TW594446B - Photomask, focus monitoring method, exposure dose monitoring method and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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594446 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關半導體裝置之製造，尤其是有關管理光罩 及使用該光罩之光蝕刻步騾中使用之曝光裝置之聚焦條件 或曝光量條件之方法，以及使用該方法之半導體裝置之製 造方法。 【先前技術】 隨裝置圖案之微細化，光蝕刻製程之對曝光裝置之焦點 深度及曝光量調整等處理條件的餘裕（處理範圍）減少。因而 要求將消耗處理範圍之誤差因素抑制在最小限度之曝光條 件等高精確度的管理（監視）方法。 先前係使用具備如圖21 (a)所示之對角線短軸長度約〇 $ μιη之菱型監視圖案1000的光罩，並如圖21(b)所示地，測定 轉移於晶圓上之菱型圖案1010之長度丨（對角線長軸之長度） 來進行聚焦條件之管理。 圖22顯示轉移於晶圓上之菱型圖案之長度1與距焦 點位置之偏差距離（散焦值）之關係。菱型圖案1010愈接近最 佳聚焦，解像度愈高，菱型圖案1000之更細小邊緣部亦能 轉移於晶圓上。因而菱型圖案1010之長度丨在最佳聚焦位置 形成最大值，散焦值愈大，前述值愈小。因此進行半導體 裝置之製造時，將製品批量放入製程之前，須先依據轉移 於晶圓上之菱型圖案1010之長度丨與散焦值之關係，來決定 其製品批量於曝光步驟中之最佳聚焦條件。 此外’於管理製品批量之聚焦條件時，係在與該製品批 84514 -6- 594446 量相同之曝光條件下，使用具備菱型圖案1000之光罩製作 轉移圖案，藉由測定被轉移之菱型圖案1010之長度i，來監 視散焦值。 發明所欲解決之問題 但是，使用上述菱型圖案之先前聚焦監視方法，無法獲 得曝光裝置之焦點偏差在上下方向有無偏差之資訊。此 * 外，由於監視圖案之尺寸及形狀與裝置圖案之尺寸及形狀 二 差異甚大，因此曝光量等產生變動時，監視圖案對此等之 V 靈敏度與裝置圖案對此等之靈敏度不同，導致監視之可靠 攀 性降低。 不影響曝光量而監視聚焦之方法，提出一種將聚焦之變 動量作為圖案之位置偏差量來檢測之方法（美國專利USP-5300786)。但是，由於該方法之聚焦檢測靈敏度與光源形 狀（σ形狀）關係密切，於較低σ之曝光條件下雖可獲得足夠 之靈敏度，但是一般使用之較大〇r之條件或是輪帶照明條 件下則無法獲得足夠之靈敏度。 再者，於特開Ρ2000-310850號公報中揭示有一種曝光量 _ 監視方法。其為監視曝光量而使用特殊之圖案，可藉由測 定轉移於晶圓上之圖案尺寸或中心位置之偏差來監視曝光 量。但因此時裝置圖案與曝光量監视圖案之尺寸及形狀亦 完全不同，因此當兩者對曝光量之尺寸靈敏度不同時，即 無法對裝置圖案正確地監視曝光量。 有鑑於上述先前之問題，本發明之目的在提供一種可使 用於更正確之聚焦監視方法之光罩、使用該光罩之聚焦監 84514 594446 視方法、及使用3桌焦監視方法之半導體裝置之製造方法。 此外，本發明之其他目的在提供一種可使用於更正確之 曝光量監視方法之光軍、使用該光罩之曝光量監視方法、 及使用該曝光量監視方法之半導體裝置之製造方法。 【發明内容】 本發明第一種光罩之特徵為具有··遮罩基板；裝置圖案， 其係配置於遮罩基板上，並具有開口部與遮罩部；及第一 聚焦監視圖案，其係配置於遮罩基板上，並具有與裝置圖 案之至少一部分區域相同之平面圖案形狀之開口部與遮罩 部。再者上述第—I焦監視圖案之開口_與遮罩部之透過 曝光之光之相位差，與上述裝置圖案之開口部與遮罩部之 透過曝光之光之相位差不同。 本發明弟二種光罩之特徵為具有：遮罩基板；裝置圖案， 其係配置於遮罩基板上，並具有開口部與遮罩部，·第一聚 焦監視圖案，其絲置於遮罩基板上，並具有與裝置圖案 之至少-部分區域相同之平面圖案形狀之開口部與遮罩 部；及第二聚焦監視圖t，其係配置於遮罩基板上，且有 開口部與遮罩部’並具有與第一聚焦監視圖案相同之平面 圖案形狀。再者上述第二聚焦監视圖案之開口部與遮罩部 <透過曝光之光之相位差，與上述第一聚焦監視圖案之開 口郅與遮罩部之透過曝光之光之相位差，絕對值大致相同 而符號相反。 4焦校正曲線資料 二種光罩而轉移於 本發明之聚焦監視方法之特徵為具有 準備步騾，其係顯示使用上述第—或第 84514 -8- 594446 晶圓上 <裝置圖案、參照監視圖案或第二聚焦監視圖案之 任何個，與轉移於該晶圓上之第一聚焦監視圖案之對應 部位之尺寸差與距曝光光源之焦點之偏差距離的關係。再 者，具有：製作步騾，其係使用上述光罩製作半導體裝置 之裝置圖案，·測定步騾，其係測定藉由裝置圖案製作步驟 而轉移於晶圓上之裝置圖案、參照監視圖案或第二聚焦監 視圖案之任何一個與轉移於該晶圓上之第一聚焦監視圖案 之對應部位之尺寸差△!_·檢測步騾，其係依據測定之尺寸 差AL與聚焦校正曲線資料，檢測曝光光源距焦點之偏差距 離AD ,及碉整步騾，其係依據檢測出之距焦點偏差距離 ’將曝光光源之位置調整至焦點位置。 本發明之第一種半導體製造方法之特徵為使用上述聚焦 座視方去，依據管理有曝光光源之焦點位置的條件製造半 導體裝置。 採用上述第一及第二種光罩，轉移於晶圓上而獲得之裝 置圖案、參照監視圖案或第二聚焦監視圖案與第一聚焦監 視圖案對應之任何部位之尺寸差，係對應於曝光光源距焦 點之偏差距離（散焦值）之變化而變化，因此可使用該尺寸差 與散焦值之關係作為聚焦校正曲線。此外，藉由調整第一 聚焦監視圖案之開口部與遮罩部之透過曝光之光之相位 差，可獲得對於散焦值之變化，尺寸差變化大之聚焦校正 曲線。再者，由於第一聚焦監視圖案與裝置圖案之一部分 相同之平面圖案形狀，亦即各個開口圖案之形狀、尺寸、 間距、排列方向等相同，因此可獲得對於因圖案形狀、尺 84514 寸差異而產生不同影鐵夕腺止 θ <曝先光源之透鏡像差及曝光量 變動，其變動小之聚焦校正曲線。 此外，採用使用上述第-或第二種光罩之本發明之聚隹 監視万法，料導體裝置之裝置圖案製造步驟中，藉由同' :測疋轉移於晶圓上之裝置圖案、參照監視圖案或第二聚 …、監視圖案與第-聚焦監視圖案對應之任何部位的尺寸差 =’檢測曝光_距焦點之偏差距離（散焦值），可依據預 準備 <聚焦校正曲線進行聚焦調整。 再者，採用本發明之第_種半導體裝置之製造方法，藉 由使用高靈敏度之聚焦監視方法，可製造圖案精確度高: 半導體裝置。 本發明第二種光罩之特徵為具有：遮罩基板,·裝置圖案， ，係配置於遮罩基板上，並具有開口部與遮罩部；及曝光 量^视圖冑，其係配置於遮罩基板上，並具有與裝置圖案 ^ i ^碍分區域相同之平面圖案形狀之開口部與遮罩 ^再者上述曝光量監視圖案之開口部與遮罩部對上述裝 置圖案之開口部與遮罩部，透過曝光之光之相位差相同， 而透過率不同。 文本發明〈曝光量監視方法之特徵為具有曝光量校正曲線 If料準備步驟，其係顯示使用上述本發明之第三種光罩而 T移於卵圓上之裝置圖案或參照監視圖案，與轉移於該晶 =上之曝光量監視圖案之對應之特定部位之尺寸差與曝光 、勺關係。再者，具有：製作步驟，其係使用上述光罩製 作半導體裝置之裝置圖案；測定步騾，其係於製作上述裝 84514 置圖案之步騾中，測定 、 祝圖案與轉移於第-曝光· 1 81上〈裳置圖案或參照監 △L;檢測步驟，㈣依^監視圖案之對應部位之尺寸差 /、係依據剛定之尺寸差ALi 曲線;貝料，檢測曝光光湄、 /、曝Tbf杈正 原义曝光量變動值ΔΕ ;及養|敕步 騾，其係依據檢測出之曝 凋正步 本發明第二種半導，裝甚、 、 网正曝先里 隱来旦p 且 又製造方法之特徵為：使用上 述曝光^視万法’在管理有曝光量之條件下進行製造。 採用上述本發明第三種 丄'# 先罩，由於轉移於晶圓上而獲得 之裝置圖木或參照監視圖案與曝光量監視圖案之對應之任 何部位的尺寸差係對應於曝光量之變化而變化，因此可使 用該尺寸差與曝光量之_作為曝光量校正曲I此外， 由於曝光量監视圖案具有與裝置圖案之-部分相同的平面 圖案形狀，亦即各個開口圖案之形狀、尺寸、間距、排列 方向等相同，因此可獲得對於因圖案之形狀、尺寸差異而 產生不同影響之曝光光源之透鏡像差及散焦值之變動，其 變動小之曝光量校正曲線。 此外’採用使用上述第三種光罩之本發明之曝光量監视 方法’於半導體裝置之裝置圖案製造步驟中，藉由同時測定 轉移於晶圓上之裝置圖案或參照監視圖案與曝光量監視圖 案對應之任何部位的尺寸差AL，檢測曝光量之變動值 ，可依據預先準備之曝光量校正曲線進行曝光量調整。 再者，採用本發明之第二種半導體裝置之製造方法，藉 由使用高靈敏度之曝光量監視方法，可製造圖案精確度高 之半導體裝置。 -11- 84514 【實施方式】 (第一種實施形態） 以下，參照圖式，說明本發明第一種實施形態之光罩、 使用該光罩之聚焦監視方法及使用該方法之半導體裝置、 製造方法。 "^ 首先’於半導體裝置之製造步驟中，以圖案精確度要求 最高之元件分離層之製造步驟為例，說明光罩與聚焦監視 方法。 、圖1(a)及圖1(b)係元件分離圖案之光蝕刻步驟中使用之 光罩ίο之放大平面圖及該平面圖之截線Α·Α之剖面圖。圖 1 (a)中顯示之遮罩係對應於1個晶片者。 如圖1(a)及圖1(b)所示，第一種實施形態之光罩1〇如於大 致中央具有裝置圖案40’該裝置圖案反覆配置相當於微細 《矩形開口部之元件分離圖案術，其外周圍之未配置裝置 圖案的區域内配置有聚焦監視用之兩個監视圖案。一方為 參照監視圖案50，另一方為第一聚焦監視圖案6〇。 參照監視圖案50及第一聚焦監視圖案6〇之配置位置係在 晶圓上未形成裝置圖案40之區域，亦可為不影響裝置圖案 之區域。任何圖案於晶片分離步驟後均不再需要，因此， 可形成於如相當於晶圓之切刻區域之光罩1〇上的區域2〇。 於參照監視圖案50及第—聚焦監視圖案6〇上形成有具有 與裝置圖案40之-部分圖案相同之平面㈣之圖案。亦即 與元件分離圖案術相同形狀、尺寸之單位開口部W咖 排列成相同間距、相同方向。 84514 -12- 另外，參照監視圖案50及第一聚焦監視圖案6〇區域尺寸 宜設足成圖案轉移條件，亦即至光阻之形成、曝光及顯像 之一連串光姓刻步騾時之條件與裝置圖案4〇大致相同。如 單位開口邵之間距為數十nm時，可反覆排列單位開口部於 至少數μιη以上區域的區域尺寸。 第一種實施形態之光罩之一種特徵為：參照監視圖案5〇 具有與裝置圖案40相同的遮罩條件，開口部5〇a與其以外區 域（以下稱「遮罩部」）5〇b之透過曝光之光之相位差與裝置圖 案40之開口部40a與遮罩部40b之透過曝光之光的相位差相 同，而第一聚焦監視圖案60設定成開口部6〇a與遮罩部60b 之曝光透過光之相位差與裝置圖案4〇不同。 圖2(a)、圖2(b)顯示參照監視圖案50與第一聚焦監視圖案 60之放大平面圖。如參照監視圖案5〇具有曝光之光透過率 大致為100%之開口部50a及曝光之光透過率約為6%之遮罩 邵50b ’開口部50a與遮罩部50b之透過曝光之光之相位差如 約為180度。該條件與裝置圖案4〇相同。 另外，第一聚焦監視圖案60雖亦具有曝光之光透過率大 致為100%之開口部60a與曝光之光透過率約為6%之遮罩部 60b ’但是藉由調整遮罩部60b之厚度，而將開口部60a與遮 罩部60b之透過曝光之光之相位差設定成與裝置圖案4〇及 參照監視圖案50之相位差，亦即與18〇度不同之值，如設定 成120度。 此時，以L0*表示遮罩上之參照監視圖案5〇之開口部5〇a 的長邊尺寸，以L1*表示第一聚焦監視圖案60之開口部60a 594446 之長邊尺寸。此外，就使用該遮罩形成於晶圓上之轉移圖 案之各開口部長邊尺寸則不註記*符號，而以Ll，L2表示。 以下，其他實施形態之說明亦使用相同的表示方法。 另外，參照監視圖案50與第一聚焦監視圖案60分別具有 之具體的相位差係藉由以下說明的方法來決定。 圖3(a)係將第一聚焦監視圖案60之開口部60a與遮罩部 60b之透過曝光之光之相位差（以下簡稱為「相位差」）作為參 數’藉由模擬求出距曝光光源位置之焦點位置之偏差距離 (以下稱「散焦值」)與轉移於晶圓上之開口部60a之長邊尺寸 L1之關係圖.。縱軸以nm單位顯示長邊尺寸l 1，橫軸以μηι 單位顯示散焦值。另外，該圖中，設計上之開口部60a之長 邊尺寸L1為720 nm。從圖3(a)之圖中可確認，開口部6〇a之 長邊尺寸L1對散焦值之變化程度依相位差而有顯著不同。 圖3(b)係顯示自參照監視圖案5〇之開口部50a在晶圓上之 轉移圖案之長邊尺寸L0減去第一聚焦監視圖案6〇之開口部 6〇a在晶圓上之轉移圖案之長邊尺寸以之尺寸差（L〇_L1)與 散焦值之關係圖。縱軸、橫軸之單位與圖3(a)相同。參照監 視圖案50之相位差為ι8〇度。 第一聚焦監视圖案60與參照監視圖案5〇具有相同相位差 時’亦即第一聚焦監視圖案6〇之相位差為18〇度時，形成完 全相同的轉移圖案，因此開口部長邊尺寸差（L0-L1)大致為 零’與散焦值之值無關，不過，兩監視圖案之相位差不同 時’散焦值變化時，開口部長邊尺寸差（L〇-L1)因應其而變 化。 84514 -14- 594446 因此，可使用顯示圖3(b)之圖形所 =二與散焦值之關係的各曲線作為聚焦監= 的聚焦杈正曲線。 7 於半導體裝置之盤^ h步驟中，使用圖1所示之光罩時，於 口曰®上裝置圖案4〇時， R安盘… 『门時於卵®上形成參照監視 圖术50與弟一聚焦監 口茉6〇<轉移圖案，因此測定所獲 传《轉私圖案之開口部長邊 .^ ^ 逯尺寸差（L0_L1)，依據聚焦校正 曲線即可求出須校正之散焦 此外如圖3(b)所不，取第一聚焦監視圖案⑼之相位差 作為參數時，可㈣口部長邊尺寸差⑽_u)對散焦值之變 化程度依相位差而有顯著不同。因此，藉由設定最佳之第 一聚焦監視圖案60之相位差，可獲得更適於聚焦監視之聚 焦杈正曲線。另外，聚焦校正曲線之開口部長邊尺寸差可 為（L0_L1)或（L1-L0)。 此種適切之聚焦校正曲線如對散焦值之變化，尺寸差 (L0-L1)之值變化大者。此外，曲線之變化宜為顯示單純之 增減變化者，而非顯示二次元者。此因二次元性變化時， 散焦值對於相同之尺寸差（L0_L1)係對應兩個’無法判斷唯 一的散焦值，亦即無法判斷散焦的方向。此外，更宜為聚 焦校正曲線之變化大者，此因變化愈大，愈可高靈敏度地 檢測散焦值之變動。 從此種觀點判斷時，如在圖3(b)所示的條件下，由於第 一聚焦監視圖案之相位差為90度、120度、150度、210度、 240度時，可獲得對於散焦值之變化可單純增加或減少之聚 84514 •15- 594446 焦校正曲線，因此較為事宜。尤其是使用相位差為12〇度之 第 I焦監视圖案60時，若近似直線時，因其傾斜大，因 此可獲得高靈敏度之「聚焦校正曲線」。另外，於決定第一 聚焦監視圖案60之上述相位差時，只須為可確保必要之圖 案精確度之條件即可。 如藉由改變構成遮罩部之部分之基板厚度，可調整開口 邵與遮罩部之相位差。使用玻璃基板作為光罩基板時，預 先使用氟酸等之乾式敍刻方法或濕式餘刻方法蝕刻遮罩 邵’將該區域之玻璃基板厚度變薄成特定厚度，可改變相 位差。 上述例係說明製作元件分離圖案a作為裝置圖案，不 過裝置圖案40並無特別限定，可將半導體裝置製程中必要 之各種裝置圖案作為對象。 如形成DRAM之儲存節點圖案41 a，作為圖4所示之裝置 圖案40時，形成與該儲存節點圖案41a相同之平面形狀，亦 即除形狀外，尺寸、間距、排列方向等相同之參照監視圖 案50與第一聚焦監視圖案6〇即可。 形成儲存節點圖案41a作為裝置圖案4〇時，參照監視圖案 5〇為與儲存節點圖案41a之相位差相同者，第一聚焦監視圖 案60為具有與該相位差不同之相位差者。 圖5(a)係藉由模擬求出於裝置圖案4〇上形成儲存節點圖 木41 a時之政焦值與轉移於晶圓上之第一聚焦監視圖案6〇 之開口部之長邊尺寸L1的關係圖。此外，圖5(b)為顯示被 轉移之第一聚焦監視圖案60與參照監視圖案5〇之開口部之 84514 -16· 594446 長邊尺寸差（L1-L0)與散焦值之關係圖。並均取第一聚焦監 視圖案60之相位差作為參數。參照監视圖㈣之相位差、： 18〇度。此外，圖形之單位等與圖3⑷、圖3(b)相同。 從圖5(a)心圖形可知，改變第一聚焦監視圖案的之相位差 時，被轉移之監視圖案60之開口部之長邊尺寸u變化。 此外，如圖5(b)之圖形所示，第—聚焦監視圖案6〇與參 照監視圖案50之相位差不同時，可獲得隨散焦值之變化而 變化之開口部長邊尺寸差（L卜L〇)。於圖5(b)所示之條件 下，第一聚焦監視圖案60之開口部60a與遮罩部6〇b之相位 差為150度、120度、210度、240度時，可獲得對應於散焦 值之增減，單純增加或減少之聚焦校正曲線。尤其是使用 相位差為120度之監視圖案6〇時，由於近似於直線時，其傾 斜亦大，因此可獲得高靈敏度之聚焦校正曲線。另外，於 决足監視圖案之上述相位差時，為可確保必要之圖案精確 度的條件即可。 各種裝置圖案40均宜求出聚焦校正曲線，並宜因應該條 件決定第一聚焦監視圖案6〇之最適切相位差。 此外’上述例中’於測定監視圖案及裝置圖案之尺寸差 時’係測定開口邵之長邊尺寸，不過測定對象並不限定於 長邊邵分。宜因應各圖案之形狀，將散焦時最容易掌握尺 寸變化之部位作為測定對象。 (實施例） 以下說明使用上述第一種實施形態之光罩1〇之曝光裝置 之聚焦監視方法的具體實施例。 84514 -17- 594446 首先，使用圖1所示之具備參照監视圖案5〇與第一聚焦監 視圖案60之光罩10，依以下之程序在晶圓上製作轉移圖 案。亦即，使用裝置圖案具有元件分離圖案，裝置圖案4〇 及參照監視圖案50之相位差為18〇度，第一聚焦監視圖案6〇 之相位差為120度之光罩，在晶圓上進行圖案轉移。 就轉移用之光蝕刻步騾之各條件，使用除曝光光源之聚 焦條件之外，與裝置圖案之製作條件相同的條件。 首先，於晶圓上自旋式塗敷厚度約6〇 nm<塗敷型防反射 膜，進一步於其上自旋式塗敷厚度約2〇〇 nm之化學放大型 正型光阻膜。其次，對該晶圓，使用上述圖丨所示之光罩1〇， 在投影光學系統之縮小比為1/4，曝光波長248 nm，NA 0.68相干因數σ0·75 ’環帶遮蔽率ε〇67，設定曝光量28 mJ/cm2的條件下進行曝光。曝光後，在i〇(rc下，後曝光烘 烤（PEB)晶圓約9〇秒，進一步於〇21規定之鹼性顯像液中浸 潰約60秒鐘，進行顯像，在晶圓上製作轉移圖案。 在孩條件下，使用SEM(掃描電子顯微鏡）測定轉移於晶圓 上 < 光阻之參照監視圖案5〇反第一聚焦監視圖案6〇之開口 邵長邊尺寸L0、L1，求出尺寸差（L1-L0)。 再者’改變曝光位置條件’亦即改變散焦值條件，依與 上述程序相同之程序，在晶圓上製作轉移圖案，求出各條 件之開口部長邊尺寸之尺寸差（L1-L0)。 圖6顯示轉移於晶圓上之第一聚焦監視圖案60之開口部 長邊尺寸L1與散焦值之關係。此外，圖7顯示第一聚焦監視 圖案60與參照監视圖案50之開口部長邊尺寸差（L1-L0)與 84514 -18- 594446 散焦值 < 關係。圖6於橫軸上以單位μιη表示散焦值，左侧 縱軸上以單位nm表示長邊尺寸（li)，於右側縱軸上以單位 nm表示尺寸差（Ll_LO)。 圖6中，實線A表示被轉移之參照監視属案5〇，亦即相位 差為180度時之開口部長邊尺寸L〇與散焦值之關係。虛線B 表不被轉移之第一聚焦監視圖案60，亦即相位差為120度時 之開口邵長邊尺寸L1與散焦值之關係。再者，單點虚線c 表示參照監視圖案50與第一聚焦監視圖案6〇之開口部長邊 尺寸差（L1-L0)(以下簡稱為「尺寸差（L1-L0)」）。 如圖6所示，尺寸差（L1-L0)對散焦值之變化，大致單純 地減少。因此藉由使用單點虛線C作為聚焦校正曲線，來測 定尺寸差（L1-L0)時，可知散焦值及散焦之方向（負方向或正 方向）。此外，由於該聚焦校正曲線之變化（傾斜）大，因此 可確認可進行高靈敏度之聚焦監視。 (曝光量之影響） 其次，於使用第一種實施形態之光罩10之聚焦監視方法 中，確認曝光裝置之曝光量變化時對變動的影響。亦即， 確認使曝光量改變時，上述尺寸差（L1-L0)與散焦值之關係 如何變化。具體而言，以最佳曝光量28 mJ/m2為中心，在-1 〇% 至+10%之間改變曝光量之各條件下，在上述條件下於晶圓 上轉移光罩圖案。求出各曝光條件之尺寸差（L1-L0)與散焦 值的關係。圖7顯示其結果。 圖7之圖形係顯示以最佳曝光量28 mJ/m2為中心，使曝光 量在-10%〜+10%之間改變時之尺寸差（L1-L0)與散焦值的 84514 -19- 594446 關係。可確認即使使曝光量在-10%〜+ 10%之間改變，尺寸 差（L1-L0)與散焦值之關係幾乎無變化。因此，可確認使用 上述第一種實施形態之光罩之聚焦監視方法，即使曝光量 變動，仍可高精確度地檢測距焦點之位置偏差量。 對裝置圖案，使用尺寸及形狀不同之聚焦監視圖案時， 於曝光量變動時，轉移之裝置圖案與聚焦圖案產生不同之 影響，因此依據聚焦圖案之正確的聚焦監視困難。但是， 於第一種實施形態之聚焦監視方法中，由於裝置圖案與聚 焦監視圖案之平面圖案形狀相同，因此對於曝光量之變 動，兩圖案大致產生相同的影響，因而其影響抵銷。因此 即使有曝光量之變動，仍可進行正確的聚焦監視。 (透鏡像差之影響） 其次，於使用第一種實施形態之光罩之聚焦監視方法 中，確認曝光裝置之透鏡像差的影響。使用表示透鏡像差 時廣泛使用之Zernike的多項式，確認對各項具有一定量大 小之像差時的聚焦監視靈敏度。另外Zernike多項式之詳細 說明，如R. Shannon and J· Wyant編「Applied optics and optical engineering, vol. XI (Academic Press, San Diego USA, 1992)」。 圖8(a)係透鏡存在球面像差的條件下，藉由模擬求出尺寸 差（L1-L0)與散焦值之關係者。亦即，顯示刻意於參照監視 圖案50及第一聚焦監視圖案60兩者，使用於Zernike之多項 式中，僅就第9項之球面像差只增加0.05 λ之透鏡，製作轉 移圖案時之尺寸差（L1-L0)與散焦值之關係圖。 84514 -20· 594446 圖8(a)之圖形中所示之實線係單純增加函數，可確認適合 作為聚焦監視用之聚焦校正曲線。另外，將該單純增加函 數L似於直線’求其斜度時，其值約為11 $ nm/μιη。 圖8(b)係藉由模擬求出無透鏡像差時之尺寸差（l1_l〇)與 散焦值之關係者。此時，實線所示之單純增加函數之斜度 約為120 ηηι/μιη。亦即，從比較圖8(a)與圖8(b)，可確認不 論有無透鏡像差，顯示散焦值與尺寸差（L1-L0)之關係之聚 焦校正曲線之近似直線的斜度變化極小。 再者’圖8(c)係就Zernike多項式之第1項〜第16項之各 項，藉由模擬求出存在透鏡像差時之尺寸差（L1-L〇)與散焦 值之關係，再者，與圖8(a)同樣地，係求各單純增加函數之 斜度的圖形。横軸表示Zernike之各像差項，縱軸表示斜度 之絕對值。 即使存在某項之像差，斜度之絕對值大致為一定值，未 發現顯著變化。從該結果可知即使曝光裝置之透鏡存在像 差，使用第一種實施形態之光罩之聚焦監視方法，不受透 鏡像差之影響，可進行高靈敏度之聚焦監視。 對裝置圖案使用尺寸及形狀不同之聚焦監視圖案時，於 曝光光源存在透鏡像差時，轉移之裝置圖案與聚焦圖案產 生不同之影響’因而依據聚焦圖案之正確的聚焦監視困 難。但是，於第一種實施形態之聚焦監視方法中，由於裝 置圖案與聚焦監視圖案之平面圖案形狀相同，因此即使存 在某種透鏡像差，因兩圖案產生大致相同的影響，因此可 確認其影響抵銷，可進行正確之聚焦監視。 84514 -21- 594446 如以上說明，由於本發明第一種實施形態之光罩具備·· 參照監視圖案50，其係具有與裝置圖案40相同之相位差條 件；及第-聚焦監视圖案60,其係具有與裝置圖案4〇不同 之相位差，因此藉由測定轉移至晶圓上之參照監視圖案％ 與第-聚焦監視圖案60之尺寸差⑹氺。)，可檢測散焦值。 此外，藉由選擇第一聚焦監視圖案60之相位差，可進行 南莖敏度<聚焦監視，因此可高精確度地調整聚焦條件。 由於光軍上之裝置圖案40與參照監視圖案50及第一聚焦 監視圖案6G具有相同之平面圖案，因此可大致除去曝光裝 置心透鏡像差及曝光量之影響差異。因此，使用第一種實 施形態心聚焦監視方法，不受透鏡像差及曝光量的影響， 可進行正確之聚焦監視。 以上係說明本發明之第一種實施形態及其實施例，不過 該業者亦知亦可反轉本發明第一種實施形態之光罩之開口 邵與遮罩邵，作為負型光阻用之光罩圖案。 此外’上述第一種實施形態之光罩係將具有與裝置圖案 相同相位之參照監視圖案50鄰接配置於第一聚焦監視圖案 60旁’不過此等之圖案的配置位置並無特別限定。不過測 疋圖案< 尺寸LI ’ L0時，使兩個監視圖案鄰接配置較容易 進行SEM測定等。 另外’由於參照監视圖案50具有與裝置圖案40相同之平 面圖案形狀及相位條件，因此亦可不使用參照監視圖案 5〇’而直接將裝置圖案4〇之開口部長邊尺寸L作為測定對 象。此時’如圖9(a)、圖9(b)所示，可使用自圖l(a)、圖1(b) 84514 -22· 594446 所示之光罩刪除參照監視圖案50之光罩。 (第二種實施形態） 弟一種實施形怨之光罩之基本構造與第一種實施形態之 光罩相同。與圖1(a)及圖1(b)所示之第一種實施形態之光罩 同樣地，於裝置圖案形成區域之外，如切割區域上具備具 有與裝置圖案相同圖案之兩種聚焦監視圖案。第二種實施 形怨之光罩的主要特徵為：兩種之第一聚焦監視圖案62及 第二聚焦監視圖案52，分別具有之相位差設定成相反符號。 圖10係第二種實施形態之第一聚焦監視圖案62及第二聚 焦監視圖案52之平面圖。如第一聚焦監視圖案62之開口部 62a與遮罩部62b之透過曝光之光之相位差為+120度時，第 二聚焦監視圖案52之開口部52a與遮罩部52b之透過曝光之 光之相位差（以下稱「相位差」）設定成-120度。遮罩上之各 開口邵52a及62a之長邊尺寸為L*2, L*3。此處係顯示使用元 件分離區域圖案作為裝置圖案，不過並不限定於裝置圖案。 具體而言，如第一聚焦監视圖案62之遮罩部62b對曝光之 光之透過率為6%，對透過開口部62a之曝光之光具有將相位 偏差+120度之作用。另外，第二聚焦監視圖案52之遮罩部 52b對曝光之光之透過率為6%，對透過開口部52a之曝光之 光具有將相位偏差-120度之作用。另外-120度為與+240度 等價之條件。 圖11係顯示使用第二種實施形態之光罩，以第一種實施 形態之實施例所示之條件轉移於晶圓上之第一聚焦監視圖 案62及第二聚焦監視圖案52之開口部長邊尺寸L3，L2及其 84514 -23 - 594446 尺寸差（L3_L2)與散焦值之關係圖。橫軸上以單位μιη表示散 焦值，左側縱軸上以單位nm表示開口部長邊尺寸L2或L3， 右側縱軸上以單位nm表示尺寸差（L3-L2)。 實線A表示藉由相位差為a 2〇度之第二聚焦監視圖案52 而轉移於晶圓上之開口部之長邊尺寸L2與散焦值之關係。 虛線B表示藉由相位差為+12〇度之第一聚焦監視圖案62而 轉移於晶圓上之開口部之長邊尺寸L3與散焦值之關係。再 者，單點虛線C表示第一聚焦監視圖案62與第二聚焦監視圖 案52之開口部長邊尺寸差（L3_L2)與散焦值之關係。 因而，兩種監視圖案中，將兩者相位差之值設定成絕對 值相等而符號相反時，轉移圖案之開口部長邊尺寸以與。 對散焦值增減變化，彼此為相反關係，因此可擴大對散焦 值之變化之尺寸差（L3-L2)的變化。因此於聚焦監視方法 中，使用該尺寸差（L3-L2)與散焦值之關係作為聚焦校正曲 線時，於近似於直線時可獲得大的斜度，而可進行高靈敏 度之聚焦監視。 如與圖6所示之第一種實施形態比較，可知將聚焦校正曲 線近似直線時之直線的傾斜約為2倍，可大幅改善監视靈敏 度。 因而，使用第二種實施形態之光罩之聚焦監視方法，可 使使用第一種實施形態之光罩之聚焦監視方法形成更高靈 敏度者。 另外，此處係將第一聚焦監視圖案62之相位差與第二聚 焦監視圖案52之相位差設定成+ 12〇度與-120度，不過可配 84514 -24- 594446 合形成之圖案精確度設定各種相位差。如參考圖之圖形 時，對散焦值之變化，開口部長邊尺寸以之變化的增減為 相反的關係，如可選擇90度與270度，亦即+9〇度與_9〇度，· 150度與210度，亦即+150度與_150度之組合。 又 另外，具體之聚焦監视程序可採用與第一種實施形態相 同的方法來進行。此外，裝置圖案，除元件分離區域圖案 之外，亦可適用各種圖案。 使用第二種實施形態之光罩之聚焦監視方法亦與第一種 實施形態同樣地，光罩上之裝置圖案4〇與第二聚焦監視圖 案52及第一聚焦監視圖案62具有相同之平面圖案，因此可 大致除去曝光裝置之透鏡像差及曝光量之影響差異。因 此，使用第二種實施形態之聚焦監視方法時，可不受透鏡 像差及曝光量之影響，進行正確的聚焦監視。 (第三種實施形態） 第三種實施形態之光罩係具有用於監視曝光量量） 之兩種監视圖案者。 圖l2(a)及圖12(b)顯示第三種實施形態之光罩15之部分 放大平面圖及截線A-A之剖面圖。基本之光罩構造與圖丨（勾 及圖1(b)所示之第一種實施形態之光罩相同。除裝置圖案4〇 、卜如在相▲於b曰圓上之切割區域之區域20上具有與裝 置圖業40具有相同平面圖案之參照監視圖案8〇與曝光量監 視圖案90。此兩種參照監視圖案8〇與曝光量監視圖案9〇為 監視自曝光裝置照射於晶圓上之光之曝光量（D〇use量）用 的圖案。另外，此處之裝置圖案係以元件分離區域圖案為 84514 -25- 594446 例，不過裝置圖案並無特別限定。 圖13(a)、圖13(b)顯示參照監視圖案80與曝光量監視圖案 90之平面圖。參照監視圖案8〇及曝光量監視圖案9〇具有與 裝置圖案40之一部分圖案相同的平面圖案形狀。亦即，與 元件分離圖案40&相同形狀、尺寸之單位開口部80a，90a排 列成相同間距、相同方向。遮罩上之開·口部8〇a，9〇a之各 個長邊尺寸為L*4，L*5。 此外’參照監視圖案80及曝光量監視圖案9〇之區域尺寸 以圖案轉移條件，亦即至光阻之形成、曝光及顯像之一連 串光餘刻步驟時之條件與裝置圖案4〇大致相同的方式設定 區域尺寸。 再者’參照監視圖案80及曝光量監視圖案90之各開口部 與遮罩部之透過曝光之光之相位差與裝置圖案4〇之開口部 與遮罩部之透過曝光之光之相位差相同。 其特徵在於參照監視圖案8〇之開口部8〇a具有與裝置圖 案40之開口部4〇a相同之透過率，而曝光量監視圖案9〇之開 口邵90a具有與其不同之透過率。如參照監視圖案8〇之開口 部80a具有1〇〇%之曝光之光透過率時，曝光量監視圖案9〇 之開口部90a之曝光之光透過率具有如98〜84%之透過率。 圖14係使用第三種實施形態之光罩15，改變曝光量條 件’於晶圓上形成轉移圖案，自使用SEM測定轉移於晶圓 上之參照監視圖案80及曝光量監視圖案90之開口部長邊尺 寸L4，L5的結果，求出其尺寸差（L5_L4)與曝光量的關係 圖。縱軸以單位nm表示尺寸差（L5-L4)，橫軸以％單位表示 84514

-26- 594446 曝光量。另外，基本之轉移圖案條件使用第一種實施形態 之實施例的條件。 從該圖可知，尺寸差（L5-L4)與曝光量具有可大致近似於 直線的關係，藉由測定參照監視圖案80與曝光量監視圖案 90之尺寸差（L5-L4)，可監視曝光量之變動。亦即，表示尺 寸差（L5-L4)與曝光量之關係之圖形中的線可用作曝光量 監視方法之曝光量校正曲線。 半導體裝置之製造步騾中，使用圖12所示之光罩15於晶 圓上製造裝置圖案40時，同時可於晶圓上形成參照監視圖 案80與曝光量監視圖案90之轉移圖案，因此測定所獲得之 轉移圖案之開口部長邊尺寸差（L5_L4)時，可依據曝光量校 正曲線求出曝光量變動值。 圖15係顯示曝光量監視圖案9〇之開口部9〇a之透過率與 將曝光量校正曲線近似直線時之斜度之絕對值的關係圖。 另外’參照li視圖案80之開口邵80a之透過率為1〇〇%。 為求進行更高靈敏度之曝光量監視，宜提高曝光量校正 曲線之斜度的絕對值。依據圖i 5可知，愈降低曝光量監視 圖案90之開口邵90a之透過率，斜度之絕對值愈大，靈敏度 愈兩。但是，如形成約13〇 nm間距之微細元件分離區域圖 案時，如開口部90a之透過率未達84%，開口部9〇&與遮罩部 90b之對比不足，無法進行轉移圖案本身之解像。因此，宜 在可獲得足夠圖案解像度之範圍内，亦即宜在可形成具有 對比之轉移圖案範圍内，降低開口部9〇a之曝光之光透過 率。因此，參照監視圖案8〇之開口部透過率為1〇〇%時，曝 84514 -27- 594446 光T監視圖案90之開口部透過率宜在84%以上，98%以下， 更罝在90%以上，95%以下，另外，裝置圖案4〇之開口部4〇a 及參照li視圖案80之開口邵80a之透過率不限定於1〇〇%。參 照監視圖案80與曝光量監視圖案9〇之曝光之光透過率之差 宜具有2%〜16%，更宜具有5%〜1〇%。 (散焦值之關連性） 圖16係顯示於使用第三種實施形態之光罩之曝光量監視 方法中產生散焦（焦點位置偏差）時之影響圖。橫軸表示曝光 I，縱軸表示尺寸差（L5-L4)。於+〇·3 μηι〜-〇·3 μπχ間改變散 焦值時，如該圖所示，顯示曝光量與尺寸差（L5_L4)之關係 的線大致重疊。從該結果可確認使用第三種實施形態之曝 光量監视方法時，與散焦值無關，可正確地監視曝光量之 變動值。 與第一種實施形態同樣地，第三種實施形態之聚焦監視 方法中，因裝置圖案與曝光量聚焦監視圖案之平面圖案形 狀及相位差條件等相同，兩圖案對散焦值之變動大致產生 相同的影響，因此其影響被抵銷，即使散焦值變動，仍可 進行正確的曝光量監視。 (透鏡像差之影響） 圖17係顯示於使用第二種貫施形態之光罩之曝光量監視 方法中曝光裝置之透鏡像差之影響圖。如第一種實施形態 中之說明，係球面像差存在的條件下，藉由模擬求出尺寸 差（L5-L4)與曝光量之關係者。顯示刻意於監視圖案8〇及監 視圖案90兩者，使用於Zernike之多項式中，僅就第9項之球 84514 -28· 594446 面像差只增加〇·〇5λ之透鏡，製作轉移圖案時之尺寸差 (L5-L4)與曝光量之關係圖。圖17之圖形中顯示之實線為大 致單純增加函數，可獲得與在無透鏡像差的條件下求出之 圖14的圖形大致相同傾斜的單純增加函數。藉由該結果可 確認，即使存在透鏡像差，仍可進行靈敏度高的曝光量監 圖18所示之圖形’枚軸表示Zernike像差之項，亦即像差 4種類，縱軸表示將曝光量校正曲線近似於直線時之斜度 的絕對值。從該圖可預期，像差之種類幾乎不引起斜度之 變化。亦即，採用第三種實施形態之曝光量監視方法，即 使曝光裝置之透鏡存在某種像差，仍可在不受其影響的狀 態下監視曝光量。 與第一種實施形態同樣地，由於第三種實施形態之光罩 之裝置圖案與曝光量監視圖案之平面圖案形狀及相位差條 件相同，因此即使存在任何透鏡像差時，兩圖案產生大致 相同的影響，因此其影響被抵銷’可進行正確之曝光量監 視。 如以上說明，採用第三種實施形態之曝光量監視方法， 藉由使關P部之透過率不同之㈣魏圖案，求出轉移 圖案之尺寸差（L5-L4)，可求出曝光量之變動值。 另外’由於參照監視圖案80係具有與裝置圖案相同條件 者，因此亦可直接測定裝置圖案4G之開口部長邊長度l來取 代參照監視圖案80之開口部長邊長度L4。此時_所示之 光罩15中，亦可刪除參照監視圖案8〇。 84514 •29- 5只4446 此外’由於光罩15上之裝置圖案40與參照監視圖案8〇及 曝光量監視圖案9G具有相同之平面圖案形狀及相位差條 件因此可大致除去曝光裝置之透鏡像差及曝光量之影響 差異。因此可進行不受透鏡像差及焦點偏差之影響之：： 的曝光量監視。 另外’亦可反轉本發明第三種實施形態之光罩之開口部 與遮罩部，作為負型光阻用之光罩圖案。 此外，上述本發明第三種實施形態之光罩具備兩個監視 圖案，一万之監視圖案8〇係具有與裝置圖案4〇相同平面圖 案形狀與尺寸之圖案，開口部之曝光之光透過率係具備與 裝置圖案4G内之條件相同的條件，不過亦可將裝置圖案40 <開口邵長邊長作為直接測定對象來取代參照監視圖案 8〇。此時，亦可自圖12(a)、圖12〇))所示之光罩刪除參照監 視圖案80。 (其他光罩） 以上係說明第 第三種實施形態，不過宜使用在一片 光罩上具備曝光裝置之聚焦監視用監視圖案與曝光量監視 用監视圖案兩者之光罩。 如圖20所示，於光罩18之切割區域上具備：具有與第一 種貫知形怨之裝置圖案相同相位差條件之參照監視圖案5〇 與聚焦監視圖案60，並且具備第三種實施形態之曝光量監 視圖案90。 進行聚焦監视時，測定轉移於晶圓上之參照監視圖案5〇 與聚焦監视圖案60對應之開口部長邊尺寸差，來進行曝光 84514 -30- τ li視時’可求出轉移於晶圓上之參照監視圖案5〇與曝光 量監視圖案90之開口部長邊尺寸差。 使用光罩18時，可同時監視聚焦及曝光量。 此外’亦可於一片光罩上具備第二種實施形態之第一聚 焦監視圖案62與第二聚焦監視圖案52與第三種實施形態之 參照監視圖案80與曝光量監視圖案9〇。 另外’形成於一片光罩上之監视圖案，亦可形成於裝置 圖案<形成區域以外的部分，不限定於數量及配置位置。 (半導體裝置之製造方法） 圖20係使用第一種實施形態之光罩及聚焦監視方法製造 半導體裝置之流程圖。 首先於半導肢裝置之製品批量之製造前，使用第一種 實驰形悲< 圖1所示的光罩1〇，在步騾1〇1中製作聚焦監視 用之轉移圖案樣品。此等轉移圖案樣品使用第—種實施形 態之光罩，在數個不同之曝光裝置之散焦值條件下分別製 作。就散焦值以外之光蝕刻條件，則使用與製品批量相同 的條件。 其次，於步驟1〇2中，使用SEM測定製出樣品之轉移監視 圖案50與60(長邊尺寸L〇，u，作成顯示尺寸差叫 與散焦值關係之聚焦校正曲線資料。 自步驟102中作成之聚焦校正曲線資料求出曝光裝置之 最佳聚焦位置’ ^焦點位置設料光裝置（步驟1〇3)。 而後’將曝綠置之位置調整至焦點位置後，使用第一 種實施形態之光罩，將實際之半導體裝置之製品批量送入 84514 31· 594446 製程中（步驟104)。 製品批量之製造結束後，從製造中抽出數片晶圓，就各 晶圓測定所轉移之監視圖案50與6〇之開口部長邊尺寸Li， L0’求尺寸差（L1-L0)之平均值（步驟105)。 依據步驟102求得之聚焦校正曲線資料，自尺寸差（L1_L〇) <平均值判斷有無焦點位置偏差（步騾1〇6)。無焦點位置偏 差時，進行下一個半導體裝置之製品批量的製造步騾（步驟 108)。有焦點位置偏差時，自聚焦校正曲線資料求散焦值， 將该值反饋至曝光裝置條件，再度調整曝光裝置之焦點位 置（步騾107)。而後，製造下一個半導體裝置之製品批量。 無下一個製品批量時，結束製程，有下一個製品批量時， 再度回到步驟1〇5(步驟109)，重複進行步驟ι〇5〜ι〇8。 如此，使用第一種實施形態之光罩進行半導體裝置之製 造時，由於各批量反饋散焦值，來調整曝光裝置之焦點位 置，因而可進行精確度高之聚焦監視。因此，可抑制因焦 點偏差產生之圖案精確度誤差，可提高製品良率。 使用第二種實施形態之聚焦監視方法、第三種實施形態 之曝光量監視方法之半導體裝置之製造方法亦以相同程序 進行。 以上，係依實施形態說明本發明之光罩、聚焦監視方法、 曝光畺監視方法及半導體裝置之製造方法，不過本發明並 不限定於此等之内容，該業者亦知可進行各種材料之替 換、改變及改良。 如上述第 第三種實施形態之裝置圖案係以單位圖案 •32- 84514 594446 以相同間距重複配置之圖案為例，不過亦可使用圖案尺寸 及圖案間距依位置而不同之裝置圖案。此時，宜於裳置圖 案中抽出解像度最嚴格之條件的w案區域，作為聚焦監 圖案或曝光量監视圖案。 發明之效果 、採用本發明第-及第二光罩時，可執行本發明之聚焦監 :方法。採用該聚焦監視方法時，可提供高靈敏度之聚焦 |視方法此外，可抑制曝光光源之透鏡像差之影響及曝 光響’因此可進行精確度高之聚焦監视。此外， 採用使用本發明《聚焦監視方法之半導體裝置之製造方法 時，可抑制製程範園之消耗，提供良率高之製程。 採用本發明第二光罩時，可執行本發明之曝光量監視方 採用該曝光量監视方法時，可提供高靈敏度之曝光量 座視方法此外，可抑制曝光光源之透鏡像差之影響及曝 光光源之焦點偏差，因此可進行精確度高之曝光量監視。 此外，採用使用本發明之曝光量監视方法之半導體裝置之 製造方法時，可抑制製程範圍之消耗，提供良率高之製程。 【圖式簡單說明】 圖1(a)’(b)係第一種實施形態之光罩之平面圖及剖面圖。 S ( ) (b)係形成於第一種實施形態之光罩上之聚焦監 视用監視圖案之平面圖。 ν' 圖3⑷，、（b)係顯示將第_種實施形態之第—聚焦監視圖 案60(相位差作為參數之開口尺寸li與散焦值之關 係及尺 寸差（L0-L1)與散焦值之關係圖。 84514 -33- 594446 圖4係顯示其他裝置圖案之例的平面圖 圖5⑷’⑻係顯示將第—種實施形態之第一聚焦監視圖 案之相位差作為參數之開口尺州與散焦值之關係及尺 寸差（L1-L0)與散焦值之關係圖。 圖6係顯示第一種實施形態之轉移於晶圓上之監視圖案 尺寸U’LO與散錢之關係及尺寸差（U_LG)與散焦值之關 係圖。 圖7係顯示曝光量對第—種實施形態之轉移於晶圓上之 監視圖案尺寸差（L1-L0)與散焦值之關係的影響圖。 圖8(aHc)係顯示透鏡像差對第一種實施形態之轉移於 晶圓上之監視圖案尺寸差（L1_LG)與散焦值之關係的影響 圖0 圖9(a)，（b)係顯示第一種實施形態之其他光罩之平面圖。 圖10(a)，（b)係形成於第二種實施形態之光罩上之聚焦監 視圖案之平面圖。 圖11係顯示第二種實施形態之轉移於晶圓上之監視圖案 尺寸L1，LG與散焦值之關係及尺寸差（L1，與散焦值之關 係圖。 圖12(a) ’（b)係顯7R第三種實施形態之光罩之平面圖。 圖13(a)，（b)係形成於第三種實施形態之光罩上之監視圖 案之平面圖。 圖14係顯示第三種實施形態之監視圖案之尺寸差（L5_l4) 與曝光量之關係圖。 圖1 5係顯示第三種實施形態之監視圖案9〇之開口部透過 84514 S4?· -34- 594446 率與曝光量校正曲線之斜度的關係圖。 圖16係顯示散焦對第三種實施形態之監視圖案之尺寸差 (L5-L4)與曝光量之關係的影響圖。 圖17係顯示曝光裝置之透鏡像差對第三種實施形態之監 視圖案之尺寸差（L5-L4)與曝光量之關係的影響圖。 圖18係顯示透鏡之各Zeniike像差對第三種實施形態之曝 光量校正曲線之斜度的影響圖。 圖l9(a) ’（b)顯示其他光罩之平面圖。 圖20係顯示使用第一種實施形態之聚焦監視方法之半導 骨豆裝置之製造方法程序的流程圖。 圖2Ua)，（b)係顯示先前之聚焦監視方法使用之監視圖案 的概略平面圖。 圖22係顯示使用先前之監視圖案時之轉移圖案長度1與 散焦的關係圖。 【圖式代表符號說明】 10 光罩 20 切割相當區域 40 裝置圖案 50, 80參照監視圖案 60, 62第一聚焦監視圖案 52 弟一聚焦監視圖案 70 遮罩基板 80 參照監視圖案 90 曝光量監視圖案 84514 -35-

Claims (1)

1. 594446 拾、申請專利範園： 1· 一種光罩，其特徵為具有： 遮罩基板； 裝置圖案，其係配置於前述遮罩基板上 部與遮罩部；及 聚焦監视圖案，其係配置於前述遮罩基板上，並 =與前述裝置圖案之至卜部分區域相同之平面圖案 形狀之開口部與遮罩部； ，且則迷力-聚焦監視圖案之開p部與遮罩部之透過曝 光之光之相位差，與前述裝置圖案之開口部與遮罩部之 透過曝光之光之相位差不同。 2. 如申請專利範圍第！項之光罩，其中具有參照監视圖案， 其係配置於前述遮罩基板上，並具有與前述第一聚焦監 视圖案相同平面圖案形狀之開口部與遮罩部， 則述參照監視圖案之開口部與遮罩部之透過曝光之光 <相位差，與前述裝置圖案之開口部與遮罩部之透過曝 光之先之相位差相同。 3. 並具有開口 一種光罩，其特徵為具有： 遮罩基板； 裝置圖案，其係配置於前述遮罩基板上，並具有開口 部與遮罩部； 第一聚焦監視圖案’其係配置於前述遮罩基板上，並 具有與前述裝置圖案之至少一部分區域相同之平面圖案 形狀之開口部與遮罩部；及 第二聚焦監視圖案，其係配置於前述遮罩基板上，具 有開口部與遮罩部，並具有與前述第一聚焦監視圖案相 同之平面圖案形狀； 且前述第二聚焦監視圖案之開口部與遮罩部之透過曝 光之光之相位差，與前述第一聚焦監視圖案之開口部與 遮罩部之透過曝光之光之相位差，絕對值大致相同而符 號相反。 4·如申請專利範圍第1項之光罩，其中前述第一聚焦監視圖 案之開口部與遮罩部之透過曝光之光之相位差， 對於曝光光源距焦點位置之偏差距離的變化，轉移於 晶圓上之前述裝置圖案與前述第一聚焦監視圖案對應之 邵位的尺寸差滿足顯示大致單純增加或單純減少之條 件。 5.如申請專利範圍第2項之光罩，其中前述第一聚焦監視圖 案之開口部與遮罩部之透過曝光之光之相位差， 對於曝光光源距焦點位置之偏差距離的變化，轉移於 晶圓上之前述參照監視圖案與前述第一聚焦監视圖案對 應之部位的尺寸差之值滿足顯示大致單純增加或單純減 少之條件。 6·如申請專利範圍第3項之光罩，其中前述第一聚焦软視圖 案之開口部與遮罩部之透過曝光之光之相位差及前述第 二聚焦監視圖案之開口部與遮罩部之透過曝光之光之相 位差， 對於曝光光源距焦點位置之偏差距離的變化，轉移於 84514 594446 阳圓上之前述第一聚焦監視圖案與前述第二聚焦監視圖 案對應之部位的尺寸差滿足顯示大致單純增加或單純減 少之條件。 7·如申請專利範圍第丨項之光罩，其中前述第一聚焦監視圖 案配置於對應於晶圓之切割區域之前述遮罩基板上的區 域内。 W 8·如申請專利範圍第2項之光罩，其中前述第一聚焦監視圖 案與前述參照監視圖案配置於對應於晶圓之切割區域之 前逑遮罩基板上的區域内。 9.如申請專利範圍第3項之光罩，其中前述第一聚焦監視圖 案與前述第二聚焦監視圖案配置於對應於晶圓之切割區 域之前述遮罩基板上的區域内。 10· —種光罩，其特徵為具有： 遮罩基板； 裝置圖案，其係配置於前述遮罩基板上，並具有開口 部與遮罩部；及 曝光量監視圖案，其係配置於前述遮罩基板上，並且 有與前述裝置圖案之至少—部分區域相同之平面圖案形 狀之開口部與遮罩部； 且前述曝光量監視圖案之開口部與遮罩部，對前述裝 置圖案之開口部與遮罩部’透過曝光之光之相位差相同 而透過率不同。 84514 594446 罩部，且具有與前述曝光量監視圖案相同之平面圖案形 狀， 前述參照監視圖案之開口部與遮罩部之透過曝光之光 之相位差及透過率，與前述裝置圖案之開口部與遮罩部 之透過曝光之光之相位差及透過率相同。 ^如申請專利範圍第_之光罩，其中前述曝光量監視圖 案工開口邵之曝光之光透過率，在滿足可於晶圓上轉移 具有對比之圖案之條件的範圍内。 3·如申清專利範圍第1〇項之光罩，其中前述裝置圖案之開 口邵與前述曝光量監视圖案之開口部之透過曝光之光之 透過率係對前述裝置圖案之開口部之曝光之光之透過率 差異2%〜16%。 14. 一種聚焦監視方法，其特徵為具有： 聚焦校正曲線資料準備步驟，其係顯示使用申請專利 範圍第1〜9項中任一項之光罩而轉移於晶圓上之裝置圖 案、參照監視圖案或第二聚焦監視圖案之任何一個，與 轉移於該晶圓上之第一聚焦監視圖案之對應部位之尺寸 差與距曝光光源之焦點之偏差距離的關係； 製作步騾，其係使用前述光罩製作半導體裝置之裝置 菜， 測定步驟，其係測定藉由前述裝置圖案製作步驟而轉 移於晶圓上之裝置圖案、參照監視圖案或第二聚焦監視 圖案之任何一個與轉移於該晶圓上之第一聚焦監視圖案 之對應部位之尺寸差AL ; 84514 -4 - 594446 檢測步騾，其係依據測定之前述尺寸與前述聚焦 枝正曲線 > 料，檢測曝光光源距焦點之偏差距離AD ;及 凋整步驟，其係依據檢測出之距焦點偏差距離AD，將 曝光光源之位置調整至焦點位置。 15·如申請專利範圍第14項之聚焦監视方法，其中前述校正 曲線資料準備步騾具有： 轉移步騾，其係在曝光光源與晶圓之距離/不同的數個 條件下’在各個晶圓上轉移前述光罩之圖案；及 測足步騾，其係測定轉移於晶圓上之裝置圖案、參照 監視圖案或第二聚焦監視圖案與轉移於該晶圓上之第一 聚焦監視圖案對應之部位之尺寸差△[。 16· —種曝光量監視方法，其特徵為具有： 曝光量校正曲線資料準備步騾，其係顯示使用申請專 利範圍第10〜13項中任一項之光罩而轉移於晶圓上之裝 置圖案或參照監视圖案，與轉移於該晶圓上之曝光量監 視圖案之對應之特定部位之尺寸差與曝光量的關铉，· 製作步驟’其係使用前述光罩製作半導體裝置之裝置 圖案； 測疋步騾，其係於製作前述裝置圖案之步騾中，測定 轉移於晶圓上之裝置圖案或參照監視圖案與轉移於第一 曝光f監視圖案之對應部位之尺寸差AL ; 檢則步驟，其係依據測定之前述尺寸差與前述曝光 f权正曲線資料’檢測曝光光源之曝光量變動值AE ;及 凋整步驟，其係依據檢測出之前述曝光量變動值ΔΕ， 84514 調整曝光量。 17.如申請專利範圍第16項之曝光量監視方法，纟中前述校 正曲線資料準備步驟具有： 轉移步驟，其係在曝光量不同的數個條件下，在晶圓 上轉移前述光罩之圖案；及 測疋步驟’其係測定轉移於前述晶圓上之裝置圖案或 參照監視圖案與轉移於該晶圓上之曝光量監視圖案對應 之部位之尺寸差AL。 •一種半導體裝置之製造方法，其特徵為：使用前述申請 專利範圍第14項之聚焦監視方法，在管理有曝光光源之 焦點位置之條件下進行製造。 19·種半導體裝置（製造方法，其特徵為：使用前述申請 專利範圍第16項之聚焦監視方法，在管理有曝光量之條 件下進行製造。 . 84514