CN101258442B - 图案复制掩模、焦距变动测定方法及装置、半导体器件的制造方法 - Google Patents

图案复制掩模、焦距变动测定方法及装置、半导体器件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的标线的主图案(11)和监控图案(12)中的遮光膜(4)的厚度不同，与主图案(11)相比，监控图案(12)形成得更厚。由此，在CD-焦距曲线中，焦距值成为最佳值的焦距中心从极值偏移，然后利用该偏移的焦距中心监视偏移量，由此指定焦距的正负方向。其目的在于，通过该结构简单且精确地测定焦距误差量以及焦距的正负方向，最终，通过反映出将所测定的焦距误差信息反馈到下一个批量、前馈到下一个工序中，能够稳定地制造半导体器件。

Description

图案复制掩模、焦距变动测定方法及装置、半导体器件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种在用于制造半导体器件或液晶等显示设备的光刻工序中，在利用曝光装置来将复制图案形成于晶片等被复制体上时所采用的图案复制掩模、测定焦点变动(焦点误差)的焦点变动测定方法及装置、以及利用该方法的半导体器件的制造方法。 
背景技术
最近，随着半导体元件的高集成化，通过光刻法来形成的图案变得越来越微细。另外，图案变得越微细，所需的尺寸的均匀性也变得越小。在使尺寸均匀性变差大的原因之一中，可举出曝光装置的曝光误差。在曝光误差中，尤其是焦距误差和曝光量误差在制造所谓的90nm一代的器件方面变成非常严峻的问题。例如若发生了焦距误差，则在焦点深度小的孤立的图案等中，其尺寸会形成得小。可以说，要制造90nm一代的器件，则必须进行±50nm左右的焦距管理。 
现有曝光装置中焦距管理的一例，如下述那样执行。首先，在日常检查等中制作焦距采用各值的样品晶片，并利用CD-SEM等来测定了孤立图案等的宽度尺寸之后，描画CD-焦距曲线并决定最佳焦距值，然后，将其结果存储在曝光装置侧而作为偏移(offset)值，由此管理焦距。 
另外，作为所谓的直线焦距监控(in-line focus monitor)技术的其他具体例而提出有如下技术。在专利文献1中提出有如下技术：求出抗蚀剂图案边缘的倾斜角度和焦距位置之间的关系，并算出形成在晶片上的抗蚀剂图案的锥角，由此算出焦距误差量。另外，在专利文献2中提出有如下的技术：根据利用专用标记(Mark)在抗蚀剂图案的长度方向上的长度测定和抗蚀剂的厚度变动量，测定焦距值。另外，在专利文献3中公开有一种利用具有刻画石英基板的形状的标线(reticle)来计测焦距误差量的计测技术。 
专利文献1：JP特开平10-154647号公报 
专利文献2：JP特开2000-133569号公报 
专利文献3：JP特开2004-184764号公报 
发明内容
在根据专利文献1等方法的焦距管理中，由于图案的尺寸测定需要长时间，所以很难采用少于一天的时间单位来进行管理，何况监视数时间单位或者比其更短的时间内的焦距变动更不可能了。另外，在通常的产品处理时，认为由于在晶片内或者批量内不进行变更焦距的处理，因此不可能进行采用产品晶片的焦距管理。 
进而，在专利文献2等现状中提出的在线焦距监视技术中，能检测的焦距变动不能满足所需精度，所以，在采用CD-SEM的测定中存在测定再现性和测定精度不会提高的问题。其结果，不能进行高精度的焦距监视。 
进而，在专利文献3等技术中，进行焦距监视的算法极其烦杂，另外，标线的制造过程也复杂，所以不可避免会大幅度地增加标线的成本。 
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，简单且高精度地计测焦距误差量以及焦距的正负方向，最终目的在于提供一种，能够反映出将所测定的焦距误差信息反馈到下一个批量、前馈到下一个工序中，能够稳定地制造半导体器件的曝光计测方法和装置、以及半导体器件的制造方法。 
本发明的图案复制掩模，其特征在于，具有：主图案区域，其形成有主图案，所述主图案复制形成在被复制体上；监控图案区域，其形成有监控图案，所述监控图案用于算出在复制形成所述主图案时的焦点变动量，所述主图案的高度和所述监控图案的高度做成不同的值。 
本发明的图案复制掩模，其特征在于，具有：主图案区域，其形成有主图案，所述主图案复制形成在被复制体上；监控图案区域，其形成有监控图案，所述监控图案用于算出在复制形成所述主图案时的焦点变动量，所述主图案的高度和所述监控图案的高度做成不同的值，所述主图案和所述监控图案都是对形成在基板上的遮光膜进行加工而成的。 
本发明的焦点变动测定方法，在将主图案复制到被复制体上时测定所述主图案的焦点变动，其特征在于，具有：主图案区域，其形成有所述主图案，监控图案区域，其形成有用于算出在复制所述主图案时的焦点变动量的监控图案；而且，包括：第一步骤，使用所述主图案的高度和所述监控图案的高 度做成不同的值的图案复制掩模，将所述监控图案复制到被复制体上，第二步骤，测定所述复制监控图案的尺寸，第三步骤，利用预先掌握的第一关系和第二关系，根据所述第一步骤中的复制监控图案的尺寸测定值，算出所述主图案的焦点变动量并指定焦点变动的正负方向，其中，所述第一关系表示复制成所述主图案的复制主图案的尺寸测定值和焦点变动值之间的关系，所 述第二关系表示所述复制监控图案的尺寸测定值和焦点变动值之间的关系。 
本发明的焦点变动测定装置，在将主图案复制到被复制体上时测定所述主图案的焦点变动，其特征在于，具有：主图案区域，其形成有所述主图案，监控图案区域，其形成有用于算出在复制所述主图案时的焦点变动量的监控图案；而且，包括：尺寸测定装置，使用所述主图案的高度和所述监控图案的高度做成不同的值的图案复制掩模，测定通过复制成所述监控图案的复制监控图案的尺寸；焦点变动测定装置，利用预先掌握的第一关系和第二关系，根据所述复制监控图案的尺寸测定值，算出所述主图案的焦点变动量并指定焦点变动的正负方向，其中，所述第一关系表示复制成所述主图案的复制主图案的尺寸测定值和焦点变动值之间的关系，所述第二关系表示所述复制监控图案的尺寸测定值和焦点变动值之间的关系。 
本发明的半导体器件的制造方法，其特征在于，具有：主图案区域，其形成有所述主图案，所述主图案复制形成在被复制体上，监控图案区域，其形成有监控图案，所述监控图案用于算出在复制形成所述主图案时的焦距误差量；而且，包括：第一步骤，使用所述主图案的高度和所述监控图案的高度做成不同的值的图案复制掩模，将所述监控图案复制到被复制体上，第二步骤，测定所述复制监控图案的尺寸；第三步骤，利用预先掌握的第一关系和第二关系，根据所述第一步骤中复制监控图案的尺寸测定值，算出所述主图案的焦点变动量并指定焦点变动的正负方向，其中，所述第一关系表示复制成所述主图案的复制主图案的尺寸测定值和焦点变动值之间的关系，所述第二关系表示复制监控图案的尺寸测定值和焦点变动值之间的关系，第四步骤，判断所算出的所述焦点变动量是否在于规格内，当判断为所述焦点变动量在规格内时移向下一个步骤，而当判断为规格外时，在去除所述多个复制图案之后，使所述用第三步骤测定的所述焦点变动量以及所述焦点变动的正负方向反应在所述第一步骤中，并再次实行所述第一步骤至所述第四步骤。 
附图说明
图1A是示出CD-焦距曲线的一例的特性图。 
图1B是示出本发明中CD-焦距曲线的一例的特性图。 
图2A是示出孤立图案的焦距偏移值和CD值之间关系的特性图。 
图2B是示出遮光膜的厚度和CD焦距曲线的极值(在此为极大值)之间关系的特性图。 
图3A是示出标线的主要结构的概略俯视图。 
图3B是示出标线的主要结构的概略剖面图。 
图3C是示出复制监控图案的情形的概略俯视图。 
图4A是按工序顺序示出本实施方式中标线的制造方法的概略剖面图。 
图4B是继图4A，按工序顺序示出本实施方式中标线的制造方法的概略剖面图。 
图4C是继图4B，按工序顺序示出本实施方式中标线的制造方法的概略剖面图。 
图5是示出本实施方式中CD-焦距曲线的一例的特性图。 
图6是示出本实施方式中焦距误差测定装置的概略结构的方框图。 
图7是按步骤顺序示出采用焦距误差测定装置的焦距误差测定方法的方框图。 
图8是示出本实施方式中半导体器件的制造方法的流程图。 
图9是示出本实施方式的第一变形例中标线的主要结构的概略剖面图。 
图10A是按工序顺序示出第一变形例中标线的制造方法的概略剖面图。 
图10B是继图10A，按工序顺序示出第一变形例中标线的制造方法的概略剖面图。 
图10C是继图10B，按工序顺序示出第一变形例中标线的制造方法的概略剖面图。 
图11是示出本实施方式的第二变形例中标线的主要结构的概略剖面图。 
图12A是按工序顺序示出第二变形例中标线的制造方法的概略剖面图。 
图12B是继图12A，按工序顺序示出第二变形例中标线的制造方法的概略剖面图。 
图12C是继图12B，按工序顺序示出第二变形例中标线的制造方法的概略剖面图。 
图13是示出本实施方式的第三变形例中标线的主要结构的概略剖面图。 
图14A是按工序顺序示出第三变形例中标线的制造方法的概略剖面图。 
图14B是继图14A，按工序顺序示出第三变形例中标线的制造方法的概 略剖面图。 
图14C是继图14B，按工序顺序示出第三变形例中标线的制造方法的概略剖面图。 
图14D是继图14C，按工序顺序示出第三变形例中标线的制造方法的概略剖面图。 
图14E是继图14D，按工序顺序示出第三变形例中标线的制造方法的概略剖面图。 
图15是示出个人用户终端装置的内部结构的示意图。 
具体实施方式
本发明的基本要点 
通常，焦距偏移(offset)值和复制图案的尺寸测定值之间的关系，可描画成以偶数次函数可近似的所谓CD-焦距曲线。在图1A中示出了CD-焦距曲线的一例。在该情况下，焦距偏移值的极值成为最佳焦距值，即成为焦距中心。在此，由于以一对复制图案之间的距离作为复制图案的尺寸测定值，所以焦距偏移值成为极小值。如此，CD-焦距曲线在二次函数中近似，所以，如果产生焦距误差，则很难判定偏离该极值的方向是正侧还是负侧。另外，由于在焦距中心附近，尺寸测定值相对焦距变动量的变动量极小，所以即使尺寸测定值发生变化，也不能精确地计测焦距误差。 
鉴于上述事实，例如如图1B所示，在CD-焦距曲线中，特意使焦距值为最佳值的焦距中心从极值偏移，然后利用该偏移的焦距中心监视偏移量，这样能够指定焦距的正负方向。另外，在该情况下，焦距中心从极值的偏移量越大，对于焦距变动量的尺寸测定值的变动量更大，从而能够精确地计测焦距误差。 
如上所述，若要使焦距中心从极值偏移，则以使监控图案在被复制体上的成像位置和主图案的成像位置不同的方式形成图案复制掩模(光掩模等：例如标线)即可。在本发明中，提出了监控图案区域中的监控图案的高度与主图案区域中的主图案的高度不同的图案复制掩模。 
在此，利用形成有高度不同的图案的图案复制掩模来形成复制图案，并调查了该复制图案的焦距偏移值和宽度尺寸的测定值(CD值)之间的关系。 
在晶片上的抗蚀剂上复制所谓的孤立图案而作为图案复制掩模的图案，并对该复制图案的线宽进行了测定。在图2A中示出测定结果。图2A中，示出了改变复制图案的高度(在此是作为遮光膜的Cr膜的厚度)而对于焦距偏移值和CD值之间的关系进行了各种测定的结果。在此，光膜的厚度采用了100nm、70nm、50nm的三种。如该图可知，遮光膜越薄，则焦距中心越向右侧偏移。 
接着，基于图2A的测定结果，调查了遮光膜的厚度和CD焦距曲线的极值(在此为极大值)之间的关系。在图2B中示出其结果。如该图可知，若遮光膜变厚，则最佳焦距位置向负一侧偏移。即，若使遮光膜的厚度在主图案和监控图案中例如相差50nm左右，则最佳焦距位置产生30nm的差。可知，相应于该差，焦距误差量的计测变得容易，同时，对于焦距误差的正负方向的指定变得容易。 
进而，在本发明中，与所指定的焦距误差的正负方向一起算出的焦距误差量反馈到接下来的所述各被复制体或者由多个所述被复制体构成的批量(Lot)，进而将其前馈到与图案成形工序连续的下一个工序中。由此，能够实现正确的图案成形，并能够对于下一个工序以后的各工序进行最优化。 
本发明的具体实施方式 
以下，针对适用了本发明的具体实施方式，参照附图进行详细的说明。 
[标线的结构] 
将本实施方式的图案复制掩模、在此是标线的概略结构示出在图3A～3C中。在此，图3A是示出标线的主要结构的概略俯视图。图3B是示出标线的主要结构的概略剖面图。图3C是示出复制有监控图案的情形的概略俯视图。 
如图3A所示，本实施方式的标线由主图案区域1和监控图案区域2构成，其中，该主图案区域1形成有预期的主图案；该监控图案区域2形成有用于算出复制形成主图案时的焦距误差量的监控图案。 
例如如图3B所示，主图案11以及监控图案12是对形成在石英基板3上的遮光膜4进行图案成形而形成的。在此，主图案11的高度和监控图案12的高度做成不同的值。具体来讲，在主图案11和监控图案12中，遮光膜4的厚度不同，与主图案11相比，监控图案12形成得更厚。例如，主图案11的厚度形成为50nm左右，而监控图案12形成为100nm，从而两者的厚度差设定为50nm左右。 
将监控图案12复制在晶片的抗蚀剂上的情形示出在图3C中。 
这样，复制形成一对复制监控图案组13、14。复制监控图案组13、14是分别并排线状图案15而成的。在此，以复制监控图案组13、14之间的分离距离d作为复制监控图案的尺寸来测定，并将其作为尺寸测定值(CD值)。 
[标线的制造方法] 
针对所述标线的制造方法的一例进行说明。图4A～4C是按工序顺序示出本实施方式中标线的制造方法的概略剖面图。 
首先，如图4A所示，例如准备石英基板3，通过溅射法等在该石英基板3的表面堆积形成例如膜厚为50nm左右的例如铬(Cr)膜4a。 
接着，如图4B所示，分别对铬膜4a的主图案区域1以及监控图案区域2进行图案成形。此时，在主图案区域1完成主图案11。 
接着，如图4C所示，例如通过FIB(聚焦离子束)法在监控图案区域2的图案成形部位堆积例如膜厚为50nm左右的类似于Cr的物质，例如碳C4b。此时，在监控图案区域2，在铬膜4a的图案上堆积碳4b，由此完成监控图案12。在本实施方式中，由铬膜4a以及碳4b形成遮光膜4。 
[采用标线的焦距误差的测定原理] 
针对采用所述标线的焦距误差的测定原理进行说明。 
在该标线中，由于主图案11的厚度和监控图案12的厚度不同，所以两者在晶片上的抗蚀剂面上的成像位置不同。 
在此，与主图案11相比，监控图案12形成得更厚，所以，如图5所示，相对于主图案11的CD-焦距曲线F1，监控图案12的CD-焦距曲线F2向右方偏移。 
在本实施方式中，利用所述特性，事先作成CD-焦距曲线F1、F2，并将与CD-焦距曲线F2的焦距中心C2相对应的CD-焦距曲线F1的值，看作CD-焦距曲线F1的焦距中心C1。然后，如果利用该焦距中心C1，将CD-焦距曲线F2中的CD值换算成CD-焦距曲线F1中的CD值来监视焦距误差量，则在焦距误差量之外，还能够指定焦距的正负方向。即，如果尺寸测定值比焦距中心C1的CD值更大则成为正方向，若小则成为负方向。而且，在该情况下，由于焦距中心C1从CD-焦距曲线F1的极小值开始偏移，所以与极小值附近相比，焦距相对尺寸测定值变化的变化量更大，从而提高对于焦距误差 量的灵敏度。 
[焦距误差测定装置的结构] 
图6是示出本实施方式中焦距误差测定装置的概略结构的方框图。在该焦距误差测定装置中，例如，采用如图2形成的标线来测定焦距误差。 
焦距误差测定装置是具有尺寸测定装置21和焦距误差测定装置22而构成的。 
尺寸测定装置21是用于测定例如复制监控图案12而构成的复制监控图案的尺寸的装置，是能够进行高精度测定的电子显微镜或者原子力显微镜、光学式宽度尺寸计测装置等各种计测装置。 
焦距误差测定装置22是具有焦距误差量算出装置22a和焦距方向指定装置而构成的装置，其中，该焦距误差量算出装置22a采用CD-焦距曲线F1、F2并根据复制监控图案的尺寸测定值，算出主图案11的焦距误差量；该焦距方向指定装置同样根据尺寸测定值指定主图案11的焦距的正负方向。在此，有关CD-焦距曲线F1、F2的各数据，例如以数据库的形式被保存。焦距误差测定装置22采用该数据库决定主图案11的焦距误差量以及焦距的正负方向。 
[焦距误差测定方法] 
图7是按步骤顺序示出采用所述焦距误差测定装置的焦距误差测定方法的方框图。 
首先，采用预期的曝光装置，例如对将图2中标线的监控图案12形成在晶片上的抗蚀剂面进行曝光(步骤S1)。 
接着，尺寸测定装置21测定复制成监控图案12的复制监控图案的尺寸(步骤S2)。在此，例如，以图3C中示出的一对复制监控图案13、14之间的分离距离作为尺寸测定值。 
接着，焦距误差测定装置22读出涉及例如保存在数据库中的CD-焦距曲线F1、F2的数据，而且根据复制监控图案13、14的尺寸测定值算出主图案11的焦距误差量，同时指定主图案11的焦距误差的正负方向(步骤S3)。 
[半导体器件的制造方法] 
在本实施方式中，如上所述，在光刻工序中获得焦距误差量、焦距误差的正负方向、曝光误差量以及焦距倾斜误差量(以下，为了记载上的方便， 将这些总括称之为变动量)的信息，并采用这些以高精度实行预期的图案形成。 
图8是示出本实施方式的半导体器件的制造方法的流程图。 
首先，对由作为前面工序(光掩模制作工序、晶片制作工序等)的步骤S11接收的批量进行曝光(步骤S12)。 
接着，算出所述变动量(步骤S13)。在此，通过图6中的步骤S1～S3算出焦距误差量以及焦距误差的正负方向。另外，能够采用图3C中示出的一对复制监控图案13、14和这些的转印图案(即，在相当于复制监控图案13、14的部位以沟槽状形成的图案)而算出曝光误差量。另外，关于焦距倾斜误差量，如果判断照射区域内的四角的焦距误差，能够算出该照射区域的焦距倾斜成分。 
其结果，当判断为变动量在规格内时移向下一个工序(包括切割的组装工序等)(步骤S14)，而当判断为变动量在规格外时，剥离抗蚀剂实行再次曝光处理(步骤S15)。在该再处理时，将成为规格外的变动量反馈后进行调节，并进行曝光处理。通过该反馈能够形成极高精度的图案。若其结果没有问题，则移向下一个工序。若按照这样的顺序进行，预计能大提高产品的成品率。 
如以上所说明的，根据本实施方式能够简单且精确地计测焦距误差量以及焦距的正负方向。另外，通过使该焦距误差结果反映到下一个批量或者下一个工序中，能够精确地形成微细图案。 
变形例 
以下，针对本实施方式的各变形例进行说明。 
在这些变形例中，在标线结构不同这一点上，与本实施方式不同。另外，对于与本实施方式相同的构成构件等，赋予相同的附图标记并省略详细说明。 
(第一变形例) 
[标线的结构] 
图9是示出本实施方式的第一变形例中标线的主要结构的概略剖面图。 
在本例的标线中，主图案11以及监控图案31是对形成在石英基板3上的遮光膜4进行图案成形而形成的。在此，主图案11的高度和监控图案31 的高度做成不同的值。具体来讲，在主图案11和监控图案31中，遮光膜4的厚度不同，与主图案11相比，监控图案31形成得更薄。例如，主图案11的厚度形成为100nm左右，而监控图案31形成为50nm，从而两者的厚度差设定为50nm左右。 
[标线的制造方法] 
针对所述标线的制造方法的一例进行说明。图10A～10C是按工序顺序示出第一变形例的标线的制造方法的概略剖面图。 
首先，如图10A所示，例如准备石英基板3，通过溅射法等在该石英基板3的表面堆积形成例如膜厚为100nm左右的例如由铬(Cr)膜形成的遮光膜4。 
接着，如图10B所示，分别对遮光膜4的主图案区域1以及监控图案区域2进行图案成形。此时，在主图案区域1完成主图案11。 
接着，如图10C所示，在监控图案区域2的图案成形部位，例如通过FIB(聚焦离子束)法将遮光膜4削去50nm左右。此时，在监控图案区域2完成遮光膜被加工过的、高度变成50nm左右的监控图案12。 
根据第一变形例，能够简单且精确地计测焦距误差量以及焦距的正负方向。另外，通过将该焦距误差结果反映到下一个批量或者下一个工序中，能够精确地形成微细图案。 
(第二变形例) 
[标线的结构] 
图11是示出本实施方式的第二变形例的标线的主要结构的概略剖面图。 
在本例的标线中，主图案11以及监控图案41是对石英基板3以及形成在石英基板3上的遮光膜4进行图案成形而形成的。在此，主图案11的高度和监控图案41的高度做成不同的值。具体来讲，在主图案11和监控图案41中，遮光膜4的厚度虽然相同，但在监控图案41中，将石英基板3与遮光膜4一起加工，因此，与主图案11相比，监控图案41形成得更高(深)。例如，主图案11的厚度形成为50nm左右，而监控图案41形成为100nm，从而两者的高度(深度)差设定为50nm左右。 
[标线的制造方法] 
针对所述标线的制造方法的一例进行说明。图12A～12C是按工序顺序示出第二变形例的标线的制造方法的概略剖面图。 
首先，如图12A所示，例如准备石英基板3，通过溅射法等在该石英基板3的表面堆积形成例如膜厚为50nm左右的例如铬(Cr)膜作为遮光膜4。 
接着，如图12B所示，分别对遮光膜4的主图案区域1以及监控图案区域2进行图案成形。此时，在主图案区域1中完成主图案11。 
接着，如图12C所示，例如通过FIB(聚焦离子束)法削去监控图案区域2的图案成形部位的石英基板3。此时，与遮光膜4的图案相匹配而在石英基板3形成沟槽42，由此完成监控图案41。在此，也可替代实行FIB法，采用氟酸类的蚀刻液并以遮光膜4作为掩模，对石英基板3进行湿蚀刻来形成沟槽42。另外，也可采用卤素类的蚀刻气体并以遮光膜4作为掩模，对石英基板3进行干蚀刻来形成沟槽42。 
根据第二变形例，能够简单且精确地计测焦距误差量以及焦距的正负方向。另外，通过使该焦距误差结果反映到下一个批量或者下一个工序中，能够精确地形成微细图案。 
(第三变形例) 
[标线的结构] 
图13是示出本实施方式的第三变形例的标线在此为半色调型的相位偏移掩模的主要结构的概略剖面图。 
在本例的半色调掩模中，主图案51以及监控图案52是对形成在石英基板3上的半色调(halftone)膜53以及铬(Cr)膜54进行图案成形而形成的。在此，主图案51的高度和监控图案52的高度做成不同的值。具体来讲，在主图案51和监控图案52中，厚度相差为相当于铬膜54的厚度，与主图案51相比，监控图案52形成得更厚。例如，主图案51的厚度形成为50nm左右，而监控图案52形成为100nm，从而两者的厚度差设定为50nm左右。 
[标线的制造方法] 
针对所述标线的制造方法的一例进行说明。图14A～14E是按工序顺序示出第三变形例中标线的制造方法的概略剖面图。 
首先，如图14A所示，例如准备石英基板3，通过溅射法等在该石英基 板3的表面堆积例如膜厚为50nm左右的例如钼硅化物(MoSi)，由此形成半色调膜53。接着，通过溅射法等在半色调膜53上堆积形成例如膜厚为50nm左右的铬膜54。 
接着，如图14B所示，采用一次曝光数据，分别对铬膜54的主图案区域1以及监控图案区域2进行图案成形。 
接着，如图14C所示，以已图案成形的铬膜54作为掩模对半色调膜53进行干蚀刻。 
接着，如图14D所示，在半色调膜53上涂敷抗蚀剂。采用二次曝光数据通过光刻法对该抗蚀剂进行加工，形成必需使铬膜54残留在半色调膜53上的部位(未图示)，并以覆盖监控图案区域2的方式形成抗蚀剂图案55。在此，一般来讲，在形成半色调型相位偏移掩模时，大体上存在必定使铬膜残留在半色调膜上的部位。在此，通常采用二次曝光数据形成仅覆盖该需要部位的抗蚀剂图案。在本实施方式中，在形成抗蚀剂图案时，对二次曝光数据进行变更即可，使得在该需要部位之外，以覆盖监控图案区域2的方式加工抗蚀剂。 
接着，如图14E所示，以抗蚀剂图案55作为掩模去除主图案区域1以及不需要使铬膜54残留的部位(未图示)上的铬膜54。然后，通过灰化处理等去除抗蚀剂图案55。此时，在主图案区域1完成由半色调膜53形成的主图案51，而在监控图案区域2完成由半色调膜53以及铬膜54形成的监控图案52。 
根据第三变形例，能够简单且精确地计测焦距误差量以及焦距的正负方向。另外，通过使该焦距误差结果反映到下一个批量或者下一个工序中，能够精确地形成微细的图案。 
进而，当使铬膜54残留在监控图案区域2中时，可以仅变更二次曝光数据，而且在不增加工序数量的情况下，能够容易地形成监控图案52。 
(适用本发明的其他实施方式) 
构成所述实施方式以及其各变形例中的焦距误差测定装置的各种装置(除了尺寸测定装置之外)、以及焦距误差测定方法、半导体器件的制造方法的各步骤(图7中步骤S1～S3、图8中步骤S11～S15等)，能够通过记 忆在计算机的RAM或者ROM等中的程序的动作来实现。该程序以及记录该程序的计算机可读取的存储介质包括在本发明中。 
具体来讲，所述程序记录在例如CD-ROM这样的记录介质中，或者经由各种传送介质提供给用户。作为记录所述程序的记录介质，除了采用CD-ROM外，可以采用软盘、硬盘、磁带、光磁盘、非易失性存储卡等。另一方面，作为所述程序的传送介质可以采用用于将程序信息作为载波传送供给的计算机网络(LAN、互联网等WAN、无线通信网络等)系统中的通信介质(光纤等有线电路或者无线电路等)。 
另外，不仅在通过实行由计算机供给的程序来实现所述实施方式的功能的情况下，所述程序包括在本发明中，而且在该程序和计算机中运转的OS(操作系统)或其他应用软件等共同实现所述实施方式的功能的情况下，或者在供给的程序处理的全部或一部分通过计算机功能扩大板或功能扩大单元来进行，由此实现所述实施方式的功能的情况下，所述程序也包括在本发明中。 
例如，图15是示出个人用户终端装置的内部结构的示意图。在该图15中，1200是计算机PC。PC1200具有CPU1201，其运行记忆在ROM1202或硬盘(HD)1211中或者由软盘驱动器(FD)1212供给的装置控制软件，并总括控制连接于总线1204的各装置。 
通过记忆在PC1200的CPU1201、ROM1202或者硬盘(HD)1211中的程序，实现实施方式的图7中步骤S1～S3的顺序以及图8中S11～S15的顺序等。 
1203是RAM、作为CPU1201的主存储器、工作区等发挥作用。1205是键盘控制器(KBC)，其控制来自键盘(KB)1209或未图示的装置等的输入指示。 
1206是CRT控制器(CRTC)，其用于控制CRT显示器(CRT)1210的显示。1207是盘控制器(DKC)，其用于控制向硬盘(HD)1211以及软盘(FD)1212的访问，该硬盘(HD)1211以及软盘(FD)1212用于存储引导程序(启动程序：用于开始计算机的硬件或软件的执行(动作)的程序)、多个应用、编辑文件、用户文件及网络管理程序等。 
1208是网络接口卡(NIC)，其经由LAN1220与网络打印机、其他网络 设备或着其他PC进行双向的数据交换。 
产业上的利用可能性 
根据本发明，能够简单且精确地计测焦距误差量以及焦距的正负方向。另外，通过使该焦距误差结果反映到下一个批量或者下一个工序中，能够精确地形成微细图案。 

Claims (18)

1.一种图案复制掩模，其特征在于，
具有：
主图案区域，其形成有主图案，所述主图案复制形成在被复制体上，
监控图案区域，其形成有监控图案，所述监控图案用于算出在复制形成所述主图案时的焦点变动量；
所述主图案的高度和所述监控图案的高度做成不同的值，
所述主图案和所述监控图案都是对形成在基板上的遮光膜进行加工而成的。
2.如权利要求1所述的图案复制掩模，其特征在于，
所述主图案的厚度和所述监控图案的厚度做成不同的值。
3.如权利要求1所述的图案复制掩模，其特征在于，
所述主图案的深度和所述监控图案的深度做成不同的值。
4.如权利要求1所述的图案复制掩模，其特征在于，
在所述主图案区域以及所述监控图案区域内的其一中，使其他的遮光膜残留在所述遮光膜上，由此使所述主图案的厚度和所述监控图案的厚度做成不同的值。
5.如权利要求1所述的图案复制掩模，其特征在于，
所述主图案的高度小于所述监控图案的高度。
6.如权利要求1所述的图案复制掩模，其特征在于，
所述主图案的高度大于所述监控图案的高度。
7.一种焦点变动测定方法，在将主图案复制到被复制体上时测定所述主图案的焦点变动，其特征在于，
具有：
主图案区域，其形成有所述主图案，
监控图案区域，其形成有用于算出在复制所述主图案时的焦点变动量的监控图案；
而且，包括：
第一步骤，使用所述主图案的高度和所述监控图案的高度做成不同的值的图案复制掩模，将所述监控图案复制到被复制体上，
第二步骤，测定复制监控图案的尺寸，
第三步骤，利用预先掌握的第一关系和第二关系，根据所述第一步骤中的复制监控图案的尺寸测定值，算出所述主图案的焦点变动量并指定焦点变动的正负方向，其中，所述第一关系表示复制成所述主图案的复制主图案的尺寸测定值和焦点变动值之间的关系，所述第二关系表示所述复制监控图案的尺寸测定值和焦点变动值之间的关系。
8.如权利要求7所述的焦点变动测定方法，其特征在于，
所述第一以及第二关系分别是描画偶函数曲线的关系，
在所述第三步骤中，利用因所述主图案的高度和所述监控图案的高度不同而导致所述第二关系的极值从所述第一关系的极值作相对转变，估计所述焦点变动量以及所述正负方向。
9.如权利要求7所述的焦点变动测定方法，其特征在于，
所述图案复制掩模的所述主图案以及所述监控图案是对形成在基板上的被加工膜进行加工形成，
所述主图案的厚度和所述监控图案的厚度做成不同的值。
10.如权利要求7所述的焦点变动测定方法，其特征在于，
所述图案复制掩模的所述主图案以及所述监控图案是对基板以及形成在该基板上的被加工膜进行加工形成，
所述主图案的深度和所述监控图案的深度做成不同的值。
11.如权利要求7所述的焦点变动测定方法，其特征在于，
所述图案复制掩模的所述主图案以及所述监控图案是对形成在基板上的被加工膜进行加工形成，
在所述主图案区域以及所述监控图案区域内的其一中，遮光膜残留在所述被加工膜上，由此使所述主图案的厚度和所述监控图案的厚度成为不同的值。
12.如权利要求7所述的焦点变动测定方法，其特征在于，
所述图案复制掩模的所述主图案的高度小于所述监控图案的高度。
13.如权利要求7所述的焦点变动测定方法，其特征在于，
所述图案复制掩模的所述主图案的高度大于所述监控图案的高度。
14.一种焦点变动测定装置，在将主图案复制到被复制体上时测定所述主图案的焦点变动，其特征在于，
具有：
主图案区域，其形成有所述主图案，
监控图案区域，其形成有用于算出在复制所述主图案时的焦点变动量的监控图案；
而且，包括：
尺寸测定装置，使用所述主图案的高度和所述监控图案的高度做成不同的值的图案复制掩模，测定复制成所述监控图案的复制监控图案的尺寸；
焦点变动测定装置，利用预先掌握的第一关系和第二关系，根据所述复制监控图案的尺寸测定值，算出所述主图案的焦点变动量并指定焦点变动的正负方向，其中，所述第一关系表示复制成所述主图案的复制主图案的尺寸测定值和焦点变动值之间的关系，所述第二关系表示所述复制监控图案的尺寸测定值和焦点变动值之间的关系。
15.如权利要求14所述的焦点变动测定装置，其特征在于，
所述第一以及第二关系分别是描画偶函数曲线的关系，
所述焦点变动测定装置，利用因所述主图案的高度和所述监控图案的高度不同而导致所述第二关系的极值从所述第一关系的极值作相对转变，估计所述焦点变动量以及所述正负方向。
16.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，
具有：
主图案区域，其形成有主图案，所述主图案复制形成在被复制体上，
监控图案区域，其形成有监控图案，所述监控图案用于算出在复制形成所述主图案时的焦距误差量；
而且，包括：
第一步骤，使用所述主图案的高度和所述监控图案的高度做成不同的值的图案复制掩模，将所述监控图案复制到被复制体上，
第二步骤，测定复制监控图案的尺寸，
第三步骤，利用预先掌握的第一关系和第二关系，根据所述第一步骤中复制监控图案的尺寸测定值，算出所述主图案的焦点变动量并指定焦点变动的正负方向，其中，所述第一关系表示复制成所述主图案的复制主图案的尺寸测定值和焦点变动值之间的关系，所述第二关系表示所述复制监控图案的尺寸测定值和焦点变动值之间的关系，
第四步骤，判断所算出的所述焦点变动量是否在规格内；
当判断为所述焦点变动量在规格内时移向下一个步骤，而当判断为规格外时，在去除多个复制图案之后，使所述用第三步骤测定的所述焦点变动量以及所述焦点变动的正负方向反应在所述第一步骤中，并再次实行所述第一步骤至所述第四步骤。
17.如权利要求16所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，
所述第一以及第二关系是分别描画偶函数曲线的关系，
在所述第三步骤中，利用因所述主图案的高度和所述监控图案的高度不同而导致所述第二关系的极值从所述第一关系的极值作相对转变，估计所述焦点变动量以及所述正负方向。
18.如权利要求16所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，
在所述第三步骤中，算出所述焦点变动量，并算出所述被复制体的曝光变动量以及焦点倾斜变动量。
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