(57)【要約】【課題】  チップ単価を低下させるために、新たな設備を必要とすることなくウエハ上のチップ乗り数を増加させること。【解決手段】  半導体ウエハ上に回路パターンを転写するためのレチクルＧにおいて、回路パターンを配置可能とするレイアウト可能領域Ｅに、回路パターンの最小単位のチップが複数配置されてチップレイアウトＦが形成され、該チップレイアウトの外周縁と前記レイアウト可能領域の外周縁との間は、１チップ以上の間隔Ｈ，Ｉが形成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハ上に回路パターンを転写するためのレチクルにおいて、
回路パターンを配置可能とするレイアウト可能領域に、回路パターンの最小単位のチップが複数配置されてチップレイアウトが形成され、
該チップレイアウトの外周縁と前記レイアウト可能領域の外周縁との間は、１チップ以上の間隔が形成されていることを特徴とするレチクル。
【請求項２】
前記レイアウト可能領域外周縁とチップレイアウト外周縁とは、互いに直交するＸ方向辺とＹ方向辺を有する四角形状であり、前記間隔は、ＸまたはＹ方向において形成されていることを特徴とする請求項１記載のレチクル。
【請求項３】
前記ウエハは円形もしくは正方形であり、前記チップレイアウト外周縁は正方形であることを特徴とする請求項１または２記載のレチクル。
【請求項４】
前記間隔は、前記レチクルの焦点を合わせる位置とチップレイアウト中心の位置を一致させることにより、最適化したチップレイアウトとなるように設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のレチクル。
【請求項５】
前記間隔は、ウエハ中心とショットするときのレチクル上の焦点を合わせる位置を一致させることにより、最適化したチップレイアウトとなるように設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のレチクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縮小型投影装置（以下、「ステッパ」という。）に用いられるウエハ上にパターンを転写するためのガラスマスク（以下、「レチクル」という。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１はステッパの概略図であり、ステッパはレチクル１に描画された回路パターン２を光学手段３を介してウエハ４上に縮小投影露光するものである。ウエハ４は、Ｘ方向と該Ｘ方向に直交するＹ方向とに移動可能なＸ−Ｙテーブル５に保持される。
【０００３】
通常、レチクル上に集積回路（以下、「ＩＣ」という。）をレイアウトする場合、そのＩＣの配置（以下、「チップレイアウト」という。）は、レチクル毎に定められているチップレイアウト可能な領域に一個のＩＣチップ（以下、「チップ」という。）が最大数のるように決められている。
【０００４】
それは、ステッパが一度に露光できるＩＣの数（以下、「チップ数」という。）を最大にし、生産性を大きくするためである。
【０００５】
本発明に係る生産性とは、ステッパにおける生産性であり、単位時間のウエハの処理枚数（以下、「スループット」という。）のことである。
【０００６】
スループットは、特許文献１（特開２００３−１４２３８８号公報）の記載によれば、
「スループット（ｗｐｈ）＝３６００÷（ウエハ供給時間＋アライメント時間＋露光処理時間＋ウエハ回収時間）」
で表される。
【０００７】
ウエハ供給時間、アライメント時間、ウエハ回収時間は装置固有のものであり、定数であると考えることができるため、スループットの向上は露光処理時間で決まる。また、露光処理時間は描画（以下、「ショット」という。）数と描画の配置（以下、「ショットレイアウト」という。）に依存する。
【０００８】
ここで、後の説明の便宜のため、ウエハにおけるショットできない領域（以下、「ショット無効領域」という。）と焦点無効領域について説明する。
【０００９】
ショット無効領域の説明として、例えば、５インチ（＝１２７ｍｍ）ウエハの中心のＸ方向に、複数チップのＸ方向が１２０ｍｍのチップレイアウトとなっているレチクルを５：１ステッパでショットする場合以下の計算式を考えてみると、
｛１２７ｍｍ−（３ｍｍ×２）｝／（１２０ｍｍ／５）＝５ショット+１ｍｍ
となり、１ｍｍのショット無効領域が存在する。仮定としてウエハのチップがとれない領域と焦点無効領域を共にウエハ周辺から３ｍｍとした。
【００１０】
次に、焦点無効領域を説明する。
通常、ステッパでレチクルパターンをウエハ上にショットするにはレチクルとウエハの焦点を合わせる必要がある。焦点は、レチクルの焦点を合わせる位置（多くの場合レチクル中心）とウエハ表面で合わせられる。そのため、ショットする際にレチクルの焦点を合わせる位置がウエハ表面の焦点の合わせられる範囲に入らなければレチクルパターンをウエハにショットすることができない。このショットできない領域を焦点無効領域と呼ぶことにする。
【００１１】
よってステッパにおいて、焦点をレチクル中心とウエハ表面で合わせる装置の場合、ウエハ上のショットは１列もしくは１行あたり、最大、レチクル上の複数チップのＸ方向もしくはＹ方向の長さの半分の無効領域が存在しうる。
【００１２】
近年、半導体チップ製造の分野では市場よりチップ単価の低下が益々要求されるようになってきている。そのため、ウエハ径のインチアップや回路の見直しによるＩＣサイズ（以下、「チップサイズ」という。）縮小、原材料のコスト削減など多角的に取り組まれてきている。
【００１３】
しかしながら、これらの取り組みは新たな設備投資や人件費を必要とする場合が多く、チップ単価を下げるまでに長い時間とコストを必要とするものであった。
【００１４】
例えば、特許文献２（特開２００３−１５８０６７号公報）に記載の従来技術では、ステッパのマスキングブレード装置を用いて、チップ取得の減少を抑えるものであった。
【特許文献１】特開２００３−１４２３８８号公報
【特許文献２】特開２００３−１５８０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前記特許文献２記載の従来技術では、ステッパにおけるマスキングブレードを非常に精度良く制御する必要があるが、ステッパの多くは、ステージに比べマスキングブレードの制御精度が低いことが問題である。
【００１６】
そこで、本発明は、チップ単価を低下させるために、新たな設備を必要とすることなくウエハ上のチップ乗り数を増加させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。即ち、本発明の特徴とするところは、半導体ウエハ上に回路パターンを転写するためのレチクルにおいて、回路パターンを配置可能とするレイアウト可能領域に、回路パターンの最小単位のチップが複数配置されてチップレイアウトが形成され、該チップレイアウトの外周縁と前記レイアウト可能領域の外周縁との間は、１チップ以上の間隔が形成されている点にある。
【００１８】
前記レイアウト可能領域外周縁とチップレイアウト外周縁とは、互いに直交するＸ方向辺とＹ方向辺を有する四角形状であり、前記間隔は、ＸまたはＹ方向において形成されているのが好ましい。
【００１９】
前記ウエハは円形もしくは正方形であり、前記チップレイアウト外周縁は正方形であることが好ましい。
【００２０】
前記間隔は、前記レチクルの焦点を合わせる位置とチップレイアウト中心の位置を一致させることにより、最適化したチップレイアウトとなるように設定するのが好ましい。
【００２１】
または、前記間隔は、ウエハ中心とショットするときのレチクル上の焦点を合わせる位置を一致させることにより、最適化したチップレイアウトとなるように設定することができる。
【発明の効果】
【００２２】
前記構成の本発明によれば、新たな設備を必要とすることなくウエハ上のチップ乗り数を増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
なお、本発明のレチクルは、前記図１１に示すステッパで使用されるものであるので、同図の符号１は、以下に説明する符号Ｇに対応するものである。
【００２４】
図１に、本発明の一実施形態のレチクルＧを示す。図６に、図１のレチクルを用いた場合のウエハ上のショットレイアウトの一例を示す。
【００２５】
比較のために、図５に従来用いられているレチクルの一形態を示す。図１０に従来のレチクルを用いた場合のショットレイアウトの一例を示す。
【００２６】
図１に示す本発明の実施の形態において、半導体ウエハ上に回路パターンを転写するためのレチクルＧは、回路パターンを配置可能とするレイアウト可能領域Ｅに、回路パターンの最小単位のチップが複数配置されてチップレイアウトＦが形成されている。該チップレイアウトＦ（以下、チップパターンともいう）の外周縁（図１における太線）と前記レイアウト可能領域Ｅの外周縁との間は、１チップ以上の間隔（裕度）Ｈ，Ｉが形成されている。
【００２７】
図６に示すウエハにおいて、太線で示す部分がワンショットレイアウトであり、レチクルＧ上のチップレイアウトＦに対応している。また図中Ｃはレチクルの中心であり、Ｄはウエハの中心位置である。
【００２８】
図１において、前記レチクルＧ上のレイアウト可能領域外周縁とチップレイアウト外周縁とは、互いに直交するＸ方向辺とＹ方向辺を有する四角形状であり、前記間隔は、ＸまたはＹ方向において形成されている。即ち、図１においては、Ｘ方向裕度はＨで示され、Ｙ方向裕度はＩで示されている。
【００２９】
レチクルＧ上のチップ配置可能な領域Ｅは、各ステッパが使用するレチクルＧにより一意に決まっている。
【００３０】
上記実施の形態のレチクルＧは、チップパターンＦをレイアウト可能な領域Ｅに対し、ＸまたはＹ方向に１チップ以上の裕度Ｈ，Ｉをもってチップレイアウトされている。図１では一例としてＸ方向に１行分（図１にＨで示す）、Ｙ方向に３列分（図１にＩで示す）の裕度を設定しているが、裕度は使用環境によって任意に設定しても良い。また、生産性の点から裕度はＸ方向かＹ方向に１チップ以上であれば少ない方が好ましい。生産性よりウエハの費用を優先させる場合などは、裕度はできる限り多い方が好ましく、レチクル上に１チップ配置させる設定がウエハ上のチップ乗り数は最大となる。
【００３１】
図６と図１０を比較してわかるように図６では、本発明の効果によりウエハ周辺部までショットできていることがわかる。
【００３２】
これにより、ウエハ上のショットできない無効領域が減少し、従来のようにレチクルＧ上のチップレイアウトＦをチップレイアウト可能な領域Ｅに対しチップを最大数乗せるより、ウエハ上にチップを多くのせることができる。したがって、ウエハ上のショット無効領域を減少させ、チップ乗り数を増加させることができる。
【００３３】
ステッパにおいて、焦点をレチクル中心で合わせない装置であっても同様である。
また、この実施の形態では新たな設備を必要としないため、製造コストの上昇を抑えることができる。
【００３４】
前記実施の形態では従来例に比べ、ウエハ上のショットレイアウトが変化し、ショット数が増加する可能性が高く、その場合、スループットが低下する。
【００３５】
例として、通常のレチクルでは８５ショットのレチクル（１）が本発明により、８７ショットに増加した場合（２）のスループットの一例を挙げる。本計算は、特開２００３−１４２３８８号公報に記載されているものを以下に引用する。
【００３６】
ウエハ供給時間を５．０秒、アライメント時間を１０．０秒、ウエハ回収時間を５．０秒とする。
（１）８５ショットの場合
露光処理時間は、ステージ移動時間（Ｘ方向の移動時間×移動回数＋Ｙ方向の移動時間×移動回数）と露光時間（１ショット当りの露光時間×ショット数）の和となる。８５ショットの場合、例としてＸ方向の移動時間を０．１７２秒、移動回数を７５回、Ｙ方向の移動時間を０．１８秒、移動回数を９回、１ショット当りの露光時間を０．１秒とすると露光処理時間は２３．０２秒となり、スループットを計算すると、
「３６００÷（５．０＋１０．０＋２３．０２＋５．０）＝８３．６８ＷＰＨ」
となる。
（２）８７ショットの場合
（１）と同様の計算方法で、ショット数が変化させるため、Ｘ方向の移動回数を７７回、Ｙ方向の移動回数を９回として露光処理時間を計算すると２３．５６秒となる。この結果から、スループットを計算すると、
「３６００÷（５．０＋１０．０＋２３．５６＋５．０）＝８２．６３ＷＰＨ」
となる。
【００３７】
よって、この場合約１．３％のスループット減少となっているが、ショット数が約２．４％増加していることを考えるとショット数増加が多く、ショット数増加分だけチップ乗り数が増加しているとすると本発明の効果はこの場合大きいと言える。
【００３８】
そのため、チップをレイアウトする工程では、レチクル上のチップレイアウトとウエハ上の有効露光領域とから任意に裕度を設定してショットレイアウトを決め、レチクル上のレイアウトを複数作成し、最適なレチクルを選択して使用することが望ましい。
【００３９】
具体的には、チップレイアウトＦの外周縁と前記レイアウト可能領域Ｅの外周縁との間に形成する間隔は、前記レチクルの焦点を合わせる位置とチップレイアウト中心の位置を一致させることにより、最適化したチップレイアウトとなるように設定する。
【００４０】
この最適化は、次の手順で行う。
Ｓ１．本発明を適用したチップレイアウトを作成。
Ｓ２．チップレイアウトからショットレイアウトを作成。
Ｓ３．前記Ｓ１とＳ２を繰り返し、チップレイアウトを複数作成。
Ｓ４．最適となるチップレイアウトと、ショットレイアウトを決定。
Ｓ５．ショット数とショットレイアウトから、スループットを算出。
【００４１】
図２に本発明の他の実施の形態のレチクルを示す。図７に図２のレチクルを用いたウエハ上のショットレイアウトの一例を示す。図２における符号ＡはチップレイアウトＦの中心位置、Ｂは、レチクルの中心位置を示す。
【００４２】
この実施の形態のレチクルは、円形もしくは正方形のウエハにレチクルパターンを転写する半導体製造工程を有し、レチクルのチップレイアウトにおいて、複数チップのＸ方向とＹ方向の総和がほぼ同じとなるような裕度を設定している。これは、レチクルＧ上のチップレイアウトＦが正方形に近くなることを示している。
【００４３】
図７に示すように、ウエハは多くの場合、円形もしくは正方形であるため、チップレイアウトが正方形に近くなることでウエハ上のショットレイアウト（図中太線がワンショットレイアウト）が円形もしくは正方形に近くなり、最適化される。これにより、ショット無効領域を減少させ、チップ乗り数を増加させることができる。
【００４４】
この実施の形態では、上記のレチクルのチップレイアウトにおいて、複数チップのＸ方向とＹ方向の総和がほぼ同じとなるような裕度を設定されている。
【００４５】
図２では一例としてＹ方向に３列分の裕度を設定している。また生産性の点から裕度はＸ方向かＹ方向に１チップ以上であれば少ない方が好ましい。
【００４６】
ショットレイアウトに関して、図１０の従来例に比べ、図７ではショットレイアウトがウエハ形状（円形）に近くなり、ショットレイアウトが最適化されている。
【００４７】
図３に本発明の他の実施の形態のレチクルを示す。図８に図３のレチクルを用いた場合のショットレイアウトの一例を示す。例としてレチクル上の焦点を合わせる位置をレチクル中心の位置としている。即ち、チップレイアウトＦの中心位置Ａと、レチクルＧの中心位置Ｂとを一致させている。
【００４８】
これにより、本実施の形態によるチップレイアウトの裕度が、チップレイアウト上さらにはショットレイアウト上、均等に配置されることで本発明を最も効果的に用いることができる。
【００４９】
この実施の形態では、レチクル中心の位置（図２、図３中Ｂで示す）とチップレイアウトの中心位置（図２、図３中Ａで示す）を一致させてレイアウトしている。
【００５０】
図３では一例として図２のレチクルにおけるチップレイアウトの最適化を示している。
図７と図８のショットレイアウトを用いて比較すると、より効果的にし、ウエハ周辺部までショットできていることがわかる。
【００５１】
図４、図９に本発明の他の実施形態のレチクルとショットレイアウトを示す。例としてレチクル上の焦点を合わせる位置をレチクル中心の位置としている。
【００５２】
この実施の形態では、ウエハ中心とショットするときのレチクル上の焦点を合わせる位置を最適化したショットレイアウトとしている。
【００５３】
これにより、最適なショットレイアウトを選択できるため、どのような環境であっても本発明の効果を発揮することができる。
【００５４】
なお、本発明の実施の形態では、ウエハ中心の位置（図６、図９中Ｄで示す。）とショットするときのレチクル中心の位置（図４、図６、図９中Ｃで示す。）を調整し、最適化したレイアウトとしている。
【００５５】
図９では一例としてウエハ中心の位置と図２のレチクル中心位置であるＣとＤを一致させて最適化しているショットレイアウトを示している。
【００５６】
図６〜図９に示すウエハは、図１〜図４に示すレチクルを用いて製造されたものである。図１０の従来技術により作成されたウエハに比べ、ショット無効領域が少なく、チップ乗り数が多いためチップ単価を下げることができる。
【００５７】
図６と図９のショットレイアウトを用いて比較すると、本発明により、より効果的にし、ウエハ周辺部までショットできていることがわかる。
【００５８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、半導体装置の製造産業に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態を示すレチクルの平面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すレチクルの平面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すレチクルの平面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示すレチクルの平面図である。
【図５】従来のレチクルの平面図である。
【図６】図１のレチクルを用いたショットレイアウトの一例を示す平面図である。
【図７】図２のレチクルを用いたショットレイアウトの一例を示す平面図である。
【図８】図３のレチクルを用いたショットレイアウトの一例を示す平面図である。
【図９】図４のレチクルを用いたショットレイアウトの一例を示す平面図である。
【図１０】図５の従来のレチクルを用いたショットレイアウトの一例を示す平面図である。
【図１１】ステッパの概略図である。
【符号の説明】
【００６１】
Ａ  チップレイアウトの中心位置、Ｂ  レチクル中心位置、Ｃ  チップ中心位置、Ｄ  ウエハ中心位置、Ｅ  レチクル上チップレイアウト可能領域、Ｆ  レチクル上のチップパターン、Ｇ  レチクル、Ｈ  レチクル上チップレイアウト可能領域のＸ方向裕度、Ｉ  レチクル上チップレイアウト可能領域のＹ方向裕度。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006337910.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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