JP2005202102A - 露光用マスク及びそのパターン補正方法並びに半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光用マスク及びそのパターン補正方法に関し、パターン端部のショートニングを抑制するとともに、パターンを近接して配置しうるマスクパターン補正方法、並びに、このようなマスクパターン補正方法を用いて補正したマスクパターンを有する露光用マスクを提供する。
【解決手段】第１の端部を有する第１のマスクパターン１２と、第１の端部に対向する第２の端部を有する第２のマスクパターン１４とを有し、第１のマスクパターン１２は、補正前のマスクデータである主パターン１２ａの端部に、主パターン１２ａの端部よりも幅の狭い補助パターン１２ｂを付加する補正が施されている
【選択図】 図１

Description

本発明は、光近接効果を抑制する露光用マスクのパターン補正方法、このパターン補正方法により補正したマスクパターンを有する露光用マスク、並びにこの露光用マスクを用いた半導体装置の製造方法に関する。

半導体装置の微細化は、光リソグラフィに用いられる露光装置の光源波長を短波長化することにより実現されている。現在では、光源として波長０．１９３μｍのフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザが使用されるに至っており、半導体装置のルールはこの波長よりも短い０．１μｍ以下のレベルにまで達している。

このように露光波長の解像限界を超えたパターンを基板上に転写する場合、回折等による光近接効果の影響を受け、基板に形成されたパターンの端部の位置や形状が変化し、マスクパターンの寸法と基板上に転写したパターンの寸法とに差が生じる。

例えば、図１１（ａ）に示すようなマスクパターン１０２，１０４を有する露光用マスクを用いて基板上にパターンを転写すると、パターン端部では解像限界となり、転写されたパターン１０２′，１０４′は図１１（ｂ）に示すように端部が短くなる。この現象は、ショートニングと呼ばれている。ショートニングは、パターン幅が狭くなるほどに顕著に現れる。

そこで、このような光近接効果を抑制する種々の方法が提案されている。その一つとして、ＯＰＣ（Optical Proximity Correction）と呼ばれる光近接効果の補正方法が、例えば特許文献１〜３等に記載されている。ＯＰＣは、マスクパターンを基板上に転写した際に生じるパターンの変形方向とは逆方向に、予めマスクパターンを部分的に太くしたりダミーパターンを配したりすることによって、基板上に転写したパターンの形状や寸法を補正する方法である。

具体的には、例えば図１２（ａ）に示すようにマスクパターン１０２の端部両側面に補正パターン１０２ａを設けたハンマーヘッドと呼ばれるパターンを構成したり、例えば図１２（ｂ）に示すようにマスクパターン１００の端部の長さを一律に伸ばした補正パターン１０２ｂを設けたりすることにより、ショートニングなどの転写パターンの形状変化を抑制することができる。
特開平１０−２８９８６１号公報 特開２００１−３５６４６５号公報 特開２００２−２５０９９９号公報

しかしながら、マスクパターン端部に近接して他のマスクパターンが存在する場合、マスクパターン間の距離が近づくと光近接効果によってショートニングが小さくなる。このため、補助パターン１０２ａや補助パターン１０２ｂを設けたマスクパターン１０２と、これに近接するマスクパターン１０４を有する露光マスクを用いてパターンを転写すると、ショートニングとは逆にパターンが延び、パターン１０２′，１０４′同士が繋がってしまうことがあった（図１２（ｃ）参照）。したがって、ＯＰＣによりマスクパターンを補正するにはマスクパターン端部の間隔に十分な余裕をもったパターン設計が必要であり、チップ面積を増大する要因となっていた。

本発明の目的は、パターン端部のショートニングを抑制するとともに、パターンを近接して配置しうるマスクパターン補正方法、このようなマスクパターン補正方法を用いて補正したマスクパターンを有する露光用マスク、並びに、このような露光用マスクを用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。

本発明の一観点によれば、補正前のマスクデータである主パターンの端部に、前記主パターンの前記端部よりも幅の狭い補助パターンを付加する補正が施されたマスクパターンを有する露光用マスクが提供される。

また、本発明の更に他の観点によれば、第１の端部を有する第１のマスクパターンと、前記第１の端部に対向する第２の端部を有する第２のマスクパターンとを有し、前記第２の端部の幅は、前記第１の端部の幅よりも広く、前記第１の端部に対する前記第２の端部の張り出し部分の長さは、前記第１の幅の１／３以下である露光用マスクが提供される。

また、本発明の更に他の観点によれば、補正前のマスクデータである主パターンの端部に、前記主パターンの前記端部よりも幅の狭い補助パターンを付加する補正を行う露光用マスクのパターン補正方法が提供される。

また、本発明の更に他の観点によれば、第１の端部を有する第１のマスクパターンと、前記第１の端部に対向する第２の端部を有する第２のマスクパターンとを有し、前記第２の端部の幅が前記第１の端部の幅よりも広い露光用マスクのパターン補正方法であって、前記第１の端部に対する前記第２の端部の張り出し部分の長さが、前記第１の幅の１／３以下となるように、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配置する露光用マスクのパターン補正方法が提供される。

また、本発明の更に他の観点によれば、補正前のマスクデータである主パターンの端部に、前記主パターンの前記端部よりも幅の狭い補助パターンを付加する補正が施されたマスクパターンを有する露光用マスクを用いて露光する工程を含む半導体装置の製造方法が提供される。

本発明によれば、第１の幅の第１の端部を有する第１のマスクパターンと、第１の端部に隣接して平行に配置された第２の幅の第２の端部を有する第２のマスクパターンとを有する露光用マスクにおいて、第１のマスクパターンの主パターンの第１の端部に、第１の幅よりも幅の狭い補助パターンを設けるので、ショートニングを防止するとともに、マスクパターンを近接して配置することができる。これにより、パターン密度が増加し、ひいてはチップ面積を削減することができる。

また、第１の幅の第１の端部を有する第１のマスクパターンと、第１の幅よりも広い第２の幅を有し、第１の端部に隣接して平行に配置された第２の端部を有する第２のマスクパターンとを有する露光用マスクにおいて、第１の端部に対する第２の端部の張り出し部分の長さを、第１の幅の１／３以下に設定するので、隣接するマスクパターンをＩ字パターンと同様の距離で配置することができる。これにより、パターン密度が増加し、ひいてはチップ面積を削減することができる。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による露光用マスク及びそのパターン補正方法について図１乃至図３を用いて説明する。

図１は本実施形態による露光用マスクを示す平面図、図２は本実施形態による他の露光用マスクを示す平面図、図３は露光用マスク上におけるマスクパターンの間隔と基板上に転写したパターンの間隔との関係を示すグラフである。

図１（ａ）は本実施形態による露光用マスクのマスクパターンを示す平面図である。

図１（ａ）に示すように、石英基板１０上には、ｙ方向に延在するマスクパターン１２と、マスクパターン１２の端部に対向して設けられ、ｘ方向に延在するマスクパターン１４とが形成されている。なお、本実施形態による露光用マスクは、一般にＴ字パターンと呼ばれるパターン配置を考慮したものである。すなわち、マスクパターン１２に対向する部分のマスクパターン１４の幅が、マスクパターン１２の幅よりも広いパターンである場合を想定している。マスクパターン１４は、必ずしもｘ方向に延在するパターンである必要はなく、ｙ方向に延在するマスクパターン１２よりも幅の広いパターンであっても差し支えない。

図１（ｂ）は、図１（ａ）の点線部分の拡大図である。

図１（ｂ）に示すように、マスクパターン１２は、ｙ方向に延在する矩形状の主パターン１２ａと、主パターン１２ａの端部に設けられ、主パターン１２ａよりも幅の狭い補助パターン１２ｂとを有している。補助パターン１２ｂは、主パターン１２ａの幅が例えば１２０ｎｍの場合、ｘ方向の幅を例えば８０ｎｍ、ｙ方向の長さを例えば２０ｎｍとすることができる。マスクパターン１４は、マスクパターン１２の端部に近接して設けられており、マスクパターン１２とマスクパターン１４との距離は、例えば６０ｎｍとなっている。なお、これら寸法は、出来上がり寸法に換算したものであり、露光用マスク上における実際の寸法は、縮小投影露光装置の縮小率の逆数倍（例えば４倍）となる。

このように、本実施形態による露光用マスクは、補正前のマスクデータからなるパターン、すなわち主パターン１２ａの端部に、主パターン１２ａの当該端部の幅よりも狭い幅の補助パターン１２ｂを付するパターン補正を施したものである。

補助パターンは、図１（ｂ）に示すように主パターン１２ａの端部に１つだけ設けてもよいし、２つ以上設けてもよい。例えば図２（ａ）に示すような補助パターン１２ｃを、主パターン１２ａの端部に設けることができる。

補助パターンは、主パターン１２ａの幅より狭いパターンであれば差し支えなく、図１（ｂ）や図２（ａ）に示すような矩形状パターンのほか、図２（ｂ）に示すような三角形形状の補助パターン１２ｄであってもよい。また、図２（ｃ）に示すように、三角形状の補助パターン１２ｅを２つ以上設けてもよい。或いは、図２（ｄ）に示すように、幅が先端ほど段階的に狭くなる補助パターン１２ｆのようなパターンであってもよい。本願明細書において、「主パターンより幅の狭い補助パターン」のように表現するときには、これら形状を含むものとする。

図１（ｃ）は、図１（ａ）の露光用マスクを用いて基板上に転写したパターンを、シミュレーションにより求めた結果を示す平面図である。なお、図１（ｃ）は、マスクパターン１２，１４が抜きパターンの場合のシミュレーション結果であるが、残しパターンの場合にも、転写されるパターンへの影響はほぼ同様である。

図１（ｃ）に示すように、基板２０上には、マスクパターン１２を転写してなるパターン２２と、マスクパターン１４を転写してなるパターン２４とが形成されている。そして、パターン２２とパターン２４とは、繋がらずに分離している。

これに対し、ハンマーヘッド型の光近接効果補正を行ったマスクパターン（図１２（ａ））と、マスクパターンを一律に伸ばす光近接補正を行ったマスクパターン（図１２（ｂ））とについて、主パターンの間隔を図１（ａ）に示す露光用マスクと同じにして同様のシミュレーションを行ったところ、図１２（ｃ）に示すように、近接するパターン１０２′とパターン１０４′とが繋がった。

このように、本実施形態による露光用マスクは、光近接効果による近接パターンの繋がりを防止するうえで極めて有効であることが判る。

図３（ａ）は、露光用マスク上におけるマスクパターンの間隔と基板上に転写したパターンの間隔との関係を示すグラフである。図中、▲印は従来のハンマーヘッド型の光近接効果補正を行ったマスクパターンの場合、■印は光近接効果補正を行わないマスクパターンの場合、◆印は図１（ｂ）に示す本発明の光近接効果補正を行ったマスクパターンの場合、×印は図２（ａ）に示す本発明の光近接効果補正を行ったマスクパターンの場合である（図３（ｂ）参照）。

なお、実線は、光近接効果がない場合、すなわち露光用マスク上におけるマスクパターンの間隔と基板上に転写したパターンの間隔とが等しい場合を示したものである。曲線の傾きがこの実線とほぼ並行であることは、基板上に転写したパターンの間隔が露光用マスク上におけるマスクパターンの間隔に依存して変化していることを表すものであり、近接するパターンの影響が抑制されているといえる。

図示するように、何れの場合にも、露光用マスク上におけるマスクパターンの間隔が広い（例えば８０ｎｍ）場合には、プロットは実線よりも上に位置しており、ショートニングが生じていることが判る。但し、本発明の光近接効果補正を行った場合（◆印）及びハンマーヘッド型の補助パターンを設ける光近接効果補正を行った場合（▲印）では、光近接効果補正を行わない場合（■印）よりも基板上に転写したパターンの間隔は狭まっており、ショートニングが抑制されていることが判る。

露光用マスク上におけるマスクパターンの間隔を狭めていくと、基板上に転写したパターンの間隔も狭まるが、その度合いは、光近接効果補正の方法によって大きく変化する。

光近接効果補正を行わない場合（■印）では、マスクパターンの間隔が約７０ｎｍに近づくと急激にショートニング量が減少しており、光近接効果がない場合（実線）よりも曲線の傾きが大きくなっている。これは、マスクパターンの間隔が約７０ｎｍ以下になると近接するパターンが影響する光近接効果が現れることを意味している。

ハンマーヘッド型の補助パターンを設ける光近接効果補正を行った場合（▲印）では、マスクパターンの間隔が約７０ｎｍ以下になると急激にショートニング量が減少しており、近接するパターンが影響する光近接効果が、パターン補正を行わない場合よりも大きくなることが判る。したがって、ハンマーヘッド型の補助パターンを設ける光近接効果補正を行う場合には、パターン補正を行わない場合よりもパターン間隔を広げる必要がある。

これに対し、本発明の光近接効果補正を行った場合（◆印、×印）では、マスクパターンの間隔が約６０ｎｍ以下になると急激にショートニング量が減少しており、近接効果補正を行わない場合（■印）及びハンマーヘッド型の光近接効果補正を行った場合（▲印）よりも、近接するパターンが影響する光近接効果が生じにくくなっていることが判る。

したがって、本実施形態による露光用マスクのパターン補正方法を用いることにより、マスクパターンをより近接して配置することができる。これにより、パターン密度が増加し、ひいてはチップ面積を削減することができる。

このように、本実施形態によれば、Ｔ字パターンを有する露光マスクにおいて、マスクパターンの主パターンの端部に、主パターンより幅の狭い補助パターンを配置するので、ショートニングを防止するとともに、マスクパターンを近接して配置することができる。これにより、パターン密度が増加し、ひいてはチップ面積を削減することができる。

なお、上記実施形態では、マスクパターン１２のマスクパターン１４側の端部のみに補助パターン１２ａを設けたが、反対側の端部にも補助パターン１２ａを設けてもよい。これにより、マスクパターン１２の両端部においてショートニングを抑制することができる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による露光用マスク及びそのパターン補正方法について図４及び図５を用いて説明する。なお、図１乃至図３に示す第１実施形態による露光用マスク及びそのパターン補正方法と同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡潔にする。

図４は本実施形態による露光用マスクを示す平面図、図５は露光用マスク上におけるマスクパターンの間隔と基板上に転写したパターンの間隔との関係を示すグラフである。

図４に示すように、石英基板１０上には、ｙ方向に延在するマスクパターン１６，１８が設けられている。マスクパターン１６及びマスクパターン１８は、等しい幅を有しており、端部が対向するように配置されている。本実施形態による露光用マスクは、一般にＩ字パターンと呼ばれるパターン配置を考慮したものである。すなわち、ある一軸上に沿って延在する２つのパターンが隣接して設けられている場合を想定している。

マスクパターン１６は、ｙ方向に延在する矩形状の主パターン１６ａと、マスクパターン１８に対向する主パターン１６ａの端部に設けられ、主パターン１６ａよりも幅の狭い補助パターン１６ｂとを有している。補助パターン１６ｂは、主パターン１６ａの幅が例えば１２０ｎｍの場合、ｘ方向の幅を例えば８０ｎｍ、ｙ方向の長さを例えば２０ｎｍとすることができる。

同様に、マスクパターン１８は、ｙ方向に延在する矩形状の主パターン１８ａと、マスクパターン１６に対向する主パターン１８ａの端部に設けられ、主パターン１８ａよりも幅の狭い補助パターン１８ｂとを有している。補助パターン１８ｂは、主パターン１８ａの幅が例えば１２０ｎｍの場合、ｘ方向の幅を例えば８０ｎｍ、ｙ方向の長さを例えば２０ｎｍとすることができる。

マスクパターン１６とマスクパターン１８とは、主パターン１６ａと主パターン１８ａとの間隔が例えば３５ｎｍとなるように配置されている。なお、これら寸法は、出来上がり寸法に換算したものであり、露光用マスク上における実際の寸法は、縮小投影露光装置の縮小率の逆数倍（例えば４倍）となる。

このように、本実施形態による露光用マスクは、Ｉ字パターンを構成するマスクパターンにおいて、補正前のマスクパターン、すなわち主パターン１６ａ，１８ａの隣接する端部に、主パターン１６ａ，１８ａの幅よりも狭い幅の補助パターン１６ｂ，１８ｂをそれぞれ付するパターン補正を施したものである。

図５（ａ）は、露光用マスク上におけるマスクパターンの間隔と基板上に転写したパターンの間隔との関係を示すグラフである。図中、■印は光近接効果補正を行わないマスクパターンの場合、▲印は従来のハンマーヘッド型の光近接効果補正を行ったマスクパターンの場合、◆印は図４に示す本発明の光近接効果補正を行ったマスクパターンの場合である（図５（ｂ）参照）。なお、実線は、光近接効果がない場合、すなわち露光用マスク上におけるマスクパターンの間隔と基板上に転写したパターンの間隔とが等しい場合を示したものである。

図示するように、何れの場合にも、露光用マスク上におけるマスクパターンの間隔が広い（例えば８０ｎｍ）場合には、プロットは実線よりも上に位置しており、ショートニングが生じていることが判る。但し、本発明の光近接効果補正を行った場合（◆印）及びハンマーヘッド型の補助パターンを設ける光近接効果補正を行った場合（▲印）では、光近接効果補正を行わない場合（■印）よりも基板上に転写したパターンの間隔は狭まっており、ショートニングが抑制されていることが判る。なお、図３と図５との比較からも明らかなように、Ｉ字パターンの場合には、Ｔ字パターンの場合よりもショートニングは大きくなる。

露光用マスク上におけるマスクパターンの間隔を狭めていくと、基板上に転写したパターンの間隔も狭まるが、その度合いは、光近接効果補正の方法によって大きく変化する。

光近接効果補正を行わない場合（■印）では、マスクパターンの間隔が約３０ｎｍに近づくと急激にショートニング量が減少しており、光近接効果がない場合（実線）よりも曲線の傾きが大きくなっている。これは、マスクパターンの間隔が約３０ｎｍ以下になると近接するパターンが影響する光近接効果が現れることを意味している。

ハンマーヘッド型の補助パターンを設ける光近接効果補正を行った場合（▲印）では、マスクパターンの間隔が約４０ｎｍ以下になると急激にショートニング量が減少しており、近接するパターンが影響する光近接効果が、パターン補正を行わない場合よりも大きくなることが判る。したがって、ハンマーヘッド型の補助パターンを設ける光近接効果補正を行う場合には、パターン補正を行わない場合よりもパターン間隔を広げる必要がある。

これに対し、本発明の光近接効果補正を行った場合（◆印）では、マスクパターンの間隔が約３０ｎｍ程度までショートニング量の急激な減少は生じておらず、近接効果補正を行わない場合（■印）及びハンマーヘッド型の光近接効果補正を行った場合（▲印）よりも、近接するパターンが影響する光近接効果が生じにくくなっていることが判る。

したがって、Ｉ字パターンを有する露光用マスクの場合にも、本実施形態による露光用マスクのパターン補正方法を用いることにより、マスクパターンをより近接して配置することができる。これにより、パターン密度が増加し、ひいてはチップ面積を削減することができる。

このように、本実施形態によれば、Ｉ字パターンを有する露光マスクにおいて、マスクパターンの主パターンの端部に、主パターンより幅の狭い補助パターンを配置するので、ショートニングを防止するとともに、マスクパターンを近接して配置することができる。これにより、パターン密度が増加し、ひいてはチップ面積を削減することができる。

なお、上記実施形態では、マスクパターン１６及びマスクパターン１８の双方にパターン補正を施したが、何れか一方のマスクパターンのみにパターン補正を施してもよい。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態による露光用マスク及びそのパターン補正方法について図６乃至図８を用いて説明する。なお、図１乃至図５に示す第１及び第２実施形態による露光用マスク及びそのパターン補正方法と同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡潔にする。

図６は本実施形態による露光用マスクを示す平面図、図７は基板上に転写したパターンをシミュレーションにより求めた結果を示す平面図、図８は張り出し部分の長さＡと転写したパターンの間隔との関係を示すグラフである。

図６に示すように、石英基板１０上には、ｙ方向に延在するマスクパターン１２と、マスクパターン１２の端部に対向して設けられ、ｘ方向に延在するマスクパターン１４とが形成されている。

マスクパターン１４は、ｘ方向に延在する長さが、マスクパターン１２に対して非対称になっている。すなわち、図６において、マスクパターン１２の右側面側に張り出したマスクパターン１４の張り出し部分の長さＡが、マスクパターン１２の左側面側に張り出した張り出し部分の長さＢよりも短くなっている。具体的には、マスクパターン１４は、マスクパターン１２の右側面側に、マスクパターン１２の幅の１／３である４０ｎｍだけ張り出している。マスクパターン１４の張り出し部分の長さＡは、マスクパターン１２の幅の１／３以下に設定することが望ましい。

このように、本実施形態による露光用マスクは、マスクパターン１２とマスクパターン１４とがＴ字パターンを構成するように配置されており、マスクパターン１４の張り出し部分の長さＡが、マスクパターン１２の幅の１／３以下になっていることに特徴がある。

図７は、基板上に転写したパターンをシミュレーションにより求めた結果を示す平面図である。図７には、マスクパターン１４の張り出し部分の長さＡを変化した場合の平面図を示しており、図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）の順に、張り出し部分の長さＡが長くなっている。

図示するように、マスクパターン１４の張り出し部分の長さＡが長いほどにショートニング量が小さくなっており、図８（ｃ）では、マスクパターン１２を転写してなるパターン２２とマスクパターン１４を転写してなるパターン２４とが繋がるほどになっている。これは、張り出し部分の長さＡが短いときにはＩ字パターンに近いためショートニング量が大きいのに対し、張り出し部分の長さＡが長くなるとパターンが完全なＴ字パターンに近づくため、ショートニング量が小さくなるからである。

図８は、マスクパターン１４の張り出し部分の長さＡと、基板上に転写したパターン２２，２４の間隔との関係を示すグラフである。

図示するように、張り出し部分の長さＡが約４０ｎｍ以下の場合には、転写したパターン２２，２４の間隔は１４０ｎｍ以上と広くなっており、Ｉ字パターンの場合とほぼ同等に扱うことができる。これに対し、張り出し部分の長さＡが約４０ｎｍを超えると転写したパターンの間隔が急激に狭くなり、ショートニング量が減少していることが判る。

ここで、転写したパターンの間隔の、張り出し部分の長さＡに対する依存性は、マスクパターン１２の幅に大きく関係している。したがって、張り出し部分の長さＡは、マスクパターン１２の幅との関係から規定することが望ましい。上記の場合、張り出し部分の長さＡがマスクパターン１２の幅の１／３以下である約４０ｎｍ以下の場合に、Ｉ字パターンの場合とほぼ同等であった。したがって、張り出し部分の長さＡは、マスクパターン１２の幅の１／３以下にすることが望ましいと考えられる。

すなわち、Ｔ字パターンに近似するパターン配置を採用する場合でも、マスクパターン１４の張り出し部分の長さＡをマスクパターン１２の幅の１／３以下にすることにより、マスクパターン１２とマスクパターン１４との間隔をＩ字パターンで実現可能な間隔まで近づけても、パターン１２′とパターン１４′とが繋がることなく基板上にパターンを転写することができる。

したがって、本実施形態による露光用マスクのパターン補正方法を用いることにより、マスクパターンをより近接して配置することができる。これにより、パターン密度が増加し、ひいてはチップ面積を削減することができる。

このように、本実施形態によれば、第１の幅の第１の端部を有する第１のマスクパターンと、第１の幅よりも広い第２の幅を有し、第１の端部に隣接して平行に配置された第２の端部を有する第２のマスクパターンとを有する露光用マスクにおいて、第１の端部に対する第２の端部の張り出し部分の長さを、第１の幅の１／３以下に設定するので、隣接するマスクパターンをＩ字パターンと同様の距離で配置することができる。これにより、パターン密度が増加し、ひいてはチップ面積を削減することができる。

なお、上記実施形態では、マスクパターン１４の片側の張り出し部分の長さＡを、マスクパターン１２の幅の１／３以下としたが、マスクパターン１４の張り出し部分の長さＡ，Ｂを、それぞれマスクパターン１２の幅の１／３以下としてもよい。

また、上記実施形態では、マスクパターンに補助パターンを設けていないが、マスクパターンのマスクパターン側端部に、例えば第１実施形態による露光用マスクと同様の補助パターンを設けてもよい。これにより、マスクパターンを更に近接して配置することができる。

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態による露光用マスク及びそのパターン補正方法について図９及び図１０を用いて説明する。なお、図１乃至図８に示す第１乃至第３実施形態による露光用マスク及びそのパターン補正方法と同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡潔にする。

図９は本実施形態による露光用マスク及び基板上に転写したパターンをシミュレーションにより求めた結果を示す平面図、図１０は従来の露光用マスク及び基板上に転写したパターンをシミュレーションにより求めた結果を示す平面図である。

図９（ａ）は、本実施形態による露光用マスクにおけるマスクパターンの配置を示す平面図である。

図９（ａ）に示すように、石英基板１０上には、正方形形状のマスクパターン３２，３４が形成されている。マスクパターン３４は、マスクパターン３２と同一のサイズを有しているが、マスクパターン３２に対して４５度傾けて配置されている。すなわち、マスクパターン３４は、対角線の方向が、マスクパターン３２の端部に対して垂直となるように配置されている。

正方形形状のマスクパターンの場合、パターンを４５度傾けて配置することは、パターンの端部に三角形形状の補助パターンを設けたと同様の効果を奏する。すなわち、他のパターンに隣接するパターンの角部が、光近接効果を補正する補助パターンとして機能する。したがって、マスクパターン３２に隣接して、マスクパターン３２に対して４５度傾けてマスクパターン３４を配置することにより、マスクパターン３２，３４を同じ向きで隣接させる場合よりも、近づけて配置することができる。

図９（ｂ）は、図９（ａ）の露光用マスクを用いて基板上に形成したパターンをシミュレーションにより求めた結果を示す平面図である。

図示するように、マスクパターン３２を転写してなるパターン４２とマスクパターン３４を転写してなるパターン４４とは繋がっておらず、独立したパターン４２，４４を形成することができる。

一方、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、それぞれ、同じ向きの正方形形状のマスクパターンを隣接した場合におけるマスクパターンの配置を示す平面図及び基板上に転写したパターンをシミュレーションにより求めた結果を示す平面図である。

図１０（ａ）に示す露光用マスクにおけるマスクパターン３６とマスクパターン３８との間隔は、図９（ａ）に示す露光用マスクのマスクパターン３２とマスクパターン３４との間隔と同じである。しかしながら、図１０（ｂ）から明らかなように、マスクパターン３６を転写してなるパターンとマスクパターン３８を転写してなるパターンとは互いに繋がっており、一つのパターン４６が形成されている。

このように、正方形形状のマスクパターンを隣接して配置する場合、隣り合うマスクパターンを互いに４５度傾けて配置することにより、マスクパターン間隔を狭めることができる。

このように、本実施形態によれば、正方形形状のマスクパターンが隣接して配置された露光用マスクにおいて、隣り合うマスクパターンを互いに４５度傾けて配置するので、ショートニングを防止するとともに、マスクパターンを近接して配置することができる。これにより、パターン密度が増加し、ひいてはチップ面積を削減することができる。

なお、上記実施形態では、隣り合うマスクパターンを互いに４５度傾けて配置したが、必ずしも４５度である必要はない。一のマスクパターンの辺に対し、他のマスクパターンの角部が対向するように配置されていれば、本実施形態による効果を奏することができる。

［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。

例えば、上記第１及び第２実施形態では、マスクパターンを隣接して設ける場合のパターン補正方法を示したが、マスクパターンが孤立パターンであるときも、本発明を適用することができる。すなわち、本発明の補助パターンは基板に転写したパターンのショートニングを防止する効果を奏するものであり、孤立パターンに本発明の補助パターンを設けることによってショートニングを防止することができる。

また、上記第４実施形態では、正方形形状のマスクパターンが隣接する場合を例に説明したが、第１実施形態に示すようなストライプ状のマスクパターン１２の端部に隣接して正方形形状のマスクパターンを設けるようにしてもよい。このような場合にも、正方形形状のマスクパターンを傾けて配置することにより、同様の効果を奏することができる。

以上詳述した通り、本発明の特徴をまとめると以下の通りとなる。

（付記１） 補正前のマスクデータである主パターンの端部に、前記主パターンの前記端部よりも幅の狭い補助パターンを付加する補正が施されたマスクパターンを有することを特徴とする露光用マスク。

（付記２） 第１の端部を有する第１のマスクパターンと、
前記第１の端部に対向する第２の端部を有する第２のマスクパターンとを有し、
前記第１のマスクパターンは、補正前のマスクデータである主パターンの端部に、前記主パターンの前記端部よりも幅の狭い補助パターンを付加する補正が施されている
ことを特徴とする露光用マスク。

（付記３） 請求項２記載の露光用マスクにおいて、
前記第２の端部の幅は、前記第１の端部の幅よりも広い
ことを特徴とする露光用マスク。

（付記４） 請求項３記載の露光用マスクにおいて、
前記第１の端部に対する前記第２の端部の張り出し部分の長さは、前記第１の幅の１／３以下である
ことを特徴とする露光用マスク。

（付記５） 請求項２記載の露光用マスクにおいて、
前記第２のマスクパターンは、補正前のマスクデータである主パターンの端部に、前記主パターンの前記端部よりも幅の狭い補助パターンを付加する補正が施されている
ことを特徴とする露光用マスク。

（付記６） 請求項２乃至５のいずれか１項に記載の露光用マスクにおいて、
前記補助パターンは、矩形状のパターンを少なくとも１つ有する
ことを特徴とする露光用マスク。

（付記７） 請求項２乃至５のいずれか１項に記載の露光用マスクにおいて、
前記補助パターンは、三角形形状のパターンを有する
ことを特徴とする露光用マスク。

（付記８） 第１のマスクパターンと、
前記第１のマスクパターンの端部に対向するように設けられた矩形状の第２のマスクパターンとを有し、
前記第２のマスクパターンは、対角線の方向が、前記第１のマスクパターンの前記端部に対して垂直となるように配置されている
ことを特徴とする露光用マスク。

（付記９） 第１の端部を有する第１のマスクパターンと、
前記第１の端部に対向する第２の端部を有する第２のマスクパターンとを有し、
前記第２の端部の幅は、前記第１の端部の幅よりも広く、前記第１の端部に対する前記第２の端部の張り出し部分の長さは、前記第１の幅の１／３以下である
ことを特徴とする露光用マスク。

（付記１０） 補正前のマスクデータである主パターンの端部に、前記主パターンの前記端部よりも幅の狭い補助パターンを付加する補正を行うことを特徴とする露光用マスクのパターン補正方法。

（付記１１） 第１の端部を有する第１のマスクパターンと、前記第１の端部に対向する第２の端部を有する第２のマスクパターンとを有する露光用マスクのパターン補正方法であって、
前記第１のマスクパターンの補正前のマスクデータである主パターンの端部に、前記主パターンの前記端部よりも幅の狭い補助パターンを付加する補正を行う
ことを特徴とする露光用マスクのパターン補正方法。

（付記１２） 第１のマスクパターンと、前記第１のマスクパターンの端部に対向するように設けられた矩形状の第２のマスクパターンとを有する露光用マスクのパターン補正方法であって、
前記第２のマスクパターンの対角線の方向が、前記第１のマスクパターンの前記端部に対して垂直となるように、前記第２のマスクパターンを配置する
ことを特徴とする露光用マスクのパターン補正方法。

（付記１３） 第１の端部を有する第１のマスクパターンと、前記第１の端部に対向する第２の端部を有する第２のマスクパターンとを有し、前記第２の端部の幅が前記第１の端部の幅よりも広い露光用マスクのパターン補正方法であって、
前記第１の端部に対する前記第２の端部の張り出し部分の長さが、前記第１の幅の１／３以下となるように、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配置する
ことを特徴とする露光用マスクのパターン補正方法。

（付記１４）
補正前のマスクデータである主パターンの端部に、前記主パターンの前記端部よりも幅の狭い補助パターンを付加する補正が施されたマスクパターンを有する露光用マスクを用いて露光する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。

本発明の第１実施形態による露光用マスク及び基板上に転写したパターンをシミュレーションにより求めた結果を示す平面図である。 本発明の第１実施形態による他の露光用マスクを示す平面図である。 露光用マスク上におけるマスクパターンの間隔と基板上に転写したパターンの間隔との関係を示すグラフである。 本発明の第２実施形態による露光用マスクを示す平面図である。 露光用マスク上におけるマスクパターンの間隔と基板上に転写したパターンの間隔との関係を示すグラフである。 本発明の第３実施形態による露光用マスクを示す平面図である。 本発明の第３実施形態による露光マスクを用いて基板上に転写したパターンをシミュレーションにより求めた結果を示す平面図である。 マスクパターンの張り出し部分の長さと転写したパターンの間隔との関係を示すグラフである。 本発明の第４実施形態による露光用マスク及び基板上に転写したパターンをシミュレーションにより求めた結果を示す平面図である。 従来の露光用マスク及び基板上に転写したパターンをシミュレーションにより求めた結果を示す平面図である。 光近接効果による転写したパターンのショートニングを説明する図である。 従来の露光マスクのパターン補正方法及びその課題を説明する図である。

符号の説明

１０…石英基板
１２，１４，１６，１８，３２，３４，３６，３８…露光用マスクのマスクパターン
１２ａ，１６ａ，１８ａ…主パターン
１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１６ｂ，１８ｂ…補助パターン
２０…基板
２２，２４，２６，２８，４２，４４，４６…基板上に転写したパターン

Claims (5)

1. 補正前のマスクデータである主パターンの端部に、前記主パターンの前記端部よりも幅の狭い補助パターンを付加する補正が施されたマスクパターンを有することを特徴とする露光用マスク。
2. 第１の端部を有する第１のマスクパターンと、
   前記第１の端部に対向する第２の端部を有する第２のマスクパターンとを有し、
   前記第２の端部の幅は、前記第１の端部の幅よりも広く、前記第１の端部に対する前記第２の端部の張り出し部分の長さは、前記第１の幅の１／３以下である
   ことを特徴とする露光用マスク。
3. 補正前のマスクデータである主パターンの端部に、前記主パターンの前記端部よりも幅の狭い補助パターンを付加する補正を行うことを特徴とする露光用マスクのパターン補正方法。
4. 第１の端部を有する第１のマスクパターンと、前記第１の端部に対向する第２の端部を有する第２のマスクパターンとを有し、前記第２の端部の幅が前記第１の端部の幅よりも広い露光用マスクのパターン補正方法であって、
   前記第１の端部に対する前記第２の端部の張り出し部分の長さが、前記第１の幅の１／３以下となるように、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配置する
   ことを特徴とする露光用マスクのパターン補正方法。
5. 補正前のマスクデータである主パターンの端部に、前記主パターンの前記端部よりも幅の狭い補助パターンを付加する補正が施されたマスクパターンを有する露光用マスクを用いて露光する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
   

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