WO2006054496A1

WO2006054496A1 - 同期精度検出方法およびシステム、収差検出方法およびシステム、ならびにコンピュータプログラム

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Publication number: WO2006054496A1
Application number: PCT/JP2005/020740
Authority: WO
Inventors: Kazuo Sawai; Akihiro Sonoda
Original assignee: Tokyo Electron Limited
Priority date: 2004-11-16
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2006-05-26
Also published as: JP2006147627A

Abstract

　ウエハＷにレジスト膜を形成し、このレジスト膜を、例えば、円形のパターンが縦横に並べられたパターンを有するフォトマスクを用いて露光処理し、現像し、このパターンを用いてレジスト膜に形成されるホールの形状をスキャテロメトリ技術により測定し、得られた分光反射スペクトルを解析し、その形状をフォトマスクのパターン形状と比較する。その結果、同期精度が良好であれば、製品ウエハの処理に移行し、不良であれば警報が発せられ、オペレータが露光装置を点検する。

Description

明細書

同期精度検出方法およびシステム、収差検出方法およびシステム、ならびにコンピュータプログラム

技術分野

[0001] 本発明は、半導体ウェハやフラットパネルディスプレイ (FPD)用基板のフォトリソグラフィー工程で用いられる露光装置の同期精度検出方法およびシステム、露光装置の収差検出方法およびシステム、ならびにコンピュータプログラムに関する。

背景技術

[0002] 例えば、半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、ゥェハの表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、このレジスト膜を所定のパターンで露光し、現像処理することにより、レジスト膜にパターンを形成している。ここで、形成されたレジストパターンの形状を有しているかを確認するために、 SEM観察によりレジストパターンの線幅、穴径、 LER(Line Edge Roughness)を、定期的に測定している（例えば、特許文献 1参照)。

[0003] 露光処理においては、露光装置に設けられたウェハステージとレチクルステージの相対的な移動速度が一定でない場合、つまり同期精度が良好でない場合には、レジストパターンに変形が生ずることが知られている。同期精度不良により変形したバターンが形成されると、製品が所望のパフォーマンスを発揮しなくなったり、動作不良を起こすおそれがある。したがって、同期精度を高く維持することが重要である。

[0004] ところで、近時、レジストパターンの微細化が急速に進む中、レジストパターンの LE Rが製品特性に大きな影響を及ぼすようになってきている。具体的には、直径が 160 nm以下のコンタクトパターンでは、 LERの発生を無視できな!/、状況となって!/、る。

[0005] このため、 LCRが発生している状態で同期精度を検出しょうとして SEM観察によりノターン変形が検出された場合に、その原因が同期精度不良にあるの力 LERにあるのかの判断が困難となってしまうことがある。そして、その判断を誤ってしまうと、フォトリソグラフィー工程に用いられる各種装置 (レジスト塗布装置、現像装置、露光装置）を無駄に調整することとなってしまい、さらにはウェハの処理環境を逆に悪ィ匕させてしまったり、生産効率を低下させてしまう等の問題が生ずるおそれがある。

[0006] また、フォトリソグラフィー工程における露光処理では、各種の収差も製品パターンを良好に形成することができる力否力を大きく左右する。像面収差 (像面湾曲）を例に挙げると、この像面収差の評価は、例えば透過領域と不透過領域とが一定の線幅で交互に並べられたパターンが形成されたフォトマスク（レチクル）を用いて、露光量を一定として、フォーカス値を変化させてレジスト膜の異なる領域を逐次露光し、現像し、得られるレジストパターンの線幅を、露光の 1ショット領域毎に、かつ、各領域の複数箇所 (例えば、各領域の中心と四隅の計 5点)で測長 SEMにより測定する。

[0007] 測長 SEMによる測定により、測定箇所毎に線幅 (CD)とフォーカス値との関係を示す線が得られ、これら複数の線の CD値の極小点を与えるフォーカス値の最大値と最小値のずれが像面となる。しかし、レジストパターンに一定の LERが発生していると、線幅 (CD)とフォーカス値との関係を示す線が折れ線で表されるため、どのフォー力ス値で CD値が極小になっているかの判断が困難である。線幅（CD)とフォーカス値との関係を示す線が滑らかな線とならないのは、 LERが発生していると、パターン上面のエッジの平均位置がどこかの判断が困難となり、それぞれの 1ショット露光領域の各測定ポイントにおいて、正確な線幅を求めることができなくなるからである。したがって、このような手法で、 LERが発生した場合に像面湾曲が修正されるように露光装置を調整することは極めて困難である。他の収差の場合も同様である。

特許文献 1 :特開 2003— 197503号公報

発明の開示

[0008] 本発明の目的は、レジスト膜を露光する際の同期精度を高めるための露光装置の同期精度検出方法およびシステムを提供することにある。

本発明の他の目的は、レジスト膜を露光する際の収差精度を高めるための露光装置の収差検出方法およびシステムを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、上記同期精度検出方法および収差検出方法を実施するためのコンピュータプログラムを提供することにある。

[0009] 本発明の第 1の観点によれば、基板にレジスト膜を形成することと、前記レジスト膜をテストパターンが形成されたフォトマスクを用いて露光処理することと、前記基板を現像処理することと、前記テストパターンを用いて形成されるレジストパターンの形状をスキヤテロメトリ技術により測定することと、測定された前記レジストパターンの形状を前記テストパターンの形状と比較することにより前記レジストパターンの変形度を把握することと、把握された前記レジストパターンの変形度に基づいて露光装置の同期不良の有無を検出することとを有する同期精度検出方法が提供される。

[0010] 本発明の第 2の観点によれば、基板に形成されたレジスト膜を所定パターンで露光して露光パターンを形成する露光装置における同期精度を検出する同期精度検出システムであって、基板上に形成されたレジスト膜をテストパターンが形成されたフォトマスクを用いて露光処理し、現像処理して得られたレジストパターンの形状をスキヤテロメトリ技術により測定するパターン形状測定装置と、測定された前記レジストバターンの形状を前記テストパターンの形状と比較することにより前記レジストパターンの変形度を把握する手段と、把握された前記レジストパターンの変形度に基づ、て露光装置の同期不良の有無を検出する手段とを有する同期精度検出システムが提供される。

[0011] 本発明の第 3の観点によれば、基板に形成されたレジスト膜を所定パターンで露光して露光パターンを形成する露光装置と、基板にレジスト膜を塗布し、露光後の露光パターンを現像するレジスド塗布'現像装置と、現像後のレジストパターンの形状をスキヤテロメトリ技術により測定するパターン形状測定装置とを有するシステムを、露光装置の同期精度を検出するようにコンピュータに制御させるコンピュータプログラムであって、実行時に、基板にレジスト膜を形成させる機能と、前記レジスト膜をテストバターンが形成されたフォトマスクを用いて露光処理させる機能と、前記基板を現像処理させる機能と、前記テストパターンを用いて形成されるレジストパターンの形状をスキャテロメトリ技術により測定させる機能と、測定された前記レジストパターンの形状を前記テストパターンの形状と比較することにより前記レジストパターンの変形度を把握する機能と、把握された前記レジストパターンの変形度に基づいて露光装置の同期不良の有無を検出する機能とを有するコンピュータプログラムが提供される。

[0012] 上記第 1〜第 3の観点において、テストパターンに円形パターンまたは楕円形バターンを用いることが好まし、。 [0013] 本発明の第 4の観点によれば、基板にレジスト膜を形成することと、前記レジスト膜を露光装置のレンズの収差を測定するためのテストパターンが形成されたフォトマスクを用い、露光量とフォーカス値をそれぞれ変化させて前記レジスト膜の複数の部位を逐次露光することと、前記基板を現像処理することと、前記テストパターンを用いて形成されるレジストパターンの形状を、前記部位毎に、かつ、前記部位の中の複数箇所で、スキヤテロメトリ技術により測定することと、得られたレジストパターンの形状とフォーカス値との関係を把握することと、これらの関係に基づヽて、露光装置のレンズの収差を検出することとを有する収差検出方法が提供される。

[0014] 本発明の第 5の観点によれば、基板に形成されたレジスト膜を所定パターンで露光して露光パターンを形成する露光装置における収差を検出する収差検出システムであって、露光装置のレンズの収差を測定するためのテストパターンが形成されたフォトマスクを用い、露光量とフォーカス値をそれぞれ変化させて前記レジスト膜の複数の部位を逐次露光して露光処理し、現像処理して得られたレジストパターンの形状をスキヤテロメトリ技術により測定するパターン形状測定装置と、得られたレジストパターンの形状とフォーカス値との関係を把握する手段と、これらの関係に基づいて、露光装置のレンズの収差を検出する手段とを有する収差検出システムが提供される。

[0015] 本発明の第 6の観点によれば、基板に形成されたレジスト膜を所定パターンで露光して露光パターンを形成する露光装置と、基板にレジスト膜を塗布し、露光後の露光パターンを現像するレジスド塗布'現像装置と、現像後のレジストパターンの形状をスキヤテロメトリ技術により測定するパターン形状測定装置とを有するシステムを、露光装置のレンズの収差を検出するようにコンピュータに制御させるコンピュータプロダラムであって、実行時に、基板にレジスト膜を形成させる機能と、前記レジスト膜を露光装置のレンズの収差を測定するためのテストパターンが形成されたフォトマスクを用 V、、露光量とフォーカス値をそれぞれ変化させて前記レジスト膜の複数の部位を逐次露光させる機能と、前記基板を現像処理させる機能と、前記テストパターンを用いて形成されるレジストパターンの形状を、前記部位毎に、かつ、前記部位の中の複数箇所で、スキヤテロメトリ技術により測定させる機能と、得られたレジストパターンの形状とフォーカス値との関係を把握する機能と、これらの関係に基づいて、露光装置のレンズの収差を検出する機能とを有するコンピュータプログラムが提供される。

[0016] 上記第 4〜第 6の観点において、前記テストパターンは、一定の線幅の透過領域と不透過領域とが線状に交互に並べられたパターンであることが好ましい。また、前記収差としては、像面収差、非点収差、球面収差のうちいずれかである。さらに、前記パターン形状の測定は、パターンの線幅を測定することにより行われることが好ましい

[0017] 本発明によれば、 LERの影響を排除して、同期検出、収差検出を高い精度で、し力も短時間に行うことができる。これにより、露光装置の調整を適切に行うことができ、製品の品質を高めることができる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]レジスト塗布'現像処理システムの概略構成を示す平面図。

[図 2]レジスト塗布 ·現像処理システムの概略構成を示す正面図。

[図 3]レジスト塗布 ·現像処理システムの概略構成を示す背面図。

[図 4]レジスト塗布 ·現像処理システムと露光装置の制御系を示す図。

[図 5A]円形パターンの同期精度が正常な場合のパターンの状態を模式的に示す図

[図 5B]円形パターンの同期精度不良により変形したパターンの状態を模式的に示す図。

[図 5C]円形パターンの同期精度不良により変形したパターンの状態を模式的に示す図。

[図 6A]LERのな、楕円パターンを模式的に示す図。

[図 6B]楕円パターンの LERによるパターン変形を模式的に示す図。

[図 6C]楕円パターンの LERによるパターン変形を模式的に示す図。

[図 6D]楕円パターンの LERによるパターン変形を模式的に示す図。

[図 7]本発明の第 1の実施形態に係る同期精度検出方法を示すフローチャート。

[図 8]同期精度が良好な状態のパターンを示す模式図。

[図 9]同期精度が不良な状態のパターンを示す模式図。

[図 10]像面収差 (像面湾曲）を調べるための、測長 SEMによる線幅 (CD)とフォー力ス値との関係を示すグラフ。

[図 11]本発明の第 2の実施形態のうち第 1の方法に係る像面収差 (像面湾曲）の検出方法を示すフローチャート

[図 12]像面収差の検出に用いられるフォトマスクのパターンを示す図。

[図 13]複数の露光エリアとフォーカス値の設定と露光順序を示す図。

[図 14]露光エリアにおける線幅測定点の設定例を示す図。

[図 15]像面収差の検出に用いる、測定点毎のレジストパターンの線幅とフォーカス値との関係を示すグラフ。

[図 16]本発明の第 2の実施形態のうち第 2の方法に係る非点収差の検出方法を示すフローチャート。

[図 17]非点収差の検出に用いられるフォトマスクのパターンを示す図。

[図 18]非点収差の検出に用いる、 X方向と Y方向におけるそれぞれのレジストパターンの線幅とフォーカス値との関係を示すグラフ。

[図 19]非点収差を調べるための、測長 SEMによる線幅（CD)とフォーカス値との関係を示すグラフ。

[図 20]本発明の第 2の実施形態のうち第 3の方法に係る球面収差の検出方法を示すフローチャート。

[図 21]球面収差の検出に用いられるフォトマスクのパターンを示す図。

[図 22]球面収差の検出に用いる、フォトマスクのパターン線幅毎のレジストパターンの線幅とフォーカス値との関係を示すグラフ。

[図 23]球面収差を調べるための、測長 SEMによる線幅（CD)とフォーカス値との関係を示すグラフ。

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図 1は、レジスト膜の形成、露光後の基板の現像を行うレジスド塗布'現像処理システムの概略構成を示す平面図であり、図 2はその正面図であり、図 3はその背面図である。これら図 1〜3は、レジスト塗布'現像処理システム 1に露光装置 14を接続した状態で示されている。 [0020] このレジスト塗布 ·現像処理システム 1は、搬送ステーションであるカセットステーション 11と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション 12と、処理ステーション 12に隣接して設けられる露光装置 14と処理ステーション 12との間でウェハ Wを受け渡すためのインターフェイスステーション 13とを有している。

[0021] カセットステーション 11において、複数枚 (例えば、 25枚）のウェハ Wが収容されたウェハカセット (CR)の搬入出が行われる。カセット載置台 20上には、ウェハカセット（ CR)を載置するための位置決め突起 20aが、 X方向に沿って 1列に複数（図 1では 5 個）設けられている。ウェハカセット（CR)はウェハ搬入出口を処理ステーション 12側に向けて載置される。

[0022] カセットステーション 11は、ウェハ搬送用ピック 21aを有するウェハ搬送機構 21を備えている。このウェハ搬送用ピック 21aは、いずれかのウェハカセット（CR)に対して選択的にアクセスでき、また、後述する処理ステーション 12の第 3処理ユニット群 G に設けられたトランジシヨンユニット（TRS— G )にアクセスできるようになっている。

3 3

[0023] 処理ステーション 12は、システム背面側（図 1上方）に、カセットステーション 11側から順に、第 3処理ユニット群 G、第 4処理ユニット群 Gおよび第 5処理ユニット群 Gを

3 4 5 備えている。また第 3処理ユニット群 Gと第 4処理ユニット群 Gとの間に第 1主搬送部

3 4

Aが設けられ、第 4処理ユニット群 Gと第 5処理ユニット群 Gとの間に第 2主搬送部

1 4 5

A設けられている。さらにシステム前面側（図 1の下側）に、カセットステーション 11側

2

力も順に、第 1処理ユニット群 Gと第 2処理ユニット群 Gが設けられている。

1 2

[0024] 第 3処理ユニット群 Gでは、ウェハ Wに加熱処理を施す高温度熱処理ユニット（BA

3

KE)、高精度でウェハ Wの温調を行う高精度温調ユニット（CPL— G )、温調ュ-ッ

3

ト (TCP)、カセットステーション 11と第 1主搬送部 A1との間でのウェハ Wの受け渡し部となるトランジシヨンユニット (TRS— G )が、例えば 10段に重ねられている。

3

[0025] 第 4処理ユニット群 Gでは、例えば、レジスト塗布後のウェハ Wに加熱処理を施す

4

プリベータユニット（PAB)、現像処理後のウェハ Wに加熱処理を施すポストべークュニット（POST)、高精度温調ユニット（CPL— G )が、例えば 10段に重ねられている

4

。第 5処理ユニット群 Gでは、例えば、露光後現像前のウェハ Wに加熱処理を施す

5

ポストェクスポージャーべークユニット（PEB)、高精度温調ユニット（CPL— G )が、例えば 10段に重ねられている。

[0026] 第 1主搬送部八ェの背面側には、アドヒージョンユニット (AD)と、ウェハ Wを加熱する加熱ユニット (HP)とを有する第 6処理ユニット群 Gが設けられている。また、第 2主

6

搬送部 Aの背面側には、ウェハ Wのエッジ部を選択的に露光する周辺露光装置（

2

WEE)と、レジストパターンの線幅をスキヤテロメトリ技術により測定する線幅測定装置 (ODP)と、をレジスト膜厚を測定する膜厚測定装置 (FTI)とを有する第 7処理ュニット群 Gが設けられている。

[0027] なお、線幅測定装置 (ODP)で用いられるスキヤテロメトリ技術とは、複数のパターン形状に対して回折光強度分布を計算して、例えば、予めライブラリを作成しておき、測定対象のパターンに光を入射し、回折光強度の角度方向分布を検出し、その検出結果と上記のライブラリとを比較し、パターンマッチングにより測定対象のパターンの幅、高さ等を推定するものであり、例えば、特開 2002— 260994号公報に説明されている。

[0028] 第 1処理ユニット群 Gでは、レジスト膜を成膜する 3つのレジスト塗布ユニット（COT )と、反射防止膜を成膜するボトムコーティングユニット (BARC)が計 5段に重ねられている。なお、図 1に示される' CP'はコーターカップを、 'SP'はスピンチャックを示している。第 2処理ユニット群 Gでは、現像ユニット（DEV)が 5段に重ねられている。

2

[0029] 第 1主搬送部 Aには第 1主ウェハ搬送装置 16が設けられている。この第 1主ウェハ搬送装置 16は、ウェハ Wを保持する 3本のアームを備えており、これらのアームは、一体的に Z軸回りに回転し、 Z軸方向に昇降し、別々に水平方向（X—Y面内）で伸縮自在である。これにより第 1主ウェハ搬送装置 16は、第 1処理ユニット群 G、第 3処理ユニット群 G、第 4処理ユニット群 Gと第 6処理ユニット群 Gの各ユニットに選択的

3 4 6 にアクセス可能である。第 2主搬送部 Aには、第 1主ウェハ搬送装置 16と同様の構

2

造を有する第 2主ウェハ搬送装置 17が設けられており、第 2主ウェハ搬送装置 17は、第 2処理ユニット群 G、第 4処理ユニット群 G、第 5処理ユニット群 G、第 7処理ュ

2 4 5

ニット群 Gの各ユニットに選択的にアクセス可能である。

[0030] 第 1処理ユニット群 Gとカセットステーション 11との間および第 2処理ユニット群 Gと

1 2 インターフェイスステーション 13との間にはそれぞれ、第 1,第 2処理ユニット群 G , G に処理液を供給する液温調ポンプ 24, 25と、レジスト塗布'現像処理システム 1外の

2

空調器からの清浄な空気を各処理ユニット群 G〜Gの内部に供給するためのダクト

1 5

28, 29力設けられている。

[0031] 第 1および第 2処理ユニット群 G , Gのそれぞれの最下段には、これらに薬液を供

1 2

給するケミカルユニット（CHM) 26, 27が設けられている。また、カセットステーション 11の下側には、レジスト塗布 ·現像処理システム 1全体を制御する第 1制御部 31が設けられている。

[0032] 処理ステーション 12の背面側のパネルおよび第 1処理ユニット群 G〜第 7処理ュニット群 Gは、メンテナンスのために取り外しが可能となっている。

[0033] インターフェイスステーション 13は、処理ステーション 12側の第 1インターフェイスステーシヨン 13aと、露光装置 14側の第 2インターフェイスステーション 13bとから構成されている。第 1インターフェイスステーション 13aには第 5処理ユニット群 Gの開口部

5 と対面するように第 1ウェハ搬送体 18が配置され、第 2インターフェイスステーション 1 3bには X方向に移動可能な第 2ウェハ搬送体 19が配置されている。

[0034] 第 1ウェハ搬送体 18の背面側には、上力も順に、周辺露光装置 (WEE)、露光装置 14に搬送されるウェハ Wを一時収容するイン用バッファカセット (INBR)、露光装置 14力も搬出されたウェハ Wを一時収容するアウト用バッファカセット（OUTBR)が積み重ねられた、第 8処理ユニット群 Gが設けられている。第 1ウェハ搬送体 18の正

8

面側には、上力も順に、トランジシヨンユニット (TRS— G )と、 2段の高精度温調ュ-

9

ット（CPL— G )が積み重ねられた、第 9処理ユニット群 Gが設けられている。

9 9

[0035] 第 1ウェハ搬送体 18は、ウェハ受け渡し用のフォーク 18aを有している。このフォーク 18aは、第 5処理ユニット群 G、第 8処理ユニット群 G、第 9処理ユニット群 Gの各

5 8 9 ユニットに対してアクセスし、各ユニット間でウェハ Wを搬送する。また、第 2ウェハ搬送体 19は、ウェハ受け渡し用のフォーク 19aを有している。このフォーク 19aは、第 9 処理ユニット群 Gの各ユニットと、露光装置 14のインステージ 14aおよびアウトステー

9

ジ 14bに対してアクセス可能であり、これら各部の間でウェハ Wを搬送する。

[0036] なお、露光装置 14のインステージ 14aにはウェハ Wを搬入可 Z不可を示すランプ等力アウトステージ 14bにはウェハ Wを搬出可 Z不可を示すランプ等がそれぞれ設けられており、第 2インターフェイスステーション 13bにはこれらのランプの表示状態を認識するセンサが設けられており、ウェハ Wを保持したフォーク 19aはこのセンサの認識結果にしたがってインステージ 14aにウェハ Wを搬入し、空のフォーク 19aはこのセンサの認識結果にしたがってアウトステージ 14bにアクセスしてウェハ Wを搬出する構成となっている。

[0037] このように構成されるレジスト塗布 Z現像処理システム 1においては、ウェハカセット

(CR)から取り出された 1枚のウェハ Wは、例えば、処理ステーション 12のトランジションユニット（TRS— G )に搬送され、温調ユニット（TCP)での温調、アドヒージョンュ

3

ニット（AD)でのアドヒージョン処理、ボトムコーティングユニット（BARC)での反射防止膜の形成、加熱ユニット (HP)における加熱処理、高温度熱処理ユニット（BAKE) におけるベータ処理、高精度温調ユニット（CPL— G )での温調、レジスト塗布ュ-ッ

3

ト（COT)でのレジスト液の塗布処理、プリベータユニット (PAB)でのプリベータ処理、周辺露光装置 (WEE)での周辺露光処理を経て、露光装置 14内に搬送される。そして、ウェハ Wは、露光装置 14での露光後、トランジシヨンユニット（TRS— G )への

9 搬送、ポストェクスポージャーベータユニット（PEB)でのポストェクスポージャーべ一ク処理、現像ユニット（DEV)での現像処理、ポストベータユニット（POST)でのポストベータ処理を経て、ウェハカセット（CR)へ戻される。

[0038] 次に、レジスト塗布 ·現像処理システム 1と露光装置 14の制御系について図 4を参照しながら説明する。レジスト塗布 ·現像処理システム 1は第 1制御部 31により制御され、露光装置 14は第 2制御部 32により制御される。

[0039] 第 1制御部 31は、第 1プロセスコントローラ（CPU) 35と、オペレータがレジスト塗布

'現像処理システム 1を管理するためにコマンド入力操作を行うキーボードやレジスト塗布 ·現像処理システム 1の稼働状況を可視化して表示するディスプレイを有する第 1データ入出力部 36と、レジスド塗布'現像処理システム 1で実行される各処理条件を第 1プロセスコントローラ（CPU) 35の制御にて実行するための制御プログラム 38a および制御プログラム 38aを実行するためのデータであるレシピ 38bならびに線幅測定装置 (ODP)におヽて測定された分光反射スペクトルを解析するための解析プログラム 39aおよびライブラリ（データベース） 39bが記録された第 1記録部 37と、を有している。なお、図 4では、第 1制御部 31が制御する一部の処理ユニット等を例示しており、全ての制御対象を図示してはいない。

[0040] 第 2制御部 32は、第 2プロセスコントローラ（CPU) 41と、オペレータが露光装置 14 を管理するためにコマンド入力操作を行うキーボードや露光装置 14の稼働状況を可視化して表示するディスプレイを有する第 2データ入出力部 42と、露光装置 14で実行される各処理条件を第 2プロセスコントローラ（CPU) 35の制御にて実行するための制御プログラム 44aおよびレシピ 44bが記録された第 2記録部 43とを有している。第 2プロセスコントローラ（CPU) 41から露光装置 14内の駆動部（例えば、フォーカスを調整するためのウェハ Wの位置またはレンズ位置を調整する機構、光量のしぼり調整等を行うための機構等)へ制御信号が送られる。

[0041] 第 1制御部 31と第 2制御部 32との間には、ウェハ Wの露光処理に関するデータや露光装置 14を調整するためのデータ等を双方向通信することができるように、インタ一フェース 33が設けられて!/、る。

[0042] 次に、上述のように構成されたレジスト塗布 ·現像処理システム 1と露光装置 14を用いて、露光装置 14の同期精度を検出する方法について説明する。

[0043] 露光装置の同期精度はパターン形状に大きく影響を及ぼし、同期精度が良好でない場合には、レジストパターンに変形が生ずることが知られている。図 5A〜5Cに、例えば、略円形のコンタクトホールを形成するためのパターンの同期精度不良によるパターン変形を示す SEM写真を示す。図 5Aは同期精度が良好な場合で、略円形のパターンが形成された状態を示している。図 5Bは図 5Aに示す状態力同期精度がずれた状態を示しており、傾斜した楕円パターンとなっている。図 5Cは、図 5Bに示す状態からさらに同期精度がずれた状態を示しており、隣接する楕円パターンが数珠つながりになった状態を示している。これら図 5B, 5Cに示すパターンが形成されると、製品が所望のパフォーマンスを発揮しなくなったり、動作不良を起こすおそれがある。

[0044] 一方、レジストパターンの LERによってもパターンが変形し、その状況は例えば楕円のパターンを模式的に示す図 6A〜6Dのようになる。図 6Aは LERが発生しておらず、良好な楕円パターン 105として観察される状態を示しているのに対し、図 6Bは、 LERによって、楕円が長径側に伸びたように判断することができるパターン 106を、図 6Cは楕円が短径側に伸びたように判断することができるパターン 107を、それぞれ示している。さらに、図 6Dは、 LERによって楕円が傾斜したかのように判断できるパターン 108を示して!/、る。

[0045] これら図 6B〜6Dの状態が SEMで観察されると、その原因が LERにあるの力前述した同期精度不良にあるの力観察者によって判断が分かれてしまい、その判断を誤ってしまうと、フォトリソグラフィー工程に用いられる各種装置を無駄に調整することとなる、ウェハの処理環境を逆に悪ィ匕させてしまう、生産効率を低下させてしまう等の問題が生ずるおそれがある。

[0046] そこで、本実施形態においては、スキヤテロメトリ技術により、このような同期精度を高精度で検出する。図 7は本実施形態に係る同期精度検出方法を示すフローチヤートである。まず、ダミーウェハ Wの表面にレジスト膜を形成する（ステップ 1)。ここで、ダミーウェハ Wとしては、できるだけ厚みが均一で平坦度の高いものを用いる。これは、ダミーウェハ Wそのものの表面に凹凸があったり、厚みが不均一で表面が傾斜していると、形成されるレジストパターンに歪みが生じて同期精度の検出精度が低くなるので、それを回避するためである。

[0047] 次いで、ダミーウエノ、 Wに形成されたレジスト膜を、円形パターンが所定のピッチで形成されたフォトマスク（レチクル)を用い、所定の露光条件、例えば、現在行っている同期精度検出が終了した後に行われる製品生産に適用される露光量とフォーカス値で、露光する (ステップ 2)。この際の円形パターンは、後に、不透過領域 (遮光領域)となり、レジスト膜において光が照射されな力つた部分が現像により溶解されるから、これによりレジスト膜に円形のホールが形成される。

[0048] 続!、て、露光が終了したウェハ Wを現像処理する（ステップ 3)。これによりレジスト膜にフォトマスクの円形パターンに由来する孔部が形成されるので、この孔部の形状を上述の線幅測定装置 (ODP)を用いてスキヤテロメトリ技術により測定する (ステップ 4)。線幅測定装置 (ODP)における孔部形状の測定は、例えば、数十/ z m口の部位に所定波長の光を入射し、その分光反射スぺ外ルを測定する。測定された分光反射スペクトルは、第 1制御部 31へ送られて、そこで、分光反射スペクトルの解析が行われる（ステップ 5)。

[0049] 次いで、第 1制御部 31は、解析プログラム 39aを実行させて、得られた分光反射スベクトルをライブラリ 39bと照合し、孔部の平均形状、例えば、直径が Xである円形であるとか、長径が Y、短径が Ζであり、長径が本来あるべき方向と角度 Θずれている楕円であるといった情報を出力し、この孔部形状とフォトマスクの円形パターンとを比較する (ステップ 6)。そして、比較の結果、同期精度が良好力否かを判断する (ステップ 7)。

[0050] すなわち、本例の場合、同期精度が良好であれば、図 8に示すように、孔部について一定の直径の真円に近い情報が得られ、同期精度不良の場合には、図 9に示すように、孔部にっ、て例えば所定方向に傾!、た楕円となる。

[0051] そして、図 8に示すように同期精度が良好であることが検出された場合には、次のいずれかの過程を経て、製品ウェハの処理に移行する (ステップ 8)。例えば、第 1制御部 31は、同期精度が良好である旨の光信号 (緑色のランプ等)を出して、製品ウェハの処理に自動的に移行する。または、第 1制御部 31は、データ入出力部 32のデイスプレイへ同期精度検出の結果を表示し、オペレータによりその結果が確認されたことを示す入力が行われた後に、製品ウェハの処理を開始する。

[0052] 逆に、図 9に示すように同期精度が不良であると第 1制御部 31またはオペレータにより判断された場合には、警報 (例えば、赤色のランプ点滅、ディスプレイ上での点滅、音声）が発せられて、露光装置 14の稼働力インターロックされ、オペレータが露光装置 14を点検する等の処置をとるようにする (ステップ 9)。

[0053] なお、上記ステップ 7において、孔部についての測定結果をデータ入出力部 32に表示し、その結果をオペレータが検討して、同期精度の良 ·不良を判断するようにしてもよい。

[0054] このように、線幅測定装置 (ODP)において、例えば、数十/ z m口の部位に所定波長の光を入射し、その分光反射スペクトルを測定し、得られた分光反射スペクトルをライブラリ 39bと照合し、孔部の平均形状を把握するので、たとえ測定対象である孔部に LERが形成されていても、測定原理上 LERの情報は含まれていない。このため L ERに惑わされることなぐ同期精度の良否を高精度でかつ短時間で把握することができ、同期精度が不十分な場合に適切な対応をすることができる。

[0055] 次に、本発明の他の実施形態について説明する。

ここでは、上記露光装置 14の収差を検出する方法について説明する。フォトリソグラフィー工程における露光処理では、各種の収差も製品パターンを良好に形成することができる力否力を大きく左右する。本実施形態で検出することができる収差は、像面収差 (像面湾曲）、非点収差、球面収差の 3種である。

[0056] 例えば、像面収差 (像面湾曲）の評価は、従来、透過領域と不透過領域とが一定の線幅で交互に並べられたパターンが形成されたフォトマスク（レチクル）を用いて、露光量を一定として、フォーカス値を変化させてレジスト膜の異なる領域を逐次露光し、現像し、得られるレジストパターンの線幅を、露光の 1ショット領域毎に、かつ、各領域の複数箇所 (例えば、各領域の中心と四隅の計 5点)で測長 SEMにより測定することにより行われている。

[0057] レジストパターンに一定の LERが発生している場合には、測長 SEMによる測定により、例えば、図 10に示すような、線幅 (CD)とフォーカス値との関係を示すグラフ（測定箇所毎に求められる 5本の線）が得られる。ここで、 Pは領域の中心、 Pは領域の

1 2 左上、 Pは領域の右上、 Pは領域の左下、 Pは領域の右下を表している。これら 5本

3 4 5

の線の CD値の極小点を与えるフォーカス値の最大値と最小値のずれが像面となる力図 10を見てわ力るように、 LERの発生にともない、各線が折れ線で表されているために、どのフォーカス値で CD値が極小になっているかの判断は困難である。したがって、従来の手法では、 LERが発生した場合の像面湾曲が修正されるように露光条件を調整することは極めて困難である。他の収差についても同様な困難性を有する。

[0058] そこで、ここでは、スキヤテロメトリ技術を用いて各種収差を高精度で測定する。

[0059] 収差を検出する方法の例として、第 1に、像面収差 (像面湾曲）の検出方法について説明する。図 11は本実施形態に係る像面収差 (像面湾曲）の検出方法を示すフロ一チャートである。

[0060] まず、ダミーウェハ Wの表面にレジスト膜を形成する（ステップ 101)。続いて、図 12 に示すように、一定の線幅の透過領域 91と不透過領域 92とが線状に交互に並べられたテストパターンを有するフォトマスクを用い、露光量を一定とし、フォーカス値を変えて逐次露光する (ステップ 102)。このように露光することにより、後に、不透過領域 92に由来してレジスト膜において光が照射されな力つた部分が現像により溶解し、これによりレジスト膜に一定幅の線状パターンが一定の間隔で形成される。

[0061] このステップ 102での露光量は、製品生産現場で通常用いられている値または最も製造余裕のない値に固定することができる。一方、フォーカス値は、製品生産のために設定されているフォーカス値 (以下「フォーカス値 F」とする）を中心として、例えば

0

、図 13に示すように縦横に設定された複数の露光エリア Sを一筆書きで移動させながら、フォーカス値 F ±0. 5 111の範囲で0. 05 mずつフォーカス値をずらして、

0

露光エリア S毎に 1ショットの露光を行う。ここで、露光エリア Sの面積は、露光装置 14 の最大フィールドサイズに合わせることが好まし、。

[0062] 続いて、露光が終了したウェハ Wを現像処理する（ステップ 103)。これによりレジスト膜に一定幅の線状のパターンが形成されるので、その線幅 (CD)を上述の線幅測定装置 (ODP)を用いてスキヤテロメトリ技術により測定する (ステップ 104)。このステップ 104では、図 14に示すように、 1ショットの露光エリア S内に複数の測定点、例えば、中央と四隅の合計 5点（P

1〜P )を定め、点 Pに所定波長の光をあてて、分光反 5 1

射スペクトルを測定する。そして、第 1制御部 31は、得られた分光反射スペクトルに最も形の近いスペクトルをライブラリ 39bの分光反射スペクトルから検索することによって、点 Pでのレジストパターンの線幅を求める。点 P ついても同様の処理を行

1 2〜Pに

5

い、一点毎にレジストパターンの線幅を求める。さらに、このような分光反射スペクトルの測定と線幅の決定を、各露光エリア sに対して行う。

[0063] 次に、第 1制御部 31は、解析プログラム 39aを用いて、各露光エリア Sに設定された点 P〜Pのレジストパターンの線幅と各露光エリア Sを露光した際に用いられたフォ

1 5

一カス値との関係を求める（ステップ 105)。このステップ 105のために、露光装置 14 の第 2制御部 32から各露光エリア Sでの露光条件力インターフェース 33を介して第 1 制御部 31へ送られ計算が行われる。このステップ 105により、例えば、図 13に示すグラフが得られる。そして、ステップ 105で得られた点 P トパターンの線

1〜Pのレジス

5

幅と各露光エリア Sを露光した際に用いられたフォーカス値との関係力像面収差（像面湾曲）を検出する (ステップ 106)。

[0064] 本例では、光が照射されて、な、部分が溶解するネガ型レジストであるから、フォ一カス値が適切でないと、光が照射される領域が拡がり、それによつて線幅が広くなるので、ステップ 105により、図 15に示すように、点 P ーカス値が適切

1〜P毎にフォ

5

な部分で線幅が極小を示すような曲線が得られる。このとき、線幅測定装置 (ODP) 力は、 LERの影響を受けずに線幅の平均値が検出される。このため先に図 10に示したような凹凸の激しい折れ線グラフではなぐ滑らかな曲線が得られる。像面収差（像面湾曲）は、図 15における 5本の直線において、線幅（CD)の極小値を与えるフォ一カス値の最小値 F と最大値 F との間の差で与えられるから、このように滑らかな

min max

曲線が得られることにより、像面収差 (像面湾曲）を容易にかつ高精度で検出することができる。

[0065] ステップ 107では、このようにして求められた像面収差 (像面湾曲）が所定値以下か否かが判断される。そして、ステップ 107において像面収差が所定値以下であると判断されれば、製品ウェハの処理に入り（ステップ 108)、その差が所定値を超えるならば、この像面収差 (像面湾曲）が小さくなるように、露光装置 14の光学系を調整する（ステップ 109)。

[0066] なお、簡便に露光装置 14を調整する方法としては、図 15に示される、線幅 (CD) の極小値を与えるフォーカス値の最小値 F と最大値 F の平均値を最適フォー力

min max

ス値 Fと定めて、露光装置 14のフォーカス値をこの最適フォーカス値 Fに設定する

B B

方法もある。

[0067] 収差を検出する方法の例として、第 2に、露光装置 14の非点収差の検出方法について説明する。図 16は本実施形態に係る非点収差の検出方法を示すフローチヤ一トである。

まず、上記ステップ 101と同じぐダミーウェハ Wの表面にレジスト膜を形成する（ステツプ 201)。次に、図 17に示すように、一定の線幅の透過領域 93と不透過領域 94 とが線状に交互に X方向に並べられた領域 Kと、 Y方向に並べられた領域 Kとを有

1 2 するパターンが形成されたフォトマスクを用い、露光量を一定とし、フォーカス値を変えて逐次露光する（ステップ 202)。この露光処理における露光量やフォーカス値の設定は、先に説明したステップ 102と同様である。

[0068] 続いて、上記ステップ 103と同様に、露光が終了したウェハ Wを現像処理し (ステツプ 203)、その後に、形成されたレジストパターンを上述の線幅測定装置 (ODP)を用

Vヽてスキヤテロメトリ技術により測定する (ステップ 204)。

[0069] 本例では 1ショットの露光エリア S内（図 14参照）に領域 Kに由来するパターン部分と領域 Kに由来するパターン部分とが存在するので、露光エリア S毎に各パターン部

2

分の中心部における線幅を測定する。これにより、領域 κに由来するパターン部分では X方向の線幅が、領域 Kに由来するパターン部分では Y方向の線幅が測定さ

2

れるので、これら線幅と露光エリア Sを露光した際に用いられたフォーカス値との関係を求める (ステップ 205)。このとき、露光装置 14の第 2制御部 32から各露光エリア S での露光条件力 Sインターフェース 33を介して第 1制御部 31へ送られて計算が行われ、例えば、図 18に示すようなグラフを得ることができる。そして、ステップ 205で得られた X方向および Y方向の線幅と各露光エリア Sを露光した際に用、たフォーカス値との関係力も非点収差を検出する (ステップ 206)。

[0070] 図 18において、 X方向の線幅を示す線の極小値を与えるフォーカス値と Y方向の線幅を示す線の極小値を与えるフォーカス値の差が非点収差となる。そして、この値が所定値以下か否かを判断する (ステップ 207)。

[0071] スキヤテロメトリ技術を用いた線幅測定装置 (ODP)では、 LERの影響を受けずに線幅の平均値が検出されるため、 X方向の線幅を示す線の極小値を与えるフォー力ス値と Y方向の線幅を示す線の極小値を与えるフォーカス値の検出が容易であり、これらのフォーカス値の差として表される非点収差を容易にかつ高精度で検出することができる。

[0072] そして、ステップ 207にお、て非点収差が所定値以下であると判断されれば、製品ウェハの処理に入り（ステップ 208)、その差が所定値を超えるならば、非点収差が小さくなるように、露光装置 14の光学系を調整する (ステップ 209)。これにより、非点収差を許容範囲内に抑えることができる。

[0073] なお、図 19に、参考例として、測長 SEMによる線幅測定結果を示す。この図に示すように、測長 SEMにより線幅測定を行った場合には、 X方向のフォーカス値と線幅との関係を示す線、 Y方向のフォーカス値と線幅との関係を示す線がいずれも折れ線となっており、 X方向の線幅の極小値を与えるフォーカス値と Y方向の線幅を示す線の極小値を与えるフォーカス値の判定が困難であることがわかる。このため、観察者によって非点収差の値の判断が異なるおそれがあり、高精度で非点収差を検出することは困難である。

[0074] 収差を検出する方法の例として、第 3に、露光装置 14の球面収差の検出方法について説明する。図 20は本実施形態に係る非点収差の検出方法を示すフローチヤ一トである。まず、上記ステップ 101と同じぐダミーウェハ Wの表面にレジスト膜を形成する（ステップ 301)。次に、図 21に示すように、不透過領域 96内に設けられた透過領域 95の線幅が異なる 5つの領域 R〜Rを有するテストパターンを用い、露光量を

1 5

一定とし、フォーカス値を変えて逐次露光する（ステップ 302)。なお、ここでは領域 R は形成されるレジストパターンの目標線幅を 100nm、領域 Rは目標線幅を 1 lOnm

2

、領域 Rは目標線幅を 120nm、領域 Rは目標線幅を 130nm、領域 Rは目標線幅

3 4 5

を 140nmに設定したものを用いて!/、る。この露光処理における露光量やフォーカス値の設定も、先に説明したステップ 102と同様である。

[0075] 続いて、上記ステップ 103と同様に、露光が終了したウェハ Wを現像処理し (ステツプ 303)、その後に、形成されたレジストパターンを上述の線幅測定装置 (ODP)を用

Vヽてスキヤテロメトリ技術により測定する (ステップ 304)。

[0076] 本例では、 1ショットの露光エリア S内（図 14参照）に領域 R

1〜Rに由来する 5つの 5

パターン部分が存在するので、露光エリア S毎に各パターン領域の中心部における線幅を測定し、これら線幅と露光エリア Sを露光した際に用いられたフォーカス値との関係を求める (ステップ 305)。このとき、露光装置 14の第 2制御部 32から各露光エリァ Sでの露光条件力インターフェース 33を介して第 1制御部 31へ送られて計算が行われ、例えば、図 22に示すようにテストパターンの領域 R 描かれ

1〜R毎に線がる。

5

そして、このステップ 305で得られた領域 R ンの線幅と各露光

1〜Rのレジストパター

5

エリア Sを露光した際に用いられたフォーカス値との関係力も球面収差を検出する (ステツプ 306)。

[0077] この図 22では、これら 5本の線において、線幅の極小値を与えるフォーカス値の最小値と最大値の差が球面収差となる。そして、この値が所定値以下力否かを判断する（ステップ 307)。

[0078] スキヤテロメトリ技術を用いた線幅測定装置 (ODP)では、 LERの影響を受けずに線幅の平均値が検出されるため、図 22の 5本の線において線幅の極小値を与えるフオーカス値の最小値と最大値を求めることが容易であり、これらのフォーカス値の差として表される球面収差を容易にかつ高精度で検出することができる。

[0079] そして、ステップ 307にお、て球面収差が所定値以下であると判断されれば、製品ウェハの処理に入り（ステップ 308)、その差が所定値を超えるならば、非点収差が小さくなるように、露光装置 14の光学系を調整する (ステップ 309)。これにより、非点収差を許容範囲内に抑えることができる。

[0080] なお、図 23に、参考例として、測長 SEMによる線幅測定結果を示す。この図に示すように、測長 SEMにより線幅測定を行った場合には、各線が折れ線になっており、線幅の極小値を与えるフォーカス値の最小値と最大値の判定が困難であることがわかる。このため、また、観察者によって球面収差の値の判断が異なるおそれがあり、高精度で球面収差を検出することは困難である。

[0081] なお、以上説明した実施形態は、あくまでも本発明の技術的内容を明らかにすることを意図するものであって、本発明はこのような具体例にのみ限定して解釈されるものではなぐ本発明の精神とクレームに述べる範囲で、種々に変更して実施することができるものである。

[0082] 例えば、同期精度検出方法において、ダミーウェハを用いた例を示したが、製品ゥェハにおける製品領域の外側に、テストパターンで露光を行い、製品ウェハを現像処理することによって得られるレジストパターンの穴形状を線幅測定装置 (ODP)により測定してもよい。また、楕円形の孔部がレジスト膜に形成されるような透過 Z不透過ノターンが形成されたテストパターンを用いてもよぐこの場合にもレジスト膜に形成された孔部のスキヤテロメトリ技術による測定形状 (大きさ、変形の具合)から、同期精度の良 ·不良を検出することができる。

[0083] また、スキヤテロメトリ技術によれば、レジストパターンの線幅 (パターンの上面の線幅）のみでなぐレジストパターンの底部の幅や側面の傾斜角を測定することもできるので、これらの測定値を基準に各種収差を求めて、露光装置 14の光学系を調整することちでさる。

[0084] さらに、上記実施形態においては基板として半導体ウェハに本発明を適用した場合にっ、て示したが、 FPD (フラットパネルディスプレイ）用のガラス基板におけるフォトリソグラフィー技術にも本発明を適用することができる。さらにまた、線幅測定装置（ ODP)の配置位置は、上記実施形態に示した位置に限らず、例えば、ウェハ搬送機構 21がアクセスできるような位置に配置してもよい。

産業上の利用可能性

[0085] 本発明は、半導体装置の製造、 FPDの製造に好適であり、特に穴径ゃ線幅が 160 nm以下微細パターンを形成するための露光装置の調整に有効である。

Claims

請求の範囲

[1] 基板にレジスト膜を形成することと、

前記レジスト膜をテストパターンが形成されたフォトマスクを用いて露光処理することと、

前記基板を現像処理することと、

前記テストパターンを用いて形成されるレジストパターンの形状をスキヤテロメトリ技術により測定することと、

測定された前記レジストパターンの形状を前記テストパターンの形状と比較することにより前記レジストパターンの変形度を把握することと、

把握された前記レジストパターンの変形度に基づいて露光装置の同期不良の有無を検出することと

を有する同期精度検出方法。

[2] 請求項 1の方法において、前記テストパターンは円形パターンまたは楕円形のバターンである、同期精度検出方法。

[3] 基板に形成されたレジスト膜を所定パターンで露光して露光パターンを形成する露光装置における同期精度を検出する同期精度検出システムであって、

基板上に形成されたレジスト膜をテストパターンが形成されたフォトマスクを用いて露光処理し、現像処理して得られたレジストパターンの形状をスキヤテロメトリ技術により測定するパターン形状測定装置と、

測定された前記レジストパターンの形状を前記テストパターンの形状と比較することにより前記レジストパターンの変形度を把握する手段と、

把握された前記レジストパターンの変形度に基づいて露光装置の同期不良の有無を検出する手段と

を有する同期精度検出システム。

[4] 請求項 3のシステムにおいて、前記テストパターンは円形パターンまたは楕円形のノ《ターンである、同期精度検出システム。

[5] 基板に形成されたレジスト膜を所定パターンで露光して露光パターンを形成する露光装置と、基板にレジスト膜を塗布し、露光後の露光パターンを現像するレジスト塗布 ·現像装置と、現像後のレジストパターンの形状をスキヤテロメトリ技術により測定するパターン形状測定装置とを有するシステムを、露光装置の同期精度を検出するようにコンピュータに制御させるコンピュータプログラムであって、

実行時に、

基板にレジスト膜を形成させる機能と、

前記レジスト膜をテストパターンが形成されたフォトマスクを用いて露光処理させる機能と、

前記基板を現像処理させる機能と、

前記テストパターンを用いて形成されるレジストパターンの形状をスキヤテロメトリ技術により測定させる機能と、

測定された前記レジストパターンの形状を前記テストパターンの形状と比較することにより前記レジストパターンの変形度を把握する機能と、

把握された前記レジストパターンの変形度に基づいて露光装置の同期不良の有無を検出する機能と

を有するコンピュータプログラム。

[6] 請求項 5のコンピュータプログラムにおいて、前記テストパターンは円形パターンまたは楕円形のパターンである、コンピュータプログラム。

[7] 基板にレジスト膜を形成することと、

前記レジスト膜を露光装置のレンズの収差を測定するためのテストパターンが形成されたフォトマスクを用い、露光量とフォーカス値をそれぞれ変化させて前記レジスト膜の複数の部位を逐次露光することと、

前記基板を現像処理することと、

前記テストパターンを用いて形成されるレジストパターンの形状を、前記部位毎に、かつ、前記部位の中の複数箇所で、スキヤテロメトリ技術により測定することと、得られたレジストパターンの形状とフォーカス値との関係を把握することと、これらの関係に基づいて、露光装置のレンズの収差を検出することと

を有する収差検出方法。

[8] 請求項 7の方法において、前記テストパターンは、一定の線幅の透過領域と不透過領域とが線状に交互に並べられたパターンである、収差検出方法。

[9] 請求項 7の方法において、前記収差は、像面収差、非点収差、球面収差のうちいずれかである、収差検出方法。

[10] 請求項 7の方法にぉ、て、前記パターン形状の測定は、パターンの線幅を測定することにより行われる、収差検出方法。

[11] 基板に形成されたレジスト膜を所定パターンで露光して露光パターンを形成する露光装置における収差を検出する収差検出システムであって、

露光装置のレンズの収差を測定するためのテストパターンが形成されたフォトマスクを用い、露光量とフォーカス値をそれぞれ変化させて前記レジスト膜の複数の部位を逐次露光して露光処理し、現像処理して得られたレジストパターンの形状をスキヤテロメトリ技術により測定するパターン形状測定装置と、

得られたレジストパターンの形状とフォーカス値との関係を把握する手段と、これらの関係に基づいて、露光装置のレンズの収差を検出する手段と

を有する収差検出システム。

[12] 請求項 11のシステムにおいて、前記テストパターンは、一定の線幅の透過領域と不透過領域とが線状に交互に並べられたパターンである、収差検出システム。

[13] 請求項 11のシステムにおいて、前記収差は、像面収差、非点収差、球面収差のうちいずれかである、収差検出システム。

[14] 請求項 11のシステムにおいて、前記パターン形状の測定は、パターンの線幅を測定することにより行われる、収差検出システム。

[15] 基板に形成されたレジスト膜を所定パターンで露光して露光パターンを形成する露光装置と、基板にレジスト膜を塗布し、露光後の露光パターンを現像するレジスト塗布 ·現像装置と、現像後のレジストパターンの形状をスキヤテロメトリ技術により測定するパターン形状測定装置とを有するシステムを、露光装置のレンズの収差を検出するようにコンピュータに制御させるコンピュータプログラムであって、

実行時に、

基板にレジスト膜を形成させる機能と、

前記レジスト膜を露光装置のレンズの収差を測定するためのテストパターンが形成されたフォトマスクを用い、露光量とフォーカス値をそれぞれ変化させて前記レジスト膜の複数の部位を逐次露光させる機能と、

前記基板を現像処理させる機能と、

前記テストパターンを用いて形成されるレジストパターンの形状を、前記部位毎に、かつ、前記部位の中の複数箇所で、スキヤテロメトリ技術により測定させる機能と、得られたレジストパターンの形状とフォーカス値との関係を把握する機能と、これらの関係に基づいて、露光装置のレンズの収差を検出する機能と

を有するコンピュータプログラム。

[16] 請求項 15のコンピュータプログラムにおいて、前記テストパターンは、一定の線幅の透過領域と不透過領域とが線状に交互に並べられたパターンである、コンピュータプログラム。

[17] 請求項 15のコンピュータプログラムにおいて、前記収差は、像面収差、非点収差、球面収差のうちいずれかである、コンピュータプログラム。

[18] 請求項 17のコンピュータプログラムにおいて、前記パターン形状の測定は、パターンの線幅を測定することにより行われる、コンピュータプログラム。