特許 6206027 ハーフトーン型位相シフトマスクの監視方法およびハーフトーン型位相シフトマスク

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6206027

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】ハーフトーン型位相シフトマスクの監視方法およびハーフトーン型位相シフトマスク

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/32 20120101AFI20170925BHJP

   G03F 1/44 20120101ALI20170925BHJP

【ＦＩ】

   G03F1/32

   G03F1/44

【請求項の数】6

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2013-192944(P2013-192944)

(22)【出願日】2013年9月18日

(65)【公開番号】特開2015-60036(P2015-60036A)

(43)【公開日】2015年3月30日

【審査請求日】2016年5月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】308014341

【氏名又は名称】富士通セミコンダクター株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094525

【弁理士】

【氏名又は名称】土井 健二

(74)【代理人】

【識別番号】100094514

【弁理士】

【氏名又は名称】林 恒徳

(72)【発明者】

【氏名】徳丸 裕一

(72)【発明者】

【氏名】櫛田 康之

【審査官】 植木 隆和

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−２０２４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３０８７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１００３９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｇ０３Ｆ １／００〜１／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体基板上に被露光膜を形成する工程と、
透明基板と、前記透明基板上に形成されたハーフトーン膜と、前記ハーフトーン膜上の一部に形成された遮光膜とを有し、前記ハーフトーン膜に前記遮光膜から離隔して形成された第1の開口パターンと、前記ハーフトーン膜及び前記遮光膜に形成され第２の開口パターンとを有するマスクを用いて露光処理を行い、前記第1の開口パターン及び前記第２の開口パターンのそれぞれに対応する第１の転写パターン及び第２の転写パターンを前記被露光膜に形成する工程と、
前記第1の転写パターンの幅及び前記第２の転写パターンの幅を測定する工程と、を有し、
前記形成する工程および前記測定する工程を複数の前記半導体基板に対して行って得られる前記測定の結果から導出された、前記露光処理の回数に応じた変化量を監視し、前記変化量に基づき前記マスクを用いた露光処理を許可するか否かの判断を行う工程を有する位相シフトマスクの監視方法。

【請求項2】

前記変化量が、前記第1の転写パターンの幅と前記第２の転写パターンの幅との寸法差の変化量であり、
前記判断を行う工程は、前記寸法差の変化量が基準値を超えた場合に前記マスクを用いた前記露光処理を許可しないと判断する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の位相シフトマスクの監視方法。

【請求項3】

前記マスクは、第１の方向に延在し前記遮光膜から離隔した平行な第１の２辺と、前記第１の方向に直交する第２の方向に延在し前記遮光膜に接する平行な第２の辺と、前記第２の方向に延在し前記遮光膜から離隔した平行な第３の２辺と、前記第１の方向に延在して前記遮光膜に接する平行な第４の２辺と、前記第１の２辺に両端が接する第１の開口パターンと、前記第２の２辺に両端が接する第２の開口パターンと、前記第２の３辺に両端が接する第３の開口パターンと、前記第４の２辺に両端が接する第４の開口パターンとを有する、前記ハーフトーン膜および前記遮光膜に形成された開口部を有し、
前記形成する工程は、前記マスクを用いて露光処理を行い、前記第１の転写パターン、前記第２の転写パターン、前記第３の開口パターンに対応する第３の転写パターン及び前記第４の開口パターンに対応する第４の転写パターンを前記被露光膜に形成する工程を有し、
前記測定する工程は、前記第２の方向における前記第1の転写パターンの第１の幅と、前記第１の方向における前記第２の転写パターンの第２の幅と、前記第１の方向における前記第３の転写パターンの第３の幅と、前記第２の方向における前記第４の転写パターンの第４の幅とを測定する工程を有し、
前記変化量は、前記第１の幅と前記第４の幅との寸法差の第１の変化量および前記第３の幅と前記第２の幅との寸法差の第２の変化量であることを特徴とする請求項1又は２に記載の位相シフトマスクの監視方法。

【請求項4】

前記マスクは、前記遮光膜及び前記ハーフトーン膜中に開口部を有し、
前記第１の開口パターン及び前記第２の開口パターンは、前記開口部の一部であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の位相シフトマスクの監視方法。

【請求項5】

透明基板と、
前記透明基板上に形成されたハーフトーン膜と、
前記ハーフトーン膜上の一部に形成された遮光膜と、
第１の方向に延在して平行に位置し、前記遮光膜から離隔する第１の２辺と、前記第１の方向と直交する第２の方向に延在して平行に位置し、前記遮光膜に接する第２の２辺と、前記第１の２辺と前記第２の２辺とにより囲われた領域とを有し、前記ハーフトーン膜および前記遮光膜に形成された開口部と、
を有することを特徴とする位相シフトマスク。

【請求項6】

透明基板と、
前記透明基板上に形成されたハーフトーン膜と、
前記ハーフトーン膜上の一部に形成された遮光膜と、
第１の方向に延在して平行に位置し、前記遮光膜から離隔する第１の２辺と、前記第１の方向と直交する第２の方向に延在して平行に位置し、前記遮光膜に接する第２の２辺と、を有し、前記ハーフトーン膜および前記遮光膜に形成された開口部とを有し、
前記開口部は、
前記第１の２辺が位置する第１の開口パターンと、
前記第２の２辺が位置する第２の開口パターンと、
前記第２の方向に延在して平行に位置し、前記遮光膜から離隔する第３の２辺が位置する第３の開口パターンと、
前記第１の方向に延在して平行に位置し、前記遮光膜に接する第４の２辺が位置する第４の開口パターンと、
を有することを特徴とする位相シフトマスク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハーフトーン型位相シフトマスクの監視方法およびハーフトーン型位相シフトマスクに関する。

【背景技術】

【0002】

フォトリソグラフィーで形成可能なレジストパターンの最小線幅は、露光波長に依存する。ハーフトーン型位相シフトマスクによれば、この最小線幅を大幅に小さくすることができる。

【0003】

ハーフトーン型位相シフトマスクに露光光を繰り返し照射すると、位相シフト膜の幅が徐々に増加する。するとレジスト膜に転写されるパターンの幅は、やがて目標値から乖離するようになる。このようなハーフトーン型位相シフトマスクを用いて集積回路を形成すると、歩留まりが低くなる。

【0004】

位相シフト膜幅の増加は、ハーフトーン型位相シフトマスクに露光光を照射する際の雰囲気から水分を徹底的に除去することで抑制できる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】Y. Sakamoto et al., “Study and improvement approach to 193-nm radiation damage of attenuated phase-shift mask”, Proc. of SPIE Vol. 7823 (Photomask Technology 2010), 782324-1, 2010.

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００１−１００３９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

水分を徹底的に取り除いた超ドライ雰囲気（例えば、水分濃度１ｐｐｍ以下の雰囲気）下での露光は、複雑で高価な露光装置を用いて行われる。

【0008】

このような露光装置を用いなくても、歩留まりが低下する前にハーフトーン型位相シフトマスクを新しいものに交換すれば、集積回路の歩留まり低下を回避することができる。

【0009】

しかし、位相シフト膜はペリクルで覆われているので、位相シフト膜幅の変化を監視することは容易でない。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の問題を解決するために、本マスクの一観点によれば、半導体基板上に被露光膜を形成する工程と、透明基板と前記透明基板上に形成されたハーフトーン膜と前記ハーフトーン膜上の一部に形成された遮光膜とを有し前記ハーフトーン膜に前記遮光膜から離隔して形成された第1の開口パターンと前記ハーフトーン膜及び前記遮光膜に形成され第２の開口パターンとを有するマスクを用いて露光処理を行い前記第1の開口パターン及び前記第２の開口パターンのそれぞれに対応する第１の転写パターン及び第２の転写パターンを前記被露光膜に形成する工程と、前記第1の転写パターンの幅及び前記第２の転写パターンの幅を測定する工程とを有し、前記形成する工程および前記測定する工程を複数の前記半導体基板に対して行って得られる前記測定の結果から導出された、前記露光処理の回数に応じた変化量を監視し前記変化量に基づき前記マスクを用いた前記露光処理を許可するか否かの判断を行う工程を有する位相シフトマスクの監視方法が提供される。

【発明の効果】

【0011】

開示の監視方法によれば、位相シフト膜の幅の変化を容易に監視することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、実施の形態１のハーフトーン型位相シフトマスクの平面図である。

【図2】図２は、モニタパターンを説明する図である。

【図3】図３は、マスクパターン監視方法のフローチャートである。

【図4】図４は、マスクパターンの転写工程を説明する図である。

【図5】図５は、モニタパターンが転写されたレジスト膜の平面図である。

【図6】図６は、露光光に曝されたハーフトーン型位相シフトマスクの断面図である。

【図7】図７は、レジスト膜開口のサイズ変化を示す図である。

【図8】図８は、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造法を説明する工程断面図である。

【図9】図９は、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造法を説明する工程断面図である。

【図10】図１０は、実施の形態２のモニタパターンを説明する図である。

【図11】図１１は、実施の形態２のモニタパターンの変形例を説明する図である。

【図12】図１２は、実施の形態２のモニタパターンの別の変形例を説明する図である。

【図13】図１３は、実施の形態２のモニタパターンの別の変形例を説明する図である。

【図14】図１４は、実施の形態３のモニタパターンを説明する図である。

【図15】図１５は、実施の形態４のモニタパターンを説明する図である。

【図16】図１６は、寸法管理装置の構成図である。

【図17】図１７は、実施の形態４のモニタパターンの変形例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。尚、図面が異なっても対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0014】

（実施の形態１）
（１）ハーフトーン型位相シフトマスク
図１は、実施の形態１のハーフトーン型位相シフトマスク２の平面図である。

【0015】

図１に示すように、ハーフトーン型位相シフトマスク２は、集積回路に対応する回路パターン４と、モニタパターン６とを有するマスクである。ハーフトーン型位相シフトマスク２はさらに、回路パターン４とモニタパターン６とを囲む遮光帯８とを有している。

【0016】

モニタパターン６は好ましくは、図１に示すように、回路パターン４の周囲に配置される。具体的にはモニタパターン６は、回路パターン４を囲むスクライブライン領域に配置される。

【0017】

図２は、モニタパターン６を説明する図である。図２（ａ）は、モニタパターン６の平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のIIB-IIB線に沿った断面図である。

【0018】

ハーフトーン型位相シフトマスク２は、図２（ｂ）に示すように、透明基板１０と透明基板１０上に配置されたハーフトーン膜１２と、ハーフトーン膜１２の透明基板１０とは反対側の面の一部に配置された酸化抑制膜１４とを有している。

【0019】

ハーフトーン膜１２は、水分を含む雰囲気中（水分濃度１ｐｐｍ以上の雰囲気、例えば湿度４０％〜５０％の雰囲気）で露光光に曝されると酸化される半透明膜である。ハーフトーン膜１２は例えば、窒化モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉＮ）膜または酸窒化モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉＯＮ）膜である。ハーフトーン膜１２には、集積回路に対応する回路パターン４とモニタパターン６とが設けられている。

【0020】

酸化抑制膜１４は、配置された領域の上記酸化を抑制する保護膜である。酸化抑制膜１４は、例えば厚さ５０ｎｍ〜８０ｎｍのクロム（Ｃｒ）膜（例えば、遮光膜）である。

【0021】

ハーフトーン膜１２が曝される露光光は例えば、フッ化アルゴン・エキシマレーザが発生する波長１９２〜１９４ｎｍ（例えば、１９３ｎｍ）のレーザ光である。

【0022】

モニタパターン６は、図２（ａ）に示すように、ハーフトーン膜１２に設けられた第１の開口１６ａと第２の開口１６ｂとを有する開口パターン（開口のパターン）である。

【0023】

図２（ａ）に示すように、第１の開口１６ａは、平面視においてハーフトーン膜１２上の酸化抑制膜１４から離隔した領域である。一方、第２の開口１６ｂは、平面視においてハーフトーン膜１２上の酸化抑制膜１４に接する領域である。

【0024】

したがってモニタパターン６は平面視において、第１の両端１８ａがハーフトーン膜１２に接するとともに酸化抑制膜１４から離隔している第１の矩形領域２０ａ（第１の開口パターン）を有している。

【0025】

モニタパターン６は更に平面視において、第２の両端１８ｂがハーフトーン膜１２上の酸化抑制膜１４に接する第２の矩形領域２０ｂ（第２の開口パターン）を有している。

【0026】

以上のようにモニタパターン６は、ハーフトーン膜１２に酸化抑制膜１４（例えば、遮光膜）から離隔して形成された第１の開口パターンと、ハーフトーン膜１２及び酸化抑制膜１４（例えば、遮光膜）に形成された第２の開口パターンとを有している。

【0027】

第１の両端１８ａの間隔は好ましくは、回路パターン４の最小線幅Ｗminの０．５倍以上１．８倍以下である。さらに好ましくは、第１の両端１８ａの間隔は、上記マスク最小線幅（＝Ｗmin）の０．８倍以上１．５倍以下である。

【0028】

同様に、第２の両端１８ｂの間隔は好ましくは、上記マスク最小線幅（＝Ｗmin）の０．５倍以上１．８倍以下である。さらに好ましくは、第２の両端１８ｂの間隔は、上記マスク最小線幅（＝Ｗmin）の０．８倍以上１．５倍以下である。これにより、最小線幅Ｗminの変化の検出が容易になる。

【0029】

ハーフトーン膜１２は、露光光を減衰させると共にその位相を略１８０°シフトさせる半透明膜である。ハーフトーン膜１２の透過率（露光光の透過率）は、好まし５〜８％である。さらに好ましくは、ハーフトーン膜１２の透過率は６〜７％である。ハーフトーン膜１２は、露光光の位相を好ましくは１７５°〜１８５°シフトさせる。ハーフトーン膜１２の厚さは、好ましくは６８ｎｍ〜７２ｎｍである。なお、ハーフトーン膜の膜厚は、露光に用いる光源の種類によっては上記以外の膜厚も選択し得る。

【0030】

（２）マスクパターン監視方法
図３は、実施の形態１のマスクパターン監視方法のフローチャートである。

【0031】

―レジスト膜の形成工程（Ｓ２）―
まず、半導体基板（ウエハ）上にフォトレジスト膜（被露光膜）を形成する。

【0032】

―マスクパターンの転写工程（Ｓ４）―
回路パターン４とモニタパターン６とを有するマスクパターン２（図１参照）を、レジスト膜に転写する。図４は、マスクパターンの転写工程（Ｓ４）を説明する図である。

【0033】

まず、上述したハーフトーン型位相シフトマスク２と半導体基板２６とを露光装置（例えば、スキャナー）に装着する。図４に示すように、ハーフトーン型位相シフトマスク２には、ペリクル２４が枠２２を介して取り付けられている。このペリクル２４により、回路パターン４およびモニタパターン６は保護されている。

【0034】

半導体基板２６は、未加工のウエハまたは集積回路が途中まで形成されたウエハである。半導体基板２６には、例えばポジ型のレジスト膜２８が塗布されている。

【0035】

次に、ハーフトーン型位相シフトマスク２を介して、レジスト膜２８に露光光３０を照射する。この時、ハーフトーン膜１２は露光光３０に曝される。マスクパターン２５は、例えば投影レンズ３２により１/４に縮小されてレジスト膜２８に投影される。

【0036】

その後、レジスト膜２８を現像する。上記露光光３０の照射と現像により、レジスト膜２８にマスクパターンが転写される。この時、モニタパターン６に含まれる第１の矩形領域２０ａ（第１の開口パターン）および第２の矩形領域２０ｂ（第２の開口パターン）が、モニタパターン６の一部としてレジスト膜２８に転写される。この時、第１の矩形領域２０ａ（第１の開口パターン）が転写されて、レジスト膜２８に第１の転写パターンが形成される。さらに、第２の矩形領域２０ｂ（第２の開口パターン）が転写されて、レジスト膜２８に第２の転写パターンが形成される。

【0037】

露光光３０は例えば、フッ化アルゴン・エキシマレーザが発生するレーザ光である。このレーザ光のピーク波長は、１９２〜１９４ｎｍ（例えば、１９３ｎｍ）である。露光光３０は、遮光帯８で囲われたショット領域全体に照射される。

【0038】

マスクパターンの転写は好ましくは、同一ロット内の各レジスト膜２８に対して連続的に行われる。

【0039】

―転写モニタパターンの寸法測定工程（Ｓ６）―
次に、レジスト膜２８に転写されたモニタパターンのサイズを測定する。

【0040】

図５は、モニタパターン６が転写されたレジスト膜２８の平面図である。レジスト膜２８に転写されたモニタパターン６は、第１の矩形領域２０ａ（第１の開口パターン）が転写された第１のレジスト膜開口３６ａ（第１の転写パターン）と、第２の矩形領域２０ｂ（第２の開口パターン）が転写された第２のレジスト膜開口３６ｂ（第２の転写パターン）とを有する開口パターンである。

【0041】

転写モニタパターンの寸法測定工程（Ｓ６）では、第１のレジスト膜開口３６ａ（第１の転写パターン）の第１の幅Ｗ１と第２のレジスト膜開口３６ｂ（第２の転写パターン）の第２の幅Ｗ２とを、例えば測長走査型電子顕微鏡(Critical Dimension Scanning Electron Microscope)により測定する。

【0042】

第１の幅Ｗ１は、第１のレジスト膜開口３６ａ（第１の転写パターン）の辺のうち第１の両端１８ａ（図２（ａ）参照）に対応する２辺３８の間隔である。

【0043】

第２の幅Ｗ２は、第２のレジスト膜開口３６ｂ（第２の転写パターン）の辺のうち第２の両端１８ｂ（図２（ａ）参照）に対応する２辺３９の間隔である。

【0044】

第１の幅Ｗ１および第２の幅Ｗ２の測定は例えば、同一ロット内の全ての半導体基板２６で行われる。第１の幅Ｗ１および第２の幅Ｗ２の測定は、同一ロット内の複数の半導体基板２６のうちの一部で行ってもよい。

【0045】

―判断工程（Ｓ８〜Ｓ１４）―
次に、露光光３０の次の照射を許可するか否かを判断する。この判断は例えば、ハーフトーン型位相シフトマスク２を介してレジスト膜２８に露光光３０を照射した回数(以下、照射回数と呼ぶ)の増加に伴う第１の幅Ｗ１の変化量ΔＷ１と、照射回数の増加に伴う第２の幅Ｗ２の変化量ΔＷ２とに基づいて行われる。

【0046】

図６は、露光光３０に曝されたハーフトーン型位相シフトマスク２の断面図である。

【0047】

未使用のハーフトーン型位相シフトマスク２では、ハーフトーン膜１２は殆ど酸化されていない。しかし、水分を含む雰囲気中で露光光に繰り返し曝されると、図６に示すように、ハーフトーン膜１２（例えば、窒化モリブデンシリサイド膜）は徐々に酸化されて表面に、酸化膜４０（例えば、酸化モリブデンシリサイド膜）が形成される。

【0048】

酸化膜４０は、ハーフトーン膜１２の上面だけでなく側面にも形成される。したがって、酸化膜４０がハーフトーン膜１２の側面に成長すると、ハーフトーン膜１２に設けられた開口パターンの幅は徐々に狭くなる。

【0049】

したがって、露光光の照射回数の増加に伴って回路パターン４内の位相シフタ（ハーフトーン膜）の幅は徐々に増加し、やがて、レジスト膜２８に転写される回路パターン４（例えば、ホールパターン）の幅が目標値から乖離する。このようなハーフトーン型位相シフトマスクを用いて集積回路を形成すると、歩留まりが低くなる。

【0050】

モニタパターン６の幅（第１の開口１６ａおよび第２の開口１６ｂの幅）が測定可能であれば、測定したモニタパターン６の幅に基づいて、次の露光を行うか否かを判断することが可能である。しかし図４に示すように、モニタパターン６はペリクル２４によって覆われている。このため、モニタパターン６の幅を測定して、次の露光を行うか否かを判断することは容易ではない。そこで実施の形態１では、レジスト膜２８に転写されたモニタパターンの幅に基づいて、ハーフトーン膜１２の幅を監視する。

【0051】

ハーフトーン膜１２の上面に酸化抑制膜１４が配置されると、酸化抑制膜１４で覆われた上面だけでなく酸化抑制膜１４に接する側面の酸化も抑制される。このため、図６に示すように酸化抑制膜１４に接していない側面の第１の酸化膜４４より、酸化抑制膜１４に接している側面の第２の酸化膜４２は薄くなる。

【0052】

ハーフトーン膜１２の酸化が進むほど、第１の酸化膜４４の厚さｔ１と第２の酸化膜４２の厚さｔ２との差Δｔ（＝ｔ１−ｔ２）は大きくなる。したがって、この膜厚差Δｔ（以下、側面酸化膜厚差と呼ぶ）から、第１の酸化膜４４がどの程度成長したかを推定することができる。

【0053】

酸化抑制膜１４に接していない側面の第１の酸化膜４４が成長すると、第１の開口１６ａに対応する第１のレジスト膜開口３６ａ（図５参照）の第１の幅Ｗ１が小さくなる。すなわち第１の酸化膜４４の厚さｔ１は、第１のレジスト膜開口３６ａの幅Ｗ１の第１の変化量ΔＷ１に対応している。一方、第２の酸化膜４２の厚さｔ２は、第２の開口１６ｂに対応する第２のレジスト膜開口３６ｂの幅Ｗ２の第２の変化量ΔＷ２に対応している。

【0054】

したがって、側面酸化膜厚差Δｔ（＝ｔ１−ｔ２）が大きくなるほど、第１の変化量ΔＷ１と第２の変化量ΔＷ２の差ΔＣＤ（＝ΔＷ２−ΔＷ１）も大きくなる。したがって、第１の変化量ΔＷ１と第２の変化量ΔＷ２との差ΔＣＤを測定すれば、側面酸化膜厚差Δｔがどの程度大きくなったかが分かる。

【0055】

上述したように、側面酸化膜厚差Δｔが分かれば、ハーフトーン膜側面の第１の酸化膜４４がどの程度成長したか分かる。したがって、第１の変化量ΔＷ１と第２の変化量ΔＷ２の差ΔＣＤを測定すれば、ハーフトーン膜側面における第１の酸化膜４４の成長を監視することができる。

【0056】

図７は、レジスト膜開口３６ａ,３６ｂのサイズ変化を示す図である。縦軸は、レジスト膜開口３６ａ,３６ｂの幅の変化量ΔＷ１, ΔＷ２である。横軸は、露光光３０の照射回数である。縦軸は、レジスト膜開口３６ａ,３６ｂの幅Ｗ１,Ｗ２であってもよい。横軸は、ハーフトーン型位相シフトマスク２に照射された照射光の累積照射量であってもよい。

【0057】

図７には、第１のレジスト膜開口３６ａ（図５参照）の幅の第１の変化量ΔＷ１の一例が示されている。第１の変化量ΔＷ１は、例えばモニタパターン６が最初に転写されたレジスト膜２８における第１のレジスト膜開口３６ａの幅Ｗ１０を基準とする、第１のレジスト膜開口３６ａの第１の幅Ｗ１の第１の変化量（＝Ｗ１−Ｗ１０）である。

【0058】

図７には更に、第２のレジスト膜開口３６ｂ（図５参照）の幅の第２の変化量ΔＷ２の一例が示されている。第２の変化量ΔＷ２は、例えばモニタパターン６が最初に転写されたレジスト膜２８における第２のレジスト膜開口３６ｂの幅Ｗ２０を基準とする、第２のレジスト膜開口３６ｂの第２の幅Ｗ２の変化量（＝Ｗ２−Ｗ２０）である。

【0059】

上述したように、ハーフトーン型位相シフトマスク２を介したレジスト膜２８への露光光３０の照射（レジスト膜２８の露光）が繰り返されると、回路パターンの幅は徐々に変化する。そこで、転写された回路パターンの幅が一定に保たれるよう、露光光３０の強度が適時調整される。この調整により、回路パターンがハーフトーン膜に設けられた開口パターンの場合、露光光３０の強度は徐々に増加する。

【0060】

モニタパターン６の第１の開口１６ａ（図２参照）および回路パターンはどちらも、酸化抑制膜１４から離隔している。したがって、第１の開口１６ａの幅Ｄ１（図２参照）の変化量ΔＤ１は、回路パターンを形成する開口の幅の変化量と略同じになる。

【0061】

このため、レジスト膜に転写される回路パターンの幅が略一定になるように露光光３０の強度が調整されると、第１のレジスト膜開口３６ａ（転写された第１の開口１６ａ）の幅Ｗ１も略一定に保たれる。したがって、第１のレジスト膜開口３６ａの幅Ｗ１の第１の変化量ΔＷ１は、図７に示すように略ゼロになる。

【0062】

酸化抑制膜１４に接している第２の開口１６ｂ（図２参照）の幅の変化量は、酸化抑制膜１４から離隔している第１の開口１６ａの変化量より少ない。このため転写される回路パターンの幅が一定に保たれるように露光光３０の強度を徐々に増加させると、図７に示すように、第２のレジスト膜開口３６ｂの幅Ｗ２の変化量ΔＷ２は徐々に増加する。

【0063】

第２の変化量ΔＷ２と第１の変化量ΔＷ１の乖離ΔＣＤ（＝ΔＷ２−ΔＷ１）は、側面酸化膜厚差Δｔ（＝ｔ１−ｔ２）が大きくなるほど増加する。上述したように、ハーフトーン膜１２の酸化が進むほど、側面酸化膜厚差Δｔ（＝ｔ１−ｔ２）は大きくなる。したがって、ΔＣＤを測定すれば、ハーフトーン膜１２の側面における酸化膜４４の成長を監視することができる。すなわち、位相シフト膜（位相シフタ）の幅の変化を容易に監視することができる。

【0064】

そこで、判断工程（Ｓ１０）では、図７に示すような第１の変化量ΔＷ１と第２の変化量ΔＷ２との乖離傾向に基づいて、ハーフトーン型位相シフトマスク２を介したレジスト膜２８への露光光３０の次の露光処理を許可する否かを判断する。

【0065】

具体的には例えば、上記乖離傾向に基づいて第１の開口１６ａの幅Ｄ１の変化量ΔＤ１が許容値を超えていると判断される場合にはマスク２の使用を禁止し（Ｓ１４）、露光光３０の次の露光処理（Ｓ４）は行わない。一方、上記変化量ΔＤ１が許容値以下と判断される場合にはマスク２の許可し（Ｓ１２）、次の露光処理（Ｓ４）を行う。

【0066】

すなわち、モニタパターン６における第１の開口１６ａの幅Ｄ１の変化量ΔＤ１が許容値を超えている状態で次の露光処理が行われないように、次の露光処理を許可するか否かを判断する。

【0067】

許容値は、例えば転写された回路パターンの最小線幅（レジストパターンの最小線幅）とその目標値との偏差に許される幅（以下、管理幅と呼ぶ）の値である。例えば、最小線幅の目標値が６５ｎｍの場合、その管理幅は±１０ｎｍである。

【0068】

具体的には例えば、ΔＣＤが管理幅（基準値）の０．８倍以下であれば、本ハーフトーン型位相シフトマスク２を用いた別の半導体基板２６への露光光３０の照射（Ｓ４）を許可するものと判断する。一方、ΔＣＤが管理幅の０．８倍より大きい場合には、ハーフトーン膜１２の酸化が進行したものとして、本ハーフトーン型位相シフトマスク２を用いた露光光３０の照射（Ｓ４）を許可しないものと判断する。

【0069】

以上の例では、第１のレジスト膜開口３６ａの幅Ｗ１の変化量ΔＷ１と第２のレジスト膜開口３６ｂの幅Ｗ２の変化量ΔＷ２に基づいて、次の露光処理を許可するか否かを判断する。一方、図３のフローチャートに示す方法では、第１のレジスト膜開口３６ａの幅Ｗ１と第２のレジスト膜開口３６ａの幅Ｗ２の変化量ΔＷに基づいて、次の露光処理を許可するか否かを判断する。

【0070】

具体的には先ず、第１のレジスト膜開口３６ａ（第１の開口パターン）の第１の幅Ｗ１と第２のレジスト膜開口３６ｂ（第２の開口パターン）の第２の幅Ｗ２との寸法差ΔＷ（＝Ｗ２−Ｗ１）を算出する（ステップＳ８）。

【0071】

次に、寸法差ΔＷの変化量と基準値（例えば、管理幅の０．８倍）とを比較する（Ｓ１０）。寸法差ΔＷの変化量が基準値以下の場合には、マスク２の次の使用を許可する（Ｓ１０及びＳ１２）。すなわち、次の露光処理（Ｓ４）を許可すると判断する。

【0072】

寸法差ΔＷの変化量が基準値を超える場合には、マスク２の次の使用を禁止する（Ｓ１０及びＳ１４）。すなわち、次の露光処理（Ｓ１４）を許可しないと判断する。

【0073】

寸法差ΔＷの初期値は、モニタパターン６が最初に転写されたレジスト膜２８における寸法差ΔＷ０（＝Ｗ２０−Ｗ１０）である。したがって寸法差ΔＷの変化量は、第１のレジスト膜開口３６ａの幅Ｗ１の変化量ΔＷ１（＝Ｗ１−Ｗ１０）と第２のレジスト膜開口３６ｂの幅Ｗ２の変化量ΔＷ２（＝（Ｗ２−Ｗ２０））の乖離ΔＣＤ（＝ΔＷ２−ΔＷ１）に一致する。

【0074】

以上のように判断工程では、レジスト膜の形成工程（Ｓ２）〜転写モニタパターンの寸法測定工程（Ｓ６）を複数の半導体基板２６に対して行って得られる寸法測定（Ｓ６）の結果から露光処理の回数に応じた変化量（ΔＷ１、ΔＷ２、ΔＣＤなど）を導出する。そして導出した変化量に基づいて、次の露光処理（Ｓ４）を許可するか否かを判断する。

【0075】

転写モニタパターンの寸法測定工程（Ｓ６）と判断工程（Ｓ８〜Ｓ１４）は好ましくは、一ロット分のパターン転写が終わるごとに行われる。しかし、転写モニタパターンの寸法測定工程（Ｓ６）と判断工程（Ｓ８〜Ｓ１４）を行うタイミングは適宜、選択することができる。例えば、ハーフトーン型位相シフトマスク２の使用回数が少ない間は、転写モニタパターンの寸法測定工程（Ｓ６）と判断工程（Ｓ８〜Ｓ１４）は行わずに、レジスト膜の形成工程（Ｓ２）とマスクパターンの転写工程（Ｓ４）だけを繰り返しもよい。ただし、最初に転写されたモニタパターンに対しては転写モニタパターンの寸法測定（Ｓ６）を行い、第１のレジスト膜開口３６ａの幅Ｗ１および第２のレジスト膜開口３６ｂの幅Ｗ２の初期値を記録する。

【0076】

一方、ハーフトーン型位相シフトマスク２の使用回数が多くなった場合には、一ロット分のパターン転写が終わるごとに転写モニタパターンの寸法測定工程（Ｓ６）と判断工程（Ｓ８〜Ｓ１４）とを行うことが好ましい。

【0077】

図７に示す範囲では、第１の変化量ΔＷ１は略零に保たれている。しかし、照射回数が増加して行くとやがて、露光量をどのように調整しても第１の変化量ΔＷ１が減少し始める。このような場合、転写された回路パターンの幅を一定に保つことは困難である。

【0078】

このような状態でレジスト膜に回路パターン４を転写すると、集積回路の歩留まりが低くなる。判断工程（Ｓ８〜Ｓ１４）では、このような状態で回路パターン４をレジスト膜に転写しないように、次の露光の可否を判断する。

【0079】

なお、図７に示す各プロットは例えば、同一レジストマスク上に転写された複数のモニタパターン６で測定されるレジスト膜開口の幅に基づいて算出（例えば、平均化処理）される。

【0080】

ところで上述したように、判断工程（Ｓ８〜Ｓ１４）で露光光３０の照射を行うと判断した場合には、使用中のハーフトーン型位相シフトマスク２のパターン（回路パターンおよびモニタパターン）を、次のロットのレジスト膜２８に転写する。一方、露光光３０の照射を行わないと判断した場合には、使用中のハーフトーン型位相シフトマスク２の使用を終了する。そして、使用を終了したハーフトーン型位相シフトマスク２と同じパターンが設けられた新しいハーフトーン型位相シフトマスクを介して、次のロットのレジスト膜に露光光を照射する。

【0081】

マスクパターンの転写工程（Ｓ４）によりレジスト膜２８にマスクパターンが転写された半導体基板２６には、次の工程（例えば、エッチング）が加えられる。ただし、例えばレジスト膜２８に転写された回路パターンの最小線幅とその目標値との偏差が管理幅を越えている場合には、次の工程には進まない。そして、レジスト膜２８に転写された回路パターンの最小線幅が目標値に一致するように、露光光３０の強度を調整する。

【0082】

図３に示すマスクパターンの監視方法のうち判断工程（Ｓ８〜Ｓ１４）は、寸法管理装置により自動化することができる。図１６は、寸法管理装置６０の構成図である。寸法管理装置６０は、例えばコンピュータである。

【0083】

図１６に示すように、寸法管理装置６０は、演算部６２と記憶部６４と入力部６６と表示部６８と通信部７０とを有する。演算部６２は例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。記憶部６４は例えば、主記憶部と補助記憶部とを有する。主記憶部は例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）である。補助記憶部は例えば、ＨＤ（Hard Disk）を格納したＨＤＤ（Hard Disk Drive）である。入力部６６は例えば、キーボード及び／又はマウスである。表示部６８は例えば、液晶ディスプレイ及び／又はプリンタである。

【0084】

演算部６２は、寸法管理装置６０の各ハードウエア６４〜６８を制御すると共に演算を実行する。演算部６０は例えば、補助記憶装置（例えば、ＨＤ）に記録されたプログラムを主記憶装置（例えば、ＲＡＭ）にロードし、ロードしたプログラムを実行する。主記憶装置（例えば、ＲＡＭ）にはプログラム以外にも、演算途中のデータが一時的に記録される。

【0085】

補助記憶装置（例えば、ＨＤ）には、判断工程（Ｓ８〜Ｓ１４）を演算部６２に実行させる管理プログラムが記録されている。

【0086】

通信部７０は、測定装置７４（例えば、ＣＤ−ＳＥＭ）から測定データを受信する。

【0087】

バス７２には、演算部６２と記憶部６４と入力部６６と表示部６８と通信部７０とが接続されている。これらハードウエアの間のデータの受け渡しは、バス７２を介して行われる。

【0088】

演算部６２はマスク管理プログラムが起動され入力部６６にデータ取得の指令が入力されると、通信部７０を介して寸法測定の結果（第１の幅Ｗ１および第２幅Ｗ２）を取得する。その後演算部６２は、取得した結果に基づいて寸法差ΔＷ（＝Ｗ２−Ｗ１）を算出する（Ｓ８）。演算部６２は、算出した寸法差ΔＷを露光処理の回数と共に補助記憶装置に記録する。

【0089】

演算部６２は、寸法差の初期値ΔＷ０を補助記憶装置から読み出し、寸法差の変化量（＝ΔＷ−ΔＷ０）を算出する。演算部６２は、算出した寸法差の変化量に基づいてマスク２の使用を許可するか否かを判断する（Ｓ１０）。

【0090】

判断の結果マスク２の使用を許可する場合、演算部６２は表示装置６８に、例えば「許可」等のメッセイジを表示させる（Ｓ１２）。マスクの使用を禁止する場合、演算部６２は表示装置６８に、例えば「禁止」等のメッセイジを表示させる（Ｓ１４）。

【0091】

（３）製造方法
図８及び９は、ハーフトーン型位相シフトマスク２の製造法を説明する工程断面図である。図８及び９には、モニタパターン６の近傍が示されている。

【0092】

まず、図８（ａ）に示すように、ハーフトーン膜５０（例えば、窒化モリブデンシリサイド膜）と、酸化抑制膜５２（例えば、Ｃｒ膜すなわち遮光膜）とが積層された透明基板１０（例えば、石英板）を用意する。その後、酸化抑制膜５２の上に、モニタパターン６の第１の開口１６ａおよび第２の開口１６ｂと回路パターン４とに対応する開口４６が設けられたレジスト膜４８を形成する。

【0093】

このレジスト膜４８を介して、図８（ｂ）に示すように、酸化抑制膜５２を選択的にドライエッチングする。さらにレジスト膜４８を介して、図８（ｃ）に示すように、ハーフトーン膜５０を選択的にドライエッチングする。これにより、回路パターン４とモニタパターン６とが設けられたハーフトーン膜１２を形成する。その後、レジスト膜４８を除去する。

【0094】

次に、図９（ａ）に示すように、モニタパターン６の第２の開口１６ｂに接する酸化抑制膜１４（図２（ａ）参照）および遮光帯８（図１参照）に対応するパターンを有するレジスト膜５４を、ドライエッチングされた酸化抑制膜５２の上に形成する。

【0095】

このレジスト膜５４を介して、図９（ｂ）に示すように、酸化抑制膜５２を再度選択的にドライエッチングする。これにより、モニタパターン６の酸化抑制膜１４と遮光帯８が形成される。その後、図９（ｃ）に示すように、レジスト膜５４を除去する。

【0096】

最後に、例えばＡｌ枠を介してペリクル（図示せず）を透明基板１０に取り付ける。

【0097】

（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１に類似している。したがって、実施の形態１と共通する部分の説明は、省略または簡単にする。

【0098】

（１）ハーフトーン型位相シフトマスク
図１０は、実施の形態２のモニタパターン１０６を説明する図である。図１０（ａ）は、モニタパターン１０６の平面図である。図１０（ｂ）は、モニタパターン１０６が転写されたレジスト膜１２８の平面図である。

【0099】

実施の形態１のモニタパターン６は回路パターン４とともに、連続した１枚のハーフトーン膜１２に設けられる。一方、実施の形態２では、モニタパターン１０６が設けられたハーフトーン膜１１２と、回路パターン４が設けられたハーフトーン膜（図示せず）とは分離している。回路パターン４が設けられたハーフトーン膜は、モニタパターン１０６が設けられたハーフトーン膜１１２の周囲に延在してこのハーフトーン膜１１２と間に、透明な枠（図示せず）を形成している。レジスト膜にはモニタパターン１０６とともにこの枠も転写されるので、レジスト膜に転写されたモニタパターンの発見は容易である。

【0100】

実施の形態１のモニタパターン６は、図２（ａ）に示すように、ハーフトーン膜１２に設けられた複数の開口１６ａ,１６ｂを有する。一方、実施の形態２のモニタパターン１０６は、図１０（ａ）に示すように、ハーフトーン膜１２に設けられた環濠状の開口１１６を一つ有している。

【0101】

モニタパターン１０６はこの開口１１６内に、第１の両端１８がハーフトーン膜１１２に接するとともに酸化抑制膜１４から離隔している第１の矩形領域２０ａ（第１の開口パターン）を有している。モニタパターン１０６は更に開口１１６内に、第２の両端１８ｂがハーフトーン膜１１２上の酸化抑制膜１４に接している第２の矩形領域２０ｂ（第２の開口パターン）を有している。

【0102】

（２）マスクパターン監視方法
―マスクパターンの転写工程（Ｓ４）―
実施の形態２の監視方法ではまず、モニタパターン１０６と回路パターンをレジスト膜に転写する。図１０（ｂ）は、モニタパターン１０６が転写されたレジスト膜１２８の平面図である。レジスト膜１２８には、モニタパターン１０６とともに第１の矩形領域２０ａと第２の矩形領域２０ｂが転写される。

【0103】

図１０（ａ）に示すように、モニタパターン１０６の開口部は一つである。したがって、モニタパターン１０６を省面積化することができる。

【0104】

―転写モニタパターンの寸法測定工程（Ｓ６）―
次に、転写された第１の転写領域１６０ａの第１の幅Ｗ１（図１０（ｂ）参照）と、転写された第２の転写領域１６０ｂ（図１０（ｂ）参照）の第２の幅Ｗ２とを測定する。

【0105】

―判断工程（Ｓ８〜１４）―
次に、照射回数の増加に伴う第１の幅Ｗ１の変化量と照射回数の増加に伴う第２の幅Ｗ２の変化量とに基づいて、露光光３０の次の照射（Ｓ４）を行うか否かを判断する。

【0106】

実施の形態２によれば、実施の形態１と同様、位相シフト膜（位相シフタ）の幅の変化を容易に監視することができる。

【0107】

（３）変形例
図１１は、モニタパターン１０６の変形例１０６Ｍ１を説明する図である。

【0108】

図１１（ａ）は、変形例１０６Ｍ１の平面図である。図１１（ｂ）は、変形例１０６Ｍ１が転写されたレジスト膜１２８の平面図である。変形例１０６Ｍ１では、酸化抑制膜１４の配置位置が図１０（ａ）のモニタパターン１０６と異なっている。その他の点は、図１０のモニタパターン１０６と略同じである。

【0109】

図１１（ａ）に示すように、モニタパターン１０６Ｍ１の開口部は一つである。したがって、モニタパターン１０６Ｍ１を省面積化することができる。

【0110】

図１２は、モニタパターン１０６の別の変形例１０６Ｍ２を説明する図である。

【0111】

図１２（ａ）は、変形例１０６Ｍ２の平面図である。図１２（ｂ）は、変形例１０６Ｍ２が転写されたレジスト膜１２８の平面図である。図１２（ａ）に示すように、変形例１０６Ｍ２は矩形状の開口１１６を一つだけ有する。変形例１０６Ｍ２では、第１の矩形領域２０ａは、第２の矩形領域２０ｂに重なっている。なお、第１の幅Ｗ１と第２の幅Ｗ２は異なっていてもよい。

【0112】

図１２（ａ）に示すように、モニタパターン１０６Ｍ２の開口部は一つである。したがって、モニタパターン１０６Ｍ２を省面積化することができる。

【0113】

図１３は、実施の形態２のモニタパターン１０６の別の変形例１０６Ｍ３を説明する図である。

【0114】

図１３（ａ）は、変形例１０６Ｍ３の平面図である。図１３（ｂ）は、変形例１０６Ｍ３が転写されたレジスト膜１２８の平面図である。図１３（ａ）に示すように、変形例１０６Ｍ３は十字状の領域を有する開口パターン（開口部）である。

【0115】

変形例１０６Ｍ３は、回路パターンが設けられたハーフトーン膜（図示せず）により囲われている。変形例１０６Ｍ３は、この図示されていないハーフトーン膜とハーフトーン膜１１２の間に設けられた開口パターンである。

【0116】

図１３の変形例に対応する位相シフトマスクは、変形例１０６Ｍ３（モニタパターン）に対応し、ハーフトーン膜１１２および酸化抑制膜１４（遮光膜）に形成された開口部を有している。

【0117】

この開口部は、第１の方向（図１３では横方向）に延在し酸化抑制膜１４（遮光膜）から離隔した平行な第１の２辺８０ａを有している。上記開口部は更に、第１の方向（横方向）に直交する第２の方向（縦方向）に延在し酸化抑制膜１４（遮光膜）に接する平行な第２の辺８０ｂを有している。上記開口部は更に、第２の方向（縦方向）に延在し酸化抑制膜１４（遮光膜）から離隔した平行な第３の２辺８０ｃを有している。上記開口部は更に、第１の方向（横方向）に延在して酸化抑制膜１４（遮光膜）に接する平行な第４の２辺８０ｄを有している。

【0118】

上記開口部は更に、第１の２辺８０ａに両端が接する第１の矩形領域２０ａ（第１の開口パターン）を有している。上記開口部は更に、第２の２辺８０ｂに両端が接する第２の矩形領域２０ｂ（第２の開口パターン）を有している。上記開口部は更に、第２の３辺８０ｃに両端が接する第３の矩形領域２０ｃ（第３の開口パターン）を有している。上記開口部は更に、第４の２辺８０ｄに両端が接する第４の矩形領域２０ｄ（第４の開口パターン）とを有している。

【0119】

マスクパターンの転写工程（Ｓ４）では、マスク１０６Ｍ３を用いて露光処理を行う。これにより、第１の矩形パターン２０ａ（第１の開口パターン）に対応する第１の転写パターンおよび第２の矩形パターン２０ｂ（第２の開口パターン）に対応する第２の転写パターンがレジスト膜２８に転写される。さらに第３の矩形パターン２０ｃ（第３の開口パターン）に対応する第３の転写パターン及び第４の矩形パターン２０ｄ（第４の開口パターン）に対応する第４の転写パターンがレジスト膜２８に形成される。

【0120】

転写モニタパターンの寸法測定工程（Ｓ６）では、第２の方向（縦方向）における第１の転写パターンの第１の幅Ｗ１と、第１の方向（横方向）における第２の転写パターンの第２の幅Ｗ２とを測定する。さらに、第１の方向（横方向）における第３の転写パターンの第３の幅Ｗ３と、第２の方向（縦方向）における第４の転写パターンの第４の幅Ｗ４とを測定する。

【0121】

判断工程（Ｓ８〜Ｓ１４）では、第１の幅Ｗ１と第４の幅Ｗ４との寸法差の第１の変化量および第３の幅Ｗ３と第２の幅Ｗ２との寸法差の第２の変化量に基づいて、次の露光処置を許可するか否かを判断する。

【0122】

第１の変化量は、第２の方向（縦方向）のパターン幅の変化に対応している。一方、第２の変化量は、第１の方向（横方向）のパターン幅の変化に対応している。したがって、図１３（ａ）の変形例によれば、第１の方向（横方向）および第２の方向（縦方向）の両方でパターン幅の変化を監視することができる。このため、監視の精度が向上する。

【0123】

（実施の形態３）
実施の形態３は、実施の形態１に類似している。したがって、実施の形態１と共通する部分の説明は、省略または簡単にする。

【0124】

図１４は、実施の形態３のモニタパターン２０６を説明する図である。図１４（ａ）は、モニタパターン２０６の平面図である。図１４（ｂ）は、モニタパターン２０６が転写されたレジスト膜２２８の平面図である。

【0125】

図２（ａ）に示すように、実施の形態１の第１の開口１６ａおよび第２の開口１６ｂは矩形である。一方、実施の形態３の第１の開口２１６ａは、図１４（ａ）に示すように平行四辺形である。第１の開口２１６aは、第１の矩形領域２０ａ（第１の開口パターン）を含んでいる。同様に、第２の開口２１６ｂは平行四辺形である。さらに第２の開口２１６ｂは、第２の矩形領域２０ｂ（第２の開口パターン）を含んでいる。

【0126】

したがって図１４（ｂ）に示すように、第１の開口２１６ａ（図１４（ａ）参照）が転写された第１のレジスト膜開口２３６ａは平行四辺形である。この第１のレジスト膜開口２３６ａは、第１の矩形領域２０ａが転写された第１の転写領域６０ａ（第１の転写パターン）を含んでいる。同様に、第２の開口２１６ｂが転写された第２のレジスト膜開口２３６ｂは、第２の矩形領域２０ｂが転写された第２の転写領域６０ｂ（第２の転写パターン）を含んでいる。

【0127】

第１のレジスト膜開口２３６ａの第１の幅Ｗ１の測定は、図１４（ｂ）に示すように、矩形状の第１の転写領域６０ａ内に設けられる複数の測長線５６に沿って行われる。複数の測長線５６に沿って測定された複数の幅が平均されて、第１のレジスト膜開口２３６ａの第１の幅Ｗ１として算出される。

【0128】

したがって、第１の矩形領域２０ａ（図１４（ａ）参照）の横幅が高さに比べ狭すぎると測長線５６を十分に設けることができない。すると、第１の幅Ｗ１の測定精度が低くなる。第２のレジスト膜開口２３６ｂの第２の幅Ｗ２の測定も、同様である。

【0129】

実施の形態３では、第１の矩形領域２０ａの第１の両端１８ａの長さＬは、第１の両端１８ａの間隔Ｄの０．５倍以上（好ましくは、１倍以上）である。同様に、第２の矩形領域２０ｂの第２の両端１８ｂの長さは、第２の両端１８ｂの間隔の０．５倍以上（好ましくは、１倍以上）である。

【0130】

したがって、実施の形態３によれば、第１のレジスト膜開口２３６ａの第１の幅Ｗ１を正確に測定することができる。同様に、第２のレジスト膜開口２３６ｂの第２の幅Ｗ２を正確に測定することができる。

【0131】

（実施の形態４）
実施の形態４は、実施の形態１に類似している。したがって、実施の形態１と共通する部分の説明は、省略または簡単にする。

【0132】

（１）ハーフトーン型位相シフトマスク
図１５は、実施の形態４のモニタパターン３０６を説明する図である。図１５（ａ）は、モニタパターン３０６の平面図である。図１５（ｂ）は、モニタパターン３０６が転写されたレジスト膜３２８の平面図である。

【0133】

実施の形態４のレジスト膜３２８は、ネガ型のレジスト膜である。ネガ型のレジスト膜は、露光光が照射された箇所が現像液に対して難溶化し、現像液により除去されずパターンとして残るレジスト膜である。

【0134】

実施の形態４のハーフトーン３１２膜は、透明基板上に配置され、集積回路に対応する回路パターン（図示せず）とモニタパターン３０６とを形成する。

【0135】

モニタパターン３０６は、図１５（ａ）に示すように、ハーフトーン膜３１２で形成された第１の孤立膜３７０ａと、ハーフトーン膜３１２で形成された第２の孤立膜３７０ｂとを有している。

【0136】

第１の孤立膜３７０ａは、第１の両端３１８ａが第１の孤立膜３７０ａの外縁に接するとともに酸化抑制膜１４から離隔している第１の矩形領域３２０ａを有している。

【0137】

図１５（ａ）の第１の孤立膜３７０ａは矩形である。このため、第１の孤立膜３７０ａと第１の矩形領域３２０ａは一致している。しかし、第１の孤立膜３７０ａは矩形でなくてもよい。この場合、第１の孤立膜３７０ａと第１の矩形領域３２０ａは一致しない。

【0138】

第２の孤立膜３７０ｂは、第２の両端３１８ｂが第２の孤立膜３７０ｂの外縁に接するとともに酸化抑制膜１４で覆われた第２の矩形領域３２０ｂを有している。図１５（ａ）では、第２の孤立膜３７０ｂは矩形である。しかし、第２の孤立膜３７０ｂは、矩形でなくてもよい。

【0139】

図１７は、実施の形態４のモニタパターンの変形例を説明する図である。図１５（ａ）に示す例では、第１の孤立膜３７０ａと第２の孤立膜３７０ｂは分離している。しかし図１７（ａ）に示すように、第１の孤立膜３７０ａと第２の孤立膜３７０ｂは接していてもよい。

【0140】

したがって、実施の形態２のモニタパターン３０６は、１または複数の孤立したハーフトーン膜３１２を有するパターンである。モニタパターン３０６は更に、平面視において、孤立した上記ハーフトーン膜３１２の外縁に接するとともに酸化抑制膜１４から離隔した第１の両端３１８ａを有する第１の矩形領域３２０を備えている。モニタパターン３０６は更に、平面視において、第２の両端３１８ｂが孤立した上記ハーフトーン膜３１２の外縁に接するとともに酸化抑制膜１４で覆われた第２の矩形領域３２０ｂを備えている。

【0141】

（２）マスクパターン監視方法
―マスクパターンの転写工程（Ｓ４）―
まず、ハーフトーン型位相シフトマスク３０６を介してネガ型のレジスト膜に露光光を照射して、回路パターン（図示せず）とモニタパターン３０６をレジスト膜に転写する。この時、モニタパターン３０６に含まれる第１の矩形領域３２０ａと第２の矩形領域３２０ｂが、レジスト膜３２８に転写される。

【0142】

モニタパターン３０６はネガ型のレジスト膜に転写される。したがって、第１の矩形領域３２０ａと第２の矩形領域３２０ｂは、図１５（ｂ）に示すように、開口領域３７２として転写される。

【0143】

―転写モニタパターンの寸法測定工程（Ｓ６）および判断工程（Ｓ８〜Ｓ１４）―
図１５（ｂ）に示すように、モニタパターン３０６が転写されたレジスト膜３２８は、実施の形態１のモニタパターン６が転写されたレジスト膜２８と略同じ形状を有している。

【0144】

したがって、実施の形態４の寸法測定工程（Ｓ８〜Ｓ１４）は、実施の形態１の寸法測定工程（Ｓ６）と略同じである。判断工程（Ｓ８〜Ｓ１４）についても、同様である。図７（ｂ）には、図１７（ａ）のモニタパターンをレジスト膜に転写した開口パターンが示されている。

【0145】

実施の形態４によれば、ネガ型レジスト膜にパターンを形成するハーフトーン型位相シフトマスクの監視が容易になる。

【0146】

以上の例では図５に示すように、レジスト膜に開口パターンを設けて、位相シフタの幅変化を監視する。しかし、孤立したレジスト膜のパターンを形成して、位相シフタの幅変化を監視してもよい。

【0147】

例えば、実施の形態４のモニタパターン３０６をポジ型レジスト膜に転写して、レジスト膜の孤立パターンを形成し、その幅の変化を監視してもよい。

【0148】

以上の例では、酸化抑制膜はＣｒ膜である。しかし、酸化抑制膜はＣｒ膜以外の膜であってもよい。例えば、酸化抑制膜はＷ膜やＴａ膜であってもよい。

【0149】

以上の例では、モニタパターンの第１の矩形領域の幅と第２の矩形領域の幅は同じである。しかし、第１の矩形領域の幅と第２の矩形領域の幅は異なっていてもよい。

【0150】

以上の実施の形態１〜４に関し、更に以下の付記を開示する。

【0151】

（付記１）
半導体基板上に被露光膜を形成する工程と、
透明基板と、前記透明基板上に形成されたハーフトーン膜と、前記ハーフトーン膜上の一部に形成された遮光膜とを有し、前記ハーフトーン膜に前記遮光膜から離隔して形成された第1の開口パターンと、前記ハーフトーン膜及び前記遮光膜に形成され第２の開口パターンとを有するマスクを用いて露光処理を行い、前記第1の開口パターン及び前記第２の開口パターンのそれぞれに対応する第１の転写パターン及び第２の転写パターンを前記被露光膜に形成する工程と、
前記第1の転写パターンの幅及び前記第２の転写パターンの幅を測定する工程と、を有し、
前記形成する工程および前記測定する工程を複数の前記半導体基板に対して行って得られる前記測定の結果から導出された、前記露光処理の回数に応じた変化量を監視し、前記変化量に基づき前記マスクを用いた前記露光処理を許可するか否かの判断を行う工程を有する位相シフトマスクの監視方法。

【0152】

（付記２）
前記変化量が、前記第1の転写パターンの幅と前記第２の転写パターンの幅との寸法差の変化量であり、
前記判断を行う工程は、前記寸法差の変化量が基準値を超えた場合に前記マスクを用いた前記露光処理を許可しないと判断する工程を有することを特徴とする付記１に記載の位相シフトマスクの監視方法。

【0153】

（付記３）
前記マスクは、第１の方向に延在し前記遮光膜から離隔した平行な第１の２辺と、前記第１の方向に直交する第２の方向に延在し前記遮光膜に接する平行な第２の辺と、前記第２の方向に延在し前記遮光膜から離隔した平行な第３の２辺と、前記第１の方向に延在して前記遮光膜に接する平行な第４の２辺と、前記第１の２辺に両端が接する第１の開口パターンと、前記第２の２辺に両端が接する第２の開口パターンと、前記第２の３辺に両端が接する第３の開口パターンと、前記第４の２辺に両端が接する第４の開口パターンとを有する、前記ハーフトーン膜および前記遮光膜に形成された開口部を有し、
前記形成する工程は、前記マスクを用いて露光処理を行い、前記第１の転写パターン、前記第２の転写パターン、前記第３の開口パターンに対応する第３の転写パターン及び前記第４の開口パターンに対応する第４の転写パターンを前記被露光膜に形成する工程を有し、
前記測定する工程は、前記第２の方向における前記第1の転写パターンの第１の幅と、前記第１の方向における前記第２の転写パターンの第２の幅と、前記第１の方向における前記第３の転写パターンの第３の幅と、前記第２の方向における前記第４の転写パターンの第４の幅とを測定する工程を有し、
前記変化量は、前記第１の幅と前記第４の幅との寸法差の第１の変化量および前記第３の幅と前記第２の幅との寸法差の第２の変化量であることを特徴とする付記1又は２に記載の位相シフトマスクの監視方法。

【0154】

（付記４）
前記マスクは、前記遮光膜及び前記ハーフトーン膜中に開口部を有し、
前記第１の開口パターン及び前記第２の開口パターンは、前記開口部の一部であることを特徴とする付記１乃至３のいずれか一項に記載の位相シフトマスクの監視方法。

【0155】

（付記５）
透明基板と、
前記透明基板上に形成されたハーフトーン膜と、
前記ハーフトーン膜上の一部に形成された遮光膜と、
第１の方向に延在して平行に位置し、前記遮光膜から離隔する第1の２辺と、前記第１の方向と直交する第２の方向に延在して平行に位置し、前記遮光膜に接する第２の２辺と、を有し、前記ハーフトーン膜および前記遮光膜に形成された開口部と、
を有することを特徴とする位相シフトマスク。

【0156】

（付記６）
前記開口部は、
前記第１の２辺が位置する第１の開口パターンと、
前記第２の２辺が位置する第２の開口パターンと、
前記第２の方向に延在して平行に位置し前記遮光膜から離隔する第３の２辺が位置する第３の開口パターンと、
前記第１の方向に延在して平行に位置し前記遮光膜に接する第４の２辺が位置する第４の開口パターンと、
を有することを特徴とする請求項５に記載の位相シフトマスク。

【0157】

（付記７）
透明基板上に配置され集積回路に対応する回路パターンとモニタパターンとを形成し水分を含む雰囲気中で露光光に曝されると酸化されるハーフトーン膜と、
前記ハーフトーン膜の前記透明基板とは反対側の面に配置されて配置された領域の前記ハーフトーン膜の前記酸化を抑制する酸化抑制膜とを有し、
前記モニタパターンは、１または複数の孤立した前記ハーフトーン膜を有するパターンであって、第１の両端が孤立した前記ハーフトーン膜の外縁に接するとともに前記酸化抑制膜から離隔している第１の矩形領域と、第２の両端が孤立した前記ハーフトーン膜の外縁に接するとともに前記酸化抑制膜で覆われた第２の矩形領域とを有することを
特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。

【0158】

（付記８）
付記７に記載のハーフトーン型位相シフトマスクにおいて、
前記モニタパターンは、前記第１の矩形領域を有し前記ハーフトーン膜で形成された第１の孤立膜と、前記第２の矩形領域を有し前記ハーフトーン膜で形成された第２の孤立膜とを備えていることを
特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。

【符号の説明】

【0159】

２・・・ハーフトーン型位相シフトマスク
４・・・回路パターン
６,２０６,３０６・・・モニタパターン
１０・・・透明基板
１２，１１２,３１２・・・ハーフトーン膜
１４・・・酸化抑制膜
１６ａ,２１６ａ・・・第１の開口
１６ｂ,２１６ｂ・・・第２の開口
１８ａ,３１８ａ・・・第１の両端
１８ｂ,３１８ｂ・・・第２の両端
２０ａ,３２０ａ・・・第１の矩形領域
２０ｂ,３２０ｂ・・・第２の矩形領域
３６ａ・・・第１のレジスト膜開口
３６ｂ・・・第２のレジスト膜開口
４２,４４・・・酸化膜
１１２・・・ハーフトーン膜
３７０ａ・・・第１の孤立膜
３７０ｂ・・・第２の孤立膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】