JP2003516638A - 全体的パターン密度効果を削減するための高度なゲート・レベル形成方法 - Google Patents
全体的パターン密度効果を削減するための高度なゲート・レベル形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ゲート層をダミー・パターンで形成することにより目標パターン密度を得る方法を提供する。
【解決手段】 半導体基板300上に、ゲート層上のゲート領域を規定するゲート・レイアウト304と活性拡散領域を規定する拡散レイアウト302を設け、ゲート・レイアウトのパターン密度を決定する。ゲート領域と拡散領域とに占められない領域を決定する。各々が複数のダミー・パターンを有する複数の予め規定されたパターンのパターン密度範囲を規定する。複数のパターンから、前記目標パターン密度を得るためのパターンを選択する。ゲート領域と拡散領域とに占められない領域に選択したパターンのダミー・パターンを配してゲート層を形成し、ゲート・レイアウトのパターン密度と結合してゲート層内に目標パターン密度を得る。
Description
【0001】
この発明は、半導体集積回路に関し、特に半導体基板上にゲート層を形成する
方法に関する。
方法に関する。
【0002】
半導体集積回路の製造において、ダミーパターンを拡散マスクや金属マスクに
用いて、化学機械研磨(CMP)によるディシング効果やデバイス間のパターン
密度の違いを低減する方法が用いられている。例えば、従来の浅いトレンチによ
る分離処理では、N+及びP+拡散領域が酸化物を埋め込んだトレンチにより分
離される。浅いトレンチを形成するには、まずシリコン・トレンチ・パターンを
エッチングしてシリコン・トレンチとし、続いて厚い酸化物層を埋め込む。CM
P、レジスト・エッチバック、酸化物エッチバック等により酸化物層を平坦化す
る。ここで、研磨レート、エッチレートがパターン密度の関数となり、それは拡
散パターンの占める領域の割合で決まる。
用いて、化学機械研磨(CMP)によるディシング効果やデバイス間のパターン
密度の違いを低減する方法が用いられている。例えば、従来の浅いトレンチによ
る分離処理では、N+及びP+拡散領域が酸化物を埋め込んだトレンチにより分
離される。浅いトレンチを形成するには、まずシリコン・トレンチ・パターンを
エッチングしてシリコン・トレンチとし、続いて厚い酸化物層を埋め込む。CM
P、レジスト・エッチバック、酸化物エッチバック等により酸化物層を平坦化す
る。ここで、研磨レート、エッチレートがパターン密度の関数となり、それは拡
散パターンの占める領域の割合で決まる。
【0003】
ウエハ又は半導体基板上の酸化物を均等に除去するには、理想的にはパターン
密度は全領域上で均一であることが必要である。このような均一なパターン密度
を達成するのに、ダミー拡散パターンにより半導体基板上の”余白”であるフィ
ールドを埋め込むことがよく行われる。ダミー拡散パターンを余白に埋め込むと
、半導体基板上の回路領域(例えば、濃厚な拡散パターン)とフィールド領域が
比較的同様なパターン密度となる。ここで、ダミー・パターン(パターン拡散領
域)は活性な半導体デバイスを形成するものではなく、均一な拡散パターン密度
を得るのに用いるものである。
密度は全領域上で均一であることが必要である。このような均一なパターン密度
を達成するのに、ダミー拡散パターンにより半導体基板上の”余白”であるフィ
ールドを埋め込むことがよく行われる。ダミー拡散パターンを余白に埋め込むと
、半導体基板上の回路領域(例えば、濃厚な拡散パターン)とフィールド領域が
比較的同様なパターン密度となる。ここで、ダミー・パターン(パターン拡散領
域)は活性な半導体デバイスを形成するものではなく、均一な拡散パターン密度
を得るのに用いるものである。
【0004】
ダミー・パターンは例えば米国特許5,923,947(Method for Achievi
ng Low Capacitance Diffusion Pattern Filling)や米国特許5,854,12
5(Dummy Fill Patterns to Improve Interconnect Planarity)に開示されてお
り、その開示内容をここに引用するものである。
ng Low Capacitance Diffusion Pattern Filling)や米国特許5,854,12
5(Dummy Fill Patterns to Improve Interconnect Planarity)に開示されてお
り、その開示内容をここに引用するものである。
【0005】
従来、ダミー・パターンは半導体基板上の空いているスペースに適用され、元
の回路設計密度に係わらず約50%の全体的なパターン密度を達成する。これは
拡散及び金属マスクには適するが、最終的に得られる信号出力とポリシリコン:
酸化物エッチ・レートの選択比の点において、ゲート・マスクにはあまり適さな
い。
の回路設計密度に係わらず約50%の全体的なパターン密度を達成する。これは
拡散及び金属マスクには適するが、最終的に得られる信号出力とポリシリコン:
酸化物エッチ・レートの選択比の点において、ゲート・マスクにはあまり適さな
い。
【0006】
図1Aはエッチング時間の関数としての520nmのポリシリコン・エッチン
グ・プラズマからの発光強度を示している。図では、ポリシリコン・パターン密
度に応じた平坦化ウエハの末端から検出される信号出力の変化を示している。特
に、まばらにパターン化されたポリシリコン層102と密にパターン化されたポ
リシリコン層104とでは末端から得られる信号出力が異なる。
グ・プラズマからの発光強度を示している。図では、ポリシリコン・パターン密
度に応じた平坦化ウエハの末端から検出される信号出力の変化を示している。特
に、まばらにパターン化されたポリシリコン層102と密にパターン化されたポ
リシリコン層104とでは末端から得られる信号出力が異なる。
【0007】
これに対して、図1Bは、レジストに覆われたポリシリコン表面の割合である
デジタル化の割合の変化としてのポリシリコン:酸化物選択比110の変化を示
している。レジストが多くなるほどパターンの選択比は下がる。図から分かるよ
うに、デジタル化の割合が0から50%へ増えるとポリシリコン:酸化物選択比
が低下する。
デジタル化の割合の変化としてのポリシリコン:酸化物選択比110の変化を示
している。レジストが多くなるほどパターンの選択比は下がる。図から分かるよ
うに、デジタル化の割合が0から50%へ増えるとポリシリコン:酸化物選択比
が低下する。
【0008】
従来のゲート・マスクにおけるこのようなパターンの問題にも係わらず、ポリ
ライン幅やクリティカル・ディメンジョン(CD)、電気的CD、有効チャネル
幅Leff等の変化が小さくなるため、ダミー・パターンはゲート・マスクによ
く用いられる。これらの変化は通常デバイス間の全nチャネル・トランジスタの
電気的CD112と有効チャネル幅114とのゲート・パターン密度変化を示体
的なパターン密度変化に起因するもので、例えば、図1Cは、している。この図
において、パターン密度の範囲は従来の半導体製造プロセスにおける典型的な設
計パラメータを含む範囲である。図に示すように、nチャネル・トランジスタの
電気的CD及び有効チャネル幅Leffは実質的にゲート層での全体的なパター
ン密度に依存する。全体的なパターン密度に対する変化は電気的CD、有効チャ
ネル幅Leffは各々25%、10%である。そのような変化は、半導体製造プ
ロセス、特にサブミクロンのプロセスにおいては望ましくないことは当業者にと
っては明らかである。
ライン幅やクリティカル・ディメンジョン(CD)、電気的CD、有効チャネル
幅Leff等の変化が小さくなるため、ダミー・パターンはゲート・マスクによ
く用いられる。これらの変化は通常デバイス間の全nチャネル・トランジスタの
電気的CD112と有効チャネル幅114とのゲート・パターン密度変化を示体
的なパターン密度変化に起因するもので、例えば、図1Cは、している。この図
において、パターン密度の範囲は従来の半導体製造プロセスにおける典型的な設
計パラメータを含む範囲である。図に示すように、nチャネル・トランジスタの
電気的CD及び有効チャネル幅Leffは実質的にゲート層での全体的なパター
ン密度に依存する。全体的なパターン密度に対する変化は電気的CD、有効チャ
ネル幅Leffは各々25%、10%である。そのような変化は、半導体製造プ
ロセス、特にサブミクロンのプロセスにおいては望ましくないことは当業者にと
っては明らかである。
【0009】
CDとポリシリコン・ラインの選択比を精密に制御することは、それらがトラ
ンジスタの電気的特性に影響を及ぼすことからして、半導体製造プロセスにおい
て非常に重要なことである。特に、特定用途向けIC(ASIC)においては、
ASICがトランジスタ密度及びレイアウトが大きく変わるので、これらのパラ
メータを精密に制御することが必要となる。
ンジスタの電気的特性に影響を及ぼすことからして、半導体製造プロセスにおい
て非常に重要なことである。特に、特定用途向けIC(ASIC)においては、
ASICがトランジスタ密度及びレイアウトが大きく変わるので、これらのパラ
メータを精密に制御することが必要となる。
【0010】
従って、所定のパターン密度を得て、CD変化を削減し、末端信号出力及びポ
リシリコン:酸化物選択比の低下を押さえるゲート層の製造プロセスが要求され
る。
リシリコン:酸化物選択比の低下を押さえるゲート層の製造プロセスが要求され
る。
【0011】
この発明は、上記事情を考慮してなされたもので、ダミーパターンを用いて高
度にポリシリコン・ゲート層を形成して所定の目標パターン密度を得る方法を提
供することを目的としている。
度にポリシリコン・ゲート層を形成して所定の目標パターン密度を得る方法を提
供することを目的としている。
【0012】
この発明に係るゲート層をダミー・パターンで形成することにより目標パター
ン密度を得る方法は、半導体基板上に、前記ゲート層上のゲート領域を規定する
ゲート・レイアウトと活性拡散領域を規定する拡散レイアウトを設け、前記半導
体基板上の前記ゲート・レイアウトのパターン密度を決定し、前記ゲート領域と
前記拡散領域とに占められない領域を決定し、各々が複数のダミー・パターンを
有する複数の予め規定されたパターンのパターン密度範囲を規定し、前記複数の
パターンから、前記目標パターン密度を得るためのパターンを選択し、前記ゲー
ト領域と前記拡散領域とに占められない領域に前記選択したパターンのダミー・
パターンを配して前記ゲート層を形成し、前記ゲート・レイアウトのパターン密
度と結合して前記ゲート層内に前記目標パターン密度を得ることを特徴とする。
ン密度を得る方法は、半導体基板上に、前記ゲート層上のゲート領域を規定する
ゲート・レイアウトと活性拡散領域を規定する拡散レイアウトを設け、前記半導
体基板上の前記ゲート・レイアウトのパターン密度を決定し、前記ゲート領域と
前記拡散領域とに占められない領域を決定し、各々が複数のダミー・パターンを
有する複数の予め規定されたパターンのパターン密度範囲を規定し、前記複数の
パターンから、前記目標パターン密度を得るためのパターンを選択し、前記ゲー
ト領域と前記拡散領域とに占められない領域に前記選択したパターンのダミー・
パターンを配して前記ゲート層を形成し、前記ゲート・レイアウトのパターン密
度と結合して前記ゲート層内に前記目標パターン密度を得ることを特徴とする。
【0013】
さらに、この発明に係るゲート層内のダミー・パターンを検出して目標パター
ン密度を得る方法は、半導体基板上に、ゲート領域を規定するゲート・レイアウ
トと拡散領域を規定する拡散レイアウトを設け、前記半導体基板上の前記ゲート
・レイアウトのパターン密度を決定し、前記ゲート領域と前記拡散領域との結合
領域を形成し、前記結合領域の逆数をとって、前記ゲート領域と前記拡散領域と
に占められない領域を検出して、各々が複数のダミー・パターンを有する複数の
予め規定されたパターンのパターン密度範囲を規定し、前記複数のパターンから
反復的に、ある予め規定されたパターンを選択して前記目標パターン密度を得、
前記検出された前記ゲート領域と前記拡散領域とにより占められない領域内に前
記選択された予め規定されたパターンの前記ダミー・パターンを配し、前記配さ
れたダミー・パターンは前記ゲート領域と結合して前記ゲート層内に前記目標パ
ターン密度を得ることを特徴とする。
ン密度を得る方法は、半導体基板上に、ゲート領域を規定するゲート・レイアウ
トと拡散領域を規定する拡散レイアウトを設け、前記半導体基板上の前記ゲート
・レイアウトのパターン密度を決定し、前記ゲート領域と前記拡散領域との結合
領域を形成し、前記結合領域の逆数をとって、前記ゲート領域と前記拡散領域と
に占められない領域を検出して、各々が複数のダミー・パターンを有する複数の
予め規定されたパターンのパターン密度範囲を規定し、前記複数のパターンから
反復的に、ある予め規定されたパターンを選択して前記目標パターン密度を得、
前記検出された前記ゲート領域と前記拡散領域とにより占められない領域内に前
記選択された予め規定されたパターンの前記ダミー・パターンを配し、前記配さ
れたダミー・パターンは前記ゲート領域と結合して前記ゲート層内に前記目標パ
ターン密度を得ることを特徴とする。
【0014】
さらに、この発明に係る半導体基板上にダミー・パターンを規定する拡散パタ
ーンからゲート層を形成することにより目標パターン密度を得る方法は、 前記
半導体基板上に、ゲート領域を規定するゲート・レイアウトを用意し、前記ダミ
ー・パターン領域と前記ゲート領域を結合して結合領域を形成し、前記結合領域
のパターン密度を決定し、前記決定されたパターン密度に応じて前記拡散パター
ンのサイズを変更して前記目標パターン密度を得、前記サイズを変更した拡散パ
ターンを形成して、前記ゲート領域と結合して前記ゲート層内に前記目標パター
ン密度を得て、全体的なパターン密度効果を実質的に下げることを特徴とする目
標パターン密度を得ることを特徴とする。
ーンからゲート層を形成することにより目標パターン密度を得る方法は、 前記
半導体基板上に、ゲート領域を規定するゲート・レイアウトを用意し、前記ダミ
ー・パターン領域と前記ゲート領域を結合して結合領域を形成し、前記結合領域
のパターン密度を決定し、前記決定されたパターン密度に応じて前記拡散パター
ンのサイズを変更して前記目標パターン密度を得、前記サイズを変更した拡散パ
ターンを形成して、前記ゲート領域と結合して前記ゲート層内に前記目標パター
ン密度を得て、全体的なパターン密度効果を実質的に下げることを特徴とする目
標パターン密度を得ることを特徴とする。
【0015】
この発明によれば、ゲート層を形成して全体的におなじパターン密度を得るこ
とができる。目標パターン密度を設定することによりクリティカル・ディメンジ
ョンにおける変動を削減することができる。さらには、目標パターン密度にゲー
ト層を形成することにより、増加するゲート酸化物への悪影響に対し、末端信号
出力、ポリシリコン:酸化物エッチング選択比、マイクロ・トレンチングの品質
低下を押さえることができる。
とができる。目標パターン密度を設定することによりクリティカル・ディメンジ
ョンにおける変動を削減することができる。さらには、目標パターン密度にゲー
ト層を形成することにより、増加するゲート酸化物への悪影響に対し、末端信号
出力、ポリシリコン:酸化物エッチング選択比、マイクロ・トレンチングの品質
低下を押さえることができる。
【0016】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態のダミーパターンを用いてポリシ
リコン・ゲート層を形成して所定の目標パターン密度を得る方法を説明する。
リコン・ゲート層を形成して所定の目標パターン密度を得る方法を説明する。
【0017】
以下に説明するのはこの発明の好ましい実施形態であるが、この発明がそれら
実施形態に限定されるものではないことはわかるであろう。この発明において、
代替、変形、または均等物はこの発明の精神または特許請求の範囲にもとること
なく遂行できるものである。更に、以下にこの発明を理解するために発明の実施
形態を詳細に説明するが、当業者にとってはこれらの詳細な説明が無くともこの
発明を遂行できるものであることは明らかである。さらには、この発明の様々な
観点を明瞭にするために、従来より知られている回路、システム、方法等はその
詳細な説明を省略する。
実施形態に限定されるものではないことはわかるであろう。この発明において、
代替、変形、または均等物はこの発明の精神または特許請求の範囲にもとること
なく遂行できるものである。更に、以下にこの発明を理解するために発明の実施
形態を詳細に説明するが、当業者にとってはこれらの詳細な説明が無くともこの
発明を遂行できるものであることは明らかである。さらには、この発明の様々な
観点を明瞭にするために、従来より知られている回路、システム、方法等はその
詳細な説明を省略する。
【0018】
この発明は、ダミーパターンを用いて層を形成して所定のパターン密度を得る
方法を提供する。層を形成するのに用いられる材料にはポリシリコン、アモルフ
ァス・シリコン、シリサイド、金属等が含まれる。以下に示す実施形態ではポリ
シリコン・ゲート層を対象とするが、本発明は他の層、例えば、拡散層、金属層
にも適用されることは明らかである。
方法を提供する。層を形成するのに用いられる材料にはポリシリコン、アモルフ
ァス・シリコン、シリサイド、金属等が含まれる。以下に示す実施形態ではポリ
シリコン・ゲート層を対象とするが、本発明は他の層、例えば、拡散層、金属層
にも適用されることは明らかである。
【0019】
図2に示すのは、この発明の実施形態の一つとして、ダミーパターンを用いて
ポリシリコン・ゲート層を形成して目標パターン密度を得る方法を示すフローチ
ャートである。半導体ウエハ又は基板上に形成されるポリシリコン・ゲート層の
目標パターン密度は所望の密度に設定できる。本発明を通じて、目標パターン密
度は所定の密度もしくは所定の密度範囲に含まれる。まず、ステップ202で、
各マスクを形成するのに用いられるポリシリコン・ゲート・レイアウトと拡散レ
イアウトが用意される。ポリシリコン・ゲート・レイアウトによりポリシリコン
・ゲート領域が規定される。そして、拡散レイアウトにより活性拡散領域が規定
される。次に、ステップ204で、例えば、ポリシリコン・レイアウト全体領域
面積でポリシリコン・ゲート領域面積を割って、ポリシリコン・ゲート・レイア
ウトのパターン密度を決定する。
ポリシリコン・ゲート層を形成して目標パターン密度を得る方法を示すフローチ
ャートである。半導体ウエハ又は基板上に形成されるポリシリコン・ゲート層の
目標パターン密度は所望の密度に設定できる。本発明を通じて、目標パターン密
度は所定の密度もしくは所定の密度範囲に含まれる。まず、ステップ202で、
各マスクを形成するのに用いられるポリシリコン・ゲート・レイアウトと拡散レ
イアウトが用意される。ポリシリコン・ゲート・レイアウトによりポリシリコン
・ゲート領域が規定される。そして、拡散レイアウトにより活性拡散領域が規定
される。次に、ステップ204で、例えば、ポリシリコン・レイアウト全体領域
面積でポリシリコン・ゲート領域面積を割って、ポリシリコン・ゲート・レイア
ウトのパターン密度を決定する。
【0020】
ポリシリコン・ゲート・レイアウトのパターン密度が決定すると、ステップ2
06で、ポリシリコン・ゲート領域及び拡散領域が占めない又はカバーしない領
域を決定する。例えば、まず、ポリシリコン・ゲート領域及び拡散領域を結合し
、その逆数を取ることにより両領域が占めない領域を決定する。さらには、所定
量両領域が占めない領域を縮小してバッファゾーンを設けてもよい。このバッフ
ァゾーンにより、両領域が占めない領域に後のプロセズで形成されるパターンが
これらポリシリコン・ゲート領域及び拡散領域と接触しないようにすることがで
きる。
06で、ポリシリコン・ゲート領域及び拡散領域が占めない又はカバーしない領
域を決定する。例えば、まず、ポリシリコン・ゲート領域及び拡散領域を結合し
、その逆数を取ることにより両領域が占めない領域を決定する。さらには、所定
量両領域が占めない領域を縮小してバッファゾーンを設けてもよい。このバッフ
ァゾーンにより、両領域が占めない領域に後のプロセズで形成されるパターンが
これらポリシリコン・ゲート領域及び拡散領域と接触しないようにすることがで
きる。
【0021】
両領域が占めない領域が規定されると、ステップ208で、予め規定された複
数パターンのセットに対してパターン密度範囲が与えられる。予め規定された複
数のパターンの各々は複数のダミー・パターンを有し、そして、例えば5%から
50%の範囲のパターン密度に適合するものである。これらの予め規定された複
数のパターン・セットはコンピュータのメモリ・テーブルに記憶させてもよい。
数パターンのセットに対してパターン密度範囲が与えられる。予め規定された複
数のパターンの各々は複数のダミー・パターンを有し、そして、例えば5%から
50%の範囲のパターン密度に適合するものである。これらの予め規定された複
数のパターン・セットはコンピュータのメモリ・テーブルに記憶させてもよい。
【0022】
ステップ210で、事前に規定されたパターンを一度に一つずつ呼び出し、こ
れを目標パターン密度が得られるまで繰り返す。このステップで、予め規定され
たパターンがバッファゾーン外領域に設定され、このパターンとポリシリコン・
レイアウトの結合による全パターン密度が決定される。これにより、ポリシリコ
ン・ゲート層のための目標パターン密度を得る可能性が最も高い予め規定された
複数のパターンの一つが選択される。この選択されたパターンとポリシリコン・
ゲート領域が結合することにより目標パターン密度が得られる。ステップ212
で、ポリシリコン・ゲート領域及び拡散領域には占められない領域に選択された
パターンの基にダミーパターンが形成されてポリシリコン・ゲート層が形成され
る。ポリシリコン・ゲート層における所定の目標パターン密度により、クリティ
カル・ディメンジョン(例えば、幅、ポリシリコン・ライン又はゲートのプロフ
ァイル)とポリシリコン:酸化物エッチング選択比を精密に制御することができ
る。
れを目標パターン密度が得られるまで繰り返す。このステップで、予め規定され
たパターンがバッファゾーン外領域に設定され、このパターンとポリシリコン・
レイアウトの結合による全パターン密度が決定される。これにより、ポリシリコ
ン・ゲート層のための目標パターン密度を得る可能性が最も高い予め規定された
複数のパターンの一つが選択される。この選択されたパターンとポリシリコン・
ゲート領域が結合することにより目標パターン密度が得られる。ステップ212
で、ポリシリコン・ゲート領域及び拡散領域には占められない領域に選択された
パターンの基にダミーパターンが形成されてポリシリコン・ゲート層が形成され
る。ポリシリコン・ゲート層における所定の目標パターン密度により、クリティ
カル・ディメンジョン(例えば、幅、ポリシリコン・ライン又はゲートのプロフ
ァイル)とポリシリコン:酸化物エッチング選択比を精密に制御することができ
る。
【0023】
図3A乃至3Eに、本発明の実施形態の一つによる、ダミー・パターンでポリ
シリコン・ゲート層を形成して所望の目的パターン密度を得る方法を説明するた
めの半導体ウエハ(例えば基板)の一部分300の上面図を示す。半導体ウエハ
部分300上には、各々多数のトランジスタを有する所定数の集積回路チップ(
IC)が搭載されるものである。
シリコン・ゲート層を形成して所望の目的パターン密度を得る方法を説明するた
めの半導体ウエハ(例えば基板)の一部分300の上面図を示す。半導体ウエハ
部分300上には、各々多数のトランジスタを有する所定数の集積回路チップ(
IC)が搭載されるものである。
【0024】
ウエハ部分300により本実施形態に用いられるレイアウトの領域全体が規定さ
れる。ここで領域とは層内の空間又は部位を示す。
れる。ここで領域とは層内の空間又は部位を示す。
【0025】
図3Aに、本発明の実施形態の一つによるウエハ部分300上の拡散レイアウ
ト302とポリシリコン・ゲート・レイアウト304の上面図を示す。拡散レイ
アウト302は拡散レイアウト領域302A、302Bを含み、拡散層を規定す
る。一方、ポリシリコン・ゲート・レイアウト304はポリシリコン・ゲート領
域304A、304Bを含み、ポリシリコン・ゲート層を規定する。ポリシリコ
ン・ゲート・レイアウト304のパターン密度は、例えば、ウエハ部分300の
総面積でポリシリコン・ゲート領域304A、304Bの面積を割ることにより
得られる。実施形態の一つによれば、ポリシリコン・ゲート・レイアウトのパタ
ーン密度が20%より上であればポリシリコンの埋め込みは行わなくてもよい。
ポリシリコン・ゲート・レイアウト304の元のパターン密度が20%を下回る
場合のみ新たなポリシリコン・ゲート・レイアウトが必要となる。
ト302とポリシリコン・ゲート・レイアウト304の上面図を示す。拡散レイ
アウト302は拡散レイアウト領域302A、302Bを含み、拡散層を規定す
る。一方、ポリシリコン・ゲート・レイアウト304はポリシリコン・ゲート領
域304A、304Bを含み、ポリシリコン・ゲート層を規定する。ポリシリコ
ン・ゲート・レイアウト304のパターン密度は、例えば、ウエハ部分300の
総面積でポリシリコン・ゲート領域304A、304Bの面積を割ることにより
得られる。実施形態の一つによれば、ポリシリコン・ゲート・レイアウトのパタ
ーン密度が20%より上であればポリシリコンの埋め込みは行わなくてもよい。
ポリシリコン・ゲート・レイアウト304の元のパターン密度が20%を下回る
場合のみ新たなポリシリコン・ゲート・レイアウトが必要となる。
【0026】
拡散レイアウト302とポリシリコン・ゲート・レイアウト304を基に拡散
レイアウト領域302A、302Bとポリシリコン・ゲート領域304A、30
4Bが占める総領域面積が計算される。例えば、拡散レイアウト302とポリシ
リコン・ゲート・レイアウト304との論理和を取ることにより拡散レイアウト
領域302A、302Bとポリシリコン・ゲート領域304A、304Bが占め
る総領域面積が計算される。
レイアウト領域302A、302Bとポリシリコン・ゲート領域304A、30
4Bが占める総領域面積が計算される。例えば、拡散レイアウト302とポリシ
リコン・ゲート・レイアウト304との論理和を取ることにより拡散レイアウト
領域302A、302Bとポリシリコン・ゲート領域304A、304Bが占め
る総領域面積が計算される。
【0027】
図3Bに、本発明の実施形態の一つによる拡散、ポリシリコン・ゲート領域3
02A、302B、304A、304Bが結合された結合領域306A、306
Bを示す。拡散、ポリシリコン・ゲート領域302A、302B、304A、3
04Bを結合することにより多層レイアウトが可能になる。特に、結合領域30
6A、306Bが決定されることによりパターンが形成されない領域が規定され
る。
02A、302B、304A、304Bが結合された結合領域306A、306
Bを示す。拡散、ポリシリコン・ゲート領域302A、302B、304A、3
04Bを結合することにより多層レイアウトが可能になる。特に、結合領域30
6A、306Bが決定されることによりパターンが形成されない領域が規定され
る。
【0028】
次のパターンが形成される領域を規定するには、図3Cに示すように、逆に、
結合領域306A、306Bによっては占められない逆領域308を規定する。
この逆領域308は、例えば、結合領域306A、306Bの逆領域を計算する
ことにより得られる。逆領域308を規定することにより、結合領域306A、
306B以外のみに形成されるパターン領域が確保される。
結合領域306A、306Bによっては占められない逆領域308を規定する。
この逆領域308は、例えば、結合領域306A、306Bの逆領域を計算する
ことにより得られる。逆領域308を規定することにより、結合領域306A、
306B以外のみに形成されるパターン領域が確保される。
【0029】
本発明の実施形態の一つによれば、逆領域308は所定量312A、312B
分だけ縮小してバッファ領域310を設けることができる。図3Dに示すように
、バッファ領域310は領域310A、310Bを有し、これらの領域により結
合領域306A、306Bが拡大される。結合領域306A、306B上にパタ
ンーンが形成されないようにバッファ領域310の面積が決められる。バッファ
領域310A、310Bの面積が所定量312A、312Bの関数となり、好ま
しくは、バッファ領域310A、310Bはすべての方向に同じ面積を有する。
所定量312A、312Bは0.2μm乃至50μm、好ましくは、0.5μm
乃至10μmの範囲で、最も好ましいのは1μmである。
分だけ縮小してバッファ領域310を設けることができる。図3Dに示すように
、バッファ領域310は領域310A、310Bを有し、これらの領域により結
合領域306A、306Bが拡大される。結合領域306A、306B上にパタ
ンーンが形成されないようにバッファ領域310の面積が決められる。バッファ
領域310A、310Bの面積が所定量312A、312Bの関数となり、好ま
しくは、バッファ領域310A、310Bはすべての方向に同じ面積を有する。
所定量312A、312Bは0.2μm乃至50μm、好ましくは、0.5μm
乃至10μmの範囲で、最も好ましいのは1μmである。
【0030】
図2のフローチャートにおけるステップ208での予め規定されたパターン・
セットは適合するパターン密度を有する複数のパターンを生成するステップを含
む。本発明の実施形態の一つによれば、複数のパターンは好ましくは5%乃至5
0%のパターン密度範囲を有する。他の望ましいパターン密度範囲でもよい。各
予め規定されたパターンは所望密度を達成する多数の予め設計されたダミーパタ
ーンを含む。好ましくは、望ましいパターン密度を達成するために1%、2%、
5%、10%、15%のように密度が増すようにパターンを生成する。例えば、
1%、2%のように密度の増分が小さい場合高精度で密度の高いパターンを形成
できる。これに対し、10%のように密度の増分が大きい場合精度の荒いパター
ンが形成される。勿論、望ましいパターン密度を達成するのにいかなる数の予め
規定されたパターンを用意してもよい。
セットは適合するパターン密度を有する複数のパターンを生成するステップを含
む。本発明の実施形態の一つによれば、複数のパターンは好ましくは5%乃至5
0%のパターン密度範囲を有する。他の望ましいパターン密度範囲でもよい。各
予め規定されたパターンは所望密度を達成する多数の予め設計されたダミーパタ
ーンを含む。好ましくは、望ましいパターン密度を達成するために1%、2%、
5%、10%、15%のように密度が増すようにパターンを生成する。例えば、
1%、2%のように密度の増分が小さい場合高精度で密度の高いパターンを形成
できる。これに対し、10%のように密度の増分が大きい場合精度の荒いパター
ンが形成される。勿論、望ましいパターン密度を達成するのにいかなる数の予め
規定されたパターンを用意してもよい。
【0031】
下記の表1は、予め規定されたパターンF1乃至F10と対応するパターン密
度(PD)を示す。
度(PD)を示す。
【0032】
表1
Fi F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10
PD 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50%
表1に見られるように、F1乃至F10のパターンFiは5%ずつ増えるパター
ン密度を有している。パターンFiは正方形、長方形、直交、T型、L型等の適
切な形状を有し、望ましい密度を達成するものである。パターン設計には多くの
手法があり、例えば、米国特許5,854,125(Dummy Fill Patterns to I
mprove Interconnect Planarity)に開示されている手法でもよく、その開示内
容をここに引用するものである。
ン密度を有している。パターンFiは正方形、長方形、直交、T型、L型等の適
切な形状を有し、望ましい密度を達成するものである。パターン設計には多くの
手法があり、例えば、米国特許5,854,125(Dummy Fill Patterns to I
mprove Interconnect Planarity)に開示されている手法でもよく、その開示内
容をここに引用するものである。
【0033】
例えば、これら予め規定されたパターンは、所定の全体的なパターン密度を達
成するためにライン幅デザイン・ルールに従ったライン間隔を有するようにして
もよい。単純なポリシリコンライン/間隔パターンでは、ライン間隔Sはライン
幅Lのデザイン・ルールにより、S=[L(1−Fi)]/Fiにより求めてもよ
い。例えばLが0.15μmであれば、ライン間隔SはパターンF1では2.8
5μm、パターンF2では1.35μm、パターンF3では0.85μmとなる
。
成するためにライン幅デザイン・ルールに従ったライン間隔を有するようにして
もよい。単純なポリシリコンライン/間隔パターンでは、ライン間隔Sはライン
幅Lのデザイン・ルールにより、S=[L(1−Fi)]/Fiにより求めてもよ
い。例えばLが0.15μmであれば、ライン間隔SはパターンF1では2.8
5μm、パターンF2では1.35μm、パターンF3では0.85μmとなる
。
【0034】
図2のステップ210で示したように、ポリシリコン・ゲ−ト・レイアウトに
対し所望のパターン密度が得られるまで、予め規定されたパターンが一度に一つ
ずつ呼び出される。本発明の実施形態の一つによれば、パターンF1からパター
ンFNまで順に呼び出して最適なパターンを得る。例えば、面積が縮小された逆
領域314とパターンFiの論理積を取って結合して重なり又は交差領域Giを
形成する。そして、重なり領域Giと元のポリシリコン・ゲート領域304A、
304Bの論理和を取り結合して結合領域Xiを形成する。もし、結合領域Xi
が目標パターン密度又は目標パターン密度範囲に入らなければ、次のパターンを
呼び出し、指標変数iだけ増加させてGi、Xiを計算する。
対し所望のパターン密度が得られるまで、予め規定されたパターンが一度に一つ
ずつ呼び出される。本発明の実施形態の一つによれば、パターンF1からパター
ンFNまで順に呼び出して最適なパターンを得る。例えば、面積が縮小された逆
領域314とパターンFiの論理積を取って結合して重なり又は交差領域Giを
形成する。そして、重なり領域Giと元のポリシリコン・ゲート領域304A、
304Bの論理和を取り結合して結合領域Xiを形成する。もし、結合領域Xi
が目標パターン密度又は目標パターン密度範囲に入らなければ、次のパターンを
呼び出し、指標変数iだけ増加させてGi、Xiを計算する。
【0035】
一方、結合領域Xiが目標パターン密度を有し又は目標パターン密度範囲に入
る場合はパターンFiを選択する。選択されたパターンFiによりダミー・パタ
ーンにより形成されるゲート層316が規定されて、元のポリシリコン・ゲート
領域と結合されて目標パターン密度を達成する。選択されたパターンFiは、図
3Eに示すように、元のポリシリコン・ゲート領域と結合されて所望の目標パタ
ーン密度を有する新たなポリシリコン・ゲート・レイアウトを生成する。
る場合はパターンFiを選択する。選択されたパターンFiによりダミー・パタ
ーンにより形成されるゲート層316が規定されて、元のポリシリコン・ゲート
領域と結合されて目標パターン密度を達成する。選択されたパターンFiは、図
3Eに示すように、元のポリシリコン・ゲート領域と結合されて所望の目標パタ
ーン密度を有する新たなポリシリコン・ゲート・レイアウトを生成する。
【0036】
図4に、本発明の他の実施形態による、ダミー・パターンによりポリシリコン
・ゲート層を形成して、存在する拡散パターンから目標パターン密度を達成する
方法のためのフローチャートを示す。まず、ステップ402で、すでに存在する
拡散パターンとポリシリコン・ゲート・レイアウトを用意する。存在する拡散パ
ターンがウエハ又は基板上のダミーパターン領域を規定し、ポリシリコン・ゲー
ト・レイアウトがポリシリコン・ゲート領域を規定する。ステップ404で、ダ
ミーパターン領域とポリシリコン・ゲート領域が結合して結合領域を形成する。
例えば、拡散パターンとポリシリコン・マスクの論理和を取って結合してもよい
。そして、ステップ406で結合領域のパターン密度が決定する。例えば、結合
したダミーパターン領域とポリシリコン・ゲート領域面積をレイアウト全領域面
積で割ってパターン密度を求めてもよい。
・ゲート層を形成して、存在する拡散パターンから目標パターン密度を達成する
方法のためのフローチャートを示す。まず、ステップ402で、すでに存在する
拡散パターンとポリシリコン・ゲート・レイアウトを用意する。存在する拡散パ
ターンがウエハ又は基板上のダミーパターン領域を規定し、ポリシリコン・ゲー
ト・レイアウトがポリシリコン・ゲート領域を規定する。ステップ404で、ダ
ミーパターン領域とポリシリコン・ゲート領域が結合して結合領域を形成する。
例えば、拡散パターンとポリシリコン・マスクの論理和を取って結合してもよい
。そして、ステップ406で結合領域のパターン密度が決定する。例えば、結合
したダミーパターン領域とポリシリコン・ゲート領域面積をレイアウト全領域面
積で割ってパターン密度を求めてもよい。
【0037】
ステップ408で、決定したパターン密度に応じて拡散パターン・サイズを変
更してもよい。即ち、拡散パターンのパターン領域のサイズを変更してサイズ変
更パターン領域を発生し、所望の目標パターン密度を得る。次に、ステップ41
0でサイズを変えたダミー・パターン領域を形成して、元のポリシリコン・ゲー
ト領域と結合して、ポリシリコン・ゲート層内に目標パターン密度領域を得る。
ポリシリコン・ゲート層内の目標パターン密度領域によりクリティカル・ディメ
ンジョン(例えば、幅、ポリシリコン・ライン、ゲートのプロフィル)とエッチ
ング選択比を精密に制御できる。
更してもよい。即ち、拡散パターンのパターン領域のサイズを変更してサイズ変
更パターン領域を発生し、所望の目標パターン密度を得る。次に、ステップ41
0でサイズを変えたダミー・パターン領域を形成して、元のポリシリコン・ゲー
ト領域と結合して、ポリシリコン・ゲート層内に目標パターン密度領域を得る。
ポリシリコン・ゲート層内の目標パターン密度領域によりクリティカル・ディメ
ンジョン(例えば、幅、ポリシリコン・ライン、ゲートのプロフィル)とエッチ
ング選択比を精密に制御できる。
【0038】
図5A乃至5Cに、本発明の実施形態による、既に存在する拡散パターンから
ポリシリコン・ゲート層を形成して目標パターン密度を得る方法を説明するため
の半導体ウエハ(例えば基板)の一部分500の上面図を示す。半導体ウエハ部
分500上には、各々多数のトランジスタを有する所定数の集積回路チップ(I
C)が搭載されるものである。ウエハ部分500により本実施形態に用いられる
レイアウトの領域全体が規定される。
ポリシリコン・ゲート層を形成して目標パターン密度を得る方法を説明するため
の半導体ウエハ(例えば基板)の一部分500の上面図を示す。半導体ウエハ部
分500上には、各々多数のトランジスタを有する所定数の集積回路チップ(I
C)が搭載されるものである。ウエハ部分500により本実施形態に用いられる
レイアウトの領域全体が規定される。
【0039】
図5Aに、ウエハ部分500上の複数の拡散パターン502を含む拡散パター
ンの平面図を示す。ポリシリコン・ゲート・レイアウト504と拡散レイアウト
506がウエハ部分500上に設けられる。ポリシリコン・ゲート・レイアウト
504はポリシリコン・ゲート領域504A、504Bを含み、ポリシリコン・
ゲート層を規定する。拡散レイアウト506は拡散レイアウト領域506A、5
06Bを含み、拡散層を規定する。ポリシリコン・ゲート領域504A、504
Bと拡散レイアウト領域506A、506Bとによりトランジスタを形成しても
よい。
ンの平面図を示す。ポリシリコン・ゲート・レイアウト504と拡散レイアウト
506がウエハ部分500上に設けられる。ポリシリコン・ゲート・レイアウト
504はポリシリコン・ゲート領域504A、504Bを含み、ポリシリコン・
ゲート層を規定する。拡散レイアウト506は拡散レイアウト領域506A、5
06Bを含み、拡散層を規定する。ポリシリコン・ゲート領域504A、504
Bと拡散レイアウト領域506A、506Bとによりトランジスタを形成しても
よい。
【0040】
図5Bに示すように、ポリシリコン・ゲート領域504A、504Bと拡散パ
ターン502が結合して結合領域508が形成される。本実施形態の一つによれ
ば、拡散パターン502とポリシリコン・ゲート領域504A、504Bとの論
理和が取られて結合領域508が形成される。次に、例えば、結合領域508を
ウエハ部分500の全レイアウト領域で割って結合領域508のパターン密度を
得る。
ターン502が結合して結合領域508が形成される。本実施形態の一つによれ
ば、拡散パターン502とポリシリコン・ゲート領域504A、504Bとの論
理和が取られて結合領域508が形成される。次に、例えば、結合領域508を
ウエハ部分500の全レイアウト領域で割って結合領域508のパターン密度を
得る。
【0041】
本実施形態の一つによれば、結合領域508のパターン密度が適切な目標パタ
ーン密度範囲(例えば、20%乃至30%)であれば、結合領域508を最終的
なポリシリコン・レイアウトとして用いられる。これに対し、パターン密度が目
標パターン密度より大きい場合は、拡散パターン502により規定される拡散レ
イアウトを縮小する。拡散レイアウトを縮小することにより、望ましい目標密度
を得るためのダミー・パターンを有する縮小された拡散パターンを得る。例えば
、形成すべきパターン領域が元のパターン領域より小さい場合は元のパターン領
域を縮小する。一方、形成すべきパターン領域が元のパターン領域より大きい場
合は元のパターン領域を拡大して所望の目標密度を得ることができる。
ーン密度範囲(例えば、20%乃至30%)であれば、結合領域508を最終的
なポリシリコン・レイアウトとして用いられる。これに対し、パターン密度が目
標パターン密度より大きい場合は、拡散パターン502により規定される拡散レ
イアウトを縮小する。拡散レイアウトを縮小することにより、望ましい目標密度
を得るためのダミー・パターンを有する縮小された拡散パターンを得る。例えば
、形成すべきパターン領域が元のパターン領域より小さい場合は元のパターン領
域を縮小する。一方、形成すべきパターン領域が元のパターン領域より大きい場
合は元のパターン領域を拡大して所望の目標密度を得ることができる。
【0042】
図5Cに示すのは、この発明の実施形態の一つによる、ウエハ部分500上の
サイズが変えられたパターン領域510の上面図である。図に示すように、元の
パターン領域502が縮小されて、目標パターン密度を得るための新たなパター
ン510が形成される。この新たなパターン510と元のポリシリコン・ゲート
領域504A、504Bが結合されて目標パターン密度を有する最終的なポリシ
リコン・レイアウトが得られる。
サイズが変えられたパターン領域510の上面図である。図に示すように、元の
パターン領域502が縮小されて、目標パターン密度を得るための新たなパター
ン510が形成される。この新たなパターン510と元のポリシリコン・ゲート
領域504A、504Bが結合されて目標パターン密度を有する最終的なポリシ
リコン・レイアウトが得られる。
【0043】
この発明の各実施形態のダミー・パターンはウエハ部分300,500上のい
かなる活性デバイス領域と電気的に接触するものではない。全体的なパターン密
度の観点から見てパターン設計はそれほど厳密でなくでもよい。しかし、好まし
くは、デザイン・ルールに沿ったラインと幅を有し且つ不要な現象を生じさせな
いようにパターンを設計する。例えば、パターンはライン間隔を変えてデザイン
・ルールに沿ったライン幅として所望の全体的なパターン密度を得る。
かなる活性デバイス領域と電気的に接触するものではない。全体的なパターン密
度の観点から見てパターン設計はそれほど厳密でなくでもよい。しかし、好まし
くは、デザイン・ルールに沿ったラインと幅を有し且つ不要な現象を生じさせな
いようにパターンを設計する。例えば、パターンはライン間隔を変えてデザイン
・ルールに沿ったライン幅として所望の全体的なパターン密度を得る。
【0044】
以上述べたようにこの発明によれば、ダミー・パターンによりゲート層を形成
するので所望の目標パターン密度が達成できる。上記各実施形態ではポリシリコ
ン・ゲート層について説明したが、他の拡散及び金属層やその他の、例えば、ポ
リシリコン、アモルファス・シリコン、シリサイド、金属等の材料による層にも
適用できるものである。このような目標パターン密度を設定することによりクリ
ティカル・ディメンジョンにおける変動を削減することができる。さらには、こ
の発明のゲート・レイアウトにより得られる末端信号出力やポリシリコン:酸化
物エッチング選択比の低下を押さえることができる。
するので所望の目標パターン密度が達成できる。上記各実施形態ではポリシリコ
ン・ゲート層について説明したが、他の拡散及び金属層やその他の、例えば、ポ
リシリコン、アモルファス・シリコン、シリサイド、金属等の材料による層にも
適用できるものである。このような目標パターン密度を設定することによりクリ
ティカル・ディメンジョンにおける変動を削減することができる。さらには、こ
の発明のゲート・レイアウトにより得られる末端信号出力やポリシリコン:酸化
物エッチング選択比の低下を押さえることができる。
【0045】
もし、得られる最高パターン密度が30%の場合、すべての設計値を30%上
げればよい。もし、30%のパターン密度で適切な末端信号出力とポリシリコン
:酸化物エッチング選択比が得られれば、これは他のIC設計にも用いることが
できる。また、例えば20%という低い目標パターン密度も得られる。この場合
、この低目標パターン密度よりも低いデバイス部分のみに本発明の形成方法適用
して20%の目標パターン密度とする。これにより、低パターン密度のCDの変
動を押さえ、また末端信号出力とポリシリコン:酸化物エッチング選択比への影
響も削減できる。
げればよい。もし、30%のパターン密度で適切な末端信号出力とポリシリコン
:酸化物エッチング選択比が得られれば、これは他のIC設計にも用いることが
できる。また、例えば20%という低い目標パターン密度も得られる。この場合
、この低目標パターン密度よりも低いデバイス部分のみに本発明の形成方法適用
して20%の目標パターン密度とする。これにより、低パターン密度のCDの変
動を押さえ、また末端信号出力とポリシリコン:酸化物エッチング選択比への影
響も削減できる。
【0046】
以上、この発明の好ましい実施形態について説明したが、この発明がそれら実
施形態に限定されるものではないことはわかるであろう。この発明において、代
替、変形、または均等物はこの発明の精神または特許請求の範囲にもとることな
く遂行できるものである。
施形態に限定されるものではないことはわかるであろう。この発明において、代
替、変形、または均等物はこの発明の精神または特許請求の範囲にもとることな
く遂行できるものである。
【図1A】
エッチング時間の関数としての、ポリシリコン・エッチング・プラズマからの
520nmにおける発光強度を示すグラフである。
520nmにおける発光強度を示すグラフである。
【図1B】
レジストに覆われたポリシリコン表面の割合であるデジタル化の割合の変化と
してのポリシリコン:酸化物選択比を示すグラフである。
してのポリシリコン:酸化物選択比を示すグラフである。
【図1C】
nチャネル・トランジスタの電気的クリティカル・ディメンジョンと有効チャ
ネル幅とのゲート・パターン密度変化の効果を示すグラフである。
ネル幅とのゲート・パターン密度変化の効果を示すグラフである。
【図2】
この発明の実施形態の一つとして、ダミーパターンを用いてポリシリコン・ゲ
ート層を形成して目標パターン密度を得る方法を示すフローチャートである。
ート層を形成して目標パターン密度を得る方法を示すフローチャートである。
【図3A】
本発明の実施形態の一つによる、ダミー・パターンでポリシリコン・ゲート層
を形成して所望の目的パターン密度を得る方法を説明するための半導体ウエハの
一部分300の上面図である。
を形成して所望の目的パターン密度を得る方法を説明するための半導体ウエハの
一部分300の上面図である。
【図3B】
本発明の実施形態の一つによる、ダミー・パターンでポリシリコン・ゲート層
を形成して所望の目的パターン密度を得る方法を説明するための半導体ウエハの
一部分300の上面図である。
を形成して所望の目的パターン密度を得る方法を説明するための半導体ウエハの
一部分300の上面図である。
【図3C】
本発明の実施形態の一つによる、ダミー・パターンでポリシリコン・ゲート層
を形成して所望の目的パターン密度を得る方法を説明するための半導体ウエハの
一部分300の上面図である。
を形成して所望の目的パターン密度を得る方法を説明するための半導体ウエハの
一部分300の上面図である。
【図3D】
本発明の実施形態の一つによる、ダミー・パターンでポリシリコン・ゲート層
を形成して所望の目的パターン密度を得る方法を説明するための半導体ウエハの
一部分300の上面図である。
を形成して所望の目的パターン密度を得る方法を説明するための半導体ウエハの
一部分300の上面図である。
【図3E】
本発明の実施形態の一つによる、ダミー・パターンでポリシリコン・ゲート層
を形成して所望の目的パターン密度を得る方法を説明するための半導体ウエハの
一部分300の上面図である。
を形成して所望の目的パターン密度を得る方法を説明するための半導体ウエハの
一部分300の上面図である。
【図4】
本発明の他の実施形態による、ダミー・パターンによりポリシリコン・ゲート
層を形成して、存在する拡散パターンから目標パターン密度を達成する方法のた
めのフローチャートである。
層を形成して、存在する拡散パターンから目標パターン密度を達成する方法のた
めのフローチャートである。
【図5A】
本発明の実施形態による、既に存在する拡散パターンからポリシリコン・ゲー
ト層を形成して目標パターン密度を得る方法を説明するための半導体ウエハの一
部分の上面図である。
ト層を形成して目標パターン密度を得る方法を説明するための半導体ウエハの一
部分の上面図である。
【図5B】
本発明の実施形態による、既に存在する拡散パターンからポリシリコン・ゲー
ト層を形成して目標パターン密度を得る方法を説明するための半導体ウエハの一
部分の上面図である。
ト層を形成して目標パターン密度を得る方法を説明するための半導体ウエハの一
部分の上面図である。
【図5C】
本発明の実施形態による、既に存在する拡散パターンからポリシリコン・ゲー
ト層を形成して目標パターン密度を得る方法を説明するための半導体ウエハの一
部分の上面図である。
ト層を形成して目標パターン密度を得る方法を説明するための半導体ウエハの一
部分の上面図である。
300 半導体ウエハ(例えば基板)の一部分
302 拡散レイアウト
304 ポリシリコン・ゲート・レイアウト
306A 結合領域
306B 結合領域
308 逆領域
310 バッファ領域
316 ゲート層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
H01L 27/088
(72)発明者 タミー、ディー.ツェン
アメリカ合衆国カリフォルニア州、フリモ
ント、アンテロープ、ドライブ、45560
(72)発明者 サブハス、ボスラ
アメリカ合衆国カリフォルニア州、フリモ
ント、プレーリー、ドッグ、レイン、230
(72)発明者 ハーラン、エル.サー、ジュニア
アメリカ合衆国カリフォルニア州、サン、
リアンドロ、ウエスト、ワンハンドレッド
サーティーシックスス、アベニュ、2054
Fターム(参考) 5F033 HH04 HH05 HH07 HH25 UU03
VV01 VV06 XX01
5F038 AV06 CA02 CA05 CA06 CA18
EZ20
5F048 AC01 BA01 BB01 BB05
5F064 BB35 CC09 DD13 DD14 DD50
EE32 EE35 EE36
Claims (31)
- 【請求項1】 ゲート層をダミー・パターンで形成することにより目標パターン密度を得る方
法であって、 半導体基板上に、前記ゲート層上のゲート領域を規定するゲート・レイアウト
と活性拡散領域を規定する拡散レイアウトを設け、 前記半導体基板上の前記ゲート・レイアウトのパターン密度を決定し、 前記ゲート領域と前記拡散領域とに占められない領域を決定し、 各々が複数のダミー・パターンを有する複数の予め規定されたパターンのパタ
ーン密度範囲を規定し、 前記複数のパターンから、前記目標パターン密度を得るためのパターンを選択
し、 前記ゲート領域と前記拡散領域とに占められない領域に前記選択したパターン
のダミー・パターンを配して前記ゲート層を形成し、前記ゲート・レイアウトの
パターン密度と結合して前記ゲート層内に前記目標パターン密度を得ることを特
徴とする目標パターン密度を得る方法。 - 【請求項2】 前記ゲート層はポリシリコン、アモルファス・シリコン、シリサイドそして金
属から選択された材料により構成されることを特徴とする請求項1記載の目標パ
ターン密度を得る方法。 - 【請求項3】 前記ゲート層はポリシリコン・ゲート層で、前記ゲート・レイアウトはポリシ
リコン・ゲート・レイアウトであることを特徴とする請求項1記載の目標パター
ン密度を得る方法。 - 【請求項4】 前記選択したパターンと前記ゲート・レイアウトを結合してゲート層レイアウ
トを形成して前記ゲート層内に前記目標パターン密度を得ることを特徴とする請
求項1記載の目標パターン密度を得る方法。 - 【請求項5】 前記ゲート・レイアウトのゲート領域と前記拡散領域と前記拡散レイアウトと
の結合領域を形成し、 前記結合領域の逆数をとって前記ゲート領域と前記拡散領域とに占められない
領域を形成することを特徴とする請求項1記載の目標パターン密度を得る方法。 - 【請求項6】 前記ゲート領域と前記拡散領域とに占められない領域を表す前記結合領域の逆
数を所定量縮小してバッファ領域を形成し、前記選択したパターンのダミー・パ
ターンが前記ゲート領域及び前記拡散領域と接触しないようにすることを特徴と
する請求項5記載の目標パターン密度を得る方法。 - 【請求項7】 前記所定量は0.2μm乃至50μmであることを特徴とする請求項6記載の
目標パターン密度を得る方法。 - 【請求項8】 前記予め規定されたパターンは前記複数のパターンから反復的に、そして前記
ゲート・レイアウトのパターン密度と結合してパターン密度を決定して選択する
ことを特徴とする請求項5記載の目標パターン密度を得る方法。 - 【請求項9】 前記予め規定されたパターンは5%乃至50%のパターン密度範囲を有する規
定することを特徴とする請求項1記載の目標パターン密度を得る方法。 - 【請求項10】 前記ゲート・レイアウトのパターン密度が20%未満の場合のみに前記ゲート
層を前記目標パターン密度で形成することを特徴とする請求項1記載の目標パタ
ーン密度を得る方法。 - 【請求項11】 ゲート層内のダミー・パターンを検出して目標パターン密度を得る方法であっ
て、 半導体基板上に、ゲート領域を規定するゲート・レイアウトと拡散領域を規定
する拡散レイアウトを設け、 前記半導体基板上の前記ゲート・レイアウトのパターン密度を決定し、 前記ゲート領域と前記拡散領域との結合領域を形成し、 前記結合領域の逆数をとって、前記ゲート領域と前記拡散領域とに占められな
い領域を検出して、 各々が複数のダミー・パターンを有する複数の予め規定されたパターンのパタ
ーン密度範囲を規定し、 前記複数のパターンから反復的に、ある予め規定されたパターンを選択して前
記目標パターン密度を得、 前記検出された前記ゲート領域と前記拡散領域とにより占められない領域内に
前記選択された予め規定されたパターンの前記ダミー・パターンを配し、前記配
されたダミー・パターンは前記ゲート領域と結合して前記ゲート層内に前記目標
パターン密度を得ることを特徴とする目標パターン密度を得る方法。 - 【請求項12】 前記ゲート層はポリシリコン、アモルファス・シリコン、シリサイドそして金
属から選択さらた材料により構成されることを特徴とする請求項11記載の目標
パターン密度を得る方法。 - 【請求項13】 前記ゲート層はポリシリコン・ゲート層で、前記ゲート・レイアウトはポリシ
リコン・ゲート・レイアウトであることを特徴とする請求項11記載の目標パタ
ーン密度を得る方法。 - 【請求項14】 前記配されたダミー・パターンを前記ゲート層内に形成して前記目標パターン
密度を得ることを特徴とする請求項11記載の目標パターン密度を得る方法。 - 【請求項15】 前記配されたダミー・パターンと前記ゲート領域を結合してゲート層レイアウ
トを形成し、前記ゲート層内に前記目標パターン密度を得ることを特徴とする請
求項11記載の目標パターン密度を得る方法。 - 【請求項16】 前記予め規定された複数のパターンを前記ゲート領域と前記拡散領域とに占め
られない領域に設け、前記ゲート・レイアウトのパターン密度と結合して前記適
合するパターンを決定することを特徴とする請求項11記載の目標パターン密度
を得る方法。 - 【請求項17】 前記結合領域の逆数を所定量縮小してバッファ領域を形成し、前記配されたダ
ミー・パターンが前記ゲート領域及び前記拡散領域と接触しないようにすること
を特徴とする請求項11記載の目標パターン密度を得る方法。 - 【請求項18】 前記所定量は0.2μm乃至50μmであることを特徴とする請求項17記載
の目標パターン密度を得る方法。 - 【請求項19】 前記予め規定されたパターンは5%乃至50%のパターン密度範囲を有するこ
とを特徴とする請求項11記載の目標パターン密度を得る方法。 - 【請求項20】 前記ゲート・レイアウトのパターン密度が20%未満の場合のみ前記目標パタ
ーン密度を有する前記ゲート層・レイアウトを形成することを特徴とする請求項
15記載の目標パターン密度を得る方法。 - 【請求項21】 前記拡散領域は活性拡散領域であることを特徴とする請求項11記載の目標パ
ターン密度を得る方法。 - 【請求項22】 半導体基板上にダミー・パターンを規定する拡散パターンからゲート層を形成
することにより目標パターン密度を得る方法であって、 前記半導体基板上に、ゲート領域を規定するゲート・レイアウトを用意し、 前記ダミー・パターン領域と前記ゲート領域を結合して結合領域を形成し、 前記結合領域のパターン密度を決定し、 前記決定されたパターン密度に応じて前記拡散パターンのサイズを変更して前
記目標パターン密度を得、 前記サイズを変更した拡散パターンを形成して、前記ゲート領域と結合して前
記ゲート層内に前記目標パターン密度を得て、全体的なパターン密度効果を実質
的に下げることを特徴とする目標パターン密度を得る方法。 - 【請求項23】 前記ゲート層はポリシリコン、アモルファス・シリコン、シリサイドそして金
属から選択さらた材料により構成されることを特徴とする請求項22記載の目標
パターン密度を得る方法。 - 【請求項24】 前記ゲート層はポリシリコン・ゲート層で、前記ゲート・レイアウトはポリシ
リコン・ゲート・レイアウトであることを特徴とする請求項22記載の目標パタ
ーン密度を得る方法。 - 【請求項25】 前記サイズを変更した拡散パターン領域と前記ゲート領域とを結合してゲート
層レイアウトを形成することを特徴とする請求項22記載の目標パターン密度を
得る方法。 - 【請求項26】 前記ゲート・レイアウトのパターン密度が20%未満の場合のみ前記目標パタ
ーン密度を有する前記ゲート層レイアウトを形成することを特徴とする請求項2
5記載の目標パターン密度を得る方法。 - 【請求項27】 前記結合領域のパターン密度が20%乃至30%の範囲のときに前記ゲート領
域と前記結合領域を結合して前記目標パターン密度を得ることを特徴とする請求
項22記載の目標パターン密度を得る方法。 - 【請求項28】 前記拡散パターンのサイズを変更することなしに前記ダミー・パターンと前記
ゲート領域の前記結合領域を用いることを特徴とする請求項27記載の目標パタ
ーン密度を得る方法。 - 【請求項29】 前記結合領域のパターン密度が30%より大きい場合には前記拡散パターンを
縮小することを特徴とする請求項22記載の目標パターン密度を得る方法。 - 【請求項30】 前記変更されたダミー・パターン領域が前記ダミー・パターン領域より小さい
場合は前記拡散パターンを縮小することを特徴とする請求項22記載の目標パタ
ーン密度を得る方法。 - 【請求項31】 前記変更されたダミー・パターン領域が前記ダミー・パターン領域より大い場
合は前記拡散パターンを拡大することを特徴とする請求項22記載の目標パター
ン密度を得る方法。
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