【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にデバイスパターンを露光した後、現像によりレジストに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、各々のチップ毎にデバイス領域と共にモニタ領域を露光する工程と、
前記デバイスパターンの露光の後で現像の前に、前記基板内で露光時のフォーカス条件が設定値以内で、且つ露光量が平均的な値となっているチップを抽出する工程と、
前記レジストの現像時に、前記抽出したチップ内に配置された前記モニタ領域に光を照射し、該モニタ領域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工程と、
前記予測された現像停止時間に前記基板上に現像停止液を供給し、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２】
被処理基板上のレジストにデバイスパターンを露光した後、現像によりレジストに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、デバイス領域と共にモニタ領域を露光する工程と、
前記レジストの現像時に、前記モニタ領域に複数の波長の光を照射し、該モニタ領域から反射される反射光強度の波長分散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、
前記予測された現像停止時間に前記基板上に現像停止液を供給し、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３】
被処理基板上のレジストにデバイスパターンを露光した後、現像によりレジストに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、デバイス領域と共にモニタ領域を露光する工程と、
前記レジストの現像時に、前記モニタ領域に複数の波長の光を照射し、該モニタ領域から反射される反射光の強度変化を位相変化に変換し、変換した位相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、
前記予測された現像停止時間に前記基板上に現像停止液を供給し、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４】
前記モニタ領域は、デバイスパターンの中のメモリセル領域であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のパターン形成方法。
【請求項５】
前記モニタ領域は、露光装置でのレベリング時の平坦度の情報を基にチップ内で平均的な平坦度を示す位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のパターン形成方法。
【請求項６】
前記チップを抽出する際に、露光装置でのレベリング時の平坦度の情報を基に、モニタ領域のフォーカス値と設定フォーカス値のずれを読み取り、ずれの値が所定値以下であるチップを抽出することを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項７】
前記チップを抽出する際に、複数のチップに対して、モニタ領域の反射光強度を複数の波長に対して測定した結果を基に、平均的な条件となっているチップを抽出することを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項８】
前記チップを抽出する際に、複数のチップに対して、モニタ領域の潜像深さを測定した結果を基に、平均的な条件となっているチップを抽出することを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項９】
前記現像停止時間を予測する工程は、前記モニタ領域に複数の波長の光を照射し、該モニタ領域から反射される反射光の強度変化の特異点となる時間から現像停止時間を予測することを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項１０】
前記現像停止時間を予測する工程は、前記モニタ領域に複数の波長の光を照射し、該モニタ領域から反射される反射光の強度変化の特異点となる時間と、露光装置から得られるモニタ領域のフォーカス値とから現像停止時間を予測することを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項１１】
前記現像停止時間を予測する工程は、前記モニタ領域に複数の波長の光を照射し、該モニタ領域から反射される反射光の強度変化の特定時間における反射率から現像停止時間を予測することを特徴とする請求項１又は２記載のパターン形成方法。
【請求項１２】
前記現像停止時間を予測する工程は、前記モニタ領域に複数の波長の光を照射し、該モニタ領域から反射される反射光の強度変化の特定時間における反射率と、露光装置から得られるモニタ領域のフォーカス値とから現像停止時間を予測することを特徴とする請求項１又は２記載のパターン形成方法。
【請求項１３】
前記現像停止時間を予測する工程は、前記モニタ領域に複数の波長の光を照射し、該モニタ領域から反射される反射光の強度変化の特定時間における反射率と、反射光の強度変化の特異点となる時間とから現像停止時間を予測することを特徴とする請求項１又は２記載のパターン形成方法。
【請求項１４】
前記モニタ領域から反射される反射光の強度変化の特定時間と反射光の強度変化の特異点となる時間は、現像時において別の時間帯に設定されていることを特徴とする請求項１３記載のパターン形成方法。
【請求項１５】
前記現像停止時間を予測する工程は、前記モニタ領域に複数の波長の光を照射し、該モニタ領域から反射される反射光の強度変化を位相変化に変換し、位相が所望値になった時点から現像停止時間を予測することを特徴とする請求項１又は３記載のパターン形成方法。
【請求項１６】
前記現像停止時間を予測する工程は、前記モニタ領域に複数の波長の光を照射し、該モニタ領域から反射される反射光の強度変化を位相変化に変換し、特定時間の位相から現像停止時間を予測することを特徴とする請求項１又は３記載のパターン形成方法。
【請求項１７】
前記現像停止時間を予測する工程は、前記モニタ領域に複数の波長の光を照射し、該モニタ領域から反射される反射光の強度変化を位相変化に変換し、複数の時間の位相から現像停止時間を予測することを特徴とする請求項１又は３記載のパターン形成方法。
【請求項１８】
前記現像停止時間を予測する工程は、前記モニタ領域に複数の波長の光を照射し、該モニタ領域から反射される反射光の強度変化を位相変化に変換し、特定時間の位相と位相０になる時間とから現像停止時間を予測することを特徴とする請求項１又は３記載のパターン形成方法。
【請求項１９】
露光と現像の間の工程で、レジストパターンのモニタ領域の位置を検出するパターン位置検出方法において、
パターン位置検出の基準情報として、既に加工されている下層パターンの配置情報を用い、下層パターンの位置検出結果と、現在加工しているレジストパターンのモニタ領域と下層パターンの位置関係を基に、レジストパターンのモニタ領域の位置を検出することを特徴とするパターン位置検出方法。
【請求項２０】
前記現像停止時間の予測を、露光工程と現像工程の間で行うことを特徴とする請求項１又は２記載のパターン形成方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
図１１にフォーカスが変動した場合の、露光量と特異点となる時間の関係を示す。本実施形態では、Ｓ４でジャストフォーカスであることが分かっていて、図８の強度変化から特異点となる時間が１０秒であることが分かるため、図１２の関係より、現像時間が５４秒と求められる。従って、５４秒で現像を終了させる（ステップＳ１２）。
本実施形態では、ウェハを代表するチップ２を抽出し（Ｓ８）、そのチップを現像中にモニタすることで現像停止時間を求めた（Ｓ１１）が、抽出したチップの潜像をモニタし、現像停止時間を求めることも可能である。例えば、チップ２では潜像のモニタ結果として、膜減りが１１．５ｎｍと求められており（図７）、この結果と図６より露光量を求めることができる。さらに、図１２の関係をもとに現像停止時間を求めることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
図１７にフォーカスが変動した場合の、露光量と現像時間３０秒での寸法の関係、図１８にフォーカスが変動した場合の、露光量と特異点となる時間の関係を示す。現像時間３０秒での寸法が２０５ｎｍ、特異点となる時間が１１秒と計測されたので、露光量が２０．５ｍＪ、フォーカスが０．３μｍと計測された。これから現像時間を算出するが、フォーカスは基本的にはジャストの状態になるように、露光装置側では設定しているため、モニタしている領域がずれていると考えられるため、現像時間は算出した露光量から求める。従って、前記図１２の関係より、現像時間が５４秒と求められる。従って、５４秒で現像を終了させる（ステップＳ１２）。
本実施形態では、ウェハを代表するチップ１を抽出し（Ｓ８）、そのチップを現像中にモニタすることで現像停止時間を求めた（Ｓ１１）が、抽出したチップの潜像をモニタし、現像停止時間を求めることも可能である。例えば、チップ１では潜像のモニタ結果として、膜減りが１１．４ｎｍと求められており（図１４）、この結果と図６より露光量を求めることができる。さらに、図１２の関係をもとに現像停止時間を求めることができる。