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专利名称：焦点测试光罩、焦点测量方法、曝光装置、及曝光方法
技术领域：
本发明是关于一种用以测量投影光学系统的焦点资讯(像面资讯)的形成有图案的焦点测试光罩、使用该焦点测试光罩测量投影光学系统的焦点资讯的焦点测量方法、具备该焦点测试光罩的曝光装置、曝光方法及使用曝光装置的元件制造方法。
背景技术：
在例如用以制造半导体元件等的电子元件(微元件)的微影工艺中所使用的曝光装置，为了测量投影光学系统的像面(最佳焦点位置)的资讯即焦点资讯，进行下述动作， 即在投影光学系统的物体面配置测试光罩且在投影光学系统的像面配置基板等，接着，将设于测试光罩的既定评估用图案通过投影光学系统投影至基板等，测量该评估用图案的像的位置偏移量等。作为习知第1测量方法，已知有使用在较由2条遮光膜构成的线图案间的各线图案的线宽更宽广的空间部设置使照明光的相位变化的相位变更部的评估用图案，将该评估用图案的投影光学系统的像曝光在涂布有光阻的基板上的方法(例如，参照专利文献1)。 此情形，可在显影后根据形成在该基板的2条线状的光阻图案的间隔求出该基板表面的离焦量、进而求出像面的位置。又，作为习知第2测量方法，已知有使例如包含4条以上的多个遮光线、各遮光线外侧的相位分布在测量方向呈非对称的绕射光栅状的评估用图案的像，与用以消除该多个遮光线的像之中外侧不需要的遮光线的像的修正图案的像重叠曝光于晶圆的方法(例如， 参照专利文献2)。此情形，也可根据残留的中央的多个遮光线的像的偏移量求出晶圆表面的离焦量。又，作为习知第3测量方法，已知有测量在多个线图案的附近设置较该些线图案的线宽更宽广的相位偏移部的评估用图案的空间像的横偏移量的方法(例如，参照专利文献3)。此情形，也可根据各线图案的像的横偏移量求出受光面的离焦量。专利文献1 日本特开平6-204305号公报专利文献2 日本专利第3297423号说明书专利文献3 国际公开第2005/004211号小册子

发明内容
习知焦点资讯的测量方法之中，第1及第3测量方法，相较于线图案的线宽，与其接触(或其附近)的相位偏移部的宽度宽广，为了提高测量感度(像的横偏移量/离焦量)， 较佳为缩小线图案的线宽。然而，若缩小线图案的线宽，则会有测量再现性降低之虞，且在观察显影后的光阻图案的像时，会有产生光阻图案的颠倒等之虞。再者，若如上述缩小线图案的线宽，则在投影光学系统的数值孔径高的情形，特别会有线图案的像的投影面在接近最佳焦点位置的范围测量感度降低之虞。又，习知第2测量方法，为了消除不需要的图案的像必须进行2次曝光，因此会有测量效率降低的问题。本发明是有鉴于上述问题，其目的在于以高测量再现性测量、或以高测量效率测量投影光学系统的焦点资讯。第1形态的焦点测试光罩，是设有通过投影光学系统投影至物体上的测试图案， 其中该测试图案，具有第1遮光部，线状延伸于第1方向并遮蔽光；第1相位偏移部，在与该第1方向正交的第2方向设于该第1遮光部的一侧，线状延伸于该第1方向且在该第2 方向的线宽形成为较该第1遮光部的线宽狭窄，使透射过的该光的相位变化；第1透射部， 在该第2方向设于该第1遮光部的另一侧，线状延伸于该第1方向且在该第2方向的线宽形成为较该第1遮光部的线宽狭窄，使该光透射过；以及第2相位偏移部，在该第2方向设于该第1透射部的与该第1遮光部相反侧，在该第2方向的线宽形成为较该第1透射部宽广，使透射过的该光的相位变化。又，第2形态的焦点测量方法，是测量投影光学系统的像面资讯，其特征在于，包含将第1形态的焦点测试光罩配置于该投影光学系统的物体面侧的步骤；将设于该焦点测试光罩的该测试图案的该投影光学系统的像投影至测量面的步骤；以及测量该测试图案的像在测量方向的位置资讯的步骤。又，第3形态的曝光装置，是以曝光用光照明光罩的图案，以该曝光用光通过该图案及投影光学系统使基板曝光，其特征在于，具备光罩载台，保持本发明第1形态的焦点测试光罩；以及控制装置，将该焦点测试光罩的该测试图案的该投影光学系统的像投影，且根据该测试图案的像在测量方向的位置资讯求出该投影光学系统的像面资讯。又，第4形态的曝光方法，包含将元件用光罩配置于投影光学系统的物体面侧的动作；根据使用上述焦点测量方法测量后的测试图案的像的位置资讯调整元件用光罩的图案的投影光学系统的像的焦点位置的动作；以及将焦点位置调整后的元件用光罩的图案的像投影至基板的动作。又，第5形态的元件制造方法，包含使用第3形态的曝光装置将图案转印至基板的动作；以及根据该图案对转印有该图案的基板进行加工的动作。根据上述焦点测试光罩及与其相关的各形态，相对第1遮光部在第2方向的一方设置第1相位部，在该第2方向的另一方设置第1透射部及第2相位部，因此可根据该第1 遮光部的像在与该第2方向对应的方向的横偏移量，以高测量效率求出对投影光学系统的像面的离焦量，进而以高测量效率求出焦点资讯。又，由于该第1遮光部的宽度较第1相位部的宽度宽广，因此能以高测量再现性测量该焦点资讯。


图1是显示实施形态的曝光装置的概略构成的立体图。图2是显示第1实施形态的焦点测试标线片TR的俯视图。图3 (A)是显示图2中的一个评估用图案12的放大俯视图，图3 (B)是沿着图3 (A) 的BB线的剖面图。图4(A)是显示线图案13A的像的离焦量与横偏移量的关系的一例的图，图4(B) 是显示线图案14A的像的离焦量与横偏移量的关系的一例的图。图5(A)、⑶、及(C)是分别显示外侧图案14的像14P与内侧图案13的像13P的位置偏移量的变化的放大图。图6(A)是显示焦点测试标线片TR的图案的像曝光后的晶圆W的俯视图，图6 (B) 是显示图6(A)中的一个照射区域SAk的放大俯视图，图6(C)是显示图6(B)中的一个评估用图案12的像12P的放大俯视图。图7 (A)是显示线图案的线宽与检测率Rt及测量误差ZEr的关系的一例的图，图 7(B)是显示投影光学系统的数值孔径及相干因子与测量误差的关系的一例的图。图8是显示焦点资讯的测量动作的一例的流程图。图9(A)是显示第1变形例的评估用图案40的放大俯视图，图9(B)是显示第2变形例的评估用图案44的放大俯视图。图10㈧及⑶是显示第1变形例的评估用图案的像40P的离焦量的变化的图， 图10(c)及(D)是显示第2变形例的评估用图案的像44P的离焦量的变化的图。图11 (A)是显示第2实施形态的评估用图案50的放大俯视图，图11 (B)是显示评估用图案50的像的放大俯视图。图12㈧是显示第2实施形态的变形例的评估用图案60的放大俯视图，图12(B) 是显示评估用图案60的像的放大俯视图。图13是显示电子元件的工艺的一例的流程图。
EX TR:
W 2: 13: 14 15A,
具体实施例方式(第1实施形态)以下，参照图1 图8说明第1实施形态。图1是显示本实施形态的曝光装置EX。本实施形态的曝光装置EX，作为一例是由扫描步进器(扫描器)构成的扫描曝光型曝光装置(投影曝光装置)。图1中，曝光装置 EX具备曝光光源(未图示)、及藉由从该曝光光源射出的照明光(曝光用光)IL照明标线片R(光罩)的照明光学系统ILS。再者，曝光装置EX具备保持标线片R并移动的标线片载台RST、将从标线片R射出的照明光IL投射至涂布有光阻(感光材料)的晶圆W(基板) 上的投影光学系统PL、进行晶圆W的定位及移动的晶圆载台WST、由统筹控制装置整体的动作的电脑构成的主控制系统2、及其他驱动系统等。以下，取与投影光学系统PL的光轴AX平行为Z轴，取与其垂直的面(大致水平面)内的正交2方向为X轴及Y轴，绕与X轴、Y轴及Z轴平行的轴的旋转(倾斜)方向分
曝光装置焦点测试标线片
晶圓
主控制系统内侧图案外侧图案
15C, 15E相位偏移部
ILS:照明光学系统 PL: 投影光学系统
WST:晶圓栽台 12: 评估用图案 13A-13D线图案 14A-14D线图案 15B, 15D, 15F:透射部
7别为θχ、θγ、及θ ζ方向来进行说明。本实施形态中，扫描曝光时的标线片R及晶圆W的扫描方向为与Y轴平行的方向(Y方向)。作为曝光光源是使用ArF准分子激光(波长193nm)。作为曝光光源，除上述以外也可使用KrF准分子激光(波长M8nm)等的紫外脉冲激光源、YAG激光的谐波产生光源、 固态激光(半导体激光等)的谐波产生装置、或水银灯等的放电灯等。照明光学系统ILS，例如美国专利申请公开第2003/0025890号说明书等所揭示， 包含包含绕射光学元件等、将光瞳面的光量分布设定成圆形、轮带状、或多极的区域等的光量分布设定光学系统，包含光学积分器(复眼透镜、棒状积分器等)等的照度均勻化光学系统，标线片遮帘(可变视野光阑)，及聚光光学系统等。照明光学系统ILS，在标线片R的图案面(标线片面)，在图案区域PA上的X方向 (非扫描方向)藉由照明光IL以大致均勻照度照明细长矩形的照明区域10R。在照明光IL 的照明下，标线片R在照明区域IOR内的电路图案，是通过两侧远心(或在晶圆侧单侧远心)的投影光学系统PL以既定投影倍率(例如1/4、1/5等的缩小倍率)投影至晶圆W上的一个照射区域SA上的曝光区域IOW(与照明区域IOR共轭的区域)。晶圆W，是在由例如硅半导体或SOI (绝缘层覆硅silicon on insulator)等构成的直径为200 450nm程度的圆板状基材的表面涂布光阻(感光材料)。投影光学系统PL为例如折射系统，但也可使用反射折射系统。标线片R是通过标线片保持具(未图示)吸附保持在标线片载台RST上。标线片载台RST是通过空气轴承装载于标线片基座RB的与XY平面平行的上面，在该上面以一定速度移动于Y方向，且进行X方向、Y方向的位置及ΘΖ方向的旋转角的微调整。标线片载台RST包含至少X方向、Y方向的位置及θ ζ方向的旋转角的二维位置资讯，作为一例是藉由包含X轴的激光干涉仪》(、Υ轴的双轴的激光干涉仪8Υ�。�8ΥΒ的标线片侧干涉仪测量，此测量值是供应至载台驱动系统4及主控制系统2。载台驱动系统4是根据该位置资讯及来自主控制系统2的控制资讯，通过未图示的驱动机构(线性马达等)控制标线片载台RST 的速度及位置。另一方面，晶圆W是通过晶圆保持具WH吸附保持在晶圆载台WST的上部。晶圆载台WST包含XY载台M及设置于其上、保持晶圆W的Z倾角载台22。XY载台M是通过空气轴承装载于晶圆基座26的与XY平面平行的上面，在该上面移动于X方向、Y方向，视需要修正ΘΖ方向的旋转角。Z倾角载台22个别驱动例如可在Z方向位移的3个部位的Z驱动部(未图示)，控制Z倾角载台22的上面(晶圆W)的光轴AX方向的位置(Ζ位置)及ΘΧ 方向、θ y方向的倾斜角。图1中，进一步在投影光学系统PL的侧面设置例如与美国专利第5448332号说明书等所揭示的相同构成、包含照射系统37a及受光系统37b、测量在晶圆W表面的多个点的焦点位置的斜入射方式的多点的自动焦点感测器37。载台驱动系统4根据自动焦点感测器37的测量结果，在曝光时以自动焦点方式驱动Z倾角载台22以使晶圆W的表面与投影光学系统PL的像面(藉由测试印刷等求出的像面)一致。晶圆载台WST(Z倾角载台22)包含至少X方向、Y方向的位置及θ z方向的旋转角的二维位置资讯，作为一例是藉由包含X轴的双轴的激光干涉仪36XP，36XF、Y轴的双轴的激光干涉仪36YA，36YB的晶圆侧干涉仪测量，此测量值是供应至载台驱动系统4及主控制系统2。其位置资讯也供应至对准控制系统6。载台驱动系统4是根据该位置资讯及来自主控制系统2的控制资讯，通过未图示的驱动机构(线性马达等)控制晶圆载台WST的 XY载台M的ニ维位置。又，曝光装置EX为液浸型，具备将照明光IL透射过的液体(纯水等)供应至投影光学系统PL前端的光学构件与晶圆W之间的局部空间并回收的局部液浸机构(未图示)。 作为局部液浸机构，使用例如美国专利申请公开第2007/M2247号说明书、或欧洲专利申请公开第1420298号说明书等所掲示的机构也可。又，在投影光学系统PL的侧面，用以测量晶圆W上的对准标记的位置的以离轴方式例如影像处理方式的晶圆对准系统38是支承于未图示的框架。晶圆对准系统38的检测结果是供应至对准控制系统6，可根据该检测结果进行晶圆W的对准。再者，在Z倾角载台 22上的晶圆保持具WH附近固定基准构件观，在基准构件观上形成狭缝图案30A，30B及基准标记32。在Z倾角载台22内的基准构件观的底面收纳接收通过狭缝图案30A，30B的光束的空间像测量系统34，空间像测量系统34的检测信号是供应至对准控制系统6。藉由空间像测量系统34，可測量标线片R的对准标记(未图示)的像的位置，根据该测量结果可进行标线片R的对准。再者，空间像测量系统34可測量后述焦点测试标线片TR的评估用图案的像的位置。该测量结果是从对准控制系统6供应至主控制系统2。再者，通过基准构件观上的基准标记32，可測量标线片R的图案的像的中心(曝光中心)与晶圆对准系统38 的检测中心的位置关系(基线)。在曝光吋，将液体供应至投影光学系统PL与晶圆W之间，使标线片R在照明区域 IOR内的图案的通过投影光学系统PL与液体形成的像在晶圆W—个照射区域上曝光、同时以投影倍率为速度比使标线片R与晶圆W在Y方向同步移动，藉此使标线片R的图案的像扫描曝光于该照射区域。之后，反复驱动晶圆载台WST使晶圆W在X方向、Y方向步进移动的动作与该扫描曝光动作，藉此以使用液浸法的步进扫描方式使标线片R的图案像曝光于晶圆W的各照射区域。在此曝光吋，若在晶圆W的各照射区域中有自投影光学系统PL的像面超过容许范围而离焦的部分，则在该部分欲曝光像的成像特性会劣化，最后欲制造的半导体元件等的产率会降低。因此，本实施形态中，为了测量扫描曝光时的晶圆的各照射区域(投影光学系统PL的曝光场域)内的既定排列的多个测量点的位置的离焦量(从最佳焦点位置的Z位置的偏移量)即投影光学系统PL的焦点资讯，替代标线片R将形成有多个评估用图案的焦点测试标线片TR装载至标线片载台RST，使该焦点测试标线片TR的图案的像曝光于评估用的晶圆。图2是显示保持在图1的标线片载台RST上的状态的焦点测试标线片TR的图案配置。图2中，在焦点测试标线片TR的图案面(下面)的矩形图案区域PA，作为一例，以在X方向I行、在Y方向J列设定测量点P(i，j)。此外，I，J为2以上的整数，i = 1 I、 j = 1 J。此外，在各測量点P(i，j)形成由外侧图案14及内侧图案13构成的所谓Bar in Bar型的评估用图案12。本实施形态中，评估用图案12是以在X方向7行、在Y方向9 列来配置(I = 7，J = 9)。又，在接近图案区域PA的X方向的两侧且位于照明区域IOR的 X方向的宽度内的位置形成对准标记AMl，AM2。图3(A)是显示图2的一个评估用图案12。图3 (A)中，评估用图案12的外侧图案14(测试图案)，具有在X方向(測量方向)以既定间隔形成的Y方向细长的矩形遮光膜(铬等)构成的2条相同形状的线图案14A(第1遮光部)及线图案14B。再者，外侧图案14， 在一方的线图案14A的+X方向的边缘部侧包含依序配置于+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)，在线图案14A的-X方向的边缘部侧包含依序配置于-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的长边方向(Y方向)的长度与相位偏移部15A的长边方向(Y方向)的长度是以相同长度形成。此外，使相位偏移部15C的长边方向的长度与相位偏移部15A的长边方向的长度不同也可。线图案14A的X方向的线宽a大于与线图案14A接触的相位偏移部15C 及透射部15B的X方向的宽度b。例如，线图案14A的线宽a，如下述可为相位偏移部15C 及透射部15B的宽度b的4倍以上。a 彡 4Xb ... (1)又，以下，线宽a及宽度b的数值表示在投影像的阶段的数值。例如，此情形，以线宽a为200nm以上较佳。作为一例，相位偏移部15C及透射部15B的X方向的宽度b为 50 200nm的范围。本实施例中，以宽度b为50 70nm的范围较佳。在此范围内宽度b 可设定为例如60nm。此情形，以线图案14A的X方向的线宽a为2 3μπι较佳。线图案 14Α、透射部15Β、相位偏移部15C的Y方向的长度，作为一例为线图案14Α的线宽a的10 15倍。线图案14A，14B的X方向的间隔是设定成较线图案14A的长度长。又，相位偏移部15A及透射部15D的X方向的宽度a与线图案14A的线宽相同。然而，相位偏移部15A及透射部15D的X方向的宽度，只要设定为较该些接触的透射部15B及相位偏移部15C的宽度b宽广即可。亦即，透射部15B及相位偏移部15C的X方向的宽度， 只要设定为较该些接触的相位偏移部15A及透射部15D的宽度b狭窄即可。如沿着图3(A)的BB线的剖面图即图3(B)所示，透射部15B，15D是焦点测试标线片TR的玻璃基板的表面(光射出面)，相位偏移部15A，15C是在该表面藉由例如蚀刻形成的深度d的凹部。亦即，相位偏移部15A，15C形成为在光射出面低于透射部15B，15D。线图案14A及线图案14B形成为在光射出面高于透射部15B，15D。此情形，相对于透射过透射部 15B，15D的照明光IL的相位θ BD，透射过相位偏移部15�。�15C的照明光IL的相位θ AC是设定成深度d以前进例如90°。亦即，相位θ BD与相位θ AC的相位差δ θ以90°为佳。 此外，以0° く δ θ < 360°表示相位差δ θ的范围的情形，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°以外的任意值为佳。使相位差S θ为180°以外的值、例如使相位差δ θ为上述180°附近以外的值的原因在干，若相位差δ θ为180°或180°附近的值，则例如相位偏移部15Α与透射部 15Β的边界线会转印为暗线。又，使相位差δ θ为0°及360°附近以外的值的原因在干， 对离焦的图案13与14间的间隔变化的感度低。图3(A)中，外侧图案14的+X方向侧的线图案14Β的两侧也设有与设于线图案 14Α的两侧的相位偏移部15Α、透射部15Β、相位偏移部15C、及透射部15D大致相同构成的相位偏移部15Κ、透射部15L、相位偏移部15Μ、及透射部15Ν。然而，相位偏移部1 是连结 X方向的宽度a的部分与Y方向的宽度a的部分的形状(本实施形态中，L字状)，透射部 15N是X方向的宽度为a以上的透射部。再者，外侧图案14具有排列于Y方向的相位偏移部16A，15K、透射部16B，16L、线图案14C，14D、相位偏移部16C，16M、及透射部16D，16N，该些是将排列于X方向的相位偏移部15A，15K、透射部15B, 15L、线图案14A，14B、相位偏移部15C，15M、及透射部15D，15N—体以评估用图案12的中心为旋转中心旋转90°的构成。又，评估用图案12的内侧图案13 (辅助图案)，具有对称排列于外侧图案14的2 条线图案14A，14B之间、与线图案14A，14B相同由X方向的线宽a、Y方向的长度短的遮光膜构成的2条线图案13A(第2遮光膜)及线图案13B。再者，内侧图案13，在一方的线图案13A的+X方向的边缘部侧依序包含配置于+X方向的宽度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)，在线图案13A的-X方向的边缘部侧依序包含配置于-X方向的宽度b的相位偏移部15E(第3相位偏移部)及宽度a的透射部 15D (第4透射部)。相位偏移部15G的X方向的平均宽度较宽度a宽广。又，透射部15D (第 2透射部及第4透射部)在内侧图案13与外侧图案14共用。宽度a及宽度b的条件与外侧图案14的情形相同。又，透射过透射部15D，15F的照明光IL的相位与透射过相位偏移部15E，15G的照明光IL的相位的相位差，与上述相位差δ θ相同，可为0°及180°以外的任意值，但更佳角度为90°。又，内侧图案13的+X方向侧的线图案13Β的两侧也设有与设于线图案13Α的两侧的透射部15D、相位偏移部15Ε、透射部15F、及相位偏移部15G大致相同构成的透射部15Η、 相位偏移部151、透射部15J、及相位偏移部15Κ。然而，透射部15Η是直角三角形的区域，相位偏移部15Κ(第4相位偏移部)是与线图案14Β的相位偏移部(第2相位偏移部)兼用。再者，内侧图案13具有排列于Y方向的透射部16D，15Η、相位偏移部16Ε，161、线图案13C，13D、透射部16F，16J、及相位偏移部15G，16L，该些是将透射部15D，15Η、相位偏移部15Ε，151、线图案13�。�13Β、透射部15F，15J、及相位偏移部15G，15Κ 一体以评估用图案12 的中心为旋转中心旋转90°构成。包含线图案14Α及13Α构成第1图案群，包含线图案14Β 及1 构成第2图案群，包含线图案14C及13C构成第3图案群，包含线图案14D及13D构成第4图案群。亦即，第2图案群是将透射部15H、及分別延伸于Y方向的相位偏移部151、线图案 13B、透射部15J、相位偏移部15K、透射部15L、线图案14B、相位偏移部15M、透射部15N排列于X方向者。又，第3图案群是将分别线状延伸于X方向的相位偏移部16A、透射部16B、线图案14C、相位偏移部16C、透射部16D、相位偏移部16E、线图案13C、及透射部16F、相位偏移部15G排列于Y方向。又，第4图案群是将透射部15H、及分別延伸于X方向的相位偏移部161、线图案13D、透射部16J、相位偏移部15K、透射部16L、线图案14D、相位偏移部16M、 透射部16N排列于Y方向。接着，參照图4㈧及图4⑶说明评估用图案12的内侧图案13的线图案13A的像、及外侧图案14的线图案14A的像的离焦量与横偏移量的关系。此外，为了方便说明，设投影光学系统PL在X方向形成倒立像。如图4㈧放大显示，透射过线图案13A的-X方向侧的透射部15D及相位偏移部 15E的照明光IL的波面17A，相对在Z方向往焦点测试标线片TR射入的入射光是在ZX面内大致顺时针傾斜。同样地，透射过线图案13A的+X方向侧的透射部15F及相位偏移部 15G的照明光IL的波面17B，相对在Z方向往焦点测试标线片TR射入的入射光也在ZX面内顺时针傾斜。是以，通过线图案13A的两端部的光束的中心的光线(以下，方便上称为主光线)17C，17D，大致平行地相对光轴AX顺时针傾斜，因此通过线图案13A的投影光学系统 PL的像13AP的X方向的两端部的主光线17CP，17DP相对光轴AX逆时针傾斜。因此，若配置于投影光学系统PL的像面侧的晶圆W的表面相对最佳焦点位置在+Z方向仅离焦FZ，则像13AP的位置在-X方向仅偏移ΔΧ。另ー方面，如图4(B)放大显示，透射过配置在线图案14A的X方向两侧的相位偏移部15A及透射部15B与相位偏移部15C及透射部15D的照明光IL的波面18A，18B大致逆时针傾斜。因此，通过线图案14A的两端部的主光线18C，18D，大致平行地相对光轴AX逆时针傾斜，因此通过线图案14A的投影光学系统PL的像14AP的X方向的两端部的主光线 18CP，18DP相对光轴AX顺时针傾斜。因此，若晶圆W的表面在投影光学系统PL的像面侧相对最佳焦点位置在+Z方向仅离焦FZ，则像14AP的位置在+X方向仅偏移ΔΧ。因此，若晶圆W的表面在投影光学系统PL的像面侧离焦，则图3 (A)的外侧图案14 的排列在X方向的线图案14A的像与内侧图案13的线图案13A的像沿着X方向在相反方向偏移，外侧图案14的线图案14B的像与内侧图案13的线图案13B的像沿着X方向在相反方向偏移。同样地，相对上述离焦，外侧图案14的排列在Y方向的线图案14C的像与内侧图案13的线图案13C的像沿着Y方向在相反方向偏移，外侧图案14的线图案14D的像与内侧图案13的线图案13D的像沿着Y方向在相反方向偏移。其結果，若将评估用图案12的投影光学系统PL的像投影至晶圆W表面，则在该晶圆表面位于最佳焦点位置(像面)吋，如图5(A)所示，评估用图案12的外侧图案14的像 14P (线图案14A 14D的像14AP 14DP)的中心14Q、与内侧图案13的像13P (线图案 13A 13D的像13AP 13DP)的中心13Q位于相同位置。此夕卜，为了方便说明，在图5 (A) 图5 (C)及后述图6 (B)、图6 (C)等，设投影光学系统PL的像在X方向、Y方向为正立像。相对于此，若晶圆的表面在+Z方向离焦，则如图5(B)所示，相对于外侧图案14的像14P的中心14Q，内侧图案13的像13P的中心13Q在-X方向偏移DX及在-Y方向偏移 DY。又，若晶圆的表面在-Z方向离焦，则如图5(C)所示，相对于外侧图案14的像14P的中心14Q，内侧图案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，预先藉由例如实测或模拟，求出相对晶圆表面的离焦量ド2，像13P的中心13Q相对像14P的中心14Q在X方向、Y方向的偏移量(间隔的变化量)DX，DY的比例即以下的检测率Rt即可。Rt = DX/FZ... (2A)或 Rt = DY/FZ ... (2B)此外，如下述，设式OA)及QB)的平均值为检测率Rt也可。Rt = {(DX+DY) /2} /FZ ...(3)此外，检测率Rt不为常数，为离焦量FZ的1次或2次以上的函数也可，或为指数函数等的函数也可。假设使用式(3)的情形，将评估用图案12的像投影，測量像13P相对像14P的偏移量DX，DY，将此偏移量的平均值除以检测率Rt，藉此可求出投影有该像的測量点的离焦量FZ、进而可求出最佳焦点位置。接着，图7㈧是显示图3(A)的评估用图案12的线图案13A 13D，14A 14D的线宽a(nm)与式(3)的检测率Rt及预测的最大离焦量的测量误差(nm)的关系的模拟結果。模拟条件是投影光学系统PL的数值孔径NA为1、照明光学系统ILS(照明光IL)的相干因子(σ值)为0. 2、相位偏移部15C，15Ε等的宽度b为60nm。测量误差ZEr是起因于评估用图案12的像的位置的测量误差的离焦量的误差与对式(3)的近似误差(非线性误差)的和。图7(A)中，位于各线宽a的位置的白色棒图表Bl是离焦量FZ为士 IOOnm的情形的检测率Rt，斜线棒图表B2是离焦量FZ为士200nm的情形的检测率Rt。又，虚线的折线 Cl是离焦量FZ为士 IOOnm的情形的测量误差Zer，实线的折线C2是离焦量FZ为士 200nm 的情形的测量误差ZEr。根据图7(A)，线宽a在600nm以上，检测率Rt (棒图表Bi，B2)及测量误差ZEr (折线Cl，C2)的值一定，因此可高精度測量投影光学系统PL的焦点资讯。再者，图7(B)是显示将投影光学系统PL的数值孔径NA及照明光IL的相干因子(ο值)进行各种改变来评估离焦量的测量误差ZEr的结果的一例。此情形，设线图案 13A 13D等的线宽a为lOOOnm、相位偏移部15C等的宽度b为60nm、评估用图案12的像位置的測量误差为0.5nm、离焦量FZ为士 lOOnm。图7 (B)中，曲线所围绕的区域Dl的測量误差ZEr为1 1. 5nm,区域D2的测量误差^r为1. 5 aim，区域D3、D4、D5…的测量误差^r分别为2 2. 5nm、2. 5 3nm、3 3. 5nm···，逐次多0. 5nm。从图7(B)可知，在区域 Dl及D2测量误差ZEr为大致2nm以下，可高精度测量离焦量。又，由于区域D1、D2的数值孔径NA与σ值的组合范围非常广，因此即使是数值孔径NA大至达到1.3的情形，再者在各种照明条件及数值孔径的条件下，也可高精度测量离焦量。接着，參照图8的流程图说明本实施形态的曝光装置EX中、測量投影光学系统PL 的焦点资讯时的动作的一例。此动作在主控制系统2的控制下，例如在曝光步骤中定期执行。首先，在图8的步骤102，将焦点测试标线片TR装载至图1的标线片载台RST，进行其的对准。在接下来的步骤104，将涂布有光阻的未曝光的评估用晶圆(设为晶圆W)装载至晶圆载台WST。在接下来的步骤106，如图6(A)所示，以液浸法及扫描曝光方式使图2 的焦点测试标线片TR的多个评估用图案12的投影光学系统PL的像曝光于晶圆W的多个照射区域SAk (k = 1 K、K为2以上的整数)。此时，就各照射区域SAk储存对曝光区域的扫描方向为+Y方向DP或-Y方向DM。又，在各照射区域SAk，如图6(B)放大所示，在排列于X方向、Y方向的各測量点Q(i，j) (i = 1 I、j = 1 J)的附近分別曝光有评估用图案12的像12P。此像12P是由图5㈧所示的外侧图案14的像14P及内侧图案13的像 13P构成。在接下来的步骤108，从晶圆载台WST卸载已曝光的晶圆W，在未图示的涂布显影机使晶圆W显影。其結果，在图6(B)的晶圆W的各照射区域SAk内的各測量点Q(i，j)的附近，如图6(C)的放大图所示，构成评估用图案12的像12P的内侧图案13的像13P及外侧图案14的像14P形成为凹凸的光阻图案。在接下来的步骤110，将显影后的晶圆W搬送至重叠测量装置(未图示)，使用此重叠测量装置，在晶圆W的各照射区域SAk(k = 1 K)的各測量点Q(i，j)的评估用图案 12的像12P(图6(C))，測量内侧图案13的像13P的中心13Q相对外侧图案14的像14P的中心14Q在X方向、Y方向的偏移量(AXij，AYij)(像的位置关系)。此偏移量的测量结果是供应至图1的主控制系统2。在接下来的步骤112，主控制系统2内的运算部，将测量后的评估用图案12的像 12P的偏移量(AXij，AYij)的平均值除以式(3)的已知检测率Rt，求出在该测量点Q(i， j)的离焦量FZij。再者，在步骤114，主控制系统2内的运算部，将晶圆W的照射区域SAk依对曝光区域的扫描方向DP，DM分成第1群及第2群，将对第1群的照射区域SAk内的各測量点Q(i，j)的离焦量FZij的平均值<FZij>进行内插的值，储存为扫描方向DP的曝光场域内的整面的像面的修正值。同样地，将对第2群的照射区域SAk内的各測量点Q(i，j) 的离焦量FZij的平均值<FZij>进行内插的值，储存为扫描方向DM的曝光场域内的整面的像面的修正值。之后，在步骤116，将元件用的标线片R装载至图1的标线片载台RST，在步骤118， 将涂布有光阻的晶圆装载至晶圆载台WST。接着，在步骤120，对晶圆使用在步骤114储存的依扫描方向的像面的修正值修正以自动焦点感测器37测量的Z位置同时使标线片R的图案的像扫描曝光在晶圆的各照射区域。此时，以修正根据焦点测试标线片TR的各评估用图案12的像测量的离焦量的方式来修正自动焦点感测器37的測量值，因此可提升晶圆表面对投影光学系统PL的像面的聚焦精度。因此，标线片R的图案的像高精度曝光于晶圆的各照射区域。之后，在步骤122卸载已曝光的晶圆，在步骤IM判定是否有下ー个曝光对象的晶圆，有未曝光的晶圆时反复步骤118 122。接着，在步骤1 无未曝光的晶圆时结束曝光
Mc ο本实施形态的效果等如下所述。(1)本实施形态的曝光装置EX具备用以测量投影光学系统PL的焦点资讯的焦点测试标线片TR。形成于焦点测试标线片TR的评估用图案12具有外侧图案14 (测试图案)。 此外侧图案14是将分别线状延伸于Y方向(第1方向)的X方向(第2方向)的宽度a的相位偏移部15A(第2相位偏移部)、较宽度a狭窄的宽度b的透射部15B(第1透射部)、 线宽a的线图案14A(第1遮光部)、宽度b的相位偏移部15C(第1相位偏移部)、及宽度 a的透射部15D (第2透射部)排列于X方向。根据此焦点测试标线片TR，通过线图案14A的+X方向侧的相位偏移部15C及透射部15D的照明光IL的主光线与通过线图案14A的-X方向侧的相位偏移部15A及透射部 15B的照明光IL的主光线在相同方向傾斜。因此，仅使评估用图案12的像曝光一次即能以高测量效率从线图案14A的像的X方向的横偏移量求出该像面的形成面相对投影光学系统 PL的像面的离焦量，进而求出焦点资讯。再者，由于线图案14A的线宽a较相位偏移部15C 及透射部15B的宽度b宽广，因此能以高測量再现性测量该焦点资讯。(2)又，本实施形态中，透射部15B的X方向的宽度b与相位偏移部15C的X方向的宽度b相同，相对离焦的线图案14A的像的两端部的横偏移量大致相同，该像的线宽大致一疋。此外，透射部15B的X方向的宽度与相位偏移部15C的X方向的宽度不同也可。又，不一定要设置透射部15D (第2透射部)。(3)又，评估用图案12具有用以测量外侧图案14的像的位置偏移的内侧图案 13 (辅助图案)。因此，可高精度測量外侧图案14的像的位置偏移量，进而测量离焦量。此外，将内侧图案13视为测试图案，将外侧图案14视为辅助图案也可。(4)又，该内侧图案13是将分别线状延伸于Y方向的X方向的宽度a的透射部 15D(第4透射部)、宽度b的相位偏移部15E(第3相位偏移部)、线宽a的线图案13A (第 2遮光部)、宽度b的透射部15F (第3透射部)、及平均宽度为a以上的相位偏移部15G (第
144相位偏移部)排列于X方向。此内侧图案13的线图案13A的X方向两侧的相位分布与外侧图案14的线图案 14A的X方向两侧的相位分布对称，因此离焦时的线图案13A的像的横偏移量的方向与线图案14A的像的横偏移量的方向是沿着X方向为相反方向。因此，能以2倍感度且抵销偏移高精度测量离焦量。(5)又，本实施形态的投影光学系统PL的焦点资讯的測量方法，包含将本实施形态的焦点测试标线片TR配置在投影光学系统PL的物体面的步骤102、将焦点测试标线片 TR的评估用图案12(外侧图案14及内侧图案13)的投影光学系统PL的像投影至晶圆W表面(測量面)的步骤106，108、测量评估用图案12的像的測量方向的位置资讯即外侧图案 14的像与内侧图案13的像的间隔的步骤110。因此，可从该像的间隔(偏移量)測量对投影光学系统PL的像面的离焦量。(6)又，将该像投影的步骤包含使晶圆W的光阻显影的步骤108。因此，可使用例如重叠测量装置高精度测量该像的间隔。(7)又，本实施形态的曝光装置EX，是以照明光IL照明标线片R的图案，以照明光 IL通过该图案及投影光学系统PL使晶圆W (基板)曝光，其具备标线片载台RST，保持焦点测试标线片TR ；以及主控制系统2 (控制装置)，将焦点测试标线片TR的评估用图案12 的投影光学系统PL的像投影，且根据评估用图案12的像在測量方向的位置资讯求出投影光学系统PL的像面的修正值(像面资讯)。因此，将标线片载台RST上的标线片与焦点测试标线片TR更换，仅使焦点测试标线片TR的评估用图案12的像曝光于评估用晶圆，即可高效率且高精度測量投影光学系统 PL的焦点资讯。此外，本实施形态中，虽针对外侧图案14具备透射部15D及16D的构成进行说明， 但为内侧图案13具备此透射部15D及16D的构成也可。同样地，虽针对外侧图案14具备相位偏移部15K的构成进行说明，但为内侧图案13具备此相位偏移部15K的构成也可。此外，本实施形态中，可进行下述变形。(1)本实施形态中，使焦点测试标线片TR的评估用图案12的像曝光于晶圆，使用重叠测量装置測量在显影后形成的光阻图案的位置关系。然而，曝光装置EX具备空间像測量系统34。因此，使评估用图案12的投影光学系统PL的像(空间像)在图1的空间像测量系统34的狭缝图案30A扫描于X方向、Y方向， 藉由空间像测量系统34測量其空间像的光強度分布也可。从此测量结果求出评估用图案 12的外侧图案14的像与内侧图案13的像的间隔，从此间隔求出离焦量，藉此可求出投影光学系统PL的焦点资讯。(2)本实施形态中，将焦点测试标线片TR与标线片R更换装载至标线片载台RST 上，但将形成于焦点测试标线片TR的多个评估用图案12，形成于固定在与标线片载台RST 的保持有标线片R的区域接近的区域的标线片标记板(未图示)也可。此情形，视需要使标线片载台RST移动，使该标线片标记板移动至照明光IL的照明区域，藉此可測量投影光学系统PL的焦点资讯。(3)又，替代图3(A)的评估用图案12，使用图9(A)的第1变形例的评估用图案 40、或图9(B)的第2变形例的评估用图案44也可。
图9㈧中，评估用图案40具有使在Y方向细长的X方向的线宽a的遮光膜与在X 方向细长的Y方向的线宽a的遮光膜在中心交叉的十字型遮光图案41。又，在相对遮光图案41的中心+Y方向的线部41A(测试图案的第1遮光部)的+X方向侧依序设有宽度b的透射部42C及正方形的相位偏移部42D，在线部41A的-X方向侧依序设有宽度b的相位偏移部42B及透射部42A。又，在相对遮光图案41的中心-Y方向的线部41B(辅助图案的第 2遮光部)的+X方向侧依序设有宽度b的相位偏移部43C及透射部43D，在线部41B的-X 方向侧依序设有宽度b的透射部4 及正方形的相位偏移部43A。再者，在相对遮光图案41的中心+X方向的线部41C的+Y方向侧依序设有宽度 b的透射部42C及相位偏移部42D，在线部41C的-Y方向侧依序设有宽度b的相位偏移部 43C及透射部43D。又，在相对遮光图案41的中心-X方向的线部41D的+Y方向侧依序设有宽度b的相位偏移部42B及透射部42A，在线部41D的-Y方向侧依序设有宽度b的透射部4 及相位偏移部43A。线宽a与宽度b的关系与图3 (A)的评估用图案12的情形相同， 相位偏移部42B、42D、43A、43C的相位的变化量与图3 (A)的相位偏移部15C相同。此第1变形例的评估用图案40的投影光学系统PL的像40P，在最佳焦点位置成为与图10㈧所示的遮光图案41相似的像41P。相对于此，测量面离焦的情形，如图10⑶ 所示，评估用图案40的像40P在线部41A的像41AP与线部41B的像41BP之间产生X方向的偏移量DX，在线部41D的像41DP与线部41C的像41CP之间产生Y方向的偏移量DY。因此，从该些偏移量DX，DY可求出在该测量面的离焦量。又，图9(B)的第2变形例的评估用图案44具有由与线部41A(參照图9(A))相同线宽的正方形的框状遮光膜构成的外侧图案46与由形成于其内侧的遮光膜构成的正方形的内侧图案45。又，在内侧图案45(第1遮光部)的+X方向及+Y方向设有与相位偏移部 42B(參照图9(B))相同宽度的透射部47D，在其外侧设有宽度宽广的相位偏移部47E，在相位偏移部47E与外侧图案46的+X方向及+Y方向的内侧的边缘部之间设有与透射部47D 相同宽度的透射部47E。再者，在内侧图案45的-X方向及-Y方向设有与透射部47D相同宽度的相位偏移部47C，在其外侧设有透射部47B，在透射部47B与外侧图案46的-X方向及-Y方向的内侧的边缘部之间设有与相位偏移部47C相同宽度的相位偏移部47A。此第2变形例的评估用图案44的投影光学系统PL的像44P，在最佳焦点位置，如图10(C)所示，外侧图案46的像的内侧的边缘部的中心46PC与内侧图案45的像45P的中心45PC—致。相对于此，测量面离焦的情形，如图10(D)所示，在评估用图案44的像，在外侧图案46的像46P的内侧的边缘部的中心46PC与内侧图案45的像45P的中心45PC之间在X方向及Y方向产生偏移量DX，DY。因此，从该些偏移量DX，DY可求出在该测量面的离焦量。(第2实施形态)接着，參照图11㈧及图Il(B)说明第2实施形态。本实施形态中，也测量图1的曝光装置EX的投影光学系统PL的焦点资讯，但形成于焦点测试标线片TR的评估用图案的构成不同。图Il(A)是显示本实施形态的评估用图案50的放大俯视图。图Il(A)中，评估用图案50的构成，是沿着X方向排列第1虚置图案53A、第1主图案51A、副图案52、第2主图案51B、及第2虚置图案53B。此情形，虚置图案53A，5;3B是分别将由在Y方向细长的遮光膜构成的2条线图案58A，58B排列于X方向。又，第1主图案51A(测试图案)，是将由在Y方向延伸的X方向的线宽c的遮光膜构成的线图案54A，54B，54C以线宽c的3倍程度的间隔d配置在X方向、且在线图案54A 54C的X方向的两端部设置大致相同的相位变化部。代表而言，设在线图案54A(第1遮光部)的相位变化部，具有在线图案54A的+X方向依序配置的宽度b的透射部55C(第1透射部)及宽度大致c的相位偏移部55D (第2相位偏移部)、与在线图案54A的-X方向依序配置的宽度b的相位偏移部55B(第1相位偏移部)及宽度较b宽广的透射部55A(第2透射部)。第2主图案51B与第1主图案51A同样地具有线图案54A 54C及设于该等的相位变化部。此外，+X方向的端部的相位偏移部55G的宽度形成较窄。又，副图案52(辅助图案)，具有与线图案54A 54C相同形状且相同排列的线图案56A，56B, 56C、及设于线图案56A 56C的X方向的两端部的大致相同的相位变化部。代表而言，设在线图案56A(第2遮光部)的相位变化部，具有在线图案56A的+X方向依序配置的宽度b的相位偏移部57B(第3相位偏移部)及宽度大致c的透射部57D(第4透射部)、与在线图案56A的-X方向依序配置的宽度b的透射部57A(第3透射部)及宽度较b 宽广的相位偏移部55F(第4相位偏移部)。相位偏移部55F在主图案51A与副图案52共
ο本实施形态中，线图案54A MC，56A 56C的X方向的线宽c，是设定成较透射部 55C及相位偏移部55B的X方向的宽度b宽广。作为一例，在投影像的阶段线宽c为80 200nm，宽度b为50 70nm。再者，作为一例，线宽c为lOOnm，此情形的宽度b为60nm。再者，通过相位偏移部55B，57B的照明光的相位与通过透射部55A，57C等的照明光的相位的相位差是设定成0°及180°以外的值，该相位插较佳为90°。此评估用图案50的投影光学系统PL的像50P (设为正立像)，如图11⑶所示，在虚置图案的像53AP，5;3BP (线图案58A，58B的像58AP，58BP)之间，排列有第1主图案51A 的像51AP、副图案52的像52P、第2主图案51B的像51BP。又，像51AP及51BP分別由线图案MA MC的像54AP MCP构成，像52P由线图案56A 56C的像56AP 56CP构成。 此情形，线图案54A MC的X方向的两端部的相位分布与线图案56A 56C的X方向的两端部的相位分布在X方向对称，因此相对于测量面的离焦，若主图案的像51AP，51BP如虚线的像El所示往-X方向移动，则副图案的像52P如虚线的像E2所示往+X方向(相反方向)移动。因此，作为一例，藉由测量主图案的像51AP，51BP的6条线图案的像54AP MCP 的X方向的中心位置(各中心的平均位置)与副图案的像52P的3条线图案的像56AP 56CP的X方向的中心位置的偏移量DX，可求出測量面的离焦量。又，本实施形态中，虚置图案53A，53B的像的位置，可使用于例如个别评估主图案51A，51B的像的位置偏移量及副图案52的像的位置偏移量的情形等。此外，本实施形态中，构成主图案51A，51B的线图案54A MC的条数、及构成副图案52的线图案56A 56C的条数只要为至少一条即可。又，不一定要设置虚置图案53A， 53B。又，省略例如第2主图案51B也可。接着，图12㈧是显示第2实施形态的变形例的评估用图案60。对与图11㈧对应的部分赋予相同符号的图12(A)中，评估用图案60，在X方向的两端部配置有虚置图案53A，53B。此外，在虚置图案53A，5 之间，沿着X方向，以大致线宽的2倍 3倍的间隔配置相同形状的线图案 54A, 56A, 54B, 56B, 54C, 56C, 54D, 56D。又，在线图案54A MD(第1遮光部)的+X方向侧配置透射部55C (第1透射部) 及宽度宽广的相位偏移部61A(第2相位偏移部)，在线图案54A 54D的-X方向侧配置相位偏移部55B(第1相位偏移部)及宽度宽广的透射部61B(第2透射部)。此外，在线图案56A 56D(第2遮光部)的+X方向侧配置相位偏移部57B(第3相位偏移部)及宽度宽广的透射部6IB(第4透射部)，在线图案56A 56D的-X方向侧配置透射部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在包含线图案54A 54D 的测试图案与包含线图案56A 56D的辅助图案共用。此评估用图案60的投影光学系统PL的像60P (设为正立像)，如图12 (B)所示，在虚置图案的像53AP，53BP之间，在X方向交互形成有线图案54A MD的像54AP 54DP、 线图案56A 56D的像56AP 56DP。此情形，线图案54A 54D的X方向的两端部的相位分布与线图案56A 56D的X方向的两端部的相位分布对称，因此相对于测量面的离焦，若像54AP MDP如虚线的像El所示往-X方向移动，则像56AP 56DP如虚线的像E2所示往+X方向(相反方向)移动。因此，作为一例，藉由测量4条线图案的像54AP MDP的X方向的中心位置(各中心的平均位置)与4条线图案的像56AP 56DP的X方向的中心位置的偏移量DX，可求出測量面的离焦量。此外，本实施形态中，线图案54A 54D及56A 56D的条数分別只要为至少一条即可。又，不一定要设置虚置图案53A，53B。又，使用上述各实施形态的曝光装置EX (或曝光装置EX的曝光方法)制造半导体元件等的电子元件的情形，电子元件，如图13所示，是经由下述步骤制造，即进行电子元件的功能/性能设计的步骤221、根据该设计步骤制作光罩(标线片)的步骤222、制造元件的基材即基板(晶圆)并涂布光阻的步骤223、包含藉由上述实施形态的曝光装置或曝光方法使光罩的图案曝光于基板(感应基板)的步骤、使曝光后基板显影的步骤、对显影后基板进行加热(固化)及蚀刻步骤等的基板处理步骤224、元件组装步骤(包含切割步骤、接合步骤、封装步骤等的加工程序)225、以及检查步骤2 等。因此，此元件制造方法的基板处理步骤224，包含使用上述实施形态的曝光装置或曝光方法将既定图案形成于基板的曝光步骤、及对形成有该图案的基板进行处理的步骤。 根据此曝光装置或曝光方法，能以高测量再现性高效率测量投影光学系统的焦点资讯，因此根据该测量结果进行自动焦点等的控制，可高效率且高精度制造电子元件。此外，虽以具备局部液浸机构的局部液浸曝光装置为例进行说明，但不仅适用于使液体存在于投影光学系统与物体(物体的一部分)之间的局部空间的局部液浸型、也可适用于使物体整体浸渍于液体的类型的液浸曝光型的曝光装置。又，也可适用于以周围的气帘保持投影光学系统与基板之间的液浸区域的液浸型的曝光装置。本发明不仅适用于以液浸型的曝光装置曝光的情形、也可适用于測量不通过液体的干曝光型的曝光装置的投影光学系统的焦点资讯的情形。又，本发明除了扫描曝光型的曝光装置外，也可适用于测量步进器等的一次曝光型的曝光装置的投影光学系统的焦点资讯的情形。又，本发明不限于适用半导体元件制造用的曝光装置，例如，也可广泛适用于形成于角型玻璃板的液晶显示元件或等离子体显示器等的显示器装置用的曝光装置、或用以制造摄影元件(CCD等)、微机器、薄膜磁头、MEMS(微机电系统^icroelectromechanical Systems)、及DNA晶片等的各种元件的曝光装置。再者，本发明也可适用于使用光微影エ艺制造形成有各种元件的光罩图案的光罩(光罩、标线片等)时的曝光步骤。此外，本发明不限于上述实施形态，在不脱离本发明要旨的范围内可采取各种构成。又，援引本申请记载的上述公报、各国际公开小册子、美国专利、或美国专利申请公开说明书中的掲示作为本说明书记载的一部分。又，包含说明书、申请专利范围、图式、及摘要，主张在2009年11月5日提出的日本专利申请第2009-253785号的优先权的利益，援引其所有掲示内容作为本说明书记载的一部分。
19
权利要求
1.一种焦点测试光罩，是设有通过投影光学系统投影至物体上的测试图案，其特征在于该测试图案，具有第1遮光部，线状延伸于第1方向并遮蔽光；第1相位偏移部，在与该第1方向正交的第2方向设于该第1遮光部的一侧，线状延伸于该第1方向且在该第2方向的线宽形成为较该第1遮光部的线宽狭窄，使透射过的该光的相位变化；第1透射部，在该第2方向设于该第1遮光部的另一侧，线状延伸于该第1方向且在该第2方向的线宽形成为较该第1遮光部的线宽狭窄，使该光透射过；以及第2相位偏移部，在该第2方向设于该第1透射部的与该第1遮光部相反侧，在该第2 方向的线宽形成为较该第1透射部宽广，使透射过的该光的相位变化。
2.根据权利要求1所述的焦点测试光罩，其中，该第1透射部在该第2方向的线宽与该第1相位偏移部在该第2方向的线宽相同。
3.根据权利要求1或2所述的焦点测试光罩，其中，该测试图案具有第2透射部，该第 2透射部在该第2方向设于该第1相位偏移部的与该第1遮光部相反侧，在该第2方向的线宽形成为较该第1相位偏移部宽广，使该光透射过。
4.根据权利要求3所述的焦点测试光罩，其中，该第2透射部在该第2方向的线宽与该第2相位偏移部在该第2方向的线宽相同。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的焦点测试光罩，其中，该第1遮光部在该第2方向的线宽为该第1相位偏移部在该第2方向的线宽的至少4倍。
6.根据权利要求3或4所述的焦点测试光罩，其中，该第1遮光部在该第2方向的线宽与该第2透射部在该第2方向的线宽及该第2相位偏移部在该第2方向的线宽相同。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的焦点测试光罩，其中，该第1遮光部的该投影光学系统的像在该第2方向的线宽为至少200nm。
8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的焦点测试光罩，其具有用以测量该测试图案的像的位置偏移的辅助图案。
9.根据权利要求8所述的焦点测试光罩，其中，该辅助图案，具有第2遮光部，线状延伸于该第1方向并遮蔽光；第3透射部，在该第2方向设于该第2遮光部的一侧，线状延伸于该第1方向且在该第 2方向的线宽形成为较该第2遮光部的线宽狭窄，使该光透射过；第3相位偏移部，在该第2方向设于该第2遮光部的另一侧，线状延伸于该第1方向且在该第2方向的线宽形成为较该第2遮光部的线宽狭窄，使透射过的该光的相位变化；以及第4相位偏移部，在该第2方向设于该第3透射部的与该第2遮光部相反侧，在该第2 方向的线宽形成为较该第3透射部宽广，使透射过的该光的相位变化。
10.根据权利要求9所述的焦点测试光罩，其中，该测试图案具有第2透射部，该第2透射部在该第2方向设于该第1相位偏移部的与该第1遮光部相反侧，在该第2方向的线宽形成为较该第1相位偏移部宽广，使该光透射过；该辅助图案具有第4透射部，该第4透射部在该第2方向设于该第3相位偏移部的与该第2遮光部相反侧，在该第2方向的线宽形成为较该第3相位偏移部宽广，使该光透射过。
11.根据权利要求10所述的焦点测试光罩，其具有以该测试图案及该辅助图案构成的多个图案群；该多个图案群的中第1图案群，该测试图案与该辅助图案，从该第2方向的一侧依该第 2透射部、该第1相位偏移部、该第1遮光部、该第1透射部、该第2相位偏移部、该第4相位偏移部、该第3透射部、该第2遮光部、该第3相位偏移部、该第4透射部的顺序排列形成。
12.根据权利要求11所述的焦点测试光罩，其中，该第2相位偏移部兼用该第4相位偏移部。
13.根据权利要求11或12所述的焦点测试光罩，其中，该多个图案群的中第2图案群， 从该第2方向的另一侧依该第2透射部、该第1相位偏移部、该第1遮光部、该第1透射部、 该第2相位偏移部、该第4相位偏移部、该第3透射部、该第2遮光部、该第3相位偏移部、 该第4透射部的顺序排列形成。
14.根据权利要求11至13中任一权利要求所述的焦点测试光罩，其中，该多个图案群的中第3图案群，从该第1方向的一侧依该第2透射部、该第1相位偏移部、该第1遮光部、 该第1透射部、该第2相位偏移部、该第4相位偏移部、该第3透射部、该第2遮光部、该第 3相位偏移部、该第4透射部的顺序排列形成。
15.根据权利要求11至14中任一权利要求所述的焦点测试光罩，其中，该多个图案群的中第4图案群，从该第1方向的另一侧依该第2透射部、该第1相位偏移部、该第1遮光部、该第1透射部、该第2相位偏移部、该第4相位偏移部、该第3透射部、该第2遮光部、该第3相位偏移部、该第4透射部的顺序排列形成。
16.根据权利要求1至15中任一权利要求所述的焦点测试光罩，其中，该测试图案是形成在该焦点测试光罩的光射出面，该第1遮光部是形成为高于第1透射部，该第1及第2 相位偏移部是形成为低于第1透射部。
17.一种焦点测量方法，是测量投影光学系统的像面资讯，其特征在于，包含将根据权利要求1至16中任一权利要求所述的焦点测试光罩配置于该投影光学系统的物体面侧的步骤；将设于该焦点测试光罩的该测试图案的该投影光学系统的像投影至测量面的步骤；以及测量该测试图案的像在测量方向的位置资讯的步骤。
18.根据权利要求17所述的焦点测量方法，其中，该焦点测试光罩具有用以测量该测试图案的像的位置偏移的辅助图案；该测试图案的像在该测量方向的位置资讯，包含该测试图案的像与该辅助图案的像在该测量方向的间隔。
19.根据权利要求17或18所述的焦点测量方法，其中，将该测试图案的该投影光学系统的像投影的步骤，包含将该像投影至感光基板的步骤与使该感光基板显影的步骤。
20.根据权利要求18所述的焦点测量方法，其中，测量该测试图案的像及该辅助图案的像在该测量方向的位置资讯的步骤，包含使用空间像测量系统测量该像在该测量方向的光强度分布的步骤。
21.一种曝光方法，包含将元件用光罩配置于投影光学系统的物体面侧的动作；根据使用权利要求17至20中任一权利要求所述的焦点测量方法测量后的测试图案的像的位置资讯调整元件用光罩的图案的投影光学系统的像的焦点位置的动作；以及将焦点位置调整后的元件用光罩的图案的像投影至基板的动作。
22.—种曝光装置，是以曝光用光照明光罩的图案，以该曝光用光通过该图案及投影光学系统使基板曝光，其特征在于，具备光罩载台，保持根据权利要求1至16中任一权利要求所述的焦点测试光罩；以及控制装置，将该焦点测试光罩的该测试图案的该投影光学系统的像投影，且根据该测试图案的像在测量方向的位置资讯求出该投影光学系统的像面资讯。
23.根据权利要求22所述的曝光装置，其中，该焦点测试光罩被保持在接近该光罩载台的保持有该光罩的区域的区域。
24.根据权利要求22或23所述的曝光装置，其具备检测该测试图案的该投影光学系统的像的空间像测量系统。
25.—种元件制造方法，包含使用根据权利要求22至M中任一权利要求所述的曝光装置将图案转印至基板的动作；以及根据该图案对转印有该图案的该基板进行加工的动作。
全文摘要
用以测量焦点资讯的焦点测试标线片具有外侧图案，外侧图案具有由延伸于Y方向的遮光膜构成的线图案，设于线图案的+X方向侧、线宽形成为较线图案狭窄的相位偏移部，设于线图案的-X方向侧、线宽形成为较线图案狭窄的透射部，设于相位偏移部的+X方向侧的透射部，设于透射部的-X方向侧的相位偏移部。能以高测量再现性且高测量效率测量投影光学系统的焦点资讯。
文档编号G01B11/00GK102597873SQ20108004909
公开日2012年7月18日 申请日期2010年11月4日 优先权日2009年11月5日
发明者蛭川茂, 近藤信二郎 申请人:株式会社尼康