(57)【要約】【課題】デバイスパターンの形成領域内における局所的な領域間でのパターンの寸法差を低減させて、寸法精度の向上を図り得るマスクの作成方法を提供する。【解決手段】フォトマスクの面内における露光領域内に形成されたデバイスパターンの外側にダミーパターンを形成する。この際、デバイスパターンとダミーパターンとを合わせた露光領域内のパターンの被覆率が所定の範囲内に収まるように、ダミーパターンの形成領域およびその面積をデバイスパターンの被覆率に応じた大きさに設定する。そして、ダミーパターンをデバイスパターンの形成領域の最外周部と露光領域の最外周部との間に形成する。【選択図】　　図１
2004069829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光領域内に形成されたデバイスパターンと、
このデバイスパターンの外側に形成されたダミーパターンと、を具備するマスクであって、
前記ダミーパターンは前記デバイスパターンの形成領域の最外周部と前記露光領域の最外周部との間に形成されているとともに、前記デバイスパターンと前記ダミーパターンとを合わせた前記露光領域内のパターンの被覆率が所定の範囲内に収まるように、前記ダミーパターンの面積が前記デバイスパターンの被覆率に応じた大きさに設定されていることを特徴とするマスク。
【請求項２】
前記ダミーパターンは、その形成領域と前記デバイスパターンの形成領域の周辺部の所定の領域とを合わせた領域の被覆率が、前記デバイスパターンの形成領域の中央部の被覆率と略同じ大きさになるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマスク。
【請求項３】
前記ダミーパターンは、前記デバイスパターンと前記ダミーパターンとを合わせた前記露光領域内のパターンの被覆率が、前記露光領域内において略均一な大きさになるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載のマスク。
【請求項４】
前記露光領域の外側にさらに外側ダミーパターンが形成されているとともに、この外側ダミーパターン、前記ダミーパターン、および前記デバイスパターンを合わせたパターン全体の被覆率が前記所定の範囲内においてより高められるように、前記外側ダミーパターンは、その形成領域および面積を前記露光領域内のパターンの被覆率に応じて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マスク。
【請求項５】
マスクの面内における露光領域内に形成されたデバイスパターンの外側にダミーパターンを形成するマスクの作成方法であって、
前記露光領域内における前記デバイスパターンと前記ダミーパターンとを合わせたパターンの被覆率が所定の範囲内に収まるように、前記ダミーパターンの面積を前記デバイスパターンの被覆率に応じた大きさに設定して、前記ダミーパターンを前記デバイスパターンの形成領域の最外周部と前記露光領域の最外周部との間に形成することを特徴とするマスクの作成方法。
【請求項６】
前記ダミーパターンを、その形成領域と前記デバイスパターンの形成領域の周辺部の所定の領域とを合わせた領域の被覆率が、前記デバイスパターンの形成領域の中央部の被覆率と略同じ大きさになるように形成することを特徴とする請求項５に記載のマスクの作成方法。
【請求項７】
前記ダミーパターンを、前記デバイスパターンと前記ダミーパターンとを合わせた前記露光領域内のパターンの被覆率が、前記露光領域内において略均一な大きさになるように形成することを特徴とする請求項６に記載のマスクの作成方法。
【請求項８】
前記露光領域の外側に形成する外側ダミーパターン、前記ダミーパターン、および前記デバイスパターンを合わせたパターン全体の被覆率を前記所定の範囲内においてより高めるように、前記外側ダミーパターンを、その形成領域および面積を前記露光領域内のパターンの被覆率に応じて設定して、さらに前記露光領域の外側に形成することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載のマスクの作成方法。
【請求項９】
請求項１〜４のうちのいずれかに記載のマスクを用いてパターン転写を行うリソグラフィ工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造工程に用いられるマスクに係り、特に転写されるデバイスパターンの寸法精度の向上が図られたマスク、デバイスパターンの寸法精度の向上を図り得るマスクの作成方法、およびデバイスパターンの寸法精度の向上が図られたマスクを用いる半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、半導体デバイスを形成するにあたり、デバイスパターンが形成されているフォトマスクを用いてパターン転写を行う。通常、フォトマスクに形成されているデバイスパターンは、その寸法、形状、および形成領域の面積などが製品としてのフォトマスクごとに異なっている。また、一連の半導体装置の製造工程中、フォトマスクが使用される幾つかの工程では、各工程毎にデバイスパターンの形状が異なっているのが一般的である。それ故、デバイスパターンの被覆率はマスクごとに千差万別である。このデバイスパターンの被覆率とは、フォトマスク全体の面積のうち、デバイスパターンの形成領域内において露光光が透過可能な領域が占める面積の割合を表すものである。また、１枚のフォトマスクの面内においても、例えばデバイスパターンの中央部と周辺部等との局所的な領域間におけるパターン被覆率の差は千差万別である。したがって、フォトマスクのパターン被覆率を考慮せずにマスクを作成すると、デバイスパターンの寸法に差が生じ易い。
【０００３】
１枚のマスク面内における局所的な領域間でのデバイスパターンの寸法差を低減するために、幾つかの対応策がある。その一つとして、例えばマスク中央部と周辺部との間におけるデバイスパターンの寸法差を低減するために、露光領域内のデバイスパターンの周辺部にダミーパターンを形成する。このダミーパターンとは、フォトマスクに形成されているマスクパターンのうち、基板上における実際の半導体デバイスの作成には用いられないパターンを指す。ダミーパターンを形成するか否かは、ステッパーで露光可能な最大露光領域内のパターン被覆率に基づいて一義的に決定される。例えばパターン被覆率が３０％以上のマスクの場合、先ず、最大露光領域内におけるデバイスパターンの最外周部と露光領域最外周部との隙間に所定のダミーパターンを形成する。そして、露光領域外においても、所定の範囲でダミーパターンを固定的に追加付与する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、露光領域内のパターン被覆率はフォトマスクごとに異なっている。このため、最大露光領域外に形成するダミーパターンの形成領域を固定とすると、フォトマスク全面でのパターン被覆率が過度に大きくなるおそれがある。この結果、デバイスパターンの仕上がり寸法に影響を及ぼして、所望の寸法精度を得られないおそれがある。ひいては、半導体装置の内部に組み込まれる様々な微細な半導体素子などを所望の精度で形成できなくなるおそれがある。
【０００５】
本発明は、以上説明したような課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、デバイスパターンの形成領域内における局所的な領域間でのパターン寸法差が低減されてデバイスパターンの寸法精度が向上されたマスク、およびそのようなマスクを形成できるマスクの作成方法を提供することにある。それとともに、デバイスパターンの寸法精度が向上されたマスクを用いて微細な半導体素子などを高い精度で形成して、半導体装置の品質および歩留まりを向上できる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明に係るマスクは、露光領域内に形成されたデバイスパターンと、このデバイスパターンの外側に形成されたダミーパターンと、を具備するマスクであって、前記ダミーパターンは前記デバイスパターンの形成領域の最外周部と前記露光領域の最外周部との間に形成されているとともに、前記デバイスパターンと前記ダミーパターンとを合わせた前記露光領域内のパターンの被覆率が所定の範囲内に収まるように、前記ダミーパターンの面積が前記デバイスパターンの被覆率に応じた大きさに設定されていることを特徴とするものである。
【０００７】
このマスクにおいては、ダミーパターンが、デバイスパターンの形成領域の最外周部と露光領域の最外周部との間に形成されている。そして、デバイスパターンとダミーパターンとを合わせた露光領域内のパターンの被覆率が所定の範囲内に収まるように、ダミーパターン面積がデバイスパターンの被覆率に応じた大きさに設定されている。すなわち、露光領域内におけるパターンの被覆率が、デバイスパターンの寸法精度を劣化させない適正な範囲内に設定されている。
【０００８】
また、前記課題を解決するために、本発明に係るマスクの作成方法は、マスクの面内における露光領域内に形成されたデバイスパターンの外側にダミーパターンを形成するマスクの作成方法であって、前記露光領域内における前記デバイスパターンと前記ダミーパターンとを合わせたパターンの被覆率が所定の範囲内に収まるように、前記ダミーパターンの面積を前記デバイスパターンの被覆率に応じた大きさに設定して、前記ダミーパターンを前記デバイスパターンの形成領域の最外周部と前記露光領域の最外周部との間に形成することを特徴とするものである。
【０００９】
このマスクの作成方法においては、ダミーパターンをデバイスパターンの形成領域の最外周部と露光領域の最外周部との間に形成する。この際、デバイスパターンとダミーパターンとを合わせた露光領域内のパターンの被覆率が所定の範囲内に収まるように、ダミーパターンの面積をデバイスパターンの被覆率に応じた大きさに設定する。これにより、露光領域内におけるパターンの被覆率を、デバイスパターンの寸法精度を劣化させない適正な範囲内に設定できる。
【００１０】
また、前記課題を解決するために、本発明に係る半導体装置の製造方法は、本発明に係るマスクを用いてパターン転写を行うリソグラフィ工程を含むことを特徴とするものである。
【００１１】
この半導体装置の製造方法においては、デバイスパターンとダミーパターンとを合わせた露光領域内のパターンの被覆率が所定の範囲内に収まるように、ダミーパターンの面積がデバイスパターンの被覆率に応じた大きさに設定されているマスクを用いてパターン転写を行う。すなわち、露光領域内のパターンの被覆率が、デバイスパターンの寸法精度を劣化させない適正な範囲内に設定されているマスクを用いてパターン転写を行う。これにより、微細なデバイスパターンを高い精度で転写できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
先ず、本発明に係る第１実施形態を図１〜図５を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係るマスクの作成方法をフローチャートにして示す図である。図２は、本実施形態に係るフォトマスクの面内の各領域を模式的に示す平面図である。図３は、図２のフォトマスクに形成するダミーパターンの１単位を示す平面図である。図４は、図２のフォトマスクのデバイスパターンおよびダミーパターンが形成されている領域を拡大して示す平面図である。図５は、図４のフォトマスクのダミーパターンの形成領域の付近を拡大して示す平面図である。
【００１４】
先ず、第１実施形態に係るマスクの作成方法について、図１を参照しつつ説明する。本実施形態のマスクの作成方法は、具体的にはフォトマスクのパターン作成工程に関するものである。本実施形態では、フォトマスクの面内において、ステッパーなどの露光装置による露光領域内にダミーパターンを形成する。
【００１５】
先ず、図１に示すように、図示しない基板上に所望の半導体デバイスを形成するためのデバイスパターン（半導体デバイスパターン）に関するデータを取得する。このデータには、デバイスパターンをフォトマスクに形成するための各種情報が記述されている。具体的には、デバイスパターンの寸法、形状、および配置などに関する情報が記述されている。このデータをマスクレイアウトデータと称することとする。このマスクレイアウトデータを取得する工程を工程１とする。
【００１６】
次に、取得したマスクレイアウトデータに基づいて、フォトマスクの面内における露光領域内に形成されるデバイスパターンの被覆率を算出する。このデバイスパターンの被覆率とは、フォトマスク全体の面積のうち、デバイスパターンの形成領域内の露光光が透過可能な領域（透過部）が占める面積の割合を表すものである。デバイスパターンの被覆率は、具体的には、フォトマスク全体の面積に対して、デバイスパターン内の図形の種類や、図形の数などに基づいて算出可能なデバイスパターンの透過部の面積の割合として算出される。なお、露光領域の大きさ、特に最大露光領域は図示しない露光装置により予め定められている。このデバイスパターンの被覆率を算出する工程を工程２とする。
【００１７】
次に、算出したデバイスパターンの被覆率に基づいて、ダミーパターンを形成するか否かを判定する。このダミーパターンとは、フォトマスクに形成されているマスクパターンのうち、基板上における実際の半導体デバイスの作成には用いられないパターンを指す。本実施形態においては、デバイスパターンの被覆率が３０％以上の場合にダミーパターンを形成するものとする。すなわち、ダミーパターンを形成するか否かの判定の基準値を、デバイスパターンの被覆率で３０％と定める。このダミーパターンを形成するか否かを判定する工程を工程３とする。
【００１８】
この工程３においてダミーパターンを形成する必要が無いと判定された場合、前述したマスクレイアウトデータに基づいて、所望のデバイスパターンをフォトマスクの露光領域内に形成する。また、工程３においてダミーパターンを形成する必要があると判定された場合、次に述べる工程に進む。
【００１９】
工程３においてダミーパターンを形成する必要があると判定された場合、フォトマスクの面内にダミーパターンを形成する領域があるか否かを判定する。この判定も、工程２において算出されたデバイスパターンの被覆率に基づいて行われる。本実施形態では、フォトマスクの最大露光領域内において、デバイスパターンの外側周辺にダミーパターンを形成する。より具体的には、デバイスパターンの形成領域の最外周部と、露光領域の最外周部との間にダミーパターンを形成する。つまり、この工程においては、デバイスパターンの形成領域の最外周部と、フォトマスクの露光領域の最外周部との間にダミーパターンを形成する領域があるか否かを判定する。このダミーパターンを形成する領域があるか否かを判定する工程を工程４とする。
【００２０】
この工程４においてダミーパターンを形成する領域が無いと判定された場合、ダミーパターンを形成することなく、所望のデバイスパターンのみをフォトマスクの露光領域内に形成する。また、工程４においてダミーパターンを形成する領域があると判定された場合、次に述べる工程に進む。
【００２１】
工程４においてダミーパターンを形成する領域があると判定された場合、ダミーパターンを形成する領域およびその面積などを決定する。本実施形態においては、ダミーパターンの形成領域の面積をデバイスパターンの被覆率に応じた所定の大きさに設定してダミーパターンを形成する。この際、ダミーパターンの面積を、デバイスパターンとダミーパターンとを合わせた露光領域内のパターンの被覆率が所定の範囲内に収まる大きさに設定する。本来、ダミーパターンはデバイスパターンの寸法精度を向上させるために形成される。ところが、デバイスパターンとダミーパターンとを合わせたパターンの被覆率が大きくなり過ぎると、かえってデバイスパターンの寸法精度が劣化することが分かっている。したがって、前記所定の範囲とは、具体的には、フォトマスクの露光領域内におけるデバイスパターンとダミーパターンとを合わせたパターンの被覆率が、デバイスパターンの寸法精度を向上させることができる適正な範囲を指す。
【００２２】
このように、ダミーパターンの面積は、デバイスパターンの被覆率に応じて、デバイスパターンの寸法精度を向上させることができるように適宜、適正な大きさに設定される。すなわち、ダミーパターンの被覆率は、デバイスパターンの被覆率に応じて、デバイスパターンの寸法精度を向上させることができる適正な大きさに設定される。なお、ダミーパターンの被覆率とは、ダミーパターンの面積に対して、ダミーパターン中の露光光が透過可能な領域（透過部）が占める面積の割合を表すものである。
【００２３】
また、デバイスパターンの被覆率は、通常、フォトマスクの面内における局所的な領域間で異なっている。これにより、フォトマスクの面内における局所的な領域間でデバイスパターンの寸法差が生じる。例えば、フォトマスクの中央部に形成されているデバイスパターンの被覆率は、フォトマスクの周辺部に形成されているデバイスパターンの被覆率と異なっているのが一般的である。ここでは、デバイスパターンは、その形成領域の中心をフォトマスクの中心と略一致されて形成されているものとする。すなわち、フォトマスクの中央部とは、実質的にはデバイスパターンの形成領域の中央部を指すものとする。また、フォトマスクの周辺部とは、フォトマスクの中央部を除いた部分のことを指し、実質的にはデバイスパターンの形成領域の周辺部を指すものとする。したがって、フォトマスクの中央部と周辺部との間でデバイスパターンの被覆率が異なると、デバイスパターンの形成領域の中央部と周辺部との間でデバイスパターンの被覆率に差が生じる。すると、デバイスパターンの形成領域の中央部と周辺部との間で、デバイスパターンの寸法に差が生じる。
【００２４】
ここで、デバイスパターンの中央部の被覆率とは、デバイスパターンの形成領域の中央部の面積に対して、その中央部内において露光光が透過可能な領域（透過部）が占める面積の割合を表すものである。例えば、デバイスパターンの形成領域の中心を含めた約１０ｍｍ四方の領域の面積に対して、透過部が占める面積の割合を表すものである。また、デバイスパターンの周辺部の被覆率とは、デバイスパターンの形成領域の周辺部の所定の部分の面積に対して、その所定の部分内において露光光が透過可能な領域（透過部）が占める面積の割合を表すものである。例えば、デバイスパターンの形成領域の周辺部の所定の位置を含めた約１０ｍｍ四方の領域の面積に対して、透過部が占める面積の割合を表すものである。
【００２５】
デバイスパターンの寸法差が大きくなると、基板などに転写されたデバイスパターンに無視し得ない誤差が生じるおそれがある。このような誤差は、半導体装置の品質を劣化させ、歩留まりを低下させる原因となる。このようなおそれを無くすために、本実施形態では、ダミーパターンを、フォトマスクの面内における局所的な領域間でデバイスパターンの寸法差を低減させることができる適正な領域に形成する。したがって、本実施形態では、デバイスパターンの寸法精度を向上させるだけでなく、デバイスパターンの局所的な領域間における寸法差を低減させることができるように、ダミーパターンの形成領域およびその面積などを適正に設定する。特に、デバイスパターンの形成領域の中央部と周辺部との間における、デバイスパターンの寸法差を低減させることができるように、ダミーパターンの形成領域およびその面積などを設定する。すなわち、デバイスパターンの形成領域の中央部と周辺部とで、それらの被覆率が略同じ大きさになるようにダミーパターンを形成する。さらには、デバイスパターンとダミーパターンとを合わせたパターンの被覆率が、露光領域内において略均一な大きさになるようにダミーパターンを形成する。このためには、例えばダミーパターンの被覆率をデバイスパターンの被覆率と略一致させてダミーパターンを形成すればよい。
【００２６】
通常、デバイスパターンの中央部の被覆率は、デバイスパターンの周辺部の被覆率よりも高い。また、本実施形態ではデバイスパターンの形成領域の外側にダミーパターンを形成するため、前述した定義により、デバイスパターンの中央部の被覆率はダミーパターンの有無に拘らず不変である。したがって、本実施形態では、ダミーパターンを形成することにより、デバイスパターンの周辺部の被覆率を、デバイスパターンの中央部の被覆率と略同じ大きさになるように補正する。
【００２７】
具体的には、デバイスパターンの周辺部のうち、被覆率を補正しようとする所定の領域の外側周辺にダミーパターンを形成する。ダミーパターンが形成されると、デバイスパターンの周辺部の所定の領域内の被覆率は不変であるが、ダミーパターン内の被覆率は上昇する。このように、ダミーパターンを形成することにより、デバイスパターンの周辺部の所定の領域の面積とダミーパターンの面積とを合わせた範囲内における被覆率を、デバイスパターンの中央部の被覆率と略同程度まで高める。そして、このような補正を、デバイスパターンの周辺部のうち略全ての局所的領域の被覆率が、デバイスパターンの中央部の被覆率と略同程度になるまで行う。すなわち、デバイスパターンとダミーパターンとを合わせたパターンの被覆率が、露光領域内において略均一な大きさになるようにダミーパターンを形成する。この際、例えばダミーパターンの被覆率をデバイスパターン全体の被覆率と略一致させる。
【００２８】
この結果、デバイスパターンの形成領域の中央部と周辺部との間における、デバイスパターンの寸法差が低減される。つまり、デバイスパターンとダミーパターンとを合わせた露光領域内のパターン形成領域において、どの局所的な領域においてもパターンの寸法は略均一な大きさになる。それとともに、デバイスパターン全体の寸法精度も向上される。なお、本実施形態では、前述した定義により、デバイスパターン自体の被覆率はダミーパターンの有無に拘らず不変である。
【００２９】
このように、デバイスパターンの寸法精度を向上できるとともに、デバイスパターンの局所的な領域間における寸法差を低減させることができる適正なダミーパターンの形成領域などを決定する工程を、工程５とする。
【００３０】
通常、フォトマスクに形成されているデバイスパターンは、その寸法、形状、形成領域、および領域面積などが製品としてのフォトマスクごとに異なっている。このため、フォトマスクごとにデバイスパターンのサイズなどを計算する。そして、この計算結果および最大露光領域のサイズに基づいて適宜、適正なダミーパターンの形成領域およびその面積を決定する。
【００３１】
次に、工程５において決定されたダミーパターンのデータを、工程１において取得したマスクレイアウトデータに合成する。すなわち、本パターン（メインパターン）としてのデバイスパターンのデータに、周辺パターンとしてのダミーパターンのデータを合成する。この合成されたデータを、最終的なマスクレイアウトデータとする。したがって、この最終的なマスクレイアウトデータには、デバイスパターンおよびダミーパターンから構成される新しいマスクパターン全体のレイアウト情報が記述されている。このマスクレイアウトデータにダミーパターンデータを合成する工程を工程６とする。
【００３２】
最後に、工程６において作成された最終的なマスクレイアウトデータに基づいて、デバイスパターンおよびダミーパターンから構成されるマスクパターンをフォトマスクに形成する。例えば、次に述べる方法によりマスクパターンを形成する。先ず、予め図示しない電子ビーム用レジストを塗布した図示しないフォトマスク基板を用意する。次に、ダミーパターンのデータを合成した後のマスクレイアウトデータに基づいて、図示しない電子ビーム描画装置を用いてデバイスパターンおよびダミーパターンをフォトマスク基板上のレジストに描画する。続けて、レジストを現像することにより、図示しない所望のマスクパターン、すなわちレジストパターンを形成する。この後、得られたレジストパターンをマスクとしてフォトマスク基板をエッチングすることにより、図示しない透過部を形成する。これにより、デバイスパターンおよびダミーパターンから構成される所望のマスクパターンをフォトマスクに形成する。
【００３３】
また、マスクパターンを形成する際に、併せて幅が約１．６０ｍｍ以上の遮光帯をデバイスパターンの形成領域とダミーパターンの形成領域との間に設ける。これにより、デバイスパターンの寸法精度が向上されているとともに、デバイスパターンの局所的な領域間における寸法差が低減されているフォトマスクが作成される。このマスクパターンをフォトマスクに形成する工程を工程７とする。この工程７が終わった段階で、フォトマスクの作成工程を終了とする。
【００３４】
次に、第１実施形態に係るマスクについて、図２〜図５を参照しつつ説明する。この第１実施形態のマスクは、具体的には前述したマスクの作成方法を用いて作成されたフォトマスクのことである。
【００３５】
図２に示すように、フォトマスク１はその面内を幾つかの領域に区分されている。図２中フォトマスク１の中央部を含む領域Ａが、デバイスパターンの形成領域である。本実施形態では、デバイスパターンの形成領域である領域Ａは、その中心をフォトマスク１の中心と略一致されて形成されているものとする。すなわち、フォトマスク１の中央部は、デバイスパターンの形成領域である領域Ａの中央部と略一致しているものとする。遮光帯もこの領域Ａの中に形成される。この領域Ａを囲んでいる領域Ｂが、露光装置がデバイスパターンを露光して基板などに転写できる最大露光領域である。つまり、デバイスパターンの形成領域は、最大露光領域の内側に収まる位置に設定されている。この最大露光領域の大きさは、露光装置により予め決められる露光装置に固有の大きさである。ダミーパターンは、デバイスパターンの形成領域の最外周部と、最大露光領域の外周部（露光領域の最外周部）との隙間部分に形成される。この隙間部分が露光領域内におけるダミーパターンの形成領域である。つまり、ダミーパターンは、フォトマスク１の最大露光領域内において、デバイスパターンが形成されていない領域である、デバイスパターンの形成領域の外側周辺の所定の箇所に形成される。
【００３６】
前述したように、デバイスパターンは、通常、その寸法、形状、形成領域、および領域面積などがフォトマスクごとに異なっている。このため、フォトマスクごとにデバイスパターンのサイズなどが計算される。そして、この計算結果および最大露光領域のサイズに基づいて適宜、適正なダミーパターンの形成領域および面積などが決定される。したがって、各フォトマスクには、それぞれのデバイスパターンの被覆率に応じて、各デバイスパターンの寸法精度を向上させるとともに、各デバイスパターンの局所的な領域間における寸法差を低減させる適正なダミーパターンが形成されている。
【００３７】
また、図２中領域Ｂの外側の領域Ｃは、アライメントマークなどの図示しない他のマスクパターンが形成される領域である。この領域Ｃ中、領域Ｂのすぐ外側に隣接する領域Ｄにダミーパターンを形成しても構わない。すなわち、フォトマスク１の面内において、露光領域の外側にダミーパターンを形成しても構わない。この露光領域の外側にダミーパターンを形成する場合については、後述する第２実施形態においてその詳細を説明する。
【００３８】
図３に、本実施形態において形成するダミーパターン２の一単位あたりの形状およびパターン寸法を示す。ダミーパターン２の一単位あたりの大きさは、図３中Ｌで示す横の寸法が約５０μｍ、そして図３中Ｗで示す縦の寸法が約２５μｍである。また、ダミーパターン２のパターン本体３の線幅ＷＬは、約１．４μｍである。このダミーパターン２をその形成領域内に等間隔で所定の個数並べる。これにより、本パターン（メインパターン）としてのデバイスパターンの周辺部にダミーパターン２を配置したフォトマスク１の作成が可能となる。
【００３９】
図４に、実際にデバイスパターン４およびダミーパターン２などが形成された製品としてのフォトマスク１の、パターン形成部のイメージを示す。デバイスパターン形成領域Ａ内に、デバイスパターン４および幅が約１．６０ｍｍ以上の遮光帯５が形成されている。また、露光領域Ｂ中、遮光帯５のすぐ外側にダミーパターン２が形成されている。図５は、図４中白丸Ｅで囲んで示す遮光帯５とダミーパターン２との境界部付近を拡大して示すものである。遮光帯５のすぐ外側のダミーパターン形成領域には、図３に示すダミーパターン２が等間隔で複数個並べられている。
【００４０】
以上説明したように、この第１実施形態によれば、始めに取得したマスクレイアウトデータに記述されている露光領域Ｂ内におけるデバイスパターン４の被覆率に基づいて、ダミーパターン２を形成するか否かが決定される。ダミーパターン２を形成する場合、露光領域Ｂ内におけるダミーパターン２の形成領域、面積、および被覆率などは、デバイスパターン４の被覆率に応じて適正に設定される。そして、始めに取得したマスクレイアウトデータにダミーパターン２の描画データを合成した最終的なマスクレイアウトデータを用いて、フォトマスク１にデバイスパターン４およびダミーパターン２が形成される。これにより、デバイスパターン４およびダミーパターン２からなる露光領域Ｂ内のパターンの被覆率が過度に大きくなるおそれがない。したがって、ダミーパターン２はデバイスパターン４の寸法精度を向上させるだけでなく、デバイスパターン４の中央部と周辺部など、デバイスパターン４の局所的な領域間におけるパターンの寸法差を低減させることができる。
【００４１】
したがって、本実施形態に係るマスク１は、デバイスパターン４の形成領域内における局所的な領域間でのパターンの寸法差が低減されており、デバイスパターン４の寸法精度が向上されている。また、本実施形態に係るマスクの作成方法によれば、デバイスパターン４の形成領域内における局所的な領域間でのパターンの寸法差が低減されて、デバイスパターン４の寸法精度が向上されたフォトマスク１を作成できる。
【００４２】
次に、第１実施形態に係るに係る半導体装置の製造方法について簡潔に説明する。本実施形態の半導体装置の製造方法は、前述したマスクの作成方法により作成されたフォトマスク１を用いてパターン転写を行うリソグラフィ工程などを含むものである。前述したように、フォトマスク１には、その面内における局所的な領域間での寸法差が低減されて、寸法精度が向上されたデバイスパターン４が形成されている。これにより、微細なデバイスパターン４を高い精度で転写できる。ひいては、高い精度で転写されたデバイスパターン４に基づいて、半導体装置の内部に組み込まれる図示しない各種の微細な半導体素子などを高い精度で形成することができる。したがって、この半導体装置の製造方法によれば、微細な半導体素子などを高い精度で形成して、半導体装置の品質および歩留まりを向上できる。
【００４３】
（第２の実施の形態）
次に、本発明に係る第２実施形態を図２〜図６を参照しつつ説明する。図６は、本実施形態に係るマスクの作成方法をフローチャートにして示す図である。なお、第１実施形態と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略する。また、本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、前述した第１実施形態に係る半導体装置の製造方法と同様なので、その説明を省略する。
【００４４】
この第２実施形態においては、フォトマスク１の面内における露光領域Ｂの内側のみならず、露光領域Ｂの外側にもダミーパターン２を形成する場合について説明する。露光領域Ｂ内にダミーパターン２を形成する方法については、第１実施形態と同様とする。
【００４５】
図２中領域Ｃは、アライメントマークなどの他のマスクパターンが形成される領域である。前述した第１実施形態においては、露光領域Ｂ内にのみ所望のダミーパターン２を形成した。これに対して、この第２実施形態においては、露光領域外である領域Ｃ中にもダミーパターン２を形成する。これにより、デバイスパターン４の局所的な領域間での寸法差をさらに低減させて、デバイスパターン４の寸法精度のさらなる向上を図る。
【００４６】
以下、図６を参照しつつ、具体的に説明する。
【００４７】
先ず、第１実施形態と同様に、工程１においてマスクレイアウトデータを取得する。続けて、取得したマスクレイアウトデータに基づいて、工程２において露光領域Ｂ内に形成されるデバイスパターン４の被覆率を算出する。
【００４８】
次に、工程２において算出されたデバイスパターン４の被覆率に基づいて、工程３においてダミーパターン２を形成するか否かを判定する。この工程３においてダミーパターン２を形成する必要が無いと判定された場合、前述したマスクレイアウトデータに基づいて、所望のデバイスパターン４をフォトマスク１の露光領域Ｂ内に形成する。また、工程３においてダミーパターン２を形成する必要があると判定された場合、次に述べる工程に進む。
【００４９】
工程３においてダミーパターン２を形成する必要があると判定された場合、工程４において露光領域Ｂ内にダミーパターン２を形成する領域があるか否かを判定する。より具体的には、工程４において露光領域Ｂ内のデバイスパターン形成領域Ａの周辺部にダミーパターン２を形成する領域があるか否かを判定する。この工程４においてダミーパターン２を形成する領域が無いと判定された場合、ダミーパターン２を形成することなく、所望のデバイスパターン４のみをフォトマスク１の露光領域Ｂ内に形成する。また、工程４においてダミーパターン２を形成する領域があると判定された場合、次に述べる工程に進む。
【００５０】
工程４においてダミーパターン２を形成する領域があると判定された場合、工程５においてダミーパターン２を形成する領域およびその面積などを決定する。第１実施形態において説明したように、デバイスパターン４の局所的な領域間における寸法差を低減して、デバイスパターン４の寸法精度を向上できるように、ダミーパターン２はその寸法、形状、形成領域、および領域面積などをデバイスパターン４の被覆率に応じて、適正に設定される。
【００５１】
次に、工程５において決定されたダミーパターン２のデータを、工程１において取得したマスクレイアウトデータに合成する。つまり、工程６において、露光領域Ｂ内に形成するダミーパターン２のデータを、デバイスパターン４のデータに合成する。以下の説明において、露光領域Ｂ内に形成するダミーパターン２を内側ダミーパターン２と称することとする。
【００５２】
次に、工程６において合成されたマスクレイアウトデータに基づいて、内側ダミーパターン２およびデバイスパターン４からなる露光領域Ｂ内のパターンの被覆率を算出する。そして、算出した露光領域Ｂ内のパターンの被覆率に基づいて、露光領域Ｂの外側に図示しないダミーパターンを形成するか否かを判定する。以下の説明において、露光領域Ｂの外側に形成するダミーパターンを外側ダミーパターンと称することとする。前述した第１実施形態において内側ダミーパターン２を形成するか否かを判定した場合と同様に、外側ダミーパターンを形成するか否かを所定の基準値に基づいて判定する。この基準値は、外側ダミーパターンを形成した後のフォトマスク１の面内におけるパターン全体の被覆率が、デバイスパターン４の寸法精度を向上させることができる適正な範囲内に収まる大きさに設定される。つまり、デバイスパターン４および内側ダミーパターン２に外側ダミーパターンを加えたフォトマスク１の面内におけるパターン全体の被覆率が、デバイスパターン４の寸法精度を向上させることができる適正な範囲内に収まる大きさに設定される。この外側ダミーパターンを形成するか否かを判定する工程を工程８とする。
【００５３】
この工程８において外側ダミーパターンを形成する必要が無いと判定された場合、工程６において合成されたマスクレイアウトデータに基づいて、所望のデバイスパターン４および内側ダミーパターン２をフォトマスク１の露光領域Ｂ内に形成する。また、工程８において外側ダミーパターンを形成する必要があると判定された場合、次に述べる工程に進む。
【００５４】
工程８において外側ダミーパターンを形成する必要があると判定された場合、外側ダミーパターンを形成する領域およびその面積を決定する。外側ダミーパターンの形成領域は、内側ダミーパターン２の形成領域を決定する場合と同様の方法により決定される。フォトマスク１に形成されるデバイスパターン４は、次に述べる方法により所望の寸法精度を得ることを特徴としている。先ず、内側ダミーパターン２を含むマスクレイアウトパターンの、フォトマスク１の面内に占めるパターン面積率およびパターン密度に基づいて、デバイスパターン４の最終的な寸法を予測する。すなわち、マスクパターンのフォトマスク１の面内に占めるパターン被覆率およびパターン密度に基づいて、デバイスパターン４の仕上がり寸法を予測する。次に、この予測した寸法に基づいて、始めに取得したデバイスパターン４の設計データであるマスクレイアウトデータに、寸法補正量としての変換差を与える。これにより、所望の仕上がり寸法を有するデバイスパターン４を得る。このため、外側ダミーパターンの形成領域の面積を不用意に大きくすると、フォトマスク１の面内のパターン被覆率が必要以上に増加し、デバイスパターン４の仕上がり寸法の精度を劣化させるおそれがある。したがって、外側ダミーパターンの形成領域の面積は、第１実施形態において述べたデバイスパターン４の寸法精度を劣化させない範囲内において、フォトマスク１の露光領域Ｂ内のパターン被覆率に基づいて適正な大きさに決定される。
【００５５】
このように、外側ダミーパターンの形成領域の面積および被覆率などは、第１実施形態で述べたデバイスパターン４の寸法精度を劣化させない範囲内においてデバイスパターン４の寸法精度をさらに向上させることができるように、露光領域Ｂ内のパターン被覆率に応じて適宜、適正な大きさに設定される。また、内側ダミーパターン２の場合と同様に、外側ダミーパターンは、デバイスパターン４の局所的な領域間での寸法差をさらに低減させることができる領域に形成される。したがって、デバイスパターン４の寸法精度をさらに向上させるだけでなく、デバイスパターン４の局所的な領域間における寸法差をさらに低減させることができるように、外側ダミーパターンはその形成領域および面積などを適正に設定される。この際、内側ダミーパターン２の場合と同様に、フォトマスク１ごとにデバイスパターン４および内側ダミーパターン２のサイズなどを計算する。そして、この計算結果および最大露光領域Ｂのサイズに基づいて適宜、適正な外側ダミーパターンの形成領域および面積を決定する。この外側ダミーパターンの形成領域および面積などを決定する工程を工程９とする。
【００５６】
次に、工程９において決定された外側ダミーパターンのデータを、工程６において合成されたマスクレイアウトデータに合成する。すなわち、露光領域Ｂ内のデバイスパターン４および内側ダミーパターン２の各データに、露光領域Ｂ外の外側ダミーパターンのデータを合成する。この合成されたデータを、最終的なマスクレイアウトデータとする。したがって、この最終的なマスクレイアウトデータには、デバイスパターン４、内側ダミーパターン２、および外側ダミーパターンから構成される新しいマスクパターン全体のレイアウト情報が記述されている。この露光領域Ｂ内のデバイスパターン４および内側ダミーパターン２のマスクレイアウトデータに外側ダミーパターンのデータを合成する工程を、工程１０とする。
【００５７】
最後に、工程１０において作成された最終的なマスクレイアウトデータ（描画データ）に基づいて、デバイスパターン４、内側ダミーパターン２、および外側ダミーパターンから構成されるマスクパターンをフォトマスク１に形成する。この際、図４に示すように、デバイスパターン４の形成領域と内側ダミーパターン２の形成領域との間に、幅が約１．６０ｍｍ以上の遮光帯５を設ける。これにより、デバイスパターン４の寸法精度がさらに向上されているとともに、デバイスパターン４の局所的な領域間における寸法差が殆どないフォトマスク１が作成される。このデバイスパターン４、内側ダミーパターン２、および外側ダミーパターンから構成されるマスクパターンをフォトマスク１に形成する工程を、工程１１とする。この工程１１が終わった段階で、フォトマスク１の作成工程を終了とする。
【００５８】
なお、外側ダミーパターンには、例えば図３に示す内側ダミーパターン２と同様のパターンを用いることが好ましい。そして、内側ダミーパターン２と同様に、図３に示すパターンを図４および図５に示すようにフォトマスク１に形成するとよい。これにより、外側ダミーパターンの被覆率の計算などを簡略化および迅速化したり、外側ダミーパターンの形成工程に掛かるコストを低減したりできる。ひいては、フォトマスク１の生産効率を向上させたり、フォトマスク１の生産コストを抑制したりできる。
【００５９】
以上説明したように、この第２実施形態によれば、露光領域Ｂ内に内側ダミーパターン２を形成した上で、さらに露光領域Ｂ外に外側ダミーパターンを形成する。この際、外側ダミーパターンの形成領域や面積などは、デバイスパターン４の局所的な領域間での寸法差をさらに低減させて、デバイスパターン４の寸法精度をさらに向上させることができるように、露光領域Ｂ内のパターン被覆率に応じて適宜、適正に設定される。すなわち、内側ダミーパターン２および外側ダミーパターンを合わせたダミーパターン部の形成領域や被覆率は、デバイスパターン４の局所的な領域間での寸法差をさらに低減させて、デバイスパターン４の寸法精度をさらに向上させることができるように、デバイスパターン４の被覆率に応じて適宜、適正に設定される。
【００６０】
したがって、本実施形態に係るフォトマスク１は、その面内における局所的な領域間でのデバイスパターン４の寸法差が殆どなくされているとともに、デバイスパターン４の寸法精度がさらに向上されている。また、本実施形態に係るマスクの作成方法によれば、デバイスパターン４の形成領域内における局所的な領域間でのパターン寸法差を殆どなくして、デバイスパターン４の寸法精度をさらに向上させたフォトマスク１を作成できる。
【００６１】
なお、本発明に係るマスク、マスクの作成方法、および半導体装置の製造方法は、前述した第１および第２の実施形態には制約されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、それらの構成、あるいは工程などの一部を種々様々な設定に変更したり、あるいは各種設定を適宜、適当に組み合わせて用いたりして実施することができる。
【００６２】
例えば、前述した第１および第２実施形態で形成した内側および外側の両ダミーパターンの形状は、図３で示すパターンには限らない。例えば、フォトマスク１上におけるダミーパターン被覆率が略同じ大きさになるパターンであれば、１単位である各ブロックごとに異なる形状のパターンでも適用可能である。当然、内側ダミーパターンと外側ダミーパターンとでパターンの形状などを変えても構わない。また、内側ダミーパターンと外側ダミーパターンとで、パターン被覆率が異なるパターンを用いても構わない。内側および外側の各ダミーパターンの形成領域内において、各ブロックごとのパターン被覆率が略同じ大きさであればよい。
【００６３】
また、前述したダミーパターンを形成するか否かの判定や、ダミーパターンの形成領域の決定、およびパターンデータの合成など、マスクレイアウトデータに基づく各種計算は、通常は専用の計算ツールを用いて自動的に行われる。ただし、それらの計算は、汎用の計算ツールを用いて行っても構わないのはもちろんである。
【００６４】
さらに、最後のマスク作成工程に、最終的なマスクレイアウトデータにより形成されるデバイスパターンが、始めに取得したマスクレイアウトデータのデバイスパターンよりも局所的な領域間での寸法差が低減されて、寸法精度が向上されているか否かを検査する工程を含ませてもよい。そして、最終的に形成されるデバイスパターンが所望の精度を満足するまで、前述したマスクの作成方法を繰り返し行う設定とするとよい。これにより、高品質のフォトマスクを、歩留まりを向上させて生産することができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明に係るマスクは、デバイスパターンとダミーパターンとを合わせた露光領域内のパターンの被覆率が、デバイスパターンの寸法精度を劣化させない適正な範囲内に設定されている。したがって、このマスクは、デバイスパターンの形成領域内における局所的な領域間でのデバイスパターンの寸法差が低減されており、デバイスパターンの寸法精度が向上されている。
【００６６】
また、本発明に係るマスクの作成方法によれば、デバイスパターンとダミーパターンとを合わせた露光領域内のパターンの被覆率を、デバイスパターンの寸法精度を劣化させない適正な範囲内に設定できる。したがって、このマスクの作成方法によれば、デバイスパターンの形成領域内における局所的な領域間でのデバイスパターンの寸法差を低減させて、デバイスパターンの寸法精度を向上させることができる。
【００６７】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、本発明に係るマスクを用いて微細なデバイスパターンを高い精度で転写できる。したがって、この半導体装置の製造方法によれば、微細な半導体素子などを高い精度で形成して、半導体装置の品質および歩留まりを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るマスクの作成方法をフローチャートにして示す図。
【図２】第１および第２実施形態に係るフォトマスクの面内の各領域を模式的に示す平面図。
【図３】図２のフォトマスクに形成するダミーパターンの１単位を示す平面図。
【図４】図２のフォトマスクのデバイスパターンおよびダミーパターンが形成された領域を拡大して示す平面図。
【図５】図４のフォトマスクのダミーパターンの形成領域を拡大して示す平面図。
【図６】第２実施形態に係るマスクの作成方法をフローチャートにして示す図。
【符号の説明】
１…フォトマスク
２…ダミーパターン（周辺パターン）
４…デバイスパターン（本パターン、メインパターン）
Ａ…デバイスパターン形成領域
Ｂ…露光領域（最大露光領域）
Ｄ…露光量域外ダミーパターン形成領域
【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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