CN1813338A - 对焦测试掩模、对焦测定方法和曝光装置 - Google Patents
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Abstract
一种对焦测试掩模，其上设置有通过投影光学系统(PL)向晶片(W)上投影的测试图形，该测试图形包括：在计测方向上并列配置的多个线条图形(12a～12f)、设置在多个线条图形各自近旁的区域且是用于使通过光的相位错开的相位移动部(13)和用于得到在测定所述线条图形的像的偏移时的成为基准像的基准图形(11a～11d)，这些多个线条图形的间隔被设定成能把各自的线条图形看作是与孤立线等效的间隔。
Description
技术领域
本发明涉及在半导体领域中使用的曝光掩模、对焦的测定方法和曝光装置。
背景技术
现有，把设置在测试标线板上的测试图形通过投影光学系统形成在基板上，通过计测其形成的掩模来进行计测投影光学系统的成像特性。近年来，要求有更严格的对焦精度，投影光学系统的对焦位置也被要求有更高精度的测定方法。
作为现有的对焦测定方法和对焦测试图形，知道的有U.S.Patent No5300786和日本国专利第3297423号的两个文献中所公开的技术。
U.S.Patent No 5300786中的对焦测定方法，其是使用所谓的列宾逊(レベンソン)型相位移动掩模，通过把孤立线状的图形以散焦状态进行曝光，利用该孤立线状的图形的像在横向(垂直于投影光学系统的光轴的方向)移动现象的对焦测定方法。
图7表示的是在该测定方法中测定对焦位置时使用的对焦测定图形的一例。当把该图形进行曝光时，一般地是形成箱中箱(ボツクスインボツクスマ一ク)标记状的图形。若把该图形在散焦状态下进行曝光，则其内侧矩形图形(箱图形)的位置与外侧矩形图形(箱图形)的位置向相反方向偏移。通过计测这些箱图形的相对位置关系，就能测定曝光时的散焦量。
但在该箱图形的计测中，认识到被测定图形的根数在正交的两个方向上分别各自仅有两根，当使用配置在曝光装置内的校准系统的摄像元件进行计测时，其计测精度低。为了解决这点，进行了测定图形的多根化。具体地能举出不是如箱中箱标记那样在边缘制作测定标记，而是把线条并列多根形状的条中条标记。这样，就能计测到是箱中箱两倍根数的测定图形。
但在该测定方法中，实际上进行两次曝光，把多个衍射光栅图形的一部分切出来而形成测定图形。因此，若散焦量大而位置偏移超过了衍射光栅间距一半时，则具有不能测定的缺点。
日本国专利第3297423号中的对焦测定方法，是使衍射光栅图形中的+1级光和-1级光的衍射效率不同(理想的是使一个为零)地来设定非对称衍射光栅图形，所以当把该非对称衍射光栅图形在散焦状态下进行曝光，则非对称衍射光栅图形的像在横向移动的现象。
图8A表示的是在该测定方法中测定对焦位置时使用的对焦测定图形的一例。在基准图形是大的孤立图形21a、21b的情况下，若把非对称衍射光栅图形10在散焦状态下进行曝光，则非对称衍射光栅图形10的像的位置，对于孤立图形21a、21b的像的位置例如向箭头方向偏移。且如图8B所示，基准图形也可以是衍射光栅图形(22a、22b)，如图8C所示，基准图形是非对称衍射光栅图形(23a、23b)也可以。
但在该非对称衍射光栅图形中，为了使±一级衍射光的任一方大致是零，有可能使图形在基板上曝光时的曝光量不足。例如是使掩模与基板相对进行扫描曝光的扫描型曝光装置的情况下，需要使扫描速度慢，由于与通常电路图形的曝光条件不同，所以有可能产生与实际曝光时状态不同的结果。
发明内容
本发明是鉴于上述的问题点而开发的，目的在于提供一种对焦测试掩模、使用它的测定方法和曝光装置，其能在与实际曝光条件相同的条件下把图形进行曝光，且具有通过设置在曝光装置内的摄像元件能进行计测的测试图形。
为了解决上述的课题，本发明提供一种对焦测试掩模，其是设置有通过投影光学系统能向基板上投影的测试图形的对焦测试掩模，该测试图形包括：在计测方向上并列配置的多个线条图形、设置在多个线条图形各自近旁的区域，且是用于使通过光的相位错开的相位移动部和用于得到在测定线条图形的像的偏移时成为基准的像的基准图形，多个线条图形的间隔被设定成能把各自线条图形看作是与孤立线等效的大小。
根据本发明，能把多个线条图形作为各自的孤立线而形成，通过检测多个线条图形的像的位置，能高精度地计测与基准图形的像的位置偏移。
多个线条图形，其可以具有多个不同的间隔来配置，也可以是所有的都是等间隔并列地进行配置。
多个线条图形的结构如下：也可以是由以间隔d2配置的两根线条图形构成的一对线条图形，以比间隔d2大的间隔d3配置多个。
线条图形的间隔，其最好是设定成比线条图形的宽度的10倍还大。
线条图形的间隔，其最好是具有来自线条图形的大于或等于2级的衍射光也能在通过投影光学系统的成像中使用的大小。
本发明的对焦测试掩模，其具备多种测试图形，构成测试图形的线条图形的线宽最好是按每个测试图形的种类而分别不同。这样，根据使用的曝光装置的条件(例如投影光学系统的NA等)就能选择最佳线宽的线条图形。
本发明提供一种对焦测定方法，其是把对焦测试掩模上图形通过曝光装置的投影光学系统进行投影，并通过测定该投影像的偏移来测定投影光学系统对焦位置的对焦测定方法，其具有：准备工序，其准备作为对焦测试掩模而具有上述特点的对焦测试掩模；测定工序，其测定被投影的线条图形的像与基准图形的像的相对距离。
本发明的对焦测定方法，最好具有在测定工序之前把对焦测试掩模图形的投影像在基板上曝光的曝光工序，测定工序，其测定在基板上形成的线条图形的像与基准图形的像的相对距离。
这时，测定工序最好是通过设置在曝光装置内的摄像元件，对在基板上形成的线条图形的像进行摄像，并通过图像处理来进行。
本发明是把设置在对焦测试掩模上的图形通过投影光学系统进行投影，并通过测定该投影像的偏移来测定投影光学系统对焦位置的曝光装置，其检测通过投影光学系统进行投影的且具有所述特点的对焦测试掩模的像，并具有测定线条图形的像与基准图形的像的相对距离的测定装置。
对焦测试掩模，其在把形成有电路图形的掩模进行保持的掩模承载台上，也可以在与保持掩模的保持部不同的位置处设置基准板。
测定装置最好是检测在通过投影光学系统向基板上投影的基板上形成的图形的像。
测定装置最好是检测通过投影光学系统投影的图形的空间像。
根据本发明，能提供一种对焦测试掩模、使用它的测定方法和曝光装置，其能在与实际曝光条件相同的条件下把图形进行曝光，且具有通过设置在曝光装置内的校准显微镜能进行计测的测试图形。
附图说明
图1是表示本发明实施例曝光装置概略结构图的平面图；
图2是本发明一实施例中测试标线板的平面图；
图3A是表示本发明对焦测试图形一实施例的平面图，图3B是图3A所示图形的剖面图，图3C是表示把图3A所示的图形在光电检测装置中检测时其检测信号的图；
图4A是表示本发明对焦测试图形其他实施例的平面图，图4B是图4A所示图形的剖面图；
图5是表示本发明对焦测试图形其他实施例的平面图；
图6是表示本发明对焦测试图形其他实施例的平面图；
图7是表示现有对焦测试图形一例的平面图；
图8A是表示在基准图形是大的孤立图形时的对焦测试图形一例的平面图，图8B是表示基准图形是衍射光栅图形时的对焦测试图形一例的平面图，图8C是表示基准图形是非对称衍射光栅图形时的对焦测试图形一例的平面图。
具体实施方式
以下根据图1到图6说明，把本发明在半导体元件制造中使用的扫描曝光方式的曝光装置中具体化的一实施例。
如图1所示，本实施例的曝光装置EX，把作为掩模的标线板R上所描绘的电路图形向作为基板的晶片W上进行投影复制。从包含有曝光光源、准直透镜、干涉滤光片、复眼透镜和孔径光阑(σ光圈)等的照明光学系统29照射的曝光光EL，被光束分离器30反射。曝光光EL，例如是KrF、ArF、F2等的激元激光、金属蒸汽激光和YAG激光的高次谐波，或是g线、h线、i线等超高压水银灯的辉线。被光束分离器30反射的曝光光EL，通过转像透镜31a、31b，标线遮挡窗32，反射镜33，聚光透镜34而向描绘有半导体元件等电路图形等的标线板R(或是描绘有对焦测定图形的对焦测试标线板TR)射入，标线板R的照明区域被大致均匀的照度所照明。
标线板R，被真空吸附在设置于底座38上的作为掩模承载台的标线板承载台RST上。为了把标线板R定位在对于曝光光EL的光轴正交的平面内，该标线板承载台RST保持在底座38上并且通过空气轴承而能在平面方向上微动。
在标线板承载台RST的端部固定有把来自干涉仪40的激光光束进行反射的移动镜41。通过该干涉仪40，例如能以0.01μm程度的分辨率常检测标线板承载台RST在扫描方向上的位置，该位置信息被送到标线板承载台控制部42。标线板承载台控制部42根据标线板承载台RST的位置信息来控制未图示的标线板承载台驱动部，使标线板承载台RST移动。
在标线板承载台RST上设置有基准板43，其上设置有用于计测投影光学系统PL成像特性的测试图形。该基准板43的图形形成面，被设置成与标线板R的图形形成面大致相同的高度。
通过标线板R的曝光光EL例如向两侧远心的投影光学系统PL射入。投影光学系统PL把该标线板R上的电路图形缩小成例如1/5或1/4的投影像，并把该投影像形成在晶片W上，该晶片W的表面上涂布有对曝光光EL具有感光性的感光胶。
在此，标线板R上的照明区域，被标线遮挡窗32整形成长方形(窄缝)状。把标线板R进行曝光时，通过在+Y方向上以速度Vr进行扫描，而把标线板R上的电路图形以窄缝状的照明区域从一端侧向另一端侧逐次照明。在此，晶片W由于与标线板R是倒立成像关系，所以在与标线板R相反的方向(-Y方向)上以速度Vw与标线板R的扫描同步地进行扫描。这样，就能使晶片W的整个拍摄区域进行曝光。扫描速度比Vw/Vr根据投影光学系统PL的缩小倍率而定，要能把标线板R上的电路图形正确缩小复制在晶片W上的各拍摄区域上。
晶片W被真空吸附在晶片座45上，并通过晶片座45而被保持在作为基板承载台的晶片承载台WST上。晶片座45通过未图示的驱动部能对投影光学系统PL的最佳成像面向任意方向倾斜，且能在投影光学系统PL的光轴AX方向(Z方向)上进行微动。晶片承载台WST通过由电机等构成的晶片承载台驱动部46，不仅能在扫描方向(Y方向)上移动，而且能在与扫描方向垂直的方向(X方向)上移动，以对于多个拍摄区域能任意移动。这样，就能把对晶片W上各拍摄区域进行扫描曝光的动作与移动到下一个扫描曝光开始位置的动作反复进行，来进行分步HE扫描动作。
在晶片承载台WST的端部，固定有把来自干涉仪47的激光光束进行反射的移动镜48。通过该干涉仪47，例如能以0.01μm程度的分辨率常检测晶片承载台WST在XY方向上的位置。晶片承载台WST的位置信息(或速度信息)被送到晶片承载台控制部49，晶片承载台控制部49根据该位置信息(或速度信息)来控制晶片承载台驱动部46。
在晶片承载台WST上，设置有复制曝光的基准位置，在此是具备基准标记的基准板50，该基准板50用于检测标线板R对于投影光学系统PL曝光场中心的相对位置。该基准板50被设置成与晶片W的表面大致相同的高度。
在投影光学系统PL近旁的两侧，设置有焦点位置检测系统(57、58)，其由投光系统57和受光系统58构成，其得到晶片W的高度位置(在投影光学系统PL的光轴AX方向上的位置)信息。来自投光系统57的计测光束向晶片W照射，被晶片W反射的计测光束通过受光系统58内的光电检测器接受光。受光系统58根据光电检测器的检测信号来检测晶片W的高度位置信息，并向主控制系统70供给。主控制系统70，根据该高度位置信息来调整晶片承载台WST的高度位置和倾斜度，使晶片W的表面与投影光学系统的成像面一致。且主控制系统对于焦点检测系统(57、58)能给予其规定的偏移量。
在投影光学系统PL的侧面设置有光电检测装置51，其用于检测在晶片W上投影的图形像的成像状态和基准板50上的WA基准标记。该光电检测装置51，构成计测关于失真信息的计测装置和光电检测装置，成为通过摄像元件52而把晶片W上的图形像和基准板50上基准标记进行摄像检测的摄像方式。
该光电检测装置51，具有包含碘钨灯、聚光透镜、光纤、干涉滤光片和透镜系统等的照明光学系统54。从碘钨灯照射的宽带域的照明光IL，通过干涉滤光片而把感光胶层的感光波长区域和红外波长区域的光截止。然后，从照明光学系统54照射的照明光IL，向由光束分离器55、反射镜、棱镜和物镜构成的物镜光学系统56射入。从物镜光学系统56射出的照明光IL，不遮挡投影光学系统PL照明视野地大致垂直地向晶片W照射。
通过该照射来照明晶片W上的投影区域，根据该照明而从该区域反射的反射光RL，通过物镜光学系统56和光束分离器55而向摄像元件52引导。在摄像元件52内设置有未图示的透明窗和透镜系统，反射光RL在透明窗内成像，该成像通过透镜系统被摄像后被光电变换成摄像信号。该摄像信号供给主控制系统70，通过把该摄像信号进行波形处理来计算设置在晶片W上的图形像的位置信息。该光电检测装置51，在计测晶片W上设置的校准标记和把测试标线板R上设置的测试图形向晶片W上曝光时的测试图形像时，也被使用。
主控制系统70上连接有键盘和条形码阅读器等输入装置71。通过该输入装置71，能把关于晶片W的尺寸、投影倍率、标线遮挡窗32的开度(照明窄缝的宽度)的值、目标曝光量、扫描速度、标准图形像(没有失真的正常图形像)的信息和光电检测装置51计测条件等的各种信息向主控制系统70输入。
主控制系统70上连接有作为存储装置和参数计算装置的硬盘部72。主控制系统70，根据由光电检测装置51计算的关于测试图形像位置偏移的信息，而得到关于投影光学系统最佳成像面(最佳对焦面)的信息，并把它与基板上的位置对应而存储在硬盘部72内。这样计算出的关于最佳对焦面位置的信息，被收容在硬盘部72内被划分成每个拍摄区域的基准数据文件中。
下面，根据图2～图4说明本实施例的对焦测试掩模和使用它的测定方法。
图2表示的是本发明的对焦测试标线板TR。在对焦测试标线板TR的图形区域内，设置有3行×3列的对焦测试图形FTP11、FTP12、FTP13、FTP21、FTP22、FTP23、FTP31、FTP32、FTP33。各自的对焦测试图形FTP11～33，由向X方向伸展的图形和向Y方向伸展的图形所构成。在此，例如把对焦测试图形FTP11向X方向伸展的图形表示在图3A中，而把其剖面图表示在图3B中。
如图3A所示，对焦测试图形FTP11在其两端设置有主尺1a、1b，在它们之间设置了副尺1c。位于图3A左侧的主尺1a，是设置成四根并列的线条图形11a、11b、11c、11d，图形11a和11b是一侧的一对，而图形11c和11d是另一侧的一对。各对线条图形的间隔d2与各对之间的间隔d3是不同的值。右侧的主尺1b也是同样的结构，所以在此省略其说明。
副尺1c是设置成六根并列的线条图形12a、12b、12c、12d、12e、12f，图形12a和12b是第一对，图形12c和12d是第二对，图形12e和12f是第三对。各对线条图形的间隔d2与各对之间的间隔d3是不同的值。
接着在以下说明具体的尺寸。各线条图形11a～11d、12a～12f，分别具有相同的宽度d1，d1＝0.1μm(微米)。各对的图形间隔d2是约5μm(微米)，各对之间的间隔d3是约12μm(微米)。这样，与图形的线宽相比，图形之间和对之间的间隔就变成非常大，各线条图形大致等效于各自孤立图形。为了把各线条图形大致是等效于独立图形，例如可以把各图形的间隔设定成大于或等于图形线宽d1的10倍。这样，各线条图形就成为独立的一个图形，各线条图形大于或等于2级的衍射光，也通过投影光学系统PL作为线条图形像而成像。
本实施例中，把主尺1a、1b和副尺1c以相同的线宽d1来形成，是由于通过这样的结构能以更高的灵敏度检测出散焦量的缘故。但使构成主尺1a、1b的线条图形的线宽与构成副尺1c的线条图形的线宽不同也可以。
图3A、图3B中，在主尺1a、1b的各线条图形的右侧，分别设置了相位移动部13。这些相位移动部13是把通过光的相位错开90°的结构。在副尺1c的各线条图形的左侧也同样地设置了把通过光的相位错开90°的相位移动部13。这样，由于设置在主尺1a、1b和副尺1c上的相位移动部13的位置是相反的，所以当在散焦状态下把对焦测试图形FTP11～33进行曝光时，位置移动的方向分别是相反的方向。
把这种对焦测试图形FTP11能向晶片W上曝光的像，通过图1所示的曝光装置内的光电检测装置51进行检测。把这时的检测信号表示在图3C。图3C是把由光电检测装置51的摄像元件52摄像的对焦测试图形的图像使用规定的扫描线进行扫描时的信号强度的分布图。从图3C了解到，在各线条图形部分检测信号的强度低。本例中，主尺合计是8根，副尺合计是6根，所以通过分别检测这些底B1～B14部分的位置，并通过平均化效果，就能高精度地检测主尺与副尺的相对位置关系。主控制系统70根据该主尺1a、1b和副尺1c的位置移动信息，计算是在从最佳对焦位置偏移了多少的位置把对焦测试图形进行曝光的，即，计算最佳对焦位置是在何处。
返回到图2，对焦测试标线板TR上各对焦测试图形FTP11～33的近旁，设置有箱形图形BP11、BP12、BP13、BP21、BP22、BP23、BP31、BP32、BP33。这些箱形图形也与前面的对焦测试图形FTP11～33同样地，用于计测投影光学系统的最佳对焦位置。把箱形图形BP11表示在图4A中，而把其剖面图表示在图4B中。
如图4A、图4B所示，外侧的箱形图形2a和内侧的箱形图形2c，分别由两根线条图形14a、14b、14c、14d所构成。各对线条图形的间隔d2和各对之间的间隔d3，与前面的图3A是相同的值。在外侧的箱形图形2a，在各线条图形14a、14b右侧设置了相位移动部13，而在内侧的箱形图形2b，在各线条图形14c、14d的左侧设置了相位移动部13。
若对在这种箱形图形中，也在散焦状态下把图形进行曝光，则外侧的箱形图形2a的位置偏移方向与内侧的箱形图形2b的位置偏移方向是相反的方向，所以通过由光电检测装置51检测这些箱形图形的相对位置关系，就能计测投影光学系统PL的最佳对焦位置。
在图2到图4中，把线条图形的线宽仅公开了一种，但最好是分别设置了多种线宽的图形。即，把线条图形的线宽分别不同的多种对焦测试图形预先设置在对焦测试标线板TR上。这样，例如根据对焦计测的曝光装置的条件(例如投影光学系统的NA值等)，就能选择计测图形的线宽，能根据散焦量来使用对位置偏移有最高灵敏度线宽的线条图形。且也可以根据线条图形的线宽来变更线条图形的间隔d2、d3。
下面说明使用该对焦测试标线板TR来计测投影光学系统最佳对焦位置的顺序。
首先，把对焦测试标线板TR配置在标线板承载台RST上。然后通过焦点检测装置57、58把测试晶片配置在规定的位置Z上，对于测试晶片上的多个拍摄区域，顺次地把测试标线板TR上的对焦测试图形FTP11～33和箱形图形BT11～33进行曝光。
然后，把该测试晶片通过未图示的库达显影剂(コ一タデベロツパ)进行显影处理，形成各测试图形。然后，再把测试晶片运送到曝光装置内，并放置到晶片承载台WST上。主控制系统70把在测试晶片整个面上冲洗的任意测试图形(例如对焦测试图形FTP11～33)按每个各拍摄区域顺次由光电检测装置51的摄像元件52进行摄像。被摄像的测试图形的位置信息(主尺和副尺的相对位置关系)被送到主控制系统70中。
主控制系统70，其根据各拍摄区域内配置的各自测试图形的位置信息，来检测拍摄区域内各自位置的对焦偏移量。且主控制系统70根据该拍摄区域内各自位置的对焦偏移量检测结果，检测晶片W被曝光面对投影光学系统PL最佳成像面的位置偏移(成像面偏移量)，并存储到硬盘72中。在实际的电路图形曝光处理时，把存储在硬盘72中的对焦偏移量和成像面偏移量调出，并利用它校正晶片W在Z方向上的位置和姿势，这样，就能把晶片W配置在真正的最佳对焦位置和最佳成像面上。
主控制系统70，其把拍摄区域内各自位置的对焦偏移量和为了检测该对焦偏移量而使用的对焦测试图形的种类进行对应并且预先存储在硬盘72中。把检测结果按每个对焦测试图形的种类进行分类，并进一步把该对焦测试图形拍摄区域内的位置也加进去，来进行投影光学系统PL性能的计测。例如，主控制系统70把检测结果分类成两种：使用具有与X轴方向平行的线条图形的对焦测试图形的检测结果和使用具有与Y轴方向平行的线条图形的对焦测试图形的检测结果，这两种，在该结果上再加上拍摄区域内的位置信息，这样来检测拍摄区域内的像散状态。或是主控制系统70，其根据在硬盘72中存储的拍摄区域内各自位置的对焦偏移量检测结果，也能检测投影光学系统PL成像面的形状(像面弯曲和像面倾斜)。这样，主控制系统70与对焦测试标线板TR协同动作，就能进行曝光装置EX，特别是投影光学系统PL的性能计测。
本实施例中的对焦测试图形并不限定于图2到图4所示，例如如图5所示那样，也可以是主尺3a、3b和副尺3c的各线条图形都以相同的间距并列。在这种情况下也需要把线条图形的间隔充分分开，以使各线条图形与孤立线是等效的。也可以如图6所示，在主尺4a、4b的线条图形上也可以不形成相位移动部。图5、图6中，对与图2～图4相同的部件上付与了相同的符号。
本实施例表示了在测试标线板TR上设置有对焦测试图形FTP11～33和箱形图形BP11～33的例，但本发明并不限定于此，例如也可以在图1所示的设置在标线板承载台RST上的基准板43上设置这些图形。即也可以是把测试标线板预先设置在标线板承载台上的结构。根据这种结构，就不需要把设置有电路图形的实际标线板替换成测试标线板的操作，能在任意时间使用基准板43来进行最佳对焦位置的检测，在生产率上是有利的。
本实施例说明了把被晶片W曝光的测试图形的保护膜像通过光电检测装置51来检测，并且检测测试图形的位置信息的例，但并不限定于此，也可以使用其他的检测方法。例如，也可以把由透射光的窄缝和检测透射了窄缝光的光电传感器构成的空间像计测装置，设置在投影光学系统PL成像面的近旁，例如设置在晶片承载台WST上，并使用它通过计测测试图形的空间像来求得测试图形的位置信息(主尺和副尺的位置关系)。这样，在检测测试图形的位置时就不需要把晶片W进行曝光和显影。
以上说明了本发明的实施例，但本发明并不限定于上述的实施例，在专利要求范围所述的范围内，例如能进行图形线宽的尺寸、形状和配置等、结构的附加、省略、置换以及其他的变更。本发明并不被上述的说明所限定，仅被附加的权利要求的范围限定。
本发明涉及一种对焦测试掩模，其是设置有通过投影光学系统能向基板上投影的图形的对焦测试掩模，其包括：在计测方向上并列配置的多个线条图形、设置在所述多个线条图形各自近旁的区域且是用于使通过光的相位错开的相位移动部和在测定所述线条图形的像的偏移时为了得到基准像的基准图形，所述多个线条图形的间隔比所述线条图形的宽度足够大。
产业上可利用性
本发明涉及一种对焦测定方法，其是把对焦测试掩模上的图形通过曝光装置的投影光学系统在基板上进行投影，并通过测定该投影像的偏移来测定基板散焦量的对焦测定方法，准备作为对焦测试掩模而具有上述特点的对焦测试掩模，测定在所述基板上形成的所述线条图形的像与所述基准图形的像的相对距离。
本发明是把设置在对焦测试掩模上的图形通过投影光学系统在基板上进行投影，并通过测定该投影像的偏移来测定基板散焦量的曝光装置，其包括具有上述结构的对焦测试掩模和测定在基板上形成的线条图形的像与基准图形的像的相对距离的测定装置。
根据本发明，能提供一种对焦测试掩模、使用它的测定方法和曝光装置，其能在与实际曝光条件相同的条件下把图形进行曝光，且具有通过设置在曝光装置内的校准显微镜能进行计测的测试图形。
本申请对在2003年7月3日申请的专利申请2003-190791号主张优先权，其内容在此被引用。
Claims (14)
1、一种对焦测试掩模，其是设置有通过投影光学系统向基板上投影的测试图形，其中，
所述测试图形包括：
在计测方向上并列配置的多个线条图形；
设置在所述多个线条图形各自近旁的区域且是用于使通过光的相位错开的相位移动部；
用于得到在测定所述线条图形的像的偏移时成为基准像的基准图形，
所述多个线条图形的间隔被设定成能把各自线条图形看作是与孤立线等效的大小。
2、如权利要求1所述的对焦测试掩模，其中，所述多个线条图形配置成具有多个不同的间隔。
3、如权利要求1所述的对焦测试掩模，其中，所述多个线条图形的全部被等间隔并列地配置。
4、如权利要求2所述的对焦测试掩模，其中，所述多个线条图形的结构是，以间隔d2配置的两根线条图形构成的一对线条图形以比间隔d2大的间隔d3配置多个。
5、如权利要求1所述的对焦测试掩模，其中，所述多个线条图形的间隔设定成比所述线条图形的宽度的10倍还大。
6、如权利要求1所述的对焦测试掩模，其中，所述多个线条图形的间隔，具有来自所述线条图形的大于或等于2级的衍射光也能在通过所述投影光学系统的成像中使用的大小。
7、如权利要求1所述的对焦测试掩模，其中，其具备多种所述测试图形，构成所述测试图形的所述线条图形的线宽，按每个所述测试图形的种类而分别不同。
8、一种对焦测定方法，其是把对焦测试掩模上的图形通过曝光装置的投影光学系统进行投影，并通过测定该投影像的偏移来测定所述投影光学系统对焦位置，其中，该方法具有：
准备工序，作为所述对焦测试掩模其准备权利要求1所述的对焦测试掩模；
测定工序，其测定被所述投影的所述线条图形的像与所述基准图形的像的相对距离。
9、如权利要求8所述的对焦测定方法，其中，其具有在所述测定工序之前把所述对焦测试掩模图形的投影像在基板上曝光的曝光工序，
所述测定工序，其测定在所述基板上形成的所述线条图形的像与所述基准图形的像的相对距离。
10、如权利要求9所述的对焦测定方法，其中，所述测定工序是通过设置在所述曝光装置内的摄像元件，对在所述基板上形成的所述线条图形的像进行摄像，并通过图像处理来进行。
11、一种曝光装置，其中，其是把设置在对焦测试掩模上的图形通过投影光学系统进行投影，并通过测定该投影像的偏移来测定所述投影光学系统对焦位置，其具有测定装置，该测定装置检测通过所述投影光学系统进行投影的权利要求1中所述的对焦测试掩模的像，并测定所述线条图形的像与所述基准图形的像的相对距离。
12、如权利要求11所述的曝光装置，其中，在把形成有电路图形的掩模进行保持的掩模承载台上，所述对焦测试掩模是设置在与保持所述掩模的保持部不同位置的基准板。
13、如权利要求11所述的曝光装置，其中，所述测定装置是检测在通过所述投影光学系统向基板上投影并在所述基板上形成的所述图形的像。
14、如权利要求11所述的曝光装置，其中，所述测定装置检测通过所述投影光学系统进行投影的所述图形的空间像。
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