(57)【要約】【課題】半導体装置を製造する際に極めて簡単にフォーカスのずれ量、およびフォーカスずれの方向を同時に判断できるようにして、リアルタイムで適切なフォーカスに補正できるようにする。【解決手段】基板２１上には、露光パターン形成用の２つの窓２２，２３の周囲に位相シフタ２５，２６が形成されており、各位相シフタ２５，２６により生じる各位相差は、フォーカスを順次ずらせて半導体ウェハ上に窓２２，２３を通過した光による各露光パターンを形成した場合に得られる２つのパターン寸法の変化曲線Ａ１，Ａ２の差Ａ３がフォーカスずれに対して単純増加あるいは単純減少となる変化特性を示す値となるようにそれぞれ設定されている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上には、露光パターン形成用の２つの窓が設けられるとともに、これらの各窓とその周囲を通過した光とで位相差が生じるように位相シフタが形成されており、かつ、各々の位相シフタにより生じる各位相差は、フォーカスを順次ずらせて半導体ウェハ上に上記窓を通過した光による各露光パターンを形成した場合に得られる２つのパターン寸法の変化曲線の差がフォーカスずれに対して単純増加あるいは単純減少となる変化特性を示す値となるようにそれぞれ設定されていることを特徴とするフォーカスモニタ用光学マスク。
【請求項２】
上記各位相シフタは、露光パターン形成用の各窓を囲んで互いに異なる位相差を生じさせる位相膜を形成することにより構成されていることを特徴とする請求項１記載のフォーカスモニタ用光学マスク。
【請求項３】
上記各位相シフタは、上記各窓の位置に相当する基板の掘り込み深さを互いに異ならせることにより構成されていることを特徴とする請求項１記載のフォーカスモニタ用光学マスク。
【請求項４】
上記２つの位相シフタの内、一方の位相シフタは入射光に対して９０°の位相差が、他方の位相シフタは入射光に対して２７０°の位相差がそれぞれ生じるように設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のフォーカスモニタ用光学マスク。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のフォーカスモニタ用光学マスクを用いて、フォーカスを順次変化させて半導体ウェハ上に上記窓を通過した光による各露光パターンを形成した場合に得られる２つのパターン寸法の変化曲線の差を示す関数式が予め記憶された関数式記憶手段と、半導体装置製造用の光学マスクの一部に上記フォーカスモニタ用光学マスクと同一の構成部分を形成した場合に、そのフォーカスモニタ用光学マスクの構成部分の各窓を通過した光によって形成される各露光パターンの寸法差を求める画像解析手段と、この画像解析手段によって解析された露光パターンの寸法差と上記関数式記憶手段に記憶されている関数式とに基づいてフォーカスずれ量を算出し、このずれ量に基づいてフォーカスを補正するフォーカス補正手段と、を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のフォーカスモニタ用光学マスクを用いて、フォーカスを順次変化させて半導体ウェハ上に上記窓を通過した光による各露光パターンを形成した場合に得られる２つのパターン寸法の変化曲線の差を求め、この変化曲線の差を示す関数式を予め設定しておく一方、半導体装置製造用の光学マスクの一部に請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のフォーカスモニタ用光学マスクと同一の構成部分を予め形成しておき、この光学マスクを用いて半導体ウェハに露光パターンを形成した際に、上記フォーカスモニタ用光学マスクの構成部分の各窓を通過した光によって形成される各露光パターンの寸法差を求め、その寸法差と上記の関数式とに基づいてフォーカスのずれ量を算出し、このずれ量に基づいてフォーカスを補正することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置を製造するリソグラフィ工程で使用される露光装置におけるフォーカスを適切に設定するためのフォーカスモニタ用光学マスク、およびこれを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体装置を製造する場合のリソグラフィ工程においては、高集積化を実現するために、半導体ウェハ上に投影される露光パターンには、パターンの微細化に対応できるだけの高い解像度が要求されている。
【０００３】
この場合、露光波長を変えることなく露光パターンの解像度を高めるための技術として、従来より、基板上に位相シフタを形成した位相シフトマスクが提案されている（たとえば、特許文献１等参照）。
【０００４】
しかしながら、半導体装置を製造する際、半導体ウェハに対して露光装置のフォーカスが適切に設定されていなければ、いくら位相シフトマスクを用いて解像度を高めようとしても、所望通りの線幅や間隔を有する高い解像度を有する露光パターンを得ることができない。したがって、高い解像度を有する露光パターンを得るための前提として、露光装置のフォーカスが適切に設定されているか否かをモニタすることが必要となる。
【０００５】
ここで、露光装置のフォーカスが適切に設定されているか否かを判断するには、従来、たとえば次のような方法が採用されている。すなわち、図１０に示すように、同図（ａ）に示す複数のライン状の露光パターンを形成するフォーカスモニタ用の光学マスクと、同図（ｂ）に示す単一のライン状の露光パターンを形成するフォーカスモニタ用の光学マスクとを予め準備しておく。この場合、同図（ａ）に示す露光パターンはフォーカスずれに対して解像度が比較的鈍感に変化し、また、同図（ｂ）に示す露光パターンはフォーカスずれに対して解像度が比較的敏感に変化する特性がある。
【０００６】
そこで、図１０（ａ），（ｂ）に示すような各露光パターンを形成するフォーカスモニタ用の各光学マスクを用いて、フォーカスを基準位置から意図的に順次ずらせながら半導体ウェハ上に露光パターンを形成する。そして、図１１に示すように、フォーカスをずらせた場合に得られる露光パターンの線幅あるいは間隔などのパターン寸法（ＣＤ）を測定する。ここでは、各々の露光パターンの線幅を測定するものとする。
【０００７】
そして、図１０（ａ）の露光パターンに関するフォーカスずれ量ΔＦとパターン寸法ＣＤとの関係を示す変化曲線Ａａと、図１０（ｂ）の露光パターンに関するフォーカスずれ量ΔＦとパターン寸法ＣＤとの関係を示す変化曲線Ａｂとをそれぞれ求める。
【０００８】
続いて、両変化曲線Ａａ，Ａｂの差（＝Ａａ−Ａｂ）を求める。両変化曲線Ａａ，Ａｂの差を求めるのは、解像度に及ぼすフォーカス以外の変化要因（たとえば、各露光パターンを得る場合の露光量の違いなど）の影響を除くためである。そして、両変化曲線Ａａ，Ａｂの差を求めると、図１２に示すような放物線状の特性曲線Ａｃが得られる。この放物線状の特性曲線Ａｃの極小値に対応する箇所がフォーカスずれ量ΔＦが零、つまりフォーカスずれのない位置である。
【０００９】
次に、半導体装置製造用の光学マスクにより半導体ウェハ上に所定の露光パターンを形成する際には、図１２に示す特性曲線Ａｃを利用して、フォーカスずれの有無を調べる。つまり、半導体装置製造用の光学マスクの一部に予め図１０（ａ），（ｂ）に示すような各露光パターンを形成すべきモニタ箇所を予め製作しておくか、あるいは半導体ウェハに形成された露光パターンの内から図１０（ａ）の露光パターンを示す箇所と、図１０（ｂ）の露光パターンを示す箇所とをそれぞれ適宜選定するなどして、これらの露光パターンの各パターン寸法ＣＤａ，ＣＤｂを測定した後、両者の寸法差ΔＣＤｃ（＝ＣＤａ−ＣＤｂ）を求める。
【００１０】
続いて、上記の特性曲線Ａｃを用いて寸法差ΔＣＤｃに対応するフォーカスずれ量の大きさ｜ΔＦｃ｜を求める。このとき、フォーカスずれ量｜ΔＦｃ｜が略零であれば、フォーカスが適切に設定されていることが分かる。また、フォーカスずれ量｜ΔＦｃ｜が大きい場合には、たとえば半導体ウェハが載置されるウェハステージの位置を上方向あるいは下方向にシフトするなどしてフォーカス位置が適切に設定されるように補正する。
【００１１】
【特許文献１】
特開平６−９５３６０号公報（第１−４頁、図１−図２）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半導体装置製造用の光学マスクによって半導体ウェハ上に所定の露光パターンを形成する際に、図１２に示したような特性曲線Ａｃを利用して露光装置のフォーカスずれの有無を調べる従来の方法は、未だ次のような課題が残されている。
【００１３】
（１）  前述のようにして半導体装置製造用の光学マスクを用いて半導体ウェハ上に露光パターンを形成し、その露光パターンからある一つの寸法差ΔＣＤｃを求めた場合、図１２に示した特性曲線Ａｃを利用する限り、この一つの寸法差ΔＣＤｃに対して正負２つのフォーカスのずれ量−ΔＦｃ，＋ΔＦｃが存在することになる。そして、同じフォーカスのずれ量−ΔＦｃ，＋ΔＦｃであれば、フォーカスが正負いずれの方向にずれていても同じ解像度の劣化となるので、露光パターンを見ただけでは、正側にフォーカスがずれているのか、負側にフォーカスがずれているのかを判別することができない。
【００１４】
このことをさらに図１３を参照して説明すると、いま、フォーカスを結ぶ基準位置をＦ０とし、上側を正の方向、下側を負の方向としたとき、正負いずれの方向にも同じ｜ΔＦｃ｜だけフォーカスがずれている場合には、パターン寸法ＣＤは同じ量Ｌだけ変化する。このため、露光パターンを見ただけでは、正側にフォーカスがずれているのか、負側にフォーカスがずれているのかを判別することができない。したがって、たとえば半導体ウェハが載置されるステージの位置を上側にシフトすべきか、下向きにシフトすべきかを即座に判断することが難しい。
【００１５】
（２）  露光装置のフォーカスが正負のいずれの方向にずれているのかを見極めるには、各半導体装置製造用の光学マスクを用いて半導体ウェハに露光パターンを形成する際に、たとえば、図１０（ｂ）に示す形状の露光パターンに関して、フォーカスを振り分けた部分を作り込み、これらの露光パターンからフォーカスずれ量ΔＦとＣＤとの関係を示す変化曲線Ａｂ´（図１１の一点鎖線で示す）を別途作成し、これを初期に作成した変化曲線Ａｂ（図１１の実線で示す）と比較すればフォーカスが正負のいずれの方向にずれているかを判断することが可能である。
【００１６】
しかし、半導体装置を製造する際に、その都度フォーカスずれ量ΔＦとパターン寸法ＣＤとの関係を示す変化曲線Ａｂ´を求めるには極めて手間と時間がかかり、実用的ではない。
【００１７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、半導体装置を製造する際に極めて簡単にフォーカスのずれ量だけでなく、フォーカスずれの方向をも同時に判断できるようにして、リアルタイムで適切なフォーカスになるように補正することができるフォーカスモニタ用光学マスク、露光装置、および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
フォーカスを基準位置から意図的に順次ずらせながら、互いに異なる位相差を生じる２種の位相シフタで囲まれた窓を通して半導体ウェハ上に２つの露光パターンを形成し、その場合に得られるパターン寸法ＣＤの２つの変化曲線を求めると、両者は互いにフォーカス特性が異なる変化曲線を描く。本発明は、このような事象に着目してなされたもので、上記の課題を達成するために次の構成を採用している。
【００１９】
すなわち、第１の発明に係るフォーカスモニタ用光学マスクは、基板上に露光パターン形成用の２つの窓が設けられるとともに、これらの各窓とその周囲を通過した光とで位相差が生じるように位相シフタが形成されており、かつ、各々の位相シフタにより生じる各位相差は、フォーカスを順次ずらせて半導体ウェハ上に上記窓を通過した光による各露光パターンを形成した場合に得られる２つのパターン寸法の変化曲線の差がフォーカスずれに対して単純増加あるいは単純減少となる変化特性を示す値となるようにそれぞれ設定されていることを特徴としている。
【００２０】
第２の発明に係る露光装置は、第１の発明に係るフォーカスモニタ用光学マスクを用いて、フォーカスを順次変化させて半導体ウェハ上に上記窓を通過した光による各露光パターンを形成した場合に得られる２つのパターン寸法の変化曲線の差を示す関数式が予め記憶された関数式記憶手段と、半導体装置製造用の光学マスクの一部に上記フォーカスモニタ用光学マスクと同一の構成部分を形成した場合に、そのフォーカスモニタ用光学マスクの構成部分の各窓を通過した光によって形成される各露光パターンの寸法差を求める画像解析手段と、この画像解析手段によって解析された露光パターンの寸法差と上記関数式記憶手段に記憶されている関数式とに基づいてフォーカスずれ量を算出し、このずれ量に基づいてフォーカスを補正するフォーカス補正手段と、を備えることを特徴としている。
【００２１】
第３の発明に係る半導体装置の製造方法は、第１の発明に係るフォーカスモニタ用光学マスクを用いて、フォーカスを順次変化させて半導体ウェハ上に上記窓を通過した光による各露光パターンを形成した場合に得られる２つのパターン寸法の変化曲線の差を求め、この変化曲線の差を示す関数式を予め設定しておく一方、半導体装置製造用の光学マスクの一部に請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のフォーカスモニタ用光学マスクと同一の構成部分を予め形成しておき、この光学マスクを用いて半導体ウェハに露光パターンを形成した際に、上記フォーカスモニタ用光学マスクの構成部分の各窓を通過した光によって形成される各露光パターンの寸法差を求め、その寸法差と上記の関数式とに基づいてフォーカスのずれ量を算出し、このずれ量に基づいてフォーカスを補正することを特徴としている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る露光装置の全体を示す構成図である。
【００２３】
図１において、符号１は露光装置の全体を示し、２は露光用の光源、３はフォーカスモニタ用光学マスク、４は半導体装置製造用の光学マスク、５は投影レンズ、６は半導体ウェハが載置されるウェハステージ、７は光学マスク３または４を通して投影される露光パターンを認識するＣＣＤなどの画像認識素子、８はウェハステージ６を上下動させるステージ昇降機構、９はステージ昇降機構８を駆動する駆動モータやギア等を備えたステージ駆動部である。
【００２４】
また、１２はメモリなどの関数式記憶手段、１３は画像解析手段、１４はフォーカス補正手段である。なお、これらの関数式記憶手段１２、画像解析手段１３、およびフォーカス補正手段１４の具体的な作用や内容については、後で詳しく説明する。
【００２５】
露光装置１において、ウェハステージ６上に載置される半導体ウェハに対してフォーカスが適切に設定されているか否かを判断するには、半導体装置製造用の光学マスク４を使用する前の準備段階として、図２に示すようなフォーカスモニタ用光学マスク３を使用して、予めフォーカス補正用の関数式を求めておく必要がある。
【００２６】
このフォーカスモニタ用光学マスク３は、石英等の基板２１上に露光パターン形成用のライン状の２つの窓２２，２３が設けられるとともに、各窓２２，２３の周囲には位相シフタ２５，２６が形成されている。この場合の各位相シフタ２５，２６は、基板２１上の窓２２，２３を除く部分にＭｏＳｉ，ＣｒＯｘ等からなるハーフトーン膜２７ａ，２７ｂを形成し、このハーフトーン膜２７ａ，２７ｂの上にＳＯＧ，ＳｉＯ２等からなる位相膜２８ａ，２８ｂを形成することにより構成されている。そして、各窓２２，２３を通過する光に対して各位相シフタ２５，２６を通過する光が互いに異なる位相差を生じさせるように、互いの位相膜２８ａ，２８ｂの厚さを異ならせてある。
【００２７】
特に、この実施の形態１では、２つの位相シフタ２５，２６の内、一方の位相シフタ２５は窓２２を通過する光に対して９０°の位相差が、他方の位相シフタ２６は窓２３を通過する光に対して２７０°の位相差がそれぞれ生じるように設定されている。
【００２８】
予めフォーカス補正用の関数式を求めるには、図３のフローチャートに示すように、まず、図２に示したフォーカスモニタ用光学マスク３を使用して、フォーカスを基準位置から順次ずらせながら半導体ウェハ上に各窓２２，２３を通過した光による各露光パターンを形成し（ステップ１）、これらの露光パターンのパターン寸法（ＣＤ）を測定する。そして、図４に示すように、フォーカスをずらせた場合のパターン寸法ＣＤの変化曲線Ａ１，Ａ２を求める（ステップ２，３）。
【００２９】
ここでは、実際にテスト用の半導体ウェハを使用する代わりに、画像認識素子７の上に露光パターンを結像させることにより画像解析手段１３でフォーカスをずらせた場合の各ＣＤを測定してその変化曲線Ａ１，Ａ２を求める。
【００３０】
こうして得られる各変化曲線Ａ１，Ａ２は、互いにフォーカス特性が異なっている。すなわち、一方の変化曲線Ａ１のフォーカスずれに対するＣＤのピーク位置と、他方の変化曲線Ａ２のフォーカスずれに対するＣＤのピーク位置とが互いに異なる特性を示す。
【００３１】
そこで、上記により得られる２つのパターン寸法の変化曲線Ａ１，Ａ２の差（＝Ａ１−Ａ２）を求める。すると、図５に示すような特性曲線Ａ３が得られる。この場合の特性曲線Ａ３は、単純増加あるいは単純減少となる変化特性を示す。このことについて、図６を参照して以下でさらに詳しく説明する。
【００３２】
いま、位相シフタ２５，２６により生じる光の各位相差を０°から正負の方向に同じ角度θ１（ただし０＜θ１≦９０°）分だけずらすように設定した場合、あるいは、位相差を１８０°から正負の方向に同じ角度θ２（ただし０＜θ２≦９０°）分だけずらすように設定した場合、つまり、入射光に対して各々の位相シフタ２５，２６により生じる位相差を（＋θ１）と（３６０°−θ１）、あるいは、（１８０°−θ２）と（１８０°＋θ２）に設定した場合において、各ＣＤの変化曲線Ａ１，Ａ２の差をとってフォーカスずれ量ΔＦに対する寸法差ΔＣＤの変化を示す特性曲線を求めると、その特性曲線は単純増加あるいは単純減少となる変化特性を示す。
【００３３】
特に、θ１あるいはθ２が大きくなって９０°に近づくほど、フォーカスずれ量ΔＦに対する寸法差ΔＣＤの特性曲線Ａ３は直線状に変化し、かつ、その勾配も大きくなる傾向を示す。そして、この実施の形態１のように、２つの位相シフタ２５，２６の内、一方の位相シフタ２５は窓２２を通過する光に対して９０°の位相差が、他方の位相シフタ２６は窓２３を通過する光に対して２７０°の位相差がそれぞれ生じるように設定した場合には、図５に示した特性曲線Ａ３の直線部分の勾配が最も大きくなる。このため、寸法差ΔＣＤに対するフォーカスずれ量ΔＦを検出し易い。
【００３４】
そこで、この場合の特性曲線Ａ３の直線部分の関数式を求めると、
ΔＣＤ＝ａ・ΔＦ＋ｂ    （ただし、ａは勾配、ｂは切片）        ▲１▼
が得られるので、この関数式▲１▼を予め関数式記憶手段１２に記憶しておく（ステップ４）。
【００３５】
なお、変化曲線Ａ１，Ａ２の差をとって特性曲線Ａ３を求めることは、解像度に及ぼすフォーカス以外の変化要因（たとえば、各露光パターンを得る場合の露光量の違いなど）の影響が同時に除かれていることになる。
【００３６】
一方、半導体装置製造用の光学マスク４を使用して半導体ウェハ上に所定の露光パターンを形成するときには、この光学マスク４の一部の箇所に図２に示したフォーカスモニタ用光学マスク３と同一の構成部分を予め形成しておく。
【００３７】
そして、この光学マスク４を用いて半導体ウェハに露光パターンを形成する際には、図７のフローチャートに示すように、まず、画像認識素子７の上に光学マスク４に基づく露光パターンを結像させて、画像解析手段１３によって上記フォーカスモニタ用光学マスク３と同一の構成部分の各窓２２，２３を通過した光によって形成される各露光パターンの各寸法ＣＤを測定し、両者の寸法差ΔＣＤを求める（ステップ５）。
【００３８】
続いて、フォーカス補正手段１４によって、画像解析手段１３によって解析された露光パターンの寸法差ΔＣＤと予め関数式記憶手段１２に記憶しておいた前述の関数式▲１▼とに基づいてフォーカスずれ量ΔＦを算出する（ステップ６）。
【００３９】
たとえば、図５において、露光パターンの寸法差がΔＣＤ１の場合には、フォーカスずれ量としてΔＦ１が、また、露光パターンの寸法差がΔＣＤ２の場合には、フォーカスずれ量として−ΔＦ２がそれぞれ求まる。つまり、寸法差ΔＣＤが求まれば、これに対応するフォーカスずれ量ΔＦは一つの値となり、従来技術のようにフォーカスずれ量ΔＦが２つの値をとることはない。そのため、半導体装置を製造する際に極めて簡単にフォーカスのずれ量、およびそのずれの方向（正か負か）を同時に判断することができる。
【００４０】
したがって、いま、フォーカスを結ぶ基準位置に対して上側を正の方向、下側を負の方向と定義した場合に、上記のようにしてフォーカスずれ量がΔＦ１として求まれば、フォーカス補正手段１４は、ステージ駆動部９を制御してステージ昇降機構８を駆動することにより、ウェハステージ６を負の方向（下方）に｜ΔＦ１｜だけ下降させる。また、フォーカスずれ量が−ΔＦ２として求まれば、ステージ駆動部９を制御してステージ昇降機構８を駆動することにより、ウェハステージ６を正の方向（上方）に｜ΔＦ２｜だけ上昇させる（ステップ７）。これにより、リアルタイムで適切なフォーカスに設定されるように補正することができる。
【００４１】
なお、上記の実施の形態１に対して、次の応用例や変形例を考えることができる。
（１）  上記の実施の形態１では、２つの位相シフタ２５，２６は各窓２２，２３を通過する光に対する位相差を９０°と２７０°にそれぞれ設定することで特性曲線Ａ３の直線部分の傾きａを大きくしてΔＦを容易に検出できるようにしたが、図６を用いて説明したように、必ずしも２つの位相シフタ２５，２６で生じる位相差は上記の数値に限定されるものではない。要は、一つの寸法差ΔＣＤが求まれば、これに対応して一つのフォーカスずれ量ΔＦが一義的に決定されるような単純増加あるいは単純減少する傾向を示す特性曲線Ａ３が得られるように２つの位相シフタ２５，２６の位相差を決定すればよく、このようにすればフォーカスのずれ量とそのずれの方向を求めることが可能となる。
【００４２】
（２）  上記の実施の形態１では、フォーカスモニタ用光学マスク３に設けられる露光パターン形成用の窓２２，２３の形状はライン状のものであったが、これに限らず、図８に示すようなホール状のものであってもよく、この場合にも同様の効果が得られる。
【００４３】
（３）  上記の実施の形態１では、各位相シフタ２５，２６は、露光パターン形成用の各窓２２，２３を囲んで互いに異なる位相差を生じさせる位相膜２８ａ，２８ｂを形成することにより構成したが、これに限らず、たとえば、図９に示すように、各窓２２，２３の位置に相当する基板２１の掘り込み深さＨ１，Ｈ２を互いに異ならせることにより位相シフタを構成することも可能である。
【００４４】
（４）さらに、本発明は、上記の実施の形態１の構成に限定されるものではなく、本発明は趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更して実施することが可能である。
【００４５】
【発明の効果】
第１の発明に係るフォーカスモニタ用光学マスクによれば、この光学マスクを用いることで露光パターンの寸法差ΔＣＤとフォーカスずれ量ΔＦとが単純増加あるいは単純減少となる特性を示す関数式が得られる。したがって、露光パターンについて寸法差ΔＣＤが求まれば、この関数式に基づいてフォーカスずれ量ΔＦを一義的に決定することができ、従来技術のようにフォーカスずれ量ΔＦが２つの値をとることはない。このため、極めて簡単にフォーカスのずれ量およびそのずれの方向を同時に判断できるようになる。
【００４６】
また、第２の発明に係る露光装置によれば、フォーカスが適切に設定されるようにリアルタイムでフォーカスを補正することができるので、半導体装置製造用の所定の光学マスクを用いてパターンの微細化に対応できるだけの高い解像度を有する露光パターンを常に安定して形成することが可能になる。
【００４７】
さらに、第３の発明に係る半導体装置の製造方法によれば、常にフォーカスずれのない露光パターンを得ることができるため、半導体装置を製造する場合の品質の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る露光装置の全体を示す構成図である。
【図２】フォーカスモニタ用光学マスクの構成を示すもので、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）はその断面図である。
【図３】図２のフォーカスモニタ用光学マスクを用いて露光パターンの寸法差ΔＣＤとフォーカスずれ量ΔＦの関数式を求めるための手順を示すフローチャートである。
【図４】図２のフォーカスモニタ用光学マスクを用いて、フォーカスを順次ずらせて露光パターンを形成した場合のパターン寸法ＣＤとフォーカスずれ量ΔＦとの関係を示す特性図である。
【図５】図４の２つの曲線の差を求めて得られる寸法差ΔＣＤとフォーカスずれ量ΔＦとの関係を示す特性図である。
【図６】フォーカスモニタ用光学マスクにおける２つの位相シフタについて、それぞれ所定の位相差を設定する場合の考え方を示す説明図である。
【図７】半導体装置製造用の光学マスクを用いて半導体ウェハに露光パターンを投影する場合に、ΔＣＤ−ΔＦの関数式を利用してフォーカスのずれ量およびずれの方向を求めるための手順を示すフローャートである。
【図８】フォーカスモニタ用光学マスクの他の構成を示すもので、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）はその断面図である。
【図９】フォーカスモニタ用光学マスクのさらに他の構成を示すもので、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）はその断面図である。
【図１０】従来技術において、露光装置のフォーカスが適切に設定されているか否かを判断するために使用するフォーカスモニタ用の光学マスクにより得られる露光パターンの一例を示す平面図である。
【図１１】フォーカスを順次ずらせて図１０の露光パターンを形成した場合のパターン寸法ＣＤとフォーカスずれ量ΔＦとの関係を示す特性図である。
【図１２】図１１の２つの曲線の差を求めて得られる寸法差ΔＣＤとフォーカスずれ量ΔＦとの関係を示す特性図である。
【図１３】フォーカスが正負いずれの方向にずれても同じ解像度の劣化となることを示す説明図である。
【符号の説明】
１  露光装置、３  フォーカスモニタ用光学マスク、４  半導体装置製造用の光学マスク、１２  関数式記憶手段、１３  画像解析手段、１４  フォーカス補正手段、２１  基板、２２，２３  窓、２５，２６  位相シフタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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