(57)【要約】【課題】露光装置のフォーカスの変動を検知するためのフォーカス測定用テストパターンが面内に配置されたフォトマスクであって、露光装置を停止させることなく露光装置のフォーカス変動を簡便に安定して検知することを可能ならしめるフォトマスクを提供する。【解決手段】テストパターンは正方形状の領域３内にあって、領域の隣り合う２辺の一組をそれぞれＸ軸、Ｙ軸、その交点を原点としたとき、幅の太いＬ字状線パターン１が、領域のＸ軸及びＹ軸に接し、両端部１１、１２が領域境界まで伸びるように形成され、幅の細いＬ字状線パターン２が、その両端部が領域境界まで伸びるように、太いＬ字状線パターンに平行にかつ隣接して形成され、さらに他の細いＬ字状線パターン２１が、同じ幅でその両端部が領域境界まで伸びるように、前記細いＬ字状線パターンに平行に隣接して形成され、同様にして複数の細いＬ字状線パターンが形成されたことを特徴とする。【選択図】図１
2006308855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光装置を管理するためのテストパターンが面内に配置されたフォトマスクであって、
テストパターンは正方形状の領域内にあって、領域の隣り合う２辺の一組をそれぞれＸ軸、Ｙ軸、その交点を原点としたとき、幅の太いＬ字状線パターンが、領域のＸ軸及びＹ軸に接し、両端部が領域境界まで伸びるように形成され、幅の細いＬ字状線パターンが、その両端部が領域境界まで伸びるように、太いＬ字状線パターンに平行にかつ隣接して形成され、さらに他の細いＬ字状線パターンが、同じ幅でその両端部が領域境界まで伸びるように、前記細いＬ字状線パターンに平行に隣接して形成され、同様にして複数の細い同じ幅のＬ字状線パターンが平行に隣接して形成されたことを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、テストパターンは、正方形の中抜きパターンの内部にあって、テストパターン領域が、中抜きパターンの境界と等間隔になるように形成されていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項３】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、長方形状パターンが、テストパターン領域から等間隔になるように領域の四方に形成されていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項４】
請求項１〜請求項３いずれか１項に記載のフォトマスクを所定のフォーカスが設定された露光装置に設置し、レジストの塗布された基板に露光・現像処理し形成した細いＬ字状線のレジストパターンが、所定のフォーカスにしたがったＬ字状線の長さで、バラツキの少ないパターンに形成される、細いＬ字状線パターンが形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３いずれか１項に記載のフォトマスク。
【請求項５】
請求項１〜請求項４いずれか１項に記載のフォトマスクにおいて、テストパターンを構成する各々の細いＬ字状線パターンは、先端部になるに従い細くなり、線パターンの中心線は、Ｘ軸またはＹ軸に平行になっていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項６】
請求項１〜請求項４いずれか１項に記載のフォトマスクにおいて、テストパターンを構成する各々の細いＬ字状線パターンは、先端部にノッチが形成されたことにより、先端部になるに従い細くなっていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項７】
請求項１〜請求項６いずれか１項に記載のフォトマスクを所定のフォーカスが設定された露光装置に設置し、レジストの塗布された基板に露光・現像処理し形成した太いＬ字状線のレジストパターンが、所定のフォーカスを変動して形成した場合、細いＬ字状線のレジストパターンに比しフォーカスの変動の影響を受けない太いＬ字状線パターンが形成されることを特徴とする請求項１〜請求項６いずれか１項に記載のフォトマスク。
【請求項８】
請求項１〜請求項７いずれか１項に記載のフォトマスクにおいて、テストパターンが、フォトマスクの面内に複数個配置されていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項９】
請求項１〜請求項８いずれか１項に記載のフォトマスクを所定のフォーカスが設定された露光装置に設置し、レジストの塗布された基板に露光・現像処理しレジストパターンを形成し、細いＬ字状線のレジストパターンの端部の、マスクのテストパターン領域に対応するレジストパターン上の領域の境界からのＸ軸方向またはＹ軸方向のズレを測定し、端部が一定値ずれたパターンであるときをベストフォーカスと設定し、測定した端部のズレと設定した端部のズレとを比較してフォーカスを管理することを特徴とする露光装置の管理方法。
【請求項１０】
請求項８に記載のフォトマスクを所定のフォーカスが設定された露光装置に設置し、レ
ジストの塗布された基板に露光・現像処理しレジストパターンを形成し、細いＬ字状線のレジストパターンの端部のマスクのテストパターン領域に対応するレジストパターン上の領域の境界からのＸ軸方向およびＹ軸方向のズレを測定し、測定値の偏移により、レベリングまたは／および収差の変動を管理することを特徴とする露光装置の管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は感光基板上にパターンを露光するためのフォトマスク及びそれを用いた露光装置の管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ（LargeScale Integrated Circuit）やＣＣＤ（Charge Couple Device）や磁気ヘッドなどの製造において、リソグラフィ技術を用いたパターンの製造過程においては、必要とするパターンが形成されたフォトマスクと露光装置とを用いて、ウェハ等にフォトレジストを塗布した感光基板上にパターンを露光して製造する。近年は、ＬＳＩ等の回路パターンの微細化に伴い、より高精度な微細加工技術が求められ、それを実現するために、露光装置において高精度な装置状態の管理がより一層必要とされている。そのため、露光装置のメーカーでは、下記の方法により露光装置の装置状態の管理を行なう方法をとっている。図５は、この方法に係るレジストパターンの説明図である。すなわち、フォトマスクに形成されたフォーカス管理用くさび型マーク（ＳＭＰ）（図５（ａ））をウエハ上に転写して、一旦露光装置を停止して、その長さを露光装置に内蔵するＣＣＤカメラを用いて測定することにより、定期的にベストフォーカスの確認を行なう。レジストを塗布した基板に、図５（ａ）のくさび型パターンの形成されたマスクを利用し露光装置に設置し、露光・現像した場合、ベストフォーカスであれば図５（ｂ）の中央のようなくさび型のレジストパターンが得られる。これに対し、フォーカスを変え（具体的には、基板の位置を光軸方向の上下に移動し）、露光・現像すると、図５（ｂ）の左右に描いたパターンのように、ベストフォーカスの位置から離れるに従って、短いパターンとなる。図５（ｃ）は、フォーカスを、ベストフォーカスの値を中心とし、その値を＋、−方向に変化したときの、レジストパターンの長さの変化を示している。
【０００３】
さらに、ウエハ上に転写されたショットのセンターとショットコーナーのフォーカス差等を、同じようにくさび型パターンを転写し、その長さを測定し、ショット内の総合フォーカス差を確認する。また、同様にしてレベリングや収差の管理を行っている。
【０００４】
このような露光装置の管理方法では、露光装置で測定を行なうために、露光装置の停止時間が長くなり、生産性を低下させる恐れがある。別な観点から、特許文献１で示されるようなデフォーカス測定用パターンを用いることにより、相対的な位置の変動からフォーカス変動の正負方向を知る方法もあるが、パターンが非常に微細であるがゆえに過敏な変動を示し、安定した数値を得ることは困難である。
【０００５】
以下に公知文献を記す。
【特許文献１】特開２００４−１７０９４７号公報
【特許文献２】特開平０６−１２０１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、露光装置を停止させることなく、露光装置のフォーカス変動を簡便に安定して検知することを可能ならしめるフォトマスク及びそれを用いた露光装置の管理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は係る問題点に鑑みなされたもので、請求項１の発明は、露光装置を管理するためのテストパターンが面内に配置されたフォトマスクであって、テストパターンは正方形状の領域内にあって、領域の隣り合う２辺の一組をそれぞれＸ軸、Ｙ軸、その交点を原点としたとき、幅の太いＬ字状線パターンが、領域のＸ軸及びＹ軸に接し、両端部が領域境界まで伸びるように形成され、幅の細いＬ字状線パターンが、その両端部が領域境界まで伸びるように、太いＬ字状線パターンに平行にかつ隣接して形成され、さらに他の細いＬ字状線パターンが、同じ幅でその両端部が領域境界まで伸びるように、前記細いＬ字状線パターンに平行に隣接して形成され、同様にして複数の細い同じ幅のＬ字状線パターンが平行に隣接して形成されたことを特徴とするフォトマスクとしたものである。
【０００８】
本発明の請求項２の発明は、請求項１に記載のフォトマスクにおいて、テストパターンは、正方形の中抜きパターンの内部にあって、テストパターン領域が、中抜きパターンの境界と等間隔になるように形成されていることを特徴とするフォトマスクとしたものである。
【０００９】
本発明の請求項３の発明は、請求項１に記載のフォトマスクにおいて、長方形状パターンが、テストパターン領域から等間隔になるように領域の四方に形成されていることを特徴とするフォトマスクとしたものである。
【００１０】
本発明の請求項４の発明は、請求項１〜請求項３いずれか１項に記載のフォトマスクを所定のフォーカスが設定された露光装置に設置し、レジストの塗布された基板に露光・現像処理し形成した細いＬ字状線のレジストパターンが、所定のフォーカスにしたがったＬ字状線の長さで、バラツキの少ないパターンに形成される、細いＬ字状線パターンが形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３いずれか１項に記載のフォトマスクとしたものである。
【００１１】
本発明の請求項５の発明は、請求項１〜請求項４いずれか１項に記載のフォトマスクにおいて、テストパターンを構成する各々の細いＬ字状線パターンは、先端部になるに従い細くなり、線パターンの中心線は、Ｘ軸またはＹ軸に平行になっていることを特徴とするフォトマスクとしたものである。
【００１２】
本発明の請求項６の発明は、請求項１〜請求項４いずれか１項に記載のフォトマスクにおいて、テストパターンを構成する各々の細いＬ字状線パターンは、先端部にノッチが形成されたことにより、先端部になるに従い細くなっていることを特徴とするフォトマスクとしたものである。
【００１３】
本発明の請求項７の発明は、請求項１〜請求項６いずれか１項に記載のフォトマスクを所定のフォーカスが設定された露光装置に設置し、レジストの塗布された基板に露光・現像処理し形成した太いＬ字状線のレジストパターンが、所定のフォーカスを変動して形成した場合、細いＬ字状線のレジストパターンに比しフォーカスの変動の影響を受けない太いＬ字状線パターンが形成されることを特徴とする請求項１〜請求項６いずれか１項に記載のフォトマスクとしたものである。
【００１４】
本発明の請求項８の発明は、請求項１〜請求項７いずれか１項に記載のフォトマスクにおいて、テストパターンが、フォトマスクの面内に複数個配置されていることを特徴とするフォトマスクとしたものである。
【００１５】
本発明の請求項９の発明は、請求項１〜請求項８いずれか１項に記載のフォトマスクを所定のフォーカスが設定された露光装置に設置し、レジストの塗布された基板に露光・現像処理しレジストパターンを形成し、細いＬ字状線のレジストパターンの端部の、マスク
のテストパターン領域に対応するレジストパターン上の領域の境界からのＸ軸方向またはＹ軸方向のズレを測定し、端部が一定値ずれたパターンであるときをベストフォーカスと設定し、測定した端部のズレと設定した端部のズレとを比較してフォーカスを管理することを特徴とする露光装置の管理方法としたものである。
。
【００１６】
本発明の請求項１０の発明は、請求項８に記載のフォトマスクを所定のフォーカスが設定された露光装置に設置し、レジストの塗布された基板に露光・現像処理しレジストパターンを形成し、細いＬ字状線のレジストパターンの端部のマスクのテストパターン領域に対応するレジストパターン上の領域の境界からのＸ軸方向およびＹ軸方向のズレを測定し、測定値の偏移により、レベリングまたは／および収差の変動を管理することを特徴とする露光装置の管理方法としたものである。
＜作用＞
本発明のフォトマスクを用いて、レジストを塗布したウエハ等の感光基板上に露光・現像処理を行ない、その後、光学顕微鏡を備えた重ね合わせ測定装置にてレジストのテストパターンを安定して簡便に測定することで、露光装置のフォーカス変動を、あたかも位置がずれたかのような測定結果を得ることにより確認することができる。使用者は、上記の測定結果よりその露光装置の状態の変化が確認されたときのみ、露光装置に定められた方法にて、露光装置を停止して、補正、確認をすればよい。したがって、従来の技術のように、「フォーカス管理用くさび型マーク（ＳＭＰ）」を用いて、露光装置を停止したうえで、露光装置に内蔵するＣＣＤカメラを用いて測定を行なうことがないので、露光装置の停止時間を削減することができる。また、露光装置管理用テストパターンをフォトマスク面内の複数箇所に設置することにより、露光装置を用いてウエハ上に転写し、測定を行なうことによって、コマ収差以外の単色収差の有無を確認することが可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の請求項１〜請求項１０いずれか１項に係るフォトマスク及びそれを用いた露光装置の管理方法によれば、露光装置を停止させることなく、露光装置のフォーカス変動を安定して簡便に検知でき、さらに、フォーカス変動があればそのまま補正することができるので、露光装置の生産性を低下させることを回避した露光装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明を実施するための最良の形態につき説明する。
【００１９】
図１（ａ）は本発明のフォトマスクの面内に形成された露光装置管理用テストパターンの例である。本発明のフォトマスクは、露光装置を管理するためのテストパターンが面内に配置されたフォトマスクである。テストパターンは正方形状の領域３内にあって、領域の隣り合う２辺の一組をそれぞれＸ軸、Ｙ軸、その交点を原点Ｏとしたとき、幅の太いＬ字状線パターン１が、領域のＸ軸及びＹ軸に接し、両端部１１、１２が領域境界まで伸びるように形成されている。さらに幅の細いＬ字状線パターン２が、その両端部が領域境界まで伸びるように、太いＬ字状線パターンに平行にかつ隣接して形成される。またさらに、他の細いＬ字状線パターン２１が、同じ幅でその両端部が領域境界まで伸びるように、前記細いＬ字状線パターンに平行に隣接して形成される。同様にして複数の細い同じ幅のＬ字状線パターンが平行に隣接して形成されている。なお図では説明のため、線パターンは領域３から故意に離して作成してある。
【００２０】
図３（ａ）は、このようなフォトマスクを露光装置に設置し、レジストを塗布した感光基板に、ベストフォーカスで露光し、現像処理して形成したレジストパターンを示した説明図である。ベストフォーカスで露光した場合、ほぼ縮小されたマスクパターン通りにレジストパターンが形成される。フォーカスがベストフォーカスからずれていた場合、図３
（ｂ）に示したように、細い線パターンは太い線パターンに対し短くなり、その端部が移動する。これは図５に示したように、ベストフォーカスからずれるに従い、細い線分が短くなるためである。但し、最外殻のL字状線パターンは他と比べて太く(例えば、他の約３〜１０倍)作られているために、あまり変化せず、安定している。したがってこの移動した細い線パターンの端部を結んだ線からなる境界線の位置を測定し、太い線パターンの端部からのＸ軸方向または、Ｙ軸方向のズレを求めることによって、ベストフォーカスからのズレを安定して簡便に検出することが出来る。すなわち、予め、一定量ずつフォーカスを変動させ、そのときの変動量と上記レジストテストパターンのズレの測定値との関係を得ておき、実際にフォーカスが変動した際に、フォーカスがどのくらいずれたのかを推定することが可能となる。これから、露光装置のフォーカス、レベリング、収差等の管理が出来る。
【００２１】
また本発明のフォトマスクは、テストパターンは、正方形の中抜きパターン４の内部にあって、テストパターン領域３が、中抜きパターン４の境界と等間隔になるように形成されている。このようにマスクのテストパターンを形成し、レジストを塗布した基板に露光・現像処理し、レジストパターンを形成すると、図３のようにレジストの中抜きバターンの境界と、テストパターンの境界との間隔を測定することによって、簡便にベストフォーカスからのズレが解る。以下に、境界のズレを重ね合わせ計測機で簡便に測定する方法を示す。図６は、重ね合わせ計測機で、重ね合わせのズレを測定用パターンから測定する一般の方法を例示した説明図である。図６（ａ）（ｃ）は、Ｂｏｘ  ｉｎ  ｂｏｘタイプのパターンを形成したマスクを用いた例を、平面で見た図（上図）と断面で見た図（下図）を示している。この例では、基板に所定のマスクによりベタのパターン１０を形成し所定のプロセスを終え、つぎに別のマスクを利用し別のベタのパターン２０を形成する。そして重ね合わせ計測機では図６（ｃ）で示す様にこの二つのパターンの境界線間の距離を２ヶ所測定し、比較してパターン１０とパターン２０のズレを測定するものである。図６（ｄ）にずれている例を示した。図３（ｂ）の本願発明に係るパターンを重ね合わせ計測機で測定した場合、上記のような測定方法から、フォトマスク上のＸ軸、Ｙ軸および原点Ｏのレジストパターン上に対応する軸および位置をＸ’、Ｙ’、Ｏ’とすれば、太いＬ字状線パターンのＸ’軸、Ｙ’軸に接した線Ｐ、Ｑと、細いＬ字状線パターンの端部を通るＸ’軸、Ｙ’軸に平行な線Ｍ、Ｎとで囲まれたレジストのテストパターン領域を、内部のパターンと認識する。内部のパターン外にはみ出た太い線は無視される。さらに中抜きバターンの境界を外側のパターンの境界と認識し、その境界線の２ヶ所を測定しズレを測定することになる。あたかもテストパターン領域が、図６（ｄ）のようにずれたかのように測定する。したがってこれからベストフォーカスのズレを測定できる。たとえば、直線Ｎと中抜きパターンの境界とのＸ軸方向の距離をＡ（これは、直線Ｍと中抜きパターンの境界とのＹ軸方向の距離に等しい）、直線Ｑと中抜きパターンの境界とのＸ軸方向の距離をＢ（これは、直線Ｐと中抜きパターンの境界とのＹ軸方向の距離に等しい）とする。これから、マスクのテストパターンに対応するレジストパターンの境界から直線Ｎまでの距離は、（Ａ−Ｂ）／２として求められる。これは、太いＬ字状レジストパターンのＸ軸方向の端部から、直線ＮまでのＸ軸方向の距離にほぼ等しい。これから、露光装置を停止すること無く、露光装置のフォーカス、レベリング、収差等の管理が出来る。
【００２２】
また本発明のフォトマスクは、長方形状パターンが、テストパターン領域から等間隔になるように領域の四方に形成されている。このようにマスクのテストパターンを形成し、レジストを塗布した基板に露光・現像処理し、レジストパターンを形成すると、長方形状パターンの境界と、テストパターンの境界との間隔を測定することによって、ベストフォーカスからのズレが解る。このパターンは重ね合わせ計測機の測定用パターンがＢａｒ  ｉｎ  ｂａｒタイプに対応している。図６（ｂ）は、Ｂａｒ  ｉｎ  ｂａｒタイプのパターンを形成した例を平面で見た図（上図）と断面で見た図（下図）を示している。この例では、上記Ｂｏｘ  ｉｎ  ｂｏｘタイプの場合と同様に、基板に所定のマスクにより四つ
の長方形状のパターンを正方形状に配置したパターン１０を形成し、つぎに別のマスクを利用しパターン１０の内部に、同じように四つの長方形状のパターンを正方形状に前記パターン１０に平行に近接してパターン２０を形成する。そして重ね合わせ計測機では各四つの長方形状のパターンをベタパターンと認識し、上記の場合と同様に、図６（ｃ）で示す様にこの二つのパターンの境界線間の距離を２ヶ所測定し、比較してズレを測定するものである。これから、Ｂａｒ  ｉｎ  ｂａｒタイプのパターンでも同様に、ベストフォーカスのズレを測定できる。これから、露光装置を停止すること無く、露光装置のフォーカス、レベリング、収差等の管理が出来る。フォーカス管理では、テストパターンはフォトマスクのなるべく中央部に配置し、レベリングや収差の管理では、複数のテストパターンをフォトマスクに配置する。
【００２３】
また本発明のフォトマスクでは、フォトマスクを所定のフォーカスが設定された露光装置に設置し、レジストの塗布された基板に露光・現像処理し形成した細いＬ字状線のレジストパターンが、所定のフォーカスにしたがったＬ字状線の長さで、バラツキの少ないパターンに形成される、細いＬ字状線パターンが形成されている。これは、細いＬ字状線パターンが細すぎると、レジストパターンを形成した場合、その線の長さが、フォーカスが同じでもばらついてしまい、安定しない。したがってレジストパターンの線の幅を同じフォーカスに対しては、ばらつかずにおなじ線の長さになるようにフォトマスクを設計する。これは、種々の幅の線パターンをフォトマスクに形成し、フォーカス変動に対する再現性を実験することにより、適切な幅のパターンを得られる。
【００２４】
また本発明のフォトマスクでは、テストパターンを構成する各々の細いＬ字状線パターンは、先端部になるに従い細くなり、線パターンの中心線は、Ｘ軸またはＹ軸に平行になっている。図１（ｃ）に、本テストパターンの例を示した。なお、この場合先端の鋭角部は適宜、切り取った形にしても良い。細いＬ字状線パターンとしては、図１（ｂ）のように、細長い長方形状も良いが、本例のようなパターンにすることによって、フォーカス変動による細いＬ字状線パターンの変化を大きくでき、フォーカス変動を精度良く測定できる。
【００２５】
また本発明のフォトマスクでは、テストパターンを構成する各々の細いＬ字状線パターンは、先端部にノッチが形成されたことにより、先端部になるに従い細くなっている。図１（ｄ）に、本テストパターンの例を示した。これも同様に、フォーカス変動による細いＬ字状線パターンの変化が大きくでき、フォーカス変動を精度良く測定できる。
【００２６】
また本発明のフォトマスクでは、フォトマスクを所定のフォーカスが設定された露光装置に設置し、レジストの塗布された基板に露光・現像処理し形成した太いＬ字状線のレジストパターンが、所定のフォーカスを変動して形成した場合、細いＬ字状線のレジストパターンに比しフォーカスの変動の影響を受けない太いＬ字状線パターンが形成される。このようにすることで、細いＬ字状線のレジストパターンに比し、太いＬ字状線のレジストパターンはレジスト形状が崩れにくい。
このため、テストパターンの太いＬ字状線パターンを形成する線のうちＸ軸及びＹ軸に接した線に対応したレジストパターンの線の形状や、太いＬ字状線パターンの端部の形状がフォーカス変動によらす安定して形成できる。したがって、重ね合わせ計測機等による測定領域のパターン認識が安定してできる。
【００２７】
また本発明のフォトマスクでは、フォーカス測定用テストパターンが、フォトマスクの面内に複数個配置されている。図２は、テストパターンをフォトマスクの隣り合う二辺に接近して平行に複数配置した例を、平面で見た説明図である。本フォトマスクを利用しテストパターンをウエハ上に転写し、ショット中央を含めたショット内数点を測定することにより、ウエハステージのレベリング、レンズの収差の影響の有無を確認することも可能
である。すなわち、ベストフォーカスからのズレの分布が、ショット内で一方向に傾いていれば、レベリングが解る。また、ズレの分布に偏移があればレンズの収差の影響が確認できる。これから、露光装置を停止すること無く、露光装置のレベリング、収差等の管理が出来る。
【００２８】
また本発明のフォーカスの管理方法では、本発明のフォトマスクを所定のフォーカスが設定された露光装置に設置し、レジストの塗布された基板に露光・現像処理しレジストパターンを形成する。そして細いＬ字状線のレジストパターンの端部の、マスクのテストパターン領域に対応するレジストパターン上の領域の境界からのＸ軸方向またはＹ軸方向のズレを測定する。端部が一定値ずれたパターンであるときをベストフォーカスと設定し、測定した端部のズレと設定した端部のズレとを比較してフォーカスを管理する。
【００２９】
本発明のフォトマスクを利用し、一定量ずつフォーカスを変動させ、そのときのテストパターンのレジストパターンでのズレの測定値との関係を例示したものが、図４（ａ）である。ズレの測定値は、細いＬ字状線のレジストパターンの端部と、太いＬ字状線のレジストパターンの端部との、Ｘ軸方向またはＹ軸方向のズレの値である。図４（ａ）のように、露光機におけるベストフォーカス値をセンターフォーカスとすると、フォーカスがずれた際、＋方向か−方向かの判断が困難である。そこで、図４（ｂ）のように、一定値分ベストフォーカスから離したところをセンターフォーカス（新たなベストフォーカス）と設定すると、＋方向にずれたときにはセンターフォーカスで測定した値より小さい値が、−方向にずれたときには大きい値が測定値として得られる。このことにより露光機のフォーカス変動を、その方向も捕らえることができる。すなわち、レジストパターンが図３（ａ）のようなフォトマスクのテストパターンに対応しておらず、図３（ｂ）のようにズレたパターンを、新たなベストフォーカス値として設定する。ただし、一定値分ベストフォーカスを離すとき、一定値の値は、焦点深度等の、許容範囲が満たされる範囲内とする。このようにすることによって、測定したズレの値が設定した値に対し大小が解るので、フォーカス値の変動の方向を明確に出来る。
【００３０】
図７は、フォーカスと描画パターンとの具体的な測定例（デフォーカス特性）である。感光材を塗布したシリコンウェハー基板上に、露光装置で線幅及び線間が０．３μｍの万線パターンを露光し、現像してパターン形成した。これを、フォーカス量を変化したときのＣＤ値（パターン線幅）を測定した。このとき、露光量を１６０〜２６０ｍＪ／ｃｍ2の範囲でパラメータとして変えた。露光量が２００ｍＪ／ｃｍ2以上では、パターン線幅が設計値（０．３μｍ）よりも大きくなり、パターンが短絡する恐れがあり、最適値として２４０ｍＪ／ｃｍ2と設定した。図８は、このときのデフォーカス特性の一部を拡大した図である。これから解るように、露光量２４０ｍＪ／ｃｍ2、フォーカス０．４μｍを中心として考えると、それより＋側にフォーカスがずれたときは、ＣＤ値の測定結果は小さくなり、−側にフォーカスがずれたときは大きくなる。したがってこのフォーカス値をもとに、本願のフォトマスクを形成すれば、本願の作用効果が得られる。図９は、本測定例を基にして作成したテストパターンとフォーカス変動との関係を示した説明図である。図９（ｂ）は、フォーカス０．４のテストパターンを示しており、図９（ａ）は、フォーカスが０．４より小さい場合、図９（ｃ）は、０．４より大きい場合である。これらのテストパターンを上記の条件で、露光装置で露光し、現像してシリコンウェハー上に作成した。これから、重ね合わせ測定機を用い、テストパターンのズレ量をフォーカス変動に対し測定した。この測定結果を図１０に示した。これから解るように、テストパターンのズレ量とフォーカス変動とは、実際に比例した関係にあることが確認できた。したがってこの図（ズレ量とフォーカス変動の特性）を予め作成しておくことにより、テストパターンのズレ量を測定することで、フォーカス中心を０．４として、フォーカス変動量がその方向も含め、求めることが出来る。
【００３１】
また本発明の露光装置の管理方法では、本発明の、テストパターンが面内に複数個配置されているフォトマスクを、所定のフォーカスが設定された露光装置に設置し、レジストの塗布された基板に露光・現像処理しレジストパターンを形成する。そして細いＬ字状線のレジストパターンの端部の、マスクのテストパターン領域に対応するレジストパターン上の領域の境界からの、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のズレを測定する。この測定値の偏移により、レベリングまたは／および収差の変動を管理することができる。
【００３２】
複数のテストパターンが例えば、図２のように配置されたマスクを用い、基板にレジストパターンを形成し、上記のように細いＬ字状線のレジストパターンの端部の、マスクのテストパターン領域に対応するレジストパターン上の領域の境界からの、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のズレを測定する。すなわち具体例として、重ね合わせ測定機によリ、図６（ｄ）の直線Ｎと中抜きパターンの境界とのＸ軸方向の距離Ａと、直線Ｍと中抜きパターンの境界とのＹ軸方向の距離Ａ’とを測定する。そして、上記のようにフォーカスからのズレが測定できる。ベストフォーカスからのズレの分布が、ショット内で一方向に傾いていれば、レベリングが解る。また、ズレの分布に偏移があればレンズの収差の影響が確認できる。このように、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のズレを測定することで、レベリングや収差の変動がより詳細に測定できることになり、したがってその変動の部位の特定や対応がより正確に、かつより容易になる。これから、露光装置を停止すること無く、露光装置のレベリング、収差等の管理がより正確に、より容易に出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（ａ）本発明のフォトマスクの面内に形成された露光装置管理用テストパターンの例の説明図、（ｂ）本発明のフォトマスクの面内に形成された露光装置管理用テストパターンの他の例の部分説明図、（ｃ）、（ｄ）本発明のフォトマスクの面内に形成された露光装置管理用テストパターンのその他の例の部分説明図である。
【図２】本発明のフォトマスクの面内に複数の露光装置管理用テストパターンが形成された例の説明図である。
【図３】（ａ）本発明のフォトマスクの面内に形成された露光装置管理用テストパターンを転写したレジストパターンの例の説明図、（ｂ）本発明のフォトマスクの面内に形成された露光装置管理用テストパターンを転写したレジストパターンのズレた例の説明図である。
【図４】本発明のフォトマスクに係るレジストパターンのズレの測定値と、フォーカスとの関係の例の説明図である。
【図５】露光装置のフォーカス管理用くさび型マークの説明図である。
【図６】重ね合わせ測定機で、合わせのズレを測定用パターンから測定する方法を断面で示した説明図である。
【図７】露光装置のフォーカスと描画パターンとの具体的な測定例を示した図である。
【図８】図７のデフォーカス特性の一部を拡大した図である。
【図９】本発明のフォトマスクの露光装置管理用テストパターンとフォーカス変動との関係を示した説明図である。
【図１０】本発明のフォトマスクの露光装置管理用テストパターンのズレ量をフォーカス変動に対し測定した例を示した説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・・太いＬ字状線パターン
１１・・・太いＬ字状線パターンのＸ軸方向端部
１２・・・太いＬ字状線パターンのＹ軸方向端部
２・・・・細いＬ字状線パターン
２１・・・他の細いＬ字状線パターン
３・・・・テストパターンの正方形状の領域
４・・・・中抜きパターン
１０・・・第１のパターン
２０・・・第２のパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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