JP2018072690A - フォトマスク及び電子装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光装置の状態を常時監視する。【解決手段】フォトマスク１００Ａは、転写領域１４０と、これを囲む遮光領域１５０とを含む。例えば、転写領域１４０は、光源で解像可能な検査パターンｃ１を有し、遮光領域１５０は、転写領域１４０がフォトレジスト上のＹｃ方向の隣接位置に転写された時に検査パターンｃ１と重複する光源で解像可能な開口部ｄ１を有する。開口部ｄ１は、光源から転写領域１４０の周囲に照射される光を遮光するブラインドが正常位置にある時にはそのブラインドで遮光される。フォトレジストに転写される検査パターンｃ１の状況から、ブラインドの設定やフレア等の露光装置の状態が常時監視される。【選択図】図１２

Description

本発明は、フォトマスク及び電子装置の製造方法に関する。

半導体装置等の電子装置の製造に関し、所定の基板上に設けたフォトレジストに、露光装置を用い、フォトマスクに形成された各種パターンを転写する技術が知られている。
例えば、フォトマスクには、フォトレジストに転写するパターンを含む転写領域が設けられ、その外側に、露光装置の光源から照射される光を遮光することのできる遮光領域が設けられる。光源とフォトマスクとの間には、フォトマスクの転写領域外に照射される光を遮光するためのブラインドが設けられる。光源から照射されてブラインドを通過した光が、フォトマスクの転写領域に照射され、その転写領域のパターンが、フォトレジストに転写される。例えば電子装置の製造では、このような転写が、フォトレジスト上の位置を変え、繰り返し行われる。

特開平３−２３８４５５号公報 特開２０１３−２２１９８６号公報

転写に用いる露光装置において、例えば、ブラインドの設定（開口の位置及びサイズ）が不適切であったり、光源から照射される光の反射や散乱によってフレア（迷光）が増大したりすると、フォトレジストに転写されるパターンに不良が発生する場合がある。フォトレジストに発生するパターン不良は、成膜、不純物注入、エッチング等、後続の処理の出来映えに悪影響を及ぼす可能性がある。

ブラインドの設定が適切であるか、発生するフレアがどの程度であるか、といった露光装置の状態を、ロット毎のように比較的短い間隔で定期的に点検する方法では、電子装置の製造効率の低下を招き得る。露光装置の状態を、数ヶ月毎のように比較的長い間隔で定期的に点検する方法では、その間に発生するパターン不良により、電子装置の製造歩留りの低下を招き得る。

一観点によれば、光源で解像可能な第１パターンを有する転写領域と、前記転写領域を囲み、前記転写領域がフォトレジスト上の第１方向の隣接位置に転写された時に前記第１パターンと重複する前記光源で解像可能な第１開口部を有する遮光領域とを含むフォトマスクが提供される。

また、一観点によれば、基板上に形成され、フォトマスクを用いて異なる位置を露光され現像されたフォトレジストを検査する工程を含み、前記フォトマスクは、光源で解像可能な第１パターンを有する転写領域と、前記転写領域を囲み、前記転写領域が前記フォトレジスト上の第１方向の隣接位置に転写された時に前記第１パターンと重複する前記光源で解像可能な第１開口部であって、前記光源から前記転写領域の周囲に照射される光を遮光する遮光部材が正常位置にある時には前記遮光部材で遮光される前記第１開口部を有する遮光領域とを含み、前記フォトレジストに転写される前記第１パターンを用いて前記フォトレジストを検査する電子装置の製造方法が提供される。

露光装置の状態を、フォトレジストの処理毎に、常時監視することが可能になる。

半導体装置の製造プロセスの説明図である。 露光装置の説明図である。 フォトマスクの説明図である。 露光装置のブラインドとフォトマスクとの位置関係の説明図である。 露光領域の説明図（その１）である。 露光領域の説明図（その２）である。 検査パターンの説明図（その１）である。 検査パターンの説明図（その２）である。 露光装置のブラインドが異常位置にある場合の説明図（その１）である。 露光装置のブラインドが異常位置にある場合の説明図（その２）である。 露光装置の照明光学系フレアのフォトレジストへの影響の説明図である。 第１の実施の形態に係るフォトマスクの構成例を示す図である。 第１の実施の形態に係るフォトマスクの説明図である。 第１の実施の形態に係るフォトマスクを用いた露光の説明図（その１）である。 第１の実施の形態に係るフォトマスクを用いた露光の説明図（その２）である。 第１の実施の形態に係るフォトマスクを用いた露光の説明図（その３）である。 第１の実施の形態に係るフォトマスクを用いた露光の説明図（その４）である。 第１の実施の形態に係るフォトマスクを用いた露光の説明図（その５）である。 第１の実施の形態に係るフォトマスクの別の構成例を示す図である。 第２の実施の形態に係るフォトマスクの構成例を示す図である。 第２の実施の形態に係るフォトマスクを用いた露光の説明図である。

まず、電子装置の製造プロセスの一例について説明する。ここでは電子装置として半導体装置を例に、フォトマスク及びフォトレジストを利用したフォト工程を含むその製造プロセスについて、図１〜図８を参照して説明する。

図１は半導体装置の製造プロセスの説明図である。
半導体装置の製造では、例えば図１に示すように、基板上への絶縁膜や導体膜の成膜工程１０ａ、若しくは基板内への不純物注入工程１０ｂ、又は基板に対するエッチング工程１０ｃの後、フォト工程２０が行われる。このフォト工程２０の後、例えば図１に示すように、不純物注入工程３０ｂ、又はエッチング工程３０ｃが行われる。尚、図１では図示を省略するが、半導体装置の製造プロセスにおける各工程後には適宜洗浄工程が行われ得る。

フォト工程２０では、成膜工程１０ａで所定の膜が形成された基板、若しくは不純物注入工程１０ｂで所定の不純物がイオン注入された基板、又はエッチング工程１０ｃで所定の部位がエッチングされた基板の上に、フォトレジストが形成される。フォトレジストには、感光性の有機材料が用いられる。基板上に形成されたフォトレジストは、各種パターンが設けられたフォトマスク（レチクル）を用いて露光され、その後現像されることで、パターニングされる。

フォト工程２０には、図１に示すように、前処理２１、フォトレジスト塗布処理２２、露光処理２３、及び現像処理２４が含まれる。
前処理２１では、基板とフォトレジストとの密着性向上を目的とするヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）を用いた疎水化表面処理（ＨＭＤＳ処理）、基板上の有機物の除去を目的とするベーク処理等が行われる。

フォトレジスト塗布処理２２では、前処理２１後の基板上に、スピンコート法やスプレーコート法等により、フォトレジストが塗布される。フォトレジスト塗布処理２２では、フォトレジストの塗布前に反射防止膜（Bottom Anti-Reflective Coating；ＢＡＲＣ）の形成が行われてもよく、フォトレジストの塗布後に干渉防止膜（Top Anti-Reflective Coating；ＴＡＲＣ）の形成が行われてもよい。また、フォトレジスト塗布処理２２では、必要に応じてベーク処理が行われる。

露光処理２３では、フォトマスクに設けられた各種パターンが、例えば縮小投影型の露光装置を用いてフォトレジストに転写される。露光装置には、ステップアンドリピート方式の露光装置（ステッパー）、又はステップアンドスキャン方式の露光装置（スキャナー）が用いられる。このような露光装置により、フォトマスクの各種パターンが、フォトレジスト上に、縮小されて繰り返し転写される。

現像処理２４では、フォトレジストの、感光した箇所、又は感光しなかった箇所が除去される。ポジ型のフォトレジストでは感光した箇所が除去され、ネガ型のフォトレジストでは感光しなかった箇所が除去される。現像処理２４では、必要に応じ、フォトレジストの所定の箇所が除去された後、ベーク処理が行われる。現像処理２４により、基板上に、フォトマスクのパターンに対応するフォトレジストパターンが形成される。

現像処理２４後には、基板上に形成されたフォトレジストパターンについて、外観検査、位置ずれ検査、サイズ（幅や長さ）検査等、各種検査が行われる。検査で合格となった場合には、次の工程の処理が行われる。検査で不合格となった場合には、フォトレジストを剥離して再度フォトレジストパターンを形成する再生処理が行われる。

基板上のフォトレジストパターンが検査で合格となった場合には、そのフォトレジストパターンをマスクにして、例えば図１に示すように、基板内への不純物注入工程３０ｂ、又は基板に対するエッチング工程３０ｃが行われる。

上記より、転写とは、フォトマスクから透過した光によって、フォトレジストが感光し、現像によって略相似の形状が残される状態にすること、と言い換えることもできる。また、露光とは、フォトマスクから透過した光によってフォトレジストの少なくとも一部を感光させること、と言い換えることもできる。フォトレジストは十分な感光量の有無によって、現像時に溶解するかしないかが決定する。従って、既定の感光量とならない場合には、フォトマスクのパターンは転写されない。尚、転写とは、解像と同義であると言うこともできる。故に、既定の感光量とは、転写可能か転写可能でないか、又は、解像可能か解像可能でないかを決める閾値、と言い換えることもできる。

上記フォト工程２０について更に説明する。
まず、フォト工程２０の露光処理２３に用いられる露光装置について説明する。
図２は露光装置の説明図である。

例えば図２に示すように、露光装置４０には、光源４１、フライアイレンズ４２（蝿の目レンズ）、コンデンサレンズ４３、ブラインド４４（マスキングブレード、レチクルブラインド）、ミラー４５、縮小投影レンズ４６、及びステージ４７が含まれる。

ブラインド４４と縮小投影レンズ４６との間に、基板３００上のフォトレジスト２００に転写する各種パターンが設けられたフォトマスク１００が配置される。フォトマスク１００には、そのパターンに対応して、光が透過する透光部、及び光を遮光する遮光部が設けられる。尚、フォトマスク１００の詳細については後述する。

ステージ４７上には、フォトレジスト２００が設けられた半導体基板（ウェーハ）等の基板３００が配置される。
光源４１は、基板３００上のフォトレジスト２００が感光する波長の光を照射する。光源４１には、高圧水銀ランプのｉ線（波長３６５ｎｍ）、フッ化クリプトン（ＫｒＦ）エキシマレーザー（波長２４８ｎｍ）、フッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）等が用いられる。

フライアイレンズ４２は、光源４１から照射されてこれに入射する光の照度分布を均一化する。
コンデンサレンズ４３は、入射する光を平面波に変換して位相を合わせる。

ブラインド４４は、これに入射する光の一部を遮光し、フォトマスク１００に照射される光の照射領域を規定する。
ミラー４５は、ブラインド４４を通過した光を光路変換し、フォトマスク１００に照射する。

縮小投影レンズ４６は、フォトマスク１００の透光部を通過した光を、１／４や１／５といった所定の倍率に縮小する。
ステージ４７は、フォトレジスト２００が設けられた基板３００を保持し、保持した基板３００を移動させて、フォトレジスト２００に照射される光の位置（露光領域）を変化させる。

ブラインド４４、フォトマスク１００及びフォトレジスト２００は、光学的に共役の位置関係にある。
尚、露光装置４０には、この図２に示したような光学素子に限らず、その他の各種光学素子が含まれ得る。

上記のような露光装置４０において、光源４１から照射される光は、フライアイレンズ４２及びコンデンサレンズ４３等によって露光光として整形される。整形された光のうち、ブラインド４４を通過した光が、フォトマスク１００の、ブラインド４４で規定された照射領域に、照射される。フォトマスク１００に照射され、そのパターンに対応して設けられた透光部を通過した光は、縮小投影レンズ４６で縮小され、ステージ４７上の基板３００に設けられたフォトレジスト２００の、所定の露光領域に照射される。このようにしてフォトレジスト２００が露光され、フォトマスク１００のパターンが、縮小されてフォトレジスト２００の所定の露光領域に転写される。

このようなフォトマスク１００のパターンのフォトレジスト２００への転写が、ステージ４７によってその露光領域が変えられ、繰り返し行われる。
続いて、フォトマスク１００について説明する。

図３はフォトマスクの説明図である。図３（Ａ）はネガ型フォトマスクの一例の平面模式図、図３（Ｂ）はポジ型フォトマスクの一例の平面模式図である。
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、フォトマスク１００には、デバイス領域１１０、スクライブ領域１２０、及び外側領域１３０（外観領域）が設けられる。

デバイス領域１１０には、基板３００に形成される電子装置、この例では半導体装置の回路を形成するためのパターン（回路パターン）が設けられる。ここでは一例として、６つのデバイス領域１１０を図示している。各デバイス領域１１０に、個々の半導体装置の、配線やビア等を形成する領域、不純物をイオン注入する領域、エッチングする領域等、各種回路パターンが設けられる。

スクライブ領域１２０は、各デバイス領域１１０を囲むように設けられる。スクライブ領域１２０は、基板３００に形成された半導体装置群を個片化する際の切断位置となるダイシング領域に相当する。スクライブ領域１２０には、フォト工程２０でフォトレジスト２００に転写されるパターンの位置ずれやサイズ等の各種検査用のマークを形成するためのパターン（検査パターン）が設けられ得る。

露光時には、デバイス領域１１０及びスクライブ領域１２０に光が照射され、デバイス領域１１０の回路パターンがフォトレジスト２００に転写される。スクライブ領域１２０に検査パターンが設けられる場合には、デバイス領域１１０の回路パターンと共に、スクライブ領域１２０の検査パターンがフォトレジスト２００に転写される。フォトマスク１００のデバイス領域１１０及びスクライブ領域１２０が、フォトレジスト２００に転写されるパターン（回路パターン、又は回路パターンと検査パターン）を含む転写領域１４０になる。

外側領域１３０は、転写領域１４０の外側、即ちデバイス領域１１０及びスクライブ領域１２０の外側に設けられる。外側領域１３０には、転写領域１４０を囲む遮光領域１５０が含まれる。遮光領域１５０は、例えば転写領域１４０内の最外周に位置するスクライブ領域１２０の縁から一定の幅で設けられる。

遮光領域１５０の外側は、図３（Ａ）に示すようなネガ型のフォトマスク１００の場合は透光領域１６０ａとされ、図３（Ｂ）に示すようなポジ型のフォトマスク１００の場合は遮光領域１６０ｂとされる。透光領域１６０ａ及び遮光領域１６０ｂには、フォトマスク１００の作製時に用いられるマーク１７０が設けられる。マーク１７０には、フォトマスク１００に形成されるパターンの配置検査用のマーク、フォトマスク１００をハーフトーン位相シフトマスクとする場合の位相差又は透過率検査用のマーク、フォトマスク１００を露光装置４０にセットする際のアライメントマーク等が含まれる。

続いて、上記のような露光装置４０及びフォトマスク１００を用いた露光について説明する。
図４は露光装置のブラインドとフォトマスクとの位置関係の説明図である。図５及び図６は露光領域の説明図である。

上記図２に示した露光装置４０において、光源４１から照射された光は、フライアイレンズ４２及びコンデンサレンズ４３等で整形され、更にブラインド４４を通過し、フォトマスク１００に照射される。ここで、露光装置４０のブラインド４４は、上記図３に示したフォトマスク１００の転写領域１４０のサイズ等に基づき、光が通過する開口のサイズが設定される。

図４には、フォトマスク１００の一部（１箇所のコーナー部）とブラインド４４の位置関係を模式的に図示している。
露光装置４０のブラインド４４は、例えば、Ｘａ方向に対向するプレート４４ａ群と、Ｙａ方向に対向するプレート４４ｂ群とを含む（図４には各１枚のプレート４４ａ，４４ｂを図示）。対向するプレート４４ａ間及びプレート４４ｂ間の距離がそれぞれ設定されることで、ブラインド４４の開口サイズが設定される。

ブラインド４４は、例えば図４に示すように、フォトマスク１００の転写領域１４０（デバイス領域１１０及びスクライブ領域１２０）、及び遮光領域１５０の一部に光が照射されるように、プレート４４ａ及びプレート４４ｂによって開口サイズが設定される。露光装置４０にセットされたフォトマスク１００には、このようなブラインド４４で規定された照射領域に、光源４１からの光が照射される。

フォトマスク１００に照射され、その転写領域１４０のパターン（回路パターン、又は回路パターンと検査パターン）に対応して設けられた透光部を通過した光は、露光装置４０の縮小投影レンズ４６で縮小され、基板３００上のフォトレジスト２００に照射される。このようなフォトレジスト２００の露光が、図５に示すように、ステージ４７でフォトレジスト２００上の露光領域２０１が変えられて繰り返し行われ、フォトマスク１００のパターンが縮小されてフォトレジスト２００に転写される。

図６（Ａ）には、１つの露光領域２０１を模式的に図示し、図６（Ｂ）には、フォトレジスト２００上における３×２の計６つの露光領域２０１を模式的に図示している。
フォトレジスト２００上の各露光領域２０１に、フォトマスク１００のデバイス領域１１０に対応するデバイス領域２１０、及びフォトマスク１００のスクライブ領域１２０に対応するスクライブ領域２２０が転写される。

露光領域２０１を変えて繰り返し露光する際の、ステージ４７のＸｂ，Ｙｂ方向の移動ピッチは、各露光領域２０１の、最外周の対向するスクライブ領域２２０の中心（図６（Ａ）に点線で図示）間の距離Ｄ１，Ｄ２に相当するピッチとなる。そのため、Ｘｂ方向に隣接する露光領域２０１のスクライブ領域２２０は２重露光となり、Ｙｂ方向に隣接する露光領域２０１のスクライブ領域２２０も２重露光となる。隣接する露光領域２０１のコーナー部２０１ａのスクライブ領域２２０は、４重露光となる。

前述のようにフォトマスク１００には、デバイス領域１１０に回路パターンが設けられると共に、スクライブ領域１２０に検査パターンが設けられ得る。
図７及び図８は検査パターンの説明図である。

図７には、フォトマスク１００の要部（平面視で左上部及び右上部）を模式的に図示している。例えば図７に示すように、フォトマスク１００の、Ｘｃ方向に対向するスクライブ領域１２０に、検査パターン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃが設けられる。

ここで、スクライブ領域１２０に設けられる検査パターン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃとしては、例えば図８（Ａ）〜図８（Ｄ）に示すようなものが挙げられる。
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、位置ずれ検査マークの例である。半導体装置は回路パターンを積層して形成されるため、先に基板３００上に形成されている親マーク１２３に対し、後にフォトレジスト２００上に形成された子マーク１２４が位置ずれしていないかが検査される。図８（Ａ）は、いわゆるバーインバー（Bar in Bar）型の位置ずれ検査マークであり、図８（Ｂ）は、いわゆるボックスインボックス（Box in Box）型の位置ずれ検査マークである。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すような位置ずれ検査マークでは、親マーク１２３内に子マーク１２４が収まっているか、親マーク１２３内における子マーク１２４の位置が適正であるかが検査される。例えば、このような親マーク１２３を形成するためのパターンや、子マーク１２４のパターンが、フォトマスク１００のスクライブ領域１２０に設けられる。

また、図８（Ｃ）及び図８（Ｄ）は、測長検査マークの例である。フォトレジスト２００上に形成されたフォトレジストパターンが所定のサイズで形成されているかがＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）等の電子顕微鏡を用いて検査される。図８（Ｃ）は、密線（Dense）型の測長検査マークであり、密集配置されたラインパターン１２５群内に測長ラインパターン１２６が設けられる。図８（Ｄ）は、孤立（Sparse）型の測長検査マークであり、孤立したラインパターンが測長ラインパターン１２６として設けられる。図８（Ｃ）及び図８（Ｄ）に示すような測長検査マークでは、測長ラインパターン１２６の長さや幅が適正であるかが検査される。例えば、このようなラインパターン１２５群及び／又は測長ラインパターン１２６が、フォトマスク１００のスクライブ領域１２０に設けられる。

フォトマスク１００に所定の検査パターン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃが設けられる場合、図７に示すように、そのスクライブ領域１２０には、検査パターン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃと共に、それらに対応する遮光部１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃが設けられる。

上記図６で述べたように、隣接する露光領域２０１のスクライブ領域２２０は２重露光（コーナー部２０１ａは４重露光）される。そのため、図７に示すように、最外周のスクライブ領域１２０における、Ｘｃ方向の一端側、例えば左側のスクライブ領域１２０に設けられる検査パターン１２１ａに対応して、Ｘｃ方向の他端側、即ち右側のスクライブ領域１２０に、遮光部１２２ａが設けられる。同様に、最外周のスクライブ領域１２０における、Ｘｃ方向の他端側のスクライブ領域１２０に設けられる検査パターン１２１ｂ，１２１ｃにそれぞれ対応して、Ｘｃ方向の一端側のスクライブ領域１２０に、遮光部１２２ｂ，１２２ｃが設けられる。このように遮光部１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃが設けられることで、フォトレジスト２００上の隣接位置が露光される際、２重露光されるスクライブ領域２２０に、フォトマスク１００の検査パターン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃが消去されずに転写される。

尚、図７では、最外周のスクライブ領域１２０における、Ｘｃ方向の両端、即ち左右のスクライブ領域１２０を例にしたが、Ｙｃ方向の両端、即ち上下のスクライブ領域１２０についても同様に、検査パターン及びそれに対応する遮光部が設けられ得る。

以上、フォト工程２０（図１）では、フォトマスク１００を用いた露光装置４０による露光（図２〜図８）により、フォトマスク１００のデバイス領域１１０に設けられた回路パターンが、フォトレジスト２００（そのデバイス領域２１０）に転写される。フォトマスク１００のスクライブ領域１２０に検査パターンが設けられている場合には、その検査パターンが、フォトレジスト２００（そのスクライブ領域２２０）に転写される。

ところで、露光装置４０を用いた露光では、フォトマスク１００の照射領域を規定するブラインド４４が異常な開口サイズ（異常位置）に設定されていると、転写領域１４０のパターンをフォトレジスト２００に精度良く転写することができなくなることがある。この点について、図９及び図１０を参照して説明する。

図９及び図１０は露光装置のブラインドが異常位置にある場合の説明図である。
まず、ブラインド４４が正常な開口サイズ（正常位置）よりも小さく設定された場合について、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）を参照して説明する。

図９（Ａ）〜図９（Ｃ）には、上記のような位置ずれや測長のための検査パターン１２７がスクライブ領域１２０に設けられたフォトマスク１００の、その転写領域１４０を模式的に図示している。図９（Ａ）には、最外周のスクライブ領域１２０におけるＸｃ方向の両端、即ち左右のスクライブ領域１２０に、検査パターン１２７が設けられた例を示している。図９（Ｂ）には、最外周のスクライブ領域１２０におけるＹｃ方向の両端、即ち上下のスクライブ領域１２０に、検査パターン１２７が設けられた例を示している。図９（Ｃ）には、最外周のスクライブ領域１２０におけるＸｃ方向の両端及びＹｃ方向の両端、即ち左右上下のスクライブ領域１２０に、検査パターン１２７が設けられた例を示している。

例えば、露光装置４０のブラインド４４が、フォトマスク１００の転写領域１４０のうち、Ｘｃ方向の両端（左右）のスクライブ領域１２０に照射される光を遮るような開口サイズ（異常位置）に設定されている場合を想定する。上記図４の例で言えば、ブラインド４４の一対のプレート４４ａが、転写領域１４０のうち、Ｘａ方向の両端のスクライブ領域１２０に照射される光を遮るような位置に設定されている場合になる。図９（Ａ）〜図９（Ｃ）には便宜上、このような場合のブラインド４４の開口に相当する領域を鎖線Ｐで図示している。

この場合、図９（Ａ）又は図９（Ｃ）のような位置に検査パターン１２７が設けられるフォトマスク１００では、ブラインド４４が上記のような異常位置に設定されていることで、形成されるべき検査パターン１２７の全部又は一部がフォトレジスト２００に転写されない。そのため、このフォトレジスト２００は、検査パターン１２７を用いた検査が不能となり、次工程に進められることがない。一方、図９（Ｂ）のような位置に検査パターン１２７が設けられるフォトマスク１００では、ブラインド４４が上記のような異常位置に設定されていても、形成されるべき検査パターン１２７の全部がフォトレジスト２００に転写される。そのため、このフォトレジスト２００は、検査パターン１２７を用いた検査が可能となり、検査で合格となれば、次工程に進められる。

また、露光装置４０のブラインド４４が、フォトマスク１００の転写領域１４０のうち、Ｙｃ方向の両端（上下）のスクライブ領域１２０に照射される光を遮るような開口サイズ（異常位置）に設定されている場合を想定する。上記図４の例で言えば、ブラインド４４の一対のプレート４４ｂが、転写領域１４０のうち、Ｙａ方向の両端のスクライブ領域１２０に照射される光を遮るような位置に設定されている場合になる。図９（Ａ）〜図９（Ｃ）には便宜上、このような場合のブラインド４４の開口に相当する領域を点線Ｑで図示している。

この場合、図９（Ｂ）又は図９（Ｃ）のような位置に検査パターン１２７が設けられるフォトマスク１００では、ブラインド４４が上記のような異常位置に設定されていることで、形成されるべき検査パターン１２７の全部又は一部がフォトレジスト２００に転写されない。そのため、このフォトレジスト２００は、検査パターン１２７を用いた検査が不能となり、次工程に進められることがない。一方、図９（Ａ）のような位置に検査パターン１２７が設けられるフォトマスク１００では、ブラインド４４が上記のような異常位置に設定されていても、形成されるべき検査パターン１２７の全部がフォトレジスト２００に転写される。そのため、このフォトレジスト２００は、検査パターン１２７による検査が可能となり、検査で合格となれば、次工程に進められる。

このようにブラインド４４が設定されている位置と、フォトマスク１００に設けられている検査パターン１２７の位置によっては、たとえブラインド４４の位置が異常であっても、その異常が看過されてしまう可能性がある。その結果、異常位置のブラインド４４を用いて形成された基板３００が次工程以降に進み、結果として半導体装置の歩留りの低下を引き起こす恐れがある。

続いて、ブラインド４４が正常な開口サイズ（正常位置）よりも大きく設定された場合について、図１０を参照して説明する。
図１０には、フォトレジスト２００上の、Ｘｂ方向に隣接する３つの露光領域２０１を模式的に図示している。

上記図３（Ａ）又は図３（Ｂ）に示したように、フォトマスク１００には、転写領域１４０を囲む遮光領域１５０の外側に、透光領域１６０ａ又は遮光領域１６０ｂが設けられる。この透光領域１６０ａ又は遮光領域１６０ｂには、フォトマスク１００の作製時に用いられるマーク１７０が設けられる。例えば、このようなフォトマスク１００に対し、その透光領域１６０ａ又は遮光領域１６０ｂのマーク１７０が含まれる領域にも光が照射されるような開口サイズ（異常位置）にブラインド４４が設定されている場合を想定する。上記図４の例で言えば、ブラインド４４の一対のプレート４４ａが、フォトマスク１００の透光領域１６０ａ又は遮光領域１６０ｂのマーク１７０よりも外側の位置に設定されている場合になる。図１０には便宜上、ブラインド４４の開口及びフォトマスク１００の光の照射領域に相当する領域を鎖線Ｒで図示している。

この場合、図１０に示すように、中央の露光領域２０１に着目すると、その露光時にフォトマスク１００のマーク１７０が両隣りの露光領域２０１内に転写される。そのため、中央の露光領域２０１のマーク１７０と、両隣りの露光領域２０１のデバイス領域２１０とが２重露光され、デバイス領域２１０の回路パターンに不良が発生してしまう。

ここでは、ブラインド４４が上記のような異常位置に設定されて露光される中央の露光領域２０１に着目したが、同じくブラインド４４が異常位置に設定されて露光される両隣りの露光領域２０１についても、それぞれの露光時に同様の不良が発生する。尚、図１０では、中央の露光領域２０１の両隣りの露光領域２０１については、便宜上、転写されるマーク１７０の図示を省略している。また、Ｘｂ方向に隣接する露光領域２０１に限らず、マーク１７０の配置によっては、Ｙｂ方向に隣接する露光領域２０１でも、上記同様の不良が発生し得る。

図９及び図１０に示したように、露光装置４０のブラインド４４が異常位置に設定されていると、フォトレジスト２００に形成される回路パターンの不良や、フォトレジスト２００の露光を経て形成される半導体装置の歩留りの低下を招く恐れがある。

ブラインド４４が異常位置に設定される原因の１つとして、ブラインド４４の動作不良が挙げられる。ブラインド４４が正常位置に設定されているか否かは定期的に点検されるものの、点検から点検の間に発生するブラインド４４の動作不良や、突発的に発生するブラインド４４の動作不良には対応できない。

ブラインド４４が異常位置に設定される別の原因としては、ブラインド４４の初期設定の誤りが挙げられる。露光装置４０の立ち上げ時や定期的な点検時に、あらゆる露光領域サイズについてブラインド４４の設定位置を確認することは不可能である。実際的には、ブラインド４４の設定位置の確認作業は、数種類の露光ショットサイズに限定される。そのため、前述のように転写領域１４０の周囲に遮光領域１５０を設け、ブラインド４４の設定位置が少々ずれても転写領域１４０に光が照射されるように、余裕を持たせている。しかし、露光領域サイズは、品種によって異なり、ブラインド４４の設定位置の種類は無限に近い。全ての露光領域サイズについてブラインド４４が所定の設定位置精度を保っているか確認することは難しい。

更に、露光領域サイズやマーク座標は品種によって異なるため、露光レシピを準備することになるが、その際、ブラインド４４の設定位置を誤入力してしまうような場合も、ブラインド４４が異常位置に設定される原因の１つとなる。

また、フォトレジスト２００に形成される回路パターンの不良や、半導体装置の歩留りの低下は、露光装置４０のブラインド４４が異常位置に設定されている場合のほか、露光装置４０で発生するフレア（迷光）によっても生じ得る。この点について更に説明する。

露光装置４０では、光源４１から照射された光がフォトレジスト２００に到達するまでに各種光学素子を伝達されるが、その際、光学素子で反射又は散乱された光がフレアとなり、その一部がフォトレジスト２００に入射することがある。このようなフレアには主に、照明光学系フレアと投影光学系フレアがある。

照明光学系フレアは、フォトマスク１００を通過する前のフライアイレンズ４２やコンデンサレンズ４３等の光学素子で反射又は散乱された光がフォトマスク１００を通過するフレアである。この照明光学系フレアは、ブラインド４４で遮光していても、フォトマスク１００の透光領域１６０ａや、遮光領域１６０ｂに設けられるマーク１７０の開口から、フォトレジスト２００に入射する。また、投影光学系フレアは、フォトマスク１００を通過して縮小投影レンズ４６内の光学素子で反射又は散乱された光がフォトレジスト２００に入射するフレアである。

フレアは、露光の照度に比べて十分小さい値になるように定期的に点検されるが、露光装置４０が使用され続けることで、フレアは多くなっていく。これは、光学素子であるレンズの曇りが主な原因となっている。

例えば、照明光学系フレアが大きくなると、フォトレジスト２００の露光領域２０１内に形成される回路パターンの形状の均一性が悪化する。
図１１は露光装置の照明光学系フレアのフォトレジストへの影響の説明図である。図１１（Ａ）は照明光学系フレアの影響が比較的小さい場合の説明図、図１１（Ｂ）は照明光学系フレアの影響が比較的大きい場合の説明図である。

フォトマスク１００の転写領域１４０外の開口と重複する部位から比較的近い位置に形成される回路パターンに対する、当該開口からの照明光学系フレアが比較的少ない場合には、図１１（Ａ）の上図に示すように、結像に要する光強度のコントラストが確保される。一方、そのような回路パターンに対する、当該開口からの照明光学系フレアが比較的多い場合には、照明光学系フレアによる多重露光の影響が大きくなり、図１１（Ｂ）の上図に示すように、結像に要する光強度のコントラストが低下する。この結果、図１１（Ａ）の下図及び図１１（Ｂ）の下図に示すように、照明光学系フレアが少ない場合に比べ、多い場合の方が、基板３００上のフォトレジスト２００に形成される回路パターン２１１の幅は狭くなる。そのため、フォトレジスト２００上に形成される、照明光学系フレアの影響が比較的小さい他の回路パターンとの形状の均一性が悪化する。

照明光学系フレアの量は、定期的に点検されるが、光学素子の曇りが急速に進む等、照明光学系フレアが突発的に多くなったような場合には、その影響を検出することはできない。このような場合には、フォトレジスト２００のデバイス領域２１０に形成される回路パターンの形状の均一性が悪化する等、回路パターンの不良が発生し、半導体装置の歩留りの低下を招く恐れがある。特に、トランジスタのゲート電極パターン等、半導体装置の性能や品質への影響が大きくなり易い回路パターンの不良は、半導体装置の歩留りを大幅に低下させることに繋がる。

以上説明したように、露光装置４０のブラインド４４の設定異常及び照明光学系フレアの増大は、フォトレジスト２００に形成される回路パターンの不良、及び半導体装置の歩留りの低下を招く恐れがある。

回路パターンの不良、及び半導体装置の歩留りの低下を抑えるため、ブラインド４４の設定異常や照明光学系フレアの増大といった露光装置４０の状態を、ロット毎のように比較的短い間隔で定期的に点検する方法では、半導体装置の製造効率の低下を招き得る。また、露光装置４０の状態を、数ヶ月毎のように比較的長い間隔で定期的に点検する方法では、その間に発生する回路パターンの不良により、半導体装置の製造歩留りの低下を招き得る。

以上のような点に鑑み、ここでは以下に実施の形態として示すようなフォトマスク（レチクル）を用いることで、ブラインド４４の設定異常や照明光学系フレアの増大といった露光装置４０の状態を、フォトレジスト２００の処理毎に監視することを可能にする。それにより、回路パターンの不良を抑え、高精度にパターニングされたフォトレジスト２００を形成し、そのようなフォトレジスト２００を用いて高品質の半導体装置を歩留り良く製造することを可能にする。

まず、第１の実施の形態について説明する。
図１２は第１の実施の形態に係るフォトマスクの構成例を示す図である。図１２には、フォトマスクの一例の平面模式図を示している。

図１２に示すフォトマスク１００Ａは、露光時に光が照射されるデバイス領域１１０（一例として６つ）とそれを囲むスクライブ領域１２０とを含む転写領域１４０、及び転写領域１４０を囲む外側領域１３０（外観領域）を含む。

デバイス領域１１０には、半導体装置の回路を形成するための回路パターンが設けられる。スクライブ領域１２０には、フォトレジストパターンの位置ずれやサイズ等の各種検査用のマーク（図８（Ａ）〜図８（Ｄ））を形成するための検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４が設けられる。

外側領域１３０は、例えば転写領域１４０の最外周に位置するスクライブ領域１２０の縁から一定の幅で設けられる遮光領域１５０を含む。フォトマスク１００Ａがポジ型の場合は、図１２に示すように、遮光領域１５０の外側も同様に遮光領域１６０ｂとされる。尚、ここでは図示を省略するが、フォトマスク１００Ａがネガ型の場合には、遮光領域１５０の外側が透光領域（図３（Ａ））とされる。フォトマスク１００Ａの遮光領域１６０ｂ（又は透光領域）には、フォトマスク１００の作製時やセット時に用いられるマーク１７０、例えば配置検査用、位相差又は透過率検査用、アライメント用等のマーク１７０が設けられる。

図１２に示すフォトマスク１００Ａでは、転写領域１４０の最外周に位置する４辺のスクライブ領域１２０にそれぞれ、光源で解像可能な検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４が設けられる。図１２には一例として、最外周の４辺のスクライブ領域１２０であって、４つのコーナー部に近い部位にそれぞれ、検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４が設けられた場合を示している。フォトマスク１００Ａの遮光領域１５０には、これらの検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４にそれぞれ対応する光源で解像可能な開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４が設けられる。

開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４は、フォトマスク１００Ａが上記のような露光装置４０にセットされてフォトレジスト２００が露光される際、フォトマスク１００Ａへの光の照射領域を規定するブラインド４４が正常位置にある時にはそのブラインド４４で遮光される。開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４は、フォトマスク１００Ａの遮光領域１５０の、このような部位に設けられる。

開口部ｄ１は、検査パターンｃ１が設けられるスクライブ領域１２０の延長線上に設けられる。開口部ｄ１は、フォトマスク１００Ａの転写領域１４０がフォトレジスト２００上の隣接露光領域に転写された時、具体的には転写領域１４０がＹｃ方向に並ぶような配置で転写された時に、検査パターンｃ１と重複する部位に設けられる。

開口部ｄ２は、検査パターンｃ２が設けられるスクライブ領域１２０の延長線上に設けられる。開口部ｄ２は、フォトマスク１００Ａの転写領域１４０がフォトレジスト２００上の隣接露光領域に転写された時、具体的には転写領域１４０がＸｃ方向に並ぶような配置で転写された時に、検査パターンｃ２と重複する部位に設けられる。

開口部ｄ３は、検査パターンｃ３が設けられるスクライブ領域１２０の延長線上に設けられる。開口部ｄ３は、フォトマスク１００Ａの転写領域１４０がフォトレジスト２００上の隣接露光領域に転写された時、具体的には転写領域１４０がＹｃ方向に並ぶような配置で転写された時に、検査パターンｃ３と重複する部位に設けられる。

開口部ｄ４は、検査パターンｃ４が設けられるスクライブ領域１２０の延長線上に設けられる。開口部ｄ４は、フォトマスク１００Ａの転写領域１４０がフォトレジスト２００上の隣接露光領域に転写された時、具体的には転写領域１４０がＸｃ方向に並ぶような配置で転写された時に、検査パターンｃ４と重複する部位に設けられる。

フォトマスク１００Ａでは、露光装置４０を用いてフォトレジスト２００上の隣接露光領域を露光する際、ブラインド４４が正常位置の時は、開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４が遮光され、フォトレジスト２００上に検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４が転写される。

一方、ブラインド４４が異常位置にあり、開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４の少なくとも１つが遮光されない時には、通過する光による２重露光により、フォトレジスト２００上に検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４の少なくとも１つが転写されなくなる。検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４の少なくとも１つが転写されないことで、フォトレジスト２００は検査不能となり、このフォトレジスト２００が設けられた基板３００が次工程に進められるのを抑えることができる。

フォトマスク１００Ａによれば、フォトレジスト２００上の検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４の転写状況から、フォトレジスト２００の処理毎に、露光装置４０におけるブラインド４４の設定位置の異常を監視することができる。４辺のスクライブ領域１２０に検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４を設け、対応する開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４を遮光領域１５０に設けておくことで、ブラインド４４の設定位置の異常を、面内４方向のいずれについても監視することができる。

上記のようなフォトマスク１００Ａについて、更に詳細に説明する。
フォトマスク１００Ａの作製においては、まず、形成する半導体装置の仕様等に基づいて作成された設計データが取得される。取得された設計データに基づき、デバイス領域１１０に形成される回路パターンに対し、線幅の均一性を向上するためのＯＰＣ（Optical Proximity Correction）処理や、露光領域内でのパターン占有率差を小さく抑えるためのダミーパターン発生処理等の加工が行われてもよい。取得された、又は取得され加工された設計データに対し、予め作成されたスクライブ領域１２０のデータ、及び外側領域１３０のデータが合成されることで、フォトマスク１００Ａの設計データが完成する。

ここで、スクライブ領域１２０のデータには、検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４の配置を示すデータが含まれる。また、外側領域１３０のデータには、検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４に対応する開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４の配置を示すデータ、及びフォトマスク１００Ａの作製時やセット時に用いられるマーク１７０の配置を示すデータが含まれる。尚、検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４は、転写領域１４０の外縁近傍に配置されることが好ましい。また、フォトマスク１００Ａの作製時やセット時に用いられるマーク１７０は、フォトマスク１００の外縁近傍に配置されることが好ましい。これは、有効露光領域サイズが制限されることになるためである。

図１３は第１の実施の形態に係るフォトマスクの説明図である。図１３には、フォトマスクの一例の平面模式図を示している。
フォトレジスト２００上の露光領域が所定のサイズ、例えば最外周のスクライブ領域１２０の中心間距離Ｄ１が２４０００μｍでＤ２が３００００μｍとなる半導体装置製造において、用いるフォトマスク１００Ａの各種値が設定される。

スクライブ領域１２０の幅Ｗは、例えば９０μｍに設定される。
露光装置４０のブラインド４４の正常位置ＢＬ−Ｘ２（太実線で図示。右側プレートのエッジ位置に相当）に着目すると、例えば、その正常位置ＢＬ−Ｘ２の設定尤度Ｌが、±１００μｍに設定される。ブラインド４４の他の正常位置ＢＬ−Ｘ１，ＢＬ−Ｙ１，ＢＬ−Ｙ２（太実線で図示。それぞれ左側プレート、上側プレート、下側プレートのエッジ位置に相当）についても同様に設定される。

検査パターンｃ４とそれに対応する開口部ｄ４に着目すると、例えば、検査パターンｃ４及び開口部ｄ４のスクライブ領域１２０の中心からの距離Ｍが、２６５μｍに設定される。開口部ｄ４は、ブラインド４４が正常位置ＢＬ−Ｘ２にある時にはブラインド４４で遮光される位置に設定される。他の検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３とそれらにそれぞれ対応する開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３についても同様に設定される。

尚、ここに例示した数値はフォトレジスト２００上での値であり、フォトマスク１００Ａ上での値は、フォトマスク１００Ａを用いる露光時の縮小倍率の逆数倍になる。
例えばこのように設定された検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４及び開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４のデータを含むフォトマスク１００Ａの設計データが作成され、それに基づき、フォトマスク１００Ａが作製される。フォトマスク１００Ａは、例えば、透明ガラス基板上に、作成された設計データに基づき、クロムや酸化クロム等の金属膜で遮光部を設ける（それによって透光部を設ける）ことで、作製される。

続いて、フォトマスク１００Ａを用いたフォト工程２０の一例について述べる。ここでは、ロジックＬＳＩ（Large Scale Integration）等の半導体装置の製造における、ＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ）を光源４１とする露光装置４０を用いた、不純物注入前のフォトレジストパターンの形成工程を例にする。

まず、ＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）等の素子分離領域が形成された基板３００上に、ＨＭＤＳ処理が行われ、フォトレジスト２００として、ＫｒＦ用のポジ型の化学増幅型フォトレジストが所定の厚さ、例えば１．１８μｍの厚さで塗布される。その後、ベーク処理が所定の条件、例えば１００℃、６０秒の条件で行われ、ＴＡＲＣが所定の厚さ、例えば４３ｎｍの厚さで塗布される。このようにしてフォトレジスト２００等が設けられた基板３００が、露光装置４０のステージ４７上にセットされる。また、露光装置４０には、上記のようにして作製されるフォトマスク１００Ａがセットされる。

露光装置４０の光源４１から、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー光が照射され、フライアイレンズ４２及びコンデンサレンズ４３等で整形されてブラインド４４を通過した光が、フォトマスク１００Ａに照射される。フォトマスク１００Ａを通過して縮小投影レンズ４６で縮小された光により、ステージ４７上の基板３００に設けられたフォトレジスト２００が露光される。例えば、露光量が２２０Ｊ／ｍ²、フォーカス値が−０．４μｍの条件で、フォトレジスト２００が露光される。

このようなフォトレジスト２００の露光が、ステージ４７によってその露光領域が変えられて、ステップアンドリピートで繰り返し行われる。
その後、ベーク処理が所定の条件、例えば１１０℃、６０秒の条件で行われ、露光後のフォトレジスト２００がテトラメチルアンモニウムヒドロキド（ＴＭＡＨ）により現像される。

このようなフォト工程２０における露光時の、ブラインド４４の設定位置の正常性又は異常性が、フォトレジスト２００上の検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４の転写状況から監視される。

図１４〜図１８は第１の実施の形態に係るフォトマスクを用いた露光の説明図である。図１４〜図１８において、（Ａ）は露光装置のブラインドとフォトマスクとの位置関係を示す図、（Ｂ）はフォトレジスト上における２×２の計４つの露光領域を示す図である。

図１４（Ａ）に示す検査パターンｃ１とそれに対応する開口部ｄ１に着目すると、ブラインド４４が正常位置ＢＬ−Ｙ２である場合には、転写領域１４０がＹｃ方向に並ぶような配置で転写された時、フォトレジスト２００には検査パターンｃ１が転写される。

図１４（Ａ）に示す検査パターンｃ２とそれに対応する開口部ｄ２に着目すると、ブラインド４４が正常位置ＢＬ−Ｘ１である場合には、転写領域１４０がＸｃ方向に並ぶような配置で転写された時、フォトレジスト２００には検査パターンｃ２が転写される。

図１４（Ａ）に示す検査パターンｃ３とそれに対応する開口部ｄ３に着目すると、ブラインド４４が正常位置ＢＬ−Ｙ１である場合には、転写領域１４０がＹｃ方向に並ぶような配置で転写された時、フォトレジスト２００には検査パターンｃ３が転写される。

図１４（Ａ）に示す検査パターンｃ４とそれに対応する開口部ｄ４に着目すると、ブラインド４４が正常位置ＢＬ−Ｘ２である場合には、転写領域１４０がＸｃ方向に並ぶような配置で転写された時、フォトレジスト２００には検査パターンｃ４が転写される。

上記のようにブラインド４４の開口の４辺がいずれも正常位置ＢＬ−Ｘ１，ＢＬ−Ｘ２，ＢＬ−Ｙ１，ＢＬ−Ｙ２である場合、フォトレジスト２００上の、デバイス領域２１０とそれを囲むスクライブ領域２２０を含む露光領域２０１は、図１４（Ｂ）に示すようになる。即ち、ブラインド４４によって開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４が遮光されるため、それらにそれぞれ対応するいずれの検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４も、フォトレジスト２００に転写される。従って、フォトレジスト２００について、検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４を用いた検査が可能となり、検査による合否判定が行われ、合格であれば次工程に進められ、不合格であればフォトレジスト２００の再生処理が行われる。

一方、例えば図１５（Ａ）に示すように、ブラインド４４の開口の４辺のうち、１辺が異常位置ＢＬ−Ｙ２ｂである場合、転写領域１４０がＹｃ方向に並ぶような配置で転写された時、フォトレジスト２００には一部の検査パターンｃ１が転写されない。この場合、フォトレジスト２００上の露光領域２０１は、図１５（Ｂ）に示すようになる。図１５（Ｂ）には便宜上、フォトレジスト２００に転写されない一部の検査パターンｃ１の箇所を点線で図示している。ブラインド４４で開口部ｄ１が遮光されないため、或る露光領域２０１の露光時に開口部ｄ１を通過する光により、隣接する露光領域２０１の検査パターンｃ１の箇所が２重露光される。そのため、フォトレジスト２００には、検査パターンｃ２，ｃ３，ｃ４は転写されるが、一部の検査パターンｃ１は転写されず、検査パターンｃ１が欠落した箇所ができる。従って、フォトレジスト２００について、検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４を用いた検査が不能となり、例えばコンピュータ（プロセッサ）を用いて行われる検査処理時に測定エラーが発生する。このように検査が不能となることから、露光装置４０においてブラインド４４の設定位置が異常であることを監視することができる。

その他の検査パターンｃ２と開口部ｄ２、検査パターンｃ３と開口部ｄ３、及び検査パターンｃ４と開口部ｄ４についても同様である。
例えば図１６（Ａ）に示すように、ブラインド４４の開口の４辺のうち、１辺が異常位置ＢＬ−Ｘ１ｂである場合、転写領域１４０がＸｃ方向に並ぶような配置で転写された時、フォトレジスト２００には一部の検査パターンｃ２が転写されない。この場合のフォトレジスト２００上の露光領域２０１は、図１６（Ｂ）に示すようになる。図１６（Ｂ）には便宜上、フォトレジスト２００に転写されない一部の検査パターンｃ２の箇所を点線で図示している。ブラインド４４で開口部ｄ２が遮光されないため、一部の検査パターンｃ２が転写されずに欠落する。従って、フォトレジスト２００の検査が不能となることから、露光装置４０においてブラインド４４の設定位置が異常であることを監視することができる。

また、図１７（Ａ）に示すように、ブラインド４４の開口の４辺のうち、１辺が異常位置ＢＬ−Ｙ１ｂである場合、転写領域１４０がＹｃ方向に並ぶような配置で転写された時、フォトレジスト２００には一部の検査パターンｃ３が転写されない。この場合のフォトレジスト２００上の露光領域２０１は、図１７（Ｂ）に示すようになる。図１７（Ｂ）には便宜上、フォトレジスト２００に転写されない一部の検査パターンｃ３の箇所を点線で図示している。ブラインド４４で開口部ｄ３が遮光されないため、一部の検査パターンｃ３が転写されずに欠落する。従って、フォトレジスト２００の検査が不能となることから、露光装置４０においてブラインド４４の設定位置が異常であることを監視することができる。

更にまた、図１８（Ａ）に示すように、ブラインド４４の開口の４辺のうち、１辺が異常位置ＢＬ−Ｘ２ｂである場合、転写領域１４０がＸｃ方向に並ぶような配置で転写された時、フォトレジスト２００には一部の検査パターンｃ４が転写されない。この場合のフォトレジスト２００上の露光領域２０１は、図１８（Ｂ）に示すようになる。図１８（Ｂ）には便宜上、フォトレジスト２００に転写されない一部の検査パターンｃ４の箇所を点線で図示している。ブラインド４４で開口部ｄ４が遮光されないため、一部の検査パターンｃ４が転写されずに欠落する。従って、フォトレジスト２００の検査が不能となることから、露光装置４０においてブラインド４４の設定位置が異常であることを監視することができる。

ブラインド４４の開口の４辺のうち、１辺に異常がある場合を例示したが、２辺以上に異常がある場合には、図１５〜図１８に示したような一部の検査パターンが欠落した状況が複合的に発生することになる。この場合も、フォトレジスト２００の検査が不能となるため、ブラインド４４の設定位置が異常であることを監視することができる。

第１の実施の形態に係るフォトマスク１００Ａによれば、フォト工程２０で処理されるフォトレジスト２００毎に、その検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４の転写状況から、ブラインド４４の設定位置について、露光装置４０の状態を監視することができる。

このように露光装置４０のブラインド４４の設定異常を常時監視することで、それに起因したパターン不良を抑え、高精度にパターニングされたフォトレジスト２００を得ることが可能になる。また、そのようなフォトレジスト２００を用いることで、高品質の半導体装置を歩留り良く製造することが可能になる。

検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４は、転写領域１４０の最外周に位置するスクライブ領域１２０のほか、最外周よりも内側に位置するスクライブ領域１２０に設けられてもよい。この場合、転写領域１４０の最外周よりも内側に位置するスクライブ領域１２０に設けられた検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４のそれぞれに対応して、遮光領域１５０に開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４が設けられる。

図１９は第１の実施の形態に係るフォトマスクの別の構成例を示す図である。図１９には、フォトマスクの別例の平面模式図を示している。
図１９に示すフォトマスク１００Ｂは、転写領域１４０の最外周よりも内側に位置するスクライブ領域１２０、即ち転写領域１４０内の隣接するデバイス領域１１０間に位置するスクライブ領域１２０に設けられた、光源で解像可能な検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４を含む。フォトマスク１００Ｂの遮光領域１５０には、これらの検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４にそれぞれ対応する光源で解像可能な開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４が設けられる。

フォトマスク１００Ｂの開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４は、フォトマスク１００Ｂが上記のような露光装置４０にセットされてフォトレジスト２００が露光される際、ブラインド４４が正常位置にある時にそのブラインド４４で遮光される部位に設けられる。

開口部ｄ１は、転写領域１４０がＹｃ方向に並ぶような配置でフォトレジスト２００上の隣接露光領域に転写された時に、検査パターンｃ１と重複する部位に設けられる。開口部ｄ２は、転写領域１４０がＸｃ方向に並ぶような配置でフォトレジスト２００上の隣接露光領域に転写された時に、検査パターンｃ２と重複する部位に設けられる。開口部ｄ３は、転写領域１４０がＹｃ方向に並ぶような配置でフォトレジスト２００上の隣接露光領域に転写された時に、検査パターンｃ３と重複する部位に設けられる。開口部ｄ４は、転写領域１４０がＸｃ方向に並ぶような配置でフォトレジスト２００上の隣接露光領域に転写された時に、検査パターンｃ４と重複する部位に設けられる。

フォトマスク１００Ｂでは、上記フォトマスク１００Ａと同様に、露光装置４０を用いた露光の際、ブラインド４４が正常位置の時は、開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４が遮光され、フォトレジスト２００上に検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４が転写される。

一方、ブラインド４４が異常位置にあり、開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４の少なくとも１つが遮光されない時には、フォトレジスト２００上に検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４の少なくとも１つが転写されなくなる。その結果、フォトレジスト２００は検査不能となる。

フォトマスク１００Ｂによっても、フォト工程２０で処理されるフォトレジスト２００毎に、その検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４の転写状況から、ブラインド４４の設定位置について、露光装置４０の状態を監視することができる。

このように露光装置４０のブラインド４４の設定異常を常時監視することで、それに起因したパターン不良を抑え、高精度にパターニングされたフォトレジスト２００を得ることが可能になる。また、そのようなフォトレジスト２００を用いることで、高品質の半導体装置を歩留り良く製造することが可能になる。

上記のフォトマスク１００Ａ，１００Ｂにおいて、例えば、遮光領域１５０の開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４は、転写領域１４０に近付けて配置する（そのような配置となるように対応する検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４をスクライブ領域１２０に配置する）。開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４を転写領域１４０に近付けると、ブラインド４４の正常位置からの僅かなずれに対しても、対応する検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４の一部がフォトレジスト２００上で欠落するようになる。そのため、ブラインド４４の異常を高感度で監視することが可能になる。

また、上記のフォトマスク１００Ａ，１００Ｂにおいて、検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４の各々は、１種の検査マーク単体を形成するためのパターンでもよいし、１種又は複数種の検査マーク群の集合を形成するためのパターンでもよい。検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４の各々を、検査マーク群の集合を形成するためのパターンとする場合、その検査マーク群は、スクライブ領域１２０の幅方向と直交する方向に並設されてもよいし、スクライブ領域１２０の幅方向に並設されてもよい。

また、上記のフォトマスク１００Ａ，１００Ｂのように、検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４とそれらにそれぞれ対応する開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４とを設ける手法は、ポジ型のフォトマスクとネガ型のフォトマスクのいずれにも採用することができる。

次に、第２の実施の形態について説明する。
図２０は第２の実施の形態に係るフォトマスクの構成例を示す図である。図２０には、フォトマスクの一例の平面模式図を示している。

図２０に示すフォトマスク１００Ｃは、隣接するデバイス領域１１０間に位置するスクライブ領域１２０に設けられた光源で解像可能な検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４、及びそれらにそれぞれ対応するように遮光領域１５０に設けられた光源で解像可能な開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４を含む。開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４はそれぞれ、対応する検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４が配置されるスクライブ領域１２０の延長線上に設けられる。

フォトマスク１００Ｃでは、上記のような露光装置４０を用いてデバイス領域１１０の回路パターンをフォトレジスト２００に転写する際の、照明光学系フレアの影響を監視する。転写される回路パターンに照明光学系フレアが及ぼす影響と近い情報が監視されるように、隣接するデバイス領域１１０間のスクライブ領域１２０に検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４が設けられ、その延長線上に開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４が設けられる。

フォトマスク１００Ｃの作製は、上記フォトマスク１００Ａについて述べたのと同様の方法で行われる。
フォトマスク１００Ｃを用いたフォト工程２０の一例と、その際の照明光学系フレアの監視について、以下に述べる。ここでは、ロジックＬＳＩ等の半導体装置の製造における、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）を光源４１とする露光装置４０を用いた、トランジスタゲート形成用のフォトレジストパターンの形成工程を例にする。

まず、ポリシリコン等のゲート材料が、例えば９０ｎｍの厚さで形成された基板３００上に、ＢＡＲＣが所定の厚さ、例えば８０ｎｍの厚さで塗布され、ベーク処理が所定の条件、例えば２００℃、９０秒の条件で行われる。その後、フォトレジスト２００として、ＡｒＦ用のポジ型の化学増幅型フォトレジストが所定の厚さ、例えば０．２５μｍの厚さで塗布され、ベーク処理が所定の条件、例えば１２０℃、９０秒の条件で行われる。このようにしてフォトレジスト２００等が設けられた基板３００が、露光装置４０のステージ４７上にセットされる。また、露光装置４０には、上記のようにして作製されるフォトマスク１００Ｃがセットされる。フォトマスク１００Ｃとしては、例えば、６％透過型ハーフトーン位相シフトレチクルが使用される。

露光装置４０の光源４１から、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー光が照射され、フライアイレンズ４２及びコンデンサレンズ４３等で整形されてブラインド４４を通過した光が、フォトマスク１００Ｃに照射される。フォトマスク１００Ｃを通過して縮小投影レンズ４６で縮小された光により、ステージ４７上の基板３００に設けられたフォトレジスト２００が露光される。例えば、露光量が２００Ｊ／ｍ²、フォーカス値が−０．０５μｍの条件で、フォトレジスト２００が露光される。

このようなフォトレジスト２００の露光が、ステージ４７によってその露光領域が変えられて、ステップアンドリピートで繰り返し行われる。
その後、ベーク処理が所定の条件、例えば１２０℃、９０秒の条件で行われ、露光後のフォトレジスト２００がＴＭＡＨにより現像される。

このようなフォト工程２０における露光時の、照明光学系フレアの影響が、フォトレジスト２００上の検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４の転写状況から監視される。
図２１は第２の実施の形態に係るフォトマスクを用いた露光の説明図である。

図２１には、フォトマスク１００Ｃとして、光源で解像可能な検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４の各々の隣接位置に、各々と同種の光源で解像可能な検査パターンｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４を並設したものを例示している。検査パターンｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４はいずれも、検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４よりも内側に配置される。検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４のそれぞれに対応する遮光領域１５０の部位は、光源で解像可能な開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４とされ、検査パターンｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４のそれぞれに対応する遮光領域１５０の部位は、遮光部ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４とされる（遮光領域１５０の遮光部のままとされる）。

開口部ｄ１は、転写領域１４０がＹｃ方向に並ぶような配置でフォトレジスト２００上の隣接露光領域に転写された時に、検査パターンｃ１と重複する部位に設けられる。開口部ｄ２は、転写領域１４０がＸｃ方向に並ぶような配置でフォトレジスト２００上の隣接露光領域に転写された時に、検査パターンｃ２と重複する部位に設けられる。開口部ｄ３は、転写領域１４０がＹｃ方向に並ぶような配置でフォトレジスト２００上の隣接露光領域に転写された時に、検査パターンｃ３と重複する部位に設けられる。開口部ｄ４は、転写領域１４０がＸｃ方向に並ぶような配置でフォトレジスト２００上の隣接露光領域に転写された時に、検査パターンｃ４と重複する部位に設けられる。

このような開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４の、各々の外側の隣接位置に、遮光部ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４が設けられる。
図２１に示すようなフォトマスク１００Ｃが用いられ、例えばブラインド４４の開口の４辺がいずれも正常位置ＢＬ−Ｘ１，ＢＬ−Ｘ２，ＢＬ−Ｙ１，ＢＬ−Ｙ２に設定された露光装置４０により、フォトレジスト２００がステップアンドリピートで露光される。

ここで、開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４は、ブラインド４４で遮光はされるものの、露光装置４０で発生する照明光学系フレアが通過し得る。
例えば検査パターンｃ１は、それに対応して開口部ｄ１が設けられているため、転写領域１４０がＹｃ方向に並ぶような配置で転写された時、開口部ｄ１を通過する照明光学系フレアの影響を大きく受ける。一方、検査パターンｅ１は、それに対応する部位が遮光部ｆ１になっているため、転写領域１４０がＹｃ方向に並ぶような配置で転写された時、検査パターンｃ１に比べて照明光学系フレアの影響が小さくなる。

その他の検査パターンｃ２，ｃ３，ｃ４も同様に、それらに対応して開口部ｄ２，ｄ３，ｄ４が設けられているため、転写領域１４０がそれぞれＸｃ，Ｙｃ，Ｘｃ方向に並ぶような配置で転写された時、照明光学系フレアの影響を大きく受ける。一方、検査パターンｅ２，ｅ３，ｅ４は、それらに対応する部位が遮光部ｆ２，ｆ３，ｆ４になっているため、転写領域１４０がそれぞれＸｃ，Ｙｃ，Ｘｃ方向に並ぶような配置で転写された時、検査パターンｃ２，ｃ３，ｃ４に比べて照明光学系フレアの影響が小さくなる。

フォトレジスト２００に転写される検査パターンｃ１，ｅ１間、検査パターンｃ２，ｅ２間、検査パターンｃ３，ｅ３間、及び検査パターンｃ４，ｅ４間にはそれぞれ、互いの照明光学系フレアの影響が異なることで、パターン差が生じる。例えば、パターン差として、その幅や長さ等のサイズに差が生じる。このようなパターン差に基づき、露光装置４０の照明光学系フレアを監視することができる。

例えば、照明光学系フレアに起因して生じるパターン差について予め閾値を設定しておき、測定されたパターン差と、設定された閾値との比較により、照明光学系フレアが製造上許容される程度のものであるか否かを判定する。尚、このようなパターン差の検出、パターン差の閾値との比較、及び比較に基づく判定の処理は、コンピュータ（プロセッサ）を用いて実現することができる。

このように第２の実施の形態に係るフォトマスク１００Ｃによれば、フォト工程２０で処理されるフォトレジスト２００毎に、その検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４及び検査パターンｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４の転写状況から、照明光学系フレアについて、露光装置４０の状態を監視することができる。

このように露光装置４０の照明光学系フレアの増大を常時監視することで、それに起因したパターン不良を抑え、高精度にパターニングされたフォトレジスト２００を得ることが可能になる。また、そのようなフォトレジスト２００を用いることで、高品質の半導体装置を歩留り良く製造することが可能になる。

上記のフォトマスク１００Ｃにおいて、検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４及び検査パターンｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４の各々は、１種の検査マーク単体を形成するためのパターンでもよいし、１種又は複数種の検査マーク群の集合を形成するためのパターンでもよい。検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４及び検査パターンｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４の各々を、検査マーク群の集合を形成するためのパターンとする場合、その検査マーク群は、スクライブ領域１２０の幅方向と直交する方向に並設されてもよいし、スクライブ領域１２０の幅方向に並設されてもよい。

また、上記のフォトマスク１００Ｃのように、検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４及び検査パターンｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４とそれらにそれぞれ対応する開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４及び遮光部ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４とを設ける手法は、ポジ型のフォトマスクとネガ型のフォトマスクのいずれにも採用することができる。

また、ここでは、照明光学系フレアによって検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４と検査パターンｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４との間に生じるパターン差を監視する例を示した。このほか、検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４及び検査パターンｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４として、電気的検査が可能なトランジスタ等の検査モニタを形成するためのパターンを設け、形成される検査モニタ間の電気的特性差を監視するようにしてもよい。

また、照明光学系フレアの監視を目的とする場合には、必ずしも上記のような４つの検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４とそれらに対応する４つの開口部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４を設けることを要しない。更に、必ずしも上記のような４つの検査パターンｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４に並設される検査パターンｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４とそれらに対応する４つの遮光部ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４を設けることを要しない。例えば、１つの検査パターンｃ１とそれに対応する開口部ｄ１、或いは１組の検査パターンｃ１，ｅ１とそれらに対応する開口部ｄ１及び遮光部ｆ１のみで、照明光学系フレアを監視することもできる。

尚、第１の実施の形態で述べたフォトマスク１００Ａ，１００Ｂで露光装置４０の照明光学系フレアを監視することも可能であり、また、第２の実施の形態で述べたフォトマスク１００Ｃで露光装置４０のブラインド４４の設定異常を監視することもできる。

以上述べたようなフォト工程２０を含む製造プロセスを経て半導体装置群が形成された基板３００は、そのダイシング領域（スクライブ領域１２０，２２０に相当する位置）で切断され、個片化される。これにより、個々の半導体装置が形成される。

以上の説明では、半導体装置の製造を例にしたが、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態で述べた手法は、半導体装置の製造に限らず、フォト工程を含む各種電子装置の製造に同様に採用することができる。

１０ａ 成膜工程
１０ｂ，３０ｂ 不純物注入工程
１０ｃ，３０ｃ エッチング工程
２０ フォト工程
２１ 前処理
２２ フォトレジスト塗布処理
２３ 露光処理
２４ 現像処理
４０ 露光装置
４１ 光源
４２ フライアイレンズ
４３ コンデンサレンズ
４４ ブラインド
４４ａ，４４ｂ プレート
４５ ミラー
４６ 縮小投影レンズ
４７ ステージ
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ フォトマスク
１１０，２１０ デバイス領域
１２０，２２０ スクライブ領域
１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２７，ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４ 検査パターン
１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４ 遮光部
１２３ 親マーク
１２４ 子マーク
１２５ ラインパターン
１２６ 測長ラインパターン
１３０ 外側領域
１４０ 転写領域
１５０，１６０ｂ 遮光領域
１６０ａ 透光領域
１７０ マーク
２００ フォトレジスト
２０１ 露光領域
２０１ａ コーナー部
２１１ 回路パターン
３００ 基板
Ｄ１，Ｄ２ 距離
ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４ 開口部
ＢＬ−Ｘ１，ＢＬ−Ｘ２，ＢＬ−Ｙ１，ＢＬ−Ｙ２ 正常位置
ＢＬ−Ｘ１ｂ，ＢＬ−Ｘ２ｂ，ＢＬ−Ｙ１ｂ，ＢＬ−Ｙ２ｂ 異常位置

Claims (9)

1. 光源で解像可能な第１パターンを有する転写領域と、
   前記転写領域を囲み、前記転写領域がフォトレジスト上の第１方向の隣接位置に転写された時に前記第１パターンと重複する前記光源で解像可能な第１開口部を有する遮光領域と
   を含むことを特徴とするフォトマスク。
2. 前記第１開口部は、前記光源から前記転写領域の周囲に照射される光を遮光する遮光部材が正常位置にある時には前記遮光部材で遮光されることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク。
3. 前記転写領域は、
   少なくとも１つの第１領域と、
   前記第１領域を囲み、前記第１パターンが設けられた第２領域と
   を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のフォトマスク。
4. 前記第１パターンは、前記転写領域の最外周に位置する前記第２領域に設けられることを特徴とする請求項３に記載のフォトマスク。
5. 前記第１パターンは、前記転写領域の最外周よりも内側に位置する前記第２領域に設けられることを特徴とする請求項３に記載のフォトマスク。
6. 前記転写領域は、前記フォトレジストに転写する第２パターンを有し、
   前記遮光領域は、前記転写領域が前記フォトレジスト上の前記第１方向と異なる第２方向の隣接位置に転写された時に前記第２パターンと重複する第２開口部を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のフォトマスク。
7. 前記転写領域は、前記フォトレジストに転写する前記第１パターンに並設された第３パターンを有し、
   前記遮光領域は、前記転写領域が前記フォトレジスト上の前記第１方向の隣接位置に転写された時に前記第３パターンと重複する遮光部を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のフォトマスク。
8. 基板上に形成され、フォトマスクを用いて異なる位置を露光され現像されたフォトレジストを検査する工程を含み、
   前記フォトマスクは、
   光源で解像可能な第１パターンを有する転写領域と、
   前記転写領域を囲み、前記転写領域が前記フォトレジスト上の第１方向の隣接位置に転写された時に前記第１パターンと重複する前記光源で解像可能な第１開口部であって、前記光源から前記転写領域の周囲に照射される光を遮光する遮光部材が正常位置にある時には前記遮光部材で遮光される前記第１開口部を有する遮光領域と
   を含み、
   前記フォトレジストに転写される前記第１パターンを用いて前記フォトレジストを検査することを特徴とする電子装置の製造方法。
9. 前記遮光部材が異常位置にある時には、前記第１開口部を通る光により、前記フォトレジストに転写される一部の前記第１パターンが欠落することを特徴とする請求項８に記載の電子装置の製造方法。

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