【手続補正書】
【提出日】平成16年9月17日(2004.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板上のレジストの複数のチップ領域にそれぞれデバイスパターンを露光し、加熱の後、現像によりデバイスパターンを形成するパターン形成方法において、
前記デバイスパターンの露光時に、潜像モニタ領域及び現像モニタ領域をデバイスパターンとともに前記被処理基板上のレジストの各チップ領域に露光する工程と、
前記露光工程後の加熱工程と現像工程の間で、複数のチップ領域の各潜像モニタ領域に対して特定波長の光を照射し、該潜像モニタ領域の反射光強度の測定を行う工程と、
測定結果に基づいて前記被処理基板内で代表的な条件で処理されているチップ領域を抽出する工程と、
前記デバイスパターンの現像中に、抽出されたチップ領域内に配置された前記現像モニタ領域に対して特定波長の光を照射し、該現像モニタ領域からの反射光強度変化に応じて現像を停止することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
前記デバイスパターンの現像の停止処理は、該現像モニタ領域からの反射光強度変化に基づいてデバイスパターンが所望寸法に仕上がる現像停止時間を予測することで行われることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記潜像モニタ領域の反射光強度は、測定を行った潜像モニタ領域Ａの反射光強度ＩAに対して前記光源の照射むらを考慮して規格化した規格化した反射光強度Ｉsであり、
予め取得している前記光源の照射むらが存在する画像中で前記モニタ領域の反射光強度をｉA、バックグランド反射光強度をＩbgndとしたとき、
前記反射光強度Ｉsは、
【数１】
2001168019.tif 000001
により与えられることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
被処理基板上のレジストにデバイスパターンとモニタ領域を露光し、該モニタ領域に対して光源からの照明光を照射して、該モニタ領域からの反射光強度に応じて現像を行うことによりデバイスパターンを形成するパターン形成方法において、
測定を行ったモニタ領域の反射光強度をＩA、予め取得している前記光源の照射むらが存在する画像中で前記モニタ領域の反射光強度をｉA、バックグランド反射光強度をＩbgndとしたとき、
前記光源の照射むらを考慮して規格化した前記モニタ領域Ａの反射光強度（Ｉs）は、
【数２】
2001168019.tif 000002
により与えられることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項５】
被処理基板上のレジストにデバイスパターンとモニタ領域を露光し、該モニタ領域に対して光源からの照明光を照射して、該モニタ領域からの反射光強度に応じて現像を行うことによりデバイスパターンを形成するパターン形成方法において、
測定を行ったモニタ領域の反射光強度をＩA、該モニタ領域Ａの近傍で時間的に形状が変化しない領域の反射光強度をＩB、予め取得している光源の照射むらの画像中で該モニタ領域の反射光強度をｉA、予め取得している光源の照射むらの画像中で前記形状が変化しない領域の反射光強度をｉB、バックグランド反射光強度をＩbgndとしたとき、
時間的な反射光強度の変動要因が補正された前記モニタ領域の反射光強度Ｉstは、
【数３】
2001168019.tif 000003
により与えられることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項６】
被処理基板上のレジストの複数のチップ領域にそれぞれデバイスパターンを露光し、加熱の後、現像によりデバイスパターンを形成するパターン形成方法において、
前記デバイスパターンの露光時に、潜像モニタ領域及び現像モニタ領域をデバイスパターンとともに前記被処理基板上のレジストの各チップ領域に露光する工程と、
前記露光工程後の加熱工程と現像工程の間で、複数のチップ領域の各潜像モニタ領域に対して特定波長の光を照射し、該潜像モニタ領域からの反射光強度から前記レジストの潜像深さを求める工程と、
測定された前記レジストの潜像深さに基づいて前記被処理基板内で代表的な条件で処理されているチップ領域を抽出する工程と、
前記デバイスパターンの現像工程の初期に、抽出されたチップ内に配置された前記モニタ領域に複数の波長の光を照射して前記レジストの下地の膜厚を測定する工程と、
測定された下地の膜厚から反射光強度しきい値を決定する工程と、
前記デバイスパターンの現像中に、抽出されたチップ領域内に配置された前記現像モニタ領域に対して特定波長の光を照射し、該現像モニタ領域からの反射光強度変化と前記決定された反射光強度しきい値に基づいて現像を停止することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項７】
現像工程の初期に前記レジストの下地の膜厚構成を測定する工程において、
前記下地の膜厚構成は、レジストが全面に形成されている領域とレジスト残膜０の領域との反射光強度比と、前記下地の膜厚との関係より求められることを特徴とする請求項６に記載のパターン形成方法。
【請求項８】
前記反射光強度しきい値を決定する工程において、
前記反射光強度しきい値は、予め求めている下地膜厚に対する反射光強度しきい値と下地膜厚との関係より決定されることを特徴とする請求項６に記載のパターン形成方法。
【請求項９】
被処理基板上のレジストの複数のチップ領域にそれぞれデバイスパターンを露光し、加熱の後、現像によりデバイスパターンを形成するパターン形成方法において、
前記デバイスパターンの露光時に、潜像モニタ領域及び現像モニタ領域をデバイスパターンとともに前記被処理基板上のレジストの各チップ領域に露光する工程と、
前記露光工程後の加熱工程と現像工程の間で、複数のチップ領域の各潜像モニタ領域に対して特定波長の光を照射し、該潜像モニタ領域の反射光強度を測定する工程と、
測定された反射強度から前記レジストの潜像深さを求める工程と、
測定された前記レジストの潜像深さに基づいて前記被処理基板内で代表的な条件で処理されているチップ領域を抽出する工程と、
前記デバイスパターンの現像工程中に、抽出されたチップ領域内の前記現像モニタ領域に特定波長の光を照射し、現像時間と反射光強度との関係の特異点からデバイスパターンが所望寸法に仕上がる現像停止時間を予測する工程と、
予測された現像停止時間に現像を停止させる工程とを含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項１０】
前記現像モニタ領域がホール或いはラインパターンで構成される場合、現像時間と反射光強度との関係の特異点はパターンの抜け時間であって、
前記現像停止時間は、予め求められているデバイスパターンが所望寸法に仕上がる時間と、前記パターンの抜け時間との関係をもとに予測することを特徴とする請求項９に記載のパターン形成方法。
【請求項１１】
前記現像モニタ領域がマスク上で特定の透過率を有するパターンで構成される場合、現像時間と反射光強度との関係の特異点は、レジストの抜け時間であって、
前記現像停止時間は、予め求められているデバイスパターンが所望寸法に仕上がる時間と、前記レジストの抜け時間との関係をもとに予測されることを特徴とする請求項９に記載のパターン形成方法。
【請求項１２】
前記レジストの潜像深さを求める工程において、
前記レジストの下地の膜厚が未知の場合、
前記特定波長の光が、前記レジストの膜厚と反射強度との関係において、該レジストの初期膜厚付近で前記関係が変曲点を示すと共に、該初期膜厚付近で位相が１８０゜異なる二つの波長の光であり、
前記二つの波長の反射光強度からそれぞれ求められた前記レジストの潜像深さを重み付け平均することにより前記レジストの前記潜像深さを求めること特徴とする請求項６又は９に記載のパターン形成方法。
【請求項１３】
前記レジストの潜像深さを求める工程において、
前記レジストの下地の膜厚が既知の場合、
前記潜像モニタ領域に対して、前記レジストの膜厚と反射強度との関係において該レジストの初期膜厚付近で前記関係が変曲点を示す波長の光を照射し、
予め求めている下地の膜厚に対する反射光強度とレジスト膜厚の関係をもとに、前記レジストの潜像深さを求めること特徴とする請求項６又は９に記載のパターン形成方法。
【請求項１４】
被処理基板上のレジストの複数のチップ領域にそれぞれデバイスパターンを露光し、加熱の後、現像によりデバイスパターンを形成するパターン形成方法において、
前記デバイスパターンの露光時に、潜像モニタ領域及び現像モニタ領域をデバイスパターンとともに前記被処理基板上のレジストの各チップ領域に露光する工程と、
前記露光工程後の加熱工程と現像工程の間で、複数のチップ領域の各潜像モニタ領域に対して特定波長の光を照射し、該潜像モニタ領域の反射光強度を測定する工程と、
測定された反射強度から前記レジストの潜像深さを求める工程と、
測定された前記レジストの潜像深さに基づいて前記被処理基板内で代表的な条件で処理されているチップ領域を抽出する工程と、
抽出された前記チップ領域内の前記現像モニタ領域に特定波長の光を照射し、反射強度に基づいてデバイスパターンが所望寸法に仕上がる現像停止時間を予測する工程と、
前記現像停止時間に基づいて現像を行う工程とを含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項１５】
前記現像停止時間を予測する工程は、抽出されたチップ領域内に配置された前記現像モニタ領域に対して前記加熱工程と前記現像工程との間に特定波長の光を照射し、前記現像モニタ領域からの反射光強度に基づいて行われることを特徴とする請求項１４に記載のパターン形成方法。
【請求項１６】
前記潜像モニタ領域と前記現像モニタ領域とは同じ領域であることを特徴とする請求項１，６，９，１４の何れかに記載のパターン形成方法。