造することを可能としている。
【００５３】
【発明の効果】以上のように、本発明の半導体露光装置は、マスキングブレードを駆動させながらさまざまなショットパターンをウエハ上に露光する際、マスキングブレードの駆動回数を最小に抑えることで機械的消耗による寿命の低下を抑え、且つスループットを向上させるための露光順番を自動で算出することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００１００７
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
【出願日】 平成１０年７月８日（１９９８．７．８）
【代理人】 【識別番号】１０００８６２８７
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 哲也 （外２名）
【公開番号】 特開２０００−３１０２９（Ｐ２０００−３１０２９Ａ）
【公開日】 平成１２年１月２８日（２０００．１．２８）
【出願番号】 特願平１０−２０７０８８