JP2000047366A

JP2000047366A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2000047366A
Application number: JP21661798A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Sekiguchi; 知紀関口; Toshiaki Yamanaka; 俊明山中; Toshihiko Tanaka; 稔彦田中; Takeshi Sakata; 健阪田; Katsutaka Kimura; 勝高木村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-07-31
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 2000-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】露光処理によって転写されるフォトレジスト
パターンのくびれに起因する断線不良発生率を低減す
る。【解決手段】ドックボーンを有するフォトレジストパ
ターン４を露光処理によって転写する際に、ドックボー
ンの近傍における相対的に幅の狭いパターンの幅方向両
側に生じるくびれＮＴ１，ＮＴ２が互いに離間する方向
にずれるようにしたものである。

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
方法および半導体装置技術に関し、特に、微細なパター
ンを転写するための露光処理技術に適用して有効な技術
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程における露光処理
は、露光光源から放射された露光光をフォトマスクを介
して半導体基板（半導体ウエハ）上のフォトレジスト膜
に照射することでフォトマスクのパターンをフォトレジ
スト膜に転写するものである。通常のフォトマスクは、
透明なマスク基板の主面上に、光の透過を遮る遮光膜が
被着されて成る遮光領域と、その遮光膜が取り除かれマ
スク基板が露出されることで光が透過する光透過領域と
が設けられ、マスクパターンが形成されている。

【０００３】ところで、半導体装置を構成するパターン
には、一定の幅を有するパターンのみではなく、１つの
図形中に幅の異なる部分を有するようなパターンが存在
する。例えば半導体装置を構成する配線パターンでは、
上下層の配線間を接続する箇所にドックボーンと称す
る、他の部分に比べて幅広のパターン部を有する。すな
わち、そのパターンでは、相対的に幅の狭い部分と相対
的に幅の広い部分とが存在し、その双方の接続部分では
平面的なパターン段差が生じている。

【０００４】しかし、このようなパターンをフォトレジ
スト膜に転写した場合、その平面的な段差部分の近傍に
おいて幅の狭い配線部分に露光光の干渉により平面的な
くびれが生じ、配線断線不良を引き起こす課題がある。
このような課題を解決する手段としては、例えば特開平
1-107530号公報があり、マスクパターンの平面的な段差
部（両側）に矩型状またはテーパ状（三角形状）の補助
パターンを付加する方法が開示されている。また、例え
ば特開平3-89347 号公報には、その段差部（両側）から
離れた部分に補助パターンを付加する方法が開示され、
例えば特開平6-175348号公報には、その段差部の片側に
補助パターンを付加する方法が開示されている。いずれ
の場合も補助パターンはフォトレジスト膜に残らないよ
うに形成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、本発明者が
検討したフォトリソグラフィ技術においては、以下の課
題があることを本発明者は見出した。

【０００６】すなわち、大きさの同じ補助パターンをパ
ターンの両側に設ける上記検討技術においては、フォト
レジストパターンのくびれは小さくなるものの、そのパ
ターンの両側のくびれの平面的な位置がほぼ同じである
ために、露光装置の収差やデフォーカス、パターンの微
細化または位相シフト法の導入等によっては、そのくび
れ部分においてフォトレジストパターンの幅が充分に得
られない場合が生じ、断線不良の原因となる。

【０００７】また、補助パターンを片側のみにつける方
法では、相対的に幅の狭いパターンと相対的に幅の広い
パターンとの段差が大きい場合に、十分にくびれを補正
できない恐れがある。

【０００８】さらに、露光装置の解像限界程度の微小パ
ターンをマスクパターンに付加することは、マスク作成
上の問題が大きい。すなわち、現在のマスク検査装置で
は、光を用いて出来上がったマスクパターンを検査して
いるために、検査可能なパターンサイズは検査光の波長
で制限されるからである。

【０００９】そこで、本発明の目的は、露光処理によっ
て転写されるフォトレジストパターンのくびれに起因す
る断線不良発生率を低減することのできる技術を提供す
ることにある。

【００１０】また、本発明の他の目的は、露光処理で用
いるフォトマスクの検査の容易性を向上させることので
きる技術を提供することにある。

【００１１】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。

【００１３】本発明の半導体装置の製造方法は、露光光
源から放射された露光光をフォトマスクを介して半導体
基板上のフォトレジスト膜に照射することで所定のフォ
トレジストパターンを転写する半導体装置の製造方法で
あって、相対的に幅の異なるパターン部が一体となって
形成されるフォトレジストパターンにおいて相対的に幅
の狭いパターン部の幅方向両側に形成されるくびれの位
置が互いに離間する方向にずれるようにしたものであ
る。

【００１４】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
露光光源から放射された露光光をフォトマスクを介して
半導体基板上のフォトレジスト膜に照射することで所定
のフォトレジストパターンを転写する半導体装置の製造
方法であって、前記フォトマスクは、（ａ）前記所定の
フォトレジストパターンを転写するための実パターンで
あって、相対的に幅の狭い第１パターン部と、（ｂ）前
記実パターンであって前記第１パターン部に一体的に形
成され相対的に幅の広い第２パターン部と、（ｃ）前記
第１パターン部に対応するフォトレジストパターンの幅
方向両側に生じるくびれの位置が互いに離間する方向に
ずれるように、前記第１パターン部と第２パターン部と
で形成される角部に配置された補助パターンとを有する
ものである。

【００１５】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
露光光源から放射された露光光をフォトマスクを介して
半導体基板上のフォトレジスト膜に照射することで所定
のフォトレジストパターンを転写する半導体装置の製造
方法であって、前記フォトマスクは、（ａ）前記所定の
フォトレジストパターンを転写するための実パターンで
あって、相対的に幅の狭い第１パターン部と、（ｂ）前
記実パターンであって前記第１パターン部に一体的に形
成され相対的に幅の広い第２パターン部と、（ｃ）前記
フォトレジストパターンの幅方向の形状が非対称となる
ように、前記第１パターン部と第２パターン部とで形成
される片側の角部に配置された補助パターンとを有する
ものである。

【００１６】また、本願において開示される発明のう
ち、他の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

【００１７】本発明の半導体装置の製造方法は、露光光
源から放射された露光光をフォトマスクを介して半導体
基板上のフォトレジスト膜に照射することで所定のフォ
トレジストパターンを転写する半導体装置の製造方法で
あって、前記フォトマスクは、（ａ）前記所定のフォト
レジストパターンを転写するための実パターンであっ
て、相対的に幅の狭い第１パターン部と、（ｂ）前記実
パターンであって前記第１パターン部に一体的に形成さ
れ相対的に幅の広い第２パターン部と、（ｃ）前記第１
パターン部と第２パターン部とで形成される片側の角部
に配置され、前記フォトレジストパターンの幅方向の形
状が非対称となるようにフォトレジストパターンに反映
される第５パターン部とを有し、前記第５パターン部に
おいて、前記第１パターン部の延在方向に交差する方向
の幅が、前記第１パターン部と第２パターン部との段差
に等しいものである。

【００１８】また、本発明は、相対的に幅の異なるパタ
ーンが一体化されてなる配線パターンの幅方向の形状
が、その幅の異なるパターンの接続部において非対称と
なるものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する（なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、その繰り返しの説明は省略する）。

【００２０】（実施の形態１）図１は本発明の一実施の
形態であるフォトマスクの要部平面図、図２は図１のフ
ォトマスクを用いて転写されたフォトレジストパターン
の概念の平面図、図３（ａ）は光学シミュレーション結
果を説明するための本実施の形態のフォトマスクの要部
平面図、図３（ｂ）は同図（ａ）のフォトマスクを用い
た場合の光学シミュレーション結果である光強度分布を
示す説明図、図４〜図６は本実施の形態におけるフォト
マスクの変形例の要部平面図、図７〜図１０は本実施の
形態の半導体装置の製造工程中における要部断面図、図
１１は本実施の形態における半導体装置の要部平面図、
図１２および図１３は本実施の形態で用いた露光装置の
一例を示す説明図、図１９〜図２３は本発明者が検討し
た技術の説明図である。

【００２１】まず、本発明の技術思想を説明するのに先
立って、本発明者が検討したフォトリソグラフィ技術に
ついて説明する。

【００２２】図１９（ａ）は本発明者が検討したフォト
マスクのマスクパターン５０の平面図であり、ここで
は、例えば配線のパターンを形成する場合が示されてい
る。配線形成用のマスクパターン５０は相対的に幅の狭
い配線部５０Ａと相対的に幅の広いドックボーン部５０
Ｂとを有している。転写された配線のドックボーン部に
は接続孔が配置される。光リソグラフィでは縮小投影露
光が用いられ、縮小率Ｋ（Ｋ＜１) の露光では実際の回
路パターン、フォトレジストパターンはマスクパターン
のＫ倍の大きさになる。例えばＫ＝１／５とすると、
配線幅0.１８μｍを得るためのマスクの線幅は0.９μｍ
である。

【００２３】このフォトマスクを用いて、光源が、例え
ば波長λ＝0.２４８μｍのＫｒＦエキシマレーザ、レン
ズの開口数ＮＡ＝0.６、コヒーレント係数σ＝0.３、縮
小率Ｋ＝１／５の露光装置でリソグラフィを行った場合
に得られるレジストパターンの概念図を図１９（ｂ）に
示す。フォトレジストパターン５１は、相対的に幅の狭
い配線パターン部５１Ａと相対的に幅の広いドックボー
ンパターン部５１Ｂとを有している。ドックボーンパタ
ーン部５１Ｂは、接続孔と配線との重ね合せの余裕をと
るために幅広となっていることが多いが、配線の太さが
変わる段差領域で、配線の細い部分のフォトレジストパ
ターン５１にくびれＮＴ１，ＮＴ２が生じる。このくび
れＮＴ１，ＮＴ２はその後の配線形成プロセスで配線断
線不良の原因になったり、露光条件のばらつきにより、
フォトレジストパターン５１そのものが断線する原因に
なる。

【００２４】この場合のフォトマスクの効果を光学シミ
ュレーションにより説明する。これは、マスクパターン
と露光装置の光学定数をもとにフォトレジスト膜上で得
られる光強度の等高線を計算するものである。図２０
（ａ）のフォトマスクのフォトマスクパターン５０にお
いて、縮小された値で配線幅Ｗ1 を0.１８μｍ、ドッグ
ボーンのサイズＷ2 を0.４μｍとした。光学定数として
は、λ＝0.２４８μｍ、ＮＡ＝0.６、σ＝0.３、デフォ
ーカス＝−0.５μｍ、球面収差を仮定している。以降の
シミュレーションでは全て同様の光学定数を仮定してい
る。

【００２５】このようなフォトマスクパターンに対し
て、計算して得られた光学像を図２０（ｂ）に示す。光
の相対強度0.３５、0.４９の等高線を示している。光強
度は十分大きいパターンにおける光の透過率を１と定義
している。光強度0.３５の等高線が実際に得られるフォ
トレジストパターンを示しており、ドッグボーンから十
分離れたところでは配線幅Ｗ1 は0.１８μｍになってい
る。ところが、ドッグボーン近傍では配線にくびれが生
じており、Ｌmin は0.１５４μｍである。また、光強度
0.４９の等高線は断線しており、この部分で光強度が弱
いことを示している。従って、現像時にフォトレジスト
膜が膜減りし、配線加工時のマージンが低くなる問題が
ある。

【００２６】このような問題は、パターンの微細化によ
って顕著になっている。特に、メモリの周辺回路や論理
回路においては、高集積および高性能化を図るべく、パ
ターン幅を露光光の波長以下にしていることから上記問
題が生じ易い。また、露光装置の収差やデフォーカスに
よっても生じる。さらに、フォトリソグラフィ技術とし
て、位相シフトフォトリソグラフィ技術を用いた場合に
も大きな問題となる。位相シフトフォトリソグラフィ技
術では、透過光の位相を操作することによる光の干渉効
果を用いることで微細なパターンの解像度の向上を図る
技術であるため、コヒーレント係数を0.３程度と通常の
露光よりも小さくし、露光光の干渉性を高めているから
である。現在、光リソグラフィでは、例えば位相シフト
法を用いて露光装置の光波長以下のパターンを形成して
いる。一例として、1 ＧｂのＤＲＡＭ（Dynamic Random
Access Memory）では、波長0.２４８μｍのＫｒＦエキ
シマレーザを光源に用いた露光装置で、0.１６μｍ幅の
ワード線やデータ線等を形成する必要があり、単純な直
線が繰り返されるライン＆スペースパターンにおいて効
果が大きい位相シフト法が使用されている。

【００２７】この問題を解決するために、これまでに様
々な補助パターンを用いる露光方法が提案されている。
図２１（ａ）は、特開平1-107530号公報に示されてお
り、フォトマスクパターン５２の段差部に矩型の補助パ
ターン５２ａを付加する方法である。すなわち、図２１
（ａ）の相対的に幅が狭いパターン５２ｂと相対的に幅
の広いパターン５２ｃとを図２１（ａ）の横方向に接続
し、その接続部のパターン５２ｂの両側に矩型の補助パ
ターン５２ａを設ける。このとき、両方の補助パターン
５２ａの長さＬＣ50はλ／（ＮＡ・Ｋ) 程度とする。ま
た、補助パターン５２ａ自体がレジストパターンに残ら
ないように、両方の補助パターン５２ａの幅ＷＣ50は解
像限界をＫで割った値よりも小さくする。ここでは、２
つの補助パターン５２ａの寸法が同じである。なお、図
２１（ａ）の破線は、フォトマスク１の設計上における
マスクパターンを構成パターンに分解して示したもの
で、実際のフォトマスクに形成されているものではな
い。

【００２８】このようにすると、図２１（ｂ）に示すよ
うに、フォトレジストパターン５３のくびれＮＴ１，Ｎ
Ｔ２の大きさが図１９（ａ）や図２０（ａ）を用いた場
合に比べて減少する。ここでは、マスクパターンをＫ倍
して得られる理想的なレジストパターンを破線で示して
いる。また、フォトレジストパターン５３のくびれ部分
での最小配線幅をＬmin とする。

【００２９】この場合のフォトマスクの効果を光学シミ
ュレーションにより説明する。図２２（ａ）はマスクパ
ターン５２を示している。縮小された値でＬＣ1=0.２５
μｍ、ＷＣ1=0.０５μｍとした。このようなマスクパタ
ーン５２に対して、計算して得られた光学像を図２２
（ｂ）に示す。光強度0.３５の等高線のくびれは減少
し、Ｌmin は0.１７１μｍと改善している。また、光強
度0.４９の等高線もつながっている。したがって、補助
パターンにより断線が起こり難くなることが判る。

【００３０】これ以外の補助パターンを有するフォトマ
スクの構造を図２３（ａ）〜（ｃ）に示す。同図（ａ）
は特開平1-107530号公報に示されており、段差部にテー
パ状の補助パターン５２ａを付加する方法である。同図
（ｂ) は特開平3-89347 号公報に示されており、段差か
ら離れた部分に補助パターン５２ａを付加する方法であ
る。（ｃ）は特開平6-175348号公報に示されており、段
差の片側に補助パターン５２ａを付加する方法である。
いずれの場合も補助パターン５２ａはフォトレジスト膜
に残らないように形成されている。なお、図２３の破線
は図２１（ａ）と同じ意味のものである。

【００３１】しかし、図２１（ａ）, （ｂ）に示すよう
に、上記同じ大きさの補助パターン５２ａをパターンの
両側に付加する方式では、フォトレジストパターンのく
びれ平面位置がほぼ同じであるために、露光装置の収差
やデフォーカス、パターンの微細化または位相シフト法
の導入等によってはそのくびれ部分においてフォトレジ
ストパターンの幅が充分に得られない場合が生じる。こ
の補助パターン５２ａの幅ＷＣ50には最適値がある。こ
れは、小さすぎると、くびれを補償する効果が少ない
し、大きすぎると、今度は補助パターン自身の段差によ
ってレジストパターンにくびれが生ずる過剰補正が起こ
るからである。図２１（ｂ）のくびれＮＴ１，ＮＴ２は
この過剰補正によるくびれである。幅ＷＣ50の最適値は
主としてλ、ＮＡ、Ｋ等の露光装置の光学定数で決まる
が、予測できないレンズの収差やデフォーカスによって
も影響を受ける。したがって、過剰補正によるくびれを
完全になくすことは困難である。そこで、この過剰補正
によるくびれの影響を小さくすることが重要である。

【００３２】また、図２３（ｃ）に示したように、片側
のみに補助パターン５２ａをつける方法では、相対的に
幅の狭いパターン５２ｂと相対的に幅の広いパターン５
２ｃとの段差が大きい場合に、十分にくびれを補正でき
ない恐れがある。

【００３３】また、露光装置の解像限界程度の微小パタ
ーンをマスクパターンに付加することは、マスク作成上
問題が大きい。すなわち、例えばレジストパターンで幅
が0.０５μｍになるような補助パターンのマスク上での
幅はＫ＝１／５とすると、0.２５μｍである。フォトマ
スクは電子線描画装置を用いて作成されるため、0.２５
μｍのサイズを描画することは十分可能である、しかし
ながら、現在のマスク検査装置では、光を用いて出来上
がったマスクパターンを検査しているために、検査可能
なパターンサイズは検査光の波長で制限される。もし、
検査光にエキシマレーザを使用したとしても0.２５μｍ
の補助パターンを完全に検査するのは困難である。従っ
て、補助パターンの検査を確実に行うために、補助パタ
ーンのサイズをある程度大きくしておく必要がある。こ
のとき、幅ＷＣ50がさきほどの最適値よりも大きくな
り、過剰補正によるくびれが生じてしまうので、この場
合も過剰補正の影響を小さくしつつ補助パターンを形成
することが重要である。

【００３４】次に、本発明の技術思想を用いた実施の形
態を説明する。

【００３５】図１は、本実施の形態１のフォトマスク１
の要部平面図を示している。このフォトマスク１は、例
えば配線パターンを転写するためのもので、斜線のハッ
チングで示す領域は遮光膜２が形成された遮光領域を示
し、ハッチングの付していない領域は、遮光膜２が除去
されてフォトマスク１の透明なマスク基板１Ａが露出さ
れた光透過領域３を示している。破線は、フォトマスク
１の設計上における光透過領域３をパターンＰ1 〜Ｐ4
に分解して示したもので、実際のフォトマスク１に形成
されているものではない。すなわち、光透過領域３は、
図１の横方向に延びる帯状のパターンＰ1 と、その端部
に接続された正方形状のパターンＰ4 と、パターンＰ1
，Ｐ4 の辺が成す角部に配置された相対的に小さな長
方形状のパターンＰ2 ，Ｐ3 とを有している。

【００３６】パターンＰ1 ，Ｐ2 は、実際にフォトレジ
スト膜に転写しようとしている集積回路パターンに対応
した実パターンであり、パターンＰ3 ，Ｐ4 は、フォト
レジスト膜に転写しようとしていないパターンであっ
て、事実上、その独立したパターンがフォトレジスト膜
に転写されないような補助パターンである。なお、マス
ク基板１は、例えば光透過率がほぼ１００％程度の透明
な合成石英からなる。また、遮光膜２は、一般にはほぼ
０％の光透過率（典型的には１％以下）の領域を形成す
る膜で、例えばクロムの単体膜またはクロムと酸化クロ
ムとの積層膜で構成されている。

【００３７】本実施の形態では、上記小さな長方形状の
パターンＰ3 , Ｐ4 の長さ寸法（図１の横方向の長さ）
が異なっている。相対的に小さい方のパターンＰ3 の長
さＬＣ1 は、例えばλ／（２ＮＡ・Ｋ) 程度とする。例
えばλ＝0.２４８μｍ、ＮＡ＝0.６、Ｋ＝１／５では、
ＬＣ1 ＝１μｍ程度である。また、相対的に大きい方の
パターンＰ4 の長さＬＣ2 は、例えばパターンＰ3 の長
さＬＣ1 ＝λ／（２ＮＡ・Ｋ) よりも長くする。また、
パターンＰ3 ，Ｐ4 の幅ＷＣ1 ，ＷＣ2 は、パターンＰ
3 ，Ｐ4 自体がフォトレジスト膜に残らないように、解
像限界よりも小さく、例えば解像限界をＫで割った値よ
りも小さくする。例えばλ＝0.２４８μｍ、Ｋ＝１／５
では、ＷＣ1 ＝ＷＣ2 ＝0.２５μｍ程度である。

【００３８】このフォトマスク１を用いて露光装置でフ
ォトリソグラフィを行った場合に得られるフォトレジス
トパターンの概念図を図２に示す。なお、この場合の露
光条件は、例えば次の通りである。光源は波長λ＝0.２
４８μｍのＫｒＦエキシマレーザ、レンズの開口数ＮＡ
＝0.６、コヒーレント係数σ＝0.３、縮小率Ｋ＝１／５
である。また、破線は図１の光透過領域３を示してい
る。

【００３９】このフォトレジストパターン４は、パター
ンＰ1 の幅方向の中央を通るように配置された仮想直線
をパターンの中心線とした場合に、その中心線の上下が
対称となる場合もあるし、また、補助パターンに対応す
る箇所において非対称となる場合もある。このフォトレ
ジストパターン４のパターン幅（上記パターンＰ1 に対
応する線幅の細い箇所）は、例えば0.１８μｍを想定し
ている（すなわち、λ／（２ＮＡ）以下である）。フォ
トマスク１（図１参照）に上記したように補助パターン
を配置したことにより、フォトレジストパターン４のく
びれ（幅の狭いパターン部分）は減少しているが、過剰
補正のくびれＮＴ１，ＮＴ２が残ってしまう。しかしな
がら、本実施の形態によれば、くびれＮＴ１，ＮＴ２の
平面位置が図２の横方向に互いに離間する方向にずれる
ことになる。従って、たとえ個々のくびれＮＴ１，ＮＴ
２の大きさが上記検討技術と同じであったとしても、配
線のくびれ部分での最小配線幅Ｌmin は上記検討技術の
場合（図２１）よりも大きくなる。すなわち、本実施の
形態によれば、露光波長以下の幅のパターンを形成する
際の加工の信頼性を高めることができる。特に、長さＬ
Ｃ2 と長さＬＣ1 の差は、λ／（２ＮＡ・Ｋ) 以上（λ
＝0.２４８um, ＮＡ＝0.６、Ｋ＝１／５では１μｍ程
度) とすると、くびれＮＴ１，ＮＴ２がずれてＬmin の
改善効果が大きい。

【００４０】また、本実施の形態のフォトマスク１にお
ける補助パターンの効果を光学シミュレーションにより
説明する。図３（ａ）には光学シミュレーションによる
効果を説明するのにあたって用いたフォトマスク１の要
部平面図を示す。このフォトマスク１には、例えば配線
およびドックボーンを転写するためのパターンに上記補
助パターンが付加されている。縮小された値で長さＬＣ
2 −長さＬＣ1 ＝0.２５μｍ、幅ＷＣ1 ＝幅ＷＣ2 ＝0.
０５μｍとした。なお、図３（ａ）中央の正方形状のパ
ターンＰｃは上下層間を接続するための接続孔のパター
ンを示している。

【００４１】この場合、図３（ｂ）に示すように、光強
度0.３５の等高線（外側）のくびれは上記検討技術の補
助パターンを付加した場合よりもさらに減少し、Ｌmin
は、例えば0.１７５μｍと改善されている。また、光強
度0.４９の等高線（内側）もつながっている。したがっ
て、本実施の形態によれば、断線がさらに起こり難くな
ることがわかる。

【００４２】このようなフォトマスク１は、図１に示し
た構造に限定されるものではなく種々変更可能であり、
例えば図４または図５に示す構造としても良い。なお、
図４および図５の破線は図１の破線と同じ意味である。

【００４３】図４では、補助パターンとして機能するパ
ターンＰ3 ，Ｐ4 の平面形状を階段状にして、パターン
Ｐ1 とパターンＰ2 との辺が成す両角部に付加し、長さ
ＬＣ1 と長さＬＣ2 とを異なる値とすることで、上記と
同様にくびれをずらす効果を得ている。ここでは、パタ
ーンＰ3 ，Ｐ4 の幅が、相対的に大きなパターンＰ2に
近づくにつれて大きくなるような階段形状とした。この
場合、パターンＰ3 ，Ｐ4 の幅を徐々に広げているた
め、パターンＰ1 とパターンＰ2 との幅の違いが大きい
場合に、くびれを低減する効果が大きい。この場合も長
さＬＣ2 と長さＬＣ1 との差を、例えばλ／（２ＮＡ・
Ｋ) 以上とすると、図２に示したくびれＮＴ１，ＮＴ２
がずれてＬmin の改善効果が大きい。

【００４４】図５では、補助パターンとして機能するパ
ターンＰ3 ，Ｐ4 を、例えば平面形状を三角形状にし、
かつ、大形のパターンＰ2 に近づくにしたがって次第に
幅広となるようにして、パターンＰ1 とパターンＰ2 と
の辺が成す両角部に付加し、長さＬＣ1 と長さＬＣ2 と
を異なる値としている。この場合も、上記と同様にくび
れをずらす効果が得られ、上記検討技術（図２３
（ａ））の場合よりもＬminを大きくすることができ
る。この場合も長さＬＣ2 と長さＬＣ1 との差をλ／
（２ＮＡ・Ｋ) 以上とすると、図２に示したくびれＮＴ
１，ＮＴ２がずれてＬminの改善効果が大きい。

【００４５】また、図１の光透過領域３と遮光膜２とを
図６に示すように反転させても良い。この場合は、遮光
膜２が上記パターンＰ1 〜Ｐ4 を有している。それ以外
は、上記した説明と同じなので説明を省略する。なお、
この構造は図４や図５にも適用できる。

【００４６】次に、本発明の技術思想を、例えばＤＲＡ
Ｍ（Dynamic Random Access Memory）に適用した場合に
おける具体的な製造方法例を図７〜図１０により説明す
る。

【００４７】図７は半導体装置の製造工程中における要
部断面図を示しており、符号５は、例えばシリコン単結
晶からなる半導体基板（半導体ウエハ）、符号６はｎ型
の埋込ウエル、符号７ＮＷ1 ，７ＮＷ2 はｎウエル、符
号７ＰＷ1 ，７ＰＷ2 はｐウエルおよび符号８は溝型の
分離部を示している。ｐウエル７ＰＷ2 は、ｎ型の埋込
ウエル６およびｎウエル７ＮＷ2 によって取り囲まれ電
気的に分離されている。これにより、ｐウエル７ＰＷ2
に半導体基板１からのノイズが伝わるのを抑制でき、ま
た、ｐウエル７ＰＷ2 の電位を安定させることができ
る。なお、ｎ型の埋込ウエル、ｎウエル７ＮＷ1 ，７Ｎ
Ｗ2 には、例えばリンまたはヒ素が注入され、ｐウエル
７ＰＷ1 ，７ＰＷ2 には、例えばホウ素または２フッ化
ホウ素が注入されている。また、溝型の分離部８は、半
導体基板１に掘られた分離溝８ａ内に、例えばシリコン
酸化膜からなる分離用絶縁膜８ｂが埋め込まれて形成さ
れている。

【００４８】このような半導体基板１に対してゲート酸
化処理を施すことにより、半導体基板１の主面上に、例
えばシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜９ｉを形成す
る。特に限定はされないが、上記ゲート絶縁膜９ｉを形
成した後、半導体基板１をＮＯ（酸化窒素）あるいはＮ
₂Ｏ（亜酸化窒素）雰囲気中で熱処理することによっ
て、ゲート絶縁膜９ｉと半導体基板１との界面に窒素を
偏析させても良い（酸窒化処理）。ゲート絶縁膜９ｉが
７nm程度までに薄くなると、半導体基板１との熱膨張係
数差に起因して両者の界面に生じる歪みが顕在化し、ホ
ットキャリアの発生を誘発する。半導体基板１との界面
に偏析した窒素はこの歪みを緩和するので、上記の酸窒
化処理は、極薄のゲート絶縁膜９ｉの信頼性を向上でき
る。

【００４９】続いて、ゲート絶縁膜９ｉ上に、例えば低
抵抗ポリシリコンからなるゲート電極形成用の導体膜１
０をＣＶＤ法等によって形成した後、その上にシリコン
窒化膜からなるキャップ絶縁膜１１をＣＶＤ法等によっ
て形成する。ただし、導体膜１０は低抵抗ポリシリコン
膜に限定されるものではなく種々変更可能である。例え
ば低抵抗ポリシリコン膜上にタングステンシリサイド膜
等を形成しても良いし、低抵抗ポリシリコン膜上に窒化
タングステンまたは窒化チタン等のようなバリア金属膜
を介してタングステン等のような金属膜を形成しても良
い。

【００５０】その後、キャップ絶縁膜１１上に、フォト
レジスト膜を塗布した後、上記したフォトマスク１（図
１等参照）を用いてゲート電極パターンをフォトレジス
ト膜に転写し、フォトレジストパターン４を形成する。
続いて、そのフォトレジストパターン４をエッチングマ
スクとして、キャップ絶縁膜１１、導体膜１０およびゲ
ート絶縁膜９ｉをドライエッチング技術によりパターニ
ングすることにより、図８に示すように、ゲート電極１
０ｇおよびワード線ＷＬを形成する。メモリセル領域に
おけるゲート電極１０ｇはワード線ＷＬの一部でもあ
る。本実施の形態では、このフォトリソグラフィに際し
て上記したフォトマスク１（図１等参照）を用いる。続
いて、図９に示すように、通常のＤＲＡＭの製造方法に
従って半導体基板１にｐチャネル型のＭＩＳ・ＦＥＴＱ
ｐ、ｎチャネル型のＭＩＳ・ＦＥＴＱｎおよびメモリセ
ル選択ＭＩＳ・ＦＥＴＱｓを形成する。なお、符号の１
２ｎはソース・ドレイン用のｎ型の半導体領域、１２ｐ
は、ソース・ドレイン用のｐ型の半導体領域、１３ｎは
ウエル給電用のｎ型の半導体領域、１３ｐはウエル給電
用のｐ型の半導体領域、１４ｎはメモリセル選択ＭＩＳ
・ＦＥＴＱｓのソース・ドレイン用のｎ型の半導体領
域、１５は例えばシリコン窒化膜からなる絶縁膜、１
６, １７は例えばシリコン酸化膜からなる絶縁膜、１８
は例えば低抵抗ポリシリコンからなるプラグ、１９は配
線、１９ＢＬはビット線、２０は絶縁膜に穿孔された接
続孔であって配線１９やビット線１９ＢＬと半導体基板
１とを接続する接続孔である。配線１９およびビット線
１９ＢＬは、例えばタングステン等からなり、これらの
パターニングのためのフォトリソグラフィ処理に際して
も上記したフォトマスク１（図１等参照）を用いる。そ
の後、図１０に示すように、情報蓄積用のキャパシタ２
１を形成する。このキャパシタ２１は、例えばクラウン
形状で形成され、下部電極２１ａと、その露出表面側の
容量絶縁膜２１ｂと、その表面のプレート電極２１ｃと
を有しており、絶縁膜１７上に堆積された絶縁膜２２に
開口されたキャパシタ用開口領域２３に埋め込まれた状
態で形成されている。下部電極２１ａは、例えば低抵抗
ポリシリコンからなり、絶縁膜２４に穿孔された接続孔
２５を通じてプラグ１８に接続され、これを通じてメモ
リセル選択ＭＩＳ・ＦＥＴＱｓのｎ^-型の半導体領域１
４ｎと電気的に接続されている。容量絶縁膜２１ｂは、
例えばシリコン窒化膜とシリコン酸化膜との積層膜や酸
化タンタル等で構成されているが、これに限定されるも
のではなく種々変更可能であり、例えばチタン酸ジルコ
ニウム鉛、チタン酸バリウムまたはチタン酸ジルコニウ
ムランタン鉛等のような強誘電体材料で構成しても良
い。

【００５１】このようにして形成された周辺回路、特
に、例えばワード線ドライバ回路やセンスアンプ回路等
のような直接周辺回路におけるｎチャネル型のＭＩＳ・
ＦＥＴＱｎの平面図を図１１に示す。この直接周辺回路
では、メモリセルとの整合をとるため他の周辺回路に比
べて線幅や間隔が小さいので、本実施の形態のフォトマ
スク１を用いている。特に、線幅が、解像限界より小さ
い（本実施の形態では、露光光源にＫｒＦ（波長0.２４
８μｍ）を用いているので、例えば0.２５μｍ以下の）
パターンを転写する場合に適用している。

【００５２】ここでは、配線１９と半導体領域１２ｎと
を電気的に接続する接続孔２０ａの周囲の配線１９、配
線１９とゲート電極１０ｇとを電気的に接続する接続孔
２０ｂの周囲の配線１９およびゲート電極１０ｇに本発
明を適用している。ゲート電極１０ｇや配線１９のパタ
ーンは、ドックボーン部（幅広部）の近傍においてくび
れが生じているもののそのくびれ位置が平面的にずれて
いるために断線には到らない。したがって、信頼性の高
いＭＩＳ・ＦＥＴＱｎを形成することができる。ゲート
電極１０ｇの幅は、例えば0.２５μｍ程度である。ま
た、配線１９の幅は、配線部（相対的に幅の小さい箇
所）で、例えば0.１８〜0.２０μｍであり、ドックボー
ン部（相対的に幅の広い箇所）で、例えば0.４μｍ程度
である。また、互いに隣接する配線１９の間隔は、例え
ば0.１８〜0.２μｍ程度である。

【００５３】なお、配線１９Ａは、例えば高電位の電源
電圧や低電位の電源電圧（例えばＧＮＤ（０Ｖ））を供
給するための電源用の配線を示している。電源用の配線
１９Ａを転写する実パターンには上記本実施の形態の補
助パターンを付加していない。これは、電源用の配線１
９Ａが比較的幅広に形成されており、上記したくびれの
問題が生じないからである。

【００５４】次に、本実施の形態で用いる露光装置の一
例を説明する。図１２に示すように、本実施の形態で使
用される縮小投影露光装置２６は、半導体基板（半導体
ウエハ）５を吸着して保持する吸着台２６ａを有し、こ
の露光処理にあたってはステップアンドリピート方式に
より露光操作がなされる。吸着台２６ａは、水平方向に
移動するＸ軸移動台２６ｂと、これに対して直角となっ
た水平方向に吸着台２６ａを移動するＹ軸移動台２６ｃ
との上に設けられ、かつ、Ｚ軸移動台２６ｄによって上
下方向に移動自在となっている。露光光源２６ｅは、例
えばＫｒＦエキシマレーザを放射可能になっており、集
光ミラー２６ｆに組み付けられている。露光光源２６ｅ
は、例えば通常のＫｒＦエキシマレーザ光源であるが、
斜方照明光源を使用しても良い。なお、通常の光源と
は、非変形照明であって光強度分布が光源面内において
比較的均一な照明をいう。斜方照明とは、光源中央の照
度を下げた照明で、輪帯照明、４重極照明、５重極照明
等の多重極照明またはそれと等価な瞳フィルタによる超
解像技術を含むものである。また、露光光源にｉ線（波
長３６５ｎｍ）を用いてもよい。

【００５５】縮小投影露光装置２６において、露光光源
２６ｅから放射されたＫｒＦエキシマレーザ光は平面反
射ミラー２６ｇ1 、シャッタ２６ｈ、フライアイレンズ
２６ｉ、アパーチャ２６ｊ、バンドパスフィルタ２６ｋ
を介して平面反射ミラー２６ｇ2 に照射される構造とな
っている。フライアイレンズ２６ｉを透過した光は、ア
パーチャ２６ｊによってパーシャルコヒーレント係数
（σ値）が調整され、バンドパスフィルタ２６ｋによっ
て露光光以外の照明光がカットされる。平面反射ミラー
２６ｇ2 に照射された露光光は、さらに、マスクブライ
ンド２６ｍ、コンデンサレンズ２６ｎを介して上記フォ
トマスク１に照射される構造になっている。フォトマス
ク１は、マスクホルダ２６ｐに保持されている。このマ
スクホルダ２６ｐは図１２の上下方向に微動可能になっ
ている。フォトマスク１の平面領域のうち、半導体基板
５に転写される範囲はマスクブラインド２６ｍによって
フォトマスク１を透過した露光光は、縮小投影レンズ２
６ｑを介して半導体基板上のフォトレジスト膜に照射さ
れるようになっている。

【００５６】なお、露光装置は上述のようなステップア
ンドリピート方式の露光装置に限定されるものではなく
種々変更可能であり、例えばステップアンドスキャン方
式の露光装置を用いても良い。

【００５７】ステップアンドスキャン方式は、半導体基
板とフォトマスクとを相対的に逆方向に移動させながら
パターンを転写するものである。すなわち、例えば図１
３に示すように、縮小投影露光装置２７の露光光２８
は、スリット２７ａによって成形された後、フォトマス
ク１に照射されるようになっている。露光光２８および
露光光源は上記と同じなので説明を省略する。フォトマ
スク１はマスクステージ２７ｂに保持されている。フォ
トマスク１を透過した露光光は、縮小投影レンズ２７ｃ
を介して半導体基板５の主面のフォトレジスト膜に照射
されるようになっている。この縮小投影露光装置２７で
は、フォトマスク１と、半導体基板５とが相対的に逆方
向に移動しながら半導体基板５の半導体チップ５Ｃ内に
パターンを転写するようになっている。

【００５８】このような本実施の形態１によれば、以下
の効果を得ることが可能となる。

【００５９】(1).光リソグラフィにおいて、露光波長以
下の幅を持つ微細パターンであって、線幅が部分的に異
なり平面的に段差が存在するパターンを転写する場合
に、その段差部の近傍に生じるくびれ量を低減できるた
め、配線の断線不良発生率を低減することが可能とな
る。

【００６０】(2).上記(1) により、配線の微細化が可能
となり、半導体装置の高集積化、高機能化および小型化
を推進することが可能となる。

【００６１】(3).上記(1) により、半導体装置の歩留ま
りおよび信頼性を向上させることが可能となる。

【００６２】（実施の形態２）図１４は本発明の他の実
施の形態であるフォトマスクの要部平面図、図１５は図
１４のフォトマスクを用いて転写されたフォトレジスト
パターンの概念の平面図、図１６は本実施の形態２にお
けるフォトマスクの変形例の要部平面図、図１７（ａ）
は本実施の形態の構造を有するフォトマスクの光学シミ
ュレーション結果を説明するものであってそのフォトマ
スクの要部平面図、図１７（ｂ）は同図（ａ）のフォト
マスクを用いた場合の光学シミュレーション結果である
光強度分布を示す説明図、図１８は本発明の他の実施の
形態である半導体装置の要部平面図である。

【００６３】本実施の形態２においては、フォトマスク
の検査を容易にするための技術を説明する。図１４に示
すように、本実施の形態２のフォトマスク１において
は、パターンＰ1,Ｐ2 の各々の辺が成す両角部の片側に
補助パターンとして機能するパターンＰ5 を設けてい
る。図１４の破線も図１の破線と同じ意味である。この
場合のパターンＰ5 は、フォトマスク検査装置の分解能
よりも大きくする。例えばパターンＰ5 の長さＬＣ1 お
よび幅ＷＣ1 は、フォトマスク検査装置に用いる検査光
の波長λd 、レンズの開口数をＮＡd とすると、λd ／
（２ＮＡd)以上とする。例えばλd ＝0.３５７μｍ, Ｎ
Ａd ＝0.６では、長さＬＣ1 ＝ＷＣ1 ＝0.３μｍ程度で
ある。

【００６４】このように補助パターンとして機能するパ
ターンＰ5 の大きさをフォトマスク検査装置の分解能よ
りも大きくすると、フォトマスク検査を確実に行うこと
ができる。このため、その検査に際して、フォトマスク
１の欠陥により補助パターンが作成されなかった場合、
エラーとして検出できる。従って、本実施の形態２によ
れば、補助パターンとして機能するパターンＰ5 を有す
るフォトマスク１の信頼性を向上させることができる。

【００６５】このフォトマスク１を用いた場合のフォト
レジストパターンの概念図を図１５に示す。露光条件は
前記実施の形態１と同じである。また、図１５の破線は
図１４の光透過領域３を示している。フォトマスク１の
場合はそのパターンＰ5 の段差が大きいため、過剰補正
状態となりフォトレジストパターン４にくびれＮＴ3,Ｎ
Ｔ4 が生ずるが、元々のパターンＰ1 とパターンＰ2 と
の段差によるくびれＮＴ4 と、パターンＰ1 とパターン
Ｐ5 との段差によるくびれＮＴ3 とが図１５の横方向に
互いに離間する方向にずれているため、パターンＰ5 を
つけない場合よりはＬmin を改善することが可能であ
る。

【００６６】また、この場合のフォトレジストパターン
４は、仮にパターンＰ1 の幅方向の中央を通るように配
置された直線をパターンの中心線とした場合に、その中
心線の上下が、補助パターンに対応する箇所において非
対称となる。すなわち、本実施の形態２の場合の補助パ
ターンとしてのパターンＰ5 はフォトレジストパターン
４の一部として残るようになっている。

【００６７】このようなフォトマスクは、例えば図１６
に示す構造としても良い。なお、図１６の破線は図１の
破線と同じ意味である。この図１６では、本実施の形態
２の補助パターンとして機能するパターンＰ5 の幅ＷＣ
1 を、図１４に示した場合よりも延ばして、相対的に幅
の狭いパターンＰ1 と相対的に幅の広いパターンＰ2と
の元々の段差分と等しくした場合である。この場合、パ
ターン図形の頂点数を減らすことができるので、マスク
パターンの設計時のデータ量を減らすことができる利点
がある。すなわち、フォトマスク１のパターンデータ処
理を容易にすることが可能となる。

【００６８】この図１６のフォトマスク１における補助
パターンの効果を光学シミュレーションにより説明す
る。図１７（ａ）には光学シミュレーションによる効果
を説明するのにあたって用いたフォトマスク１の要部平
面図を示す。このフォトマスク１には、例えば配線およ
びドックボーンを転写するためのパターンに本実施の形
態２の補助パターン（パターンＰ5 ）が付加されてい
る。縮小された値で、例えばＬＣ1=0.２５μｍ、ＷＣ1=
0.１１μｍ（フォトマスク１上では0.５５μｍとなり検
査可能である）とした。この場合、図１７（ｂ）に示す
ように、光強度0.３５の等高線（外側）のくびれは上記
検討技術の補助パターンがない場合よりも減少し、Ｌmi
n は0.１７０umと改善している。また、光強度0.４９の
等高線（内側）もつながっている。したがって、本実施
の形態２のフォトマスク１を用いることにより、配線の
断線が起こり難くなることがわかる。なお、本実施の形
態２でも図６に示したように光透過領域と遮光領域とを
反転させたフォトマスク構造としても良い。

【００６９】このようなフォトマスク１を用いて形成し
たＭＩＳ・ＦＥＴのレイアウトを図１８に示す。本発明
の適用箇所は図１１で説明したのと同じである。ここで
は、配線１９の幅の中心を通る仮想直線の上下のパター
ン形状が非対称となっている。それ以外の寸法や構造は
図１１で説明したのと同じなので説明を省略する。な
お、このような半導体装置の具体的な製造方法は、前記
実施の形態１と同じなので説明を省略する。

【００７０】このように、本実施の形態２によれば、前
記実施の形態１で得られた効果の他に、以下の効果を得
ることが可能となる。

【００７１】(1).フォトマスク１に付加した補助パター
ンの検査の容易性を向上させることが可能になるため、
信頼性の高いフォトマスク１を製造できる。したがっ
て、そのフォトマスク１を用いて半導体装置を製造する
ことにより、微細なパターンを有し、集積度の高い半導
体装置の歩留まりおよび信頼性を向上させることが可能
となる。

【００７２】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００７３】例えば前記実施の形態１, ２においては、
情報蓄積用のキャパシタをクラウン型とした場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく種々変更
可能であり、例えばフィン型でも良い。

【００７４】また、ＭＩＳ・ＦＥＴの構造としてサリサ
イド構造を採用しても良い。すなわち、ＭＩＳ・ＦＥＴ
のソース・ドレイン用の半導体領域の上面とゲート電極
の上面に、例えばタングステンシリサイド等のような導
体膜を被着する構造としても良い。

【００７５】また、半導体ウエハは、シリコン単結晶の
単体膜に限定されるものではなく種々変更可能であり、
例えばシリコン単結晶の半導体基板の表面に薄い（例え
ば１μｍ以下の）エピタキシャル層を形成したエピタキ
シャルウエハ、絶縁層上に素子形成用の半導体層を設け
たＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウエハまたはガリウ
ム・ヒ素等のようは化合物半導体ウエハを用いても良
い。

【００７６】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるＤＲＡ
Ｍの製造技術に適用した場合について説明したが、それ
に限定されるものではなく、例えばＳＲＡＭ（Static R
andom Access Memory ）またはフラッシュメモリ（ＥＥ
ＰＲＯＭ：Electrically Erasable Programmable ROM）
等のような半導体メモリ回路や半導体メモリ回路とロジ
ック回路とを同一半導体基板に設けるメモリ−ロジック
混在回路等に適用できる。また、半導体基板上にバイポ
ーラトランジスタを設ける半導体装置にも適用できる。

【００７７】

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。

【００７８】(1).本発明によれば、相対的に幅の異なる
パターンの接続部近傍におけるくびれ量を低減できるの
で、パターンの断線不良発生率を低減することが可能と
なる。

【００７９】(2).上記(1) により、パターンの微細化が
可能となり、半導体装置の高集積化、高機能化および小
型化を推進することが可能となる。

【００８０】(3).上記(1) により、半導体装置の歩留ま
りおよび信頼性を向上させることが可能となる。

【００８１】(4).本発明によれば、フォトマスクに付加
した補助パターンの検査の容易性を向上させることが可
能になるため、信頼性の高いフォトマスクを製造でき
る。

【００８２】(5).上記(4) により、そのフォトマスクを
用いて半導体装置を製造することにより、微細なパター
ンを有し、集積度の高い半導体装置の歩留まりおよび信
頼性を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるフォトマスクの要
部平面図である。

【図２】図１のフォトマスクを用いて転写されたフォト
レジストパターンの概念の平面図である。

【図３】（ａ）は光学シミュレーション結果を説明する
ための実施の形態１のフォトマスクの要部平面図であ
り、（ｂ）は同図（ａ）のフォトマスクを用いた場合の
光学シミュレーション結果である光強度分布を示す説明
図である。

【図４】実施の形態１におけるフォトマスクの変形例の
要部平面図である。

【図５】実施の形態１におけるフォトマスクの変形例の
要部平面図である。

【図６】実施の形態１におけるフォトマスクの変形例の
要部平面図である。

【図７】本実施の形態の半導体装置の製造工程中におけ
る要部断面図である。

【図８】図７に続く半導体装置の製造工程中における要
部断面図である。

【図９】図８に続く半導体装置の製造工程中における要
部断面図である。

【図１０】図９に続く半導体装置の製造工程中における
要部断面図である。

【図１１】実施の形態１における半導体装置の要部平面
図である。

【図１２】実施の形態１で用いた露光装置の一例を示す
説明図である。

【図１３】実施の形態１で用いた露光装置の一例を示す
説明図である。

【図１４】本発明の他の実施の形態であるフォトマスク
の要部平面図である。

【図１５】図１４のフォトマスクを用いて転写されたフ
ォトレジストパターンの概念の平面図である。

【図１６】本実施の形態２におけるフォトマスクの変形
例の要部平面図である。

【図１７】（ａ）は本実施の形態の構造を有するフォト
マスクの光学シミュレーション結果を説明するものであ
ってそのフォトマスクの要部平面図であり、（ｂ）は同
図（ａ）のフォトマスクを用いた場合の光学シミュレー
ション結果である光強度分布を示す説明図である。

【図１８】本発明の他の実施の形態である半導体装置の
要部平面図である。

【図１９】（ａ）は本発明者が検討した技術のフォトマ
スクパターンの部分平面図であり、（ｂ）はそのフォト
マスクパターンを転写したフォトレジストパターンの概
念の平面図である。

【図２０】（ａ）は本発明者が検討した技術のフォトマ
スクパターンの部分平面図であり、（ｂ）はそのフォト
マスクパターンを用いた場合の光学シミュレーション結
果を示す光強度分布の説明図である。

【図２１】（ａ）は本発明者が検討した他の技術のフォ
トマスクパターンの部分平面図であり、（ｂ）はそのフ
ォトマスクパターンを転写したフォトレジストパターン
の概念の平面図である。

【図２２】（ａ）は本発明者が検討した図２１の技術の
フォトマスクパターンの部分平面図であり、（ｂ）はそ
のフォトマスクパターンを用いた場合の光学シミュレー
ション結果を示す光強度分布の説明図である。

【図２３】（ａ）〜（ｃ）は本発明者が検討した他の技
術のフォトマスクパターンの部分平面図である。

【符号の説明】

１フォトマスク１Ａマスク基板２遮光膜３光透過領域４フォトレジストパターン５半導体基板５Ｃ半導体チップ６ｎ型の埋込ウエル７ＮＷ1 ，７ＮＷ2 ｎウエル７ＰＷ1 ，７ＰＷ2 ｐウエル８溝型の分離部８ａ分離溝８ｂ分離用絶縁膜９ｉゲート絶縁膜１０導体膜１０ｇゲート電極１１キャップ絶縁膜１２ｎｎ型の半導体領域１２ｐｐ型の半導体領域１３ｎｎ型の半導体領域１３ｐｐ型の半導体領域１４ｎｎ型の半導体領域１５〜１７絶縁膜１８プラグ１９配線１９Ａ配線１９ＢＬビット線２０, ２０ａ, ２０ｂ接続孔２１キャパシタ２１ａ下部電極２１ｂ容量絶縁膜２１ｃプレート電極２２絶縁膜２３キャパシタ用開口領域２４絶縁膜２５接続孔２６縮小投影露光装置２６ａ吸着台２６ｂＸ軸移動台２６ｃＹ軸移動台２６ｄＺ軸移動台２６ｅ露光光源２６ｆ集光ミラー２６ｇ1 平面反射ミラー２６ｇ2 平面反射ミラー２６ｈシャッタ２６ｉフライアイレンズ２６ｊアパーチャ２６ｋバンドパスフィルタ２６ｍマスクブラインド２６ｎコンデンサレンズ２６ｐマスクホルダ２６ｑ縮小投影レンズ２７縮小投影露光装置２７ａスリット２７ｂマスクステージ２７ｃ縮小投影レンズ２８露光光Ｐ1 〜Ｐ4 パターンＷＬワード線Ｑｎｎチャネル型のＭＩＳ・ＦＥＴＱｐｐチャネル型のＭＩＳ・ＦＥＴＱｓメモリセル選択ＭＩＳ・ＦＥＴ

フロントページの続き (72)発明者田中稔彦東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者阪田健東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者木村勝高東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内Ｆターム(参考） 2H095 BB02 BB36

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光光源から放射された露光光をフォト
マスクを介して半導体基板上のフォトレジスト膜に照射
することで所定のフォトレジストパターンを転写する半
導体装置の製造方法であって、前記フォトマスクは、（ａ）前記所定のフォトレジスト
パターンを転写するための実パターンであって、相対的
に幅の狭い第１パターン部と、（ｂ）前記実パターンで
あって前記第１パターン部に一体的に形成され相対的に
幅の広い第２パターン部と、（ｃ）前記第１パターン部
に対応するフォトレジストパターンの幅方向両側に生じ
るくびれの位置が互いに離間する方向にずれるように、
前記第１パターン部と第２パターン部とで形成される角
部に配置された補助パターンとを有することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
【請求項２】露光光源から放射された露光光をフォト
マスクを介して半導体基板上のフォトレジスト膜に照射
することで所定のフォトレジストパターンを転写する半
導体装置の製造方法であって、前記フォトマスクは、（ａ）前記所定のフォトレジスト
パターンを転写するための実パターンであって、相対的
に幅の狭い第１パターン部と、（ｂ）前記実パターンで
あって、前記第１パターン部に一体的に形成され相対的
に幅の広い第２パターン部と、（ｃ）前記第１パターン
部と第２パターン部とで形成される角部で、かつ、前記
第１パターン部を挟むそれぞれの位置に配置された第３
パターン部および第４パターン部とを有し、前記第３パターン部と第４パターン部との寸法におい
て、前記第１パターン部の延在方向に沿う寸法を変えた
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】請求項２記載の半導体装置の製造方法に
おいて、前記第１パターン部に対応するフォトレジストパターン
の幅方向寸法が、露光光の波長をλ、開口数をＮＡ、パ
ターン縮小率をＫとすると、λ／（２ＮＡ）以下であ
り、前記第３パターン部と第４パターン部とにおいて、前記
第１パターン部の延在方向の寸法差がλ／（２ＮＡ・
Ｋ）以上であることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
【請求項４】請求項２または３記載の半導体装置の製
造方法において、前記第３パターン部および第４パター
ン部の平面形状が矩形状、三角形状または階段状である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】露光光源から放射された露光光をフォト
マスクを介して半導体基板上のフォトレジスト膜に照射
することで所定のフォトレジストパターンを転写する半
導体装置の製造方法であって、前記フォトマスクは、（ａ）前記所定のフォトレジスト
パターンを転写するための実パターンであって、相対的
に幅の狭い第１パターン部と、（ｂ）前記実パターンで
あって前記第１パターン部に一体的に形成され相対的に
幅の広い第２パターン部と、（ｃ）前記フォトレジスト
パターンの幅方向の形状が非対称となるように、前記第
１パターン部と第２パターン部とで形成される片側の角
部に配置された補助パターンとを有することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
【請求項６】露光光源から放射された露光光をフォト
マスクを介して半導体基板上のフォトレジスト膜に照射
することで所定のフォトレジストパターンを転写する半
導体装置の製造方法であって、前記フォトマスクは、（ａ）前記所定のフォトレジスト
パターンを転写するための実パターンであって、相対的
に幅の狭い第１パターン部と、（ｂ）前記実パターンで
あって前記第１パターン部に一体的に形成され相対的に
幅の広い第２パターン部と、（ｃ）前記第１パターン部
と第２パターン部とで形成される片側の角部に配置され
た第５パターン部とを有し、前記フォトレジストパターンには、前記第５パターン部
が反映され、そのフォトレジストパターンの幅方向の形
状が非対称となることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
【請求項７】請求項６記載の半導体装置の製造方法に
おいて、前記第５パターン部の寸法は、波長をλｄ、検
査光学系の開口数がＮＡｄとすると、λｄ／（２ＮＡ
ｄ）よりも大きいことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
【請求項８】請求項５、６または７記載の半導体装置
の製造方法において、前記第１パターン部に対応するフ
ォトレジストパターンの幅方向寸法が、露光波長をλ、
露光光学系の開口数をＮＡとすると、λ／（２ＮＡ）以
下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】請求項１、２、３、４、５、６、７また
は８記載の半導体装置の製造方法において、前記所定の
フォトレジストパターンが配線パターンまたはゲート電
極パターンであることを特徴とする半導体装置の製造方
法。