JP4791999B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置に係り、特にピッチの異なる配線を接続する領域における配線パターンに関するもので、例えばNAND型フラッシュメモリのメモリセルアレイ領域とメモリセル周辺回路領域との境界領域に適用されるものである。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a wiring pattern in a region where wirings having different pitches are connected. For example, the present invention is applied to a boundary region between a memory cell array region and a memory cell peripheral circuit region in a NAND flash memory. is there.
半導体メモリやマイクロプロセッサなどの半導体装置の製造には、光リソグラフィが用いられるのが一般的である。光リソグラフィとは、パターンを形成したパターン露光用マスクに光線を照射し、光学系を介して半導体基板上のフォトレジストに光線を投影し、フォトレジストを露光してマスクのパターンを半導体基板上へ転写する技術である。 Optical lithography is generally used for manufacturing semiconductor devices such as semiconductor memories and microprocessors. In optical lithography, a pattern exposure mask on which a pattern has been formed is irradiated with light, projected onto a photoresist on a semiconductor substrate via an optical system, and the photoresist is exposed to expose the mask pattern onto the semiconductor substrate. Transfer technology.
半導体装置は、高集積化、低コスト化などを目的として微細化が進められているが、そのためには光リソグラフィにより形成されるパターンの微細化を実現することがまず必要である。 Semiconductor devices are being miniaturized for the purpose of high integration and cost reduction. For that purpose, it is first necessary to realize miniaturization of a pattern formed by photolithography.
一般に、光リソグラフィにおける解像度Rと焦点深度DOFは、以下のレイリーの式で表される。 In general, the resolution R and the depth of focus DOF in optical lithography are expressed by the following Rayleigh equation.
R=k1(λ/NA)
DOF=k2(λ/NA2)
ここで、λ:光源の波長、NA:開口率、k1、k2:プロセス等による定数である。
R = k1 (λ / NA)
DOF = k2 (λ / NA2)
Here, λ is the wavelength of the light source, NA is the aperture ratio, k1 and k2 are constants based on the process and the like.
上式より分かるように、微細なパターンを転写するには光源の波長を短くすることが有効である。露光装置の光源として、従来は波長365 nmのi線が一般に用いられてきたが、さらに微細なパターンを形成するために、現在では波長248nmのKrFエキシマレーザが一般に使用される。 As can be seen from the above equation, it is effective to shorten the wavelength of the light source in order to transfer a fine pattern. Conventionally, i-line having a wavelength of 365 nm has been generally used as a light source of an exposure apparatus, but a KrF excimer laser having a wavelength of 248 nm is generally used to form a finer pattern.
より微細化を進めるためには、より短波長の光源を用いること、k1、k2を小さくすること、開口率NAを増加させること(高NA化)が必要となる。ここで、短波長の光源としては波長193 nmのArFエキシマレーザが有望とされているものの、ArFエキシマレーザ用の光学系やフォトレジスト等を含めた開発が困難であり、未だ実用化には至っていない。また、k1、k2はレジストやプロセスの改良により小さくできるものの、一般には0.4 〜0.5 程度が限界となっている。また、高NA化に関しては、大面積を露光できる高NAレンズの加工が困難であることから実用的ではない。しかも、実際の露光では焦点深度をある程度以上確保する必要があるが、前記レイリーの式より明らかなように、高NA化を進めると焦点深度が低下してしまうため、この点からも高NA化は困難である。 In order to advance further miniaturization, it is necessary to use a light source having a shorter wavelength, to reduce k1 and k2, and to increase the aperture ratio NA (higher NA). Here, although an ArF excimer laser with a wavelength of 193 nm is considered promising as a short wavelength light source, development including an optical system and a photoresist for the ArF excimer laser is difficult, and has yet to be put into practical use. Not in. Although k1 and k2 can be reduced by improving the resist and the process, generally, the limit is about 0.4 to 0.5. In addition, high NA is not practical because it is difficult to process a high NA lens capable of exposing a large area. Moreover, in actual exposure, it is necessary to secure a certain depth of focus. However, as is clear from the Rayleigh equation, as the NA increases, the depth of focus decreases. It is difficult.
上述したように、波長、開口率、プロセスの改善だけでは解像度の向上に限界がある。そこで、解像度をさらに高める技術として、ハーフトーン位相シフトマスクを使用する方法や、マスクパターンの露光に際して変形照明を使用する方法など、いわゆる超解像技術が用いられるようになってきている。ここで、超解像技術について簡単に説明する。 As described above, improvement in resolution is limited only by improvement in wavelength, aperture ratio, and process. Therefore, as a technique for further increasing the resolution, so-called super-resolution techniques such as a method using a halftone phase shift mask and a method using modified illumination for exposure of a mask pattern have come to be used. Here, the super-resolution technique will be briefly described.
ハーフトーン位相シフトマスクでは、ラインパターン部でも完全に光を遮断せずに、クロムなどの代わりに一般に透過係数 3〜10%の半透明な膜を形成して光を透過させ、しかも、透過光の位相を180度ずらすようにする。この時、ラインパターン部を透過する光とスペースパターン部を透過する光との間に生じる干渉により、ラインパターンとスペースパターンの境界における光強度分布が急峻になるようにして解像度を向上させるものである。これに対して、通常のマスクでは、ラインパターン部は、通常はフォトレジストが露光されないようにクロムなどで光を遮断するようになっている。 The halftone phase shift mask does not completely block the light even at the line pattern part, but instead of chromium, generally a translucent film with a transmission coefficient of 3 to 10% is formed to transmit the light. Are shifted by 180 degrees. At this time, the resolution is improved by making the light intensity distribution at the boundary between the line pattern and the space pattern steep due to the interference between the light transmitted through the line pattern portion and the light transmitted through the space pattern portion. is there. On the other hand, in a normal mask, the line pattern portion normally blocks light with chromium or the like so that the photoresist is not exposed.
また、変形照明法では、光源の中心付近を遮光するアパーチャを設置することによって、斜め方向に入射する光のみをマスクに照射する。このような変形照明法を使用した場合、回折光の内の±1次光のどちらかは投影されず、残った一方の回折光が投影される。このような0次光と±1次光のいずれかの2つの光束を用いて結像させる方法により解像度を向上させることができる。これに対して、通常の照明方法では、光源よりマスクに照射された光は、0次光と回折により生じた±1次光の3つの光束が投影されることによって半導体基板上に光学像が結像される。 In the modified illumination method, an aperture that shields the vicinity of the center of the light source is provided to irradiate the mask with only light incident in an oblique direction. When such a modified illumination method is used, any one of the ± first-order lights in the diffracted light is not projected, and the remaining one of the diffracted lights is projected. The resolution can be improved by such a method of forming an image by using two light beams of the zero-order light and the ± first-order light. On the other hand, in the normal illumination method, the light irradiated to the mask from the light source is projected on the semiconductor substrate by projecting three light beams of zero-order light and ± first-order light generated by diffraction. Imaged.
しかし、上述したような超解像技術は、周期的に配置された密なパターンに対しては非常に有効であるが、密なパターンと同時に疎なパターンを形成することが困難である。これに関して、例えば以下のような問題がある。 However, the super-resolution technique as described above is very effective for a dense pattern arranged periodically, but it is difficult to form a sparse pattern at the same time as the dense pattern. In this regard, for example, there are the following problems.
図19は、半導体メモリの一般的なパターン配置を示している。 FIG. 19 shows a general pattern arrangement of a semiconductor memory.
メモリセルアレイ領域1 を囲むように、メモリセルアレイを駆動する周辺回路領域2 が配置される。メモリセルアレイ領域1 のゲート線や金属配線などは、一般に単純なライン・アンド・スペース(ライン&スペース)のような周期的に配置された密なパターンにより形成されるが、周辺回路領域2 のゲート線や金属配線は、メモリセルアレイ領域1 よりは疎なパターンにより形成されている。また、周辺回路領域2 におけるゲート線や金属配線は、ある程度の周期性はもつが、メモリセルアレイ領域1 よりも複雑なパターンになっている。そして、メモリセルアレイ領域1 のゲート線や金属配線は、そのままメモリセルアレイ領域1 の外に延び、接続領域3 を経て周辺回路領域2 のゲート線や金属配線に接続される。
A
しかし、このようなメモリセルアレイ領域1 と周辺回路領域2 との間の接続領域3 では、メモリセルアレイ領域1 内の微細なライン・アンド・スペースのパターンがそのまま延びてきている上にパターンの周期性が崩れているので、この接続領域3 における解像度や焦点深度が悪化し易い。その結果、所望通りのパターンが形成されず、配線の断線やショートの原因になる。
However, in such a
図20は、図19中のメモリセルアレイ領域1 と周辺回路領域2 とを接続する配線パターンが形成されたパターン露光用マスクを示す。
FIG. 20 shows a pattern exposure mask on which a wiring pattern for connecting the memory
図中、メモリセルアレイ領域1 には、ライン幅L、ライン間スペースS、ピッチ(L+S)の配線パターンが形成されており、周辺回路領域2 には、ピッチが2×(L+S)の配線パターンが形成されており、接続領域3 にはメモリセルアレイ領域1 の例えば奇数番の配線パターンを周辺回路領域2 の配線パターンに接続するための配線パターンが形成されている。この場合、メモリセルアレイ領域1 の残り(偶数番)の各配線パターンは、一端が接続領域3 との境界線上で終端されている。また、接続領域3 の各配線パターンは、ライン幅が二段階に変化しており、それぞれの変化位置は同一線上に揃っている。
In the figure, a wiring pattern having a line width L, a space S between lines, and a pitch (L + S) is formed in the memory
図21は、図20に示したパターン露光用マスクを用いて半導体基板上のレジストに露光した時に得られるレジストパターンをシミュレーションにより求めた結果を示す。ここで、レジストパターンは、光強度分布を求め、等強度の分布を示したものであり、レジストパターン中の3本の線は、配線寸法が狙い通りにできる光強度と、それより+/- 10%の光強度のそれぞれにおけるレジストのパターンを示す。 FIG. 21 shows the result of the simulation of the resist pattern obtained when the resist on the semiconductor substrate is exposed using the pattern exposure mask shown in FIG. Here, the resist pattern is obtained by obtaining a light intensity distribution and showing an equal intensity distribution. The three lines in the resist pattern indicate the light intensity that the wiring dimensions can achieve as intended, and +/- The resist pattern at each of 10% light intensity is shown.
上記シミュレーションの計算の条件として、半導体基板上の配線のライン幅、ライン間スペースは共に半導体基板上で0.15μmであり、光源は波長λ=248 nmのKrFエキシマレーザ、開口率NA=0.6 、コヒーレント係数σ=0.75としており、光源の中央部分を覆う(面積比率で光源全体の3分の2を覆う)輪帯を使用した。また、パターン露光用マスクとして、透過率6 %、位相を180度回転させるハーフトーン型位相シフトマスクを使用した。また、焦点深度が確保できているかどうか調べるために、最適フォーカスから0.4 μmずらした条件で露光されていると仮定した。 As the calculation conditions for the above simulation, the line width of the wiring on the semiconductor substrate and the space between the lines are both 0.15 μm on the semiconductor substrate, the light source is a KrF excimer laser with a wavelength λ = 248 nm, the aperture ratio NA = 0.6, coherent The coefficient σ was set to 0.75, and a ring zone covering the central part of the light source (covering two-thirds of the entire light source by area ratio) was used. In addition, a halftone phase shift mask in which the transmittance was 6% and the phase was rotated 180 degrees was used as a pattern exposure mask. Further, in order to check whether the depth of focus is secured, it was assumed that the exposure was performed under a condition shifted by 0.4 μm from the optimum focus.
しかし、図21に示した3本のシミュレーション結果のうち、最もライン幅が細いもの、即ち、露光量が最適値より10%増加した場合に配線の断線が生じていることが分かる。即ち、実際の露光では露光量のばらつきやレジスト感度などに起因して配線の断線が発生する可能性があり、誤動作の原因となる。このように配線の周期性が途切れた部分で所望のパターンが形成されないのは、配線の終端部あるいは配線のライン幅が変化する部分で生じた回折光が隣接パターンに影響を及ぼしているからである。 However, it can be seen that, among the three simulation results shown in FIG. 21, the line is broken when the line width is the narrowest, that is, when the exposure amount is increased by 10% from the optimum value. That is, in actual exposure, wiring disconnection may occur due to variations in exposure amount, resist sensitivity, and the like, causing malfunction. The reason why the desired pattern is not formed at the part where the periodicity of the wiring is interrupted in this way is that the diffracted light generated at the terminal part of the wiring or the part where the line width of the wiring changes affects the adjacent pattern. is there.
上述したように超解像技術を用いることによってメモリセルアレイ領域における微細化が可能であっても、前述のようなメモリセルアレイ領域と周辺回路領域との間の配線の接続領域3 において所望通りのパターンを形成することが困難であり、場合によっては、この接続領域3 のパターン部分によりメモリセルアレイのピッチが制限され、半導体メモリのチップサイズの増大につながるという問題があった。
As described above, even if miniaturization in the memory cell array region is possible by using the super-resolution technique, a desired pattern is formed in the
上記したように従来の半導体メモリは、露光装置の光源の波長以下のような微細なピッチでライン&スペースの配線パターンが形成されているメモリセルアレイ領域と、それよりは大きいピッチで配線パターンが形成されている周辺回路領域との境界領域において、光リソグラフィを用いた配線パターン形成時の光の干渉などにより解像度や焦点深度が悪化し易く、所望通りのパターンが形成されず、配線の断線やショートが発生し易いという問題があった。 As described above, the conventional semiconductor memory has a memory cell array region in which line & space wiring patterns are formed at a fine pitch below the wavelength of the light source of the exposure apparatus, and wiring patterns are formed at a larger pitch than that. In the boundary area with the peripheral circuit area, the resolution and depth of focus are likely to deteriorate due to light interference when forming a wiring pattern using photolithography, and the desired pattern is not formed. There is a problem that is likely to occur.
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、露光装置の光源の波長以下のような微細なピッチPでライン&スペースの配線パターンが形成されている第1領域と、それよりは大きいピッチ(例えば2×P)で配線パターンが形成されている第2領域との境界領域における光リソグラフィを用いた配線パターン形成時の解像度や焦点深度の悪化を抑制し、ピッチの異なる配線を接続する領域における配線パターンの断線やショートを防止でき、高集積化が可能となる半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and includes a first region in which line and space wiring patterns are formed at a fine pitch P that is equal to or less than the wavelength of a light source of an exposure apparatus, and Suppresses deterioration of resolution and depth of focus when forming a wiring pattern using optical lithography in the boundary region with the second region where the wiring pattern is formed at a large pitch (for example, 2 × P), and wiring with different pitches An object of the present invention is to provide a semiconductor device which can prevent disconnection or short-circuit of a wiring pattern in a connection region and can be highly integrated.
本発明の第1の半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板上の第1の領域で、ライ
ン幅Lを有する導電体からなる複数(n)本のラインパターンがそれぞれライン間スペー
スSを介して順に並ぶように形成された第1のライン&スペースパターンと、前記半導体
基板上の第2の領域で、それぞれライン幅L以上を有する導電体からなるn/2本のライ
ンパターンがライン間スペースを介して繰り返すように形成された第2のライン&スペー
スパターンと、前記半導体基板上の前記第1の領域と第2の領域との間に存在する第3の
領域で、前記第1のライン&スペースパターンのうちの1つ置きのn/2本のラインパタ
ーンと前記第2のライン&スペースパターンの前記n/2本のラインパターンに連なるn
/2本の導電体からなるラインパターンが形成された第3のライン&スペースパターンと
を具備し、前記第1のライン&スペースパターンのうちで前記第2のライン&スペースパ
ターンに連ならないn/2本の各ラインパターンは、前記第1の領域と第3の領域との境
界位置で終端する第1のラインパターンと、前記第3の領域と第2の領域との境界位置で
終端する第2のラインパターンと、前記第1のラインパターンと前記第2のラインパター
ンの間に位置し前記第3の領域内で終端する第3のラインパターンを有し、前記第3のラ
イン&スペースパターンの各ラインパターンは、隣接する2本の前記第1、第3のライン
パターン、または、前記第2、第3のラインパターン、または、前記第3のラインパター
ンの終端位置の間の前記第3の領域内の長さ方向の途中でライン幅が変化し、前記第1の
領域側よりも前記第2の領域側の方がライン幅が太くなるように形成されていることを特
徴とする。
The first semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor substrate and a plurality of (n) line patterns made of a conductor having a line width L via a space S between lines in the first region on the semiconductor substrate. The first line & space pattern formed in order and the second region on the semiconductor substrate are n / 2 line patterns made of conductors each having a line width L or more. A second line and space pattern formed so as to repeat through the first line, and a third region existing between the first region and the second region on the semiconductor substrate. & N / 2 line patterns every other & space pattern and n connected to the n / 2 line patterns of the second line & space pattern
A third line & space pattern in which a line pattern made of two conductors is formed, and n / of the first line & space pattern not connected to the second line & space pattern each
A second line pattern that terminates, the first line pattern, and the second line pattern.
A third line pattern that is located between the first and second regions and ends in the third region, and each line pattern of the third line & space pattern includes two adjacent first and third lines . line
Pattern or the second or third line pattern or the third line pattern
The line width changes in the length direction in the third region between the end positions of the lines, so that the line width is larger on the second region side than on the first region side. It is formed.
本発明の第2の半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板上の第1の領域で、それぞれ導電体からなる複数(n)本のラインパターンが第1のライン間スペースを介してピッチP1で順に並ぶように形成された第1、第2、第3、第4のライン&スペースパターンと、前記半導体基板上の第2の領域で、それぞれ導電体からなるn本のラインパターンが第2のライン間スペースを介してP1より大きなピッチP2で繰り返すように形成された第5、第6のライン&スペースパターンと、前記半導体基板上の前記第1の領域と第2の領域との間に存在する第3の領域で、前記第2のライン&スペースパターンのn本の導電体からなるラインパターンと前記第5のライン&スペースパターンのn本の導電体からなるラインパターンに連なるn本の導電体からなるラインパターンおよびライン間スペースが繰り返すように形成された第7のライン&スペースパターン、ならびに、前記第3のライン&スペースパターンのn本の導電体からなるラインパターンと前記第6のライン&スペースパターンのn本の導電体からなるラインパターンに連なるn本の導電体からなるラインパターンおよびライン間スペースが繰り返すように形成された第8のライン&スペースパターンとを具備し、前記第1のライン&スペースパターンおよび第4のライン&スペースパターンの各ラインパターンは前記第1の領域と第3の領域との境界位置および第3の領域内で終端されており、前記第7のライン&スペースパターンおよび第8のライン&スペースパターンの各ラインパターンの各一部は、前記第1の領域のパターンの長さ方向に対して斜めに配置されており、かつ、斜めに配置された部分のピッチP3は、P1<P3<P2であり、前記3の領域を二つに分け、その一つを前記ライン&スペースパターンが前記斜め方向に配置された領域とし、残りの一つを前記ライン&スペースパターンが前記第1の領域のパターンの長さ方向に対して平行に配置された領域とした場合、これらの二つの領域の境界は、前記第1の領域の前記n本の導電体が配置される方向に対して斜め方向に延びていることを特徴とする。 In the second semiconductor device of the present invention, a plurality of (n) line patterns each made of a conductor are arranged on the semiconductor substrate and the first region on the semiconductor substrate with a pitch P1 through the first inter-line space. In the first, second, third, and fourth line & space patterns formed in order, and n line patterns made of conductors in the second region on the semiconductor substrate are second Between the first region and the second region on the semiconductor substrate, and the fifth and sixth line and space patterns formed so as to repeat at a pitch P2 larger than P1 through the inter-line space. In a third region existing, n connected to a line pattern composed of n conductors of the second line & space pattern and a line pattern composed of n conductors of the fifth line & space pattern. A seventh line & space pattern formed so that a line pattern and a space between lines repeat, and a line pattern consisting of n conductors of the third line & space pattern and the sixth line pattern. A line pattern consisting of n conductors connected to a line pattern consisting of n conductors of the line & space pattern and an eighth line & space pattern formed so that a space between lines is repeated, Each line pattern of the first line & space pattern and the fourth line & space pattern is terminated at a boundary position between the first area and the third area and within the third area, and the seventh pattern Each line pattern of the line & space pattern and the eighth line & space pattern is Is disposed at an angle relative to the longitudinal direction of the pattern region, and the pitch P3 of the portion located obliquely, repeats division P1 <P3 <P2 der, the region of the 3 into two, One of the lines and the space pattern is an area where the line and space pattern is arranged in the oblique direction, and the other one is the line and space pattern which is arranged parallel to the length direction of the pattern of the first area. In the case of a region, the boundary between these two regions extends in an oblique direction with respect to the direction in which the n conductors in the first region are arranged .
本発明によれば、配線ピッチが異なる領域間の接続領域における光リソグラフィを用いた微細な配線パターンを形成する時の解像度や焦点深度の悪化を抑制し、配線パターンの断線やショートが発生する可能性を低減し、高集積化が可能となる半導体装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the resolution and the depth of focus when forming a fine wiring pattern using photolithography in the connection region between the regions having different wiring pitches, and the wiring pattern may be disconnected or short-circuited. Thus, a semiconductor device which can reduce the performance and can be highly integrated can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<第1の実施の形態に係る半導体装置パターン露光用マスク>
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置パターン露光用マスクに形成されているマスクパターンの一部を示す平面図である。図2は、図1のマスクパターンの一部を取り出して拡大して示している。
<Semiconductor Device Pattern Exposure Mask According to First Embodiment>
FIG. 1 is a plan view showing a part of a mask pattern formed on a semiconductor device pattern exposure mask according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows an enlarged view of a part of the mask pattern of FIG.
図1および図2に示すマスクパターンは、半導体メモリのパターン露光用マスクであり、11はメモリセルアレイ領域に対応する第1のマスク領域、12は周辺回路領域に対応する第2のマスク領域、13はメモリセルアレイ領域と周辺回路領域との境界領域(接続領域)に対応する第3のマスク領域を示している。そして、斜線部は遮光部(遮光体パターン)、白地部は透光部を示しており、それぞれ対応して半導体基板上にラインパターン、スペースパターンを転写するためのものである。 The mask pattern shown in FIGS. 1 and 2 is a pattern exposure mask for a semiconductor memory, 11 is a first mask region corresponding to the memory cell array region, 12 is a second mask region corresponding to the peripheral circuit region, 13 Indicates a third mask region corresponding to a boundary region (connection region) between the memory cell array region and the peripheral circuit region. A hatched portion indicates a light shielding portion (light shielding body pattern), and a white background portion indicates a light transmitting portion, which are respectively for transferring a line pattern and a space pattern onto a semiconductor substrate.
第1のマスク領域11には、第1のラインパターン111 、第2のラインパターン112 、第3のラインパターン113 および第4のラインパターン114 がそれぞれライン幅Lを有し、それぞれライン間スペースSを介して順に並び(配線ピッチはL+Sである)、かつ、これらのラインパターン111 〜114 が少なくとも2組以上周期的に繰り返すように配置された第1のライン&スペースパターンが形成されている。
In the
第2のマスク領域12には、それぞれライン幅L以上を有する第5のラインパターン121 および第6のラインパターン122 がライン間スペースS以上を介して並び(配線ピッチは、2×(L+S)である)、かつ、これらのラインパターン121 、122 が少なくとも2組以上周期的に繰り返すように配置された第2のライン&スペースパターンが形成されている。
In the
前記第1のマスク領域11におけるラインパターン111 〜114 のうちの第1のラインパターン111 および第3のラインパターン113 の各一端側は、延長され、第3のマスク領域13における第7のラインパターン131 および第8のラインパターン132 を経て第2のマスク領域12における第5のラインパターン121 および第6のラインパターン122 に接続されている。
Each one end side of the
これに対して、前記第1のマスク領域11におけるラインパターン111 〜114 のうちの第2のラインパターン112 および第4のラインパターン114 の各一端側は、第3のマスク領域12において終端されている。この場合、第2のラインパターン112 は、第1のマスク領域11と第3のマスク領域13との境界位置で終端されており、第4のラインパターン114 は第3のマスク領域13と第2のマスク領域12との境界位置まで延長されて終端されている。
On the other hand, one end side of the
即ち、第3のマスク領域13には、第1のラインパターン111 と第5のラインパターン121 に連なる第7のラインパターン131 および第3のラインパターン113と第6のラインパターン122 に連なる第8のラインパターン132 が並び、かつ、上記第5、第6のラインパターンが少なくとも2組以上周期的に繰り返すように配置された第3のライン&スペースパターンが形成されている。
That is, in the
なお、第1のマスク領域11の他端側にも、図1中に示した第3のマスク領域13および第2のマスク領域12と対称的に、図示しない第3のマスク領域および第2のマスク領域が存在している。そして、第1のマスク領域11における第1のラインパターン111 および第3のラインパターン113 の各他端側は、図示しない第3のマスク領域において終端されている。また、第1のマスク領域11における第2のラインパターン112 および第4のラインパターン114 の各他端側は、延長され、図示しない第3のマスク領域内を経て図示しない第2のマスク領域のラインパターンに接続されている。こうして、第1のマスク領域11の全てのラインパターン111 〜114 が第2のマスク領域へ接続されるようにしている。
Note that a third mask region and a second mask region (not shown) are also provided on the other end side of the
さらに、第3のマスク領域13内において、第7のラインパターン131 は、長さ方向の途中でライン幅が段状に変化し、第1のラインパターン111 側よりも第5のラインパターン121 側の方がライン幅が段状に太くなるように形成されている。同様に、第8のラインパターン132 は、第3のマスク領域13内の長さ方向の途中でライン幅が段状に変化し、第3のラインパターン113 側よりも第6のラインパターン122 側の方がライン幅が段状に太くなるように形成されている。
Further, in the
第7のラインパターン131 および第8のラインパターン132 のライン幅が段状に変化する位置は、第3のマスク領域13と第1のマスク領域11との境界位置から長さ方向にS以上、かつ、第3のマスク領域13と第2のマスク領域12との境界位置から長さ方向にL以上の位置である。
The positions where the line widths of the
本例では、第7のラインパターン131 の一部として、第1のラインパターン111 がそのライン幅のままで第3のマスク領域13内へパターン長さ方向へ距離Sの部分まで延びており、この距離Sの部分で第7のラインパターン131 のライン幅が広くなっている。同様に、第8のラインパターン132 の一部として、第3のラインパターン113 がそのライン幅のままで第3のマスク領域13内へパターン長さ方向へ距離Sの部分まで延びており、この距離Sの部分で第8のラインパターン132 のライン幅が広くなっている。
In this example, as a part of the
また、第7のラインパターン131 および第8のラインパターン132 と平行に、第1のマスク領域11における第4のラインパターン114 がそのライン幅Lのまま延びている。
Further, the
ここで、上記した第1の実施の形態に係る半導体装置パターン露光用マスクの特徴を要約すると、(a)ラインパターンが遮光部により形成され、スペースパターンが透光部により形成されるマスク基板と、(b)前記マスク基板上の第1の領域で、それぞれライン幅Lを有する第1、第2、第3、第4のラインパターンがそれぞれライン間スペースSを介して順に並ぶように形成された第1のライン&スペースパターンと、(c)前記マスク基板上の第2の領域で、それぞれライン幅L以上を有する第5、第6のラインパターンがライン間スペースS以上を介して順に並ぶように形成された第2のライン&スペースパターンと、(d)前記マスク基板上の前記第1の領域と第2の領域との間に存在する第3の領域で、前記第1のラインパターンと前記第5のラインパターンに連なる遮光体からなる第7のラインパターンおよび前記第3のラインパターンと前記第6のラインパターンに連なる遮光体からなる第8のラインパターンが形成された第3のライン&スペースパターンとを具備している。そして、(e)前記第2のラインパターンは前記第1の領域と第3の領域との境界位置で終端されており、前記第4のラインパターンは前記第3の領域と第2の領域との境界位置まで延長されて終端されており、(f)前記第7のラインパターンは、第3の領域内の長さ方向の途中でライン幅が変化し、前記第1のラインパターン側よりも前記第5のラインパターン側の方がライン幅が太くなるように形成されており、(g)前記第8のラインパターンは、第3の領域内の長さ方向の途中でライン幅が変化し、前記第3のラインパターン側よりも前記第6のラインパターン側の方がライン幅が太くなるように形成されており、(h)前記各ライン&スペースパターンはそれぞれ対応する領域で少なくとも2組以上周期的に繰り返すように配置されている。 Here, the characteristics of the semiconductor device pattern exposure mask according to the first embodiment are summarized as follows: (a) a mask substrate in which a line pattern is formed by a light shielding portion and a space pattern is formed by a light transmitting portion; (B) In the first region on the mask substrate, first, second, third, and fourth line patterns each having a line width L are formed so as to be sequentially arranged via the inter-line space S. (C) In the second region on the mask substrate, the fifth and sixth line patterns each having a line width L or more are arranged in order through the inter-line space S or more. A second line and space pattern formed in the above manner; and (d) a third region existing between the first region and the second region on the mask substrate. And a third line pattern formed of a light shield connected to the fifth line pattern and an eighth line pattern formed of a light shield connected to the third line pattern and the sixth line pattern. Line & space pattern. And (e) the second line pattern is terminated at a boundary position between the first region and the third region, and the fourth line pattern includes the third region and the second region. (F) The seventh line pattern has a line width that changes in the middle of the length direction in the third region, and is more than the first line pattern side. The fifth line pattern side is formed so that the line width is thicker. (G) The eighth line pattern has a line width that changes in the middle of the length direction in the third region. The line width on the sixth line pattern side is larger than that on the third line pattern side, and (h) at least two sets of the line and space patterns are respectively provided in the corresponding regions. Arranged to repeat periodically It has been.
なお、第7のラインパターン131 および第8のラインパターン132 のライン幅が段状に変化する位置は、第3のマスク領域13と第1のマスク領域11との境界位置からSより大きくても構わないが、余り大きくすると、パターンの占有面積が大きくなってしまい、製作しようとする半導体装置のコスト増加を招き、望ましくない。そこで、この部分の距離はSとすることが適当である。
Note that the position where the line widths of the
上述したマスクパターンにおいて、マスク上の最小スペースはSであり、このマスク上の最小スペースSは、ライン&スペースパターンの最小スペースSと合わせることが望ましい。その理由を以下に説明する。 In the mask pattern described above, the minimum space on the mask is S, and it is desirable that the minimum space S on the mask is matched with the minimum space S of the line & space pattern. The reason will be described below.
マスクの製造工程において、ダストなどに起因してマスクのパターンが所望のものとは異なってしまう可能性がある。そこで、マスク上にパターンを形成した後、欠陥の有無を検査する必要がある。欠陥の検査は、レーザー顕微鏡など、光を用いた検査装置で行われるので、検査可能なパターンの大きさは、検査装置の光源の波長により制限される。欠陥検査を完全に行うためには、パターンの寸法をある程度大きい値にしておく必要がある。 In the mask manufacturing process, the mask pattern may differ from the desired one due to dust or the like. Therefore, after forming a pattern on the mask, it is necessary to inspect for defects. Since the defect inspection is performed by an inspection apparatus using light such as a laser microscope, the size of the pattern that can be inspected is limited by the wavelength of the light source of the inspection apparatus. In order to perform the defect inspection completely, the dimension of the pattern needs to be a certain large value.
メモリセルアレイ領域と周辺回路領域を同時に形成するためのマスクでは、一般に、あるマスク内に存在する最も寸法の小さいパターンは、メモリセルアレイ領域内のパターンに対応する。したがって、マスク内のあらゆるパターンの配線ライン幅および配線間スペースを、メモリセルアレイ領域の配線のライン幅と配線間スペースにそれぞれ合わせておけば、マスク内の欠陥の検査を完全に行うことができるようになる。 In a mask for simultaneously forming a memory cell array region and a peripheral circuit region, a pattern with the smallest dimension existing in a certain mask generally corresponds to a pattern in the memory cell array region. Therefore, if the wiring line widths and inter-wiring spaces of all patterns in the mask are matched with the wiring line widths and inter-wiring spaces in the memory cell array region, it is possible to completely inspect defects in the mask. become.
また、半導体メモリのゲート線や配線を形成した後に、前記マスクのライン間スペースに対応するパターン部分は後で層間絶縁膜で埋め込まれるが、この時、ゲート線間や配線間のスペースが小さ過ぎると、この部分に層間絶縁膜を埋め込むことができないおそれがある。すると、この部分に異物が残り、メモリの誤動作の原因となるおそれがある。このように層間絶縁膜の埋め込みを完全に行うためにも、ゲート線や配線のスペースはメモリセルアレイ領域の最小スペースに合わせておくことが望ましい。 Further, after forming the gate lines and wirings of the semiconductor memory, the pattern portion corresponding to the space between the lines of the mask is filled later with an interlayer insulating film. At this time, the space between the gate lines and between the wirings is too small. Then, there is a possibility that the interlayer insulating film cannot be embedded in this portion. Then, foreign matter remains in this portion, which may cause a malfunction of the memory. In this way, in order to completely fill the interlayer insulating film, it is desirable that the space for the gate line and the wiring is matched with the minimum space in the memory cell array region.
なお、光リソグラフィでは、一般に縮小投影露光が用いられるので、マスクパターンの寸法は半導体基板上に形成されるレジストパターンの寸法の4倍あるいは5倍などの値となる。即ち、例えば0.15μmのレジストパターンを形成するためのマスクの寸法は0.6 μmや0.75μmなどになる。以下、説明の簡単化のため、マスクパターンの寸法をレジストパターンと同じとして説明している。 In photolithography, reduction projection exposure is generally used, and therefore, the dimension of the mask pattern is 4 times or 5 times the dimension of the resist pattern formed on the semiconductor substrate. That is, for example, the size of a mask for forming a resist pattern of 0.15 μm is 0.6 μm, 0.75 μm, or the like. Hereinafter, for simplification of description, the mask pattern has the same dimensions as the resist pattern.
<第1の実施形態に係る半導体装置>
図3は、図1のマスクパターンを使用して半導体装置上のフォトレジストに露光することにより得られるレジストパターンを光学シミュレーションにより求めた結果を示している。
<Semiconductor Device According to First Embodiment>
FIG. 3 shows a result obtained by optical simulation of a resist pattern obtained by exposing a photoresist on a semiconductor device using the mask pattern of FIG.
ここで、前記マスクのラインパターンに対応するラインパターンのライン幅、ライン間スペースが共に半導体基板上で0.15μmであり、光源の波長λ=248 nmのKrFエキシマレーザ、開口率NA=0.6 、コヒーレント係数σ=0.75とし、光源の中央部分を光源全体の面積に対して3分の2程度覆う輪帯を適用し、遮光部には透過率6 %、位相を180 度回転させるハーフトーン型位相シフトマスクを使用した場合について計算したものである。 Here, the line width and inter-line space of the line pattern corresponding to the line pattern of the mask are both 0.15 μm on the semiconductor substrate, the light source wavelength λ = 248 nm, KrF excimer laser, aperture ratio NA = 0.6, coherent A halftone phase shift with a coefficient of σ = 0.75, a ring zone that covers the central part of the light source by about two-thirds of the total area of the light source, and a 6% transmittance and 180 ° phase rotation for the shading part. This is calculated when a mask is used.
また、実際の露光に際しては、露光装置のステージ高さのずれや、半導体基板の反りなどに起因する段差、基板上の段差などによるフォーカスのずれを考慮する必要があり、フォーカスのずれを0.4 μmとして計算している。 In actual exposure, it is necessary to take into account the focus deviation due to the difference in the stage height of the exposure apparatus, the step due to the warpage of the semiconductor substrate, the step on the substrate, etc. The focus deviation is 0.4 μm. It is calculated as.
以上の条件下で光学シミュレーションにより半導体基板上の光強度分布を求め、等強度の分布を図3に示したものであり、図中の3本の線は、配線寸法が狙い通りの0.15μmになる光強度と、それより+/- 10%の光強度のそれぞれにおけるレジストのパターンを示す。 Under the above conditions, the light intensity distribution on the semiconductor substrate is obtained by optical simulation, and the distribution of the equal intensity is shown in FIG. 3. The three lines in the figure have the wiring dimensions of 0.15 μm as intended. And the resist pattern at light intensity of +/− 10% from that.
図3に示したレジストパターンは、図1のマスクパターンに対応して形成されており、配線の断線、ショートなどが見られず、また、ライン幅が極端に細い部分やスペースが極端に狭い部分も見られない。図21に示した従来のレジストパターンと比較すると、配線の終端部や配線のライン幅が変化する部分同士の距離が適度に離れて配置されるので、そのような部分で生じる回折光の影響によって隣接する配線パターンに不具合が生じ難くなっていることが分かる。したがって、図1のマスクパターンを用いて実際に半導体基板上にパターン露光を行った場合にも、十分なプロセスマージンを確保でき、良好な配線パターンが得られるものと予想される。 The resist pattern shown in FIG. 3 is formed corresponding to the mask pattern shown in FIG. 1, and there is no disconnection or short circuit of the wiring, and the line width is extremely narrow or the space is extremely narrow. Also not seen. Compared with the conventional resist pattern shown in FIG. 21, since the distance between the terminal portion of the wiring and the portion where the line width of the wiring changes is appropriately separated, it is affected by the influence of the diffracted light generated in such a portion. It can be seen that defects are less likely to occur in adjacent wiring patterns. Therefore, even when pattern exposure is actually performed on the semiconductor substrate using the mask pattern of FIG. 1, it is expected that a sufficient process margin can be secured and a good wiring pattern can be obtained.
ここで、図1のマスクパターンを用いて形成された第1の実施の形態に係る半導体装置のパターンの特徴を要約すると、(a)半導体基板上の第1の領域で、それぞれライン幅Lを有する導電体からなる第1、第2、第3、第4のラインパターンがそれぞれライン間スペースSを介して順に並ぶように形成された第1のライン&スペースパターンと、(b)半導体基板上の第2の領域で、それぞれライン幅L以上を有する導電体からなる第5、第6のラインパターンがそれぞれライン間スペースS以上を介して順に並ぶように形成された第2のライン&スペースパターンと、(c)半導体基板上の前記第1の領域と第2の領域との間に存在する第3の領域で、前記第1のラインパターンと前記第5のラインパターンに連なる導電体からなる第7のラインパターンおよび前記第3のラインパターンと前記第6のラインパターンに連なる導電体からなる第8のラインパターンが形成された第3のライン&スペースパターンとを具備している。そして、(d)前記第2のラインパターンは前記第1の領域と第3の領域との境界位置で終端されており、前記第4のラインパターンは前記第3の領域と第2の領域との境界位置まで延長されて終端されており、(e)前記第7のラインパターンは、第3の領域内の長さ方向の途中でライン幅が段状に変化し、前記第1のラインパターン側よりも前記第5のラインパターン側の方がライン幅が段状に太くなるように形成されており、(f)前記第8のラインパターンは、第3の領域内の長さ方向の途中でライン幅が段状に変化し、前記第3のラインパターン側よりも前記第6のラインパターン側の方がライン幅が段状に太くなるように形成されており、(g)前記各ライン&スペースパターンはそれぞれ対応する領域で少なくとも2組以上周期的に繰り返すように配置されている。 Here, the characteristics of the pattern of the semiconductor device according to the first embodiment formed using the mask pattern of FIG. 1 are summarized as follows: (a) In each of the first regions on the semiconductor substrate, the line width L is A first line & space pattern formed such that first, second, third, and fourth line patterns made of a conductive material are sequentially arranged via inter-line spaces S, and (b) on a semiconductor substrate In the second region, the second line & space pattern formed so that the fifth and sixth line patterns made of conductors each having a line width L or more are arranged in order via the inter-line spaces S or more, respectively. And (c) a third region existing between the first region and the second region on the semiconductor substrate, and made of a conductor connected to the first line pattern and the fifth line pattern. First And comprises a third line and space pattern eighth line pattern composed of a line pattern and the third conductor and the line pattern connected to the line pattern of the sixth was formed. And (d) the second line pattern is terminated at a boundary position between the first region and the third region, and the fourth line pattern includes the third region and the second region. (E) In the seventh line pattern, the line width changes stepwise in the length direction in the third region, and the first line pattern The fifth line pattern side is formed so that the line width is thicker stepwise than the side, and (f) the eighth line pattern is halfway in the length direction in the third region. The line width is changed stepwise, and the line width is formed to be thicker on the sixth line pattern side than on the third line pattern side, and (g) each line & Space pattern around at least 2 sets in each corresponding area It is arranged so as repeated manner.
<第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法>
次に、図1のマスクを使用して半導体基板上のフォトレジストにパターンを転写し、配線パターンを形成する方法について簡単に説明する。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device According to First Embodiment>
Next, a method for forming a wiring pattern by transferring a pattern to a photoresist on a semiconductor substrate using the mask of FIG. 1 will be briefly described.
まず、半導体基板上に堆積された導電体膜(金属膜あるいは半導体膜)上にフォトレジストを塗布し、このフォトレジストに対して図1のマスクを用いて光リソグラフィによりパターン露光を行う。次に、露光後のフォトレジストの一部を剥離し、導電体膜の露出部をエッチング除去してパターニングを行う。この際、露光工程は、通常照明法を用いてもよいが、変形照明法を用いることも可能である。また、図1のマスクの各遮光部を位相を変化させる半透明な材料に変えたハーフトーン位相シフトマスクを使用することも可能である。 First, a photoresist is applied on a conductor film (metal film or semiconductor film) deposited on a semiconductor substrate, and pattern exposure is performed on the photoresist by photolithography using the mask of FIG. Next, a part of the exposed photoresist is removed, and the exposed portion of the conductor film is removed by etching to perform patterning. At this time, an ordinary illumination method may be used for the exposure step, but a modified illumination method may also be used. It is also possible to use a halftone phase shift mask in which each light shielding portion of the mask of FIG. 1 is changed to a translucent material that changes the phase.
<第1の実施形態に係るマスク、半導体装置およびその製造方法の変形例>
第1の実施形態に係るマスクの変形例として、第1の実施形態に係るマスクにおけるライン&スペースパターンにおける遮光部と透光部を逆にした反転マスクを構成してもよい。
<Modification of Mask, Semiconductor Device, and Manufacturing Method Therefor>
As a modification of the mask according to the first embodiment, an inversion mask in which the light shielding portion and the light transmitting portion in the line & space pattern in the mask according to the first embodiment are reversed may be configured.
次に、この反転マスクを使用して半導体基板上のフォトレジストにパターンを転写し、配線パターンを形成する方法について簡単に説明する。 Next, a method for forming a wiring pattern by transferring a pattern to a photoresist on a semiconductor substrate using this inversion mask will be briefly described.
まず、半導体基板上の絶縁膜上にフォトレジストを塗布し、このフォトレジストに対して前記反転マスクを用いて光リソグラフィによりパターン露光を行う。次に、前記露光後のフォトレジストの一部を剥離し、絶縁膜の露出部をエッチング除去して配線形成用の溝を形成する。この後、配線形成用の溝の内部に導電体を埋め込み形成する。この際、露光工程は、通常照明法を用いてもよいが、変形照明法を用いることも可能である。また、反転マスクの各遮光部を位相を変化させる半透明な材料に変えたハーフトーン位相シフトマスクを使用することも可能である。 First, a photoresist is applied on an insulating film on a semiconductor substrate, and pattern exposure is performed on the photoresist by photolithography using the inversion mask. Next, a part of the exposed photoresist is peeled off, and the exposed portion of the insulating film is removed by etching to form a wiring formation groove. Thereafter, a conductor is embedded in the wiring forming groove. At this time, an ordinary illumination method may be used for the exposure step, but a modified illumination method may also be used. It is also possible to use a halftone phase shift mask in which each light shielding portion of the reversal mask is changed to a semitransparent material that changes the phase.
<第2の実施の形態に係るマスク>
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置パターン露光用マスクに形成されているマスクパターンの一部を示す平面図である。図5は、図4のマスクパターンの一部を取り出して拡大して示している。
<Mask according to Second Embodiment>
FIG. 4 is a plan view showing a part of a mask pattern formed on a semiconductor device pattern exposure mask according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 shows an enlarged view of a part of the mask pattern shown in FIG.
図4および図5に示すマスクパターンは、図1および図2を参照して前述した第1の実施の形態に係るマスクパターンと比べて、(1)第2のマスク領域12内において、第5のラインパターン121 の位置が図面の下方向へ少しシフトしており、結果として、第3のマスク領域13内において、第7のラインパターン131aが段状に屈曲している点、(2)第2のマスク領域12内において、第6のラインパターン122 の位置が図面の上方向(第5のラインパターン121 のシフト方向とは逆方向)へ少しシフトしており(第5のラインパターン121 との間隔はS以上)、結果として、第3のマスク領域13内において、第8のラインパターン132aが段状に屈曲している点が異なり、その他は同じであるので図1および図2中と同一符号を付している。
The mask pattern shown in FIGS. 4 and 5 is different from the mask pattern according to the first embodiment described above with reference to FIGS. 1 and 2. The position of the
即ち、第3のマスク領域13において、第7のラインパターン131aは、長さ方向の途中でライン幅が段状に変化し、第1のラインパターン111 側よりも第5のラインパターン121a側の方がライン幅が段状に太くなるように形成されている。同様に、第8のラインパターン132aは、第3のマスク領域13内の長さ方向の途中でライン幅が段状に変化し、第3のラインパターン113 側よりも第6のラインパターン122a側の方がライン幅が段状に太くなるように形成されている。
That is, in the
上記第7のラインパターン131aおよび第8のラインパターン132aが屈曲する向きは、それぞれが互いに接近する方向になっている。また、屈曲している部分の配線のライン幅はLである。この部分のライン幅はLより大きくてもかまわないが、占有面積の増大につながるため望ましくなく、Lとすることが適当である。
The bending directions of the
また、上記第7のラインパターン131aおよび第8のラインパターン132aと平行に、第1のマスク領域11における第4のラインパターン114 がそのライン幅Lのまま延びている。上記第7のラインパターン131a、第8のラインパターン132aおよび第4のラインパターン114 のピッチは2×(L+S)となっており、ライン間スペースはSとなっているが、Sより大きくても構わない。
In addition, the
前記第7のラインパターン131aおよび第8のラインパターン132aのライン幅が段状に屈曲する位置は、第3のマスク領域13と第1のマスク領域11との境界位置から長さ方向に前記S以上、かつ、第3のマスク領域13と第2のマスク領域12との境界位置から長さ方向に前記L以上(本例ではL)の位置である。
The positions at which the line widths of the
本例では、第7のラインパターン131aおよび第8のラインパターン132aは、前記第1のラインパターン111 および第3のラインパターン113 がそのライン幅のままで第3のマスク領域13内へパターン長さ方向へ距離Sの部分まで延び、この部分でライン幅が広くなっている。
In this example, the
なお、上記第7のラインパターン131aおよび第8のラインパターン132aのライン幅が段状に屈曲する位置は、第3のマスク領域13と第1のマスク領域11との境界位置からSより大きくても構わないが、余り大きくすると、パターンの占有面積が大きくなってしまい、製作しようとする半導体装置のコスト増加を招き、望ましくない。そこで、この部分の距離はSとすることが適当である。
The position where the line widths of the
上述したマスクパターンにおいて、マスク上の最小スペースはSであり、このマスク上の最小スペースSは、ライン&スペースパターンの最小スペースSと合わせることが望ましい。その理由は第1の実施の形態で前述した通りである。 In the mask pattern described above, the minimum space on the mask is S, and it is desirable that the minimum space S on the mask is matched with the minimum space S of the line & space pattern. The reason is as described above in the first embodiment.
<第2の実施形態に係る半導体装置>
図6は、図4のマスクパターンを使用して半導体装置上のフォトレジストに露光することにより得られるレジストパターンを光学シミュレーションにより求めた結果を示している。このシミュレーションに際して、光源の条件などは第1の実施の形態と同様である。
<Semiconductor Device According to Second Embodiment>
FIG. 6 shows a result obtained by optical simulation of a resist pattern obtained by exposing a photoresist on a semiconductor device using the mask pattern of FIG. In this simulation, the conditions of the light source are the same as those in the first embodiment.
図6に示すレジストパターンは、図4のマスクパターンに対応して形成されており、配線の断線、ショートなどが見られず、また、ライン幅が極端に細い部分やスペースが極端に狭い部分も見られない。したがって、実際に半導体基板上にパターン露光を行った場合にも、十分なプロセスマージンを確保でき、良好な配線パターンが得られるものと予想される。 The resist pattern shown in FIG. 6 is formed corresponding to the mask pattern shown in FIG. 4, and there is no disconnection or short circuit of the wiring, and there is no part where the line width is extremely narrow or the space is extremely narrow. can not see. Therefore, even when pattern exposure is actually performed on a semiconductor substrate, it is expected that a sufficient process margin can be secured and a good wiring pattern can be obtained.
なお、第2の実施形態に係る半導体装置の製法は、前述した第1の実施形態に準じて実施すればよく、また、図4のマスクパターンの反転マスクを使用して製造することも可能である。 Note that the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment may be performed in accordance with the first embodiment described above, and may be manufactured using the reversal mask of the mask pattern of FIG. is there.
<第3の実施の形態に係るマスク>
図7は、本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置パターン露光用マスクに形成されているマスクパターンの一部を示す平面図である。図8は、図7のマスクパターンの一部を取り出して拡大して示している。
<Mask according to Third Embodiment>
FIG. 7 is a plan view showing a part of a mask pattern formed on a semiconductor device pattern exposure mask according to the third embodiment of the present invention. FIG. 8 shows an enlarged view of a part of the mask pattern of FIG.
図7および図8に示すマスクパターンは、図4および図5を参照して前述した第2の実施の形態に係るマスクパターンと比べて、第4のラインパターン114 の終端位置が第7のラインパターン131aあるいは第8のラインパターン132aの屈曲部分よりもさらに第2の領域12に近づいている点が異なり、その他は同じであるので図1および図2中と同一符号を付している。
The mask pattern shown in FIGS. 7 and 8 is such that the end position of the
換言すれば、第4のラインパターン114 の終端位置は、第3の領域13と第2の領域12との境界位置であり、この境界位置から長さ方向にL以上の位置で第7のラインパターン131aおよび第8のラインパターン132aのライン幅方向の一端側が段状に屈曲しており、この屈曲位置からさらに長さ方向にLの位置で第7のラインパターン131aおよび第8のラインパターン132aのライン幅方向の他端側が段状に屈曲している。
In other words, the end position of the
<第3の実施形態に係る半導体装置>
図9は、図7のマスクパターンを使用して半導体装置上のフォトレジストに露光することにより得られるレジストパターンを光学シミュレーションにより求めた結果を示している。このシミュレーションに際して、光源の条件などは第1の実施の形態と同様である。
<Semiconductor Device According to Third Embodiment>
FIG. 9 shows a result obtained by optical simulation of a resist pattern obtained by exposing a photoresist on a semiconductor device using the mask pattern of FIG. In this simulation, the conditions of the light source are the same as those in the first embodiment.
図9に示すレジストパターンは、図7のマスクパターンに対応して形成されており、配線の断線、ショートなどが見られず、また、ライン幅が極端に細い部分やスペースが極端に狭い部分も見られない。したがって、実際に半導体基板上にパターン露光を行った場合にも、十分なプロセスマージンを確保でき、良好な配線パターンが得られるものと予想される。 The resist pattern shown in FIG. 9 is formed corresponding to the mask pattern of FIG. 7, and there is no disconnection or short-circuiting of the wiring, and there are portions where the line width is extremely thin or spaces are extremely narrow. can not see. Therefore, even when pattern exposure is actually performed on a semiconductor substrate, it is expected that a sufficient process margin can be secured and a good wiring pattern can be obtained.
しかも、図7のマスクを使用した場合には、第2の実施形態に係る図4のマスクを使用した場合と比べて、第4のラインパターン113 の終端部付近で生じた回折光と、マスクの第7のラインパターン131aの屈曲部付近および第8のラインパターン132aの屈曲部付近で生じた回折光との干渉を小さくすることができ、配線の断線やショートを防止する効果をさらに高めることができる。
In addition, when the mask of FIG. 7 is used, compared to the case of using the mask of FIG. 4 according to the second embodiment, the diffracted light generated near the terminal portion of the
なお、第3の実施形態に係る半導体装置の製法は、前述した第1の実施形態に準じて実施すればよく、また、図7のマスクパターンの反転マスクを使用して製造することも可能である。 The semiconductor device manufacturing method according to the third embodiment may be performed according to the first embodiment described above, and can also be manufactured using the reversal mask of the mask pattern of FIG. is there.
<第4の実施の形態に係るマスク>
図10は、本発明の第4の実施の形態に係る半導体装置パターン露光用マスクに形成されているマスクパターンの一部を示す平面図である。
<Mask according to Fourth Embodiment>
FIG. 10 is a plan view showing a part of a mask pattern formed on a semiconductor device pattern exposure mask according to the fourth embodiment of the present invention.
図10に示すマスクパターンは、図7および図8を参照して前述した第3の実施の形態に係るマスクパターンと比べて、第2の領域12における第5ラインパターン121bおよび第6のラインパターン122bのライン幅が第3の領域13と第2の領域12との境界位置およびその近傍で段状に変化し、第5ラインパターン121bおよび第6のラインパターン122bが互いに接近する方向に段状に太くなっている点が異なり、その他は同じであるので図1および図2中と同一符号を付している。
The mask pattern shown in FIG. 10 is different from the mask pattern according to the third embodiment described above with reference to FIGS. 7 and 8, and the
換言すれば、配線ピッチが2×(L+S)のように大きい第5ラインパターン121bおよび第6のラインパターン122bのライン幅方向の一端側に補助パターンが付加されている。
In other words, the auxiliary pattern is added to one end side in the line width direction of the
<第4の実施形態に係る半導体装置>
図11は、図10のマスクパターンを使用して半導体装置上のフォトレジストに露光することにより得られるレジストパターンを光学シミュレーションにより求めた結果を示している。このシミュレーションに際して、光源の条件などは第1の実施の形態と同様である。
<Semiconductor Device According to Fourth Embodiment>
FIG. 11 shows a result obtained by optical simulation of a resist pattern obtained by exposing a photoresist on a semiconductor device using the mask pattern of FIG. In this simulation, the conditions of the light source are the same as those in the first embodiment.
図11に示すレジストパターンは、図10のマスクパターンに対応して形成されており、配線の断線、ショートなどが見られず、また、ライン幅が極端に細い部分やスペースが極端に狭い部分も見られない。したがって、実際に半導体基板上にパターン露光を行った場合にも、十分なプロセスマージンを確保でき、良好な配線パターンが得られるものと予想される。 The resist pattern shown in FIG. 11 is formed corresponding to the mask pattern shown in FIG. 10, and there is no disconnection or short circuit of the wiring, and there are portions where the line width is extremely narrow and spaces are extremely narrow. can not see. Therefore, even when pattern exposure is actually performed on a semiconductor substrate, it is expected that a sufficient process margin can be secured and a good wiring pattern can be obtained.
しかも、図10のマスクを使用した場合には、第3の実施形態に係る図7のマスクを使用した場合と比べて、第2の領域12における第5ラインパターン121bおよび第6のラインパターン122bのライン幅が第3の領域13と第2の領域12との境界位置およびその近傍で段状に広くなっており、この近傍で生じた回折光と第4のラインパターン114 の終端部付近で生じた回折光の干渉を小さくすることができ、配線の断線やショートを防止する効果をさらに高めることができる。
Moreover, when the mask of FIG. 10 is used, the
なお、第4の実施形態に係る半導体装置の製法は、前述した第1の実施形態に準じて実施すればよく、また、図10のマスクパターンの反転マスクを使用して製造することも可能である。 Note that the manufacturing method of the semiconductor device according to the fourth embodiment may be performed according to the first embodiment described above, and can also be manufactured using the reversal mask of the mask pattern of FIG. is there.
<第1〜第4の実施の形態の変形例>
第1〜第4の実施の形態においては、マスクの第1の領域11における第1のライン&スペースパターンは、ライン幅L以上を有するラインパターンがそれぞれライン間スペースSを介して順に並ぶように形成され、第2の領域12における第2のライン&スペースパターンは、ライン幅L以上を有するラインパターンがそれぞれライン間スペースS以上を介して順に並ぶように形成されている場合を示した。
<Modification of the first to fourth embodiments>
In the first to fourth embodiments, the first line & space pattern in the
この第1〜第4の実施の形態の変形例として、第1のライン&スペースパターンは、ラインパターンがピッチPで順に並ぶように形成され、第2のライン&スペースパターンは、ラインパターンがピッチ2×P以上で順に並ぶように形成された場合でも、第1〜第4の実施の形態とほぼ同様の効果が得られる。 As a modification of the first to fourth embodiments, the first line & space pattern is formed so that the line patterns are arranged in order at a pitch P, and the second line & space pattern is the pitch of the line pattern. Even when they are formed in order of 2 × P or more, substantially the same effect as in the first to fourth embodiments can be obtained.
また、この変形例に係るマスクパターンの反転マスクを使用して製造することも可能である。 Moreover, it is also possible to manufacture using the reversal mask of the mask pattern according to this modification.
<第5の実施の形態に係るマスク>
第5の実施の形態に係るマスクは、EEPROMの一種であるNAND型フラッシュメモリのパターン露光用マスクである。
<Mask according to Fifth Embodiment>
The mask according to the fifth embodiment is a pattern exposure mask for a NAND flash memory which is a kind of EEPROM.
ここで、NAND型フラッシュメモリについて簡単に説明する。不揮発性半導体記憶装置の一種であるEEPROMは、通常は、浮遊ゲートと制御ゲートが積層されたMOS 構造のメモリセル(EEPROMセル)を用いており、電気的に書き換え可能である。NAND型フラッシュメモリは、上記EEPROMセルを複数個直列接続したNANDセルのアレイを有するものであり、高集積化に向いている。 Here, the NAND flash memory will be briefly described. An EEPROM, which is a kind of nonvolatile semiconductor memory device, normally uses a MOS structure memory cell (EEPROM cell) in which a floating gate and a control gate are stacked, and is electrically rewritable. A NAND flash memory has an array of NAND cells in which a plurality of EEPROM cells are connected in series, and is suitable for high integration.
図12は、NAND型フラッシュメモリのメモリセルアレイにおけるワード線方向に配列された2ブロック分を取り出して等価回路を示している。 FIG. 12 shows an equivalent circuit by taking out two blocks arranged in the word line direction in the memory cell array of the NAND flash memory.
8個のEEPROMセル101 〜108 、201 〜208 が直列に接続されてそれぞれNANDセルを構成しており、これらのNANDセルのドレイン側は、ドレイン側選択トランジスタ1D、2Dを介してビット線BL1 、BL2 に接続され、ソース側は、ソース側選択トランジスタ1S、2Sを介してソース線SLに接続されている。
Eight
上記ドレイン側選択トランジスタ1個、NANDセル1個、ソース側選択トランジスタ1個を組み合わせたものを1ブロックとする複数個のブロックによってメモリセルアレイが構成されている。なお、NANDセルを構成するEEPROMセルの個数は8個に限らず、4個、16個、32個などいくつでも構わない。 A memory cell array is composed of a plurality of blocks each including one drain side select transistor, one NAND cell, and one source side select transistor. Note that the number of EEPROM cells constituting the NAND cell is not limited to eight, and may be any number such as four, sixteen, thirty-two, and the like.
図13は、NAND型フラッシュメモリのメモリセルアレイにおけるワード線方向に配列された3ブロック分を取り出して平面パターンを示している。 FIG. 13 shows a plane pattern obtained by taking out three blocks arranged in the word line direction in the memory cell array of the NAND flash memory.
NANDセルの制御ゲート電極はワード線WL1 〜WL8 に接続されており、このワード線WL1 〜WL8 は隣接するNANDセルの制御ゲート電極に共通に接続されている。また、隣接するドレイン側選択トランジスタ1D、2Dのゲート電極は共通にドレイン側選択ゲート線SG(D) に接続され、隣接するソース側選択トランジスタ1S、2Sのゲート電極は共通にソース側選択ゲート線SG(S) に接続されている。
The control gate electrodes of the NAND cells are connected to the word lines WL1 to WL8, and the word lines WL1 to WL8 are commonly connected to the control gate electrodes of adjacent NAND cells. The gate electrodes of the adjacent drain side
図14は、本発明の第5の実施の形態に係る半導体装置パターン露光用マスクに形成されているマスクパターンの一部を示す平面図である。図15は、図14のマスクパターンの一部を取り出して拡大して示している。 FIG. 14 is a plan view showing a part of a mask pattern formed on a semiconductor device pattern exposure mask according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 15 shows an enlarged view of a part of the mask pattern of FIG.
図14および図15に示すマスクパターンにおいて、11はNAND型フラッシュメモリのメモリセルアレイ領域に対応する第1のマスク領域、12は周辺回路領域に対応する第2のマスク領域、13はメモリセルアレイ領域と周辺回路領域との境界領域(接続領域)に対応する第3のマスク領域を示している。そして、斜線部は遮光部(遮光体パターン)、白地部は透光部を示しており、それぞれ対応して半導体基板上にラインパターン、スペースパターンを転写するためのものである。 In the mask patterns shown in FIGS. 14 and 15, 11 is a first mask region corresponding to the memory cell array region of the NAND flash memory, 12 is a second mask region corresponding to the peripheral circuit region, and 13 is a memory cell array region. A third mask region corresponding to a boundary region (connection region) with the peripheral circuit region is shown. A hatched portion indicates a light shielding portion (light shielding body pattern), and a white background portion indicates a light transmitting portion, which are respectively for transferring a line pattern and a space pattern onto a semiconductor substrate.
第1のマスク領域11には、それぞれライン幅Lを有する第1のラインパターン111 〜第8のラインパターン118 がそれぞれライン間スペースSを介して順に並び(配線ピッチはL+Sである)、かつ、上記ラインパターン111 〜118 が少なくとも2組以上周期的に繰り返すように配置された第1のライン&スペースパターンが形成されている。この場合、上記ラインパターン111 〜118 は、NANDセルの8本のワード線WL1 〜WL8 に対応するものであり、このラインパターン111 〜118 の各組の相互間に前記NANDセルのドレイン側選択ゲート線SG(D) およびソース側選択ゲート線SG(S) に対応するラインパターン110 および119 が配置されて形成されている。上記ドレイン側選択ゲート線に対応するラインパターン110 の一端側は、そのライン幅のまま延長され、第3のマスク領域13内を経て第2のマスク領域12におけるラインパターン120 に接続されている。
In the
第2のマスク領域12には、それぞれライン幅L以上を有する第9のラインパターン121 〜第12のラインパターン124 がそれぞれライン間スペースS以上を介して並び(配線ピッチは、2×(L+S)である)、かつ、上記ラインパターン121 〜124 が少なくとも2組以上周期的に繰り返すように配置された第2のライン&スペースパターンが形成されている。この場合、上記ラインパターン121 〜124 の各組の相互間に前記ドレイン側選択ゲート線に対応するラインパターン120 が配置されている。
In the
そして、第1のマスク領域11におけるラインパターン111 〜118 のうちの例えば偶数番目の第2、第4、第6、第8のラインパターン112 、114 、116 、118の各一端側は、延長され、第3のマスク領域13内を経て第2のマスク領域12におけるラインパターン121 〜124 に接続されている。
For example, one end side of even-numbered second, fourth, sixth, and
これに対して、第1のマスク領域11におけるラインパターン111 〜118 のうちの残りの奇数番目の第1、第3、第5、第7のラインパターン111 、113 、115 、117 の各一端側は、第3のマスク領域13において終端されている。この場合、第1のラインパターン111 は、第1のマスク領域11と第3のマスク領域13との境界位置で終端されており、第3のラインパターン113 および第7のラインパターン117 はそのライン幅のまま延長され、第3のマスク領域13の中間位置で終端されており、第5のラインパターン115 は第3のマスク領域13と第2のマスク領域12との境界位置までそのライン幅のまま延長されて終端されている。
On the other hand, one end side of each of the remaining odd-numbered first, third, fifth, and
換言すれば、第1のライン&スペースパターンのうちで第2のライン&スペースパターンに連ならない4本の各ラインパターン(第1、第3、第5、第7のラインパターン111 、113 、115 、117 )は、第1の領域11と第3の領域13との境界位置、第3の領域13と第2の領域12との境界位置、第3の領域13内のいずれかの位置で終端され、かつ、第1のライン&スペースパターンの配列の中央部に位置するほど終端位置が第2の領域12に近づいている。
In other words, four line patterns (first, third, fifth, and
即ち、第3のマスク領域13には、第2のラインパターン112 と第9のラインパターン121 に連なる第13のラインパターン131 、第4のラインパターン114 と第10のラインパターン122 に連なる第14のラインパターン132 、第6のラインパターン116 と第11のラインパターン123 に連なる第15のラインパターン133 および第8のラインパターン118 と第12のラインパターン124 に連なる第16のラインパターン134 が並び、かつ、上記ラインパターン131 〜134 が少なくとも2組以上周期的に繰り返すように配置された第3のライン&スペースパターンが形成されている。この場合、第1のマスク領域11における第3、第5、第7のラインパターン111 、113 、115 、117 は第3のマスク領域13内に延長されており、第3のマスク領域13内のラインパターンの配列順は、131 、113 、132 、115 、133 、117 、134 である。さらに、上記ラインパターン131 〜134 の各組の相互間に前記ドレイン側選択ゲート線に対応するラインパターン130 が配置されている。
That is, in the
そして、上記ラインパターン131 〜134 は、第3の領域13内の長さ方向の途中でライン幅が段状に変化するとともに段状に屈曲し、第1のライン&スペースパターン側よりも第2のライン&スペースパターン側の方がライン幅が段状に太くなるように形成されており、かつ、ライン幅が段状に変化する位置は第3のライン&スペースパターンの配列の中央部に位置するほど第2の領域12に近づいている。
The
この場合、第13のラインパターン131 が屈曲する向きは、第1のラインパターン111 に近付く方向になっており、屈曲部分の長さはL以上(パターンの占有面積を抑制する点からLとすることが適当である)であり、そのライン幅方向の一端が段状に変化する位置は、第1のラインパターン111 の終端位置から長さ方向にS以上(パターンの占有面積を抑制する点からSとすることが適当である)の位置である。
In this case, the direction in which the
また、第3のラインパターン113 の終端位置は、第13のラインパターン131のライン幅方向の他端が段状に変化する位置から長さ方向にS以上(パターンの占有面積を抑制する点からSとすることが適当である)の位置である。
The end position of the
また、第14のラインパターン132 が屈曲する向きは、第3のラインパターン113 に近付く方向になっており、屈曲部分の長さはL以上(パターンの占有面積を抑制する点からLとすることが適当である)であり、そのライン幅方向の一端が段状に変化する位置は、第3のラインパターン113 の終端位置から長さ方向にS以上(パターンの占有面積を抑制する点からSとすることが適当である)の位置である。
In addition, the direction in which the
また、第5のラインパターン115 の終端位置は、第14のラインパターン132のライン幅方向の他端が段状に変化する位置から長さ方向にL以上(パターンの占有面積を抑制する点からLとすることが適当である)の位置である。
The end position of the
また、第15のラインパターン133 が屈曲する向きは、第7のラインパターン117 に近付く方向になっており、屈曲部分の長さはL以上(パターンの占有面積を抑制する点からLとすることが適当である)であり、そのライン幅方向の一端が段状に変化する位置は、第3のラインパターン113 の終端位置から長さ方向にS以上(パターンの占有面積を抑制する点からSとすることが適当である)の位置である。つまり、第15のラインパターン133 が屈曲する位置は第14のラインパターン132 が屈曲する位置と同一線上である。
The direction in which the
また、第7のラインパターン117 の終端位置は、第13のラインパターン131のライン幅方向の他端が段状に変化する位置から長さ方向にS以上(パターンの占有面積を抑制する点からSとすることが適当である)の位置である。つまり、第7のラインパターン117 の終端位置は第3のラインパターン113 の終端位置と同一線上である。
The end position of the
また、第16のラインパターン134 が屈曲する向きは、第7のラインパターン117 から遠去かる方向になっており、そのライン幅方向の一端が段状に変化する位置は、第1のラインパターン111 の終端位置から長さ方向にS以上(パターンの占有面積を抑制する点からSとすることが適当である)の位置であり、屈曲部分の長さはL以上(パターンの占有面積を抑制する点からLとすることが適当である)である。つまり、第16のラインパターン134 が屈曲する位置は第13のラインパターン131 が屈曲する位置と同一線上である。
The direction in which the
上述したマスクパターンにおいて、マスク上の最小スペースはSであり、このマスク上の最小スペースSは、ライン&スペースパターンの最小スペースSと合わせることが望ましい。その理由は第1の実施の形態で前述した通りである。 In the mask pattern described above, the minimum space on the mask is S, and it is desirable that the minimum space S on the mask is matched with the minimum space S of the line & space pattern. The reason is as described above in the first embodiment.
なお、第1のマスク領域11の他端側にも、図1中に示した第3のマスク領域13および第2のマスク領域12と対称的に、図示しない第3のマスク領域および第2のマスク領域が存在している。そして、第1のマスク領域11における第2、第4、第6、第8のラインパターン112 、114 、116 、118 の各他端側は、図示しない第3のマスク領域13において終端されている。
Note that a third mask region and a second mask region (not shown) are also provided on the other end side of the
また、第1のマスク領域11における第1、第3、第5、第7のラインパターン111 、113 、115 、117 の各他端側は、延長され、図示しない第3のマスク領域13内を経て図示しない第2のマスク領域12のラインパターンに接続されている。こうして、第1のマスク領域11の全てのラインパターンが第2のマスク領域へ接続される。
The other end sides of the first, third, fifth, and
<第5の実施形態に係る半導体装置>
図16は、図14のマスクパターンを使用してNAND型フラッシュメモリ上のフォトレジストに露光することにより得られるレジストパターンを光学シミュレーションにより求めた結果を示している。このシミュレーションに際して、光源の条件などは第1の実施の形態と同様である。
<Semiconductor Device According to Fifth Embodiment>
FIG. 16 shows a result obtained by optical simulation of a resist pattern obtained by exposing the photoresist on the NAND flash memory using the mask pattern of FIG. In this simulation, the conditions of the light source are the same as those in the first embodiment.
図16に示すレジストパターンは、図14のマスクパターンに対応して形成されており、配線の断線、ショートなどが見られず、また、ライン幅が極端に細い部分やスペースが極端に狭い部分も見られない。したがって、実際に半導体基板上にパターン露光を行った場合にも、十分なプロセスマージンを確保でき、良好な配線パターンが得られるものと予想される。 The resist pattern shown in FIG. 16 is formed corresponding to the mask pattern shown in FIG. 14, and there is no disconnection or short circuit of the wiring, and there is an extremely narrow line width or an extremely narrow space. can not see. Therefore, even when pattern exposure is actually performed on a semiconductor substrate, it is expected that a sufficient process margin can be secured and a good wiring pattern can be obtained.
なお、第5の実施形態に係る半導体装置の製法は、前述した第1の実施形態に準じて実施すればよく、また、図14のマスクパターンの反転マスクを使用して製造することも可能である。 Note that the semiconductor device manufacturing method according to the fifth embodiment may be performed according to the first embodiment described above, and can also be manufactured using the reversal mask of the mask pattern of FIG. is there.
<第6の実施の形態に係るマスク>
図17は、本発明の第6の実施の形態に係る半導体装置パターン露光用マスクに形成されているマスクパターンの一部を示す平面図である。
<Mask According to Sixth Embodiment>
FIG. 17 is a plan view showing a part of a mask pattern formed on a semiconductor device pattern exposure mask according to the sixth embodiment of the present invention.
図17に示すマスクパターンは、NAND型フラッシュメモリのパターン露光用マスクであり、11はNAND型フラッシュメモリのメモリセルアレイにおける第1のマスク領域、12は周辺回路領域に対応する第2のマスク領域、13はメモリセルアレイ領域と周辺回路領域との境界領域(接続領域)に対応する第3のマスク領域を示している。
The mask pattern shown in FIG. 17 is a pattern exposure mask for a NAND flash memory, 11 is a first mask area in the memory cell array of the NAND flash memory, 12 is a second mask area corresponding to the peripheral circuit area,
NAND型フラッシュメモリのメモリセルアレイにおいては、図12に示した等価回路を参照して前述したように、例えばドレイン側選択トランジスタ1D、8個のEEPROMセル101 〜108 が直列接続されてなるNANDセル、ソース側選択トランジスタ1Sを組み合わせたものを1ブロックとする複数個のブロックによってメモリセルアレイが構成されている。ここでは、ビット線方向に配列された4ブロック分に対応する領域を示している。
In the memory cell array of the NAND type flash memory, as described above with reference to the equivalent circuit shown in FIG. 12, for example, a drain-
第1のマスク領域11には、メモリセルアレイ領域の第1のブロック、第2のブロック、第3のブロック、第4のブロックの各NANDセルのワード線WL1 〜WL8 を形成するためのそれぞれ遮光体からなる8本のラインパターン111 〜118 がライン間スペースSを介してピッチP1 で順に並ぶように形成された少なくとも4個(第1、第2、第3、第4)のライン&スペースパターンが配置されている。
The
第2のマスク領域12には、それぞれ遮光体からなる8本のラインパターン121〜128 がライン間スペースを介して2×P1 以上のピッチで繰り返すように形成された第5、第6のライン&スペースパターンが配置されている。
In the
第3のマスク領域13には、第7のライン&スペースパターンと第8のライン&スペースパターンが繰り返すように配置されている。上記第7のライン&スペースパターンは、第1のマスク領域11における第2のライン&スペースパターンの8本のラインパターン111 〜118 と第2のマスク領域12における第5のライン&スペースパターンの8本のラインパターン121 〜128 に連なるそれぞれ遮光体からなる8本のラインパターン131 〜138 およびライン間スペースパターンが繰り返すように形成されている。前記第8のライン&スペースパターンは、第3のライン&スペースパターンの8本のラインパターン111 〜118 と第6のライン&スペースパターンの8本のラインパターン121 〜128 に連なるそれぞれ遮光体からなる8本のラインパターン131 〜138 およびライン間スペースパターンが繰り返すように形成されている。
In the
第1のマスク領域11における第1のライン&スペースパターンおよび第4のライン&スペースパターンの各ラインパターン111 〜118 は、第1の領域11と第3の領域13との境界位置で終端されている。
The
第3のマスク領域13における第7のライン&スペースパターンおよび第8のライン&スペースパターンの各ラインパターン131 〜138 の各一部は、第1のマスク領域11のパターンの長さ方向に対して斜めに配置されており、かつ、斜めに配置された部分のピッチP2 は、第1のマスク領域11におけるラインパターン111〜118 のピッチP1 よりも大きく、第2のマスク領域12におけるラインパターン121 〜128 のピッチ2×P1 よりは小さくなっている。即ち、P1 <P2 <2×P1 である。
Each part of the
そして、第1、第2、第3、第4のライン&スペースパターンは、第1のマスク領域11で少なくとも2組以上周期的に繰り返すように配置され、第5、第6のライン&スペースパターンは第2のマスク領域12で少なくとも2組以上周期的に繰り返すように配置され、第7、第8のライン&スペースパターンは第3のマスク領域13で少なくとも2組以上周期的に繰り返すように配置されている。
The first, second, third, and fourth line & space patterns are arranged so as to periodically repeat at least two or more sets in the
なお、第1のマスク領域11の他端側にも、図17中に示した第3のマスク領域13および第2のマスク領域12と対称的に、図示しない第3のマスク領域および第2のマスク領域が存在している。そして、第1のマスク領域における第2、第3のライン&スペース中のラインパターン111 〜118 (第2、第3のブロック内の各メモリセルのゲート線)の各他端側は、図示しない第3のマスク領域において終端されている。また、第1のマスク領域における第1、第4のライン&スペース中のラインパターン111 〜118 (第1、第4のブロック内の各メモリセルのゲート線)の各他端側は、延長され、図示しない第3のマスク領域内を経て図示しない第2のマスク領域のラインパターンに接続されている。こうして、第1のマスク領域11の全てのラインパターン111 〜118 が第2のマスク領域へ接続されるようにしている。
Note that a third mask region and a second mask (not shown) are also provided on the other end side of the
なお、図17中、110 はNANDセルブロックのドレイン側選択ゲート線SG(D) に対応するラインパターンであり、119 はソース側選択ゲート線SG(S) に対応するラインパターンである。 In FIG. 17, 110 is a line pattern corresponding to the drain side select gate line SG (D) of the NAND cell block, and 119 is a line pattern corresponding to the source side select gate line SG (S).
<第6の実施形態に係る半導体装置>
図18は、図17のマスクパターンを使用してNAND型フラッシュメモリ上のフォトレジストに露光することにより得られるレジストパターンを光学シミュレーションにより求めた結果を示している。このシミュレーションに際して、光源の条件などは第1の実施の形態と同様である。
<Semiconductor Device According to Sixth Embodiment>
FIG. 18 shows a result obtained by optical simulation of a resist pattern obtained by exposing the photoresist on the NAND flash memory using the mask pattern of FIG. In this simulation, the conditions of the light source are the same as those in the first embodiment.
図18に示すレジストパターンは、図17のマスクパターンに対応して形成されており、配線の断線、ショートなどが見られず、また、ライン幅が極端に細い部分やスペースが極端に狭い部分も見られない。したがって、実際に半導体基板上にパターン露光を行った場合にも、十分なプロセスマージンを確保でき、良好な配線パターンが得られるものと予想される。 The resist pattern shown in FIG. 18 is formed corresponding to the mask pattern shown in FIG. 17, and there is no disconnection or short-circuiting of the wiring, and there are portions where the line width is extremely narrow or spaces are extremely narrow. can not see. Therefore, even when pattern exposure is actually performed on a semiconductor substrate, it is expected that a sufficient process margin can be secured and a good wiring pattern can be obtained.
なお、第6の実施形態に係る半導体装置の製法は、前述した第1の実施形態に準じて実施すればよく、また、図17のマスクパターンの反転マスクを使用して製造することも可能である。 Note that the manufacturing method of the semiconductor device according to the sixth embodiment may be performed according to the first embodiment described above, and can also be manufactured using the reversal mask of the mask pattern of FIG. is there.
11…第1のマスク領域、12…第2のマスク領域、13…第3のマスク領域、111 〜114 …第1〜第4のラインパターン、121 …第5のラインパターン、122 …第6のラインパターン、131 …第7のラインパターン、132 …第8のラインパターン、L…ライン幅、S…ライン間スペース。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記半導体基板上の第1の領域で、ライン幅Lを有する導電体からなる複数(n)本の
ラインパターンがそれぞれライン間スペースSを介して順に並ぶように形成された第1の
ライン&スペースパターンと、
前記半導体基板上の第2の領域で、それぞれライン幅L以上を有する導電体からなるn
/2本のラインパターンがライン間スペースを介して繰り返すように形成された第2のラ
イン&スペースパターンと、
前記半導体基板上の前記第1の領域と第2の領域との間に存在する第3の領域で、前記
第1のライン&スペースパターンのうちの1つ置きのn/2本のラインパターンと前記第
2のライン&スペースパターンの前記n/2本のラインパターンに連なるn/2本の導電
体からなるラインパターンが形成された第3のライン&スペースパターンとを具備し、
前記第1のライン&スペースパターンのうちで前記第2のライン&スペースパターンに
連ならないn/2本の各ラインパターンは、前記第1の領域と第3の領域との境界位置で
終端する第1のラインパターンと、前記第3の領域と第2の領域との境界位置で終端する
第2のラインパターンと、前記第1のラインパターンと前記第2のラインパターンの間に
位置し前記第3の領域内で終端する第3のラインパターンを有し、前記第3のライン&ス
ペースパターンの各ラインパターンは、隣接する2本の前記第1、第3のラインパターン
、または、前記第2、第3のラインパターン、または、前記第3のラインパターンの終端
位置の間の前記第3の領域内の長さ方向の途中でライン幅が変化し、前記第1の領域側よ
りも前記第2の領域側の方がライン幅が太くなるように形成されていることを特徴とする
半導体装置。 A semiconductor substrate;
In the first region on the semiconductor substrate, a first line and space formed such that a plurality of (n) line patterns made of a conductor having a line width L are arranged in order via inter-line spaces S, respectively. With patterns,
N made of a conductor having a line width L or more in the second region on the semiconductor substrate.
/ A second line & space pattern formed so that two line patterns repeat through a space between lines;
A third region existing between the first region and the second region on the semiconductor substrate, and n / 2 line patterns every other one of the first line and space patterns; A third line & space pattern formed with a line pattern made of n / 2 conductors connected to the n / 2 line patterns of the second line & space pattern;
In each line pattern of the Ren'nara not n / 2 present in the second line and space pattern of the first line and space pattern, the boundary position between the first and third regions
Terminate at the first line pattern to terminate and the boundary position between the third region and the second region.
Between the second line pattern and the first line pattern and the second line pattern
A third line pattern positioned and terminating in the third region , wherein each line pattern of the third line & space pattern includes two adjacent first and third line patterns;
Or the end of the second or third line pattern or the third line pattern.
The line width is changed in the middle of the third region between the positions, and the second region side is formed to be thicker on the second region side than on the first region side. A semiconductor device characterized by comprising:
前記半導体基板上の第1の領域で、ライン幅Lを有する導電体からなる複数(n)本の
ラインパターンがそれぞれライン間スペースSを介して順に並ぶように形成された第1の
ライン&スペースパターンと、
前記半導体基板上の第2の領域で、それぞれライン幅L以上を有する導電体からなるn
/2本のラインパターンがライン間スペースを介して繰り返すように形成された第2のラ
イン&スペースパターンと、
前記半導体基板上の前記第1の領域と第2の領域との間に存在する第3の領域で、前記
第1のライン&スペースパターンのうちの1つ置きのn/2本のラインパターンと前記第
2のライン&スペースパターンの前記n/2本のラインパターンに連なるn/2本の導電
体からなるラインパターンが形成された第3のライン&スペースパターンとを具備し、
前記第1のライン&スペースパターンのうちで前記第2のライン&スペースパターンに
連ならないn/2本の各ラインパターンは、前記第1の領域と第3の領域との境界位置で
終端するラインパターンと、前記第3の領域と第2の領域との境界位置で終端するライン
パターンとが交互に配置されており、前記第3のライン&スペースパターンの各ラインパ
ターンは、前記第3の領域内の長さ方向の途中でライン幅が変化し、前記第1の領域側よ
りも前記第2の領域側の方がライン幅が太くなるように形成されていることを特徴とする
半導体装置。 A semiconductor substrate;
In the first region on the semiconductor substrate, a plurality (n) of conductors having a line width L
The first line patterns are formed so that the line patterns are arranged in order via the inter-line spaces S.
Line & space pattern,
N made of a conductor having a line width L or more in the second region on the semiconductor substrate.
/ Second line formed so that two line patterns repeat through the space between lines
With in & space pattern,
A third region existing between the first region and the second region on the semiconductor substrate;
Every other n / 2 line patterns of the first line & space pattern and the first
N / 2 conductive lines connected to the n / 2 line pattern of two line & space patterns
A third line & space pattern formed with a body line pattern,
Of the first line & space pattern, the second line & space pattern
Each n / 2 line pattern that is not connected is a boundary position between the first region and the third region.
A line pattern that terminates and a line that terminates at the boundary between the third region and the second region
Patterns are alternately arranged, and each line pattern of the third line & space pattern is arranged.
In the turn, the line width changes in the middle of the third region in the length direction, and the first region side
Further, the second region side is formed to have a thicker line width.
Semiconductor device .
ンが複数本配置され、
前記第3のラインパターンは、前記第1のラインパターンから前記第2のラインパターン
に近づくに従って終端位置が前記第2の領域に近づいており、
前記第3のラインパターンの間に位置するそれぞれの前記第3のライン&スペースパタ
ーンの各ラインパターンは、前記第1のラインパターンから前記第2のラインパターンに
近づくに従って前記ライン幅が変化する位置が前記第2の領域に近づいていることを特徴
とする請求項1記載の半導体装置。 The third line pattern between the first line pattern and the second line pattern
Multiple
The third line pattern includes the first line pattern to the second line pattern.
The end position approaches the second region as it approaches
Each line pattern of the third line & space pattern positioned between the third line patterns is changed from the first line pattern to the second line pattern.
The semiconductor device according to claim 1, wherein a position where the line width changes is equal to or approaching the second region as the distance.
方向の途中でライン幅が段状に変化し、該ライン幅が段状に変化する位置は、第3の領域
と第1の領域との境界位置から長さ方向に前記Sの位置であることを特徴とする請求項2
記載の半導体装置。 In each line pattern of the third line & space pattern, the line width changes stepwise in the length direction in the third region, and the position where the line width changes stepwise is the third position. 3. The position of S in the length direction from a boundary position between the first region and the first region.
The semiconductor device described.
モリセル周辺回路が形成されている領域であることを特徴とする請求項1または2記載の
半導体装置。 3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first region is a region where a memory cell array is formed, and the second region is a region where a memory cell peripheral circuit is formed.
前記半導体基板上の第1の領域で、それぞれ導電体からなる複数(n)本のラインパタ
ーンが第1のライン間スペースを介してピッチP1で順に並ぶように形成された第1、第
2、第3、第4のライン&スペースパターンと、
前記半導体基板上の第2の領域で、それぞれ導電体からなるn本のラインパターンが第
2のライン間スペースを介してP1より大きなピッチP2で繰り返すように形成された第
5、第6のライン&スペースパターンと、
前記半導体基板上の前記第1の領域と第2の領域との間に存在する第3の領域で、前記
第2のライン&スペースパターンのn本の導電体からなるラインパターンと前記第5のラ
イン&スペースパターンのn本の導電体からなるラインパターンに連なるn本の導電体か
らなるラインパターンおよびライン間スペースが繰り返すように形成された第7のライン
&スペースパターン、ならびに、前記第3のライン&スペースパターンのn本の導電体か
らなるラインパターンと前記第6のライン&スペースパターンのn本の導電体からなるラ
インパターンに連なるn本の導電体からなるラインパターンおよびライン間スペースが繰
り返すように形成された第8のライン&スペースパターンとを具備し、
前記第1のライン&スペースパターンおよび第4のライン&スペースパターンの各ライ
ンパターンは前記第1の領域と第3の領域との境界位置および第3の領域内で終端されて
おり、
前記第7のライン&スペースパターンおよび第8のライン&スペースパターンの各ライ
ンパターンの各一部は、前記第1の領域のパターンの長さ方向に対して斜めに配置されて
おり、かつ、斜めに配置された部分のピッチP3は、P1<P3<P2であり、
前記3の領域を二つに分け、その一つを前記ライン&スペースパターンが前記斜め方向
に配置された領域とし、残りの一つを前記ライン&スペースパターンが前記第1の領域の
パターンの長さ方向に配置された領域とした場合、これらの二つの領域の境界は、前記第
1の領域の前記n本の導電体が配置される方向に対して斜め方向に延びていることを特徴
とする半導体装置。 A semiconductor substrate;
In the first region on the semiconductor substrate, a plurality of (n) line patterns each made of a conductor are formed so as to be sequentially arranged at a pitch P1 through a first inter-line space. Third and fourth line & space patterns;
In the second region on the semiconductor substrate, the fifth and sixth lines are formed such that n line patterns each made of a conductor repeat at a pitch P2 larger than P1 through the second inter-line space. & Space pattern,
In a third region existing between the first region and the second region on the semiconductor substrate, a line pattern made of n conductors of the second line & space pattern and the fifth region A line pattern consisting of n conductors connected to a line pattern consisting of n conductors of a line & space pattern, a seventh line & space pattern formed such that a space between lines repeats, and the third A line pattern consisting of n conductors in a line & space pattern and a line pattern consisting of n conductors connected to a line pattern consisting of n conductors in the sixth line & space pattern and a space between lines are repeated. And an eighth line & space pattern formed as follows:
Each line pattern of the first line & space pattern and the fourth line & space pattern is terminated in a boundary position between the first area and the third area and in the third area,
A part of each of the line patterns of the seventh line & space pattern and the eighth line & space pattern is arranged obliquely with respect to the length direction of the pattern of the first region, and obliquely pitch of the portion located P3 is Ri P1 <P3 <P2 der,
The three regions are divided into two, one of which is the region where the line and space pattern is arranged in the oblique direction, and the other is the length of the pattern of the first region. When the region is arranged in the vertical direction, the boundary between these two regions extends obliquely with respect to the direction in which the n conductors in the first region are arranged. Semiconductor device.
モリセル周辺回路が形成されている領域であることを特徴とする請求項6記載の半導体装
置。 7. The semiconductor device according to claim 6, wherein the first region is a region where a memory cell array is formed, and the second region is a region where a memory cell peripheral circuit is formed.
あり、前記第2の領域はメモリセル周辺回路が形成されている領域であり、
前記第1の領域におけるライン&スペースパターンのn本のラインパターンは、前記メ
モリセルアレイの単位ブロックをなす直列に接続された複数のメモリセルおよびそれを挟
むように直列に接続された選択トランジスタのうちの前記複数のメモリセルの各ゲートに
接続されていることを特徴とする請求項6記載の半導体装置。 The first region is a region where a memory cell array of a NAND flash memory is formed, and the second region is a region where a memory cell peripheral circuit is formed,
The n line patterns of the line & space pattern in the first region include a plurality of memory cells connected in series forming a unit block of the memory cell array and select transistors connected in series so as to sandwich the memory cells. 7. The semiconductor device according to claim 6 , wherein the semiconductor device is connected to each gate of the plurality of memory cells.
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