KR100926473B1 - 패턴 전사 마스크, 초점 변동 측정 방법 및 장치, 및반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

패턴 전사 마스크, 초점 변동 측정 방법 및 장치, 및반도체 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 레티클에서는, 메인 패턴(11)과 모니터 패턴(12)에서는 차광막(4)의 두께가 서로 다르고, 메인 패턴(11)에 비교하여 모니터 패턴(12)이 두껍게 형성되어 있다. 이에 의해, CD-포커스 곡선에서, 포커스값이 최적값이 되는 포커스 중심이 극값으로부터 시프트하고, 이 시프트된 포커스 중심을 이용하여 편차량을 모니터함으로써 포커스의 정부 방향을 특정한다. 이 구성에 의해, 간편하게 고정밀도로 포커스 에러량 및 포커스의 정부 방향을 측정하는 것을 목적으로 하고, 최종적으로는, 측정된 포커스 에러의 정보를 다음 로트로의 피드백, 다음 공정으로의 피드포워드로 반영시켜, 반도체 장치를 안정적으로 제조한다.
메인 패턴, 모니터 패턴, 메인 패턴 영역, 모니터 패턴 영역, 차광막

Description

패턴 전사 마스크, 초점 변동 측정 방법 및 장치, 및 반도체 장치의 제조 방법{PATTERN TRANSFER MASK, FOCUS ERROR MEASUREMENT METHOD AND APPARATUS, AND METHOD OF FABRICATING SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 반도체 장치나 액정 등의 표시 디바이스를 제조하기 위한 리소그래피 공정에서, 노광 장치에 의해 웨이퍼 등의 피전사체 상에 전사 패턴을 형성할 때에 이용하는 패턴 전사 마스크, 초점 변동(포커스 에러)을 측정하는 초점 변동 측정 방법 및 장치, 및 그 방법을 이용한 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
최근에는, 반도체 소자의 고집적화에 따라, 리소그래피로 형성하는 패턴의 미세화가 진행되고 있다. 또한, 패턴이 미세해질수록, 필요한 치수 균일성도 작아진다. 치수 균일성을 악화시키는 큰 원인의 하나로, 노광 장치의 노광 에러를 들 수 있다. 노광 에러 중, 특히 포커스 에러와 노광량 에러는 소위 90㎚ 세대의 디바이스를 제조하는 데에 있어서는 특히 심각한 문제가 된다. 예를 들면 포커스 에러가 발생하면, 초점 심도가 작은 고립 패턴 등에서는, 그 치수가 작게 형성된다. 90㎚ 세대의 디바이스를 제조하기 위해서는, ±50㎚ 정도의 포커스 관리가 필요하다고 한다.
종래의 노광 장치에서의 포커스 관리의 일례는, 이하와 같이 실행되고 있다. 먼저 일상 점검 등에서 포커스의 각 값에 근접한 샘플 웨이퍼를 제작하고, 고립 패턴 등의 폭 치수를 CD-SEM 등을 이용하여 측정한 후, CD-포커스 곡선을 그려 최적 포커스값을 결정한다. 그리고, 그 결과를 노광 장치측에 오프셋(offset)값으로서 기억시킴으로써 포커스를 관리한다.
또한, 소위 인라인 포커스 모니터 기술의 다른 구체예로서, 이하의 것이 제안되어 있다. 특허문헌 1에서는 레지스트 패턴의 에지(edge)의 경사 각도와 포커스 위치의 관계를 구하고, 웨이퍼 상에 형성된 레지스트 패턴의 테이퍼 각도를 산출하여, 포커스 에러량을 측정하는 기술이 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 2에서는 전용 마크를 이용한 레지스트 패턴의 길이 방향의 길이 측정과 레지스트의 두께의 변화량으로부터 포커스값을 측정하는 기술이 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 3에서는 석영(石英) 기판을 음각(陰刻)한 형상의 레티클(reticle)을 이용한 포커스 에러량의 계측 기술이 개시되어 있다.
[특허문헌 1] 일본 공개특허 평10-154647호 공보
[특허문헌 2] 일본 공개특허 2000-133569호 공보
[특허문헌 3] 일본 공개특허 2004-184764호 공보
특허문헌 1 등의 방법에 의한 포커스 관리에서는, 패턴의 치수 측정에 장시간을 필요로 하기 때문에, 1일보다 짧은 시간 단위에 의한 관리를 행하는 것은 곤란하며, 심지어는 수시간 단위 또는 그보다 짧은 시간 내에서의 포커스 변동을 모니터하는 것은 불가능하다. 또한, 일반적인 제품 처리시에는 웨이퍼 내나 로트(lot) 내에서 포커스를 변화시킨 처리를 행하지 않기 때문에, 제품 웨이퍼를 이용한 포커스 관리를 행할 수 없다고 생각되고 있다.
또한, 특허문헌 2 등의 현상에서 제안되어 있는 인라인 포커스 모니터 기술에서는, 검출할 수 있는 포커스 변동이 필요한 정밀도를 만족시킬 수 없고, CD-SEM을 이용한 측정에서는 측정 재현성이나 측정 정밀도가 향상되지 않는다는 문제를 들 수 있다. 결과적으로, 고정밀도의 포커스 모니터를 행할 수 없다.
또한, 특허문헌 3의 기술에서는, 포커스 모니터를 행하는 알고리즘이 매우 번잡하며, 또한 레티클의 제조 프로세스도 복잡하여, 레티클의 단가가 대폭으로 증대하는 것을 피할 수 없다.
본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 간편하게 고정밀도로 포커스 에러량 및 포커스의 정부(正負) 방향을 측정하는 것을 목적으로 하고, 최종적으로는 측정된 포커스 에러의 정보를 다음 로트로의 피드백(feedback), 다음 공정으로의 피드포워드(feedforward)로 반영시켜, 반도체 장치를 안정적으로 제조할 수 있는 노광 계측 방법 및 장치, 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 패턴 전사 마스크는 피전사체 상에 전사 형성되는 메인 패턴이 형성되어 이루어지는 메인 패턴 영역과, 상기 메인 패턴이 전사 형성될 때의 초점 변동량을 산출하기 위한 모니터 패턴이 형성되어 이루어지는 모니터 패턴 영역을 갖는 패턴 전사 마스크로서, 상기 메인 패턴의 높이와 상기 모니터 패턴의 높이가 상이한 값으로 되어 이루어진다.
본 발명의 초점 변동 측정 방법은 메인 패턴을 피전사체 상에 전사할 때에, 상기 메인 패턴의 초점 변동을 측정하는 초점 변동 측정 방법으로서, 상기 메인 패턴이 형성되어 이루어지는 메인 패턴 영역과, 상기 메인 패턴이 전사될 때의 초점 변동량을 산출하기 위한 모니터 패턴이 형성되어 이루어지는 모니터 패턴 영역을 갖고, 상기 메인 패턴의 높이와 상기 모니터 패턴의 높이가 상이한 값으로 되어 이루어지는 패턴 전사 마스크를 이용하여, 상기 모니터 패턴을 피전사체 상에 전사하는 제 1 스텝과, 상기 전사 모니터 패턴의 치수를 측정하는 제 2 스텝과, 미리 파악되어 있는, 상기 메인 패턴이 전사되어 이루어지는 전사 메인 패턴의 치수 측정값과 초점 변동값의 관계를 나타내는 제 1 관계와, 상기 전사 모니터 패턴의 치수 측정값과 초점 변동값의 관계를 나타내는 제 2 관계를 이용하여, 상기 제 1 스텝에서의 전사 모니터 패턴의 치수 측정값으로부터, 상기 메인 패턴의 초점 변동량을 산출하는 동시에 초점 변동의 정부(正負) 방향을 특정하는 제 3 스텝을 포함한다.
본 발명의 초점 변동 측정 장치는 메인 패턴을 피전사체 상에 전사할 때에, 상기 메인 패턴의 초점 변동을 측정하는 초점 변동 측정 장치로서, 상기 메인 패턴이 형성되어 이루어지는 메인 패턴 영역과, 상기 메인 패턴이 전사될 때의 초점 변동량을 산출하기 위한 모니터 패턴이 형성되어 이루어지는 모니터 패턴 영역을 갖고, 상기 메인 패턴의 높이와 상기 모니터 패턴의 높이가 상이한 값으로 되어 이루어지는 패턴 전사 마스크를 이용하여, 상기 모니터 패턴이 전사되어 이루어지는 전사 모니터 패턴의 치수를 측정하는 치수 측정 수단과, 미리 파악되어 있는, 상기 메인 패턴이 전사되어 이루어지는 전사 메인 패턴의 치수 측정값과 초점 변동값의 관계를 나타내는 제 1 관계와, 상기 전사 모니터 패턴의 치수 측정값과 초점 변동값의 관계를 나타내는 제 2 관계를 이용하여, 상기 전사 모니터 패턴의 치수 측정값으로부터, 상기 메인 패턴의 초점 변동량을 산출하는 동시에 초점 변동의 정부 방향을 특정하는 초점 변동 측정 수단을 포함한다.
본 발명의 반도체 장치의 제조 방법은 피전사체 상에 전사 형성되는 메인 패턴이 형성되어 이루어지는 메인 패턴 영역과, 상기 메인 패턴이 전사 형성될 때의 포커스 에러량을 산출하기 위한 모니터 패턴이 형성되어 이루어지는 모니터 패턴 영역을 갖고, 상기 메인 패턴의 높이와 상기 모니터 패턴의 높이가 상이한 값으로 되어 이루어지는 패턴 전사 마스크를 이용하여, 상기 모니터 패턴을 피전사체 상에 전사하는 제 1 스텝과, 상기 전사 모니터 패턴의 치수를 측정하는 제 2 스텝과, 미리 파악되어 있는, 상기 메인 패턴이 전사되어 이루어지는 전사 메인 패턴의 치수 측정값과 초점 변동값의 관계를 나타내는 제 1 관계와, 상기 전사 모니터 패턴의 치수 측정값과 초점 변동값의 관계를 나타내는 제 2 관계를 이용하여, 상기 제 1 스텝에서의 전사 모니터 패턴의 치수 측정값으로부터, 상기 메인 패턴의 초점 변동량을 산출하는 동시에 초점 변동의 정부 방향을 특정하는 제 3 스텝과, 산출된 상기 초점 변동량이 규격 내인지의 여부를 판정하는 제 4 스텝을 포함하고, 상기 초점 변동량이 규격 내라고 판정된 경우에는 다음 스텝으로 진행하고, 규격 외라고 판정된 경우에는 상기 복수의 전사 패턴을 제거한 후, 상기 제 3 스텝에서 측정된 상기 초점 변동량 및 상기 초점 변동의 정부 방향을 상기 제 1 스텝에 반영시켜, 상기 제 1 스텝 내지 상기 제 4 스텝을 다시 실행한다.
도 1A는 CD-포커스 곡선의 일례를 나타내는 특성도.
도 1B는 본 발명에서의 CD-포커스 곡선의 일례를 나타내는 특성도.
도 2A는 고립 패턴의 포커스 오프셋값과 CD값의 관계를 나타내는 특성도.
도 2B는 차광막의 두께와 CD 포커스 곡선의 극값(여기서는 극대값)의 관계를 나타내는 특성도.
도 3A는 레티클의 주요 구성을 나타내는 개략 평면도.
도 3B는 레티클의 주요 구성을 나타내는 개략 단면도.
도 3C는 모니터 패턴이 전사된 상태를 나타내는 개략 평면도.
도 4A는 본 실시예에 의한 레티클의 제조 방법을 공정 순서대로 나타내는 개략 단면도.
도 4B는 도 4A에 이어서, 본 실시예에 의한 레티클의 제조 방법을 공정 순서대로 나타내는 개략 단면도.
도 4C는 도 4B에 이어서, 본 실시예에 의한 레티클의 제조 방법을 공정 순서대로 나타내는 개략 단면도.
도 5는 본 실시예에서의 CD-포커스 곡선의 일례를 나타내는 특성도.
도 6은 본 실시예에 의한 포커스 에러 측정 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도.
도 7은 포커스 에러 측정 장치를 이용한 포커스 에러 측정 방법을 스텝 순서대로 나타내는 플로도.
도 8은 본 실시예에 의한 반도체 장치의 제조 방법을 나타내는 플로도.
도 9는 본 실시예의 변형예 1에 의한 레티클의 주요 구성을 나타내는 개략 단면도.
도 10A는 변형예 1에 의한 레티클의 제조 방법을 공정 순서대로 나타내는 개략 단면도.
도 10B는 도 10A에 이어서, 변형예 1에 의한 레티클의 제조 방법을 공정 순서대로 나타내는 개략 단면도.
도 10C는 도 10B에 이어서, 변형예 1에 의한 레티클의 제조 방법을 공정 순서대로 나타내는 개략 단면도.
도 11은 본 실시예의 변형예 2에 의한 레티클의 주요 구성을 나타내는 개략 단면도.
도 12A는 변형예 2에 의한 레티클의 제조 방법을 공정 순서대로 나타내는 개략 단면도.
도 12B는 도 12A에 이어서, 변형예 2에 의한 레티클의 제조 방법을 공정 순서대로 나타내는 개략 단면도.
도 12C는 도 12B에 이어서, 변형예 2에 의한 레티클의 제조 방법을 공정 순서대로 나타내는 개략 단면도.
도 13은 본 실시예의 변형예 3에 의한 레티클의 주요 구성을 나타내는 개략 단면도.
도 14A는 변형예 3에 의한 레티클의 제조 방법을 공정 순서대로 나타내는 개 략 단면도.
도 14B는 도 14A에 이어서, 변형예 3에 의한 레티클의 제조 방법을 공정 순서대로 나타내는 개략 단면도.
도 14C는 도 14B에 이어서, 변형예 3에 의한 레티클의 제조 방법을 공정 순서대로 나타내는 개략 단면도.
도 14D는 도 14C에 이어서, 변형예 3에 의한 레티클의 제조 방법을 공정 순서대로 나타내는 개략 단면도.
도 14E는 도 14D에 이어서, 변형예 3에 의한 레티클의 제조 방법을 공정 순서대로 나타내는 개략 단면도.
도 15는 퍼스널 유저 단말 장치의 내부 구성을 나타내는 모식도.
- 본 발명의 기본 골자 -
일반적으로, 포커스 오프셋값과 전사 패턴의 치수 측정값의 관계는, 우수차(偶數次)의 함수로 근사되는, 소위 CD-포커스 곡선을 그린다. CD-포커스 곡선의 일례를 도 1A에 나타낸다. 이 경우, 포커스 오프셋값의 극(極)값이 최적 포커스값, 즉 포커스 중심이 된다. 여기서는, 1쌍의 전사 패턴 사이의 거리를 전사 패턴의 치수 측정값으로 하고 있기 때문에, 포커스 오프셋값의 극값은 극소값이 된다. 이처럼, CD-포커스 곡선은, 예를 들면 2차 함수로 근사되기 때문에, 포커스 에러가 발생한 경우, 그 극값으로부터 편차가 정(正)측인지 부(負)측인지를 판정하는 것은 곤란하다. 또한, 포커스 중심 근방에서는 포커스의 변동량에 대한 치수 측정값의 변동량이 극히 작아, 치수 측정값이 변동해도 포커스 에러를 감도 좋게 계측할 수 없다.
이상의 사실에 비추어보면, 예를 들면 도 1B에 나타낸 바와 같이, CD-포커스 곡선에서, 포커스값이 최적값이 되는 포커스 중심을 일부러 극값으로부터 시프트시키고, 이 시프트된 포커스 중심을 이용하여 편차량을 모니터하면, 포커스의 정부 방향을 특정할 수 있다. 또한 이 경우, 포커스 중심의 극값으로부터의 시프트량이 클수록 포커스의 변동량에 대한 치수 측정값의 변동량이 커서, 감도 좋게 포커스 에러를 계측할 수 있다.
상기한 바와 같이 포커스 중심을 극값으로부터 시프트시키기 위해서는, 모니터 패턴의 피전사체로의 결상(結像) 위치와 메인 패턴의 결상 위치가 달라지도록 패턴 전사 마스크(포토마스크 등: 예를 들면 레티클)를 형성하면 된다. 본 발명에서는, 모니터 패턴 영역에서의 모니터 패턴의 높이가, 메인 패턴 영역에서의 메인 패턴의 높이와 서로 다른 패턴 전사 마스크를 제안한다.
여기서, 높이가 서로 다른 패턴이 형성된 패턴 전사 마스크를 이용하여 전사 패턴을 형성하고, 당해 전사 패턴의 포커스 오프셋값과 폭 치수의 측정값(CD값)의 관계에 대하여 조사했다. 패턴 전사 마스크의 패턴으로서, 소위 고립 패턴을 웨이퍼 상의 레지스트에 전사하고, 당해 전사 패턴의 선폭을 측정했다. 측정 결과를 도 2A에 나타낸다. 도 2A에서는, 포커스 오프셋값과 CD값의 관계를 전사 패턴의 높이(여기서는 차광막인 Cr막의 두께)를 다르게 하여 각종 측정한 결과를 나타내고 있다. 여기서는, 차광막의 두께를 100㎚, 70㎚, 50㎚의 3종으로 했다. 도시한 바 와 같이, 차광막이 얇을수록 포커스 중심이 우측으로 시프트하는 것을 알 수 있다.
다음으로, 도 2A의 측정 결과에 의거하여, 차광막의 두께와 CD-포커스 곡선의 극값(여기서는 극대값)의 관계를 조사했다. 그 결과를 도 2B에 나타낸다. 도시한 바와 같이, 차광막이 두꺼워지면 최적 포커스 위치가 부측으로 시프트하는 것을 알 수 있다. 즉, 차광막의 두께를 메인 패턴과 모니터 패턴으로, 예를 들면 50㎚ 정도 서로 다르게 하면, 최적 포커스 위치에 30㎚의 차이가 발생한다. 당해 차이에 상당하는 분만큼 포커스 에러량의 계측이 용이해지고, 동시에 포커스 에러의 정부 방향의 특정도 용이해지는 것을 이해할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 특정된 포커스 에러의 정부 방향과 함께 산출된 포커스 에러량을, 다음의 상기 각 피전사체 또는 복수의 상기 피전사체로 이루어지는 로트(lot)로 피드백하고, 또한 패터닝 공정에 이어지는 다음 공정에 피드포워드한다. 이에 의해, 정확한 패터닝을 실현하고, 다음 공정 이후의 각 공정을 최적화할 수 있다.
- 본 발명의 구체적인 실시예 -
이하, 본 발명을 적용한 구체적인 실시예에 대하여, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
[레티클의 구성]
본 실시예에 의한 패턴 전사 마스크, 여기서는 레티클의 개략 구성을 도 3A~도 3C에 나타낸다. 여기서, 도 3A는 레티클의 주요 구성을 나타내는 개략 평면도, 도 3B는 레티클의 주요 구성을 나타내는 개략 단면도, 도 3C는 모니터 패턴이 전사 된 상태를 나타내는 개략 평면도이다.
본 실시예의 레티클은, 도 3A에 나타낸 바와 같이, 소기의 메인 패턴이 형성되어 이루어지는 메인 패턴 영역(1)과, 메인 패턴이 전사 형성될 때의 포커스 에러량을 산출하기 위한 모니터 패턴이 형성되어 이루어지는 모니터 패턴 영역(2)을 구비하여 구성되어 있다.
메인 패턴(11) 및 모니터 패턴(12)은, 예를 들면 도 3B에 나타낸 바와 같이, 석영 기판(3) 상에 형성된 차광막(4)이 패터닝되어 형성된다. 여기서, 메인 패턴(11)의 높이와 모니터 패턴(12)의 높이가 상이한 값으로 되어 있다. 구체적으로는, 메인 패턴(11)과 모니터 패턴(12)에서는 차광막(4)의 두께가 서로 달라, 메인 패턴(11)과 비교하여 모니터 패턴(12)이 두껍게 형성되어 있다. 예를 들면, 메인 패턴(11)의 두께가 50㎚ 정도, 모니터 패턴(12)이 100㎚로 형성되어, 양자의 두께의 차가 50㎚ 정도로 설정되어 있다.
모니터 패턴(12)이 웨이퍼의 레지스트 상에 전사된 상태를 도 3C에 나타낸다.
이처럼, 1쌍의 전사 모니터 패턴군(群)(13, 14)이 전사 형성된다. 전사 모니터 패턴군(13, 14)은 각각 선 형상 패턴(15)이 병렬하여 이루어진다. 여기서는, 전사 모니터 패턴군(13, 14) 사이의 이간 거리(d)를 전사 모니터 패턴의 치수로서 측정하여, 치수 측정값(CD값)으로 한다.
[레티클의 제조 방법]
상기한 레티클의 제조 방법의 일례에 대하여 설명한다. 도 4A~도 4C는 본 실 시예에 의한 레티클의 제조 방법을 공정 순서대로 나타낸 개략 단면도이다.
먼저, 도 4A에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 석영 기판(3)을 준비하고, 이 석영 기판(3)의 표면에, 예를 들면 크롬(Cr)막(4a)을 스퍼터법 등에 의해, 예를 들면 막 두께 50㎚ 정도로 퇴적 형성한다.
이어서, 도 4B에 나타낸 바와 같이, 크롬막(4a)의 메인 패턴 영역(1) 및 모니터 패턴 영역(2)을 각각 패터닝한다. 이때, 메인 패턴 영역(1)에 대해서는, 메인 패턴(11)이 완성된다.
이어서, 도 4C에 나타낸 바와 같이, 모니터 패턴 영역(2)의 패터닝 부위에, 예를 들면 FIB(집속(集束) 이온빔)법에 의해, Cr과 유사(類似)한 물질, 예를 들면 카본(C)(4b)을, 예를 들면 막 두께 50㎚ 정도로 퇴적한다. 이때, 모니터 패턴 영역(2)에 크롬막(4a)의 패턴 상에 카본(4b)이 퇴적하여, 모니터 패턴(12)이 완성된다. 본 실시예에서는, 크롬막(4a) 및 카본(4b)으로 차광막(4)이 구성된다.
[레티클을 이용한 포커스 에러의 측정 원리]
상기한 레티클을 이용한 포커스 에러의 측정 원리에 대하여 설명한다.
이 레티클에서는 메인 패턴(11)의 두께와 모니터 패턴(12)의 두께가 서로 다르기 때문에, 양자의 웨이퍼 상의 레지스트면으로의 결상 위치가 서로 달라지게 된다.
여기서는, 메인 패턴(11)보다 모니터 패턴(12) 쪽이 두껍게 형성되어 있으므로, 도 5에 나타낸 바와 같이, 메인 패턴(11)의 CD-포커스 곡선(F1)에 대하여, 모니터 패턴(12)의 CD-포커스 곡선(F2)은 오른쪽으로 시프트한다.
본 실시예에서는, 상기한 성질을 이용하여, 미리 CD-포커스 곡선(F1, F2)을 작성하고, CD-포커스 곡선(F2)의 포커스 중심(C2)에 대응한 CD-포커스 곡선(F1)의 값을 CD-포커스 곡선(F1)의 포커스 중심(C1)으로 본다. 그리고, 이 포커스 중심(C1)을 이용하여 CD-포커스 곡선(F2)에서의 CD 값을 CD-포커스 곡선(F1)에서의 CD값으로 환산하여 포커스 에러량을 모니터하면, 포커스 에러량에 더하여 포커스의 정부 방향을 특정할 수 있다. 즉, 치수 측정값이 포커스 중심(C1)의 CD값보다 크면 정방향, 작으면 부방향이 된다. 또한 이 경우, 포커스 중심(C1)은 CD-포커스 곡선(F1)의 극소값으로부터 시프트하고 있기 때문에, 치수 측정값의 변화에 대한 포커스의 변화량이 극소값 근방에 비하여 커서, 포커스 에러량에 대한 감도가 향상한다.
[포커스 에러 측정 장치의 구성]
도 6은 본 실시예에 의한 포커스 에러 측정 장치의 개략 구성도를 나타낸 블록도이다. 이 포커스 에러 측정 장치에서는, 예를 들면 도 2와 같이 구성된 레티클을 이용하여 포커스 에러를 측정한다.
포커스 에러 측정 장치는 치수 측정 수단(21)과, 포커스 에러 측정 수단(22)을 구비하여 구성되어 있다.
치수 측정 수단(21)은, 예를 들면 모니터 패턴(12)이 전사되어 이루어지는 전사 모니터 패턴의 치수를 측정하는 것이며, 고정밀도의 측정을 가능하게 하는 전자 현미경이나 원자간력 현미경, 광학식 폭 치수 계측 장치 등의 각종 계측 장치이다.
포커스 에러 측정 수단(22)은 CD-포커스 곡선(F1, F2)을 이용하여 전사 모니터 패턴의 치수 측정값으로부터 메인 패턴(11)의 포커스 에러량을 산출하는 포커스 에러량 산출 수단(22)과, 마찬가지로 치수 측정값으로부터 메인 패턴(11)의 포커스의 정부 방향을 특정하는 포커스 방향 특정 수단을 구비하여 구성되어 있다. 여기서, CD-포커스 곡선(F1, F2)에 관한 각 데이터는, 예를 들면 데이터베이스화되어 보존된다. 포커스 에러 측정 수단(22)은 이 데이터베이스를 이용하여 메인 패턴(11)의 포커스 에러량 및 포커스의 정부 방향을 결정한다.
[포커스 에러 측정 방법]
도 7은 상술한 포커스 에러 측정 장치를 이용한 포커스 에러 측정 방법을 스텝 순서대로 나타낸 플로도이다.
먼저, 소기의 노광 장치를 이용하여, 예를 들면 도 2의 레티클의 모니터 패턴(12)을 웨이퍼 상에 형성된 레지스트면에 노광한다(스텝 S1).
이어서, 치수 측정 수단(21)은 모니터 패턴(12)이 전사되어 이루어지는 전사 모니터 패턴의 치수를 측정한다(스텝 S2). 여기서는, 예를 들면 도 3C에서 나타낸 1쌍의 전사 모니터 패턴(13, 14) 사이의 이간 거리를 치수 측정값으로 한다.
이어서, 포커스 에러 측정 수단(22)은, 예를 들면 데이터베이스에 보존되어 있는 CD-포커스 곡선(F1, F2)에 관한 데이터를 판독하고, 전사 모니터 패턴(13, 14)의 치수 측정값으로부터 메인 패턴(11)의 포커스 에러량을 산출하는 동시에, 메인 패턴(11)의 포커스 에러의 정부 방향을 특정한다(스텝 S3).
[반도체 장치의 제조 방법]
본 실시예에서는, 리소그래피 공정에서, 상술한 바와 같이 포커스 에러량, 포커스 에러의 정부 방향, 노광 에러량 및 포커스 경사 에러량(이하, 기재의 편의상, 이들을 모두 변동량이라고 부름)의 지견(知見)을 얻어, 이를 이용하여 소기의 패턴 형성을 고정밀도로 실행한다.
도 8은 본 실시예에 의한 반도체 장치의 제조 방법을 나타낸 플로도이다.
먼저, 전(前)공정(포토마스크 제작 공정, 웨이퍼 제작 공정 등)인 스텝 S11로부터 수신한 로트를 노광 처리한다(스텝 S12).
이어서, 상기한 변동량을 산출한다(스텝 S13). 여기서, 포커스 에러량 및 포커스 에러의 정부 방향에 대해서는, 도 6의 스텝 S1~S3에 의해 산출된다. 또한, 노광 에러량에 대해서는, 도 3C에 나타낸 1쌍의 전사 모니터 패턴(13, 14)과, 이들의 반전 패턴(즉, 전사 모니터 패턴(13, 14)에 상당하는 부위에 홈 형상으로 형성되는 패턴)을 이용하여 산출할 수 있다. 또한, 포커스 경사 에러량에 대해서는, 쇼트 내의 네 모서리의 포커스 에러를 알면, 그 쇼트의 포커스 경사 성분을 계산하는 것이 가능하다.
그 결과, 변동량이 규격 내라고 판정된 경우에는 다음 공정(다이싱을 포함하는 조립 공정 등)으로 진행하고(스텝 S14), 규격 외라고 판정된 경우에는 레지스트를 박리하여 다시 노광 처리를 실행한다(스텝 S15). 이 재처리시에는, 규격 외가 된 변동량을 피드백하여 조절하여, 노광 처리한다. 이 피드백에 의해, 극히 정밀도가 높은 패턴 형성을 행할 수 있다. 그 결과에 문제가 없으면 다음 공정으로 진행할 수 있다. 이러한 순서를 밟음으로써, 제품의 생산성에 큰 향상이 기대된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 간편하게 정밀도 좋게 포커스 에러량 및 포커스의 정부 방향을 계측하는 것이 가능하다. 또한, 그 포커스 에러의 결과를 다음 로트나 다음 공정에 반영시킴으로써, 정밀도 좋게 미세한 패턴을 형성할 수 있다.
- 변형예 -
이하, 본 실시예의 각 변형예에 대하여 설명한다.
이들 변형예에서는, 레티클의 구성이 서로 다른 점에서 본 실시예와 상위(相違)하다. 또한, 본 실시예와 동일한 구성 부재 등에 대해서는, 같은 부호를 붙여서 상세한 설명을 생략한다.
(변형예 1)
[레티클의 구성]
도 9는 본 실시예의 변형예 1에 의한 레티클의 주요 구성을 나타낸 개략 단면도이다.
본 예의 레티클에서, 메인 패턴(11) 및 모니터 패턴(31)은 석영 기판(3) 상에 형성된 차광막(4)이 패터닝되어 형성된다. 여기서, 메인 패턴(11)의 높이와 모니터 패턴(31)의 높이가 상이한 값으로 되어 있다. 구체적으로는, 메인 패턴(11)과 모니터 패턴(31)에서는 차광막(4)의 두께가 서로 달라, 메인 패턴(11)에 비교하여 모니터 패턴(31)이 얇게 형성되어 있다. 예를 들면, 메인 패턴(11)의 두께가 100㎚ 정도, 모니터 패턴(31)이 50㎚로 형성되어, 양자의 두께의 차가 50㎚ 정도로 설정되어 있다.
[레티클의 제조 방법]
상기한 레티클의 제조 방법의 일례에 대하여 설명한다. 도 10A~도 10C는 변형예 1에 의한 레티클의 제조 방법을 공정 순서대로 나타낸 개략 단면도이다.
먼저, 도 10A에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 석영 기판(3)을 준비하고, 이 석영 기판(3)의 표면에, 예를 들면 크롬(Cr)막으로 이루어지는 차광막(4)을 스퍼터법 등에 의해, 예를 들면 막 두께 100㎚ 정도로 퇴적 형성한다.
이어서, 도 10B에 나타낸 바와 같이, 차광막(4)의 메인 패턴 영역(1) 및 모니터 패턴 영역(2)을 각각 패터닝한다. 이때, 메인 패턴 영역(1)에 대해서는, 메인 패턴(11)이 완성된다.
이어서, 도 10C에 나타낸 바와 같이, 모니터 패턴 영역(2)의 패터닝 부위에서, 예를 들면 FIB(집속 이온빔)법에 의해 차광막(4)을 50㎚ 정도 깎는다. 이때, 모니터 패턴 영역(2)에는 차광막(4)이 가공된 높이 50㎚ 정도로 된 모니터 패턴(31)이 완성된다.
변형예 1에 의하면, 간편하게 정밀도 좋게 포커스 에러량 및 포커스의 정부 방향을 계측하는 것이 가능하다. 또한, 그 포커스 에러의 결과를 다음 로트나 다음 공정에 반영시킴으로써, 정밀도 좋게 미세한 패턴을 형성할 수 있다.
(변형예 2)
[레티클의 구성]
도 11은 본 실시예의 변형예 2에 의한 레티클의 주요 구성을 나타낸 개략 단면도이다.
본 예의 레티클에서, 메인 패턴(11) 및 모니터 패턴(41)은 석영 기판(3) 및 석영 기판(3) 상에 형성된 차광막(4)이 패터닝되어 형성된다. 여기서, 메인 패턴(11)의 높이와 모니터 패턴(41)의 높이가 상이한 값으로 되어 있다. 구체적으로는, 메인 패턴(11)과 모니터 패턴(41)에서는 차광막(4)의 두께는 동일하지만, 모니터 패턴(41)에서는 차광막(4)과 함게 석영 기판(3)이 가공되어, 메인 패턴(11)에 비교하여 모니터 패턴(41)이 높게(깊게) 형성되어 있다. 예를 들면, 메인 패턴(11)의 높이가 50㎚ 정도, 모니터 패턴(41)이 100㎚로 형성되어, 양자의 높이(깊이)의 차가 50㎚ 정도로 설정되어 있다.
[레티클의 제조 방법]
상기한 레티클의 제조 방법의 일례에 대하여 설명한다. 도 12A~도 12C는 변형예 2에 의한 레티클의 제조 방법을 공정 순서대로 나타낸 개략 단면도이다.
먼저, 도 12A에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 석영 기판(3)을 준비하고, 이 석영 기판(3)의 표면에, 예를 들면 크롬(Cr)막을 차광막(4)으로서 스퍼터법 등에 의해, 예를 들면 막 두께 50㎚ 정도로 퇴적 형성한다.
이어서, 도 12B에 나타낸 바와 같이, 차광막(4)의 메인 패턴 영역(1) 및 모니터 패턴 영역(2)을 각각 패터닝한다. 이때, 메인 패턴 영역(1)에 대해서는, 메인 패턴(11)이 완성된다.
이어서, 도 12C에 나타낸 바와 같이, 모니터 패턴 영역(2)의 패터닝 부위의 석영 기판(3)을, 예를 들면 FIB(집속 이온빔)법에 의해 깎는다. 이때, 차광막(4)의 패턴에 정합하여 석영 기판(3)에 홈(42)이 형성되어, 모니터 패턴(41)이 완성된 다. 여기서, FIB법을 실행하는 대신, 불산계의 에칭액을 이용하여 차광막(4)을 마스크로 해서 석영 기판(3)을 웨트 에칭함으로써 홈(42)을 형성하도록 해도 된다. 또한, 염소계의 에칭가스를 이용하여 차광막(4)을 마스크로 해서 석영 기판(3)을 드라이 에칭함으로써 홈(42)을 형성하도록 해도 적절하다.
변형예 2에 의하면, 간편하게 정밀도 좋게 포커스 에러량 및 포커스의 정부 방향을 계측하는 것이 가능하다. 또한, 그 포커스 에러의 결과를 다음 로트나 다음 공정에 반영시킴으로써, 정밀도 좋게 미세한 패턴을 형성할 수 있다.
(변형예 3)
[레티클의 구성]
도 13은 본 실시예의 변형예 3에 의한 레티클, 여기서는 하프톤(half-tone)형의 위상 시프트 마스크의 주요 구성을 나타낸 개략 단면도이다.
본 예의 하프톤 마스크에서, 메인 패턴(51) 및 모니터 패턴(52)은 석영 기판(3) 상에 형성된 하프톤막(53) 및 크롬(Cr)막(54)이 패터닝되어 형성된다. 여기서, 메인 패턴(51)의 높이와 모니터 패턴(52)의 높이가 상이한 값으로 되어 있다. 구체적으로는, 메인 패턴(51)과 모니터 패턴(52)에서는 크롬막(54)의 분만큼 두께가 서로 다르고, 메인 패턴(51)에 비교하여 모니터 패턴(52)이 두껍게 형성되어 있다. 예를 들면, 메인 패턴(51)의 두께가 50㎚ 정도, 모니터 패턴(52)이 100㎚로 형성되어, 양자의 두께의 차가 50㎚ 정도로 설정되어 있다.
[레티클의 제조 방법]
상기한 레티클의 제조 방법의 일례에 대하여 설명한다. 도 14A~도 14E는 변 형예 3에 의한 레티클의 제조 방법을 공정 순서대로 나타낸 개략 단면도이다.
먼저, 도 14A에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 석영 기판(3)을 준비하고, 이 석영 기판(3)의 표면에, 예를 들면 몰리브덴실리사이드(MoSi)를 스퍼터법 등에 의해, 예를 들면 막 두께 50㎚ 정도로 퇴적하여, 하프톤막(53)을 형성한다. 다음으로, 하프톤막(53) 상에 크롬막(54)을 스퍼터법 등에 의해, 예를 들면 막 두께 50㎚ 정도로 퇴적 형성한다.
이어서, 도 14B에 나타낸 바와 같이, 1차 노광 데이터를 이용하여, 크롬막(54)의 메인 패턴 영역(1) 및 모니터 패턴 영역(2)을 각각 패터닝한다.
이어서, 도 14C에 나타낸 바와 같이, 패터닝된 크롬막(54)을 마스크로 하여, 하프톤막(53)을 드라이 에칭한다.
이어서, 도 14D에 나타낸 바와 같이, 하프톤막(53) 상에 레지스트를 도포한다. 이 레지스트를 2차 노광 데이터를 이용하여 리소그래피에 의해 가공하여, 하프톤막(53) 상에 크롬막(54)을 잔존시킬 필요가 있는 부위(도시 생략)와 함께, 모니터 패턴 영역(2)을 덮도록 레지스트 패턴(55)을 형성한다. 여기서 일반적으로, 하프톤형의 위상 시프트 마스크를 형성할 때에는, 거의 반드시 하프톤막 상에 크롬막을 잔존시킬 필요가 있는 부위가 있다. 그래서 일반적으로는, 당해 필요 부위만을 덮는 레지스트 패턴을 2차 노광 데이터를 이용하여 형성하고 있다. 본 실시예에서는, 레지스트 패턴을 형성할 때에, 당해 필요 부위에 더하여 모니터 패턴 영역(2)을 덮도록 레지스트를 가공하도록, 2차 노광 데이터를 변경하면 된다.
이어서, 도 14E에 나타낸 바와 같이, 레지스트 패턴(55)을 마스크로 하여, 메인 패턴 영역(1) 및 크롬막(54)을 잔존시킬 필요가 없는 부위(도시 생략)의 크롬막(54)을 제거한다. 그 후, 레지스트 패턴(55)을 회화(灰化) 처리 등에 의해 제거한다. 이때, 메인 패턴 영역(1)에는 하프톤막(53)으로 이루어지는 메인 패턴(51)이, 모니터 패턴 영역(2)에는 하프톤막(53) 및 크롬막(54)으로 이루어지는 모니터 패턴(52)이 각각 완성된다.
변형예 3에 의하면, 간편하게 정밀도 좋게 포커스 에러량 및 포커스의 정부 방향을 계측하는 것이 가능하다. 또한, 그 포커스 에러의 결과를 다음 로트나 다음 공정에 반영시킴으로써, 정밀도 좋게 미세한 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 모니터 패턴 영역(2)에 크롬막(54)을 남기는 경우, 2차 노광 데이터를 변경하기만 해도 되어, 공정 수를 증가시키지 않고 용이하게 모니터 패턴(52)을 형성할 수 있다.
(본 발명을 적용한 다른 실시예)
상술한 실시예 및 그 각 변형예에 의한 포커스 에러 측정 장치를 구성하는 각 수단(치수 측정 수단을 제외함), 및 포커스 에러 측정 방법, 반도체 장치의 제조 방법의 각 스텝(도 7의 스텝 S1~S3, 도 8의 스텝 S11~S15 등)은 컴퓨터의 RAM이나 ROM 등에 기억된 프로그램이 동작함으로써 실현할 수 있다. 이 프로그램 및 당해 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체는 본 발명에 포함된다.
구체적으로, 상기 프로그램은, 예를 들면 CD-ROM과 같은 기록 매체에 기록하여, 또는 각 전송 매체를 통하여 컴퓨터에 제공된다. 상기 프로그램을 기록하는 기록 매체로서는, CD-ROM 이외에, 플렉서블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 광 자기 디스크, 불휘발성 메모리 카드 등을 이용할 수 있다. 한편, 상기 프로그램의 전송 매체로서는, 프로그램 정보를 반송파로서 전반(傳搬)시켜 공급하기 위한 컴퓨터 네트워크(LAN, 인터넷 등의 WAN, 무선 통신 네트워크 등) 시스템에서의 통신 매체(광섬유 등의 유선 회선이나 무선 회선 등)를 이용할 수 있다.
또한, 컴퓨터가 공급된 프로그램을 실행함으로써 상술한 실시예의 기능이 실현되는 것뿐 아니라, 그 프로그램이 컴퓨터에서 가동하고 있는 OS(오퍼레이팅 시스템) 또는 다른 어플리케이션 소프트웨어 등과 공동으로 상술한 실시예의 기능이 실현되는 경우나, 공급된 프로그램의 처리의 전부 또는 일부가 컴퓨터의 기능 확장 보드나 기능 확장 유닛에 의해 행해져서 상술한 실시예의 기능이 실현되는 경우도, 그러한 프로그램은 본 발명에 포함된다.
예를 들면, 도 15는 퍼스널 유저 단말 장치의 내부 구성을 나타낸 모식도이다. 이 도 15에서, 1200은 컴퓨터(PC)이다. PC(1200)는 CPU(1201)를 구비하고, ROM(1202) 또는 하드디스크(HD)(1211)에 기억된, 또는 플렉서블 디스크 드라이브(FD)(1212)로부터 공급되는 디바이스 제어 소프트웨어를 실행하여, 시스템 버스(1204)에 접속되는 각 디바이스를 총괄적으로 제어한다.
PC(1200)의 CPU(1201), ROM(1202) 또는 하드디스크(HD)(1211)에 기억된 프로그램에 의해, 실시예의 도 7에서의 스텝 S1~S3의 순서, 및 도 8에서의 S11~S15의 순서 등이 실현된다.
1203은 RAM으로서, CPU(1201)의 주메모리, 워크 에어리어 등으로서 기능한다. 1205는 키보드 컨트롤러(KBC)로서, 키보드(KB)(1209)나 도시를 생략한 디바이 스 등으로부터의 지시 입력을 제어한다.
1206은 CRT 컨트롤러(CRTC)로서, CRT 디스플레이(CRT)(1210)의 표시를 제어한다. 1207은 디스크 컨트롤러(DKC)로서, 부트 프로그램(기동 프로그램: PC의 하드웨어나 소프트웨어의 실행(동작)을 개시하는 프로그램), 복수의 어플리케이션, 편집 파일, 유저 파일, 그리고 네트워크 관리 프로그램 등을 기억하는 하드디스크(HD)(1211), 및 플렉서블 디스크(FD)(1212)와의 억세스를 제어한다.
1208은 네트워크 인터페이스 카드(NIC)로서, LAN(1220)을 통하여 네트워크 프린터, 다른 네트워크 기기, 또는 다른 PC와 쌍방향의 데이터의 교환을 행한다.
본 발명에 의하면, 간편하게 정밀도 좋게 포커스 에러량 및 포커스의 정부 방향을 계측하는 것이 가능하다. 또한, 그 포커스 에러의 결과를 다음 로트나 다음 공정에 반영시킴으로써, 정밀도 좋게 미세한 패턴을 형성할 수 있다.

Claims (18)

  1. 피전사체 상에 전사 형성되는 메인 패턴이 형성되어 이루어지는 메인 패턴 영역과,
    상기 메인 패턴이 전사 형성될 때의 초점 변동량을 산출하기 위한 모니터 패턴이 형성되어 이루어지는 모니터 패턴 영역을 갖는 패턴 전사 마스크로서,
    상기 메인 패턴의 높이와 상기 모니터 패턴의 높이가 상이한 값으로 되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 패턴 및 상기 모니터 패턴은 기판 상에 형성된 피가공막이 가공되어 이루어지는 것이며,
    상기 메인 패턴의 두께와 상기 모니터 패턴의 두께가 상이한 값으로 되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 마스크.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 패턴 및 상기 모니터 패턴은 기판 및 당해 기판 상에 형성된 피가공막이 가공되어 이루어지는 것이며,
    상기 메인 패턴의 깊이와 상기 모니터 패턴의 깊이가 상이한 값으로 되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 마스크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 패턴 및 상기 모니터 패턴은 기판 상에 형성된 피가공막이 가공되어 이루어지는 것이며,
    상기 메인 패턴 영역 및 상기 모니터 패턴 영역 중 한쪽에서, 상기 피가공막 상에 차광막이 잔존함으로써, 상기 메인 패턴의 두께와 상기 모니터 패턴의 두께가 상이한 값으로 되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 마스크.
  5. 메인 패턴을 피전사체 상에 전사할 때에, 상기 메인 패턴의 초점 변동을 측정하는 초점 변동 측정 방법으로서,
    상기 메인 패턴이 형성되어 이루어지는 메인 패턴 영역과,
    상기 메인 패턴이 전사될 때의 초점 변동량을 산출하기 위한 모니터 패턴이 형성되어 이루어지는 모니터 패턴 영역을 갖고,
    상기 메인 패턴의 높이와 상기 모니터 패턴의 높이가 상이한 값으로 되어 이루어지는 패턴 전사 마스크를 이용하여,
    상기 모니터 패턴을 피전사체 상에 전사하는 제 1 스텝과,
    상기 전사 모니터 패턴의 치수를 측정하는 제 2 스텝과,
    미리 파악되어 있는, 상기 메인 패턴이 전사되어 이루어지는 전사 메인 패턴의 치수 측정값과 초점 변동값의 관계를 나타내는 제 1 관계와, 상기 전사 모니터 패턴의 치수 측정값과 초점 변동값의 관계를 나타내는 제 2 관계를 이용하여, 상기 제 1 스텝에서의 전사 모니터 패턴의 치수 측정값으로부터, 상기 메인 패턴의 초점 변동량을 산출하는 동시에 초점 변동의 정부(正負) 방향을 특정하는 제 3 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 초점 변동 측정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 관계는, 각각 우함수(even function) 곡선을 그리는 것이며,
    상기 제 3 스텝에서, 상기 메인 패턴의 높이와 상기 모니터 패턴의 높이가 서로 다른 것에 기인하여, 상기 제 2 관계의 극(極)값이 상기 제 1 관계의 극값으로부터 상대적으로 이행하는 것을 이용하여, 상기 초점 변동량 및 상기 정부 방향을 견적(見積)하는 것을 특징으로 하는 초점 변동 측정 방법.
  7. 메인 패턴을 피전사체 상에 전사할 때에, 상기 메인 패턴의 초점 변동을 측정하는 초점 변동 측정 장치로서,
    상기 메인 패턴이 형성되어 이루어지는 메인 패턴 영역과,
    상기 메인 패턴이 전사될 때의 초점 변동량을 산출하기 위한 모니터 패턴이 형성되어 이루어지는 모니터 패턴 영역을 갖고,
    상기 메인 패턴의 높이와 상기 모니터 패턴의 높이가 상이한 값으로 되어 이루어지는 패턴 전사 마스크를 이용하여,
    상기 모니터 패턴이 전사되어 이루어지는 전사 모니터 패턴의 치수를 측정하는 치수 측정 수단과,
    미리 파악되어 있는, 상기 메인 패턴이 전사되어 이루어지는 전사 메인 패턴의 치수 측정값과 초점 변동값의 관계를 나타내는 제 1 관계와, 상기 전사 모니터 패턴의 치수 측정값과 초점 변동값의 관계를 나타내는 제 2 관계를 이용하여, 상기 전사 모니터 패턴의 치수 측정값으로부터, 상기 메인 패턴의 초점 변동량을 산출하는 동시에 초점 변동의 정부 방향을 특정하는 초점 변동 측정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 초점 변동 측정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 관계는 각각 우함수 곡선을 그리는 것이며,
    상기 초점 변동 측정 수단은 상기 메인 패턴의 높이와 상기 모니터 패턴의 높이가 서로 다른 것에 기인하여, 상기 제 2 관계의 극값이 상기 제 1 관계의 극값으로부터 상대적으로 이행하는 것을 이용하여, 상기 초점 변동량 및 상기 정부 방향을 견적하는 것을 특징으로 하는 초점 변동 측정 장치.
  9. 피전사체 상에 전사 형성되는 메인 패턴이 형성되어 이루어지는 메인 패턴 영역과,
    상기 메인 패턴이 전사 형성될 때의 포커스 에러량을 산출하기 위한 모니터 패턴이 형성되어 이루어지는 모니터 패턴 영역을 갖고,
    상기 메인 패턴의 높이와 상기 모니터 패턴의 높이가 상이한 값으로 되어 이루어지는 패턴 전사 마스크를 이용하여,
    상기 모니터 패턴을 피전사체 상에 전사하는 제 1 스텝과,
    상기 전사 모니터 패턴의 치수를 측정하는 제 2 스텝과,
    미리 파악되어 있는, 상기 메인 패턴이 전사되어 이루어지는 전사 메인 패턴의 치수 측정값과 초점 변동값의 관계를 나타내는 제 1 관계와, 상기 전사 모니터 패턴의 치수 측정값과 초점 변동값의 관계를 나타내는 제 2 관계를 이용하여, 상기 제 1 스텝에서의 전사 모니터 패턴의 치수 측정값으로부터, 상기 메인 패턴의 초점 변동량을 산출하는 동시에 초점 변동의 정부 방향을 특정하는 제 3 스텝과,
    산출된 상기 초점 변동량이 규격 내인지의 여부를 판정하는 제 4 스텝을 포함하고,
    상기 초점 변동량이 규격 내라고 판정된 경우에는 다음 스텝으로 진행하고, 규격 외라고 판정된 경우에는 복수의 전사 패턴을 제거한 후, 상기 제 3 스텝에서 측정된 상기 초점 변동량 및 상기 초점 변동의 정부 방향을 상기 제 1 스텝에 반영시켜, 상기 제 1 스텝 내지 상기 제 4 스텝을 다시 실행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 관계는 각각 우함수 곡선을 그리는 것이며,
    상기 제 3 스텝에서, 상기 메인 패턴의 높이와 상기 모니터 패턴의 높이가 서로 다른 것에 기인하여, 상기 제 2 관계의 극값이 상기 제 1 관계의 극값으로부터 상대적으로 이행하는 것을 이용하여, 상기 초점 변동량 및 상기 정부 방향을 견적하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴 전사 마스크는,
    석영(石英) 기판과,
    상기 석영 기판 위에 형성된 차광막인 상기 메인 패턴과,
    상기 석영 기판 위에 형성된 차광막인 상기 모니터 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 마스크.
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