JPH0982635A - 半導体装置の微細パターン形成方法 - Google Patents

半導体装置の微細パターン形成方法

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JPH0982635A
JPH0982635A JP8168435A JP16843596A JPH0982635A JP H0982635 A JPH0982635 A JP H0982635A JP 8168435 A JP8168435 A JP 8168435A JP 16843596 A JP16843596 A JP 16843596A JP H0982635 A JPH0982635 A JP H0982635A
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mask
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JP8168435A
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Jung-Hyun Lee
重▲玄▼ 李
Sung-Yong Moon
誠庸 文
Woo-Sung Han
宇声 韓
Shochin Son
昌鎮 孫
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 新規な半導体装置の微細パターン形成方法を
提供する。 【解決手段】 被露光物の露光領域を限定するためのマ
スク上の主パターンに限界解像度以下のダミーラインま
たはダミースペースよりなるダミーパターンを加える。
これにより解像度を向上させ、所望の大きさの微細パタ
ーンを形成することができる。

Description

【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方
法に係り、特に解像度を向上させる半導体装置の微細パ
ターンの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】６４Ｍｂ ＤＲＡＭ以上に適する大きさ
のコンタクトホールを製造するためには現在用いるｉラ
イン（３６５ｎｍ）、ディープＵＶ（２４８ｎｍ；deep
-ultraviolet）などの限界解像度が求められる。ｉライ
ンの場合、フォトレジストで解像できるコンタクトホー
ルのサイズは０．４２μｍ程度であり、ディープＵＶの
場合は０．３μｍ程度である。このような結果は正常的
なマスクを用いる場合から得られる。
【０００３】図１Ａ乃至図１Ｃは従来のｉライン用のク
ロム（Ｃｒ）マスクのパターンのレイアウト、光の強度
プロファイル及びフォトレジストプロファイルをそれぞ
れ示す。実験はｉライン（３６５ｎｍ）、０．５７のＮ
Ａ，０．６のコヒーレンスで行われ、ｉラインで解像で
きる限界サイズより０．１μｍ程度小さい０．３５μｍ
×０．３３μｍのコンタクトホールをシミュレーション
道具を用いて検証した結果、コンタクトホールが開口さ
れていないことが判った（図１Ｃ）。
【０００４】従って、マスクの解像度を向上させるた
め、光の干渉または部分干渉を用いて所望のサイズのパ
ターンを露光できる位相反転を適用した Levenson 位相
反転マスク、もしくは光遮断部の透過率を“０”以上と
し、その他の部分を位相反転させて相互相殺される効果
を用いるハーフトーン（Half tone)位相反転マスクなど
が用いられている。このようなマスクを用いる場合、フ
ォトレジストで解像できるサイズはｉラインの場合は
０．３４μｍ程度であり、ディープＵＶの場合は０．２
６μｍ程度である。しかしながら、かかる位相反転マス
クはその製作が困難である。
【０００５】図２Ａ乃至図２Ｃは従来のハーフトーンの
位相反転マスクによるパターンのレイアウト、光の強度
プロファイル及びフォトレジストプロファイルをそれぞ
れ示す。前記ハーフトーンの位相反転マスクにおいて、
光遮断部の透過率は８％であり、位相反転は１８０°で
ある。実験はｉライン（３６５ｎｍ）、０．５７のＮ
Ａ、０．６のコヒーレンシで行われ、０．３８μｍ×
０．２６μｍの大きさのコンタクトホールが用いられ
る。このようなコンタクトホールをシミュレーション道
具にて通常のフォトレジストを用いて検証した結果、光
の強度が微弱でコンタクトホールは開口されないことが
判った。
【０００６】かつ、半導体リソグラフィ工程においてパ
ターンの解像度を向上させるための方法の大部分はライ
ン／スペース（Ｌ／Ｓ）パターンの対に対するものであ
り、コンタクトホールに対する方法としては全てのＬ／
Ｓパターンの周囲にシフタを形成させてパターンのエッ
ジ部のみを改善した周辺効果強調型の位相反転マスク、
ハーフトーンの位相反転マスク及びセリフコンタクト形
成方法などに過ぎない。従って、半導体リソグラフィ工
程において最も難しいのはコンタクト層と知られてい
る。
【０００７】一般に解像度（Ｒ）は使用光源の波長
（λ）に比例し、使用露光装置（ステッパ）の開口数
（ＮＡ）に反比例する。 （式１） ここで、ｋ1 は定数であって工程依存性を持つ。しかし
ながら、ｋ1 の値とＲは比例関係にあり、ｋ1 が小さく
なければＲも小さくならないので、ｋ1 を小とするに努
めている。フォトレジストの改善、フォトレジスト工程
の改善及びマスクパターンの最適化などを通じて前記ｋ
1 値を小さくすることができる。
【０００８】前述したように、Ｌ／Ｓ対に対しては一般
にコンタクトホールよりｋ1 値が小さく（例えば、Ｌ／
Ｓ対のｋ1 は０．５５，コンタクトホールのｋ1 は０．
６５）、多くの場合、コンタクトホールよりＬ／Ｓの改
善にさらに効果がある。従って、素子の設計時、設計ル
ールはＬ／Ｓとコンタクトホールに共通に適用されてい
るが、ウェーハにプリントされるコンタクトホールは常
時大きくなり層対層のオーバレイ許容度を低下させる結
果をもたらす。
【０００９】図３Ａ及び図３Ｂは層対層のオーバレイ許
容度を示す図面であり、図３Ａはコンピューター利用設
計（ＣＡＤ）におけるパターンのレイアウトであり、図
３Ｂはウェーハ上のフォトレジストイメージを示す。図
３Ａ及び図３Ｂを参照すれば、Ｌ／Ｓパターン１の上方
または下方にコンタクトホール２がある場合、オーバレ
イ許容度ｔほどを与えるように設計される。しかしなが
ら、このパターンがステッパによりウェーハに転写され
るとき、フォトレジストのＬ／Ｓパターンは図面符号３
のように、コンタクトホールは図面符号４のようにそれ
ぞれ変わる。即ち、Ｌ／Ｓパターンの全てのコーナーは
曲線化され、設計上正方形のコンタクトホールは丸く大
きくなるので、実質的なオーバレイ許容度はｔ′に縮
む。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は前述し
た従来の問題点を解消するためのものであって、極小ダ
ミーラインを用いて解像度を増大させうる半導体装置の
微細パターン形成方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、光学的方法で微細パターンを形成する半導
体装置の製造方法において、被露光物の露光領域を限定
するためのマスク上の主パターンに限界解像度以下のダ
ミーパターンを形成させることにより解像度を向上させ
ることを特徴とする半導体装置の微細パターン形成方法
を提供する。
【００１２】前記ダミーパターンのサイズは所望の最終
微細パターンのサイズにより決められることが望まし
い。前記主パターンのトーンと前記ダミーパターンのト
ーンは同一であることが望ましい。前記マスクはハーフ
トーンの位相反転マスクを含む。前記ダミーパターンは
ｉラインとして用いられる光源を露出させない０．４２
μｍ以下のサイズであることが望ましい。前記ダミーパ
ターンはディープＵＶとして用いられる光源を露出させ
ない０．３μｍ以下のサイズであることが望ましい。
【００１３】前記マスクの主パターンは多角形で形成さ
れることが望ましい。前記多角形の主パターンが前記マ
スクの上に転写されて曲線形状になる状態でこれを用い
て微細パターンを形成する。前記ダミーパターンは前記
主パターンに対して一方向に形成されるか、Ｘ軸及びＹ
軸の交叉パターンで形成される。かつ、前記ダミーパタ
ーンは前記主パターンの全てのコーナーを連結するよう
に形成される。
【００１４】前記ダミーパターンは少なくとも一対より
なる。前記ダミーパターンの対は前記主パターンに対し
て対称的あるいは非対称的に形成され、前記ダミーパタ
ーンの対は前記主パターンを中心にして十字形で配置さ
れることが望ましい。前記各々のダミーパターンの対は
前記主パターンの腰部にそれぞれ形成されることがで
き、望ましくは前記主パターンの腰部に形成された各々
の前記ダミーパターンの対を前記主パターンの縦軸に対
して斜めに配置する。前記ダミーパターンの前記主パタ
ーンの縦軸に対する傾斜は０〜１８０°であることが望
ましい。さらに望ましくは、主パターンとダミーパター
ンを９０°の傾斜度で形成する。
【００１５】前記ダミーパターンとダミーパターン及び
前記ダミーパターンと主パターンは密着または所定の間
隔に隔てて形成されることが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明を詳細に説明する図４Ａ乃至図４Ｃは本発明の第１実
施例によるｉライン用マスクのパターンレイアウト、光
の強度プロファイル及びフォトレジストプロファイルを
それぞれ示す。実験条件はｉライン（３６５ｎｍ）、
０．５７のＮＡ、０．６のコヒーレンシである。本発明
で用いたダミースペースのサイズは０．１μｍである
が、０．０６〜０．１８μｍの範囲が最適である。この
ようなダミースペースをマスクパターンに加えてシミュ
レーション道具を用いて検証した結果、ｉラインで解像
可能な限界サイズより小さい０．３５μｍ×０．３３μ
ｍサイズのコンタクトホールが開口されたことがわか
る。この際、前記ダミースペースは主パターンに対して
一方向またはＸ軸及びＹ軸に交叉して形成されうる。か
つ、前記マスクはポジティブトーン及びネガティブトー
ンの両方を含むことができ、これによりダミーラインま
たはダミースペースが形成される。
【００１７】図５Ａ及び図５Ａ′と図５Ｂ及び図５Ｂ′
はそれぞれ従来のディープＵＶ用マスクと、マスクの光
強度プロファイルと、本発明の第１実施例によるディー
プＵＶ用マスクと、マスクの光の強度プロファイルを示
し、ディープＵＶ（波長２４８ｎｍ）で解像可能な限界
サイズより小さい０．２μｍ×０．２４μｍのコンタク
トホールをシミュレーション道具を用いて検証した結
果、０．１μｍサイズの幅を有するダミースペースを形
成した本発明の場合、位相反転なしに光の強度が高ま
り、位相反転マスクを用いる場合と類似な結果が得られ
ることがわかる（図５Ｂ′）。実験条件はディープＵＶ
（２４８ｎｍ）、０．５のＮＡ、０．６のコヒーレンシ
である。
【００１８】前述したように本発明の第１実施例によれ
ば、ｉラインまたはディープＵＶ光源を用いるマスクの
主パターンにダミースペースを加えることにより光の強
度を高めて位相反転マスクを用いる場合と類似な効果が
得られる。図６Ａ乃至図６Ｃは本発明の第２実施例によ
るハーフトーンの位相反転マスクのパターンレイアウ
ト、光の強度プロファイル及びフォトレジストプロファ
イルをそれぞれ示す。前記ハーフトーンの位相反転マス
クにおいて、光遮断部の透過率は８％であり、位相反転
は１８０°である。実験条件はｉライン（３６５ｎ
ｍ）、０．５７のＮＡ、０．６のコヒーレンシである。
本発明の第２実施例によれば、ハーフトーンの位相反転
マスクのパターン上に０．１μｍサイズのダミースペー
スを形成することにより、図２Ａ〜図２Ｃに示した従来
のものに比べ光の強度が高まり（図６Ｂ）、０．３８μ
ｍ×０．２６μｍサイズのコンタクトホールが開口され
ることがわかる（図６Ｃ）。この際、前記ダミースペー
サの大きさは使用光源が露光されないサイズである０．
０５〜０．２μｍの範囲内で設定されることが望まし
い。かつ、前記ハーフトーンの位相反転マスクはネガテ
ィブトーンまたはポジティブトーンの両方を含むことが
でき、本条件で用いられたｉライン光源の代わりにディ
ープＵＶ、ＡｒＦなどの現在リソグラフィ工程に用いら
れる全ての光源を用いてもよい。
【００１９】図７Ａ及び図７Ｂは光源のエネルギーによ
るコンタクトホールの変化を示す図面であり、エネルギ
ーを調節すれば０．２５μｍサイズのコンタクトホール
を開口させることができる。図８Ａ乃至図８Ｃは本発明
の第２実施例によるハーフトーンの位相反転マスクの上
にダミースペースを形成する方法を説明するための図面
であり、ダミースペースをコンタクトホールの１／２と
なる地点（図８Ａ）、コンタクトホールの両エッジ部
（図８Ｂ）に形成したり、コンタクトホールの四隅を連
結するように形成することができる（図８Ｃ）。
【００２０】前述したように本発明の第２実施例によれ
ば、ハーフトーンの位相反転マスクパターン、例えばコ
ンタクトホールにダミースペースを形成することにより
サイドローブは減少させ光の強度は高めて所望のサイズ
のコンタクトホールが得られる。図９Ａ〜９Ｃ乃至図１
１Ａ〜１１Ｃはそれぞれ従来のマスク、従来のハーフト
ーン位相反転マスク及び本発明の第３実施例によるマス
クのパターンレイアウト及びシミュレーション道具を用
いて検出した結果である空間像の光強度プロファイルと
フォトレジストの最終プロファイルを示す。
【００２１】また、実験条件は使用光源ｉーライン（３
６５ｎｍ）、０．５７のＮＡ、０．６のコヒーレンシで
ある。図９Ａ〜図９Ｃを参照すれば、従来のマスクマス
クレイアウトで０．４μｍ×０．４μｍサイズの正方形
のコンタクトホールにより形成されるフォトレジス像は
０．４μｍで表れる。
【００２２】図１０Ａ〜図１０Ｃを参照すれば、従来の
ハーフトーンの位相反転マスクレイアウトで０．３５μ
ｍ×０．３５μｍサイズのコンタクトホールとして０．
３６μｍのフォトレジスト像が得られる。図１１Ａ〜図
１１Ｃを参照すれば、本発明の第３実施例によれば、マ
スク上の長方形のコンタクトホール（０．３４μｍ×
０．２２μｍ）にｉライン（３６５ｎｍ）、０．５７の
ＮＡで解像できないほど小さいパターンである０．１μ
ｍ×０．１４μｍサイズのダミースペースを形成するこ
とにより、フォトレジスト像は０．２８μｍのサイズま
でコンタクトホールを形成することができる。
【００２３】図１２〜図１５は本発明の第３実施例によ
るマスクパターンと従来のマスクパターンをｉライン
（３６５ｎｍ）、０．５のＮＡに対してシミュレーショ
ンした結果を示し、第３実施例によるマスクパターンと
従来のマスクパターンとの相対的な比較を行った。図１
２を参照すれば、従来のマスクパターンのサイズは０．
２４μｍ×０．２４μｍであり、本第３実施例によるマ
スクパターンにはその上下にそれぞれ０．１２μｍ×
０．３μｍのダミーパターンを加えた。その結果、図１
３に示したように本第３実施例によれば露光量の増加に
より０．２μｍ〜０．３μｍのコンタクトホールが形成
されるが、従来のマスクでは全然形成されないことがわ
かる。
【００２４】図１４を参照すれば、０．２４μｍ×０．
２６μｍサイズの従来のマスクパターンと、０．１μｍ
×０．２６μｍの極小ダミーパターンが０．２４μｍ×
０．６μｍの長方形マスクパターンに加えられた本発明
の第３実施例によるマスクパターンとを比べた。図１５
に示したように本発明の場合は０．３μｍ〜０．４μｍ
サイズのコンタクトホールが得られるが、その反面、従
来のマスクではコンタクトホールの跡も全然ないことが
わかる。
【００２５】図１６Ａ〜図１６Ｃはそれぞれ本発明の第
４実施例によるマスクのパターンレイアウト、空間像の
光強度プロファイル及びフォトレジストプロファイルを
示す。本発明の第４実施例は、既存のハーフトーンの位
相反転マスク上にダミーパターンを形成させた場合であ
り、０．２２μｍ×０．３８μｍの長方形のコンタクト
パターンに０．１μｍ×０．１４μｍのダミーパターン
を加えた。ここで、光の強度は図１６Ｂの図面符号
“９”のように高く表れるので、少ない露光量に対して
もコンタクトホールの形成が可能であるということがわ
かる。その反面、図１０Ｂに示した従来のハーフトーン
の位相反転マスクの場合は、空間像の光強度が図面符号
“６”のように低いため、コンタクトホール形成のため
に過度に露光しなければならない。この場合、サイドロ
ーブに当たる光の強度“５”が高まり、フォトレジスト
の現像後の“７”のようなフォトレジストリセス（rece
ss) が生じる。しかしながら、本発明の第４実施例によ
ると、従来のものと同じ大きさのサイドローブ“８”
（図１６Ｂ）に対しても過度に露光しなくてもよいの
で、図１６Ｃに示したようにフォトレジストの現像後、
フォトレジストリセス１０が殆ど生じない。
【００２６】図１７Ａ〜図１７Ｆは従来のハーフトーン
の位相反転マスクと本発明の第２実施例によるマスクの
特性を比べた図面であり、図１７Ａ〜図１７Ｃは従来の
ハーフトーン位相反転マスクに対する結果を示し、図１
７Ｄ〜図１７Ｆは本第２実施例による結果を示す。実験
条件はｉーライン（３６５ｎｍ）、０．５７のＮＡであ
る。従来のハーフトーンの位相反転マスクによりコンタ
クトホールは開口されないが、本第２実施例によると、
０．３μｍのサイズまでコンタクトホールが開口される
ことがわかる。
【００２７】図１８Ａ〜図１８Ｆは従来のマスクパター
ンと本発明の第１実施例によるマスクパターンをｉライ
ン（３６５ｎｍ）、０．５７のＮＡに対してシミュレー
ションした結果を示す。図１８Ａ〜図１８Ｃはそれぞれ
０．３５μｍ×０．３３μｍサイズのコンタクトホール
を有する従来のマスクレイアウト、空間像の光強度プロ
ファイル及びフォトレジストプロファイルを示す。図１
８Ｄ〜図１８Ｆはそれぞれ本第１実施例による０．３５
μｍ×０．３３μｍサイズのコンタクトトホールに０．
１μｍ幅のダミースペースを連結した場合のマスクレイ
アウト、空間像の光強度プロファイル及びフォトレジス
トプロファイルを示す。本第１実施例によるマスクを適
用するとき、従来のものに比べはるかに良好な特性の空
間像及びフォトレジスト像が得られる。
【００２８】図１９Ａ、Ｂ及び図１９Ｃ，Ｄはそれぞれ
従来のマスクパターンと本発明の第１実施例によるマス
クパターンをディープＵＶ（２４６ｎｍ）、０．５のＮ
Ａに対してシミュレーションした結果を示し、０．２μ
ｍ×０．２４μｍサイズの微小コンタクトホールの設計
による効果が期待される。本第１実施例によるダミース
ペースの幅は０．１μｍである。図１９Ｂ及び図１９Ｄ
の光強度プロファイルを比べると、本発明の場合、空間
像の光強度が従来のものに比べはるかに高くなることが
わかる。
【００２９】図２０Ａ〜図２０Ｃと図２０Ａ′〜図２０
Ｃ′は本発明の第５実施例によるマスクのパターンレイ
アウト及びフォトレジストプロファイルを示し、コンタ
クトホールに当たる長方形のパターンに細いダミーパタ
ーン（マスクがネガティブトーンの場合はダミースペー
スであり、ポジティブトーンの場合はダミーラインであ
る）を加えるとき、互いにずれるように加える方法を示
す。示したように、ダミーパターンをずれて加える程度
によりコンタクトの歪みも異なるが、小さいコンタクト
ホールの形成は依然として可能である。かつ、図示しな
かったが、主パターンの縦軸に対して斜めにダミーパタ
ーンを加える場合もコンタクトホールの形成が可能であ
る。
【００３０】図２１Ａ，Ｂ及び図２１Ａ′，Ｂ′は本発
明の第６実施例によるマスクのパターンレイアウト及び
フォトレジストプロファイルを示し、コンタクトに当た
る平行斜辺形のパターンに細いダミーパターンを並列に
またはずれるように斜めに加えた場合を示す。この場合
も小さいコンタクトホール形成は問題とならないことが
わかる。
【００３１】図２２Ａ，Ｂと図２２Ａ′，Ｂ′は本発明
の第８実施例によるマスクのパターンレイアウト及びフ
ォトレジストプロファイルを示し、正方形または長方形
の主コンタクトパターンに十字方向にダミーパターンを
加えたり（図２２Ａ）、小さいダミーパターンを各パタ
ーンのコーナーに加える（図２２Ｂ）ことにより光学近
接効果を改善する場合を示す。さらに、小さいコンタク
トホールの形成が可能である。
【００３２】図２３〜図２６は本発明の第７実施例によ
るマスクパターンでダミーパターンの長さと幅を相違に
するときと従来のマスクパターンのシミュレーション結
果を示す。図２４及び図２６はそれぞれ図２３及び図２
５のフォトレジストプロファイルのシミュレーション結
果を示す。従来のマスクパターンによるとコンタクトホ
ールは形成されないが（点線表示部分）、本発明による
とコンタクトホールが形成されるということがわかる。
【００３３】図２７は従来のマスクパターン及びマスク
パターンレイアウトを示す。参照符号１１と１４は従来
のマスクパターンレイアウトに最も多用されているパタ
ーンを示す。参照符号１５はさらに良好なコンタクト形
成及び広い工程余裕度を有するために所謂“セリフ”を
付けた形態を示す。参照符号１２は設計上長方形のパタ
ーンを電子ビームまたはレーザビームでマスクに転写し
たときの実際形態である。１３は正方形のパターンがマ
スク上に実際的に表れる形態である。
【００３４】図２８〜図３１は本発明の第３〜第６実施
例によるマスクパターン及びマスクパターンレイアウト
を示す。図２８を参照すると、第３，４実施例によりダ
ミーパターンの一対をその長さ（ｌ）と幅（ｗ）を相違
にして主パターン１６の腰部に加えられるようにする場
合を示す。
【００３５】第４，第５実施例に関連して図２９Ａはダ
ミーパターンの二対を主パターン１６の中央部に所定の
幅（ｇｄ）ほど隔てて配置した場合であり、図２９Ｂは
ダミーパターンの一対を主パターン１６に比いにずれる
ように配置した場合である。図２９Ｃは少なくとも二対
のダミーパターンを主パターン１６に加えた場合であ
り、図２９Ｄはダミーパターン自体を傾けた状態で主パ
ターン１６にずれるように配置した場合である。
【００３６】第５，第６実施例と関連して図３０Ａは主
パターン１６にダミーパターンを加えた状態で全体を回
転させた形状を示し、主パターンの縦軸に対するダミー
パターンの傾斜は０〜３６０°内の任意の角度を全部含
むことができる。図３０Ｂ及び図３０Ｃは主パターン１
７を平行四辺形化し、ダミーパターンの対を斜めにずれ
るように又は並列に配列した場合である。この際、平行
四辺形の角度及びダミーパターンの角度は主パターンの
縦軸に対して０〜１８０°内の任意の角度を全部含む。
【００３７】図３１Ａ〜図３１Ｄは前述した本発明の第
３〜第５実施例において設計時の角部のパターンが実際
マスクパターン形成後に表れる形状を示す。加えられた
ダミーパターンにより主パターン（コンタクトパター
ン）が実際のマスクパターン形成後、そのコーナーが曲
線化される傾向が相当に減ることがわかる。図３２Ａ及
び図３２Ｂ乃至図３２Ｄは従来の方法による実際のマス
クパターン及び本発明による実際マスクパターンを示す
写真であり、第３２Ａは従来の正方形で設計されたパタ
ーンが実際のマスクパターン具現時、そのコーナーが曲
線化される形状を示す。図３２Ｂ乃至図３２Ｄは本発明
による実際のマスクパターンを示すが、パターンのエッ
ジ部はマスク設計に充実な四角形で表れることがわか
る。特に、図３２Ｃ及び図３２Ｄはハーフートーンの位
相反転物質である“ＭｏＳｉＯＮ”の材質で形成した本
発明のコンタクト形状を示す。図３２Ａ及び図３２Ｂは
既存のクロムＣｒの材質で形成したコンタクト形状を示
す。
【００３８】図３３〜図３５は本発明の第７実施例によ
るマスクパターン及びマスクパターンレイアウトを示
す。図３３及び図３４を参照すると、主パターン１６，
１８，１９にダミーパターンの形状、大きさ（長さ：
ｌ，幅：ｗ）、配列などを相違にする場合を示し、主パ
ターンを中心にして十字形でダミーパターンを配列して
いる。
【００３９】図３５を参照すると、ダミーパターンの幅
ｗ1 は同じ方向にある主パターンの幅ｗ2 と同一または
小さく形成しても微細コンタクトの形成が可能である。
主パターンが正方形の場合も同様にｗ3 ≦ｗ4 のような
条件で微細コンタクトの形成が可能である。かつ、各主
パターンに加えるダミーパターンは主パターンと離れた
場合にもパターンの形成が可能であることがわかった。
【００４０】図３６〜図４４及び図４５Ａ，Ｂ，Ｃは本
発明の第１〜第７実施例によるマスクパターン及びマス
クパターンレイアウトを示す。図３６Ａ及び図３６Ｂを
参照すると、第１及び第２実施例により並列にコンタク
トホールを形成するためダミーパターンが互いに連結さ
れるように配置するか、同じ形状のパターンを間幅
（ｇ）に隔てて配置することができる。設計ルールによ
り主パターン間の幅（Ｐ）に合わせて配列すると、ダミ
ーパターン間の幅（ｇ）が縮み、“ｇ＝０”となる場合
が発生する。パターンの形成条件が前記式１で述べたよ
うに使用光源の波長（λ）、使用露光装置の開口数（Ｎ
Ａ）及び工程定常（ｋ1 ）と関連するので、その条件に
合わせてパターンの設計をすると、“ｇ≧０”の状態で
もパターンの形成が可能である。
【００４１】図３７を参照すると、前述した本発明の第
３，４実施例のうち一つの形態をジグザグ形態で配列し
た場合を示す。図３８を参照すると、図３７に示したパ
ターンのうち一つのパターンを水平にした状態で規則
的、連続的に配列した場合を示す。図３９を参照する
と、第２〜第４実施例によりダミーパターンが長方形の
主パターンの上側に配置された場合を示す。
【００４２】図４０を参照すると、第２〜図４実施例に
よりダミーパターンが長方形の主パターンの上下対応関
係で配置された場合を示す。図４１〜図４３を参照する
と、第５実施例によりダミーパターンを主パターンにず
れるように配置するか、規則的、連続的に配置した場合
を示す。図４４を参照すると、第７実施例により十字形
で配置されたダミーパターンを有する碁盤状の配置図を
示す。
【００４３】図４５Ａ〜図４５Ｃを参照すれば、実際の
素子にコンタクトが配列されるとき、同じパターンの繰
り返しセルアレイ領域２０は比較的微小パターンがある
が、その反面、周辺部２１にはさらに大きいコンタクト
を必要とする場合が多い。よって、互いに差別化してセ
ルアレイ領域には本発明のコンタクトパターンの一種ま
たは多種を配置し（図４５Ｃ）、周辺部には従来のパタ
ーンである正方形または長方形を配置する（図４５Ｂ）
の混種（hybrid) 配置が可能である。
【００４４】
【発明の効果】以上、前記実施例では主パターンが正方
形または長方形であり、ダミーパターンが主パターンの
縦軸に対して直角の場合のみ説明されたが、主パターン
が平行四辺形の場合やダミーパターンが主パターンの縦
軸に対して斜めにずれた状態で加えられる場合も同様に
適用することができるのは明白である。
【００４５】よって、前述したように本発明によると、
ネガティブトーンのマスクの場合はダミーラインを、ポ
ジティブトーンのマスクの場合はダミースペースを各種
形態で配列して空間像を改善することにより所望の小さ
いサイズのコンタクトホールを形成することができる。
さらに、マスク製作技術の発展と共にさらに微細なダミ
ーパターンの製作もできるので、本発明は６４Ｍｂ Ｄ
ＲＡＭの後、２５６Ｍｂ，１Ｇｂ級のＤＲＡＭでも解像
度の向上法として広く用いられる。
【００４６】本発明は前記実施例に限らず、多くの変形
が本発明の技術的思想内において当分野の通常の知識を
持つ者により可能なのは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）乃至（Ｃ）は従来のｉライン用マスクに
よるパターンのレイアウト、光の強度プロファイル及び
フォトレジストプロファイルをそれぞれ示す。
【図２】（Ａ）乃至（Ｃ）は従来のハーフートーンの位
相反転マスクによるパターンのレイアウト、光の強度プ
ロファイル及びフォトレジストプロファイルをそれぞれ
示す。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）はライン／スペースパターン
の上方または下方にコンタクトホールが形成される場合
において、層対層のオーバレイ許容度を示す。
【図４】（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の第１実施例による
ｉライン用のマスクのパターンレイアウト、光の強度プ
ロファイル及びフォトレジストプロファイルをそれぞれ
示す。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）と（Ａ）′及び（Ｂ）′はそ
れぞれ従来のＤｅｅｐ−ＵＶ用マスクとマスクの光強度
プロファイル及び本発明の第１実施例によるＤｅｅｐ−
ＵＶ用マスクとマスクの光強度プロファイルを示す。
【図６】（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の第２実施例による
ハーフトーンの位相反転マスクのパターンレイアウト、
光強度プロファイル及びフォトレジストプロファイルを
示す。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は光エネルギーによるコンタ
クトホールの変化を示す。
【図８】（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の第２実施例による
ハーフトーンの位相反転マスク上にダミースペースを形
成する方法を説明する図面である。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ従来のマスク、従来
のハーフトーンの位相反転マスク及び本発明の第３実施
例によるマスクのパターンレイアウト、空間像の光強度
プロファイル及びフォトレジストプロファイルを示す。
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ従来のマスク、従
来のハーフトーンの位相反転マスク及び本発明の第３実
施例によるマスクのパターンレイアウト、空間像の光強
度プロファイル及びフォトレジストプロファイルを示
す。
【図１１】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ従来のマスク、従
来のハーフトーンの位相反転マスク及び本発明の第３実
施例によるマスクのパターンレイアウト、空間像の光強
度プロファイル及びフォトレジストプロファイルを示
す。
【図１２】本発明の第３実施例によるマスクパターンと
従来のマスクパターンとのシミュレーション結果を示
す。
【図１３】本発明の第３実施例によるマスクパターンと
従来のマスクパターンとのシミュレーション結果を示
す。
【図１４】本発明の第３実施例によるマスクパターンと
従来のマスクパターンとのシミュレーション結果を示
す。
【図１５】本発明の第３実施例によるマスクパターンと
従来のマスクパターンとのシミュレーション結果を示
す。
【図１６】（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の第４実施例によ
るマスクのパターンレイアウト、空間像の光強度プロフ
ァイル及びフォトレジストプロファイルを示す。
【図１７】（Ａ）〜（Ｃ）及び（Ｄ）〜（Ｆ）は従来の
ハーフトーンの位相反転マスクと本発明の第２実施例に
よるマスクの特性を比べた図面である。
【図１８】（Ａ）〜（Ｃ）及び（Ｄ）〜（Ｆ）は従来の
ｉライン用マスクパターンと本発明の第１実施例による
マスクパターンとのシミュレーション結果を示す。
【図１９】（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ），（Ｄ）は従来の
ディープＵＶ用マスクパターンと本発明の第１実施例に
よるマスクパターンとのシミュレーション結果を示す。
【図２０】（Ａ）〜（Ｃ）と（Ａ）′〜（Ｃ）′は本発
明の第５実施例によるマスクのパターンレイアウト及び
フォトレジストプロファイルを示す。
【図２１】（Ａ），（Ｂ）及び（Ａ）′，（Ｂ）′は本
発明の第６実施例によるマスクのパターンレイアウト及
びフォトレジストプロファイルを示す。
【図２２】（Ａ），（Ｂ）及び（Ａ）′，（Ｂ）′は本
発明の第７実施例によるマスクのパターンレイアウト及
びフォトレジストプロファイルを示す。
【図２３】本発明の第７実施例によるマスクパターンと
従来のマスクパターンとのシミュレーション結果を示
す。
【図２４】本発明の第７実施例によるマスクパターンと
従来のマスクパターンとのシミュレーション結果を示
す。
【図２５】本発明の第７実施例によるマスクパターンと
従来のマスクパターンとのシミュレーション結果を示
す。
【図２６】本発明の第７実施例によるマスクパターンと
従来のマスクパターンとのシミュレーション結果を示
す。
【図２７】従来のマスクパターン及びマスクパターンレ
イアウトを示す。
【図２８】本発明の第３乃至第６実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンレイアウトを示す。
【図２９】本発明の第３乃至第６実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンレイアウトを示す。
【図３０】本発明の第３乃至第６実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンレイアウトを示す。
【図３１】本発明の第３乃至第６実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンレイアウトを示す。
【図３２】（Ａ），（Ｂ）乃至（Ｄ）は従来の方法によ
る実際のマスクパターン及び本発明による実際のマスク
パターンを比べて示した写真である。
【図３３】本発明の第７実施例によるマスクパターン及
びマスクパターンレイアウトを示す。
【図３４】本発明の第７実施例によるマスクパターン及
びマスクパターンレイアウトを示す。
【図３５】本発明の第７実施例によるマスクパターン及
びマスクパターンレイアウトを示す。
【図３６】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
【図３７】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
【図３８】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
【図３９】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
【図４０】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
【図４１】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
【図４２】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
【図４３】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
【図４４】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
【図４５】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
【手続補正書】
【提出日】平成８年８月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）乃至（Ｃ）は従来のｉライン用マスクに
よるパターンのレイアウト、光の強度プロファイル及び
フォトレジストプロファイルをそれぞれ示す。
【図２】（Ａ）乃至（Ｃ）は従来のハーフートーンの位
相反転マスクによるパターンのレイアウト、光の強度プ
ロファイル及びフォトレジストプロファイルをそれぞれ
示す。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）はライン／スペースパターン
の上方または下方にコンタクトホールが形成される場合
において、層対層のオーバレイ許容度を示す。
【図４】（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の第１実施例による
ｉライン用のマスクのパターンレイアウト、光の強度プ
ロファイル及びフォトレジストプロファイルをそれぞれ
示す。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）と（Ａ）′及び（Ｂ）′はそ
れぞれ従来のＤｅｅｐ−ＵＶ用マスクとマスクの光強度
プロファイル及び本発明の第１実施例によるＤｅｅｐ−
ＵＶ用マスクとマスクの光強度プロファイルを示す。
【図６】（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の第２実施例による
ハーフトーンの位相反転マスクのパターンレイアウト、
光強度プロファイル及びフォトレジストプロファイルを
示す。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は光エネルギーによるコンタ
クトホールの変化を示す。
【図８】（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の第２実施例による
ハーフトーンの位相反転マスク上にダミースペースを形
成する方法を説明する図面である。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ従来のマスク、従来
のハーフトーンの位相反転マスク及び本発明の第３実施
例によるマスクのパターンレイアウト、空間像の光強度
プロファイル及びフォトレジストプロファイルを示す。
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ従来のマスク、従
来のハーフトーンの位相反転マスク及び本発明の第３実
施例によるマスクのパターンレイアウト、空間像の光強
度プロファイル及びフォトレジストプロファイルを示
す。
【図１１】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ従来のマスク、従
来のハーフトーンの位相反転マスク及び本発明の第３実
施例によるマスクのパターンレイアウト、空間像の光強
度プロファイル及びフォトレジストプロファイルを示
す。
【図１２】本発明の第３実施例によるマスクパターンと
従来のマスクパターンとのシミュレーション結果を示
す。
【図１３】本発明の第３実施例によるマスクパターンと
従来のマスクパターンとのシミュレーション結果を示
す。
【図１４】本発明の第３実施例によるマスクパターンと
従来のマスクパターンとのシミュレーション結果を示
す。
【図１５】本発明の第３実施例によるマスクパターンと
従来のマスクパターンとのシミュレーション結果を示
す。
【図１６】（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の第４実施例によ
るマスクのパターンレイアウト、空間像の光強度プロフ
ァイル及びフォトレジストプロファイルを示す。
【図１７】（Ａ）〜（Ｃ）及び（Ｄ）〜（Ｆ）は従来の
ハーフトーンの位相反転マスクと本発明の第２実施例に
よるマスクの特性を比べた図面である。
【図１８】（Ａ）〜（Ｃ）及び（Ｄ）〜（Ｆ）は従来の
ｉライン用マスクパターンと本発明の第１実施例による
マスクパターンとのシミュレーション結果を示す。
【図１９】（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ），（Ｄ）は従来の
ディープＵＶ用マスクパターンと本発明の第１実施例に
よるマスクパターンとのシミュレーション結果を示す。
【図２０】（Ａ）〜（Ｃ）と（Ａ）′〜（Ｃ）′は本発
明の第５実施例によるマスクのパターンレイアウト及び
フォトレジストプロファイルを示す。
【図２１】（Ａ），（Ｂ）及び（Ａ）′，（Ｂ）′は本
発明の第６実施例によるマスクのパターンレイアウト及
びフォトレジストプロファイルを示す。
【図２２】（Ａ），（Ｂ）及び（Ａ）′，（Ｂ）′は本
発明の第７実施例によるマスクのパターンレイアウト及
びフォトレジストプロファイルを示す。
【図２３】本発明の第７実施例によるマスクパターンと
従来のマスクパターンとのシミュレーション結果を示
す。
【図２４】本発明の第７実施例によるマスクパターンと
従来のマスクパターンとのシミュレーション結果を示
す。
【図２５】本発明の第７実施例によるマスクパターンと
従来のマスクパターンとのシミュレーション結果を示
す。
【図２６】本発明の第７実施例によるマスクパターンと
従来のマスクパターンとのシミュレーション結果を示
す。
【図２７】従来のマスクパターン及びマスクパターンレ
イアウトを示す。
【図２８】本発明の第３乃至第６実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンレイアウトを示す。
【図２９】本発明の第３乃至第６実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンレイアウトを示す。
【図３０】本発明の第３乃至第６実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンレイアウトを示す。
【図３１】本発明の第３乃至第６実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンレイアウトを示す。
【図３２】（Ａ），（Ｂ）乃至（Ｄ）は従来の方法によ
る実際のマスクパターン及び本発明による実際のマスク
パターンを比べて示したＳＥＭ写真である。
【図３３】本発明の第７実施例によるマスクパターン及
びマスクパターンレイアウトを示す。
【図３４】本発明の第７実施例によるマスクパターン及
びマスクパターンレイアウトを示す。
【図３５】本発明の第７実施例によるマスクパターン及
びマスクパターンレイアウトを示す。
【図３６】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
【図３７】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
【図３８】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
【図３９】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
【図４０】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
【図４１】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
【図４２】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
【図４３】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
【図４４】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
【図４５】本発明の第１乃至第７実施例によるマスクパ
ターン及びマスクパターンの設計時のレイアウトを示
す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 孫 昌鎮 大韓民国京畿道松炭市独谷洞491番地大林 アパート103棟1104号

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光学的方法で微細パターンを形成する半
    導体装置の製造方法において、 被露光物の露光領域を限定するためのマスク上の主パタ
    ーンに限界解像度以下のダミーパターンを形成させるこ
    とにより解像度を向上させることを特徴とする半導体装
    置の微細パターン形成方法。
  2. 【請求項２】 前記ダミーパターンのサイズは所望の最
    終微細パターンのサイズにより決められることを特徴と
    する請求項１に記載の半導体装置の微細パターン形成方
    法。
  3. 【請求項３】 前記主パターンのトーンと前記ダミーパ
    ターンのトーンは同一であることを特徴とする請求項１
    に記載の半導体装置の微細パターン形成方法。
  4. 【請求項４】 前記マスクはハーフトーンの位相反転マ
    スクを含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装
    置の微細パターン形成方法。
  5. 【請求項５】 前記ダミーパターンはｉラインとして用
    いられる光源を露出させない０．４２μｍ以下のサイズ
    であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の
    微細パターン形成方法。
  6. 【請求項６】 前記ダミーパターンはディープＵＶとし
    て用いられる光源を露出させない０．３μｍ以下のサイ
    ズであることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置
    の微細パターン形成方法。
  7. 【請求項７】 前記マスクの主パターンは多角形で形成
    されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の
    微細パターン形成方法。
  8. 【請求項８】 前記多角形の主パターンが前記マスクの
    上に転写されて曲線形状になる状態でこれを用いて微細
    パターンを形成することを特徴とする請求項７に記載の
    半導体装置の微細パターン形成方法。
  9. 【請求項９】 前記ダミーパターンは前記主パターンに
    対して一方向に形成されることを特徴とする請求項１に
    記載の半導体装置の微細パターン形成方法。
  10. 【請求項１０】 前記ダミーパターンはＸ軸及びＹ軸の
    交叉パターンで形成されることを特徴とする請求項１に
    記載の半導体装置の微細パターン形成方法。
  11. 【請求項１１】 前記ダミーパターンは少なくとも一対
    よりなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置
    の微細パターン形成方法。
  12. 【請求項１２】 前記ダミーパターンの対は前記主パタ
    ーンに対して対称的あるいは非対称的に形成されること
    を特徴とする請求項１１に記載の半導体装置の微細パタ
    ーン形成方法。
  13. 【請求項１３】 前記ダミーパターンの対は前記主パタ
    ーンを中心にして十字形で配置されることを特徴とする
    請求項１２に記載の半導体装置の微細パターン形成方
    法。
  14. 【請求項１４】 前記ダミーパターンの対は前記主パタ
    ーンの腰部にそれぞれ形成されることを特徴とする請求
    項１２に記載の半導体装置の微細パターン形成方法。
  15. 【請求項１５】 前記主パターンの腰部に形成された各
    々の前記ダミーパターンの対を前記主パターンの縦軸に
    対して斜めに配置すること特徴とする請求項１４に記載
    の半導体装置の微細パターン形成方法。
  16. 【請求項１６】 前記ダミーパターンの前記主パターン
    の縦軸に対する傾斜は０〜１８０°であることを特徴と
    する請求項１５に記載の半導体装置の微細パターン形成
    方法。
  17. 【請求項１７】 前記ダミーパターンは前記主パターン
    のエッジ部を連結するように形成されることを特徴とす
    る請求項１に記載の半導体装置の微細パターン形成方
    法。
  18. 【請求項１８】 前記ダミーパターンは前記主パターン
    と密着または所定の間隔に隔てて形成されることを特徴
    とする請求項１に記載の半導体装置の微細パターン形成
    方法。
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