(57)【要約】【課題】補助パターンを設けることによって解像力の向上を図りつつ、マスク欠陥検査が容易に行なえるパターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法を提供する。【解決手段】感光膜へ像を転写する帯状のメインパターン１１ａ，１１ｂを配置するステップと、メインパターン１１ａ，１１ｂのレイアウトに基づいて、所定のルールに従って、実質的には感光膜へ像を転写しない補助パターン１２ａ，１２ｂを仮配置するステップと、これら補助パターン１１ａ，１１ｂのうち、その一端を形成する端辺がメインパターンの一端を形成する端辺に一部重複して接触する補助パターン１２ａを選別するステップと、選別された補助パターン１２ａの端辺が、メインパターン１１ｂの端辺に完全に重複して接触するように、選別された補助パターン１２ａの位置を調節するステップとを備える。【選択図】　　　　図１
2004054115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の製造プロセスにおいて用いられ、感光膜へ像を転写するパターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法であって、
感光膜へ像を転写する帯状パターンを配置するステップと、
前記帯状パターンのレイアウトに基づいて、所定のルールに従って、実質的には感光膜へ像を転写しない補助パターンを仮配置するステップと、
前記補助パターンのうち、その一端を形成する端辺が前記帯状パターンの一端を形成する端辺に一部重複して接触する補助パターンを選別するステップと、
前記選別された補助パターンの端辺が、前記帯状パターンの端辺に完全に重複して接触するように、前記選別された補助パターンの位置を調節するステップとを備えた、パターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法。
【請求項２】
半導体装置の製造プロセスにおいて用いられ、感光膜へ像を転写するパターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法であって、
感光膜へ像を転写する帯状パターンを配置するステップと、
前記帯状パターンのレイアウトに基づいて、所定のルールに従って、実質的には感光膜へ像を転写しない補助パターンを仮配置するステップと、
前記補助パターンのうち、その一端を形成する端辺が他の補助パターンの一端を形成する端辺に一部重複して接触する補助パターンを選別するステップと、
前記他の補助パターンの端辺が、前記選別された補助パターンの端辺に完全に重複して接触するように、前記選別された補助パターンの位置を調節するステップとを備えた、パターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法。
【請求項３】
前記位置調節された補助パターンの幅を、前記他の補助パターンの幅と同一の幅に調節するステップをさらに備えた、請求項２に記載のパターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法。
【請求項４】
半導体装置の製造プロセスにおいて用いられ、感光膜へ像を転写する第１および第２の帯状パターンと、前記第１および第２の帯状パターンに対して、所定のルールに従って配置され、実質的には像を転写しない補助パターンとを有するパターン転写用フォトマスクであって、
前記第１および第２の帯状パターンは、同一方向に向かって延び、
前記第１の帯状パターンは、前記第２の帯状パターンに対して並走する並走部分と、前記第２の帯状パターンと並走していない非並走部分とを含み、
前記第１の帯状パターンの前記非並走部分に対して配置される補助パターンの一端を形成する端辺が、前記第２の帯状パターンの一端を形成する端辺に完全に重複して接触している、パターン転写用フォトマスク。
【請求項５】
半導体装置の製造プロセスにおいて用いられ、感光膜へ像を転写する第１および第２の帯状パターンと、前記第１および第２の帯状パターンに対して、所定のルールに従って配置され、実質的は像を転写しない補助パターンとを有するパターン転写用フォトマスクであって、
前記第１および第２の帯状パターンは、同一方向に向かって延び、
前記第１の帯状パターンは、前記第２の帯状パターンに対して並走する並走部分と、前記第２の帯状パターンと並走していない非並走部分とを含み、
前記第１の帯状パターンの前記並走部分に対して配置される補助パターンの一端を形成する端辺が、前記第１の帯状パターンの前記非並走部分に対して配置される補助パターンの一端を形成する端辺に完全に重複して接触している、パターン転写用フォトマスク。
【請求項６】
前記第１の帯状パターンの前記非並走部分に対して配置される補助パターンの幅が、前記第１の帯状パターンの前記並走部分に対して配置される補助パターンの幅と同じである、請求項５に記載のパターン転写用フォトマスク。
【請求項７】
半導体装置のゲート形成プロセスにおいて用いられ、半導体基板上に形成されるゲート電極となるべき導体層を覆うように堆積された感光膜へゲートパターンを転写する第１および第２の帯状パターンと、前記第１および第２の帯状パターンに対して、所定のルールに従って配置され、実質的には像を転写しない補助パターンとを有するパターン転写用フォトマスクであって、
前記第１および第２の帯状パターンは、同一方向に向かって延び、
前記第１の帯状パターンは、前記第２の帯状パターンに対して並走する並走部分と、前記第２の帯状パターンと並走していない非並走部分とを含み、
前記第１の帯状パターンの前記非並走部分に対して配置される補助パターンの一端を形成する端辺が、前記第２の帯状パターンの一端を形成する端辺に完全に重複して接触している接触部位を有し、
活性領域と素子分離領域の境界よりも素子分離領域側へ所定の距離以上離れた半導体基板の位置に対応する位置に、前記接触部位が配置されている、パターン転写用フォトマスク。
【請求項８】
請求項４から７のいずれかに記載のパターン転写用フォトマスクを用いた、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、半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィ工程に用いられるパターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法、パターン転写用フォトマスクおよびこのパターン転写用フォトマスクを用いた半導体装置の製造方法に関するものであり、より具体的には、感光膜へ像を転写するための帯状パターンと、焦点深度を深く確保するために設けられる補助パターンとを有するパターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法、パターン転写用フォトマスクおよびこのパターン転写用フォトマスクを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置の高集積化にはめざましいものがある。半導体装置の製造プロセスには種々の工程が存在するが、中でもフォトリソグラフィ工程が半導体装置の高集積化への鍵となるプロセスであることは広く認識されているところである。
【０００３】
フォトリソグラフィ技術が応用される半導体装置の製造工程としては、たとえば、素子分離領域の形成工程や配線形成工程、電極の形成工程、コンタクトの形成工程など様々な工程が挙げられる。上述の如く、半導体装置を高集積化するためには、フォトリソグラフィ工程における解像力の向上が必須である。
【０００４】
フォトリソグラフィ工程は、半導体基板上に塗布された感光膜にフォトマスクを介して光を照射することにより、フォトマスク上に形成された遮光パターンを感光膜に転写する工程である。図６は、フォトリソグラフィ工程の際に使用される縮小投影露光装置の概念図である。光源１から照射された光は、フライアイレンズ２を経由してコンデンサーレンズ３によって集光され、パターン転写用フォトマスク４に照射される。パターン転写用フォトマスク４の透光部分を透過した光は、投影レンズ５を経由して、半導体基板６上に形成された被処理物である感光膜７へと照射され、フォトマスク４上のパターンが感光膜７へと縮小されて転写される。使用する光としては、ｇ線やｉ線の他にエキシマレーザ光などが適用される。
【０００５】
フォトリソグラフィ工程において、パターンの解像力を向上させる技術として注目されている技術に、超解像技術がある。この技術は、通常は解像しないパターンを光学系の各場所に様々な工夫を加えることにより、解像させる技術である。
【０００６】
上記超解像技術の一つとして、感光膜に像を転写するパターン（以下、メインパターンと言う。）の近傍に、実質的には感光膜に像を転写しないパターン（以下、補助パターンと言う。）を配置する技術がある。なお、この補助パターンは、解像限界以下の微細なパターンである。
【０００７】
この技術は、メインパターンの近傍に補助パターンを配置することにより、光の位相や強度を制御し、露光時にメインパターンの光強度分布を改善することによってフォトリソグラフィ工程におけるパターンの解像力を向上させるものである。これにより、半導体基板上に形成される感光膜に目的とするパターンをより精緻に転写することが可能となるため、設計通りの微細構造を備えた半導体装置を形成することが可能になる。また、補助パターンを設けることによって、フォトリソグラフィ工程における焦点深度を深くすることも可能であり、焦点ずれが生じた場合にもパターンの解像が可能な焦点の範囲を広げることが可能になる。
【０００８】
通常、メインパターンの設計はＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ）を用いて行なわれる。補助パターンのレイアウトは、このメインパターンのレイアウトに対して、所定のルールに従って自動的に配置される。
【０００９】
たとえば、図７に示すように、帯状に延び、他のメインパターンから孤立して位置するメインパターン４１ａに対しては、当該メインパターン４１ａから所定の距離をもって並走するように補助パターン４２ａが両サイドに配置される。
【００１０】
一方、アレイ状に略平行に配置された複数のメインパターンに対しては、これらメインパターンのピッチに対応して図８または図９のように補助パターンが配置される。すなわち、図８に示すようにメインパターン５１ａ〜５１ｅが密集して配置された密集ピッチレイアウトにおいては、両端に位置するメインパターン５１ａ，５１ｅの外側にのみ補助パターン５２ａ，５２ｅが設けられ、メインパターン５１ａ〜５１ｅ間には補助パターンは設けられない。これは、補助パターンを設けずとも十分に精度よくパターンが形成されるためである。
【００１１】
また、図９に示す如くの中間ピッチレイアウトにおいては、両端に位置するメインパターン６１ａ，６１ｃの外側に配置される補助パターン６２ａ，６２ｃに加え、メインパターン６１ａ〜６１ｃの間にそれぞれ１本の補助パターン６２ａｂ，６２ｂｃが配置される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、これら補助パターンは、メインパターンに対して所定のルールに従って自動的に配置されるものである。このため、図１０（ａ）および（ｂ）に示すような形状のパターンが、フォトマスク上に形成される場合がある。
【００１３】
図１０（ａ）は、パターン９の端部を形成する端辺の角が、パターン８の端部を形成する端辺の角に接触した状態である。以下においては、この接点Ａを「微小接点」と称する。
【００１４】
また、図１０（ｂ）は、パターン９の端部を形成する端辺が、パターン８の端部を形成する端辺と一部重複して接触した状態である。以下においては、この接触部位Ｂを「微小段差」と称する。
【００１５】
本発明において一部重複という場合には、片方のパターンの端辺が他方のパターンの端辺に完全には包含されないが、片方のパターンの端辺が他方のパターンの端辺に一部包含されている状態を指し、図１０（ａ）および（ｂ）の状態を含む概念である。
【００１６】
このような微小接点や微小段差が生じる場合としては、たとえば、図１１および図１２に示すような場合が考えられる。図１１は、平行に密集ピッチレイアウトで配置された２本の帯状のメインパターン１１１ａ，１１１ｂのうち、１本のメインパターン１１１ｂが途中で途切れたレイアウトとなっている場合である。この場合、メインパターン１１１ａとメインパターン１１１ｂとの間には、補助パターンは形成されない。しかしながら、メインパターン１１１ｂが途切れた部分（非並走部分）には、メインパターン１１１ａに対して距離ｄ１の位置に、並走するように孤立ピッチレイアウトでの補助パターン１１２ａが配置される。このとき、図示の如く、補助パターン１１２ａとメインパターン１１１ｂとが微小接点または微小段差を生じるように接触する場合がある。
【００１７】
また、図１２は、平行に中間ピッチレイアウトで配置された２本の帯状のメインパターン１２１ａ，１２１ｂのち、１本のメインパターン１２１ｂが途中で途切れたレイアウトとなっている場合である。この場合、メインパターン１２１ａとメインパターン１２１ｂの間には、それぞれのメインパターンから距離ｄ３の位置に補助パターン１２２ａｂが配置される。この補助パターン１２２ａｂもメインパターン１２１ｂに合わせて途中で途切れることになる。また、メインパターン１２１ｂが途切れた部分（非並走部分）には、メインパターン１２１ａに対して距離ｄ２の位置に孤立ピッチレイアウトでの補助パターン１２２ａが配置される。したがって、図示の如く、この補助パターン１２２ａと途中で途切れた補助パターン１２２ａｂとが、微小接点または微小段差を生じるように接触する場合がある。
【００１８】
これら微小接点や微小段差を有するパターン転写用フォトマスクは、マスク欠陥検査時に問題を引き起こす。マスク欠陥検査は、設計通りの形状のパターンがフォトマスク上に形成されているか否かを確認する検査である。この際、フォトマスク上に上記微小接点や微小段差があった場合には、その微小接点や微小段差が本来意図して形成されたものなのか、マスク製造時に不具合にて生じたものなのかの判別が困難となる。通常、このマスク欠陥検査は、所定のアルゴリズムに基づいて自動的に欠陥の検査を行なう装置を用いて行なわれることが多く、この場合には上記問題が顕著となり、マスク欠陥検査工程が非常に煩雑なものとなる。
【００１９】
このため、従来においては、図１３および図１４に示すように、マスクパターンの設計段階において微小接点や微小段差を構成する補助パターンの一部を予め除去しておき、マスク欠陥検査を容易に行なえるように配慮がなされていた。具体的には、図１１に示すように、補助パターン１１２ａの端辺がメインパターン１１１ｂの端辺に一部重複する場合には、図１３に示すように、補助パターン１１２ａの端部１１２ａ３を予め除去する。また、図１２に示すように、補助パターン１２２ａの端辺が補助パターン１２２ａｂの端辺に一部重複する場合には、補助パターン１２２ａの端部１２２ａ３と、補助パターン１２２ａｂの端部１２２ａｂ３とを予め除去する。これにより、マスク結果検査時に、微小接点や微小段差が問題となることが未然に防止されるため、マスク欠陥検査を容易に行なえるようになる。
【００２０】
しかしながら、上述のように補助パターンの一部を除去したのでは、この除去された部分の近傍のメインパターンによる感光膜の解像が不十分になり、所望の形状が得られない問題があった。また、最悪の場合には、この部分においてパターンが発生しないという問題も生じていた。
【００２１】
また、さらに他の問題として、ゲートパターン形成工程において行なわれる露光工程において、パターン転写用フォトマスクに補助パターンを配置することにより、半導体基板表面においてゲートパターンが活性領域に接触してしまうという問題があった。これは、メインパターンのレイアウトに基づいて所定のルールに従って自動的に配置された場合に生ずる問題である。
【００２２】
図１５（ａ）および（ｂ）を参照して、この問題について詳細に説明する。図１５（ａ）に示すように、補助パターン１３２ａの端辺がメインパターン１３１ｂの端辺に完全に重複する場合に、この補助パターン１３２ａに何らの処理も施さずにパターンの転写を実施した場合には、図１５（ｂ）に示すように、導体層からなるゲートパターン１３３ｂの端部に突起１３４が生じることがある。これは、フォトマスク上のメインパターン１３１ｂの端辺が補助パターン１３２ａの端辺に接触しているためであり、この補助パターン１３２ａの端部までもが像を転写してしまうためである。この予期せぬ突起の発生により、ゲートパターン１３３ｂが活性領域２０１上にまで達し、素子特性に重大な影響を及ぼすことがあった。
【００２３】
したがって、本発明は、補助パターンを設けることによって解像力の向上を図りつつ、マスク欠陥検査が容易に行なえるパターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法を提供することを目的とする。
【００２４】
また、他の目的としては、解像力が向上するとともにマスク欠陥検査が容易に行なえるパターン転写用フォトマスクを提供することを目的とする。
【００２５】
また、他の目的としては、ゲートパターンの形成工程において、ゲートパターンが活性領域と接触することが防止可能なパターン転写用フォトマスクを提供することを目的とする。
【００２６】
さらに、他の目的としては、上記パターン転写用フォトマスクを用いて高い解像力にてパターンを転写することにより、微細な構造が精度よく再現される半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の局面に基づくパターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法は、半導体装置の製造プロセスにおいて用いられ、感光膜へ像を転写するパターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法であって、以下のステップを備える。
（ａ）感光膜へ像を転写する帯状パターンを配置するステップ。
（ｂ）帯状パターンのレイアウトに基づいて、所定のルールに従って、実質的には感光膜へ像を転写しない補助パターンを仮配置するステップ。
（ｃ）補助パターンのうち、その一端を形成する端辺が帯状パターンの一端を形成する端辺に一部重複して接触する補助パターンを選別するステップ。
（ｄ）選別された補助パターンの端辺が、帯状パターンの端辺に完全に重複して接触するように、選別された補助パターンの位置を調節するステップ。
【００２８】
このように、帯状パターンの解像力を向上させるために帯状パターンのレイアウトに基づいて配置される補助パターンを一旦所定のルールに従って仮配置し、その一端を形成する端辺が帯状パターンの一端を形成する端辺に一部重複して接触する補助パターン（すなわち、微小接点や微小段差が生じている補助パターン）を選別し、この微小接点や微小段差が生じている補助パターンの端辺が帯状パターンの端辺に完全に重複して接触するように補助パターンを位置調節することにより、フォトマスク状に微小接点や微小段差が生じなくなる。このため、マスク欠陥検査が容易に行なえるようになる。この結果、補助パターンを配置することによる高解像力とマスク欠陥検査の容易性との両立が図られ、微細構造を有する半導体装置を低コストにて製造することが可能になる。
【００２９】
本発明の第２の局面に基づくパターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法は、半導体装置の製造プロセスにおいて用いられ、感光膜へ像を転写するパターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法であって、以下のステップを備える。
（ａ）感光膜へ像を転写する帯状パターンを配置するステップ。
（ｂ）帯状パターンのレイアウトに基づいて、所定のルールに従って、実質的には感光膜へ像を転写しない補助パターンを仮配置するステップ。
（ｃ）補助パターンのうち、その一端を形成する端辺が他の補助パターンの一端を形成する端辺に一部重複して接触する補助パターンを選別するステップ。
（ｄ）他の補助パターンの端辺が、選別された補助パターンの端辺に完全に重複して接触するように、選別された補助パターンの位置を調節するステップ。
【００３０】
このように、帯状パターンの解像力を向上させるために帯状パターンのレイアウトに基づいて配置される補助パターンを一旦所定のルールに従って仮配置し、その一端を形成する端辺が他の補助パターンの一端を形成する端辺に一部重複して接触する補助パターン（すなわち、微小接点や微小段差が生じている補助パターン）を選別し、他の補助パターンの端辺が、選別された補助パターンの端辺に完全に重複して接触するように選別された補助パターンの位置を調節することにより、フォトマスク状に微小接点や微小段差が生じなくなる。このため、マスク欠陥検査が容易に行なえるようになる。この結果、補助パターンを配置することによる高解像力とマスク欠陥検査の容易性との両立が図られ、微細構造を有する半導体装置を低コストにて製造することが可能になる。
【００３１】
上記第２の局面に基づくパターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法にあっては、さらに、位置調節された補助パターンの幅を、他の補助パターンの幅と同一の幅に調節するステップを備えていることが望ましい。
【００３２】
このように、位置調節された補助パターンの幅を、さらに他の補助パターンの幅と同一の幅となるように調節することにより、同一幅を有する連続した１本の補助パターンとなるため、さらにマスク欠陥検査が容易に行なえるようになる。
【００３３】
本発明の第１の局面に基づくパターン転写用フォトマスクは、半導体装置の製造プロセスにおいて用いられ、感光膜へ像を転写する第１および第２の帯状パターンと、第１および第２の帯状パターンに対して、所定のルールに従って配置され、実質的には像を転写しない補助パターンとを有する。第１および第２の帯状パターンは、同一方向に向かって延びる。第１の帯状パターンは、第２の帯状パターンに対して並走する並走部分と、第２の帯状パターンと並走していない非並走部分とを含む。第１の帯状パターンの非並走部分に対して配置される補助パターンの一端を形成する端辺は、第２の帯状パターンの一端を形成する端辺に完全に重複して接触している。
【００３４】
このように、帯状パターンの解像力を向上させるために帯状パターンのレイアウトに基づいて配置される補助パターンの端辺が、帯状パターンの端辺に完全に重複して配置されることにより、微小接点や微小段差が生じないため、マスク欠陥検査が容易に行なえるようになる。このため、上記構成のパターン転写用フォトマスクにおいては、補助パターンを配置することによる高解像力とマスク欠陥検査の容易性との両立が可能となる。
【００３５】
本発明の第２の局面に基づくパターン転写用フォトマスクは、半導体装置の製造プロセスにおいて用いられ、感光膜へ像を転写する第１および第２の帯状パターンと、第１および第２の帯状パターンに対して、所定のルールに従って配置され、実質的は像を転写しない補助パターンとを有する。第１および第２の帯状パターンは、同一方向に向かって延びる。第１の帯状パターンは、第２の帯状パターンに対して並走する並走部分と、第２の帯状パターンと並走していない非並走部分とを含む。第１の帯状パターンの並走部分に対して配置される補助パターンの一端を形成する端辺は、第１の帯状パターンの非並走部分に対して配置される補助パターンの一端を形成する端辺に完全に重複して接触している。
【００３６】
このように、帯状パターンの解像力を向上させるために帯状パターンのレイアウトに基づいて配置される補助パターンの端辺が、他の補助パターンの端辺に完全に重複して配置されることにより、微小接点や微小段差が生じないため、マスク欠陥検査が容易に行なえるようになる。このため、上記構成のパターン転写用フォトマスクにおいては、補助パターンを配置することによる高解像力とマスク欠陥検査の容易性との両立が可能となる。
【００３７】
上記本発明の第２の局面に基づくパターン転写用フォトマスクにあっては、たとえば、第１の帯状パターンの非並走部分に対して配置される補助パターンの幅が、第１の帯状パターンの並走部分に対して配置される補助パターンの幅と同じであることが望ましい。
【００３８】
このように、帯状パターンの並走部分と非並走部分に対して配置される補助パターンが同一の幅を有していることにより、第１および第２の帯状パターンの間に配置される補助パターンが同一線幅を有する連続した１本の補助パターンとなるため、さらにマスク欠陥検査が容易に行なえるパターン転写用フォトマスクとなる。
【００３９】
本発明の第３の局面に基づくパターン転写用フォトマスクは、半導体装置のゲート形成プロセスにおいて用いられ、半導体基板上に形成されるゲート電極となるべき導体層を覆うように堆積された感光膜へゲートパターンを転写する第１および第２の帯状パターンと、第１および第２の帯状パターンに対して、所定のルールに従って配置され、実質的には像を転写しない補助パターンとを有する。第１および第２の帯状パターンは、同一方向に向かって延びる。第１の帯状パターンは、第２の帯状パターンに対して並走する並走部分と、第２の帯状パターンと並走していない非並走部分とを含む。第１の帯状パターンの非並走部分に対して配置される補助パターンの一端を形成する端辺は、第２の帯状パターンの一端を形成する端辺に完全に重複して接触している接触部位を有する。活性領域と素子分離領域の境界よりも素子分離領域側へ所定の距離以上離れた半導体基板の位置に対応する位置に、上記接触部位が配置される。
【００４０】
このように、補助パターンと帯状パターンとの接触部位を、半導体基板の活性領域と素子分離領域の境界よりも所定の距離以上素子分離領域側へ離れた位置に対応する位置に配置することにより、このパターン転写用フォトマスクを用いて形成された導体層からなるゲートパターンに突起が生じても、この突起が素子特性に影響を及ぼすことがなくなる。換言すれば、予めこの突起の発生を見越して突起が活性領域に接触しないように構成することにより、素子特性への影響を防止することが可能になる。このため、ゲートパターン形成工程においても、補助パターンを配置することによる高解像力とマスク欠陥検査の容易性との両立が図られ、微細構造を有する半導体装置を低コストにて製造することが可能になる。
【００４１】
本発明に基づく半導体装置の製造方法は、上述のいずれかのパターン転写用フォトマスクを用いて行なわれる。
【００４２】
このように、上述のパターン転写用フォトマスクを用いることにより、微細構造を有する半導体装置を低コストにて製造することが可能な半導体装置の製造方法を提供することが可能になる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【００４４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるパターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法を説明するためのパターン図である。図１は、従来例において説明した図１１のメインパターンのレイアウトに対応する図であり、平行に密集ピッチレイアウトで配置された２本のメインパターン１１ａ，１１ｂのうち、１本のメインパターン１１ｂが途中で途切れたレイアウトとなっている場合である。
【００４５】
図１に示すように、帯状のメインパターン１１ｂは、帯状のメインパターン１１ａと並走するように配置されている。メインパターン１１ｂは、メインパターン１１ａよりも短く、途中で途切れている。このため、メインパターン１１ａは、メインパターン１１ｂと並走する並走部分１１ａ４と、メインパターン１１ｂと並走していない非並走部分１１ａ５とを有している。
【００４６】
上記メインパターンのレイアウトに基づいて、補助パターンが所定のルールに従って自動的に仮配置される。上記メインパターンのレイアウトにおいては、２本のメインパターン１１ａ，１１ｂは密集ピッチレイアウトで配置されているため、これら２本のメインパターンの間には補助パターンは配置されない。一方で、孤立ピッチレイアウトのルールに従って、メインパターン１１ａ，１１ｂの外側には、補助パターン１２ａ，１２ｂが距離ｄ１だけ隔てて配置される。また、メインパターン１１ａの非並走部分１１ａ５に対しても、孤立ピッチレイアウトのルールに従ってメインパターン１１ｂ側に補助パターン１２ａ１が距離ｄ１だけ隔てて仮配置される。
【００４７】
次に、微小接点または微小段差が生じている補助パターンを選別する。上記補助パターン１２ａ１の端辺は、メインパターン１１ｂの端辺に一部重複して接触しているため、微小接点または微小段差が生じている補助パターンに該当する。
【００４８】
つづいて、補助パターン１２ａ１の端辺が、メインパターン１１ｂの端辺に完全に重複して接触するように、補助パターン１２ａ１の位置調節が行なわれる。これにより、図１の実線で示す位置へと補助パターン１２ａ１が配置される。
【００４９】
なお、本発明において完全重複という場合には、図２に示すように、パターン９の端部を形成する端辺が、パターン９よりも幅が広いパターン８の端部を形成する端辺に完全に包含される状態を言う。また、完全に重複するように位置調節をするということは、パターン８の幅Ｗの延長線上にパターン９が完全に重複して位置している状態へパターン９の位置調節を行なうことを言う。
【００５０】
上記のパターンのレイアウト方法に基づいて、パターン転写用フォトマスクの補助パターンのレイアウトを行うことにより、微小接点や微小段差の生じないフォトマスクの形成が可能になるとともに、高い解像力が実現されるようになる。このレイアウト方法に基づいて形成されたパターン転写用フォトマスクを用いることにより、パターンの不完全な解像やパターンが発生しないなどの問題が生じなくなり、設計通りの微細な構造を有する半導体装置を製造することが可能になる。
【００５１】
（実施の形態２）
図３および図４は、本発明の実施の形態２におけるパターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法を説明するためのパターン図である。図３および図４は、従来例において説明した図１２のメインパターンのレイアウトに対応する図であり、平行に中間ピッチレイアウトで配置された２本のメインパターン２１ａ，２１ｂのうち、１本のメインパターン２１ｂが途中で途切れたレイアウトとなっている場合である。
【００５２】
図３に示すように、帯状のメインパターン２１ｂは、帯状のメインパターン２１ａと並走するように配置されている。メインパターン２１ｂは、メインパターン２１ａよりも短く、途中で途切れている。このため、メインパターン２１ａは、メインパターン２１ｂと並走する並走部分２１ａ４と、メインパターン２１ｂと並走していない非並走部分２１ａ５とを有している。
【００５３】
上記メインパターンのレイアウトに基づいて、補助パターンが所定のルールに従って自動的に仮配置される。上記メインパターンのレイアウトにおいては、２本のメインパターン２１ａ，２１ｂは中間ピッチレイアウトで配置されているため、これら２本のメインパターンの間に補助パターン２２ａｂがそれぞれメインパターン２１ａ，２１ｂから距離ｄ３だけ隔てて配置される。この補助パターン２２ａｂは、メインパターン２１ｂに対応して、途中で途切れている。一方、孤立ピッチレイアウトのルールに従って、メインパターン２１ａ，２１ｂの外側には、補助パターン２２ａ，２２ｂが距離ｄ２だけ隔てて配置される。また、メインパターン２１ａの非並走部分２１ａ５に対しても、孤立ピッチレイアウトのルールに従ってメインパターン２１ｂ側に補助パターン２２ａ１が距離ｄ２だけ隔てて仮配置される。
【００５４】
次に、微小接点または微小段差が生じている補助パターンを選別する。上記補助パターン２２ａ１の端辺は、他の補助パターン２２ａｂの端辺に一部重複して接触しているため、微小接点または微小段差が生じている補助パターンに該当する。
【００５５】
つづいて、補助パターン２２ａ１の端辺が、他の補助パターン２２ａｂの端辺に完全に重複して接触するように、補助パターン２２ａ１の位置調節が行なわれる。これにより、図３の実線で示す位置へと補助パターン２２ａ１が配置される。
【００５６】
上記のパターンのレイアウト方法に基づいて、パターン転写用フォトマスクの補助パターンのレイアウトを行うことにより、微小接点や微小段差の生じないフォトマスクの形成が可能になるとともに、高い解像力が実現されるようになる。このレイアウト方法に基づいて形成されたパターン転写用フォトマスクを用いることにより、パターンの不完全な解像やパターンが発生しないなどの問題が生じなくなり、設計通りの微細な構造を有する半導体装置を製造することが可能になる。
【００５７】
また、本実施の形態においては、さらに位置調節した補助パターンの幅を調節することが望ましい。図４に示すように、位置調節された補助パターン２２ａ２の幅を、他の補助パターン２２ａｂ２の幅と同じとなるように幅調節を行なう。これにより、図４の実線で示す形状の補助パターンとする。
【００５８】
このように、位置調節した補助パターンをさらに幅調節することにより、２本のメインパターンの間を貫く補助パターンが１本の同一線幅の連続した補助パターンとなるため、マスク欠陥検査をより容易に行うことが可能になる。
【００５９】
（実施の形態３）
図５（ａ）は、本発明の実施の形態３におけるパターン転写用フォトマスクの形状を示す図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すパターン転写用フォトマスクを用いて製造された半導体装置の上面図である。本実施の形態は、ゲートパターンが活性領域に接触することを未然に防止するものである。
【００６０】
半導体基板上に形成されるゲート電極となるべき導体層を覆うように堆積された感光膜へゲートパターンを転写するためのフォトマスク上に配置されたパターンのうち、図５（ａ）に示すように、補助パターン３２ａの端辺がメインパターン３１ｂの端辺に完全に重複するような接触部位がある場合に、活性領域２０１と素子分離領域２０２との境界２０３よりも素子分離領域２０２側へ所定の距離以上離れた半導体基板の位置に対応するフォトマスクの位置に、上記接触部位が位置するように予めレイアウトする（図５（ｂ）参照）。これにより、図５（ｂ）に示すように、ゲートパターン３３ｂの端部に突起３４が生じた場合にも、ゲートパターン３３ｂと活性領域２０１とが接触する心配がなくなる。このため、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすことが未然に防止可能となる。なお、所定距離とは、メインパターンの幅や補助パターンの幅などから決まる突起の大きさによって決まり、突起が生じた場合にもゲートパターンと活性領域とが接触しないように十分に余裕を持たせた距離を言う。
【００６１】
上述の実施の形態においては、本発明に基づく微小接点や微小段差が生じる場合として、２本のメインパターンが並走し、かつそのうちの１本が途中で途切れた場合のメインパターンのレイアウトに基づいて補助パターンを配置した場合を例示したが、特にこの場合に限定されるものではない。本発明は、像を転写するメインパターンと像を転写しない補助パターンとが微小接点や微小段差を生じるように接触する場合、および像を転写しない補助パターン同士が微小接点や微小段差を生じるように接触する場合に、この位置を調節するパターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法、このパターンレイアウト方法に基づいてパターンが配置されたパターン転写用フォトマスク、およびこのパターン転写用フォトマスクを用いた半導体装置の製造方法に関するものであり、上記条件を満たすレイアウトであれば、どのようなレイアウトであっても適用可能である。
【００６２】
したがって、今回開示した上記各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。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００６３】
【発明の効果】
本発明により、補助パターンを設けることによって高解像力が得られると同時にマスク欠陥検査が容易に行なえるパターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法を提供することが可能になる。
【００６４】
また、本発明によれば、解像力が向上するとともにマスク欠陥検査が容易に行なえるパターン転写用フォトマスクを提供することが可能になる。
【００６５】
さらに、本発明によれば、ゲートパターンの形成工程において、ゲートパターンが活性領域と接触することが防止可能なパターン転写用フォトマスクを提供することが可能になる。
【００６６】
さらに、本発明によれば、上記のパターン転写用フォトマスクを用いて高い解像力にてパターンを転写することにより、微細な構造が精度よく再現される半導体装置の製造方法を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるパターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法を説明するためのパターン図である。
【図２】微小接点や微小段差が生じないように調節された後のパターンの形状を示すパターン図である。
【図３】本発明の実施の形態２におけるパターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法を説明するためのパターン図である。
【図４】本発明の実施の形態２におけるパターン転写用フォトマスクのパターンレイアウト方法をさらに説明するためのパターン図である。
【図５】本発明の実施の形態３に基づく、（ａ）はパターン転写用フォトマスクのパターン図であり、（ｂ）はゲートパターンの形状を示す半導体基板の上面図である。
【図６】フォトリソグラフィ工程において使用される縮小投影露光装置の概念図である。
【図７】孤立した帯状のメインパターンに対して配置される補助パターンを示したパターン図である。
【図８】密集ピッチにて配置された帯状のメインパターンを示したパターン図である。
【図９】中間ピッチにて配置された帯状のメインパターンに対して配置される補助パターンを示したパターン図である。
【図１０】（ａ）は微小接点を説明するためのパターン図であり、（ｂ）は微小段差を説明するためのパターン図である。
【図１１】微小接点や微小段差が生じるパターンレイアウトの一例を示すパターン図である。
【図１２】微小接点や微小段差が生じるパターンレイアウトのさらに他の例を示すパターン図である。
【図１３】図１１のレイアウトにおける従来の補正方法を示すパターン図である。
【図１４】図１２のレイアウトにおける従来の補正方法を示すパターン図である。
【図１５】従来例に基づくゲートパターン形成工程における、（ａ）はパターン転写用フォトマスクのパターン図であり、（ｂ）はゲートパターンの形状を示す半導体基板の上面図である。
【符号の説明】
１　光源、２　フライアイレンズ、３　コンデンサーレンズ、４　パターン転写用フォトマスク、５　投影レンズ、６　半導体基板、７　感光膜、８，９　パターン、１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ　メインパターン、１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ａｂ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ　補助パターン、１１ａ４，２１ａ４　並走部分、１１ａ５，２１ａ５　非並走部分、１２ａ１，２２ａ１，２２ａ２　仮配置された補助パターン、３３ａ，３３ｂ　ゲートパターン、３４　突起、２０１　活性領域、２０２　素子分離領域、２０３　活性領域と素子分離領域の境界、Ａ　微小接点、Ｂ　微小段差。
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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