專利名稱：焦點(diǎn)測試光罩、焦點(diǎn)測量方法、曝光裝置、及曝光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種用以測量投影光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)資訊(像面資訊)的形成有圖案的焦點(diǎn)測試光罩、使用該焦點(diǎn)測試光罩測量投影光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)資訊的焦點(diǎn)測量方法、具備該焦點(diǎn)測試光罩的曝光裝置、曝光方法及使用曝光裝置的元件制造方法。
背景技術(shù)：
在例如用以制造半導(dǎo)體元件等的電子元件(微元件)的微影工藝中所使用的曝光裝置，為了測量投影光學(xué)系統(tǒng)的像面(最佳焦點(diǎn)位置)的資訊即焦點(diǎn)資訊，進(jìn)行下述動作， 即在投影光學(xué)系統(tǒng)的物體面配置測試光罩且在投影光學(xué)系統(tǒng)的像面配置基板等，接著，將設(shè)于測試光罩的既定評估用圖案通過投影光學(xué)系統(tǒng)投影至基板等，測量該評估用圖案的像的位置偏移量等。作為習(xí)知第1測量方法，已知有使用在較由2條遮光膜構(gòu)成的線圖案間的各線圖案的線寬更寬廣的空間部設(shè)置使照明光的相位變化的相位變更部的評估用圖案，將該評估用圖案的投影光學(xué)系統(tǒng)的像曝光在涂布有光阻的基板上的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。 此情形，可在顯影后根據(jù)形成在該基板的2條線狀的光阻圖案的間隔求出該基板表面的離焦量、進(jìn)而求出像面的位置。又，作為習(xí)知第2測量方法，已知有使例如包含4條以上的多個遮光線、各遮光線外側(cè)的相位分布在測量方向呈非對稱的繞射光柵狀的評估用圖案的像，與用以消除該多個遮光線的像之中外側(cè)不需要的遮光線的像的修正圖案的像重疊曝光于晶圓的方法(例如， 參照專利文獻(xiàn)2)。此情形，也可根據(jù)殘留的中央的多個遮光線的像的偏移量求出晶圓表面的離焦量。又，作為習(xí)知第3測量方法，已知有測量在多個線圖案的附近設(shè)置較該些線圖案的線寬更寬廣的相位偏移部的評估用圖案的空間像的橫偏移量的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。此情形，也可根據(jù)各線圖案的像的橫偏移量求出受光面的離焦量。專利文獻(xiàn)1 日本特開平6-204305號公報專利文獻(xiàn)2 日本專利第3297423號說明書專利文獻(xiàn)3 國際公開第2005/004211號小冊子

發(fā)明內(nèi)容
習(xí)知焦點(diǎn)資訊的測量方法之中，第1及第3測量方法，相較于線圖案的線寬，與其接觸(或其附近)的相位偏移部的寬度寬廣，為了提高測量感度(像的橫偏移量/離焦量)， 較佳為縮小線圖案的線寬。然而，若縮小線圖案的線寬，則會有測量再現(xiàn)性降低之虞，且在觀察顯影后的光阻圖案的像時，會有產(chǎn)生光阻圖案的顛倒等之虞。再者，若如上述縮小線圖案的線寬，則在投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑高的情形，特別會有線圖案的像的投影面在接近最佳焦點(diǎn)位置的范圍測量感度降低之虞。又，習(xí)知第2測量方法，為了消除不需要的圖案的像必須進(jìn)行2次曝光，因此會有測量效率降低的問題。本發(fā)明是有鑒于上述問題，其目的在于以高測量再現(xiàn)性測量、或以高測量效率測量投影光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)資訊。第1形態(tài)的焦點(diǎn)測試光罩，是設(shè)有通過投影光學(xué)系統(tǒng)投影至物體上的測試圖案， 其中該測試圖案，具有第1遮光部，線狀延伸于第1方向并遮蔽光；第1相位偏移部，在與該第1方向正交的第2方向設(shè)于該第1遮光部的一側(cè)，線狀延伸于該第1方向且在該第2 方向的線寬形成為較該第1遮光部的線寬狹窄，使透射過的該光的相位變化；第1透射部， 在該第2方向設(shè)于該第1遮光部的另一側(cè)，線狀延伸于該第1方向且在該第2方向的線寬形成為較該第1遮光部的線寬狹窄，使該光透射過；以及第2相位偏移部，在該第2方向設(shè)于該第1透射部的與該第1遮光部相反側(cè)，在該第2方向的線寬形成為較該第1透射部寬廣，使透射過的該光的相位變化。又，第2形態(tài)的焦點(diǎn)測量方法，是測量投影光學(xué)系統(tǒng)的像面資訊，其特征在于，包含將第1形態(tài)的焦點(diǎn)測試光罩配置于該投影光學(xué)系統(tǒng)的物體面?zhèn)鹊牟襟E；將設(shè)于該焦點(diǎn)測試光罩的該測試圖案的該投影光學(xué)系統(tǒng)的像投影至測量面的步驟；以及測量該測試圖案的像在測量方向的位置資訊的步驟。又，第3形態(tài)的曝光裝置，是以曝光用光照明光罩的圖案，以該曝光用光通過該圖案及投影光學(xué)系統(tǒng)使基板曝光，其特征在于，具備光罩載臺，保持本發(fā)明第1形態(tài)的焦點(diǎn)測試光罩；以及控制裝置，將該焦點(diǎn)測試光罩的該測試圖案的該投影光學(xué)系統(tǒng)的像投影，且根據(jù)該測試圖案的像在測量方向的位置資訊求出該投影光學(xué)系統(tǒng)的像面資訊。又，第4形態(tài)的曝光方法，包含將元件用光罩配置于投影光學(xué)系統(tǒng)的物體面?zhèn)鹊膭幼?；根?jù)使用上述焦點(diǎn)測量方法測量后的測試圖案的像的位置資訊調(diào)整元件用光罩的圖案的投影光學(xué)系統(tǒng)的像的焦點(diǎn)位置的動作；以及將焦點(diǎn)位置調(diào)整后的元件用光罩的圖案的像投影至基板的動作。又，第5形態(tài)的元件制造方法，包含使用第3形態(tài)的曝光裝置將圖案轉(zhuǎn)印至基板的動作；以及根據(jù)該圖案對轉(zhuǎn)印有該圖案的基板進(jìn)行加工的動作。根據(jù)上述焦點(diǎn)測試光罩及與其相關(guān)的各形態(tài)，相對第1遮光部在第2方向的一方設(shè)置第1相位部，在該第2方向的另一方設(shè)置第1透射部及第2相位部，因此可根據(jù)該第1 遮光部的像在與該第2方向?qū)?yīng)的方向的橫偏移量，以高測量效率求出對投影光學(xué)系統(tǒng)的像面的離焦量，進(jìn)而以高測量效率求出焦點(diǎn)資訊。又，由于該第1遮光部的寬度較第1相位部的寬度寬廣，因此能以高測量再現(xiàn)性測量該焦點(diǎn)資訊。


圖1是顯示實(shí)施形態(tài)的曝光裝置的概略構(gòu)成的立體圖。圖2是顯示第1實(shí)施形態(tài)的焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR的俯視圖。圖3 (A)是顯示圖2中的一個評估用圖案12的放大俯視圖，圖3 (B)是沿著圖3 (A) 的BB線的剖面圖。圖4(A)是顯示線圖案13A的像的離焦量與橫偏移量的關(guān)系的一例的圖，圖4(B) 是顯示線圖案14A的像的離焦量與橫偏移量的關(guān)系的一例的圖。圖5(A)、⑶、及(C)是分別顯示外側(cè)圖案14的像14P與內(nèi)側(cè)圖案13的像13P的位置偏移量的變化的放大圖。圖6(A)是顯示焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR的圖案的像曝光后的晶圓W的俯視圖，圖6 (B) 是顯示圖6(A)中的一個照射區(qū)域SAk的放大俯視圖，圖6(C)是顯示圖6(B)中的一個評估用圖案12的像12P的放大俯視圖。圖7 (A)是顯示線圖案的線寬與檢測率Rt及測量誤差ZEr的關(guān)系的一例的圖，圖 7(B)是顯示投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑及相干因子與測量誤差的關(guān)系的一例的圖。圖8是顯示焦點(diǎn)資訊的測量動作的一例的流程圖。圖9(A)是顯示第1變形例的評估用圖案40的放大俯視圖，圖9(B)是顯示第2變形例的評估用圖案44的放大俯視圖。圖10㈧及⑶是顯示第1變形例的評估用圖案的像40P的離焦量的變化的圖， 圖10(c)及(D)是顯示第2變形例的評估用圖案的像44P的離焦量的變化的圖。圖11 (A)是顯示第2實(shí)施形態(tài)的評估用圖案50的放大俯視圖，圖11 (B)是顯示評估用圖案50的像的放大俯視圖。圖12㈧是顯示第2實(shí)施形態(tài)的變形例的評估用圖案60的放大俯視圖，圖12(B) 是顯示評估用圖案60的像的放大俯視圖。圖13是顯示電子元件的工藝的一例的流程圖。
EX TR:
W 2: 13: 14 15A,
具體實(shí)施例方式(第1實(shí)施形態(tài))以下，參照圖1 圖8說明第1實(shí)施形態(tài)。圖1是顯示本實(shí)施形態(tài)的曝光裝置EX。本實(shí)施形態(tài)的曝光裝置EX，作為一例是由掃描步進(jìn)器(掃描器)構(gòu)成的掃描曝光型曝光裝置(投影曝光裝置)。圖1中，曝光裝置 EX具備曝光光源(未圖示)、及藉由從該曝光光源射出的照明光(曝光用光)IL照明標(biāo)線片R(光罩)的照明光學(xué)系統(tǒng)ILS。再者，曝光裝置EX具備保持標(biāo)線片R并移動的標(biāo)線片載臺RST、將從標(biāo)線片R射出的照明光IL投射至涂布有光阻(感光材料)的晶圓W(基板) 上的投影光學(xué)系統(tǒng)PL、進(jìn)行晶圓W的定位及移動的晶圓載臺WST、由統(tǒng)籌控制裝置整體的動作的電腦構(gòu)成的主控制系統(tǒng)2、及其他驅(qū)動系統(tǒng)等。以下，取與投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸AX平行為Z軸，取與其垂直的面(大致水平面)內(nèi)的正交2方向?yàn)閄軸及Y軸，繞與X軸、Y軸及Z軸平行的軸的旋轉(zhuǎn)(傾斜)方向分
曝光裝置焦點(diǎn)測試標(biāo)線片
晶圓
主控制系統(tǒng)內(nèi)側(cè)圖案外側(cè)圖案
15C, 15E相位偏移部
ILS:照明光學(xué)系統(tǒng) PL: 投影光學(xué)系統(tǒng)
WST:晶圓栽臺 12: 評估用圖案 13A-13D線圖案 14A-14D線圖案 15B, 15D, 15F:透射部
7別為θχ、θγ、及θ ζ方向來進(jìn)行說明。本實(shí)施形態(tài)中，掃描曝光時的標(biāo)線片R及晶圓W的掃描方向?yàn)榕cY軸平行的方向(Y方向)。作為曝光光源是使用ArF準(zhǔn)分子激光(波長193nm)。作為曝光光源，除上述以外也可使用KrF準(zhǔn)分子激光(波長M8nm)等的紫外脈沖激光源、YAG激光的諧波產(chǎn)生光源、 固態(tài)激光(半導(dǎo)體激光等)的諧波產(chǎn)生裝置、或水銀燈等的放電燈等。照明光學(xué)系統(tǒng)ILS，例如美國專利申請公開第2003/0025890號說明書等所揭示， 包含包含繞射光學(xué)元件等、將光瞳面的光量分布設(shè)定成圓形、輪帶狀、或多極的區(qū)域等的光量分布設(shè)定光學(xué)系統(tǒng)，包含光學(xué)積分器(復(fù)眼透鏡、棒狀積分器等)等的照度均勻化光學(xué)系統(tǒng)，標(biāo)線片遮簾(可變視野光闌)，及聚光光學(xué)系統(tǒng)等。照明光學(xué)系統(tǒng)ILS，在標(biāo)線片R的圖案面(標(biāo)線片面)，在圖案區(qū)域PA上的X方向 (非掃描方向)藉由照明光IL以大致均勻照度照明細(xì)長矩形的照明區(qū)域10R。在照明光IL 的照明下，標(biāo)線片R在照明區(qū)域IOR內(nèi)的電路圖案，是通過兩側(cè)遠(yuǎn)心(或在晶圓側(cè)單側(cè)遠(yuǎn)心)的投影光學(xué)系統(tǒng)PL以既定投影倍率(例如1/4、1/5等的縮小倍率)投影至晶圓W上的一個照射區(qū)域SA上的曝光區(qū)域IOW(與照明區(qū)域IOR共軛的區(qū)域)。晶圓W，是在由例如硅半導(dǎo)體或SOI (絕緣層覆硅silicon on insulator)等構(gòu)成的直徑為200 450nm程度的圓板狀基材的表面涂布光阻(感光材料)。投影光學(xué)系統(tǒng)PL為例如折射系統(tǒng)，但也可使用反射折射系統(tǒng)。標(biāo)線片R是通過標(biāo)線片保持具(未圖示)吸附保持在標(biāo)線片載臺RST上。標(biāo)線片載臺RST是通過空氣軸承裝載于標(biāo)線片基座RB的與XY平面平行的上面，在該上面以一定速度移動于Y方向，且進(jìn)行X方向、Y方向的位置及ΘΖ方向的旋轉(zhuǎn)角的微調(diào)整。標(biāo)線片載臺RST包含至少X方向、Y方向的位置及θ ζ方向的旋轉(zhuǎn)角的二維位置資訊，作為一例是藉由包含X軸的激光干涉儀》(、Υ軸的雙軸的激光干涉儀8ΥΑ，8ΥΒ的標(biāo)線片側(cè)干涉儀測量，此測量值是供應(yīng)至載臺驅(qū)動系統(tǒng)4及主控制系統(tǒng)2。載臺驅(qū)動系統(tǒng)4是根據(jù)該位置資訊及來自主控制系統(tǒng)2的控制資訊，通過未圖示的驅(qū)動機(jī)構(gòu)(線性馬達(dá)等)控制標(biāo)線片載臺RST 的速度及位置。另一方面，晶圓W是通過晶圓保持具WH吸附保持在晶圓載臺WST的上部。晶圓載臺WST包含XY載臺M及設(shè)置于其上、保持晶圓W的Z傾角載臺22。XY載臺M是通過空氣軸承裝載于晶圓基座26的與XY平面平行的上面，在該上面移動于X方向、Y方向，視需要修正ΘΖ方向的旋轉(zhuǎn)角。Z傾角載臺22個別驅(qū)動例如可在Z方向位移的3個部位的Z驅(qū)動部(未圖示)，控制Z傾角載臺22的上面(晶圓W)的光軸AX方向的位置(Ζ位置)及ΘΧ 方向、θ y方向的傾斜角。圖1中，進(jìn)一步在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的側(cè)面設(shè)置例如與美國專利第5448332號說明書等所揭示的相同構(gòu)成、包含照射系統(tǒng)37a及受光系統(tǒng)37b、測量在晶圓W表面的多個點(diǎn)的焦點(diǎn)位置的斜入射方式的多點(diǎn)的自動焦點(diǎn)感測器37。載臺驅(qū)動系統(tǒng)4根據(jù)自動焦點(diǎn)感測器37的測量結(jié)果，在曝光時以自動焦點(diǎn)方式驅(qū)動Z傾角載臺22以使晶圓W的表面與投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像面(藉由測試印刷等求出的像面)一致。晶圓載臺WST(Z傾角載臺22)包含至少X方向、Y方向的位置及θ z方向的旋轉(zhuǎn)角的二維位置資訊，作為一例是藉由包含X軸的雙軸的激光干涉儀36XP，36XF、Y軸的雙軸的激光干涉儀36YA，36YB的晶圓側(cè)干涉儀測量，此測量值是供應(yīng)至載臺驅(qū)動系統(tǒng)4及主控制系統(tǒng)2。其位置資訊也供應(yīng)至對準(zhǔn)控制系統(tǒng)6。載臺驅(qū)動系統(tǒng)4是根據(jù)該位置資訊及來自主控制系統(tǒng)2的控制資訊，通過未圖示的驅(qū)動機(jī)構(gòu)(線性馬達(dá)等)控制晶圓載臺WST的 XY載臺M的ニ維位置。又，曝光裝置EX為液浸型，具備將照明光IL透射過的液體(純水等)供應(yīng)至投影光學(xué)系統(tǒng)PL前端的光學(xué)構(gòu)件與晶圓W之間的局部空間并回收的局部液浸機(jī)構(gòu)(未圖示)。 作為局部液浸機(jī)構(gòu)，使用例如美國專利申請公開第2007/M2247號說明書、或歐洲專利申請公開第1420298號說明書等所掲示的機(jī)構(gòu)也可。又，在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的側(cè)面，用以測量晶圓W上的對準(zhǔn)標(biāo)記的位置的以離軸方式例如影像處理方式的晶圓對準(zhǔn)系統(tǒng)38是支承于未圖示的框架。晶圓對準(zhǔn)系統(tǒng)38的檢測結(jié)果是供應(yīng)至對準(zhǔn)控制系統(tǒng)6，可根據(jù)該檢測結(jié)果進(jìn)行晶圓W的對準(zhǔn)。再者，在Z傾角載臺 22上的晶圓保持具WH附近固定基準(zhǔn)構(gòu)件觀，在基準(zhǔn)構(gòu)件觀上形成狹縫圖案30A，30B及基準(zhǔn)標(biāo)記32。在Z傾角載臺22內(nèi)的基準(zhǔn)構(gòu)件觀的底面收納接收通過狹縫圖案30A，30B的光束的空間像測量系統(tǒng)34，空間像測量系統(tǒng)34的檢測信號是供應(yīng)至對準(zhǔn)控制系統(tǒng)6。藉由空間像測量系統(tǒng)34，可測量標(biāo)線片R的對準(zhǔn)標(biāo)記(未圖示)的像的位置，根據(jù)該測量結(jié)果可進(jìn)行標(biāo)線片R的對準(zhǔn)。再者，空間像測量系統(tǒng)34可測量后述焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR的評估用圖案的像的位置。該測量結(jié)果是從對準(zhǔn)控制系統(tǒng)6供應(yīng)至主控制系統(tǒng)2。再者，通過基準(zhǔn)構(gòu)件觀上的基準(zhǔn)標(biāo)記32，可測量標(biāo)線片R的圖案的像的中心(曝光中心)與晶圓對準(zhǔn)系統(tǒng)38 的檢測中心的位置關(guān)系(基線)。在曝光吋，將液體供應(yīng)至投影光學(xué)系統(tǒng)PL與晶圓W之間，使標(biāo)線片R在照明區(qū)域 IOR內(nèi)的圖案的通過投影光學(xué)系統(tǒng)PL與液體形成的像在晶圓W—個照射區(qū)域上曝光、同時以投影倍率為速度比使標(biāo)線片R與晶圓W在Y方向同步移動，藉此使標(biāo)線片R的圖案的像掃描曝光于該照射區(qū)域。之后，反復(fù)驅(qū)動晶圓載臺WST使晶圓W在X方向、Y方向步進(jìn)移動的動作與該掃描曝光動作，藉此以使用液浸法的步進(jìn)掃描方式使標(biāo)線片R的圖案像曝光于晶圓W的各照射區(qū)域。在此曝光吋，若在晶圓W的各照射區(qū)域中有自投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像面超過容許范圍而離焦的部分，則在該部分欲曝光像的成像特性會劣化，最后欲制造的半導(dǎo)體元件等的產(chǎn)率會降低。因此，本實(shí)施形態(tài)中，為了測量掃描曝光時的晶圓的各照射區(qū)域(投影光學(xué)系統(tǒng)PL的曝光場域)內(nèi)的既定排列的多個測量點(diǎn)的位置的離焦量(從最佳焦點(diǎn)位置的Z位置的偏移量)即投影光學(xué)系統(tǒng)PL的焦點(diǎn)資訊，替代標(biāo)線片R將形成有多個評估用圖案的焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR裝載至標(biāo)線片載臺RST，使該焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR的圖案的像曝光于評估用的晶圓。圖2是顯示保持在圖1的標(biāo)線片載臺RST上的狀態(tài)的焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR的圖案配置。圖2中，在焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR的圖案面(下面)的矩形圖案區(qū)域PA，作為一例，以在X方向I行、在Y方向J列設(shè)定測量點(diǎn)P(i，j)。此外，I，J為2以上的整數(shù)，i = 1 I、 j = 1 J。此外，在各測量點(diǎn)P(i，j)形成由外側(cè)圖案14及內(nèi)側(cè)圖案13構(gòu)成的所謂Bar in Bar型的評估用圖案12。本實(shí)施形態(tài)中，評估用圖案12是以在X方向7行、在Y方向9 列來配置(I = 7，J = 9)。又，在接近圖案區(qū)域PA的X方向的兩側(cè)且位于照明區(qū)域IOR的 X方向的寬度內(nèi)的位置形成對準(zhǔn)標(biāo)記AMl，AM2。圖3(A)是顯示圖2的一個評估用圖案12。圖3 (A)中，評估用圖案12的外側(cè)圖案14(測試圖案)，具有在X方向(測量方向)以既定間隔形成的Y方向細(xì)長的矩形遮光膜(鉻等)構(gòu)成的2條相同形狀的線圖案14A(第1遮光部)及線圖案14B。再者，外側(cè)圖案14， 在一方的線圖案14A的+X方向的邊緣部側(cè)包含依序配置于+X方向的相位偏移部15C (第 1相位偏移部)及透射部15D(第2透射部)，在線圖案14A的-X方向的邊緣部側(cè)包含依序配置于-X方向的透射部15B (第1透射部)及相位偏移部15A (第2相位偏移部)。相位偏移部15C的長邊方向(Y方向)的長度與相位偏移部15A的長邊方向(Y方向)的長度是以相同長度形成。此外，使相位偏移部15C的長邊方向的長度與相位偏移部15A的長邊方向的長度不同也可。線圖案14A的X方向的線寬a大于與線圖案14A接觸的相位偏移部15C 及透射部15B的X方向的寬度b。例如，線圖案14A的線寬a，如下述可為相位偏移部15C 及透射部15B的寬度b的4倍以上。a 彡 4Xb ... (1)又，以下，線寬a及寬度b的數(shù)值表示在投影像的階段的數(shù)值。例如，此情形，以線寬a為200nm以上較佳。作為一例，相位偏移部15C及透射部15B的X方向的寬度b為 50 200nm的范圍。本實(shí)施例中，以寬度b為50 70nm的范圍較佳。在此范圍內(nèi)寬度b 可設(shè)定為例如60nm。此情形，以線圖案14A的X方向的線寬a為2 3μπι較佳。線圖案 14Α、透射部15Β、相位偏移部15C的Y方向的長度，作為一例為線圖案14Α的線寬a的10 15倍。線圖案14A，14B的X方向的間隔是設(shè)定成較線圖案14A的長度長。又，相位偏移部15A及透射部15D的X方向的寬度a與線圖案14A的線寬相同。然而，相位偏移部15A及透射部15D的X方向的寬度，只要設(shè)定為較該些接觸的透射部15B及相位偏移部15C的寬度b寬廣即可。亦即，透射部15B及相位偏移部15C的X方向的寬度， 只要設(shè)定為較該些接觸的相位偏移部15A及透射部15D的寬度b狹窄即可。如沿著圖3(A)的BB線的剖面圖即圖3(B)所示，透射部15B，15D是焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR的玻璃基板的表面(光射出面)，相位偏移部15A，15C是在該表面藉由例如蝕刻形成的深度d的凹部。亦即，相位偏移部15A，15C形成為在光射出面低于透射部15B，15D。線圖案14A及線圖案14B形成為在光射出面高于透射部15B，15D。此情形，相對于透射過透射部 15B，15D的照明光IL的相位θ BD，透射過相位偏移部15Α，15C的照明光IL的相位θ AC是設(shè)定成深度d以前進(jìn)例如90°。亦即，相位θ BD與相位θ AC的相位差δ θ以90°為佳。 此外，以0° く δ θ < 360°表示相位差δ θ的范圍的情形，相位差δ θ以0°及180° 以外的任意值，例如相位差S θ以0° 30°、150° 210°及330° 360°以外的任意值為佳。使相位差S θ為180°以外的值、例如使相位差δ θ為上述180°附近以外的值的原因在干，若相位差δ θ為180°或180°附近的值，則例如相位偏移部15Α與透射部 15Β的邊界線會轉(zhuǎn)印為暗線。又，使相位差δ θ為0°及360°附近以外的值的原因在干， 對離焦的圖案13與14間的間隔變化的感度低。圖3(A)中，外側(cè)圖案14的+X方向側(cè)的線圖案14Β的兩側(cè)也設(shè)有與設(shè)于線圖案 14Α的兩側(cè)的相位偏移部15Α、透射部15Β、相位偏移部15C、及透射部15D大致相同構(gòu)成的相位偏移部15Κ、透射部15L、相位偏移部15Μ、及透射部15Ν。然而，相位偏移部1 是連結(jié) X方向的寬度a的部分與Y方向的寬度a的部分的形狀(本實(shí)施形態(tài)中，L字狀)，透射部 15N是X方向的寬度為a以上的透射部。再者，外側(cè)圖案14具有排列于Y方向的相位偏移部16A，15K、透射部16B，16L、線圖案14C，14D、相位偏移部16C，16M、及透射部16D，16N，該些是將排列于X方向的相位偏移部15A，15K、透射部15B, 15L、線圖案14A，14B、相位偏移部15C，15M、及透射部15D，15N—體以評估用圖案12的中心為旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)90°的構(gòu)成。又，評估用圖案12的內(nèi)側(cè)圖案13 (輔助圖案)，具有對稱排列于外側(cè)圖案14的2 條線圖案14A，14B之間、與線圖案14A，14B相同由X方向的線寬a、Y方向的長度短的遮光膜構(gòu)成的2條線圖案13A(第2遮光膜)及線圖案13B。再者，內(nèi)側(cè)圖案13，在一方的線圖案13A的+X方向的邊緣部側(cè)依序包含配置于+X方向的寬度b的透射部15F(第3透射部) 及直角三角形的相位偏移部15G(第4相位偏移部)，在線圖案13A的-X方向的邊緣部側(cè)依序包含配置于-X方向的寬度b的相位偏移部15E(第3相位偏移部)及寬度a的透射部 15D (第4透射部)。相位偏移部15G的X方向的平均寬度較寬度a寬廣。又，透射部15D (第 2透射部及第4透射部)在內(nèi)側(cè)圖案13與外側(cè)圖案14共用。寬度a及寬度b的條件與外側(cè)圖案14的情形相同。又，透射過透射部15D，15F的照明光IL的相位與透射過相位偏移部15E，15G的照明光IL的相位的相位差，與上述相位差δ θ相同，可為0°及180°以外的任意值，但更佳角度為90°。又，內(nèi)側(cè)圖案13的+X方向側(cè)的線圖案13Β的兩側(cè)也設(shè)有與設(shè)于線圖案13Α的兩側(cè)的透射部15D、相位偏移部15Ε、透射部15F、及相位偏移部15G大致相同構(gòu)成的透射部15Η、 相位偏移部151、透射部15J、及相位偏移部15Κ。然而，透射部15Η是直角三角形的區(qū)域，相位偏移部15Κ(第4相位偏移部)是與線圖案14Β的相位偏移部(第2相位偏移部)兼用。再者，內(nèi)側(cè)圖案13具有排列于Y方向的透射部16D，15Η、相位偏移部16Ε，161、線圖案13C，13D、透射部16F，16J、及相位偏移部15G，16L，該些是將透射部15D，15Η、相位偏移部15Ε，151、線圖案13Α，13Β、透射部15F，15J、及相位偏移部15G，15Κ 一體以評估用圖案12 的中心為旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)90°構(gòu)成。包含線圖案14Α及13Α構(gòu)成第1圖案群，包含線圖案14Β 及1 構(gòu)成第2圖案群，包含線圖案14C及13C構(gòu)成第3圖案群，包含線圖案14D及13D構(gòu)成第4圖案群。亦即，第2圖案群是將透射部15H、及分別延伸于Y方向的相位偏移部151、線圖案 13B、透射部15J、相位偏移部15K、透射部15L、線圖案14B、相位偏移部15M、透射部15N排列于X方向者。又，第3圖案群是將分別線狀延伸于X方向的相位偏移部16A、透射部16B、線圖案14C、相位偏移部16C、透射部16D、相位偏移部16E、線圖案13C、及透射部16F、相位偏移部15G排列于Y方向。又，第4圖案群是將透射部15H、及分別延伸于X方向的相位偏移部161、線圖案13D、透射部16J、相位偏移部15K、透射部16L、線圖案14D、相位偏移部16M、 透射部16N排列于Y方向。接著，參照圖4㈧及圖4⑶說明評估用圖案12的內(nèi)側(cè)圖案13的線圖案13A的像、及外側(cè)圖案14的線圖案14A的像的離焦量與橫偏移量的關(guān)系。此外，為了方便說明，設(shè)投影光學(xué)系統(tǒng)PL在X方向形成倒立像。如圖4㈧放大顯示，透射過線圖案13A的-X方向側(cè)的透射部15D及相位偏移部 15E的照明光IL的波面17A，相對在Z方向往焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR射入的入射光是在ZX面內(nèi)大致順時針傾斜。同樣地，透射過線圖案13A的+X方向側(cè)的透射部15F及相位偏移部 15G的照明光IL的波面17B，相對在Z方向往焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR射入的入射光也在ZX面內(nèi)順時針傾斜。是以，通過線圖案13A的兩端部的光束的中心的光線(以下，方便上稱為主光線)17C，17D，大致平行地相對光軸AX順時針傾斜，因此通過線圖案13A的投影光學(xué)系統(tǒng) PL的像13AP的X方向的兩端部的主光線17CP，17DP相對光軸AX逆時針傾斜。因此，若配置于投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像面?zhèn)鹊木AW的表面相對最佳焦點(diǎn)位置在+Z方向僅離焦FZ，則像13AP的位置在-X方向僅偏移ΔΧ。另ー方面，如圖4(B)放大顯示，透射過配置在線圖案14A的X方向兩側(cè)的相位偏移部15A及透射部15B與相位偏移部15C及透射部15D的照明光IL的波面18A，18B大致逆時針傾斜。因此，通過線圖案14A的兩端部的主光線18C，18D，大致平行地相對光軸AX逆時針傾斜，因此通過線圖案14A的投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像14AP的X方向的兩端部的主光線 18CP，18DP相對光軸AX順時針傾斜。因此，若晶圓W的表面在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像面?zhèn)认鄬ψ罴呀裹c(diǎn)位置在+Z方向僅離焦FZ，則像14AP的位置在+X方向僅偏移ΔΧ。因此，若晶圓W的表面在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像面?zhèn)入x焦，則圖3 (A)的外側(cè)圖案14 的排列在X方向的線圖案14A的像與內(nèi)側(cè)圖案13的線圖案13A的像沿著X方向在相反方向偏移，外側(cè)圖案14的線圖案14B的像與內(nèi)側(cè)圖案13的線圖案13B的像沿著X方向在相反方向偏移。同樣地，相對上述離焦，外側(cè)圖案14的排列在Y方向的線圖案14C的像與內(nèi)側(cè)圖案13的線圖案13C的像沿著Y方向在相反方向偏移，外側(cè)圖案14的線圖案14D的像與內(nèi)側(cè)圖案13的線圖案13D的像沿著Y方向在相反方向偏移。其結(jié)果，若將評估用圖案12的投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像投影至晶圓W表面，則在該晶圓表面位于最佳焦點(diǎn)位置(像面)吋，如圖5(A)所示，評估用圖案12的外側(cè)圖案14的像 14P (線圖案14A 14D的像14AP 14DP)的中心14Q、與內(nèi)側(cè)圖案13的像13P (線圖案 13A 13D的像13AP 13DP)的中心13Q位于相同位置。此夕卜，為了方便說明，在圖5 (A) 圖5 (C)及后述圖6 (B)、圖6 (C)等，設(shè)投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像在X方向、Y方向?yàn)檎⑾?。相對于此，若晶圓的表面在+Z方向離焦，則如圖5(B)所示，相對于外側(cè)圖案14的像14P的中心14Q，內(nèi)側(cè)圖案13的像13P的中心13Q在-X方向偏移DX及在-Y方向偏移 DY。又，若晶圓的表面在-Z方向離焦，則如圖5(C)所示，相對于外側(cè)圖案14的像14P的中心14Q，內(nèi)側(cè)圖案13的像13P的中心13Q在+X方向偏移DX及在+Y方向偏移DY。因此，預(yù)先藉由例如實(shí)測或模擬，求出相對晶圓表面的離焦量ド2，像13P的中心13Q相對像14P的中心14Q在X方向、Y方向的偏移量(間隔的變化量)DX，DY的比例即以下的檢測率Rt即可。Rt = DX/FZ... (2A)或 Rt = DY/FZ ... (2B)此外，如下述，設(shè)式OA)及QB)的平均值為檢測率Rt也可。Rt = {(DX+DY) /2} /FZ ...(3)此外，檢測率Rt不為常數(shù)，為離焦量FZ的1次或2次以上的函數(shù)也可，或?yàn)橹笖?shù)函數(shù)等的函數(shù)也可。假設(shè)使用式(3)的情形，將評估用圖案12的像投影，測量像13P相對像14P的偏移量DX，DY，將此偏移量的平均值除以檢測率Rt，藉此可求出投影有該像的測量點(diǎn)的離焦量FZ、進(jìn)而可求出最佳焦點(diǎn)位置。接著，圖7㈧是顯示圖3(A)的評估用圖案12的線圖案13A 13D，14A 14D的線寬a(nm)與式(3)的檢測率Rt及預(yù)測的最大離焦量的測量誤差(nm)的關(guān)系的模擬結(jié)果。模擬條件是投影光學(xué)系統(tǒng)PL的數(shù)值孔徑NA為1、照明光學(xué)系統(tǒng)ILS(照明光IL)的相干因子(σ值)為0. 2、相位偏移部15C，15Ε等的寬度b為60nm。測量誤差ZEr是起因于評估用圖案12的像的位置的測量誤差的離焦量的誤差與對式(3)的近似誤差(非線性誤差)的和。圖7(A)中，位于各線寬a的位置的白色棒圖表Bl是離焦量FZ為士 IOOnm的情形的檢測率Rt，斜線棒圖表B2是離焦量FZ為士200nm的情形的檢測率Rt。又，虛線的折線 Cl是離焦量FZ為士 IOOnm的情形的測量誤差Zer，實(shí)線的折線C2是離焦量FZ為士 200nm 的情形的測量誤差ZEr。根據(jù)圖7(A)，線寬a在600nm以上，檢測率Rt (棒圖表Bi，B2)及測量誤差ZEr (折線Cl，C2)的值一定，因此可高精度測量投影光學(xué)系統(tǒng)PL的焦點(diǎn)資訊。再者，圖7(B)是顯示將投影光學(xué)系統(tǒng)PL的數(shù)值孔徑NA及照明光IL的相干因子(ο值)進(jìn)行各種改變來評估離焦量的測量誤差ZEr的結(jié)果的一例。此情形，設(shè)線圖案 13A 13D等的線寬a為lOOOnm、相位偏移部15C等的寬度b為60nm、評估用圖案12的像位置的測量誤差為0.5nm、離焦量FZ為士 lOOnm。圖7 (B)中，曲線所圍繞的區(qū)域Dl的測量誤差ZEr為1 1. 5nm,區(qū)域D2的測量誤差^r為1. 5 aim，區(qū)域D3、D4、D5…的測量誤差^r分別為2 2. 5nm、2. 5 3nm、3 3. 5nm···，逐次多0. 5nm。從圖7(B)可知，在區(qū)域 Dl及D2測量誤差ZEr為大致2nm以下，可高精度測量離焦量。又，由于區(qū)域D1、D2的數(shù)值孔徑NA與σ值的組合范圍非常廣，因此即使是數(shù)值孔徑NA大至達(dá)到1.3的情形，再者在各種照明條件及數(shù)值孔徑的條件下，也可高精度測量離焦量。接著，參照圖8的流程圖說明本實(shí)施形態(tài)的曝光裝置EX中、測量投影光學(xué)系統(tǒng)PL 的焦點(diǎn)資訊時的動作的一例。此動作在主控制系統(tǒng)2的控制下，例如在曝光步驟中定期執(zhí)行。首先，在圖8的步驟102，將焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR裝載至圖1的標(biāo)線片載臺RST，進(jìn)行其的對準(zhǔn)。在接下來的步驟104，將涂布有光阻的未曝光的評估用晶圓(設(shè)為晶圓W)裝載至晶圓載臺WST。在接下來的步驟106，如圖6(A)所示，以液浸法及掃描曝光方式使圖2 的焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR的多個評估用圖案12的投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像曝光于晶圓W的多個照射區(qū)域SAk (k = 1 K、K為2以上的整數(shù))。此時，就各照射區(qū)域SAk儲存對曝光區(qū)域的掃描方向?yàn)?Y方向DP或-Y方向DM。又，在各照射區(qū)域SAk，如圖6(B)放大所示，在排列于X方向、Y方向的各測量點(diǎn)Q(i，j) (i = 1 I、j = 1 J)的附近分別曝光有評估用圖案12的像12P。此像12P是由圖5㈧所示的外側(cè)圖案14的像14P及內(nèi)側(cè)圖案13的像 13P構(gòu)成。在接下來的步驟108，從晶圓載臺WST卸載已曝光的晶圓W，在未圖示的涂布顯影機(jī)使晶圓W顯影。其結(jié)果，在圖6(B)的晶圓W的各照射區(qū)域SAk內(nèi)的各測量點(diǎn)Q(i，j)的附近，如圖6(C)的放大圖所示，構(gòu)成評估用圖案12的像12P的內(nèi)側(cè)圖案13的像13P及外側(cè)圖案14的像14P形成為凹凸的光阻圖案。在接下來的步驟110，將顯影后的晶圓W搬送至重疊測量裝置(未圖示)，使用此重疊測量裝置，在晶圓W的各照射區(qū)域SAk(k = 1 K)的各測量點(diǎn)Q(i，j)的評估用圖案 12的像12P(圖6(C))，測量內(nèi)側(cè)圖案13的像13P的中心13Q相對外側(cè)圖案14的像14P的中心14Q在X方向、Y方向的偏移量(AXij，AYij)(像的位置關(guān)系)。此偏移量的測量結(jié)果是供應(yīng)至圖1的主控制系統(tǒng)2。在接下來的步驟112，主控制系統(tǒng)2內(nèi)的運(yùn)算部，將測量后的評估用圖案12的像 12P的偏移量(AXij，AYij)的平均值除以式(3)的已知檢測率Rt，求出在該測量點(diǎn)Q(i， j)的離焦量FZij。再者，在步驟114，主控制系統(tǒng)2內(nèi)的運(yùn)算部，將晶圓W的照射區(qū)域SAk依對曝光區(qū)域的掃描方向DP，DM分成第1群及第2群，將對第1群的照射區(qū)域SAk內(nèi)的各測量點(diǎn)Q(i，j)的離焦量FZij的平均值<FZij>進(jìn)行內(nèi)插的值，儲存為掃描方向DP的曝光場域內(nèi)的整面的像面的修正值。同樣地，將對第2群的照射區(qū)域SAk內(nèi)的各測量點(diǎn)Q(i，j) 的離焦量FZij的平均值<FZij>進(jìn)行內(nèi)插的值，儲存為掃描方向DM的曝光場域內(nèi)的整面的像面的修正值。之后，在步驟116，將元件用的標(biāo)線片R裝載至圖1的標(biāo)線片載臺RST，在步驟118， 將涂布有光阻的晶圓裝載至晶圓載臺WST。接著，在步驟120，對晶圓使用在步驟114儲存的依掃描方向的像面的修正值修正以自動焦點(diǎn)感測器37測量的Z位置同時使標(biāo)線片R的圖案的像掃描曝光在晶圓的各照射區(qū)域。此時，以修正根據(jù)焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR的各評估用圖案12的像測量的離焦量的方式來修正自動焦點(diǎn)感測器37的測量值，因此可提升晶圓表面對投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像面的聚焦精度。因此，標(biāo)線片R的圖案的像高精度曝光于晶圓的各照射區(qū)域。之后，在步驟122卸載已曝光的晶圓，在步驟IM判定是否有下ー個曝光對象的晶圓，有未曝光的晶圓時反復(fù)步驟118 122。接著，在步驟1 無未曝光的晶圓時結(jié)束曝光
Mc ο本實(shí)施形態(tài)的效果等如下所述。(1)本實(shí)施形態(tài)的曝光裝置EX具備用以測量投影光學(xué)系統(tǒng)PL的焦點(diǎn)資訊的焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR。形成于焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR的評估用圖案12具有外側(cè)圖案14 (測試圖案)。 此外側(cè)圖案14是將分別線狀延伸于Y方向(第1方向)的X方向(第2方向)的寬度a的相位偏移部15A(第2相位偏移部)、較寬度a狹窄的寬度b的透射部15B(第1透射部)、 線寬a的線圖案14A(第1遮光部)、寬度b的相位偏移部15C(第1相位偏移部)、及寬度 a的透射部15D (第2透射部)排列于X方向。根據(jù)此焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR，通過線圖案14A的+X方向側(cè)的相位偏移部15C及透射部15D的照明光IL的主光線與通過線圖案14A的-X方向側(cè)的相位偏移部15A及透射部 15B的照明光IL的主光線在相同方向傾斜。因此，僅使評估用圖案12的像曝光一次即能以高測量效率從線圖案14A的像的X方向的橫偏移量求出該像面的形成面相對投影光學(xué)系統(tǒng) PL的像面的離焦量，進(jìn)而求出焦點(diǎn)資訊。再者，由于線圖案14A的線寬a較相位偏移部15C 及透射部15B的寬度b寬廣，因此能以高測量再現(xiàn)性測量該焦點(diǎn)資訊。(2)又，本實(shí)施形態(tài)中，透射部15B的X方向的寬度b與相位偏移部15C的X方向的寬度b相同，相對離焦的線圖案14A的像的兩端部的橫偏移量大致相同，該像的線寬大致一疋。此外，透射部15B的X方向的寬度與相位偏移部15C的X方向的寬度不同也可。又，不一定要設(shè)置透射部15D (第2透射部)。(3)又，評估用圖案12具有用以測量外側(cè)圖案14的像的位置偏移的內(nèi)側(cè)圖案 13 (輔助圖案)。因此，可高精度測量外側(cè)圖案14的像的位置偏移量，進(jìn)而測量離焦量。此外，將內(nèi)側(cè)圖案13視為測試圖案，將外側(cè)圖案14視為輔助圖案也可。(4)又，該內(nèi)側(cè)圖案13是將分別線狀延伸于Y方向的X方向的寬度a的透射部 15D(第4透射部)、寬度b的相位偏移部15E(第3相位偏移部)、線寬a的線圖案13A (第 2遮光部)、寬度b的透射部15F (第3透射部)、及平均寬度為a以上的相位偏移部15G (第
144相位偏移部)排列于X方向。此內(nèi)側(cè)圖案13的線圖案13A的X方向兩側(cè)的相位分布與外側(cè)圖案14的線圖案 14A的X方向兩側(cè)的相位分布對稱，因此離焦時的線圖案13A的像的橫偏移量的方向與線圖案14A的像的橫偏移量的方向是沿著X方向?yàn)橄喾捶较?。因此，能?倍感度且抵銷偏移高精度測量離焦量。(5)又，本實(shí)施形態(tài)的投影光學(xué)系統(tǒng)PL的焦點(diǎn)資訊的測量方法，包含將本實(shí)施形態(tài)的焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR配置在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的物體面的步驟102、將焦點(diǎn)測試標(biāo)線片 TR的評估用圖案12(外側(cè)圖案14及內(nèi)側(cè)圖案13)的投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像投影至晶圓W表面(測量面)的步驟106，108、測量評估用圖案12的像的測量方向的位置資訊即外側(cè)圖案 14的像與內(nèi)側(cè)圖案13的像的間隔的步驟110。因此，可從該像的間隔(偏移量)測量對投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像面的離焦量。(6)又，將該像投影的步驟包含使晶圓W的光阻顯影的步驟108。因此，可使用例如重疊測量裝置高精度測量該像的間隔。(7)又，本實(shí)施形態(tài)的曝光裝置EX，是以照明光IL照明標(biāo)線片R的圖案，以照明光 IL通過該圖案及投影光學(xué)系統(tǒng)PL使晶圓W (基板)曝光，其具備標(biāo)線片載臺RST，保持焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR ；以及主控制系統(tǒng)2 (控制裝置)，將焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR的評估用圖案12 的投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像投影，且根據(jù)評估用圖案12的像在測量方向的位置資訊求出投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像面的修正值(像面資訊)。因此，將標(biāo)線片載臺RST上的標(biāo)線片與焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR更換，僅使焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR的評估用圖案12的像曝光于評估用晶圓，即可高效率且高精度測量投影光學(xué)系統(tǒng) PL的焦點(diǎn)資訊。此外，本實(shí)施形態(tài)中，雖針對外側(cè)圖案14具備透射部15D及16D的構(gòu)成進(jìn)行說明， 但為內(nèi)側(cè)圖案13具備此透射部15D及16D的構(gòu)成也可。同樣地，雖針對外側(cè)圖案14具備相位偏移部15K的構(gòu)成進(jìn)行說明，但為內(nèi)側(cè)圖案13具備此相位偏移部15K的構(gòu)成也可。此外，本實(shí)施形態(tài)中，可進(jìn)行下述變形。(1)本實(shí)施形態(tài)中，使焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR的評估用圖案12的像曝光于晶圓，使用重疊測量裝置測量在顯影后形成的光阻圖案的位置關(guān)系。然而，曝光裝置EX具備空間像測量系統(tǒng)34。因此，使評估用圖案12的投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像(空間像)在圖1的空間像測量系統(tǒng)34的狹縫圖案30A掃描于X方向、Y方向， 藉由空間像測量系統(tǒng)34測量其空間像的光強(qiáng)度分布也可。從此測量結(jié)果求出評估用圖案 12的外側(cè)圖案14的像與內(nèi)側(cè)圖案13的像的間隔，從此間隔求出離焦量，藉此可求出投影光學(xué)系統(tǒng)PL的焦點(diǎn)資訊。(2)本實(shí)施形態(tài)中，將焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR與標(biāo)線片R更換裝載至標(biāo)線片載臺RST 上，但將形成于焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR的多個評估用圖案12，形成于固定在與標(biāo)線片載臺RST 的保持有標(biāo)線片R的區(qū)域接近的區(qū)域的標(biāo)線片標(biāo)記板(未圖示)也可。此情形，視需要使標(biāo)線片載臺RST移動，使該標(biāo)線片標(biāo)記板移動至照明光IL的照明區(qū)域，藉此可測量投影光學(xué)系統(tǒng)PL的焦點(diǎn)資訊。(3)又，替代圖3(A)的評估用圖案12，使用圖9(A)的第1變形例的評估用圖案 40、或圖9(B)的第2變形例的評估用圖案44也可。
圖9㈧中，評估用圖案40具有使在Y方向細(xì)長的X方向的線寬a的遮光膜與在X 方向細(xì)長的Y方向的線寬a的遮光膜在中心交叉的十字型遮光圖案41。又，在相對遮光圖案41的中心+Y方向的線部41A(測試圖案的第1遮光部)的+X方向側(cè)依序設(shè)有寬度b的透射部42C及正方形的相位偏移部42D，在線部41A的-X方向側(cè)依序設(shè)有寬度b的相位偏移部42B及透射部42A。又，在相對遮光圖案41的中心-Y方向的線部41B(輔助圖案的第 2遮光部)的+X方向側(cè)依序設(shè)有寬度b的相位偏移部43C及透射部43D，在線部41B的-X 方向側(cè)依序設(shè)有寬度b的透射部4 及正方形的相位偏移部43A。再者，在相對遮光圖案41的中心+X方向的線部41C的+Y方向側(cè)依序設(shè)有寬度 b的透射部42C及相位偏移部42D，在線部41C的-Y方向側(cè)依序設(shè)有寬度b的相位偏移部 43C及透射部43D。又，在相對遮光圖案41的中心-X方向的線部41D的+Y方向側(cè)依序設(shè)有寬度b的相位偏移部42B及透射部42A，在線部41D的-Y方向側(cè)依序設(shè)有寬度b的透射部4 及相位偏移部43A。線寬a與寬度b的關(guān)系與圖3 (A)的評估用圖案12的情形相同， 相位偏移部42B、42D、43A、43C的相位的變化量與圖3 (A)的相位偏移部15C相同。此第1變形例的評估用圖案40的投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像40P，在最佳焦點(diǎn)位置成為與圖10㈧所示的遮光圖案41相似的像41P。相對于此，測量面離焦的情形，如圖10⑶ 所示，評估用圖案40的像40P在線部41A的像41AP與線部41B的像41BP之間產(chǎn)生X方向的偏移量DX，在線部41D的像41DP與線部41C的像41CP之間產(chǎn)生Y方向的偏移量DY。因此，從該些偏移量DX，DY可求出在該測量面的離焦量。又，圖9(B)的第2變形例的評估用圖案44具有由與線部41A(參照圖9(A))相同線寬的正方形的框狀遮光膜構(gòu)成的外側(cè)圖案46與由形成于其內(nèi)側(cè)的遮光膜構(gòu)成的正方形的內(nèi)側(cè)圖案45。又，在內(nèi)側(cè)圖案45(第1遮光部)的+X方向及+Y方向設(shè)有與相位偏移部 42B(參照圖9(B))相同寬度的透射部47D，在其外側(cè)設(shè)有寬度寬廣的相位偏移部47E，在相位偏移部47E與外側(cè)圖案46的+X方向及+Y方向的內(nèi)側(cè)的邊緣部之間設(shè)有與透射部47D 相同寬度的透射部47E。再者，在內(nèi)側(cè)圖案45的-X方向及-Y方向設(shè)有與透射部47D相同寬度的相位偏移部47C，在其外側(cè)設(shè)有透射部47B，在透射部47B與外側(cè)圖案46的-X方向及-Y方向的內(nèi)側(cè)的邊緣部之間設(shè)有與相位偏移部47C相同寬度的相位偏移部47A。此第2變形例的評估用圖案44的投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像44P，在最佳焦點(diǎn)位置，如圖10(C)所示，外側(cè)圖案46的像的內(nèi)側(cè)的邊緣部的中心46PC與內(nèi)側(cè)圖案45的像45P的中心45PC—致。相對于此，測量面離焦的情形，如圖10(D)所示，在評估用圖案44的像，在外側(cè)圖案46的像46P的內(nèi)側(cè)的邊緣部的中心46PC與內(nèi)側(cè)圖案45的像45P的中心45PC之間在X方向及Y方向產(chǎn)生偏移量DX，DY。因此，從該些偏移量DX，DY可求出在該測量面的離焦量。(第2實(shí)施形態(tài))接著，參照圖11㈧及圖Il(B)說明第2實(shí)施形態(tài)。本實(shí)施形態(tài)中，也測量圖1的曝光裝置EX的投影光學(xué)系統(tǒng)PL的焦點(diǎn)資訊，但形成于焦點(diǎn)測試標(biāo)線片TR的評估用圖案的構(gòu)成不同。圖Il(A)是顯示本實(shí)施形態(tài)的評估用圖案50的放大俯視圖。圖Il(A)中，評估用圖案50的構(gòu)成，是沿著X方向排列第1虛置圖案53A、第1主圖案51A、副圖案52、第2主圖案51B、及第2虛置圖案53B。此情形，虛置圖案53A，5;3B是分別將由在Y方向細(xì)長的遮光膜構(gòu)成的2條線圖案58A，58B排列于X方向。又，第1主圖案51A(測試圖案)，是將由在Y方向延伸的X方向的線寬c的遮光膜構(gòu)成的線圖案54A，54B，54C以線寬c的3倍程度的間隔d配置在X方向、且在線圖案54A 54C的X方向的兩端部設(shè)置大致相同的相位變化部。代表而言，設(shè)在線圖案54A(第1遮光部)的相位變化部，具有在線圖案54A的+X方向依序配置的寬度b的透射部55C(第1透射部)及寬度大致c的相位偏移部55D (第2相位偏移部)、與在線圖案54A的-X方向依序配置的寬度b的相位偏移部55B(第1相位偏移部)及寬度較b寬廣的透射部55A(第2透射部)。第2主圖案51B與第1主圖案51A同樣地具有線圖案54A 54C及設(shè)于該等的相位變化部。此外，+X方向的端部的相位偏移部55G的寬度形成較窄。又，副圖案52(輔助圖案)，具有與線圖案54A 54C相同形狀且相同排列的線圖案56A，56B, 56C、及設(shè)于線圖案56A 56C的X方向的兩端部的大致相同的相位變化部。代表而言，設(shè)在線圖案56A(第2遮光部)的相位變化部，具有在線圖案56A的+X方向依序配置的寬度b的相位偏移部57B(第3相位偏移部)及寬度大致c的透射部57D(第4透射部)、與在線圖案56A的-X方向依序配置的寬度b的透射部57A(第3透射部)及寬度較b 寬廣的相位偏移部55F(第4相位偏移部)。相位偏移部55F在主圖案51A與副圖案52共
ο本實(shí)施形態(tài)中，線圖案54A MC，56A 56C的X方向的線寬c，是設(shè)定成較透射部 55C及相位偏移部55B的X方向的寬度b寬廣。作為一例，在投影像的階段線寬c為80 200nm，寬度b為50 70nm。再者，作為一例，線寬c為lOOnm，此情形的寬度b為60nm。再者，通過相位偏移部55B，57B的照明光的相位與通過透射部55A，57C等的照明光的相位的相位差是設(shè)定成0°及180°以外的值，該相位插較佳為90°。此評估用圖案50的投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像50P (設(shè)為正立像)，如圖11⑶所示，在虛置圖案的像53AP，5;3BP (線圖案58A，58B的像58AP，58BP)之間，排列有第1主圖案51A 的像51AP、副圖案52的像52P、第2主圖案51B的像51BP。又，像51AP及51BP分別由線圖案MA MC的像54AP MCP構(gòu)成，像52P由線圖案56A 56C的像56AP 56CP構(gòu)成。 此情形，線圖案54A MC的X方向的兩端部的相位分布與線圖案56A 56C的X方向的兩端部的相位分布在X方向?qū)ΨQ，因此相對于測量面的離焦，若主圖案的像51AP，51BP如虛線的像El所示往-X方向移動，則副圖案的像52P如虛線的像E2所示往+X方向(相反方向)移動。因此，作為一例，藉由測量主圖案的像51AP，51BP的6條線圖案的像54AP MCP 的X方向的中心位置(各中心的平均位置)與副圖案的像52P的3條線圖案的像56AP 56CP的X方向的中心位置的偏移量DX，可求出測量面的離焦量。又，本實(shí)施形態(tài)中，虛置圖案53A，53B的像的位置，可使用于例如個別評估主圖案51A，51B的像的位置偏移量及副圖案52的像的位置偏移量的情形等。此外，本實(shí)施形態(tài)中，構(gòu)成主圖案51A，51B的線圖案54A MC的條數(shù)、及構(gòu)成副圖案52的線圖案56A 56C的條數(shù)只要為至少一條即可。又，不一定要設(shè)置虛置圖案53A， 53B。又，省略例如第2主圖案51B也可。接著，圖12㈧是顯示第2實(shí)施形態(tài)的變形例的評估用圖案60。對與圖11㈧對應(yīng)的部分賦予相同符號的圖12(A)中，評估用圖案60，在X方向的兩端部配置有虛置圖案53A，53B。此外，在虛置圖案53A，5 之間，沿著X方向，以大致線寬的2倍 3倍的間隔配置相同形狀的線圖案 54A, 56A, 54B, 56B, 54C, 56C, 54D, 56D。又，在線圖案54A MD(第1遮光部)的+X方向側(cè)配置透射部55C (第1透射部) 及寬度寬廣的相位偏移部61A(第2相位偏移部)，在線圖案54A 54D的-X方向側(cè)配置相位偏移部55B(第1相位偏移部)及寬度寬廣的透射部61B(第2透射部)。此外，在線圖案56A 56D(第2遮光部)的+X方向側(cè)配置相位偏移部57B(第3相位偏移部)及寬度寬廣的透射部6IB(第4透射部)，在線圖案56A 56D的-X方向側(cè)配置透射部57A(第3 透射部)及相位偏移部6IA(第4相位偏移部)。相位偏移部6IA在包含線圖案54A 54D 的測試圖案與包含線圖案56A 56D的輔助圖案共用。此評估用圖案60的投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像60P (設(shè)為正立像)，如圖12 (B)所示，在虛置圖案的像53AP，53BP之間，在X方向交互形成有線圖案54A MD的像54AP 54DP、 線圖案56A 56D的像56AP 56DP。此情形，線圖案54A 54D的X方向的兩端部的相位分布與線圖案56A 56D的X方向的兩端部的相位分布對稱，因此相對于測量面的離焦，若像54AP MDP如虛線的像El所示往-X方向移動，則像56AP 56DP如虛線的像E2所示往+X方向(相反方向)移動。因此，作為一例，藉由測量4條線圖案的像54AP MDP的X方向的中心位置(各中心的平均位置)與4條線圖案的像56AP 56DP的X方向的中心位置的偏移量DX，可求出測量面的離焦量。此外，本實(shí)施形態(tài)中，線圖案54A 54D及56A 56D的條數(shù)分別只要為至少一條即可。又，不一定要設(shè)置虛置圖案53A，53B。又，使用上述各實(shí)施形態(tài)的曝光裝置EX (或曝光裝置EX的曝光方法)制造半導(dǎo)體元件等的電子元件的情形，電子元件，如圖13所示，是經(jīng)由下述步驟制造，即進(jìn)行電子元件的功能/性能設(shè)計(jì)的步驟221、根據(jù)該設(shè)計(jì)步驟制作光罩(標(biāo)線片)的步驟222、制造元件的基材即基板(晶圓)并涂布光阻的步驟223、包含藉由上述實(shí)施形態(tài)的曝光裝置或曝光方法使光罩的圖案曝光于基板(感應(yīng)基板)的步驟、使曝光后基板顯影的步驟、對顯影后基板進(jìn)行加熱(固化)及蝕刻步驟等的基板處理步驟224、元件組裝步驟(包含切割步驟、接合步驟、封裝步驟等的加工程序)225、以及檢查步驟2 等。因此，此元件制造方法的基板處理步驟224，包含使用上述實(shí)施形態(tài)的曝光裝置或曝光方法將既定圖案形成于基板的曝光步驟、及對形成有該圖案的基板進(jìn)行處理的步驟。 根據(jù)此曝光裝置或曝光方法，能以高測量再現(xiàn)性高效率測量投影光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)資訊，因此根據(jù)該測量結(jié)果進(jìn)行自動焦點(diǎn)等的控制，可高效率且高精度制造電子元件。此外，雖以具備局部液浸機(jī)構(gòu)的局部液浸曝光裝置為例進(jìn)行說明，但不僅適用于使液體存在于投影光學(xué)系統(tǒng)與物體(物體的一部分)之間的局部空間的局部液浸型、也可適用于使物體整體浸漬于液體的類型的液浸曝光型的曝光裝置。又，也可適用于以周圍的氣簾保持投影光學(xué)系統(tǒng)與基板之間的液浸區(qū)域的液浸型的曝光裝置。本發(fā)明不僅適用于以液浸型的曝光裝置曝光的情形、也可適用于測量不通過液體的干曝光型的曝光裝置的投影光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)資訊的情形。又，本發(fā)明除了掃描曝光型的曝光裝置外，也可適用于測量步進(jìn)器等的一次曝光型的曝光裝置的投影光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)資訊的情形。又，本發(fā)明不限于適用半導(dǎo)體元件制造用的曝光裝置，例如，也可廣泛適用于形成于角型玻璃板的液晶顯示元件或等離子體顯示器等的顯示器裝置用的曝光裝置、或用以制造攝影元件(CCD等)、微機(jī)器、薄膜磁頭、MEMS(微機(jī)電系統(tǒng)^icroelectromechanical Systems)、及DNA晶片等的各種元件的曝光裝置。再者，本發(fā)明也可適用于使用光微影エ藝制造形成有各種元件的光罩圖案的光罩(光罩、標(biāo)線片等)時的曝光步驟。此外，本發(fā)明不限于上述實(shí)施形態(tài)，在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)可采取各種構(gòu)成。又，援引本申請記載的上述公報、各國際公開小冊子、美國專利、或美國專利申請公開說明書中的掲示作為本說明書記載的一部分。又，包含說明書、申請專利范圍、圖式、及摘要，主張?jiān)?009年11月5日提出的日本專利申請第2009-253785號的優(yōu)先權(quán)的利益，援引其所有掲示內(nèi)容作為本說明書記載的一部分。
19
權(quán)利要求
1.一種焦點(diǎn)測試光罩，是設(shè)有通過投影光學(xué)系統(tǒng)投影至物體上的測試圖案，其特征在于該測試圖案，具有第1遮光部，線狀延伸于第1方向并遮蔽光；第1相位偏移部，在與該第1方向正交的第2方向設(shè)于該第1遮光部的一側(cè)，線狀延伸于該第1方向且在該第2方向的線寬形成為較該第1遮光部的線寬狹窄，使透射過的該光的相位變化；第1透射部，在該第2方向設(shè)于該第1遮光部的另一側(cè)，線狀延伸于該第1方向且在該第2方向的線寬形成為較該第1遮光部的線寬狹窄，使該光透射過；以及第2相位偏移部，在該第2方向設(shè)于該第1透射部的與該第1遮光部相反側(cè)，在該第2 方向的線寬形成為較該第1透射部寬廣，使透射過的該光的相位變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦點(diǎn)測試光罩，其中，該第1透射部在該第2方向的線寬與該第1相位偏移部在該第2方向的線寬相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焦點(diǎn)測試光罩，其中，該測試圖案具有第2透射部，該第 2透射部在該第2方向設(shè)于該第1相位偏移部的與該第1遮光部相反側(cè)，在該第2方向的線寬形成為較該第1相位偏移部寬廣，使該光透射過。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的焦點(diǎn)測試光罩，其中，該第2透射部在該第2方向的線寬與該第2相位偏移部在該第2方向的線寬相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的焦點(diǎn)測試光罩，其中，該第1遮光部在該第2方向的線寬為該第1相位偏移部在該第2方向的線寬的至少4倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的焦點(diǎn)測試光罩，其中，該第1遮光部在該第2方向的線寬與該第2透射部在該第2方向的線寬及該第2相位偏移部在該第2方向的線寬相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的焦點(diǎn)測試光罩，其中，該第1遮光部的該投影光學(xué)系統(tǒng)的像在該第2方向的線寬為至少200nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述的焦點(diǎn)測試光罩，其具有用以測量該測試圖案的像的位置偏移的輔助圖案。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的焦點(diǎn)測試光罩，其中，該輔助圖案，具有第2遮光部，線狀延伸于該第1方向并遮蔽光；第3透射部，在該第2方向設(shè)于該第2遮光部的一側(cè)，線狀延伸于該第1方向且在該第 2方向的線寬形成為較該第2遮光部的線寬狹窄，使該光透射過；第3相位偏移部，在該第2方向設(shè)于該第2遮光部的另一側(cè)，線狀延伸于該第1方向且在該第2方向的線寬形成為較該第2遮光部的線寬狹窄，使透射過的該光的相位變化；以及第4相位偏移部，在該第2方向設(shè)于該第3透射部的與該第2遮光部相反側(cè)，在該第2 方向的線寬形成為較該第3透射部寬廣，使透射過的該光的相位變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的焦點(diǎn)測試光罩，其中，該測試圖案具有第2透射部，該第2透射部在該第2方向設(shè)于該第1相位偏移部的與該第1遮光部相反側(cè)，在該第2方向的線寬形成為較該第1相位偏移部寬廣，使該光透射過；該輔助圖案具有第4透射部，該第4透射部在該第2方向設(shè)于該第3相位偏移部的與該第2遮光部相反側(cè)，在該第2方向的線寬形成為較該第3相位偏移部寬廣，使該光透射過。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的焦點(diǎn)測試光罩，其具有以該測試圖案及該輔助圖案構(gòu)成的多個圖案群；該多個圖案群的中第1圖案群，該測試圖案與該輔助圖案，從該第2方向的一側(cè)依該第 2透射部、該第1相位偏移部、該第1遮光部、該第1透射部、該第2相位偏移部、該第4相位偏移部、該第3透射部、該第2遮光部、該第3相位偏移部、該第4透射部的順序排列形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的焦點(diǎn)測試光罩，其中，該第2相位偏移部兼用該第4相位偏移部。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的焦點(diǎn)測試光罩，其中，該多個圖案群的中第2圖案群， 從該第2方向的另一側(cè)依該第2透射部、該第1相位偏移部、該第1遮光部、該第1透射部、 該第2相位偏移部、該第4相位偏移部、該第3透射部、該第2遮光部、該第3相位偏移部、 該第4透射部的順序排列形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一權(quán)利要求所述的焦點(diǎn)測試光罩，其中，該多個圖案群的中第3圖案群，從該第1方向的一側(cè)依該第2透射部、該第1相位偏移部、該第1遮光部、 該第1透射部、該第2相位偏移部、該第4相位偏移部、該第3透射部、該第2遮光部、該第 3相位偏移部、該第4透射部的順序排列形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一權(quán)利要求所述的焦點(diǎn)測試光罩，其中，該多個圖案群的中第4圖案群，從該第1方向的另一側(cè)依該第2透射部、該第1相位偏移部、該第1遮光部、該第1透射部、該第2相位偏移部、該第4相位偏移部、該第3透射部、該第2遮光部、該第3相位偏移部、該第4透射部的順序排列形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一權(quán)利要求所述的焦點(diǎn)測試光罩，其中，該測試圖案是形成在該焦點(diǎn)測試光罩的光射出面，該第1遮光部是形成為高于第1透射部，該第1及第2 相位偏移部是形成為低于第1透射部。
17.一種焦點(diǎn)測量方法，是測量投影光學(xué)系統(tǒng)的像面資訊，其特征在于，包含將根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一權(quán)利要求所述的焦點(diǎn)測試光罩配置于該投影光學(xué)系統(tǒng)的物體面?zhèn)鹊牟襟E；將設(shè)于該焦點(diǎn)測試光罩的該測試圖案的該投影光學(xué)系統(tǒng)的像投影至測量面的步驟；以及測量該測試圖案的像在測量方向的位置資訊的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的焦點(diǎn)測量方法，其中，該焦點(diǎn)測試光罩具有用以測量該測試圖案的像的位置偏移的輔助圖案；該測試圖案的像在該測量方向的位置資訊，包含該測試圖案的像與該輔助圖案的像在該測量方向的間隔。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的焦點(diǎn)測量方法，其中，將該測試圖案的該投影光學(xué)系統(tǒng)的像投影的步驟，包含將該像投影至感光基板的步驟與使該感光基板顯影的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的焦點(diǎn)測量方法，其中，測量該測試圖案的像及該輔助圖案的像在該測量方向的位置資訊的步驟，包含使用空間像測量系統(tǒng)測量該像在該測量方向的光強(qiáng)度分布的步驟。
21.一種曝光方法，包含將元件用光罩配置于投影光學(xué)系統(tǒng)的物體面?zhèn)鹊膭幼?；根?jù)使用權(quán)利要求17至20中任一權(quán)利要求所述的焦點(diǎn)測量方法測量后的測試圖案的像的位置資訊調(diào)整元件用光罩的圖案的投影光學(xué)系統(tǒng)的像的焦點(diǎn)位置的動作；以及將焦點(diǎn)位置調(diào)整后的元件用光罩的圖案的像投影至基板的動作。
22.—種曝光裝置，是以曝光用光照明光罩的圖案，以該曝光用光通過該圖案及投影光學(xué)系統(tǒng)使基板曝光，其特征在于，具備光罩載臺，保持根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一權(quán)利要求所述的焦點(diǎn)測試光罩；以及控制裝置，將該焦點(diǎn)測試光罩的該測試圖案的該投影光學(xué)系統(tǒng)的像投影，且根據(jù)該測試圖案的像在測量方向的位置資訊求出該投影光學(xué)系統(tǒng)的像面資訊。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的曝光裝置，其中，該焦點(diǎn)測試光罩被保持在接近該光罩載臺的保持有該光罩的區(qū)域的區(qū)域。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的曝光裝置，其具備檢測該測試圖案的該投影光學(xué)系統(tǒng)的像的空間像測量系統(tǒng)。
25.—種元件制造方法，包含使用根據(jù)權(quán)利要求22至M中任一權(quán)利要求所述的曝光裝置將圖案轉(zhuǎn)印至基板的動作；以及根據(jù)該圖案對轉(zhuǎn)印有該圖案的該基板進(jìn)行加工的動作。
全文摘要
用以測量焦點(diǎn)資訊的焦點(diǎn)測試標(biāo)線片具有外側(cè)圖案，外側(cè)圖案具有由延伸于Y方向的遮光膜構(gòu)成的線圖案，設(shè)于線圖案的+X方向側(cè)、線寬形成為較線圖案狹窄的相位偏移部，設(shè)于線圖案的-X方向側(cè)、線寬形成為較線圖案狹窄的透射部，設(shè)于相位偏移部的+X方向側(cè)的透射部，設(shè)于透射部的-X方向側(cè)的相位偏移部。能以高測量再現(xiàn)性且高測量效率測量投影光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)資訊。
文檔編號G01B11/00GK102597873SQ20108004909
公開日2012年7月18日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者蛭川茂, 近藤信二郎 申請人:株式會社尼康