(57)【要約】【課題】デフォーカス量および露光量変動量のモニタに加え、デフォーカス方向の判別を可能とするフォーカスモニタ用マーク、フォーカスモニタ方法及びデバイス製造方法を提供する。【解決手段】本発明のマークは、ウエハ面に対して突出して形成されたレジストからなる複数のドット４により構成された２つのドット群１５と、計測領域３ａとを有し、ドット群１５は計測領域３ａから離れるにつれ各ドット１５の寸法が大きくなるように配列されているドットパターンマーク１と、ウエハ面上のレジストに形成された複数のホール５からなる２つのホール群１６と、計測領域３ｂとを有し、各ホール５が、計測領域３ｂから離れるにつれ各ホール５の寸法が大きくなるように配列されているホールパターンマーク２と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望のマスクパターンを、投影光学系を用いてウエハ上に露光転写する際のフォーカス位置を最適化するためのフォーカスモニタ用マークにおいて、
ウエハ面に対して突出して形成されたレジストからなる複数のドットにより構成された２つのドット群と、前記２つのドット群の間に形成された、前記２つのドット群の間の距離が測定されるドット群間測定領域とを有し、前記２つのドット群を構成する前記各ドットが、前記ドット群間測定領域から離れるにつれ前記各ドットの寸法が大きくなるように配列されているドットパターンマークと、
前記ウエハ面上のレジストに形成された複数のホールからなる２つのホール群と、前記２つのホール群の間に形成された、前記２つのホール群の間の距離が測定されるホール群間測定領域とを有し、前記２つのホール群を構成する前記各ホールが、前記ホール群間測定領域から離れるにつれ前記各ホールの寸法が大きくなるように配列されているホールパターンマークと、を有することを特徴とするフォーカスモニタ用マーク。
【請求項２】
前記２つのドット群を構成する前記各ドット間のピッチが、前記ドット群間測定領域から離れるにつれ広くなるように前記各ドットが配列されている、請求項１に記載のフォーカスモニタ用マーク。
【請求項３】
前記２つのホール群を構成する前記各ホール間のピッチが、前記ホール群間測定領域から離れるにつれ広くなるように前記各ホールが配列されている、請求項１または２に記載のフォーカスモニタ用マーク。
【請求項４】
前記ドットパターンマークと前記ホールパターンマークとは隣接して配置されている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のフォーカスモニタ用マーク。
【請求項５】
所望のマスクパターンを、投影光学系を用いてウエハ上に露光転写する際のフォーカス位置を最適化するためのフォーカスモニタ方法であって、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のフォーカスモニタ用マークを用意する工程と、
前記ドット群間測定領域における前記２つのドット群の間の距離であるドット群間距離Ａ’を計測するとともに、前記ホール群間測定領域における前記２つのホール群の間の距離であるホール群間距離Ｂ’を計測する工程と、
計測された前記ドット群間距離Ａ’と計測された前記ホール群間距離Ｂ’とを比較し、Ａ’＞Ｂ’の場合は焦点が前記投影光学系と前記レジストとの間に存在しており、Ａ’＜Ｂ’の場合は焦点が前記ウエハ側に存在していると判断する工程とを含む、フォーカスモニタ方法。
【請求項６】
前記ドット群間距離Ａ’及び／または前記ホール群間距離Ｂ’の計測結果に基づきデフォーカス量を算出する工程を含む、請求項５に記載のフォーカスモニタ方法。
【請求項７】
露光量の変動によって変動する、前記ドット群間距離Ａ’及び前記ホール群間距離Ｂ’の変動量を算出する工程を含む、請求項５または６に記載のフォーカスモニタ方法。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれか１項に記載のフォーカスモニタ方法を用いて、前記マスクパターンを前記ウエハ上に転写する工程を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベストフォーカスからのずれ量であるデフォーカス量を把握するフォーカスモニタに関し、特に露光装置におけるフォーカスモニタ用マーク、フォーカスモニタ方法及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィでのパターンの微細化に伴い、パターンのフォーカスマージンが減少し、露光装置のフォーカス精度の管理強化が必要となっている。ベストフォーカスからのずれ量（デフォーカス量）を把握することをフォーカスモニタと呼んでおり、いくつかの手法が提案されている。その従来技術の一例として、光学式の距離測定器を用いたフォーカスモニタ手法を説明する。
【０００３】
フォーカスモニタ用のマークとして図８のような対向するラインアンドスペースパターンを配置し、このライン端間の寸法（距離）Ａを計測し、デフォーカス量を算出している。寸法Ａはデフォーカス量に従ってライン端のレジストパターンの後退量が大きくなるので、図９のようなベストフォーカスで最小となるような特性を示す。この寸法Ａのフォーカス依存特性（寸法Ａが何ｎｍの場合、デフォーカス量は何ｎｍであるといった関係）をあらかじめ取得しておくことによって、寸法Ａの計測結果からデフォーカス量を算出することができる。
【０００４】
ただし、寸法Ａは露光量によっても変動するので、露光装置で実露光量の変動などが発生した場合には、露光量変動とフォーカス変動を切り分け出来なくなる。その回避方法として、上記フォーカスモニタ用マークのレジスト有無状態を反転させた図１０のようなフォーカスモニタマークを配置し、このスペース端間の寸法（距離）Ｂを計測する。
【０００５】
フォーカス変動に対しては、寸法Ｂもデフォーカス量にしたがってスペース端の後退量が大きくなるので、寸法Ａと同様なフォーカス依存特性を示す。一方、露光量変動に対しては、露光量が大きくなると寸法Ａは大きく、寸法Ｂは小さくといった図１１のような逆の挙動を示すので、寸法Ａ、Ｂ両方の計測結果からフォーカス変動あるいは露光量変動を切り分けることができる。そして寸法Ａ、Ｂの露光量依存特性についてもあらかじめ取得しておくことによって、露光量変動分を取り除いた純粋なデフォーカス量を算出することができる。
【０００６】
また、この他特許文献１では、略方形の内枠と、該内枠をその外周に沿って取り囲むように設けられた外枠と、これら内枠と外枠の間に設けられた所定の幅の孤立ラインを備えたフォーカス位置測定用マスクのパターンを開示している。この特許文献１に開示された発明は、デフォーカス位置では、孤立パターンが露光転写された部分は、ピントがずれるにしたがってパターン寸法が細り、最後には消失することを利用して最適なフォーカス位置を求めるものである。
【特許文献１】特開２０００−１７１６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来のフォーカスモニタ手法では、デフォーカス量を算出することはできるが、デフォーカス方向を判断することができない。寸法Ａ、Ｂのフォーカス依存特性はベストフォーカスを中心としたほぼ左右対称形となっているためである。また、特許文献１に開示された方法についても同様にデフォーカス方向を判断することはできない。
【０００８】
このように、従来の方法では、露光装置のベストフォーカス補正をする際には改めてどちらの方向にデフォーカスしているか別手法で確認する必要がある。
【０００９】
そこで本発明は上記課題に鑑み、デフォーカス量および露光量変動量のモニタに加え、デフォーカス方向の判別を可能とするフォーカスモニタ用マーク、フォーカスモニタ方法及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため本発明のフォーカスモニタ用マークは、所望のマスクパターンを、投影光学系を用いてウエハ上に露光転写する際のフォーカス位置を最適化するためのフォーカスモニタ用マークにおいて、ウエハ面に対して突出して形成されたレジストからなる複数のドットにより構成された２つのドット群と、２つのドット群の間に形成された、２つのドット群の間の距離が測定されるドット群間測定領域とを有し、２つのドット群を構成する各ドットが、ドット群間測定領域から離れるにつれ各ドットの寸法が大きくなるように配列されているドットパターンマークと、ウエハ面上のレジストに形成された複数のホールからなる２つのホール群と、２つのホール群の間に形成された、２つのホール群の間の距離が測定されるホール群間測定領域とを有し、２つのホール群を構成する各ホールが、ホール群間測定領域から離れるにつれ各ホールの寸法が大きくなるように配列されているホールパターンマークと、を有することを特徴とする。
【００１１】
上記本発明のフォーカスモニタ用マークは、焦点が投影光学系とレジストとの間に存在していればドット群間距離がホール群間距離より大きくなり、焦点がウエハ側に存在していればドット群間距離がホール群間距離より小さくなる。焦点が投影光学系とレジストとの間に存在していればウエハ面から突出した形状のドットは消失しやすく、これとは逆に焦点がウエハ側に存在していればホールが消失しやすいためである。よって、このような特性を有する本発明のマークによれば、ドット群間距離とホール群間距離との大小関係からデフォーカスの方向を特定することができる。
【００１２】
また、デフォーカス量が大きくなるに従い、消失するドット／ホールパターンのサイズが大きくなり、ドット／ホール群間の距離も大きくなる。よって、本発明のマークのドット／ホール群間の距離とデフォーカス量との関係を予め計測しておくことでドット／ホール群間の距離からデフォーカス量を算出することができる。さらに、ドット／ホール群間の距離は露光量の変動によっても変化するが、その特性はドットとホールとでは相反する。よって、本発明のマークにおける露光量の変動に対するドット／ホール群間の距離を予め計測しておくことで、露光量の変動量についても算出することができる。
【００１３】
また、本発明のフォーカスモニタ用マークは、２つのドット群を構成する各ドット間のピッチが、ドット群間測定領域から離れるにつれ広くなるように各ドットが配列されているものであってもよい。
【００１４】
また、本発明のフォーカスモニタ用マークは、２つのホール群を構成する各ホール間のピッチが、ホール群間測定領域から離れるにつれ広くなるように各ホールが配列されているものであってもよい。
【００１５】
また、本発明のフォーカスモニタ用マークは、ドットパターンマークとホールパターンマークとは隣接して配置されているものであってもよい。
【００１６】
本発明のフォーカスモニタ方法は、所望のマスクパターンを投影光学系を用いてウエハ上に露光転写するフォーカスモニタ方法であって、
本発明のフォーカスモニタ用マークを用意する工程と、ドット群間測定領域における２つのドット群の間の距離であるドット群間距離Ａ’を計測するとともに、ホール群間測定領域における２つのホール群の間の距離であるホール群間距離Ｂ’を計測する工程と、計測されたドット群間距離Ａ’と計測されたホール群間距離Ｂ’とを比較し、Ａ’＞Ｂ’の場合は焦点が投影光学系とレジストとの間に存在しており、Ａ’＜Ｂ’の場合は焦点がウエハ側に存在していると判断する工程とを含む。
【００１７】
また、本発明のフォーカスモニタ方法は、ドット群間距離Ａ’及び／またはホール群間距離Ｂ’の計測結果に基づきデフォーカス量を算出する工程を含むものであってもよい。
【００１８】
また、本発明のフォーカスモニタ方法は、露光量の変動によって変動する、ドット群間距離Ａ’及びホール群間距離Ｂ’の変動量を算出する工程を含むものであってもよい。
【００１９】
本発明のデバイス製造方法は、本発明のフォーカスモニタ方法を用いて、マスクパターンをウエハ上に転写する工程を含む。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のフォーカスモニタ用マークは、焦点が投影光学系とレジストとの間に存在していればドット群間距離がホール群間距離より大きくなり、焦点がウエハ側に存在していればドット群間距離がホール群間距離より小さくなる。このため、デフォーカス量、露光量変動量の算出のみならず、ドット群間距離とホール群間距離との大小関係からデフォーカスの方向を特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
本実施形態のフォーカスモニタ用のマークは、ウエハ上にポジレジストにより形成されたものであり、ドットタイプのマークであるドットパターンマーク１とホールタイプのマークであるホールパターンマーク２とを有する。まず、ドットパターンマーク１について説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態のフォーカスモニタ用のドットタイプのマークの平面図である。
【００２４】
ドットパターンマーク１は、ウエハ面に対して突出して形成されたポジレジストからなる寸法の異なる複数のドット４を有する。これら複数のドット４はドット群１５を構成し、計測領域３ａを挟んでその両側に、２つのドット群１５が配置されている。すわなち、本発明のマークは、従来のラインアンドスペースパターンではなく、ドットパターンを密集配置することを特徴とする。
【００２５】
ドット群１５は、計測領域３ａに最も近い側から離れるにつれ、ドット群１５を構成するドット４の寸法が大きくなるように構成されている。本実施形態では、その一例として、ドット群１５が第１〜第４のドット群１１〜１４からなる構成について説明する。
【００２６】
計測領域３ａに隣接する領域に形成された第１のドット群１１の寸法は、ドット群１１〜１４のうち最も小さい。図１の例では、１５個のドット４からなるドット列が３列形成されて第１のドット群１１を構成している。
【００２７】
計測領域３ａから離れる方向であって第１のドット群１１に隣接する領域に形成された第２のドット群１２の寸法は、第１のドット群１１よりも大きく、かつ後述する第３のドット群１３よりも小さい。図１の例では、１２個のドット４からなるドット列が３列形成されて第２のドット群１２を構成している。
【００２８】
計測領域３ａからさらに離れる方向であって第２のドット群１２に隣接する領域に形成された第３のドット群１３の寸法は、第２のドット群１２よりも大きく、かつ後述する第４のドット群１４よりも小さい。図１の例では、１０個のドット４からなるドット列が３列形成されて第３のドット群１３を構成している。
【００２９】
計測領域３ａから最も離れ、第３のドット群１３に隣接する領域に形成された第４のドット群１４の寸法は、第１〜第４のドット群１１〜１４のうち最も大きい。図１の例では、９個のドット４からなるドット列が３列形成されて第３のドット群１３を構成している。
【００３０】
第１〜第４のドット群１１〜１４を構成する各ドットの各ピッチは、第１のドット群１１が最も小さく、第２のドット群１２、第３のドット群１３の順で大きくなっていき、第４のドット群１４が最も大きい。
【００３１】
次に、図２にドットパターンのレジスト断面形状のフォーカス特性を示す。
【００３２】
図２に示すように、ドットパターンは、マイナスデフォーカスでは逆テーパ形状のためレジストパターンが消失しやすく、一方プラスデフォーカスでは順テーパ形状のため消失しにくい、といったデフォーカス方向により異なる特性を持つことが知られている。ここで、マイナスデフォーカスは焦点がレジストより上側（図７における投影光学系５２とレジスト６０との間）にずれる場合、プラスデフォーカスは焦点がレジストより下側（図７におけるウエハ６１側）にずれる場合として定義する。すわなち、ドットパターンの消失を確認することで、焦点がレジストより上側にずれていると特定できる。また、各ドットのフォーカスマージンは、その寸法が大きくなるにつれ大きくなる。
【００３３】
本実施形態のドットパターンマーク１は、このような特性のドットを、上述したように計測領域３ａ側から外側に向けて徐々に大きくなるドット群１５として設けている。つまり、ドットパターンマーク１のドット群１５は、マークの内側から外側に向かうにつれ、ドットの寸法が大きくなるようにしているので、ドットパターンのフォーカスマージンもマーク内側から外側に向けて徐々に大きくなる。
【００３４】
したがって、マイナスデフォーカスであり、かつデフォーカス量が増大するにつれ、第１のドット群１１から第４のドット群１４に向けて順次消失していき、これに伴い、パターン間寸法Ａ’が広くなっていく。なお、ドットパターンマーク１のパターン間寸法Ａ’のフォーカス依存特性は図３の実線で示すように、ベストフォーカスの位置を頂点とした下に凸となる特性を示すが、マイナス方向のデフォーカス量とプラス方向のデフォーカス量とは異なる左右非対称な特性となる。
【００３５】
本実施形態のフォーカスモニタ用のマークは、上述した特性のドットタイプのマークとともに、図４に示すホールタイプのマークも有する。ホールタイプのマークは上記ドットタイプのマークに対してレチクル上パターンの透過／遮光領域を反転したものである。
【００３６】
ホールパターンマーク２は、計測領域３ｂを挟んでその両側に、ウエハ面上のレジストに形成された寸法の異なる複数のホール５からなるホール群１６を有する。
【００３７】
ホール群１６は、計測領域３ｂに最も近い側から離れるにつれ、ホール群１６を構成するホール５の寸法が大きくなるように構成されている。本実施形態では、その一例として、ホール群１６が第１〜第４のホール群２１〜２４からなる構成について説明する。
【００３８】
計測領域３ｂに隣接する領域に形成された第１のホール群２１の寸法は、ホール群２１〜２４のうち最も小さい。図４の例では、１５個のホール５からなるホール列が３列形成されて第１のホール群２１を構成している。
【００３９】
計測領域３ｂから離れる方向であって第１のホール群２１に隣接する領域に形成された第２のホール群２２の寸法は、第１のホール群２１よりも大きく、かつ後述する第３のホール群２３よりも小さい。図４の例では、２２個のホール５からなるホール列が３列形成されて第２のホール群２２を構成している。
【００４０】
計測領域３ｂからさらに離れる方向であって第２のホール群２２に隣接する領域に形成された第３のホール群２３の寸法は、第２のホール群２２よりも大きく、かつ後述する第４のホール群２４よりも小さい。図４の例では、１０個のホール５からなるホール列が３列形成されて第３のホール群２３を構成している。
【００４１】
計測領域３ｂから最も離れ、第３のホール群２３に隣接する領域に形成された第４のホール群２４の寸法は、第１〜第４のホール群２１〜２４のうち最も大きい。図４の例では、９個のホール５からなるホール列が３列形成されて第３のホール群２３を構成している。
【００４２】
第１〜第４のホール群２１〜２４を構成する各ホールの各ピッチは、第１のホール群２１が最も小さく、第２のホール群２２、第３のホール群２３の順で大きくなっていき、第４のホール群２４が最も大きい。
【００４３】
次に、図５にホールパターンのレジスト断面形状のフォーカス特性を示す。
【００４４】
図５に示すように、ホールパターンは、プラスデフォーカスでは逆テーパ形状のためレジストパターンが消失しやすく、一方マイナスデフォーカスでは順テーパ形状のため消失しにくい、といった、ドットパターンとは逆の特性を有する。すわなち、ホールパターンの消失を確認することで、焦点がレジストより下側にずれていると特定できる。なお、各ホールのフォーカスマージンは、その寸法が大きくなるにつれ大きくなる点についてはドットパターンと同じである。
【００４５】
本実施形態のホールパターンマーク２は、このような特性のホールを、上述したように計測領域３ｂ側から外側に向けて徐々に大きくなるホール群１６として設けている。つまり、ホールパターンマーク２のホール群１６は、マークの内側から外側に向かうにつれ、ホールの寸法が大きくなるようにしているので、ホールパターンのフォーカスマージンもマーク内側から外側に向けて徐々に大きくなる。
【００４６】
したがって、プラスデフォーカスであり、かつデフォーカス量が増大するにつれ、第１のホール群２１から第４のホール群２４に向けて順次消失していき、これに伴い、パターン間寸法Ｂ’が広くなっていく。なお、ホールパターンマーク２のパターン間寸法Ｂ’のフォーカス依存特性は図３の破線で示すように、ベストフォーカスの位置を頂点とした下に凸となる特性を示すが、プラス方向のデフォーカス量とプラス方向のデフォーカス量とは異なる左右非対称な特性となる。
【００４７】
上述したパターン間寸法Ａ’、Ｂ’の露光量依存性は、露光量が大きくなるとパターン間寸法Ａ’は大きく、パターン間寸法Ｂ’は小さくといった逆の挙動を示すので、パターン間寸法Ａ’、Ｂ’両方の計測結果からフォーカス変動あるいは露光量変動を切り分けることができる。そしてパターン間寸法Ａ’、Ｂ’の露光量依存特性についてもあらかじめ取得しておくことによって、露光量変動分を取り除いた純粋なデフォーカス量を算出することができる。
【００４８】
以上本実施形態によれば、パターン間寸法Ａ’、Ｂ’のフォーカスおよび露光量の寸法依存特性を取得しておき、パターン間寸法Ａ’、Ｂ’を計測することで、デフォーカス量、露光量変動量を算出することができ、さらにパターン間寸法Ａ’、Ｂ’の大小関係からデフォーカス方向も判別することが可能となる。これにより、本発明は、露光装置のフォーカス補正を簡易にかつ高精度で実施することができる。また、本発明のマークを製品レチクルのスクライブ上などに配置することにより、フォーカスモニタを製品ウエハで実施できるので、フォーカスモニタ用点検ウエハの露光作業が不要となり、露光装置の稼働率の低下を防ぐことができる。
【００４９】
なお、上述したドットパターンマーク１及びホールパターンマーク２の構成例は一例であり、上述の構成に限定されるものではない。すわなち、上述した各マーク２のドット群１５及びホール群１６は各ドットあるいは各ホールの大きさが４段階に分かれた構成について説明したが、これに限定されるものではなく、さらに多段階化してもよい。また、各ドットあるいは各ホールの個数、及びドット列あるいはホール列の数についても必要に応じて適宜変更可能である。
【００５０】
また、ドット４、ホール５の形状は円形のものを一例としてあげたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、多角形であってもよい。
（露光装置）
次に、本発明が適用される露光装置について図６を用いて説明する。
【００５１】
露光装置５０は、光源及び照明光学系を含む照明系５１、この照明系５１からの露光用照明光（以下、「照明光」と略述する）により照明されるマスク（レチクル）７０を保持するレチクルステージ（不図示）、マスク７０から射出された照明光をウエハ６１上に投射する投影光学系５２、ウエハ６１を保持するウエハステージ５５、ウエハ６１のＺ方向の位置を検出可能な焦点位置検出系としての投光部５４ａと受光部５４ｂ、及びこれらを制御する制御部５３を有し、マスクパターンをウエハに露光転写して半導体デバイスを製造するものである。
【００５２】
投光部５４ａからの光が本発明のマークに照射され、その反射光を受光部５４ｂが受光し、その検出結果を制御部５３に送信する。制御部５３では、計測したパターン間寸法Ａ’、Ｂ’に基づきデフォーカス量、露光量変動量を算出し、さらには、パターン間寸法Ａ’、Ｂ’の大小関係からデフォーカス方向を判別する。制御部５３は、算出結果に基づき、ウエハステージ５５をＺ方向に駆動し、ウエハ６１の表面を投影光学系５２の結像面と一致するベストフォーカス位置に配置させる。
【００５３】
投影光学系５２は縮小系、等倍系、及び拡大系の何れでもよいし、屈折系、反射屈折系、及び反射系の何れでもよい。
【００５４】
露光用照明光としてｇ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザ光、ＡｒＦエキシマレーザ光、Ｆ2 、レーザ光、及びＡｒ2、レーザ光等の紫外光だけでなく、例えばＥＵＶ光、Ｘ線、あるいは電子線やイオンビーム等の荷電粒子線等を用いてもよい。さらに、露光用光源は水銀ランプやエキシマレーザだけでなく、ＹＡＧレーザ又は半導体レーザ等の高調波発生装置、ＳＯＲ、レーザプラズマ光源、電子銃等でもよい。
【００５５】
なお、本発明が適用される露光装置は、半導体デバイス製造用に限られるものではなく、液晶表示素子、ディスプレイ装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン、及びＤＮＡチップ等のマイクロデバイス（電子デバイス）製造用、露光 装置で用いられるフォトマスクやレチクルの製造用等でもよい。
（実施例）
図７に本発明のフォーカスモニタ用のマークの一実施例の平面図を示す。
【００５６】
ドットパターンマーク１およびホールパターンマーク２のいずれも、パターン間寸法Ａ’およびＢ’は３μｍ程度であり、マーク長は１０μｍ程度である。なお、マークのサイズについては特に制約は無い。
【００５７】
配置するドットパターン及びホールパターンについては、計測領域３ａ、３ｂ側（内側）から外側に向けて徐々に大きくなるようにドットあるいはホールのサイズを変化させ、マーク中心に対して左右対称となるように配置する。具体的には、露光光源がＡｒＦ／ＫｒＦ光の場合、内側から外側に向かって順に１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００、２５０、３００ｎｍ程度のレジストドットパターンあるいはレジストホールパターンを順に配置する。また、パターンピッチについては、レジストドットパターン同士あるいはレジストホールパターン同士がデフォーカス時に繋がらないようにドット（ホール）：スペース＝１：２から１：３程度とする。
【００５８】
ドットタイプ／ホールタイプのマークは隣接して配置することにより、両マークのパターン間寸法Ａ’およびＢ’を合わせて計測する。
【００５９】
パターン間寸法Ａ’およびＢ’のフォーカス特性は、デフォーカス量が大きくなるにしたがって消失するドット／ホールパターンのサイズが大きくなるので、パターン間寸法Ａ’およびＢ’も大きくなる。例えば、５０ｎｍのデフォーカス量の場合、１００ｎｍ以下のパターンは消失するが１２０ｎｍ以上のパターンは残存、１００ｎｍデフォーカスの場合、１４０ｎｍ以下のパターンは消失するが１６０ｎｍ以上のパターンは残存、というようなパターンサイズ毎のフォーカスマージンの差を利用してデフォーカス量を算出する。
【００６０】
さらに同じデフォーカス量でも、マイナスデフォーカス時にはドットパターンが消失しやすく（寸法Ａ’＞寸法Ｂ’）、プラスデフォーカス時にはホールパターンが消失しやすい（寸法Ａ’＜寸法Ｂ’）といったパターン種類の特性の差を両マーク合わせて計測することにより、デフォーカス方向についても特定することが可能となる。
【００６１】
またパターン間寸法Ａ’およびＢ’は図１１に示すように、露光量の変動によっても変化するが、例えば露光量が大きくなる方向に変動した場合、ポジレジストでは寸法Ａ’は大きくかつ寸法Ｂ’は小さくなる。これに対して、ネガレジストでは寸法Ａ’は小さくかつ寸法Ｂ’は大きくなる。このように、寸法Ａ’と寸法Ｂ’は常に逆方向の挙動を示すので、露光量の変動量についても算出することができる。
【００６２】
以上、本発明のフォーカスモニタ用のマークにおいて、パターン間寸法Ａ’およびＢ’の露光量およびデフォーカス依存特性をあらかじめ取得しておき、寸法Ａ’およびＢ’の計測結果から、デフォーカス量、露光量変動量を算出でき、さらには寸法Ａ’、Ｂ’の大小関係からデフォーカス方向を判別することが可能となる。
【００６３】
なお使用する照明条件（ＮＡおよびσ）やレジスト膜厚などによってパターン消失の敏感度は変わってくるので、現実的にはパターンサイズ／ピッチの最適化はある程度必要である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明におけるフォーカスモニタ用のドットタイプのマークの一例の平面図である。
【図２】ドットパターンのレジスト断面形状のフォーカス依存特性を示す図である。
【図３】パターン間寸法のフォーカス依存特性を示すグラフである。
【図４】本発明におけるフォーカスモニタ用のホールタイプのマークの一例の平面図である。
【図５】ホールパターンのレジスト断面形状のフォーカス依存特性を示す図である。
【図６】本発明が適用される露光装置の一例を示す図である。
【図７】本発明におけるフォーカスモニタ用のマークの一実施例の平面図である。
【図８】従来のフォーカスモニタ用のラインタイプのマークの一例の平面図である。
【図９】ラインパターンのレジスト断面形状のフォーカス依存特性を示す図である。
【図１０】図８に示すマークのレジスト状態を反転させたマークの平面図である。
【図１１】パターン間寸法の露光量依存特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１    ドットパターンマーク
２    ホールパターンマーク
３ａ、３ｂ    計測領域
４    ドット
５    ホール
１１    第１のドット群
１２    第２のドット群
１３    第３のドット群
１４    第４のドット群
１５    ドット群
１６    ホール群
２１    第１のホール群
２２    第２のホール群
２３    第３のホール群
２４    第４のホール群
５０    露光装置
５１    照明系
５２    投影光学系
５３    制御部
５４ｂ    受光部
５４ａ    投光部
５５    ウエハステージ
６０    レジスト
６１    ウエハ
７０    マスク
【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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【図１１】
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