(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン端部の側面にハンマーヘッドを設けた複数の第１のマスクパターンと、
複数の第２のマスクパターンとを具備し、
前記第１のマスクパターンと前記第２のマスクパターンとを、前記第１のマスクパターンの前記パターン端部と前記第２のマスクパターンのパターン端部とが隣接するように、側面部同士が向かい合う第１方向及び端部同士が対向する第２方向に交互に配列させ、
前記第２のマスクパターンの前記パターン端部は、前記第１方向に隣接する前記第１のマスクパターンの前記パターン端部より、前記第２方向に長さを伸ばしていることを特徴とする露光用マスク。
【請求項２】
複数の第１のハンマーヘッドがパターン端部の側面に設けられた第１のマスクパターンと、
複数の第２のハンマーヘッドがパターン端部の側面に設けられた第２のマスクパターンとを具備し、
前記第１のハンマーヘッドと前記第２のハンマーヘッドとは重ならないようにずらした位置に設けられており、
前記第１のマスクパターンと前記第２のマスクパターンとは、前記第１及び第２のハンマーヘッドがそれぞれ向かい合わないように、側面部同士が向かい合う方向及び端部同士が対向する方向に交互に配列されており、
前記第１のハンマーヘッドは、一定の大きさと一定の間隔を有し、
前記第２のハンマーヘッドは、前記第１のハンマーヘッドと等しい大きさと等しい間隔を有することを特徴とする露光用マスク。
【請求項３】
前記第１、第２のハンマーヘッドの一定の間隔は、前記第１、第２のハンマーヘッドの一定の大きさとほぼ等しいことを特徴とする請求項２記載の露光用マスク。
【請求項４】
前記第１、第２のハンマーヘッドの一定の間隔は、前記第１、第２のハンマーヘッドの一定の大きさよりも大きいことを特徴とする請求項２記載の露光用マスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造におけるリソグラフィ工程で用いられる露光用マスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの高集積化、高速化に伴い、デバイスパターンの寸法制御に対する要求はますます厳しいものとなっている。このため、ウエハ製造プロセスにおける解像限界等により、設計寸法と仕上がり寸法とに差が生じていた。この差を補正する手段として、様々な光近接の補正方法（ＯＰＣ＝Optical Proximity Correction）が提案されてきた。ＯＰＣとは、ウエハのトータルプロセスを考慮して、又は光学シミュレーションを駆使して、部分的にマスクを太くしたり、ダミーパターンを配したりする等により、ウエハ製造プロセスに起因するデバイスの形状寸法の変化を補正するものである。
【０００３】
例えば、図１６は、ゲート配線が配列したパターンを示している。図１６に示すように、ゲート配線端部のコーナーが既に解像限界であることから、デザインされたマスクパターン３１に対して仕上がりのゲート配線３２の端部が短くなってしまう。この現象をショートニングと呼ぶ。このショートニングは、ゲート配線３２の線幅が細くなるほど顕著に現れる。
【０００４】
そこで、図１７に示すように、ＯＰＣにより、所望のパターンのゲート配線３５よりもマスクパターン３１端部の長さを一律に伸ばした補正パターン３３や、マスクパターン３１端部にハンマーヘッドを付した補正パターン３４が作成されていた。その結果、ゲート配線３５のショートニングを抑制していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法の場合、ゲート配線が密に配列された場合を考えると、マスクパターン端部の伸ばし量やハンマーヘッドの大きさに限界値があり、十分にショートニングを抑えられないという問題があった。
【０００６】
そこで、このマスクパターン端部の間隔や、マスクパターン同士の間隔に十分な伸ばし量又はハンマーヘッドが付けられるように余裕を持って設計しなければならない。しかし、余裕を持った設計は、チップ面積の増大を招くことになる。そこで、ゲート配線を密に配列した状態でもショートニングを抑えることが可能なＯＰＣ手法が求められていた。
【０００７】
また、実際のデバイスでは、ゲート配線が密に配列されたり、疎に配列したりと周りの環境は様々であり、ショートニング量も環境によって変化する。従って、最もショートニング量が大きい環境を考慮して必要な補正量を一律に施す方法が簡略であるが、チップ面積の増大を考慮すると環境に応じて補正量を変える方法が求められていた。
【０００８】
本発明は上記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、チップ面積を増大させることなく、環境に応じたショートニングの抑制を可能とする露光用マスクを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために以下に示す手段を用いている。
【００１４】
本発明の第１の露光用マスクは、パターン端部の側面にハンマーヘッドを設けた複数の第１のマスクパターンと、複数の第２のマスクパターンとを具備し、前記第１のマスクパターンと前記第２のマスクパターンとを、前記第１のマスクパターンの前記パターン端部と前記第２のマスクパターンのパターン端部とが隣接するように、側面部同士が向かい合う第１方向及び端部同士が対向する第２方向に交互に配列させ、前記第２のマスクパターンの前記パターン端部は、前記第１方向に隣接する前記第１のマスクパターンの前記パターン端部より、前記第２方向に長さを伸ばしている。
【００１５】
本発明の第２の露光用マスクは、複数の第１のハンマーヘッドがパターン端部の側面に設けられた第１のマスクパターンと、複数の第２のハンマーヘッドがパターン端部の側面に設けられた第２のマスクパターンとを具備し、前記第１のハンマーヘッドと前記第２のハンマーヘッドとは重ならないようにずらした位置に設けられており、前記第１のマスクパターンと前記第２のマスクパターンとは、前記第１及び第２のハンマーヘッドがそれぞれ向かい合わないように、側面部同士が向かい合う方向及び端部同士が対向する方向に交互に配列されており、前記第１のハンマーヘッドは、一定の大きさと一定の間隔を有し、前記第２のハンマーヘッドは、前記第１のハンマーヘッドと等しい大きさと等しい間隔を有する。
【００１６】
上記第２の露光用マスクにおいて、前記第１、第２のハンマーヘッドの一定の間隔は、前記第１、第２のハンマーヘッドの一定の大きさとほぼ等しくなっていることが望ましい。また、前記第１、第２のハンマーヘッドの一定の間隔は、前記第１、第２のハンマーヘッドの一定の大きさよりも大きくてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。
【００１９】
［第１の実施例］
本発明の第１の実施例は、例えば、素子領域と交差するトランジスタのゲート配線を形成するための露光用マスクパターンの補正方法について説明する。このマスクパターンの補正方法は、素子領域から突き出すマスクパターンのうち規定値以下になる線幅を有するマスクパターンが選択された後、このマスクパターンに隣り合うパターンまでの距離が算出され、この距離に応じてマスクパターンに補正が施されていることを特徴とする。
【００２０】
図１は、第１の実施例によるマスクパターン補正のフローチャートを示している。以下、図１に示すフローチャートに沿って、第１の実施例に係るマスクパターンの補正方法について説明する。
【００２１】
図２は、ゲート配線を形成するための複数のマスクパターンが素子領域上に交差して配列された例を示している。図２に示すように、素子領域１１上に第１、第２、第３のマスクパターン１２ａ、１２ｂ、１２ｃが平行に配列され、これら第１、第２、第３のマスクパターン１２ａ、１２ｂ、１２ｃに対して垂直に第４のマスクパターン１２ｄが配置されている。
【００２２】
まず、図３に示すように、素子領域１１と重なる第１、第２、第３のマスクパターン１２ａ、１２ｂ、１２ｃにおいて、例えば第４のマスクパターン１２ｄ側の素子領域１１から突き出す部分（以下、突き出し部と称す）１３ａ、１３ｂが抽出される（ＳＴ１）。その後、図４に示すように、突き出し部１３ａ、１３ｂの線幅Ｗ１、Ｗ２が算出される（ＳＴ２）。
【００２３】
次に、この線幅Ｗ１、Ｗ２が規定値ａよりも小さいか否か（ａ＜Ｗ）が判断される（ＳＴ３）。ここで、例えば第１、第２のマスクパターン１２ａ、１２ｂの突き出し部１３ａの線幅Ｗ１が線幅Ｗ１＜規定値ａの場合、第１、第２のマスクパターン１２ａ、１２ｂの補正が必要となる。また、例えば第３のマスクパターン１２ｃの突き出し部１３ｂの線幅Ｗ２が線幅Ｗ２≧規定値ａの場合、第３のマスクパターン１２ｃの補正処理は行われずにそのままマスクとして用いられる（ＳＴ４）。このように、線幅Ｗ１、Ｗ２により、マスクパターンの補正の有無が判断される。尚、規定値ａを求める方法は後述する。
【００２４】
次に、図５に示すように、補正が必要である第１、第２のマスクパターン１２ａ、１２ｂの突き出し部１３ａの各辺から隣り合うマスクパターンまでの距離（以下、隣り合うパターン間の距離と称す）Ｓが算出される（ＳＴ５）。
【００２５】
次に、隣り合うパターン間の距離Ｓに対する補正ルールが作成される（ＳＴ６）。尚、補正ルールの詳細な作成方法については後述する。
【００２６】
次に、図６に示すように、補正ルールに従って、突き出し部１３ａの各辺に対し必要な補正が施され、補正パターン１４が作成される（ＳＴ７）。
【００２７】
次に、上述した規定値ａを求める方法について説明する。この規定値ａは、どの程度の線幅に対してマスクパターンの補正処理が必要であるか否かの境界を定めるものである。
【００２８】
まず、図７に示すように、配列されたテストパターン１５の線幅Ｗと、隣り合うテストパターン１５間の距離Ｓとが算出される。次に、光学シミュレーションや実験等により、距離Ｓに対するテストパターン１５のショートニング量が求められる。その結果を図８に示す。
【００２９】
図８は、種々の線幅Ｗに対する隣り合うテストパターン１５間の距離Ｓとショートニング量との関係を示す。図８において、線幅Ｗ＝ａ、ｂ、ｃは、ａ＞ｂ＞ｃの関係を有しており、線幅Ｗが細くなるに従って、ショートニング量は増加している。また、隣り合うテストパターン１５間の距離ＳがＳ’のとき、ショートニング量が最大となる。以下、ショートニング量が最大となる場合をワーストケースと呼ぶ。
【００３０】
次に、適用するデバイスに対し設計的にショートニングの許容値が決定される。このショートニングの許容値は、例えば、露光時の合わせ精度、寸法ばらつき、トランジスタの動作などにより決定される。
【００３１】
次に、ワーストケースのショートニング量が、許容値以下になる最小線幅が決定される。その結果、図８に示すように、例えば線幅ａが規定値ａとして決定される。ここで、規定値ａよりも大きな線幅の場合、ショートニング量が許容値を越えるため、マスクパターンの補正処理が必要となる。そこで、上述するＳＴ５乃至ＳＴ７の処理により、補正ルールに従って補正パターンが作成される。
【００３２】
次に、上述した補正ルールの作成方法について説明する。まず、図９に示すように、配列されたテストパターン１５の線幅Ｗと、隣り合うテストパターン１５間の距離Ｓとが算出される。次に、テストパターン１５に例えばｈの大きさを有するハンマーヘッド１６を設ける。ここで、ハンマーヘッド１６の大きさｈはテストパターン１５よりも突き出した部分の長さを示している。
【００３３】
次に、テストパターン１５の線幅Ｗは固定して、光学シミュレーションや実験等により、ハンマーヘッド１６の大きさｈを種々変化させ、隣り合うテストパターン１５間の距離Ｓに対するショートニング量を算出する。ここで、ハンマーヘッド１６の大きさは、例えば設計グリッドの整数倍で変化させているが、これに限定されない。また、上記と同様に、適用するデバイスに対し設計的にショートニングの許容値が決定され、固定された線幅Ｗに対し、すべての距離Ｓでショートニング量が許容値以下になるようハンマーヘッド１６の大きさｈを変化させる。尚、固定する線幅Ｗは、規定値ａ以下となる線幅にする。
【００３４】
図１０に、ハンマーヘッド１６の種々の大きさｈに対する隣り合うテストパターン１５間の距離Ｓとショートニング量との関係を示す。図１０において、ハンマーヘッド１６の大きさｈ＝Ａ、２Ａ、３Ａは、３Ａ＞２Ａ＞Ａの関係を有しており、ハンマーヘッド１６の大きさｈが小さくなるに従って、ショートニング量は増加している。
【００３５】
その結果、図１１に示すように、ショートニング量が許容値以下になるテストパターン１５間の距離Ｓ毎のハンマーヘッド１６の大きさｈが求められる。これにより、図１２に示すように、Ｓ＜Ｓａ又はＳｄ≦Ｓの場合はｈ＝Ａ、Ｓａ≦Ｓ＜Ｓｂ又はＳｃ≦Ｓ＜Ｓｄの場合はｈ＝２Ａ、Ｓｂ≦Ｓ＜Ｓｃの場合はｈ＝３Ａとなるのような補正ルールを作成することができる。ここで、分割されたテストパターン１５間の距離Ｓは、例えば設計の最小グリッドの整数倍であるが、これに限定されない。
【００３６】
尚、種々の線幅Ｗに対し、上記と同様にデータを取得することで所望の線幅Ｗに対する補正ルールが作成できる。
【００３７】
上記第１の実施例によれば、素子領域から突き出すマスクパターンのうち規定値以下になる線幅を有するマスクパターンが選択された後、このマスクパターンに隣り合うパターンまでの距離が算出され、この距離に応じてマスクパターンに補正が施されている。このため、周囲の環境に応じて所望のマスクパターンを形成することができる。従って、チップ面積を増大させることなく、ショートニング現象を抑制できる。
【００３８】
［第２の実施例］
第２の実施例は、パターン端部にハンマーヘッドを設けた第１のマスクパターンとパターン端部の長さを伸ばした第２のマスクパターンとを左右方向及び対向方向に交互に配列させた露光用マスクであることを特徴とする。以下、第２の実施例における露光用マスクのパターンについて説明する。
【００３９】
まず、図１３に示すように、左右方向及び対向方向にゲート配線２１が密に配列されるようなレイアウトを考える。このようなレイアウトに仕上げるためのマスクパターンにおいて、ショートニングを回避するために十分なハンマーヘッドをマスクパターンに付けようとすると、隣り合うマスクパターンのハンマーヘッドが重なってしまう。また、マスクパターンの端部を伸ばしてレイアウト通り仕上げようとすると、向かい合うマスクパターンの端部が重なってしまう。
【００４０】
そこで、上記問題を回避するために、まず、図１４に示すように、隣り合うマスクパターン及び向かい合うマスクパターンを区別するために、第１のマスクパターン２２ａと第２のマスクパターン２２ｂとに分ける。次に、第１のマスクパターン２２ａはパターン端部にハンマーヘッド２３を設ける処理が施され、第２のマスクパターンはパターン端部を伸ばす処理が施される。
【００４１】
上記第２の実施例によれば、パターン端部にハンマーヘッド２３を設けた第１のマスクパターン２２ａとパターン端部の長さを伸ばした第２のマスクパターン２２ｂとを左右方向及び対向方向に交互に配列させている。このため、チップ面積を増大させることなく、隣り合うマスクパターンのハンマーヘッド及び向かい合うマスクパターンの端部が重なることを回避できる。従って、所望のレイアウトのマスクパターンが形成でき、ショートニングを十分に抑制できる。
【００４２】
尚、第２の実施例は、第１の実施例と組み合わせて使用することも可能である。この場合、さらに所望のレイアウトのマスクパターンが形成でき、ショートニングをさらに抑制できる。
【００４３】
また、第１のマスクパターン２２ａと第２のマスクパターン２２ｂとに分ける方法として、レベンソンのシフタ配置変換ソフトを用いると容易にパターンの区別をすることが可能である。
【００４４】
［第３の実施例］
第３の実施例は、一定の大きさｄと一定の間隔ｄを有する複数のハンマーヘッドが設けられた第１のマスクパターンと、この第１のマスクパターンのハンマーヘッドと半ピッチずらした位置に設けられた複数のハンマーヘッドを有する第２のマスクパターンとが交互に配列された露光用マスクであることを特徴とする。以下、第３の実施例における露光用マスクのパターンについて説明する。
【００４５】
まず、図１５に示すように、第２の実施例と同様に、図１３に示すような左右方向及び対向方向にゲート配線２１が密に配列されるようなレイアウトを考え、隣り合うマスクパターンを区別するために、第１のマスクパターン２４ａと第２のマスクパターン２４ｂとに分ける。
【００４６】
次に、第１のマスクパターン２４ａの長手方向に対する長さがｄである第１のハンマーヘッド２５ａが、第１のマスクパターン２４ａの一方の側面の端部に設けられる。この第１のハンマーヘッド２５ａと同じ大きさを有する第２のハンマーヘッド２５ｂが、第１のハンマーヘッド２５ａと距離ｄだけ離間して第１のマスクパターン２４ａの一方の側面に設けられる。これら第１、第２のハンマーヘッド２５ａ、２５ｂと同じ位置に設けられるように、第３、第４のハンマーヘッド２５ｃ、２５ｄが第１のマスクパターン２４ａの他方の側面に設けられる。
【００４７】
同様に、第１のハンマーヘッド２５ａと同じ大きさを有する第５のハンマーヘッド２５ｅが、第２のマスクパターン２４ｂの端部から距離ｄだけ内側の一方の側面に設けられる。第５のハンマーヘッド２５ｅと同じ大きさを有する第６のハンマーヘッド２５ｆが、第５のハンマーヘッド２５ｅと距離ｄだけ離間して第２のマスクパターン２４ｂの一方の側面に設けられる。これら第５、第６のハンマーヘッド２５ｅ、２５ｆと同じ位置に設けられるように、第７、第８のハンマーヘッド２５ｇ、２５ｈが第２のマスクパターン２４ｂの他方の側面に設けられる。
【００４８】
尚、ハンマーヘッドの間隔は、ハンマーヘッドの大きさとほぼ等しいことが望ましいが、ハンマーヘッドの大きさ以上の間隔であればよい。
【００４９】
上記第３の実施例によれば、一定の大きさｄと一定の間隔ｄを有する複数のハンマーヘッドが設けられた第１のマスクパターン２４ａと、この第１のマスクパターン２４ａのハンマーヘッドと半ピッチずらした位置に設けられた複数のハンマーヘッドを有する第２のマスクパターン２４ｂとが左右方向及び対向方向に交互に配列されている。このため、チップ面積を増大させることなく、隣り合うマスクパターンのハンマーヘッド及び向かい合うマスクパターンの端部が重なることを回避できる。従って、所望のレイアウトのマスクパターンが形成でき、ショートニングを十分に抑制できる。
【００５０】
尚、第３の実施例は、第１の実施例と組み合わせて使用することも可能である。この場合、さらに所望のレイアウトのマスクパターンが形成でき、ショートニングをさらに抑制できる。
【００５１】
また、第１のマスクパターン２４ａと第２のマスクパターン２４ｂとに分ける方法として、レベンソンのシフタ配置変換ソフトを用いると容易にパターンの区別をすることが可能である。
【００５２】
その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが可能である。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、チップ面積を増大させることなく、環境に応じたショートニングの抑制を可能とする露光用マスクを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係わるマスクパターンの補正方法を示すフローチャート。
【図２】素子領域上に複数のマスクパターンが配列された例を示す平面図。
【図３】マスクパターンの突き出し部の抽出（ＳＴ１）を示す平面図。
【図４】マスクパターンの突き出し部の線幅Ｗの抽出（ＳＴ２、ＳＴ３）を示す平面図。
【図５】マスクパターンの突き出し部と隣り合うパターンまでの距離Ｓの算出（ＳＴ５）を示す平面図。
【図６】補正ルールに従ったマスクパターンの作成（ＳＴ６、ＳＴ７）を示す平面図。
【図７】規定値ａの算出方法を示す平面図。
【図８】種々の線幅Ｗに対する隣り合うテストパターン間の距離Ｓとショートニング量との関係を示す図。
【図９】テストパターンにハンマーヘッドを設けた平面図。
【図１０】ハンマーヘッドの種々の大きさｈに対する隣り合うテストパターン間の距離Ｓとショートニング量との関係を示す図。
【図１１】ショートニング量が許容値以下になる距離を示す図。
【図１２】隣り合うパターン間の距離Ｓとハンマーヘッドの大きさとの関係を示す表。
【図１３】ゲート配線が密に配列されたレイアウトを示す平面図。
【図１４】本発明の第２の実施例に係わるマスクパターンを示す平面図。
【図１５】本発明の第３の実施例に係わるマスクパターンを示す平面図。
【図１６】従来技術によるマスクパターンを示す平面図。
【図１７】従来技術によるマスクパターンを示す平面図。
【符号の説明】
１１…素子領域、
１２ａ、２２ａ、２４ａ…第１のマスクパターン、
１２ｂ、２２ｂ、２４ｂ…第２のマスクパターン、
１２ｃ…第３のマスクパターン、
１２ｄ…第４のマスクパターン、
１３ａ、１３ｂ…突き出し部、
１４…補正パターン、
１５…テストパターン、
１６、２３、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ、２５ｆ、２５ｇ、２５ｈ…ハンマーヘッド、
２１…ゲート配線。
【図１】
0004098460.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004098460.tif 000004
【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】
0004098460.tif 000013
【図１３】
0004098460.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0004098460.tif 000016
【図１６】
0004098460.tif 000017
【図１７】
0004098460.tif 000018