TW563178B

TW563178B - Optical properties measurement method, exposure method, and device manufacturing method

Info

Publication number: TW563178B
Application number: TW091109374A
Authority: TW
Inventors: Kazuyuki Miyashita; Takashi Mikuchi
Original assignee: Nikon Corp
Priority date: 2001-05-07
Filing date: 2002-05-06
Publication date: 2003-11-21
Also published as: WO2002091440A1; US20040179190A1; JPWO2002091440A1

Description

563178 A7 _^______B7 五、發明説明（i ) 【技術領域】本發明係有關光學特性測量方法、曝光方法及裝置製造方法，詳而言之，係有關一種用以測量投影光學系統之光學特性的光學特性測量方法、使用針對藉由該光學特性测量方法所測量之光學特性而進行調整之投影光學系統來進行曝光之曝光方法、及利用該曝光方法之裝置製造方法。【背景技術】歷來，用以製造半導體元件、液晶顯示元件等之微影術（Hth〇graphy)程序中，均使用有一種如下述之曝光裝置，即，透過投影光學系統而將形成於遮光罩（mask)或標線片（reticle)(以下統稱為「標線片」）之圖案（pauern)轉印於已塗佈抗蝕劑（resist)之晶圓或玻璃板等基板（以下亦稱為「晶圓」）上。近年來，作為此種裝置，由重視生產率之觀點來看，多使用如下述逐次移動型之曝光裝置，即，步進及重複（step and repeat)方式的縮小投影曝光裝置（即所 17胃步進機」（stepper))、及一將此種步進機加以改良之步進掃描（step and scan)方式的掃描型曝光裝置等。又’半導體元件（集成電路）等乃逐年而越發高集成化，伴隨於此，對半導體元件等之製造裝置，即投影曝光裝置，亦漸要求更高之解像力，也就是可精確度良好地轉更、、’田i放之圖案。為提咼投影曝光裝置之解像力，即必須 ~向技影光學系統之光學特性，因此，正確地測量投影光學系統之光學特性（包含成像特性）並加以評價即為重要之家標準（CNS) A4規格（210X297公釐) ' (請先閲讀背而£"注意事項再填寫本頁) •訂— # 563178 A7 -—— ------ B7______ 五、發明説明（2 ) 投影光學系統之光學特性，譬如圖案影像平面（image plane)之正確測量，係以可正確地測量投影光學系統視野 (請先I讀背面3注意事項再填寫本頁) 内之各评價點（測量點）中最適合的聚焦位置（最佳聚焦位置）為前提。習知之投影曝光裝置中之最佳聚焦位置的測量方法，主要有以下兩種。其中一種為人們所熟知之測量方法係所謂CD/聚焦法。此處係將預定之標線片圖案（reticule pattern)(譬如線幅與間距圖案（line and space pattern)等）作為測試圖案 (test pattern)，而於有關投影光學系統之光軸方向的多數晶圓之位置上，將此測試圖案轉印於測試用晶圓。且，使用掃描型電子顯微鏡（SEM)等，測量將該測試用晶圓加以顯像而得之抗蝕劑影像（轉印之圖案影像）的線幅值，並依據该線幅值與有關投影光學系統之光軸方向的晶圓位置（以下亦稱為「聚焦位置」）之相關關係而判斷最佳聚焦位置。另一種為人所熟知之測量方法係所謂SMP聚焦測量法’其揭示於譬如曰本專利公開公報第2580668號、第 2712330號、及對應之美國專利第4,9〇8,656號等。此處係使用如下述之對準（alignment)系統等之標印（mark)檢測系統而測量抗蝕劑影像之長度方向之長度，即，前述對準系統’係以多數聚焦位置而於晶圓上形成楔形標印之抗姓劑影像，且，令一因聚焦位置之不同而產生之抗蝕劑影像之線幅值變化於長度方向之尺寸變化上呈放大狀態，並進行替換，以檢測晶圓上之標印者。且，以預定之切割等級（Slice 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公楚） 563178 、發明説明（ level)，而於表示聚焦位置與抗蝕劑影像長度間之關係之進似曲線的極大值附近進行切割，並將所得之聚焦位置範圍之中點判斷為最佳聚焦位置。且’有關各種測試圖案，係依據如前述所得之最佳聚焦位置，而測量投影光學系統之光學特性之像散及像面彎曲等。然而，前述CD/聚焦法中，譬如為以SEM測量抗蝕劑影像之線幅值，需嚴密地進行SEM之聚焦比對，由於平均i 點所花費之測量時間非常長，因此為進行多數點之測量，勢必須耗費數小時至數十小時。又，可預知未來不但用以測量投影光學系統之光學特性的測試圖案將更細微化，且才又影光學系統視野内之評價點數亦將增加。因此，產生有下述之問題點，即，使用SEM之習知測量方法中，直到獲得測量結果止之生產量將大幅降低。X，有關測定誤差及測定結果之重現性，人們亦漸要求更高之等級，而習知之測量方法卻越發不易達到該要求❶進而，表示聚焦位置與線幅值之相關關係的近似曲線，為縮小誤差因而使用4次上之近似曲線，不過，卻有每一評價點必須求得至少5種有關Ικ焦位置之線幅值的限制。又，在由最佳聚焦位置移之聚焦位置（包含有關投影光學系統之光軸方向上的+ 向與-方向雙方）的線幅值與在最佳聚焦位置之線幅值差，雖然為縮小誤差而要求為10%以上，但要滿足此條件卻漸不易達成。又，前述之SMP聚焦測量法中，通常，由於係以單色以類偏方之 (請先閱讀背面β注意事項再填寫本頁) 、? -6· 563178 五、發明説明（4 光進订測篁’因此抗蝕劑影像形狀之差異將使干涉之影響不同，而此一情形則與測量誤差（尺寸偏置（off-set))有所關 (請先閲讀背面3注意事項再填窝本頁) 聯。進而，有一如下述之問題點，即，以影像處理進行楔形“印之抗蝕劑影像的長度測量時，需詳細地擷取迄至抗钱劑影像最細的長度方向之兩端部分的資訊，然而現有之影像擷取機器（CCD照相機等）的解像能力卻尚不足夠。又，由於測試圖案大，故不易增加投影光學系統視野内之評價點。此外，如下述之發明係揭示於譬如日本專利公開公報特開平1 1-233434號中，該發明主要係改善前述之CD/聚焦法之缺點，其係藉測試曝光而對業已轉印圖案之晶圓進行顯像，再對顯像後形成於晶圓上之圖案的抗蝕劑影像進行拍攝，並使用該攝影資料進行與預定模板（template)之圖案匹配（pattern matching)，再依該結果決定最佳聚焦位置等之最佳曝光條件。依揭露於該公報之發明，可消除如SMp 測量法所產生之現有的影像擷取機器（c c D照相機等）之解像能力不足，及不易增加投影光學系統視野内之評價點數之情形。然而，採用模板匹配（template matching)法並使該動作自動化時’為使該模板匹配易於進行，通常均將圖案及作為匹配基準之遮光框（frame)(圖案pattern)形成於晶圓上。惟’使用如前述模板匹配之最佳曝光條件的決定方法’於各式各樣之t程條件中’均因存有形成於圖案附近、作為模板匹配基準之遮光框，故，以影像處理方式之晶圓本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -7- 563178 A7 ------ 五、發明説明（5 ) 對準系統，譬如FIA(圖場影像對準系統field image alignment)系統之對準感測器（sens〇r)等進行影像擷取時，有時圖案部之對比將明顯降低，因而無法進行測量。本發明係有鏗於前述問題點而加以創作者，發明之第i 目的係在於提供一種光學特性測量方法，其係可於短時間内，精確度及重現性良好地測量投影光學系統之光學特性者。又’本發明之第2目的係在於提供一種可實現高精確度之曝光的曝光方法。此外’本發明之第3目的係在於提供一種可使高集成度裝置之生產性能提高之裝置製造方法。【發明之揭示】由第1觀點來看，本發明之第丨光學特性測量方法，係用以測量將第1面上之圖案投影於第2面上之投影光學系統之光學特性者，包含有以下程序，: P程序，係於變更至少一個曝光條件之同時，將配置於前述第丨面上之測量用圖案依次轉印於配置於前述投影光學系統第2面側之物體上，而於則述物體上形成一由多數呈矩陣狀配置之區分領域構成且整體呈矩形之第！領域；第2程序，係於前述第ι 領域周圍中至少-部分之前述物體上的領域内，形成一過度曝光之第2領域；第3程序，係用以檢測構成前述第丨領域之則述夕數區分領域中至少一部分的多數區分領域中之前述測量用圖案影像之形成狀態；及，第4程序，係依前述檢測結果而求得前述投影光學系統之光學特性。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規袼（2】〇χ297公爱） (請先队讀背面e注意事項再填寫本頁) -口 · 563178 A7 ___________B7_ 五、發明説明（6 ) 於本說明書中，所謂「曝光條件」，係指廣義之曝光條件，即，除照明條件（包含遮光罩之種類別）、像面上之曝光劑量等狹義之曝光條件外，尚包含投影光學系統之光學特性等，與曝光相關聯之所有構成部分的設定條件。依此，於變更至少一個曝光條件之同時，將配置於第i 面（物體面）上之測量用圖案依次轉印於配置於投影光學系統第2面（像面）側之物體上，而於物體上形成一由多數呈矩陣狀配置之區分領域構成且整體呈矩形之第丨領域，進而，於第1領域周圍中至少一部分之物體上的領域内，形成一過度曝光之第2領域（第1、第2程序）。且，檢測構成第1領域之多數區分領域中至少一部分的多數區分領域中之測量用圖案影像之形成狀態（第3程序）。此處，測量用圖案影像形成狀態之檢測中，物體為感光物體時，可不對該物體進行顯像，而針對形成於物體上之潛像進行，或，於對形成前述影像之物體進行顯像後，再針對一形成於物體上之抗蝕劑影像、或形成抗蝕劑影像之物體進行蝕刻處理而得之影像（蝕刻影像）等進行前述動作。此處，用以檢測物體上之影像形成狀態之感光層，並不限於光阻材料，亦可為藉由光（能量）之照射而形成影像 (潛像及顯像中至少一者）者。譬如，可為光記錄層、磁光碟忑錄層等，因此，形成感光層之物體並不限於晶圓或玻璃板等，亦可為可形成光記錄層、磁光碟記錄層等之板。 s如，對抗蝕劑影像、蝕刻影像等進行影像形成狀態之檢測時，當然可使用SEM等顯微鏡，另外，亦可使用各本紙張尺度適用中關家標準（CNS) A4規格（2Κ)χ297公爱) -9- 563178 A7 B7 五、發明説明（7 ) (請先队讀背面3注意事項再填寫本頁) 種對準感測器，譬如曝光裝置之對準檢測系統，例如一將對準標印之影像成像於攝影元件上之影像處理方式之對準檢測系統’所謂FIA(圖場影像對準系統（Fiel(i Iimage Alignment))系統之對準感測器、一將同調（c〇herent)之檢測光照射於對象而檢測由該對象產生之散射光或繞射光之對準感測器、及一干涉由該對象產生之2個折射光（譬如同次數）且進行檢測之對準感測器等。又，針對潛像進行影像形成狀態之檢測時，可使用FIA 系等。 •、可| 無淪何者，均由於第丨領域之外側存有過度曝光之第2 領域（未形成圖案影像之領域），故，進行位於第丨領域内最外周邛之區分領域（以下稱為「外緣部區分領域」）之檢測時，由於存有鄰接之外側領域之圖案影像，因此可防止該外緣部區分領域影像之對比降低。故，可S/N比良好地檢測刖述外緣部區分領域與第2領域之邊界線，並將該邊界線作為基準，依設計值而算出其他區分領域之位置，藉此，可求得其他區分領域大致正確之位置。藉此，由於可大致正確地求得第1領域内多數區分領域之各個位置，故藉由檢測譬如各區分領域中之影像對比、或繞射光等反射光光量等，可以較短之時間檢測圖案影像之形成狀態。且，依該檢測結果而求得投影光學系統之光學特性（第 4程序）。此處，由於依據使用客觀且定量之影像對比、繞射光等反射光光量等之檢測結果而求得光學特性，故與習知之方法相較，可精確度及重現性良好地檢測光學特性。

-10 - 563178 A7 B7 五、發明説明（8 ) (請先閲讀背面^注意事項再填寫本頁〕又，與測量習知之尺寸之方法相較，由於可縮小測量用圖案，故可於遮光罩（或標線片）之圖案領域内配置較多之測量用圖案。因此，不但可增加評價點之數量，亦可使各評價點間之間隔縮小’由該結果，可提高光學特性測量之測定精確度。故，依本發明之第1光學特性測量方法，可於較短之時間内，精確度及重現性良好地測量投影光學系統之光學特性。此時，第1程序可先於第2程序進行，前述第2程序亦可先於前述第1程序進行。後者之場合中，譬如作為感光劑，係使用化學增幅型抗蝕劑等高感度抗蝕劑時，由於可縮短 •、一-T— 測量用圖案影像之形成（轉印）迄至顯像之時間，故特別合適。本發明之第1光學特性測量方法中，前述第2領域，可為較圍繞前述第1領域之範圍稍大之矩形框狀領域中至少一部分。此時，藉由檢測第2領域之外緣部，並將該外緣部作為基準’即可輕易地算出構成第1領域之多數區分領域之位置。本發明之第1光學特性測量方法中，於前述第2程序中’可將配置於前述第1面上之預定圖案轉印於配置於前述投影光學系統第2面側之前述物體上，而形成前述第2領域。此時，作為預定圖案，可考慮矩形框狀之圖案、或該矩形框之一部分圖案，譬如n字狀（u字狀）之圖案等各種圖案。譬如’作為前述預定圖案，為整體呈矩形之圖案時，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -11 - 563178 A7 _ B7 五、發明説明（9 ) 於前述第2程序中，可藉掃描曝光方式（或步進及接合方式）等，將配置於前述第1面上之前述整體呈矩形之圖案，轉印於配置於前述投影光學系統第2面側之前述物體上。或，於前述第2程序中，將配置於前述第1面上之前述整體呈矩形之圖案，依次轉印於配置於前述投影光學系統第2面側之前述物體上。此外’本發明之第1光學特性測量方法中，於前述第2 程序中，可以過度曝光之曝光量，將配置於前述第1面上之則述測量用圖案依次轉印於配置於前述投影光學系統第2 面側之前述物體上，而形成前述第2領域。本發明之第1光學特性測量方法中，於前述第3程序中，可將前述第2領域之一部分作為基準，而算出構成前述第1領域之多數區分領域之各個位置。本發明之第1光學特性測量方法中，於前述第3程序中，可依對應於構成前述第1領域之多數區分領域及前述第 2領域之攝影資料’而藉模板匹配之手法，檢測構成前述第 1領域之前述多數區分領域中至少一部分之多數區分領域中之影像形成狀態。本發明之第1光學特性測量方法中，於前述第3程序中’可將一與藉攝影而得之前述各區分領域之像素資料相關之代表值作為判斷值，而檢測構成前述第1領域之前述多數區分中至少一部分的多數區域領域中之影像形成狀態。此時，由於使用一與各區分領域之像素資料相關之代表值作為客觀且定量之判斷值而檢測影像（測量用圖案之影本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐〉 (請先I讀背面Z注意事項再填寫本頁) 、一tir— -12 - 563178 A7 -1 B7 五、發明説明（10 ) 像），故可精確地且重現性良好地檢測影像之形成狀態。此時，前述代表值可為前述像素資料之加法值、微分總和值、分散及標準偏差中至少一者。或，前述代表值可為各區分領域内之指定範圍中之像素值之加法值、微分總和值、分散及標準偏差中任一者。此處，各區分領域内之指定範圍，或用以進行代表值之算出而抽出像素資料之範圍（譬如區分領域）的形狀，可為矩形、圓形、橢圓形、或三角形等多角形中任一者之形狀。本發明之第1光學特性測量方法中，於進行前述影像形成狀態之檢測時，可將前述各區分領域之代表值與預定之臨界值作一比較，並使其二進制化。此時，可精確地且重現性良好地檢測影像（測量用圖案之影像）之有無。此外，本說明書中，適宜地將作為前述代表值使用之像素值之加法值、分散或標準偏差等稱為「數值」或「對比之指標值」等。本發明之第1光學特性測量方法中，前述曝光條件，可含有與一前述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置及一照射於前述物體上之能量束之能量中至少一者。本發明之第1光學特性測量方法中，於轉印前述測量用圖案時，可分別變更一與前述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置與一照射於前述物體上之能量束之能量’且同時將前述測量用圖案依次轉印於前述物體上；於檢測前述影像之形成狀態時，檢測前述物體上之前述至少本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -13 · 563178 A7

五、發明説明（11 ) 一部分多數區分領域中之前述測量用圖案影像之有無；於求算前述光學特性時，由一與檢測出前述影像之多數區分領域對應之前述能量束之能量以及一與前述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置的相關關係，而決定最佳聚焦位置。此時’轉印測量用圖案時，分別變更2個曝光條件，即，與刖述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置與照射於前述物體上之能量束之能量，且同時依次將測量用圖案依次轉印於物體上之多數領域。由該結果，物體上之各領域内’將分別轉印有一不同於與進行轉印時之投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置以及照射於物體上之能量束之能量的測量用圖案。且’於檢測前述影像之形成狀態時，針對物體上之前述至少一部分多數區分領域，譬如於每一與投影光學系統之光軸方向相關之位置，檢測述測量用圖案影像之有無。由該結果，可於每一與投影光學系統之光軸方向相關之位置’求付檢測出该影像之能量束之能量。如此，由於藉由利用影像之對比或繞射光等反光量光量等手法而檢測影像之形成狀態’故’與測量習知之尺寸之方法相較，可以較短之時間檢測影像之形成狀態。又，由於使用客觀且定量之影像對比或繞射光等反射光光量等，故與習知之方法相較，可提高形成狀態之檢測精確度及檢測結果之重現性。且’求算W述光學特性時，可求得表示檢測出該影像之能量束之能量以及一與投影光學系統之光軸方向相關之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -14- 563178 A7 「 B7___ 五、發明説明（12 ) -- 位置間之關係的近似曲線，而可譬如再由該近似曲線之極值求得最佳聚焦位置。由第2觀點來看，本發明之第2光學特性測量方法，係用以測量將第1面上之圖案投影於第2面上之投影光學系統之光學特性者，包含有以下程序，即：^程序，係於變更至少一個曝光條件之同時，將含有配置於前述第丨面上呈多條狀圖案之測量用圖案，依次轉印於配置於前述投影光學系統第2面側之物體上，且，由鄰接之多數區分領域組成且 f已轉印於各區分領域之前述多條狀圖案與鄰接於此之圖案，於前述物體上形成一相距一距離L以上之預定領域，而該距離L係指前述多條狀圖案之影像對比不會受到前述鄰接圖案之影響者；第2程序，係用以檢測構成前述預定領域之前述多數區分領域中至少一部分之多 I影像㈣成錢；及，第3程序，係料述檢縣果前述投影光學系統之光學特性。此處，多條狀圖案，係指以預定間隔配置多數條之條狀圖案（line pattern)者。又，鄰接於多條狀圖案之圖案，亦包含存在於形成有該多條狀圖案之區分領域之邊界上的框狀圖案，及鄰接之區分領域之多條狀圖案中任一者。藉此，於變更至少一個曝光條件之同時，將含有配置於第1面（物體面）上呈多條狀圖案之測量用圖案，依次轉印於配置於投影光學系統第2面（像面）側之物體上，且，由鄰接之多數區分領域組成且業已轉印於各區分領域之多條狀圖案與鄰接於此之圖案，於物體上形成一相距一距離乙以本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐)' - -15-

----- (請先閲讀背面^/注意事項再填寫本頁) 、可I # 五、發明説明（η ) 上之預疋領域’而該距離L係指前述多條狀圖案之影像對比不會受到前述鄰接圖案之影響者（第1程序）。其次，檢測構成前述預定領域之前述多數區分領域中至少一部分之多數區分領域中之影像的形成狀態（第2程序）。此處，由於業已轉印於各區分領域之多條狀圖案與鄰接於此之圖案，相距一，多條狀圖案之影像對比不會受到鄰接圖案之影響之距離L以上，因此，轉印於各個區分領域之多條狀圖案影像之S/N比，可得良好之檢測信號。此時’由於多條狀圖案影像之S/N比可得良好之檢測信號，故，譬如藉由預定之臨界值而令一使用該檢測信號之信號強度等二進制化，可將多條狀圖案影像之形成狀態變換為二進制資訊（有無影像之資訊），而可精確地且重現性良好地檢測每一區分領域之多條狀圖案之形成狀態。且，依前述檢測結果而求得前述投影光學系統之光學特性（第3程序）。因此，可精確地且重現性良好地測量光學特性。又，根據與前述第1光學特性測量方法之例相同之理由，故，可增加評價點之數量，且縮小各評價點間之間隔，由該結果，可提高光學特性測量之測定精確度。此時，述第2程序可藉影像處理之手法而檢測前述影像之形成狀態。即，可依據攝影k號而藉模板匹配或對比檢測等影像處理之手法，精確度良好地檢測形成於各區分領域之多條 563178 五、發明説明狀圖案影像之形成狀態。械炎！：’藉模板匹配法之場合中’由於可於每-區分領二訊，行對tb檢測時，亦 ^ 土 /域求#客觀且定量之對比值資訊，故，無 ’均藉由將所得之資訊與各自之臨界值作一比較，

I 广，圖案影像之形成狀態變換為二進制資訊(有盤衫像^貝訊），因此可精確地且重現性良好地求得各區分領域之多條狀圖案之形成狀態。本發明之第2光學特性測量方法中，前述距離L，宜為多條狀圖案影像之對比不會受到鄰接圖案影響之程度的距離’·#如’前述距離L ’係一於令用以對前述各區分領域進行攝影之攝影裝置之解像度為Rf、前述多條狀圖案影像之對比為心、依製程而決定之製程因數為匕、前述攝影裝置之檢測波長為，為—可以L=f(Cf、Rf、Pf、^w 之函數。此處，由於製程因數將對影像離L 〇本發明之第2光學特性測量方法中，前述預定領域可為一由呈矩陣狀配置於前述物體上之多數區分領域所組成且整體呈矩形之領域。此時，前述第2程序可依一與前述預定領域對應之攝影資料而檢測由前述預定領域之外圍輪廓組成之矩形外框，並以該檢測出之外框作為基準，算出構成前述預定領域之多數區分領域之各個位置。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -17- 563178 A7 ---____B7 五、發明說明（ls ) 此本發明之第2光學特性測量方法中，前述第丨程序可以前述曝光條件之一部分變更照射於前述物體上之能量束的能量，俾使位於前述預定領域内最外周部之多數區分領域中至J 一部分之特定多數區分領域為過度曝光領域。此時，進行前述外框檢測時，由於外框部分之檢測資料（攝影資料等）之S/N比提高，故外框檢測將變得更為容易。本發明之第2光學特性測量方法中，前述第2程序可依一與構成前述預定領域之多數區分領域對應之攝影資料，而藉模板匹配之手法，檢測構成前述預定領域之前述多數區分領域中至少一部分之多數區分領域中之影像形成狀態。本發明之第2光學特性測量方法中，前述第2程序可將一與藉攝影而得之前述各區分領域之像素資料相關之代表值作為判斷值，而檢測構成前述預定領域之前述多數區分領域中至少一部分之多數區分領域中之影像形成狀態。此時，前述代表值可為前述像素資料之加法值、微分總合值、分散及標準偏差中至少一者。或，前述代表值可為各區分領域内之指定範圍中之像素值之加法值、微分總和值、分散及標準偏差中任一者。此處，各區分領域内之指定範圍，或用以進行代表值之算出而抽出像素"k料之範圍（譬如區分領域）的形狀，可為矩形、圓形、橢圓形、或三角形等多角形中任一者之形狀。本發明之第2光學特性測量方法中，前述曝光條件可含本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） (請先I讀背面β注意事項再填寫本頁) 訂· # -18 - 563178 A7 B7 五、發明說明（l6 有一與前述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置及一照射於前述物體上之能量束之能量中至少一者。 (請先閲讀背面V注意事項再填寫本頁) 本發明之第2光學特性測量方法中，於轉印前述測量用圖案時’可分別變更一與前述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置與一照射於前述物體上之能量束之能置’且同時將前述測量用圖案依次轉印於前述物體上；於檢測則述影像之开〉成狀態時，檢測前述物體上之前述至少一部分多數區分領域中之前述測量用圖案影像之有無；於求算别述光學特性時，由一與檢測出前述影像之多數區分領域對應之前述能量束之能量以及一與前述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置的相關關係，而決定最佳聚焦位置。此時’轉印測量用圖案時，分別變更2個曝光條件，即，與則述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置與照射於前述物體上之能量束之能量，且同時依次將測量用圖案依次轉印於物體上之多數領域。由該結果，物體上之各領域内，將分別轉印有一不同於與進行轉印時之影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置以及照射於物體上之能量束之能量的測量用圖案。且’於檢測前述影像之形成狀態時，針對物體上之前述至）一部分之多數區分領域’譬如於每一與投影光學系統之光轴方向相關之位置，檢測述測量用圖宰影像之有無。由該結果，可於每一與投影光學系統之光轴方向相關之位置，求得檢測出該影像之能量束之能量。如此，由本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -19- 563178

五、發明説明（π ) 藉由利用客觀且定量之前述相關值或對比等手法而檢測影像之形成狀態，故，與測量習知之尺寸之方法相較，可以較短之時間檢測影像之形成狀態。又，由於使用客觀且定量之攝影資料，故與習知之方法相較，可提高形成狀態之檢測精確度及檢測結果之重現性。且’求算前述光學特性時，可求得表示檢測出該影像之能量束之能量以及一與投影光學系統之光軸方向相關之位置間之關係的近似曲線，而可譬如再由該近似曲線之極值求得最佳聚焦位置。由第3觀點來看’本發明之第3光學特性測量方法，係用以測量將第1面上之圖案投影於第2面上之投影光學系統之光學特性者，包含有以下程序，即··第丨程序，係於將形成於透光部之測量用圖案配置於前述第丨面上，並變更至少 1個曝光條件之同時，以小於與前述透光部尺寸對應之距離的步進間距，依次移動配置於前述投影光學系統第2面側之物體，以將前述測量用圖案依次轉印於前述物體上，俾於前述物體上形成一由呈矩陣狀配置之多數區分領域組成且整體呈矩形之預定領域；第2程序，係用以檢測構成前述預定領域之前述多數區分領域中至少一部分之多數區分領域中之影像的形成狀態；及，第3程序，係依前述檢測結果而求得前述投影光學系統之光學特性。此處，所謂「透光部」，無論其形狀為何，只要内部配置有測量用圖案者均可。依此，將形成於透光部之測量用圖案配置於前述第1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐)" --- -20 - 563178 A7 五、發明説明（IS ) 面上，且至少變更1個曝光條件，同時，以小於與透光部尺寸對應之距離的步進間距，依次移動配置於投影光學系統第2面側之物體，以將前述測量用圖案依次轉印於物體上，藉此而於物體上形成一由呈矩陣狀配置之多數區分領域組成且整體呈矩形之預定領域（第丨程序）。由該結果，於物體上形成區分領域相互間之邊界上未存有如習知之框線的多項再數呈矩陣狀配置之區分領域（投影測量用圖案影像之領域）。訂其次，檢測構成前述預定領域之多數區分領域中至少一部分之多數區分領域中之影像的形成狀態（第2程序）。此時，由於鄰接之區分領域間未存有框線，因此作為影像形成狀態之檢測對象之多數區分領域（主要係殘存測量用圖案影像之區分領域）中，即無測量用圖案影像之對比因框線之存在而降低之情形。因此，作為前述多數區分領域之檢測資料，可得圖案部與非圖案部之S/N比良好之資料，藉由將此S/N比良好之資料（譬如光強度等資料）與預定之臨界值作一比較，即可將測量用圖案影像之形成狀態變換為二進制資訊（有無影像之資訊），故可精確地且重現性良好地檢測每一區分領域之測量用圖案之形成狀態。且，依據前述檢測結果而求得前述投影光學系統之光學特性（第3程序）。因此，可精確地且重現性良好地測量光學特性。此時，前述第2程序可藉影像處理之手法而檢測前述影本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4親格（210X297公釐） -21- 563178 A7 B7 五、發明説明（l9 ) 像之形成狀態。 (請先閲讀背面V注意事項再填寫本頁) 即可使用攝影#號而藉模板匹配法或對比檢測法等影像處理之手法，精確度良好地檢測影像之形成狀態。譬如，藉模板匹配法之場合中，由於可於每一區分領域求得客觀且定量之相關值資訊，而進行對比檢測時，亦可於每一區分領域求得客觀且定量之對比值資訊，故，無論何者，均藉由將所得之資訊與各自之臨界值作一比較，而將測量用圖案影像之形成狀態變換為二進制資訊（有無影像之資訊），因此可精確地且重現性良好地求得各區分領域之多條狀圖案之形成狀態。本發明之第3光學特性測量方法中，前述步進間距可設定成使前述透光部之投影領域於前述物體上約略相接或重疊。本發明之第3光學特性測量方法中，可於前述物體上，以正型抗餘劑於該表面形成一感光層，且，前述影像於前述測量用圖案轉印後，經顯像處理而形成於前述物體上，而，前述步進間距則設定成於前述物體上鄰接之影像間之感光層可藉前述顯像處理而除去。本發明之第3光學特性測量方法中，前述第丨程序可以前述曝光條件之一部分變更照射於前述物體上之能量束的月b篁，俾使位於前述預定領域内最外周部之多數區分領域中至少一部分之特定多數區分領域為過度曝光領域。此時’可提南進行預定領域外緣之檢測時之S/N比。本發明之第3光學特性測量方法中，前述第2程序可包本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2K)X297公釐） -22- 563178 五、發明説明（2〇 ) 3有以下步驟，即·外框檢測步驟，係依一與前述預定領域對應之攝影資料，而檢測由前述預定領域之外圍輪廓組成之矩形外框；及，算出步驟，係以前述檢測出之外框為基準，算出構成前述預定領域之多數區分領域之各個位置。此時，前述外框檢測步驟，可於用以構成由前述預定領域之外圍輪廓組成之矩形外框的第丨邊至第4邊各邊上，分別求得至少2點，而依前述求得之至少8點而算出前述預定領域之外框。又，前述算出步驟，可使用已知之區分領域的配列資訊而等分割前述檢測出之外框的内部領域，算出構成前述預定領域之多數區分領域之各個位置。 ir 本發明之第3光學特性測量方法中，前述檢測步驟可包含有·概略位置檢測步驟，係針對用以構成由前述預定領域之外圍輪廓組成之矩形外框的第丨邊至第4邊中至少一邊，進仃概略位置檢測；及，詳細位置檢測步驟，係利用以前述概略位置檢測步驟算出之至少一邊之概略位置的檢測結果，而檢測前述第丨邊至第4邊之位置。此時，前述概略位置檢測步驟，可使用通過前述預定領域之影像中心附近之第丨方向的像素列資訊而進行邊界檢測，分別求得第1邊、第2邊之概略位置，而該第丨邊、第 2邊，係分別位於前述預定領域之前述第丨方向之其中一端、另一端，且延伸於一與前述第丨方向垂直相交之第2方向上者且使用一由刖述求得之前述第1邊之概略位置而以預定距離通過靠近前述第2邊之位置之前述第2方向的像素列’及一由刖述求得之前述第2邊之概略位置而以預定距本紙張尺度翻巾關家鮮（CNS) A4規格⑵〇χ297公釐） -23- 563178

請先閲. 讀背之、注意事項再填寫本頁離通過靠近前述第1邊之位置之前述第2方向的像素列，進行邊界檢測，求得分別位於前述預定領域之前述第2方向上之其中一端、另一端，且延伸於前述第1方向上之第3邊、第4邊’以及該第3邊、第4邊上之各2點，此外，使用一由前述求得之第3邊而以預定距離通過靠近前述第4邊之位置之第1方向的像素列，及一由前述求得之第4邊而以預定距離通過靠近前述第3邊之位置之前述第1方向的像素列，進行邊界檢測，求得前述預定領域之前述第3邊、第4邊上之各2點’又’求出矩形領域之前述預定領域之4頂點，以作為依前述第1乃至第4邊上之各2點之點而定之4條直線群之交點，並依前述求得之4頂點，進行最小二乘法之長方形近似計算’算出包含旋轉之前述預定領域之矩形外框。此時，於進行前述邊界檢測時，可使用不易引起誤檢測之邊界的檢測資訊，而限定易引起誤檢測之邊界的檢測範圍。此時，特別係即使位於預定領域内最外周部之多數區分領域中任一者皆不為過度曝光之領域時，仍可精確度良好地進行前述邊界檢測。或’於進行前述邊界檢測時，可求得一由前述各像素列之像素值組成之信號波形與預定臨界值t之交點，並求出 μ长付之各父點附近之極大值及極小值，且，令求得之極大值及極小值之平均值為新的臨界值t，，而求出前述波形 j吕號於前述極大值與極小值間橫切新的臨界值t，之位置，並將該位置作為邊界位置。此時’前述臨界值t，，雖可使用預定之值，但亦可以本紙張尺度翻中__準（_ Μ規格⑵0X297公釐) -24- 563178 A7 -------— B7 五、發明說明（22 ) ----- 預^範圍之振幅使臨界值產生變化，並求出該臨界值與一由别述邊界檢測用中取出之直線狀像素列之像素值組成之波形信號的交點數，而該求出之交點數，係設定成藉由以 y方式而決疋’即’令-與依前述測量用圖案而定之目標乂點數致時之臨界值為暫存臨界值，而含該暫存臨界值，求出前述交點數為前述目標交點數之臨界值範圍，並令該求得之臨界值範圍之中心作為前述臨界值卜此時，刖述振幅可以前述邊界檢測用中取出之直線狀像素列中之像素值之平均與標準偏差為依據而加以設定。本發明之第3學特性測量方法中，前述第2程序可依一與前述預定領域對應之攝影資料，而藉模板匹配之手法，檢測構成前述預定領域之前述多數區分領域中至少一部分之多數區分領域中之影像形成狀態。或，前述第2程序可將一與藉攝影而得之前述各區分領域之像素資料相關之代表值作為判斷值，而檢測構成前述預定領域之前述多數區分中至少一部分的多數區域領域中之影像形成狀態。此時’刖述代表值可為前述像素資料之加法值、微分總合值、分散及標準偏差中至少一者。或，前述代表值可為各區分領域内之指定範圍内中之像素值的加法值、微分總合值、分散及標準偏差中任一者。後者之場合中，前述指定範圍可以一依前述測量用圖案之影像與前述區分領域於设计上之位置關係而決定之縮小率，縮小前述各區分領域之縮小領域。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱） (請先M.讀背面V注意事項再填寫本頁)

-25- 563178 五、發明説明（23 本發明之第3學特性測量方法中，前述曝光條件，可含有一與刖述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置及一照射於前述物體上之能量束之能量中至少一者。本發明之第3學特性測量方法中，前述第丨程序，可分別變更-與前述投影光學系統之光轴方向相關之前述物體之位置及一照射於前述物體上之能量束之能量，且同時將前述測量用圖案依次轉印於前述物體上；前述第2程序，係檢測前述物體上《前述至少一部分多數區分領域中之前述測罝用圖案影像之有無；前述第3程序，係由一與檢測出前述影像之多數區分領域對應之前述能量束之能量以及一與訂則述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置的相關關係，而決定最佳聚焦位置。由第4觀點來看，本發明之第4光學特性測量方法，係用以測量將第1面上之圖案投影於第2面上之投影光學系統之光學特性者，包含有以下程序，即··第i程序，係於變更至/個曝光條件之同時，將配置於前述第1面上之測量用圖案依-人轉印於配置於前述投影光學系統第2面側之物體上之夕數領域，第2程序，係針對以前述測量用目案相異之曝光條件而進行轉印之前述物體上之前述多數領域進行攝影，分別求得每一由多數像素資料組成之領域之攝影資料^針對前述多數領域中至少一部分之多數領域，使用與鱗領域之像素資料相關之代表值，而檢測前述測量用圖案〜像之形成狀態；及，第3程序，係依前述檢測結果而求得前述投影光學系統之光學特性。本紙張尺度顧巾關 -26· ^63178 五、發明説明（μ ) 於變更至少一调曝尤條件之同時，案之影像依次轉印於物體上之多數領域⑷圖果，於物體上之#只向）由该結貝域内，將分別轉印有-與進行轉印時之曝先條件不同之測量用圖案之影像。夺之其次’對物體上之多數領域進行攝影，於每分別求得由多數像素資料組成之各領域之 =針對:述多數領域中至少一部分之多數領域，使心一針領域之像素資料相關之代表值，而檢測前述測量用圖案參像之形成狀態（第2程序）。此時，以—與每一領域之像素資 ^有關之代表值’即，由代表值之大小檢測影像之形成狀。。如此，由於藉由利用與像素資料有關之代表值之手法而檢測影像之形成狀態，故與測量習知之尺寸之方法（馨如前述之CD/焦法及SMP聚焦測量法等）相較可以較短:時間檢測影像之形成狀態。又’由於使用客觀且定量之攝影資料(像素資料)，故與習知之方法相較，可提高形成狀態之檢測精確度及重現性。且，依據前述檢測結果而求得前述投影光學系統之光學特性（第3程序）。此處，測量用圖案影像形成狀態之檢測中，物體係感光物體時，可不對該物體進行顯像，而針對形成於物體上之潛像進行，或，於對形成前述影像之物體進行顯像後，再針對一形成於物體上之抗蝕劑影像、或形成抗蝕劑影像之物體進行蝕刻處理而得之影像（蝕刻影像）等進行刚述動作。此處，用以檢測物體上之影像形成狀態之感光層，並不限於光阻材料，亦可為藉光（能量）之照射五、發明説明（25 ) 成〜像（潛像及顯像）者。譬如，可為光記錄層、磁光碟η己錄層等，因此，形成感光層之物體並不限於晶圓或玻璃板等，亦可為可形成光記錄層、磁光碟記錄層等之板。譬如，對抗蝕劑影像、蝕刻影像等進行影像形成狀態、】夺^然可使用SEM等顯微鏡，另外，亦可使用各種對準感測器，譬如曝光裝置之對準檢測系統，例如一將對準私印之影像成像於攝影元件上之影像處理方式之對準檢測系統，所謂FIA(圖場影像對準系統（Field nmage

Ahgnment))系統之對準感測器一將同調（⑶以細)之檢測光照射於對象，檢測由該對象產生之散射光錢射光之對準感測器、譬如所謂LSA系之對準感測器、及一干涉由該子象產生之2個折射光（譬如同次數）且進行檢測之對準感測器等。又，針對潛像進行影像形成狀態之檢測時，可使用fia 系等。無論何者，均由於係依據使用客觀且定量之攝影資料而求得光學特性’故與習知之方法相較，可精碟度及重現性良好地測量光學特性。又，依據與前述相同之理由，故，不但可增加評價點 =數量，亦可使各評價點間之間隔縮小，由該結果，可提高光學特性測量之測定精確度。因此’依第4光學特性測量方法，可於短時間内，精確地且重現性良好地測量投影光學系統之光學特性。此時’前述第2程序可針對前述多數領域中至少一部分第1 之微、發明説明（26 ) trr ’將每—領域内—部分之像素資料之加法值、將:^值、分散及標準偏差中至少—者作為代表值，並圖二後值與預定之臨界值作-比較，而檢測前述測量用圖案影像之形成狀態。此時’前述以範圍可為—依前述各領域内之前述測置圖案之配置而決定之前述各領域之部分領域。本發明之第4學特性測量方法中，前述第2程序可將相认之多數臨界值與前述代表值作__比較，而於每—臨界值檢測前述測量用圖案影像之形成狀態，又，前述第3程序可依於前述每-臨界值求得之前述檢縣以求得光學特性。 .本發明之第4學特性測量方法中，述第2程序可包含有：第^步驟，係針對前述多數領域中至少一部分之多數領域’將母-領域内所有之像素資料之加法值、微分總合值、分肢㈣偏差巾至少—者料録值，並㈣代表值與 α界值作一比較，而檢測前述測量用圖案影像之，成狀態者；第2步驟，係針對前述多數領域中至少一部分 ^數領域，將每—領域内-部分之像素資料之加法值、_ 刀…口值刀政及標準偏差中至少一者作為代表值，並將 4代表值與預定之臨界值作_比較，而檢測前述測量用圖案影像之第1成狀態者；而，前述第3程序可依前述^形成狀態之檢測結果與前述第2形成狀態之檢測結果，而求得前述投影光學系統之光學特性。此時，則述第2程序中，可將相異之多數臨界值與前述本紙張尺度適用中國國表標準（CNS) A4規格（210X297公楚） (請先閲讀背面〔之注意事項再填寫本頁) •訂· 29- 五、發明説明（27) 代表值作-比較，而於每—臨界值分別檢測案影像之第1形成狀態及第2形成狀態;而前述第3程序3 於則述每"'臨界值求得之前述第1形成狀態及第2形成狀^ 之檢測結果，而測量光學特性。〜本發明之第4光料性測量方法巾，作為曝光條件，雖可考慮各㈣樣，但前述曝光條件，可含有—與前述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置及—照射於前述物體上之能量束之能量中至少一者。本發明之第4光學特性測量方法中，前述第i程序，可分別變更-與前述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置及-照射於前述物體上之能量束之能量，且同時將前述測量用圖案之影像依次轉印於前述物體上之多數領域，别述第2程序，係於每一與前述投影光學系統之光軸方向相關之位置，檢測前述影像之形成狀態；前述第3程序，係由一與檢測出該影像之前述能量束之能量以及一與前述投影光學系統之光軸方向相關之位置的相關關係，而決定最佳聚焦位置。由第5觀點來看，本發明之曝光方法，係將曝光用之能量束照射於遮光罩，並透過投影光學系統而將形成於前述遮光罩上之圖案轉印於物體上者，包含有以下程序，即：一針對藉本發明第1至第4之光學特性測量方法中任一者所測量之前述光學特性，而調整前述投影光學系統之程序；及，一透過業已進行前述調整之投影光學系統，而將形成於前述遮光罩上之圖案轉印於前述物體上之程序。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公董） -30- 563178 A7 B7 28 五、發明説明藉此，針對藉本發明第1至第4之光學特性測量方法中任一者所測量之投影光學系統之光學特性而調整投影光學系統，俾可進行最適當之轉印，且，由於透過該業已進行調整之投影光學系統而將形成於遮光罩之圖案轉印於物體上’故可高精確度地將細微圖案轉印於物體上。又，微影程序中，藉使用本發明之曝光方法，可精確度良好地將細微圖案轉印於物體上，藉此，可製成率良好地製造高集成度之微型裝置。因此，由另一觀點來看，本發明亦可說是一使用本發明之曝光方法之裝置製造方法。【圖示之簡單說明】第1圖係表示本發明第1實施態樣之曝光裝置的概略構成之圖。第2圖係用以說明第1圖之照明系統I〇p之具體構成之一例之圖。第3圖係表示第丨實施態樣中，用於投影光學系統之光學特性測量上之標線片之一例之圖。第4圖係表示測量第1實施態樣中之主控制裝置内cpu 之光學特性時的處理演算法（alg〇rithm)流程圖（其1)。第5圖係表示測量第1實施態樣中之cpu之光學特性時的處理演算法流程圖（其2)。第6圖係用以說明構成第1領域之區分領域（site area) 之配列之圖。第7圖係表示於晶圓WT上形成第1領域DCni狀態之圖0 本紙張尺度適用中國國家標準（Q^) A4規格（21〇χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .訂— -31 _ 563178 A7 五、發明説明（29 第8圖係表不於晶圓臂1上形成評價點對應領域DBn之狀態之圖。第9圖係表示對晶圓Wt進行顯像後，形成於晶圓Wt上之斤彳貝點對應領域DB!之抗钱劑影像之一例之圖。第1 〇圖係表示第5圖之步驟456(光學特性之計算處理）之詳細内容之流程圖（其i)。第11圖係表示第5圖之步驟456(光學特性之計算處理）之詳細内容之流程圖（其2)。第12圖係表示第1〇圖之步驟508之詳細内容之流程圖。第13圖係表示第12圖之步驟702之詳細内容之流程圖。第14A圖係用以說明步驟508之處理之圖，第14B圖係用以說明步驟510之處理之圖，第14C圖係用以說明步驟 512之處理之圖。第15A圖係用以說明步驟514之處理之圖，第15B圖係用以說明步驟516之處理之圖，第15C圖係用以說明步驟 518之處理之圖。第16圖係用以說明外框檢測中之邊界檢測處理之圖。第17圖係用以說明步驟514之頂點檢測之圖。第18圖係用以說明步驟516之長方形檢測之圖。樣第19圖係以資料表（table data)形式表示第1實施態中之影像形成狀態之檢測結果之一例之圖。關 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可| 第20圖係表示圖案殘存數（曝光能量）與聚焦位置之係之圖。第21A圖〜第21C圖係用以說明於邊界檢測上使用微分

32- 563178 A7 B7 __ 五、發明説明（30 ) 資料時之變形例之圖。第22圖係用以說明本發明第2實施態樣中，形成於用於投影光學系統之光學特性測量中之標線片上的測量用圖案之圖。第23圖係表示測量第2實施態樣之主控制裝置内cpu 之光學特性時之處理演算法之流程圖。第24圖係用以說明第23圖之步驟956(光學特性之計算處理）之詳細内容之流程圖。第25圖係表示構成第2實施態樣中之晶圓wT上之評價點對應領域之區分領域之配置之圖。第26圖係用以說明各區分領域中之各圖案攝影資料領域之圖。第27圖係以資料表形式表示第2實施態樣中，第1圖案 C A1之影像形成狀態之檢測結果之一例之圖。第28圖係表示圖案殘存數（曝光能量）與聚焦位置之關係、及第1階段之近似曲線之圖。第2 9圖係表不曝光能篁與聚焦位置之關係、及第2階段之近似曲線之圖。第30圖係用以說明各區分領域中之各圖案之攝影資料領域（副領域）之圖。第3 1圖係用以說明第2實施態樣之變形例之圖，其係表示於多數臨界值中之曝光能量與聚焦位置間之關係之圖。第32圖係用以說明第2實施態樣之另一變形例之圖，其係表示臨界值與聚焦位置間之關係之圖。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4规格（210X297公釐） (請先1讀背面之注意事項再填寫本頁)

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;第33圖係用以說明第2實施態樣之其他變形例之圖，其請先閱· 讀背面之· 注意事項填寫本頁係表示包含多數呈山字形之圖形（包含偽解像之圖形）之一例之圖。第34圖係用以說明本發明之裝置製造方法之實施態樣之流程圖。第35圖係表示第34圖之步驟304中之處理之一例之流程圖。【實施發明之最佳態樣】《第1實施態樣》以下，依據第1圖〜第20圖說明本發明第1實施態樣。第1圖係例示適於用以實施本發明之光學特性測量方法及曝光方法之第1實施態樣之曝光裝置1〇〇的概略構成。該曝光裝置100係步進及重複方式之縮小投影曝光裝置（即所謂步進機）。此曝光裝置100係具有一照明系統IQP、一用以保持作為遮光罩之標線片台RST、一用以將形成於標線片R上之圖案影像投影於作為業已塗佈感光劑（光阻材料（ph〇to resist)) 之物體的晶圓上之投影光學系統PL、一用以保持晶圓並於二維平面（XY平面内）進行移動之χγ平台2〇、一用以驅動 XY平台之驅動系統22、及一前述構件之控制系統等。此控制系統係以一由用以總括控制裝置整體之微電腦（或工作台（work stage))所構成之主控制裝置28為中心而構成。如第2圖所示，前述照明系統I0P係具有光源1、波束整形光學系統2、能量粗調器（energy coarser)3、光學積分本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -34- 563178 A7 __B7_ 五、發明説明（32 ) 器（optical integrator)(均質機（homogenizer))4、照明系統孔徑點（aperture spot)板 5、波束分光鏡（beam splitter)6、第 1 重放透鏡（relay lens)7A、第2重放透鏡7B、標線片遮廉 (reticle blind)8等。此外，光學積分器係可使用飛眼透鏡 (fly-eye lens)、棍棒型（rod)(内反射 internal reflection)積分器、或繞射光學元件等。本實施態樣中，因光學積分器4 係使用飛眼透鏡，故以下亦稱為飛眼透鏡4。在此，說明有關該照明系統IOP中之前述各構成要素。光源1係使用KrF準分子雷射（excimer laser)(振盪波長 248nm)及ArF準分子雷射（振盪波長193nm)等。實際上，光源1係設置於配設有曝光裝置本體之無塵室内的地面上、或潔淨等級（clean level)較該無塵室低之房間（維修房（service room))等内，並透過未圖示之引回光學系統而連接於波束整形光學系統之入設端。由於前述波束整形光學系統2可將由光源1脈衝發光之雷射光束LB之截面形狀，整形呈可效率良好地入射於設於該雷射光束LB之光路後方的飛眼透鏡4之狀態，故可以圓柱透鏡（cylinder lens)及波束擴大器（beam expander)(均省略圖示）等構成。前述能量粗調器3係配置於波束整形光學系統2後方之雷射光束LB之光路上，在此，於旋轉板31之周圍配置有多數個（譬如6個）穿透率（=1-減光率）相異之ND滤光片 (filter)(第2圖中僅顯示2個ND濾光片32A、32D)，並藉驅動馬達33旋轉該旋轉板31，俾可由100%而以多階段等比級 -35- 請先閲· 讀背祐· 注意事項再填寫本頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公董） 563178 A7 ____ B7_ 五、發明説明（33 ) 數，切換入射之雷射光束LB之穿透率。前述飛眼透鏡4係配置於能量粗調器3後方之雷射光束 LB之光路上，為以均等照度對標線片進行照明，故於該射出側焦點面形成由多數點光源（光源影像）組成之面光源，亦即二次光源。以下，亦將由該二次光源射出之雷射光束稱為「脈衝照明光IL」。於前述飛眼透鏡4之射出側焦點面附近，配置一由圓板狀元件構成之照明系統孔徑點板5。於該照明系統孔徑點板 5上’以約相等角度之間隔，配置譬如通常係由圓形開口構成之孔徑點、由較小的圓形開口構成且係用以使聚合透鏡因數（cohere lens factor)之σ值縮小之孔徑點（小σ孔徑）、輪帶照明用之輪帶狀孔徑點（輪帶孔徑）、及用於變形光源法上且係配置成使多數開口偏心（eccentric)之變形孔徑點（於第2圖中僅例示2種類之孔徑點）等。此照明系統孔徑點5係藉以主控制裝置28控制之馬達等驅動裝置5丨而進行旋轉，藉此’可選擇地將任一孔徑點設定於脈衝照明光IL之光路上。此外，可代替照明系統孔徑點板5或與之相組合，將譬如配置成於照明光學系統内進行交換之多數繞射光學元件、沿照明光學系統之光軸而呈可動狀態之稜鏡（pdsm)(圓錐稜鏡或多面體稜鏡等）、及包含可變焦（z〇〇m)光學系統之至少其一之光學單元配置於光源丨與光學積分器4之間，且’宜抑制於照明光學系統透光面上之照明光IL的光量分布（二次光源之大小及形狀），即伴隨於標線片R之照明條件變更之光量損失。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、^τ— -36- 563178 發明説明（34 於照明系統孔徑點板5後方之脈衝照明光IL之光路上’配置反射率小且穿透率大之波束分光鏡6，進而於該後方之光路上，配置挾標線片遮廉8而由第1重放透鏡7A及第 2重放透鏡7B構成之重放光學系統。標線片遮廉8係配置於面對標線片r之圖案面之共輛面上，由譬如2片L字型之可動葉片、或配置於上下左右共 4片之可動葉片組成，以可動葉片群環繞而形成之開口則對才示線片R上之照明領域加以圈限。此時，藉由調整各可動葉片之位置，可將開口形狀設定呈任意之矩形形狀。各可動葉片係與譬如標線片R之圖案領域之形狀進行比對，並透過未圖示之葉片驅動裝置而藉主控制裝置28進行驅動控制。於構成重放光學系統之第2重放透鏡7B後方之脈衝照明光IL之光路上，配置有一將通過該第2重放透鏡7]3之脈衝照明光IL朝標線片r反射之反射鏡μ。另一方面，於波束分光鏡6之反射光路上，配置有一隔集光透鏡52而由光電變換元件組成之積分器感測器μ。作為此積分器感測器53，可使用譬如於遠紫外域具感度、且為檢測光源單元1之脈衝發光而具有較高之回應頻率之 PIN型之光二極體（photodiodes)。預先求得此積分器感測器 53之輸出DP與晶圓W表面上之脈衝照明光江之照度（強度）之相關係數（或相關函數），且記憶於主控制裝置28内之記憶裝置内。簡單說明如此構成之照明系統IOP之作用，由光源1脈本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先I讀背面V注意事項再填寫本頁) .、可| -37- 563178 A7 -— ___ B7__ _ 五、發明説明（35 ) 衝發光之雷射光束LB係入射於波束整形光學系統2，在此，將該截面整形呈可效率良好地入射於後方之飛眼透鏡 4，之後，再入射於能量粗調器3。且，透過該能量粗調器3 之任一 ND濾光片之雷射光束lb係入射於飛眼透鏡4。藉此，於飛眼透鏡4之射出侧焦點面上形成由多數點光源（光源影像）組成之面光源，亦即二次光源。由該二次光源射出之脈衝照明光IL於通過照明系統孔徑點板5上之任一孔徑點後’到達穿透率大且反射率小之波束光光鏡6。作為透過該波束分光鏡6之曝光光線之脈衝照明光IL，於經由第1重放透鏡7A而通過標線片遮廉8之矩形開口部後，通過第2重放透鏡7B並藉由反射鏡Μ而使光路反射至垂直正下方，再以均勻之照度分布對保持於標線片台RST上之標線片R上之矩形（譬如正方形）的照明領域進行照明。另一方面，藉波束分光鏡6反射之脈衝照明光il，係透過集光透鏡52而藉由以光電變換元件構成之積分器感測器 53受光，積分器感測器53之光電變換信號則透過未圖示之峰值保持電路及A/D轉換器而以輸出DP(數位/脈衝 (digit/pulse))供給於主控制裝置28。返回第1圖，前述標線片台RST係配置於第1圖中之照明系統IOP之下方。於該標線片台RST上，則透過真空吸盤 (vacuum chuck)等而吸附保持有標線片r。標線片台RST可藉未圖示之驅動系統而朝X軸方向（第1圖紙面中之左右方向）、Y軸方向（與第1圖紙面呈垂直相交之方向）、及心方向 (與XY面垂直相交之z軸旋轉之旋轉方向）進行微驅動。藉本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱）請先閲· 讀背齒· 注意事項再填寫本頁訂

-38- 563178 五、發明説明（％ ) 此’標線片台RST可於標線片R之圖案中心（標線片中心）與才又衫光學系統PL之光軸ΑΧρ呈約略一致之狀態下，決定標線片位置（標線片對準）。第1圖係以進行此標線片對準之狀態進行表示。前述投影光學系統PL係配置於第1圖中之標線片台 RST之下方，呈位於該光軸ΑΧρ之方向與χγ面垂直相交之 Ζ軸方向上。作為該投影光學系統，此處係使用由多數片透鏡單元（lens element)(省略圖示）構成之折射光學系統’而前述多數透鏡單元係多數兩側為遠心（telecentdc)之縮小系統且於Z軸方向具有共同之光軸axp者。透鏡單元中之特定多數片透鏡，係依據來自主控制裝置28之指令並藉未圖示之成像特性修正控制器進行控制，而可調整投影光學系統PL之光學特性（包含成像特型），譬如倍率、失真 (distortion)、慧型像差（comatic aberration)、及像面弯曲等 0 此投影光學系統PL之投影倍率係譬如1/5(或1/4)等。因此，若於進行標線片R之圖案與晶圓W上之被曝光領域之位置比對（對準）之狀態下，藉脈衝照明光仄而以均勻之照度對標線片R進行照明，則標線片R之圖案將藉投影光學系統 PL而縮小且投射於業已塗佈光阻材料之晶圓貨上，因而於晶圓W上之被曝光領域形成圖案之縮小影像。雖然前述XY平台20實際上係以一於未圖示之座體 (base)上朝Y軸方向進行移動之γ平台及一於該γ平台上朝 X軸方向進行移動之X平台構成，但第1圖中，前述構件則以XY平台20做代表性例示。於該χγ平台2〇上搭載有一晶本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •、tr— -39- 563178 A7 _______ B7 ---~ 圓平台18’且於該晶圓平台18上，透過未圖示之晶圓載具 (wafer holder)而藉真空吸附等保持住晶圓。由於前述晶圓平台1 8係使用以保持晶圓之晶圓載具朝相對於Z軸方向及XY面之傾斜方向進行微驅動者，故亦稱為Z ·傾斜平台（tilt stage)。於該晶圓平台18之上面設置一移動鏡24，且將雷射光設投射於該移動鏡，則藉由接受該反射光，用以測置晶圓平台18之χγ面内之位置之雷射干涉口十26’可5又置呈與移動鏡24之反射面相對向。此外，實際上’雖移動鏡係設有一具有與X軸垂直相交之反射面之X 移動鏡與一具有與Υ軸垂直相交之反射面之γ移動鏡，且對應於此，雷射干涉計亦設有一 X方向位置測量用之X雷射干涉計與一γ方向位置測量用之γ雷射干涉計，但第1圖中，前述構件係以移動鏡24、雷射干涉計26作為代表例示。又，亦可於晶圓平台18之端面進行鏡面加工以作為反射面而取代移動鏡24。此外，X雷射干涉計及γ雷射干涉計係具有多數測長軸之多軸干涉計，除晶圓平台18之又、γ位置外，亦可測量旋轉（擺動（yawing)(Z軸旋轉之旋轉，即0Ζ旋轉））、俯仰（pitching)(X軸旋轉之旋轉，即θχ旋轉）、旋轉 (rolling)(Y軸旋轉之旋轉，即旋轉）。因此，於以下之說明中，藉雷射干涉計26可測量晶圓平台18之X、γ、θζ、、 θχ等5自由度方向位置。雷射干涉計26之測量值係供給於主控制裝置28 ,主控制裝置28則依據該雷射干涉計26之測量值，透過驅動系統 22而控制ΧΥ平台2〇，並藉此決定晶圓平台18之位置。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面(5注意事項再填寫本頁)

-40- 563178 A7 B7 五、發明説明（38 ) (請先閲讀背面、之注意事項再填寫本頁) 又’晶圓表面之Z軸方向之位置及傾斜量係藉焦點感測器（focus sensor)AFS進行測量，而該焦點感測器係由具有譬如揭示於曰本專利公開公報特開平5-19〇423號及對應之美國專利第5,502,31 1號之投光系統5〇a及受光系統5〇b 之斜入射方式之多點聚焦位置檢測系統構成者。該焦點感測器AF S之測量值亦供給於主控制裝置2 8，主控制裝置2 8 則依據焦點感測器AFS之測量值，透過驅動系統22而使晶圓平台18朝Z方向、θχ方向及0y方向驅動，因而可控制有關投影光學系統PL之光軸方向之晶圓w之位置及傾斜。如此，透過晶圓平台1 8，晶圓可作出X、γ、ζ、θχ、0y 等5自由度方向之位置及姿勢控制。此外，有關剩餘之θζ(擺動）誤差，係依據以雷射干涉計26測量之晶圓平台18之擺動資訊，而藉由使標線片台RST與晶圓平來18中至少一方旋轉以進行修正。又’晶圓平台18上固定有一基準板fp，並使其表面與晶圓之表面為同等高度。該基準板FP之表面上係形成有各種基準遮光罩’而該基準遮光罩係包含使用於後述之對準檢測系統中之所謂基線（base line)測量等上者。進而，本實施態樣中，於投影光學系統PL之側面上，設有偏軸（off-axis)方式之對準檢測系統AS，而該偏軸方式之對準系統係作為用以檢測形成於晶圓上之對準標記 (alignment mark)之遮光罩檢測系統者。前述對準檢測系統 AS係具有稱為LSA(雷射步進對準（Laser Step Alignment)) 系統、FIA(圖場影像對準系統（Fieid iimage Alignment))系本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2WX297公爱） -41- 563178 A7 B7 五、發明説明（39 ) 統之對準感測器，且可進行基準板FP上之基準遮光罩及晶圓上之對準遮光罩之X、Y二維方向之位置測量。此處，LS A系統係於利用繞射、散射之光測量遮光罩位置上應用性最廣之感測器，且歷來均廣泛利用於製程晶圓（process wafer)上。FIA系統係一影像處理方式之成像式對準感測器，可有效使用於鋁層及晶圓表面之非對稱遮光罩上，而該影像處理方式之成像式對準感測器係指利用鹵素燈等廣帶域（broad band)光對遮光罩進行照明，以藉由對该遮光罩影像進行影像處理而測量遮光罩位置者。於本實施態樣中，乃依目的而適宜地分別使用前述之對準感測器，以進行對晶圓上各被曝光領域之正確位置進行測量之精密對準等。此外，作為對準檢測系統As，可單獨使用譬如將同調（coherent)之檢測光照射於對象遮光罩’並干涉由該對象遮光罩產生之2個繞射光（譬如同次數) 且進行檢測之對準感測器，或適宜地組合前述FIA系統、 LSA系統等。對準控制裝置16係將來自於由對準檢測系統as構成之各對準感測器之資訊DS轉換為A/D，並對該數位化之波形信號進行演算處理而測出遮光罩位置。由該結果，即為由對準控制裝置16供給於主控制裝置2 8。進而，於本實施態樣之曝光裝置丨〇〇中，雖省略圖示，但標線片R之上方係設有揭示於日本專利公開公報特開平 7-176468號及對應之美國專利公報第5,646,413號中，由 TTR(穿透標線片（Thr〇ugh The Reticie))對準系統構成之成本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（21〇><297公釐） (請先έ讀背面#之注意事項再填寫本頁)

-42- 563178 A7 _B7 五、發明説明（4〇 ) (請先閲讀背面_之注意事項再填寫本頁) 對之標線片對準顯微鏡’而该標線片顯微鏡係透過投影光學系統PL，使用一用以同時觀察標線片R上之標線片遮光罩或標線片台RST上之基準遮光罩（均省略圖示）與基準板 FP上之遮光罩之曝光波長之光者。前述標線片對準顯微鏡之檢測信號，係透過對準控制裝置16而供給於主控制裝置 28 〇其次，說明使用於用以測量本發明之投影光學系統之光學特性上之標線片之一例。第3圖係例示用於測量投影光學系統PL之光學特性上之標線片RT之一例。該第3圖係由圖案面側（第1圖中之下面側）觀看之平面圖。如前述第3圖所示，標線片RT係於作為約呈正方形之遮光罩基板之玻璃基板42中央，形成由鉻等遮光構件所組成之圖案領域PA。於該圖案領域PA之中心 (即與標線片之中心RT(標線片中點reticle center)—致）及4 個角之部分、共計5處，形成譬如20μπι角之開口圖案（透過領域）APcAPs，且各開口圖案之中央部，分別形成有由線幅與間距（L/S圖案）組成之測量用圖案ΜΡ!〜ΜΡ5。作為各個測量用圖案MPn(n == 1〜5)之一例，係構造成令X軸方向為週期方向，且線幅約1·3μηι、長度約12μιη程度之5條呈線狀圖案（line pattern)(遮光部）配列呈節距（pitch)約2·6μηι之多條狀圖案（multi-bar pattern)。因此，本實施態樣中亦將開口圖案APn作為中心，並分別於前述各開口圖案APn約60%之縮小領域部分配置測量用圖案MPn。此外，本實施態樣中，雖以於Y軸方向細長延伸之條本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐） -43- 563178 A7 B7 五、發明説明（41 狀（bar)圖案（線狀圖案line paUern)構成各測量用圖案，但該條狀圖案於X軸方向與γ軸方向上尺寸相異亦無妨。又’於通過前述標線片中心之圖案領域PA之X軸方向兩側’形成有成對之標線片對準遮標印（reticle aHgnment mark)RMl、RM2。接著，順著將主控制裝置28内之CPU之處理演算法簡略表不之第4圖及第5圖之流程圖，並適宜地使用其他圖面，說明本實施態樣之曝光裝置1〇〇中之投影光學系統PL 之光學特性測量之測量方法。首先，於第4圖之步驟402中，透過未圖示之標線片裝載構件將標線片rt裝載於標線片台RSTG上，並透過未圖示之晶圓裝載構件將晶圓墀丁裝載於晶圓平台18上。此外，以正型之光阻材料於晶圓Wt2表面上形成感光層。其次，於步驟404中進行標線片對準、標線片遮簾之設定等之預定準備作業。具體而言，首先，邊監測雷射干涉計26之測量結果邊透過驅動系統22移動XY平台20,俾使形成於設於晶圓平台18上之基準板FP表面之成對基準標印 (未圖示）之中點與投影光學系統PL之光軸略呈一致。接著，調整標線片台RST之位置，俾使標線片Rt之中心（標線片中點）與投影光學系統PL之光軸略呈一致。此時，譬如，藉前述標線片對準顯微鏡（未圖示）而透過投影光學系統PL 檢測與前述基準標印之相對位置，而該基準標印係對應於標線片對準標印RM1、RM2。且，依據藉標線片對準顯微鏡檢測出之前述相對位置之檢測結果，透過未圖示之驅動本紙張尺度適财國國轉準（CNS) M規格⑵QX297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .、可| -44- 563178 A7 B7 五、發明説明（42 ) 系統調整標線片台RST之XY面内之位置，俾使與前述基準標印之相對位置誤差為最小，而該基準標印係對應於標線片對準標印RM1、RM2。藉此，標線片RT之中心（標線片中點）與投影光學系統PL之光軸略呈一致，且可正確地使標線片Rt之旋轉角與藉由雷射干涉計26之測長軸規定之正交座標系統一致。即，標線片對準結束。又，調整照明系統IOP内之標線片遮簾8之開口大小及位置，俾使照明光IL之照射領域與標線片RT之圖案領域PA 略呈一致。如此，預定之準備作業結束，進入下一步驟406，設立一後述之第1領域之曝光結束判斷用之旗標（flag)F(F—1)。於次一步驟408中，初始化曝光能量（相當於照射於晶圓wT上之照明光IL之積分能量，亦稱為曝光劑量（d〇se)) 之目標值。即，將計數器j設定為初始值「1」，並將曝光能量之目標值Ρ」·設定為PKj—1)。本實施態樣中，計數器j 係用於曝光能量目標值之設定，及進行曝光時之晶圓wT 之行方向移動目標之設定。此外，本實施態樣中，以譬如由光阻材料之感度特性而決定之最恰當之曝光能量（預測值等）為中心，而以AP刻度使曝光能量由Ρι變化至Pn(其中一例，NslSKPjsPrPu)。於下一步驟410中，初始化晶圓wT之聚焦位置（Z軸方向之位置）之目標值。即，將計數器i設定為初始值r 1」，並將晶圓WT之聚焦位置之目標值&設定為zji— 1)。本實施態樣中，計數器i係用於晶圓Wt之聚焦位置目標值之設本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2〗0><297公楚） (請先fw·讀背面，之注意事項再填寫本頁)

-45- 563178 五、發明説明（43 )、定’及進行曝光時之晶圓wT之列方内万向移動目標位置之設定。此外，本實施態樣中，以嬖

-如將有關投影光學系統PL 中已知之最佳聚焦位置（設計值等）作哥乍為中心，而以△ Z刻度使晶圓WT之聚焦位置由z變化至7 Γ甘士田化主(其中一例，M=23)(Zi =ZrZu) 〇因此本實施_樣中’由於_邊分別變更有關投影光學系統PL之光軸方向之晶圓Wt位置及照射於晶圓^上之脈衝照明光IL之能量，一邊將測量用圖案撾匕…二卜。依次轉印於晶圓wT上，故將進行Νχ M(其中一例為23χ 13 = 299) 次之曝光。對應於投影光學系統PL視野内各評價點之晶圓 WT上之領域（以下稱為「評價點對應領域」）DB1〜Db5内之後述第1領域DCcDCJ參照第7圖及第8圖）中，轉印有Νχ Μ個測量用圖案ΜΡη。此處，採用評價點對應領域DBn(n= 1〜5)内之第1領域 DCn，是由於本實施態樣中，各評價點對應領域DBn係由轉印有前述Νχ Μ個測量用圖案MPn之矩形之第1領域DCn，與圍繞該第1領域DCn之矩形框狀之第2領域DCn構成之故。此外，雖然說明之順序前後顛倒，但為便於進行敘述，故使用第6圖說明有關藉後述曝光而轉印有測量用圖案 MPn之晶圓WT上之各第1領域DCn。如第6圖所示，本實施態樣中，於配置呈Μ行N列（13行23列）矩陣狀之Mx N(= 23 χ 13 = 299)個假想之區分領域DAi，j(i = 1〜Μ、j = 1〜N)内分別轉印有測量用圖案MPn，而由分別轉印有前述測量用圖案MPn之Mx N個區分領域DAi，j構成之第1領域DCn係形成本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -46- 563178

於晶圓^上。此外，假想之區分領域〜係如第㈣所示，配置呈+x方向為行方向(j之增加方向)’+γ方向為列方向。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 之增加方向）。又，以下說明中所用之下標i、j及Μ、N具有與前述相同之意義。返回第4圖，於次—步驟412中，邊監測雷射干涉計26 之測量值’邊透過驅動系統22,將乂丫平台2〇(晶圓W移動至於晶g]WT上之各評價點對應領域叫之假想區分領域 DAi，j(此處為DAi，〆參照第7圖））内，分別轉印有測量用圖案 MPn影像之位置上。訂丨！下一步驟414中，邊監測來自聚焦感測器AFS之測量值，邊將aa圓平台1 8朝Z轴方向及傾斜方向微驅動，俾與所設定之晶圓wT聚焦位置之目標值Zi(此時為Ζι)相符。於步驟416中，執行曝光。此時，進行曝光量控制，俾與所設定之晶圓WT上之一點中之曝光能量（曝光量）目標值（此時為P!)相符。由於該曝光能量可藉由變更照明光IL 之脈衝量、與各區分領域進行曝光時照射於晶圓上之照明光IL之脈衝量中至少一方而進行調整，故作為該控制方法’可譬如單獨使用第1〜第3方法，亦可適宜地加以組合。

即，作為第1方法，係令脈衝之重複頻率維持為一定，並使用能量粗調器3變化雷射光束LB之穿透率，以調整賦予像面（晶圓面）之照明光IL的能量。作為第2方法，係令脈衝之重複頻率維持為一定，且藉由給予光源1指示而變化每一雷射光束LB之1脈衝的能量，以調整賦予像面（晶圓面）之照明光IL的能量。作為第3方法，係藉由令雷射光束LB 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -47· 563178 A7 ------- -----B7_ 五、發明説明（45 ) 之穿透率及每一雷射光束LB之1脈衝的能量，且變更脈衝之重複頻率，以調整賦予像面（晶圓面）之照明光IL的能量。藉此，如第7圖所示，於晶圓WT上之各第1領域DCn2 區分領域DAi，j内將分別轉印有測量用圖案MPn之影像。返回第4圖，若前述步驟416之曝光結束，便於步驟418 中，判斷則述之旗標F是否成立，即，判斷F是否為丨。此時，由於前述步驟406中旗標F成立，故此處之判定為肯定’因而進行下一步驟420。於步驟420中，藉由判斷晶圓WT之聚焦位置目標值是否大於Zm，即可判斷於預定之Z範圍内之曝光是否結束。此處’因於最初目標值心之曝光剛結束，故進入步驟422，除使计數器1增加l(i — i+l)外，並於晶圓WT之聚焦位置目私值加上△Zpi —Ζ+ΛΖ)。此處，將聚焦位置目標值變更為Zd^Zi + AZ)後，返回步驟412。於步驟412中，令XY平台20僅以預定之步進間距（step pitch)SP於XY面内移動至預定方向（此時為Y方向）。此處，本實施態樣中，前述步進間距sp係設定成約與各開口圖案APn之晶圓Wt上的投影影像尺寸相同之約略5μηι。此外，步進間距SP雖不限於5μιη，但宜小於5μηι，即小於各開口圖案ΑΡη之晶圓Wτ上的投影影像尺寸。其理由將於後述中說明。於次一步驟414中，令晶圓WT18於光軸ΑΧΡ之方向僅步進（step)移動ΛΖ，俾使晶圓WT之聚焦位置與目標值（此時為Z2)相符，於步驟416中，與前述同樣地進行曝光，以將測量用圖案MPn2影像分別轉印於晶圓wT上各第1領域本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面，之注意事項再填寫本頁)

-48- 563178 A7 B7 五、發明説明（46 ) DCn之區分領域DA2 i。之後，反覆進行步驟418 420 422 412 414 416 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 之循環處理（包含判斷），迄至步驟42〇中之判斷為肯定，即’迄至判斷當時所設定之晶圓Wt之聚焦位置目標值為 zM。藉此，測量用圖案MPn將分別轉印於晶圓Wt上各第} 領域之DCn之區分領域DAi i(i=3〜M)。另一方面，若對區分領域DAM1進行之曝光結束，且前述步驟420中之判斷為肯定，便進入步驟424，判斷當時所設定之曝光能量目標值是否大於Pn。此處，由於當時所設定之曝光能量目標值為Pl，因此於該步驟424中之判斷為否定，進入步驟426。步驟426中，除令計數器j加上1(j—」+ 1)外，並於曝光月b量之目標值加上—pj + Ap)。此處，將曝光能量之目標值變更為PzbPi + AP)後，返回步驟41〇。接著，於步驟410中將晶圓wT之聚焦位置目標值初始化後’反覆進行步驟412 414 416 418 420 422之循環處理（包含判斷）。此循環處理將反覆進行迄至步驟42〇朱之判斷為肯定，即，反覆進行迄至於曝光能量目標值匕之預疋之晶圓WT聚焦位置範圍（ZcZm)内之曝光結束。藉此而將測量用圖案MPn之影像分別轉印於晶圓wT上各第1領域DCn之區分領域DAi，2(i=l〜M)。另一方面’若於曝光能量目標值p2之預定之晶圓|丁聚焦位置範圍（Zi〜ZM)内之曝光結束，則步驟420中之判斷為肯定，故進入步驟424，判斷所設定之曝光能量目標值是否本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -49- 563178

為大於PN。此時，由於曝光能量之目標值為h，故該步驟 424中之判斷為否定，進入步驟426。於步驟426中，除令計數器j加上1外，並於曝光能量目標值加上△ p。此處，將曝光月b篁目標值變更為I後，返回步驟41〇。之後，反覆進行與前述相同之處理（包含判斷）。如此，若預定曝光能量範圍（Ρι〜ρΝ)内之曝光結束，步驟424中之判斷將為肯定，進入第5圖之步驟。藉此，如第7圖所不，晶圓Wt上之各第丨領域DCn分別形成有曝光條件相異之Νχ Μ(作為其一例，23χ 13=299)個測量用圖案 ΜΡη之轉印影像（潛像）。此外，實際上，如前所述，於晶圓 WT上形成Νχ Μ(作為其一例，23χ 13=299)個業已形成有測量用圖案ΜΡη之區分領域之階段中，雖形成有各第〗領域 DCn ’但於前述說明中，為使說明易於理解，故採用第1領域DCn預先存於晶圓Wt上之說明方法。於第5圖之步驟428中，判斷前述旗標ρ是否不成立，即判斷F是否為〇。此處，由於前述步驟4〇6中旗標F為成立’故此步驛428中之判斷為否定，因而進入步驟43〇，令计數器i，j分別加上1 (i — 1、j — j +1)。藉此，計數器 i=M+l、j=j + l，且曝光對象之領域係如第8圖所示之區分領域 DAm+1、N+l=DAi4,24 0 於步驟432中降低旗標F(F — 0)，返回第4圖之步驟 412。於步驟412中，於晶圓WT上各第1領域DCn之區分領域 DAM+1,N+1 = DAM，24内分別轉印有測量用圖案Mpn影像之位置上決定晶圓WT之位置，進入下一步驟414。惟，此時，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ·*, -50 - 563178 A7 ____B7 五、發明説明（48 ) ^ ~ " ' 由於晶圓WT之聚焦位置目標值仍為21^，因此並不特別進行動作，進入步驟416,對區分領域DAl4,24進行曝光。此時，曝光能量P係，以最大曝光量pN進行曝光。於次一步驟418中，由於旗標f=〇，故略過步驟42〇、 424,進入步驟428。於步驟428中，進行旗標F是否下降之判斷，由於此處由於F=0,故該判斷為肯定，進入步驟434。於步驟434中，判斷是否滿足計數器i==M+1、且計數器j> 〇，此時由於1=M+1且j = N+l，故此處之判斷為肯定，進入步驟436,令計數器j減去1(j—』·1},返回步驟412。之後，反覆進行步驟412» 414—416—418» 428—434—436 之循環處理（包含判斷），迄至步驟434中之判斷為否定。藉此，對第8圖所示之區分領域DAl4,23至DAi4,〇依次進行前述最大曝光量之曝光。且’若對區分領域DA!4』進行之曝光結束，由於i = M+1(=14)、j=〇,故步驟434中之判斷為否定，進入步驟 438。於步驟438中，判斷是否滿足計數器1>()、且計數器」· =〇，此時，由於i = M+1、j = 〇 ,故此處之判斷為肯定，進入步驟440,令計數器i減去1(i —^丨），返回步驟412。之後’反覆進行步驟 412—414—416~>418->428—434—438 440之循j衣處理（包含判斷），迄至步驟μ $中之判斷為否定。藉此，以前述最大曝光量對第8圖之區分領域至 DA"依次進行曝光。且’若對區分領域DA〇,〇進行之曝光結束，由於i=〇、 j = 〇，故步驟438中之判斷為否定，進入步驟442。於步驟本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2〗〇><297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .訂丨 -51- 563178 A7

五、發明説明（49 ) (請先閲讀背面♦之注意事項再填寫本頁) 442中，判斷是否計數器。此時，由於j==〇 ,故此處之判斷為否定，進入步驟444，令計數器j減去1(j—jM)，返回步驟412。之後，反覆進行步驟412—414—416—418 — 428—434—438—442->444之循環處理，迄至步驟442中之判斷為肯定。藉此，以前述最大曝光量對第8圖之區分領域〇八〇，1至0八(),24依次進行曝光。且，若對區分領域DA〇,24進行之曝光結束，由於j = N+l(=24)，故步驟442中之判斷為肯定，進入步驟446。於步驟446中，判斷是否計數器i = M，此時，由於丨=〇，故此處之判斷為否定，進入步驟448，令計數器i減去以丨―丨·。，返回步驟412。之後，反覆進行步驟4i2~> 414—416—41 8 —428— 434— 438 — 442— 446— 448之循環處理（包含判斷）’迄至步驟446中之判斷為肯定。藉此，以前述最大曝光虿依次對第8圖之區分領域DAU4至DA13,24進行曝光。且’若對區分領域DAn，24進行之曝光結束，由於i = Μ，故步驟446中之判斷為肯定，藉此，結束對晶圓…丁進行之曝光。因此，於晶圓WT上，形成由如第8圖所示之矩形（長方形）之第1領域DCn與圍繞該第1領域DCn之矩形框狀第2領域DDn構成之評價點對應領域DBn(n = 1〜5)之潛像。此時’構成第2領域DDn之各區分領域明顯地呈現過度曝光（〇ver_dose)狀態。如此，若對晶圓WT進行之曝光結束，便進入第5圖之步驟450。於步驟450中，透過未圖示之晶圓卸載構件將晶圓WT由晶圓平台18上卸下，並使用未圖示之晶圓搬送系本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2WX297公釐） -52- 563178 A7

五、發明説明（5〇 ) 統’將晶圓WT搬送至串聯（in-line)連接於曝光裝置1〇〇之未圖示的塗敷機顯影機（coater-doveloper)。將晶圓WT搬送至前述塗敷機顯影機後，進入步驟 452，等待晶圓Wt之顯像結束。於該步驟452中之等待期間内’藉由塗敷機顯影機進行晶圓WT之顯像。由於此顯像結束’因此晶圓WT上形成由如第8圖所示之矩形（長方形）第1 領域DCn與圍繞該第1領域DCn之矩形框狀第2領域〇〇11構成之評價點對應領域DBn(n= 1〜5)之光阻材料影像，形成該光阻材料影項之晶圓WT即為用以測量投影光學系統PL之光學特性的試料。第9圖係例示形成於晶圓Wt上之評價點對應領域DB!之光阻材料影像之一例。於第9圖中，評價點對應領域Dl係由（Ν+2)χ (m+2)==25 ><15= 375個區分領域1)八1，」(1：=0〜]^+1、』=0〜\+1)構成，雖然圖示呈似乎相鄰接之區分領域間存有間隔之框狀光阻材料’但此係由於為易於理解各個區分領域之故。實際上，相鄰接之區分領域間並未存有間隔之框狀光阻材料。如匕藉由’肖除框狀物，可防止一習知之問題，即，以fia 系統之對準感測器等進行影像取入時，起因於框狀物之干 v而致使圖案部之對比降低。因此，本實施態樣中乃將前述步進間距SP設定成小於各開口圖案APn之晶圓Wt上之投影影像尺寸。請先閲· 讀背注意事項再本頁

訂

又，此時，若令一由相鄰接之區分領域間之多條狀圖案構成的測量用圖案MPn光阻材料影像群之距離為L，則該距離L之距離，係其中一方之測量用圖案“匕影像之存在不 -53- 563178 A7 B7 五、發明説明（51 ) ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 會對另一方之測量用圖案MPn影像之對比造成影響之程度。该距離L，於用以對區分領域進行攝影之攝影裝置（本實施態樣係對準檢測系統AS之FIA系統之對準感測器）之解像度為Rf，測量用圖案影像之對比為Cf，藉由包含光阻材料之反射率、折射率之製程而決定之製程因數為pf，FIA 系統之對準感測器之檢測波長為λ f時，作為其中一例，可以L = f(Cf、Rf、Pf、又f)之函數表示。此外，由於製程因數Pf將對影像之對比造成影像，因此宜以由未包含製程因數之函數L=f，（Cf、Rf、Af)而構成之函數對距離L加以設限。又，由第9圖亦可了解，於圍繞矩形（長方形）之第1領域〇0^之矩形框狀之第2領域DDi内未發現圖案殘存領域。此係如前述，由於對構成第2領域DD!之各區分領域進行曝光時’已設定過度曝光之曝光能量之故。採用此種做法之原因，係以便於進行後述之外框檢測時可令該外框部之對比提高，並提高檢測信號之S/N比。右於刖述步驟4 5 2之等待狀態時，藉由來自前述未圖示之塗佈器顯影劑之控制系統的通知而確認晶圓wT之顯像結束，便進入步驟454，對未圖示之晶圓卸載構件下達指示，而與前述步驟402相同地，將晶圓wT再次裝載於晶圓平台18上後，進入一用以算出步驟456中之投影光學系統之光學特性的副例程（sub-routine)(以下亦稱為「光學特性測量副例程」）。於該光學特性測量例程中，首先，於第10圖之步驟5〇2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -54- 五、發明説明（52 ) 中參照计數器n而將晶圓WT移動至一可以對準檢測系統 AS對晶圓WT上之評價點對應領域DBii内之光阻材料影像進仃檢測之位置。此移動，即位置決定，係藉由邊監測雷射干涉計26之測量值，邊透過驅動系統22控制χγ平台2〇而進行控制。在此，計數器η係初使化為n=1者。故，此處，所決定之晶圓WT之位置係一可以對準檢測系統八3對第9 圖所示之晶圓wT上之評價點對應領域DBi内之光阻材料影像進行檢測之位置。此外，以下之光學特性測量例程之說月中，適且地將評價點對應領域DBn之光阻材料影像略稱為「評價點對應領域DBn」。於次一步驟504中，使用對準檢測系統ASiFIA系統對準感測器（以下，適宜地略稱為rFIA感測器」）對晶圓Wt 上之評價點對應領域DBn(此處為DBi)進行攝影，並取入該攝影資料。此外，FIA感測器係構造成將光阻材料影像分割^自身所有之攝影零件（CCD等）之像素單位，並將對應 1每一像素單位之光阻材料影像之濃淡作為8位元之數位 =料（像素資料）而供給於主控制裝置28。即，前述攝影資料係以多數像素資料構成。此外，在此，光阻材料影像之濃度越高（漸接近於黑色），像素資料之值則越大。 :步驟506中，整理形成於來自fia感測器之評價點對應領域DBin(此處為DBl)之光阻材料影像之攝影資料，作為攝影資料檔。如以下說明，於次一步驟（副例程）5〇8〜步驟516中，檢測评價點對應領域DBn(此處為DB〇之外緣，即長方形（矩本紙張尺度適财3國家標準（_Α4規格⑵GX297公嫠) 563178 A7 £7__ 五、發明説明（53 ) 一~ 形）之外框。第14A圖〜第14C及第15A圖、第15B圖係依次表示外框檢測之情況。於前述圖示中，附有符號DBn之矩 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 形領域乃相當於外框檢測對象之評價點對應領域DBn。首先’於副例程508中，如第14A圖所示，使用通過評價點對應領域DBn(此處為DBl)影像中心附近之縱向像素列資訊而進行界限檢測，以檢測評價點對應領域DBn之上邊及下邊的大略位置。第12係表示此副例程5〇8之處理。於此副例程508中，首先，於第12圖之副例程702中，決定最適當之臨界值t(自動設定）。第13圖係表示該副例程 702之處理。於副例程702中，首先，於第13圖之步驟8〇2中，將沿著界限檢測用之直線狀像素列，譬如第14A圖所示之直線 LV之直線狀像素列資料（像素列資料），由前述攝影資料檔中抽出。藉此，可求得一譬如具有對應於第14A圖中之波形資料PD 1之像素值之像素列資料。於次一步驟804中，求得該像素列之像素值（像素資料之值）的平均值與標準偏差（或分散）。於步驟806中，依據所求得之平均值與標準偏差而設定臨界值（threshold level line)SL之振幅。於步驟808中，如第16圖所示，以前述設定之振幅使臨界值SL以預定步進間距而產生變化，且於每一變化位置求出波形資料PD1與臨界值（threshold level line)SL之交點數’並將該處理結果資訊（與各臨界值之值的交點數）記憶於未圖示之記憶裝置。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2]〇x297公釐） -56- 563178 A7 --------________ 五、發明説明（54 ) 於步驟810中，依據以前述步驟8〇8而記憶之前述處理結果資訊所求得之臨界值（稱為暫存臨界值）t〇，係求得之交 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 點數與藉由對象圖案（此時為評價點對應領域D B n)而決定之父點數一致者。於步驟812中，包含前述暫存臨界值1〇,求出交點數相同之界值範圍於步驟814中，於將藉由刚述步驟而求得之臨界值範圍之中心作為最適當之臨界值t後，返回第12圖之步驟704。此外，此處，雖以高速化為目的之像素列之像素值的平均值與標準偏差（或分散）為基準，離散地（以預定步進間距）變化臨界值，但臨界值之變化方法並不限於此，當然亦可譬如連續地使之變化等。於第12圖之步驟704中，求出前述決定之臨界值 (threshold level line)t與前述波形資料PD1之交點（即，臨界值t橫切波形資料pd 1之點）。此外，如第丨6圖中箭頭a、A，所示’實際上該交點之檢測係藉由外側以至内側掃瞄像素列而進行。因此，交點係至少檢測有2點。返回第12圖’於步驟706中，由雙方向分別掃瞄求得之各交點位置’分別求得各交點附近之像素值的極大值及極小值。於步驟708中，算出求得之極大值及極小值之平均值，並將之作為新的臨界值t，。此時，由於交點至少均有2點，故亦於每一交點求得新的臨界值t，。於步驟710中，於每一以前述步驟708求得之交點的極本紙張尺度適用中國國表標準（CNS) A4規格（210X297公贊） -57- 563178 A7 B7 五、發明説明（55 ) 大值與極小值之間，分別求出臨界值t，與波形資料1之交點（即，臨界值t，橫切波形資料PD1之點），並將求得之各點 (像素）位置作為界限位置。如此，算出界限位置（此時為評價點對應領域DBn之上邊及下邊之大略位置）後，返回第1〇圖之步驟510。於第10圖之步驟510中，如第14B圖所示，使用一由以前述步驟508求得之上邊稍下侧橫方向（與X軸方向約略平行之方向）直線LH1上的像素列，及一由所求得之下邊精上側之直線LH2上的像素列，以與前述步驟5〇8相同之手法進行界限檢測，求得評價點對應領域DBn之左邊及右邊上之點各2點，合計4點。第14B圖中，分別顯示有與一使用於刚述步驟5 10中之界限檢測上，即，前述直線lh 1上之像素列資料的像素值對應之波形資料PD2，及一與前述直線LH2 上之像素列資料的像素值對應之波形資料PD3。又，於前述第14B圖中，一併表示有以步驟51〇求得之點Qi〜Q4。返回第10圖，於步驟512中，如第14C圖所示，使用一由以前述步驟510求得之左邊上之2點QrQ]稍右側之縱方向上的直線L V1上之像素列’及一由所求得之2點q3〜q4猶左側之縱方向上的直線LV2上之像素列，使用與前述步驟 508同樣之手法進行界限檢測，求得評價點對應領域DBn之上邊及下邊上之點各2點，合計4點。第14C圖中，分別顯示有一與前述直線LV1上之像素列資料之像素值對應之波形資料PD4,及一與前述直線LV2上之像素列資料之像素值對應之波形資料PD5，而該等波形資料PD4、PD5係使用於本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、可I -58- 563178 A7 B7 五、發明説明（56 ) 刖述步驟5 12中之界限檢測上者。又，於第14C圖中，一併顯示以步驟512所求得之點q5〜Q8〇返回第10圖，於步驟514中，如第15A圖所示，依據前述步驟510、512中分別所求得之評價點對應領域DBn之左邊、右邊、上邊、及下邊上各2點（Qi，Q2)、（q3，Q4)、（Q5，Q6)、 (Q7，Qs) ’求得矩形領域（長方形領域），即評價點對應領域 DBn之外框的4頂點Pg，、ρι，、p2,、p3,，以作為藉各邊上之 2點所決定之直線群之交點。此處，有關該頂點之算出方法，以算出頂點p〇’為例，參照第丨7圖而詳細說明。如第17圖所示，頂點p〇,位於由界限位置匕朝匕之向量 K1之α倍>〇)的位置上，同時，為於由朝之向量K2 之/3倍（/3 <0)的位置時，下列之聯立方程式成立。（此處，下標x，y係分別表示各點之X座標、y座標）凡>02,+«队-^)==匕+户队_β5χ) 1 解出前述聯立方程式（1)，求得頂點PG，之位置 (P〇x’，P〇y，）。剩餘之頂點Pl ’、P2’、PS’，藉由令同樣之聯立方程式成立並求出解答，即可求得各個頂點之位置。返回第10圖，於步驟516中，如第15B圖所示，依據於前述求得之4頂點Pg，〜p3,之座標值，進行最小二乘法之長方形近似計算，算出包含旋轉之評價點對應領域DBn的外框 DBF 〇在此，依第18圖詳細說明步驟516中之處理。即，於步本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格UK}><297公釐） (請先閲讀背面，之注意事項再填寫本頁)

-59- 563178 A7 B7 五、發明説明（57 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 驟516中，使用4頂點p〇’〜p3’之座標值，進行最小二乘法之長方形近似計算，求出評價點對應領域DBn之外框DBF的幅寬w、高度h、及旋轉量0。此外，第1 8圖中，y軸係紙面之下側為正。若將（pcx，pey)作為中心Ρο之座標，長方形之4頂點係分別表示成下式（2)〜(5)。 c〇s6"」L 一％」 ⑵ Lsin^ -sin 厂 1 oos^ (3) L^v」 Lsine …⑷ 1»八少」Lsine 一以叫「-^] 」L J …（5) 令一以前述步驟5 14求得之4頂點p〇’、ρ! ’、p2’、p3’之各點，與以分別對應之上式（2)〜（5)個別表示之頂點p〇’、 Pi ’、P2’、P3’之距離總合的誤差為誤差Ep。 EPx=(p〇x — p〇x, )2+(ρ1χ — ρ1χ’）2+(ρ2χ 一 ρ2χ’ Χρ3χ —ρ3χ’）2 …（6) Epy=(P〇y — P〇y, )2+(piy — ply’）2+(p2y — P2y’）2+(P3y — P3y’）2…（7) 以未知變數pcx、pCy、w、h、0分別對上式（6)、（7)進行偏微分，建立一聯立方程式以使其結果為0，並藉由解出該聯立方程式而求得累計總合值之結果。由該結果，所求得之對應點領域DBn之外框DBF形狀，係以實線表示於第15B圖中。返回第10圖，於步驟5 1 8中，使用已知之區分領域之縱方向數=(M+2) = 15、區分領域之橫方向數=(N+2)=25，等分本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -60-

五、發明説明（割前述所檢測出各區分領域DAi 對應領域DBn之外框DBF，求得求出各區分領域…〜13、j=。〜24)。即，以外框麵為基準，第15C圖中龜一各區分領域DA.t有如此求得之用以構成第1領域％之 !，jU〜1 〜13、j = 1 〜23)。返回第10圖，於+ DA r. ! . 於步驟520中，有關各區分領域 UAujU一 1〜Μ、卜]〜々斤 ’鼻出有關像素資料之代表值（以下，適且地亦稱為「數值」（_e))。、詳、、、田敘述有關數值Ei，j(i=l〜Μ、j = i〜n)之算出方法。通常，攝影之測量對象中，圖案部分與非圖案部分中 ^比差於圖案〉肖失之領域内，僅存有具有非圖案領域又像素另方面，殘存圖案之領域内，混合存有有圖案領域亮度之像素與具有非圖案領域亮度之像素。，此，作為用以進行有無圖案之判斷之代表值（score)，可使用各區分領域内之像素值之散亂值（scater)。本實施態樣中，作為其中一例，係將位於區分領域指定範圍内之像素值之分散（或標準偏差）作為數值E而以採用。令指定範圍内之像素總數為S，第K個像素之亮度值為 Ik，則以下式（8)表示數值E。具因之加

S 3 …（8) 於本實施態樣，如前述，標線片RT上，於譬如令開口本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）請先閱讀背面注意事項再填寫本頁)

61 - 563178 五、發明説明（59 ) 圖案APn(n=l〜5)作為中心之該各開口圖案縮小約6〇%領域部分，分別配置有測量用圖案ΜΡη。又，進行前述曝光時之步進間距SP係設定成約5μηι，大致與投影於各開口圖案 ΑΡη之晶圓Wt上之影像尺寸一致。因此，於圖案殘存區分領域，測量用圖案MPn存於一相同地令區分領域DA"作為中心，並將該區分領域DAij縮小約6〇%之範圍（領域）。若考慮此點，則作為前述指定範圍，係譬如可相同地 7區分領域DAi，j(i=l〜]Vi、j = l〜N)作為中心，而於數值算出上使用縮小該領域之範圍。惟，該縮小率A(%)係限制成如下所述。首先，有關下限，若範圍過窄，使用於數值算出用之領域僅為圖案部分，如此一來，即使於圖案殘存部，偏差仍將縮小，因而無法使用於圖案有無判別上。此時，由前述圖案之存在範圍可知，A需大於6〇%(A>6〇%卜又，有關上限，當然為100%以下，此係考慮到檢測誤差等，因而為較100%小之比率。藉此，需令縮小率A為6〇%<a<1〇〇%。本貫施態樣中，由於圖案部約佔區分領域之6〇%，因此，可預測出對於數值算出用之領域（指定範圍）的區分領域比越高，S/N比越提高。然，若令於數值真出用之領域内的圖案部與非圖案部之領域尺寸相同，便可使判別圖案有無知S/N比為最大。因此，利用實驗確認幾個比率，作為所得最安定之結果的比率，乃採用A= 90%之比率。當然，縮小率八並不限於 9〇%，考慮到測量用圖案MPn與開口圖案Apn之關係，及以本紙張尺度適用中國國家標準（_) A4規格（21〇χ297公釐） -62- 563178 五、發明説明（6〇 ) 步進間距SP決定之晶圓上的區分領域，宜針對區分領域之測$用圖案MPn之影像所佔之比率而決定。又，數值算出用之指定範圍並不限於區分領域與中心相同之領域，宜針對測量用圖案MPn之影像是否位於區分領域内之某一位置而加以決定。因此，步驟520中，由前述攝影資料檔案抽出各區分領域DAi’ji前述指定範圍内的攝影資料，使用上式，算出各區分領域DAi,j(i=l〜M、j = l〜N)之數值Ei j(i=1〜M、j = 1〜N)。以則述方法所求之數值E ,由於係以數值表示有無圖案之情形，故藉由以預定之臨界值進行二進制化動作，可自動地且安定地進行有無圖案之判別。訂 ^故，於步驟522(第11圖）中，於每一區分領域DAi,j比較前述所求之數值£。與預定之臨界值SH，檢測各區分領域 DAi，j中有無測量用圖案Mp之影像，將作為檢測結果之判斷值Fi，〗（卜1〜M、j = l〜N)保存於未圖示之記憶裝置。即，如此，依數值Ei，』·’於每一區分領域DAi j檢測測量用圖案』之影像的形成狀態。此外，作為影像之形成狀態，雖可考慮各種態樣，但本實施態樣係如前述，基於一數值£係以數值案表示有無圖案之點，而著眼於區分領域内是否形成有圖之影像。測測此處，數值Ei，j為臨界值SH以上時，判斷為形成有篁用圖案MPn之影像，令作為檢測結果之判斷值為「〇另方面，數值Ei,j未達臨界值SH時，判斷為未形成有量用圖案MPn之影像，令作為檢測結果之判斷值為「^ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇><297公楚〉 -63- 563178 五、發明説明（61 第19圖係以表格資料表示該檢測結果之一例。第19圖係與前述第9圖對應。第19圖中’譬如FU16係表示晶圓Wt之Z軸方向位置為 zu ’曝光能量為P1(S時所轉印之測量用圖案MPn之影像之形成狀態的檢測結果，作為其一例，於第19圖中，！?12，16為「i」之值’表示判斷為未形成有測量用圖案Mpn之影像。此外，臨界值SH係一預先設定之值，操作者可使用未圖示之輸入及輸出裝置而進行變更。於步驟524中，依據前述之檢測結果，於每一聚焦位置求得形成有圖案景> 像之區分領域數。即，於每一聚焦位置計算判斷值「〇」之區分領域共幾個，並將該計算結果作為圖案殘存數Ti(i=l〜M)。此時，略過具有與周圍領域相異之值，即所謂略過領域。譬如，第19圖中，晶圓1^之聚焦位置為A，圖案殘存數為Τι = 8;為Ζ2，τ2=11;為心，丁3 = 14 為 Z4，Tew ;為 Ζ5，τ5 = 16 ;為^，T6=u ;《I，& η 為 Ζ8，Τ8 = 8，·為 ζ9，Τ9=5 ;為^ , Τι〇=3 ;為^1 , , 為Zu，Τ12=2，·為213, Τπ=2。如此，可求得聚焦位置案殘存數乃之關係。、圖此外’作為產生前述略過領域之誤辨，心垃㈣之原因，可知有測量時辨4、雷射之偏時點火（_S㈣、空處理、雜 ==此：二=了_存數τ，結果’ 考慮求得以評債之Si::中:為I:處:二譬如可 (判斷值Fi .)平均佶⑼,+ w 77谓域之資料 μ :(单、、屯平均值或重複平均值）。此外，過本紙張尺度適财_家辟_ 563178 A7 、發明説明（ ;慮處理當然可對進行形成形態之檢測處理前的資料（數值進行’此時，可更有效地減輕略過領域之影響。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 於步驟526中’求得用以由圖案殘存數算出最佳聚焦位置之高次進似曲線（譬如4〜6次曲線）。 •訂· 具體而言’將藉由前述步驟524檢測出之圖案殘存數引不（Pilot)於以橫軸為聚焦位置、縱軸為圖案殘存數乃之座 ^系上。此時，如第20圖所示。此處，本實施態樣中，於進仃晶圓WT曝光時，由於令各區分領域DAij為相同之大小’且’於行方向鄰接之區分領域間之曝光能量差為一定值△ P) ’於列方向鄰接之區分領域件之聚焦位置差為一心值（=ΔΡ)’故可令圖案殘存數Ti與曝光能量成比例。即，第20圖中，縱軸亦可為曝光能量p。於進行引示後，藉由對各引示點進行平滑度（curve fit) 處理而求得高次之近似曲線（最小二乘近似曲線）。藉此，求得譬如於第20圖中以虛線所示之曲線p=f(z)。返回第11圖，於步驟528中，除試算前述曲線曲線p=f(z) 之極值（極大值或極小值）外，並依該結果判斷極值是否存在。且，可算出極值時，進入步驟53〇，算出極值中之聚焦位置，將该算出結果作為光學特性之一之最佳聚焦位置，並將該最佳聚焦位置保存於未圖示之記憶裝置。另一方面，於前述步驟528中，未算出極值時，進入步驟532，算出與晶圓Wt之位置變化（z之變化）對應之曲線 P-f(Z)變化量為最小之聚焦位置範圍，並將該範圍之中間位置作為最佳聚焦位置而算出，除令該算出結果為最佳聚 -65- 563178 A7 -------- B7_______ 五、發明説明（63 ) 焦位置外，並將該最佳聚焦位置保存於未圖示之記憶裝置。即，依曲線P=f(Z)最平坦之部分而算出聚焦位置。此處，之所以設置一如步驟532之算出最佳聚焦位置之步驟，係由於依據測量用圖案MP之種類及抗蝕劑種類或其他之曝光條件，有時仍會產生前述曲線p=f(z)例外的未具有明確之峰值之情形。即使如此，仍可算出最佳聚焦位置至某一精確程度。於步驟534中，參照前述計數器n，判斷是否有關所有評價點對應領域DBl〜DB5之處理均結束。此處，由於有關評價點對應領域DB〗之處理剛結束，故該步驟534中之判斷為否定，進入步驟536,令計數器n減去1 (η<—η+1)之後，返回第10圖之步驟5〇2，於評價點領域DB2可以對準檢測系統 AS檢測之位置，決定晶圓wTi位置。且，再次進行前述步驟504〜534之處理（包含判斷），與前述之評價點對應領域DBi之場合相同地，求得有關評價點對應領域DB2之最佳聚焦位置。且’若有關評價點對應領域DB2之最佳聚焦位置之算出結束’雖於步驟534再次進行有關所有評價點對應領域 DBfDB5之處理是否均結束，但此處之判斷為否定。之後，攻至步驟534中之判斷為肯定，反覆進行前述步驟5〇2〜536 之處理（包含判斷）。藉此，有關其他之評價點對應領域 DB3〜DBS ’與前述之評價點對應領域DBi之場合相同地，分別求得最佳之聚焦位置。如此’若算出有關晶圓WT上之所有評價點對應領域本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Μ規格（210Χ297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ·、^τ— .# -66- 563178 A7 B7 五、發明説明（64 ) DB广DBs之最佳聚焦位置，則步驟534之判斷為肯定，進入步驟538’依據前述求得之最㈣綠置資料*算丨其他之光學特性。鲁如’於步驟538中，作為其中一例，依據評價點對應領域DBl〜DB5中之最佳聚焦位置，#出投影光學系統孔之像面彎曲。此處，本實施態樣中，為簡略說明，係以下述為前提而作說明，即，於一與投影光學系統扎之視野内各評價點對應之標線片RT上之領域内，僅形成有前述圖案Μ。，以作為測量關t。不過，當然，本發明並不限於此例。譬如，標線片RT上，宜於譬如對應於各評價點之標線片hi 之領域附近，以前述步進間距SP之整數倍，好比8倍、i2 倍等之間隔而配置多數之開口圖案APn，並於各開口圖案 APn之内部，分別形成多數種類週期方向相異之乙/8圖案、及節距相異之L/S圖案等測量用圖案。如此，不僅可求得多數種類測量用圖案中之最佳聚焦位置（平均值等），譬如，亦可由將1組L/S圖案作為測量用圖案所得之最佳聚焦位置而求得各評價點中之像散，而該1組L/S圖案係與配置於接近對應於各評價點之位置的週期方向垂直相交者。進而，有關投影光學系統PL之視野内的各評價點，依據如前述算出之像散而藉由進行最小二乘法之近似處理，求得像散面内均一性，並亦可由非像散面内均一性與像面彎曲求得總和焦點差。且，如前述求得之投影光學系統PL之光學特性資料， -67. 563178 A7 r_____B7_ 五、發明説明（65 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 除保存於未圖示之記憶裝置外，並顯示於未圖示之顯示裝置畫面上。藉此，結束第丨丨圖之步驟538之處理，即第5圖之步驟456之處理’且結束一連串之光學特性之測量處理。其次’說明於製造裝置時，本實施態樣之曝光裝置1 〇〇之曝光動作。如前述所決定之最佳聚焦位置之資訊，或附加於此之像面彎曲之資訊，係透過未圖示之輸入輸出裝置而輸入於主控制裝置28。譬如，輸入像面彎曲之資訊時，主控制裝置28，係先於曝光而依據該光學特性資料，對未圖示之成像特性修正控制器進行指示，藉由變更譬如投影光學系統凡之至少1 個光學元件（本實施態樣為透鏡元件）之位置（包含與其他光學元件之間隔）或傾斜等，而於可能之範圍修正投影光學系統PL之成像特性，以修正該像面弯曲。此外，使用於投影光學系統PL之成像特性調整上之光學元件，不僅可為透鏡元件等折射光學元件，譬如亦可為凹面鏡等反射光學元件’或投影光學系統PL之像差（變形（細‘η)、球面像差等），特別係修正該非旋轉對稱成分之像差修正板等。進而，投影光學系統PL之成像特性的修正方法並不限於光學元件之移動，譬如控制曝光光源，令脈衝照明組之中心波長僅稱稱移動之方法、或於投影光學系統pL之一部分變化折射率之方法等，可單獨或以其與光學元件之移動的組合而加以採用。且，依來自主控制裝置28之指示，藉未圖示之標線片本紙張尺度適财關家鮮（⑽）A4祕⑵------ •68- 563178 A7

563178 A7 ---___ _B7__ 五、發明説明（67 ) B--— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 像面焦點深度範圍内。且，主控制裝置㈣行前述曝光。此外，本實施態樣中，先於晶圓之曝光動作，依據前述各評價點中之最佳聚焦位置而算出投影光學系統pL之像面’進行聚焦感㈣AFS之光學的校正（calibmi〇n)(譬如，周整配置於叉光系統5〇b内之平行平面板的傾斜角度等），俾使該像面為聚焦感測器AFS之檢測基準。當然，不一定 >頁進仃光學的;^正，亦可考慮譬如重設，即，因應先算出之像面與聚焦感測器AFS之檢測基準的偏差而進行者，再依據聚焦感測器AFS之輸出而進行令晶圓表面與像面一致之t焦動作（及調正（leveling)動作）。如此’若針對最初之拍攝領域進行之曝光，即標線片圖案之轉印結束，晶圓平台18將僅步進丨拍攝領域份，與前述拍攝領域同樣地進行曝光。之後，如此依序反覆步進與曝光，於晶圓上轉印必須拍攝數之圖案。如前述之詳細說明，依本實施態樣之曝光裝置中之投影光學系統PL之光學特性測量方法，係將一形成有矩形框狀之開口圖案APn與位於該開口圖案Apn内部之測量用圖案MPn之標線片Rt，搭載於一配置於投影光學系統之物體面側之私線片台RST上，分別變更照射於有關配置於投影光學系統PL之像面側之晶圓WPn投影光學系統pL之光軸方向的位置（Z)、與晶圓WT上之脈衝照明光比之能量p，以小於對應於開口圖案APn尺寸之距離，即開口圖案APn朝晶圓WT上投影之投影影像尺寸之節距，依次於χγ面内移本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公楚) -70- 563178 A7 B7 五、發明説明（68 ) (請先閲讀背面，之注意事項再填寫本頁) 動，以將測量用圖案MPn依次轉印於晶圓臂1上。藉此，於晶圓WT上形成有一由多數矩陣狀配置之區分領域 Dai,j(i=0〜M+1、j=0〜N+1)組成之整體呈矩形之評價點對應領域DBn。此時，由前述理由，於晶圓貨丁上形成多數矩陣狀配置之區分領域（投影有測量圖案之影像），該區分領域係於區分領域相互間之界線未存有如習知之框線者。且，於進行晶圓wT之顯像後，構成形成於該晶圓Wt 上之評價點對應領域DBn之多數區分領域中，構成除第2領域DDn外之第1領域DCn之MxN個領域中之影像形成狀態，具體而&，係以一進制之手法進行檢測，該二進制之手法係，主控制裝置28使用對準檢測系統As之FIA感測器，對晶圓wT上之評價點對應領域DBn進行攝影，並使用取入之抗#劑影像之攝影資料，以比較前述各區分領域』之數值仏，』與£^界值SH。本實施態樣中，由於鄰接之區分領域間未存有框線，故影像开》成狀態之檢測對象，即多數之區分領域（主要係殘存測量用圖案影像之區分領域）中，測量用圖案影像之對比並不會因框線之干涉而降低。因此，作為前述多數區分領域之攝影資料，可得到圖案部與非圖案部之S/N比良好之資料。因此’可準確地且重現性良好地檢測每一區分領域之測量用圖案MP的形成狀態。且，由於將客觀地且定量的數值Eij與臨界值311作一比較，並將影像之形成狀態變換為有無圖案之資訊（二進制資訊）而進行檢測，故可重現性良好地檢測每一區分領域之測量用圖案“卩之形態。本紙張尺度適财關家標準（⑽〉M規格（2WX297公楚） -71- 五、發明説明（69 ) 本實施態樣中，由於使用以數值加以表示之數儐，廿脸里~名 …、圚案而並將办像之形成狀態變換，自動地…= ，、圖案之列斷。因此，本實施態樣中，進行二進制化動作時，臨界值僅一個即足夠，與設定多數臨界值== 二界值判斷有無圓案之情形相較，不但可縮短檢測影像之形成狀態所需之時間外，亦可簡略化該檢測演算。又’主控制裝置28依據前述每一區分領域影像之狀態的檢測結果，即，依據使用客觀且定量之前述數值 &(影像對比之指標值）之檢測結果，求得最佳聚焦位置等投影光學系統PL之光學特性。因此，可於短時間内精確度良好地求出最佳聚焦位置等。故’不但可提高依據該最佳聚焦位置而決定之光學特性之測量精確度及測量結果之重現性，由該結果，亦可提高光學特性測量之生產量。可又，本實施態樣中，如前述，由於將影像之形成狀態轉換為有無圖案之資訊（二進制資訊）而進行檢測，故無須於標線片WT之圖案領域p A内配置測量用圖案Mp以外之圖案（譬如比較用之基準圖案及決定位置用標印圖案等）。又，與用以測量習知尺寸（CD/聚焦法、SMP聚焦測量法等）之方法相較，可使測量用圖案縮小。因此，不但可增加評價點之數目，亦可使評價點間之間隔縮小。由該結果，提高光學特性之測量精確度及測量結果之重現性。 (ft 又，本實施態樣中，有鑑於形成於晶圓WT上之鄰接分領域間未存有框線，故採用以下之手法，即，以各評價本紙張尺度適用中國國家標準（CnS) M規格（2〗〇><297公釐） 563178 A7 _______B7 五、發明説明（7〇 ) (請先閲讀背面，之注意事項再填寫本頁) 點對應領域DBn之外周緣，即外框DBF為基準而算出各區分領域DAU之位置。且，以曝光條件之一部分變更照射於晶圓wT上之脈衝照明光匕之能量，俾使構成第2領域之各區分領域為過度曝光之領域，而該第2領域係由位於各評價點對應領域DBn内之最外周部之多數區分領域組成者。藉此’進行前述外框DBF之檢測時之S/N比將提高，因而可高精確度地進行外框DBF之檢測，由該結果，將之作為基準，而可精確度良好地檢測構成各第1領域DCn之區分領DA·. 1，j 域（i=l〜Μ、j = l〜N)的位置。又，依本實施態樣之光學特性特測量方法，由於係以所謂統計處理之近似曲線的算出，此一客觀且確實之方法為基礎，故可安定且確實地測量光學特性。此外，可按近似曲線之次數，而依該變曲點或該近似曲線與預定切割等級之多數交點等算出最佳聚焦位置。又’依本實施態樣之曝光裝置’考慮到藉由本實施態樣之光學特性測量方法而精確度良好地測量之投影光學系統PL之光學特性，因而於進行曝光前先調整投影光學系統 PL，以進行最適當之轉印，且，透過該業經調整之投影光學系統PL，將形成於標線片R之圖案轉印於晶圓w上。進而’考慮到如前述決定之最佳聚焦位置’由於設定進行曝光時之聚焦控制目標值，故可有效地抑制因離焦而產生之色斑。因此，依本實施態樣之曝光方法，可高精確度地將細微圖案轉印於晶圓上。此外，前述實施態樣中’雖說明將數值Eij與臨界值sh 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱） -73- 563178 A7 B7 五、發明説明（Ή ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂— 作一比較’並將測量用圖案MPn影像之形成狀態變換為有無圖案之資訊（二進制資訊）而進行檢測之情形，但並不限於此。前述實施態樣中，由於精確度良好地檢測評價點對應領域DBn之外框DBF，並將該外框作為基準，藉演算各區分領域DAi，j而算出，故可正確地求得各區分領域之位置。因此，可對如此正確求得之各區分領域進行模板匹配。如此，可以較短之時間進行模板匹配。此時，作為模板圖案，可使用譬如形成影像之區分領域或未形成影像之區分領域的攝影資料。即使如此，仍可於每一區分領域得到客觀且定量之相關值資訊，因此，藉由將所得之資訊與預定臨界值作一比較，並將測量用圖案MP之形成狀態變換為二進制資訊（有無影像之資訊），藉此，可與前述實施態樣同樣地，精確度、重現性良好地檢測影像之形成狀態。又，前述實施態樣中，雖說明有關構成評價點對應領域DBn之第2領域為正確之矩形框狀，但本發明並不限於此。即，由於第2領域其外緣至少可作為構成第丨領域之各區分領域之位置算出的基準，故其整體不須形成呈跨第夏領域外周全域，矩形框狀之區分領域的一部分，譬如亦可為口字狀（U字狀）部分。又，形成第2領域，即矩形框狀之領域、或其一部分領域之方纟φ可採用於過度曝光以前述實施態樣說明之測量用圖案之狀態下轉印於晶圓上之步進及重複方式的曝光方法以外之方法。譬如，亦可於曝光裝置1〇〇之標線片台 RST上’搭載形成有譬如矩形框狀之開口圖案、或其一部

-74- 563178 A7 - —— -----B7 _______ 五、發明説明（72 ) 分之圖案等的標線片，以丨次曝光將該標線片圖案轉印於配置於投影光學系統PL之像面侧之晶圓上，於晶圓上形成過度曝光之第2領域。此外，亦可將形成與前述開口圖案APn 相同之開口圖案之標線片搭載於標線片台RST上，藉步進及重複方式，以過度曝光之曝光能量將該開口圖案轉印於曰曰圓上’藉此於晶圓上形成過度曝光之第2領域。又，譬如亦可使用前述之開口圖案並以步進掃描方式進行曝光，於晶圓上以鄰接、或相連而形成開口圖案之多數影像，藉此，於晶圓上形成過度曝光之第2領域。另外，亦可於令標線片台RST靜止之狀態下，以照明光邊對形成於搭載於該標線片台RST上之標線片的開口圖案進行照明，邊將晶圓w(晶圓平台18)移動至預定方向，形成過度曝光之第2領域。前述任一者皆與前述實施態樣相同地，藉由過度曝光之第2 領域之存在，而可依S/N比良好之檢測信號而精確度良好地檢測該第2領域之外緣。於刖述例中，於晶圓W τ上形成一由呈矩陣狀配置之多數區分領域DAij組成之整體呈矩形之第1領域DCn之程序，與一於第1領域周圍之至少一部分之晶圓上之領域，形成過度曝裝第2領域（譬如DDn等）之程序，於前述實施態樣中亦可對調。尤其，用以形成一作為影像形成狀態之檢測對象的第1領域的曝光，於之後所進行之程序中，譬如作為感光劑’使用化學放大型抗蝕劑等高感度抗蝕劑時，由於可縮短測量用圖案影像之形成（轉印）迄至顯像之時間，故特別合適。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •、一t— .Aw. -75- 563178 A7 _____B7 五、發明説明（73 ) 又，過度曝光之第2領域並不限於如前述實施態樣之矩形框狀或其中一部分之形狀。譬如，第2領域之形狀可為，與第1領域之界線（内緣）僅具有矩形框狀而外緣為任意形狀。即使如此，由於第1領域之外側存有過度曝光之第2領域（未形成圖案影像之領域），故對位於第1領域最外周部之區分領域（以下，稱為「外緣部區分領域」）進行檢測時，由於存有鄰接之外側領域的圖案影像，因此可防止該外緣部區分領域之影像對比降低。故，可S/N比良好地對前述外緣部區分領域及第2領域之界線進行檢測，並將該界線作為基準而依設計值算出其他區分領域（構成第1領域之各區分領域）之位置’且求得其他區分領域大致正確之位置。藉此，由於可大致正確地得知第1領域内之多數區分領域的各個位置，因此藉由譬如一針對各個區分領域而使用與前述實施態樣相同之數值（影像對比之指標值）的方法、或應用模板匹配法而檢測影像之形成狀態，即可與前述實施態樣相同地，以較短之時間檢測圖案影像之形成狀態。且，藉由依該結果而求得投影光學系統之光學特性，便可依客觀且定量之影像對比、或使用相關值之檢測結果，而求得光學特性。因此，可得一與前述實施態樣相同之效果。又，整體而言，雖對所有用以構成矩形之第1領域的 ΝχΜ個區分領域進行曝光，但有關ΝχΜ個區分領域之至少 1個，即一設定有明顯對於曲線p=f(z)之決定無助益之曝光條件的區分領域（譬如第9圖中，位於右上角及右下角之區本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇χ297公釐） (請先閲讀背面，之注意事項再填寫本頁)

-76- 563178 A7 -—--------— ____B7 五、發明説明（74 ) " '-- 分領域等），即使未進行曝光亦無妨。此時，形成於第旧域外側之第2領域，其形狀亦可不為㈣，而形成呈其中一部分具凹凸之形狀。換言之，亦可令第2領域形成呈僅圍繞 Nx Μ個區分領域中業已曝光之區分領域。又檢測刖述外緣部區分領域與第2領域之界線時，亦可使用對準檢測系統之FIA系感測器以外之對準感測器， s如用以檢測LSA系等散射光或繞射光之光量之對準感測器。即使如此，以第2領域為基準，仍可精確度良好地求得第1領域内各區分領域之位置。又，與前述實施態樣相同地，以第丨領域與其周圍之第 2領域形成各評價點對應領域時，可不將前述步進間距sp 没定為小於前述開口圖案AP之投影領域尺寸。其理由如下，由於以前述說明之方法而將第2領域作為基準，大致正確地求得構成第1領域之各區分領域之位置，故藉由使用該位置資訊’可以達至某程度之精蜂度且較短之時間，進行譬如模板匹配及包含前述實施態樣之例之對比檢測。另一方面’將前述步進間距SP設定為小於前述開口圖案AP之投影領域尺寸時，前述第2領域亦可不形成於第1領域之外側。即使如此，亦可與前述實施態樣相同地檢測第i 領域之外框，並以該檢測之外框為基準，正確地求得第1 領域内各區分領域之位置。且，使用如此求得之各區分領域之位置資訊，利用譬如模板匹配及藉由使用如前述實施態樣之數值之檢測（對比檢測）而進行影像形成狀態之檢測本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂— -77- 563178 A7 — ______B7_ 五、發明説明（75 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 時，可使用起因於框體之干涉之圖案部與非圖案部之對比並不低落，即S/N良好之影像資料，而精確度良好地檢測影像形成狀態。但，此時，易於第1領域内最外周之區分領域中殘留有圖案之區分領域並排之邊上產生界線之錯誤檢測。因此，宜使用不易產生錯誤檢測之界線檢測資訊，而限定易產生錯誤檢測之界線檢測範圍。結合前述實施態樣而作說明，即，以於不易產生錯誤檢測之區分領域並排之右邊檢測出之界線資訊為依據，限定易產生錯誤檢測之區分領域並排之左邊上之界線位置的檢測範圍。又，第1領域之上下邊上之界線檢測，可使用不易產生錯誤檢測之右側檢測資訊，而限定左側之界線位置的檢測範圍（參照第9圖）。此外，前述實施態樣中說明有關藉由將晶圓WT之步進間距SP設定為較一般狹小，來防止因框體之干涉而產生之圖案部之對比低落，俾使用以構成形成於晶圓WT上之評價點對應領域之區分領域間不殘存框體。然，因框體之干涉而產生之圖案部之對比低落，亦可藉以下所述方法加以防止。即，與前述測量用圖案MP同樣地，準備含有多條狀圖案之測量用圖案，並將該標線片搭載於標線片台RST上，而以步進及重複方式等將前述測量用圖案轉印於晶圓上，藉此，由鄰接之多數區分領域組成且業已轉印於各區分領域之多條狀圖案與鄰接於此之圖案，於晶圓上可形成相距一距離L以上之預定領域，該距離L係指多條狀圖案之影像本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -78- 563178 A7 Ι·--— ----—___ 五、發明説明（76 ) ^' -- 對比不會受到前述鄰接圖案之影響者。此寺轉印於各區分領域 < 多條狀圖案以及與其相鄰接之圖案，由於相距多條狀圖案之影像對比不會受到鄰接圖案之影響的距離L以上，故藉由模板匹配或含有數值檢測之對比檢測等影像處理手法，檢測用以構成前述預定領域之多數區分領域中至少一部分的多數區分領域中之影像形成狀態時，轉印於各個區分領域之多條狀圖案之影像 S/N比可件良好之攝影信號。因此，依該攝影信號，且藉由模板匹配或包含數值之對比檢測等影像處理手法，即可精確度良好地檢測形成於各區分領域之多條狀圖案影像之形成狀態。譬如，模板匹配之情況，係於每一區分領域得到客觀且定量之相關值資訊，而對比檢測之情況，係於每一區分領域得到客觀且定量之對比值資訊，因此，任一者皆藉由將所得之資訊與各自之臨界值作一比較，再將多條狀圖案影像之形成狀態變換為二進制資訊（有無影像之資訊），藉此，便可精確度、重現性良好地檢測各區分領域之每一多條狀圖案的形成狀態。故’此時亦與前述實施態樣相同地，依前述檢測結果而求得投影光學系統之光學特性，藉此，即可依據使用客觀且定量之相關值、對比等之檢測結果而求得光學特性。因此，與習知之方法相較，可精確度及重現性良好地測量光學特性。又’不但可增加評價點之數量，亦可使各評價點間之間隔縮小，由該結果，可提高光學特性測量之測量本紙張尺度適㈣鮮⑽S) A·格（2WX297公釐) " (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •.......、可----- -79- 563178 A7 ___ B7 五、發明説明（77 ) 準確度。此外，前述實施態樣中，於進行前述外框DBF之檢測中之界線檢測時，雖說明有關使用像素列資料（原始資料 (raw data))並藉該像素值之大小（明暗差）而檢測界線位置之例，但並不限於此，亦可使用像素列資料（灰階之原始資料）之微分波形。第21A圖係表示於進行界線檢測時所得之灰階之原始資料，第21B圖係表示對第21A圖之原始資料直接進行微分之微分資料。該微分資料因雜訊及殘存圖案而使外框部分之信號輸出難以突顯時，亦可如第21 c圖，先利用平滑濾、波器施以平化處理後再進行微分。此外’前述實施態樣中，作為標線片Rt上之測量用圖案MPn ’雖說明有關使用配置於開口圖案Ap内之中央部的j 種L/S圖案（多條狀圖案），但不用說，本發明並不限於此。作為測量用圖案，可使用密集圖案與孤立圖案中任一者或並用則述一者’亦可使用週期方向不同之至少2種l/s圖案、及孤立線與接觸窗（contact hole)等。作為測量用圖案 MPn，使用L/S圖案時，週期比及週期方向可為任意者。又，作為測量用圖案MPn，使用週期圖案時，該週期圖案不僅可為L/S圖案，亦可為譬如週期配列點狀標印（d〇t mark)之圖案。原因為，其與用以測量影像之線幅等習知之方法不同’係以數值檢測影像之形成狀態之故。又’前述實施態樣中，雖依據1種數值而求得最佳聚焦位置’但不限於此，亦可設定多種數值並依該等數值而求本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2]〇><297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂| -80 - 五、發明説明（78 ) 得各個最佳聚焦位置權平均值）而求得最佳 ’或’亦可依前述數值之平均值（或加聚焦位置。又、刖述實施態樣中，雖令抽出像素資料之領域呈矩 ::旦並不限於此例，亦可為譬如圓形及橢圓形、或三角 '。又’亦可任意其大小。即，藉由配合測量用圖案Mpn ❹狀而設定抽出領域’可減少雜訊並提高S/N比。此外，未進行前述之外框檢測時，即不一定須對形成於評價點對應領域DBn之抗_影像進行攝影。馨如，須提同攝影資料之解像力時，亦可藉由提高對準檢測系統AS 之FIA感測器之倍率’並交互依次進行-令晶圓平台18於 χγ二維方向上以預定距離步進之動作，及一對ha感測器 2姓劑影像進行攝影之動作，而於每—區分領域進行攝影身料之取入。進而’譬如於前述第j領域與第2領域，Μ 感心之影像的取入次&可相#，藉此，可縮短測量時間此外，前述實施態樣之曝光裝置1〇〇中，主控制裝置28 依存除於未圖示之記憶裝置内之處理程式，進行前述投影光學系統之光學特性之測量，藉此，可實現測量處理之自動化 Μ然’该處理程式亦可保存於其他之資訊紀錄媒體 (CD-ROM、Μ0等）。進而，進行測量時，亦可由未圖示之伺服器下載處理程式。又，亦可將測量結果送予未圖示之伺服器、或透過網際網路及内部網路，藉由電子郵件及槽案傳送而通知外部。又’作為攝影裝置，亦可使用設於曝光裝置外之專用本紙張尺度適用中國國家標準（⑽）A4規格（210X297公釐） -81 - 563178

五、發明説明（ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本X〕之攝影I置（譬如光學顯微鏡等）。X，藉料處理以外之方法進订外框檢測時，亦可使用lsa系之對準感測器等。進而，亦可無操作者居中處理，而依前述測量結果（最佳聚焦位置等）调整投影光學系統pL之光學特性。即，曝光裝置可具有自動調整機能。又’若未進行依外框基準之各區分領域之位置算出，便無須如前述實施態樣，藉配置呈矩陣狀之多數區分領域構成晶圓上之評價點對應領域。此係由於，即使晶圓上任位置轉印有圖案之轉印影像，但使用該攝影資料求得數據便已足夠之故。即，若可作成攝影資料檔案便已足夠。 •、7 又，則述實施態樣中，作為其中一例，係將區分領域内指定範圍之像素值之分散（或㈣偏差）作為數值E而加以採用，但本發明並不限於此例，亦可將區分領域内或其中-部分（譬如前述之指冑範圍）之像素值的加法值、微分總合值作為數值E。又，前述實施態樣中說明之外框檢測决算係其中一命j，並不限於該 <列，亦可藉纟譬如與前述界線檢測相同之手法，於評價點對應領域DBn之4邊（上邊、下邊、左邊、及右邊)分別檢測至少2點。如此，依據所檢測出之至v 8點，可進行譬如與前述相同之頂點檢測、累計總合值等。X，前述實施態樣中，如第3圖所示，雖說明有關藉遮光部而於開口圖案之内部形成測量用圖案Μ。之例，但並不限於此，亦可與第3圖相反地，於遮光部内形成由透光性之圖案組成之測量用圖案。《第2實施態樣》本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公嫠） • 82 - 563178 A7 B7 五、發明説明（80 ) ~~^ 其次，參照第22圖〜第30圖，說明本發明第2實施態樣。本發明第2實施態樣中，使用與前述第丨實施態樣之曝光裝置100相同構成之曝光裝置，進行投影光學系統凡之光學特性之測量及曝光。該曝光裝置與前述曝光裝置丨〇〇相較，僅主控制裝置内部之CPU處理演算不同，其他部分之構成等均與前述曝光裝置1〇〇相同。因此，以下之說明中，由避免重複說明之觀點，相同之部分便付予同樣之元件標號，並省略其說明。本第2實施態樣中，進行光學特性之測量時，作為測量圖案，係使用如第2圖所示之形成有測量用圖案2〇〇之測量用標線片（為RT，）。該測量用標線片Rt，與前述測量用標線片RT相同地，於呈略正方形之玻璃基板中央，形成由鉻等遮光構件構成之圖案領域P A，且，分別設於該圖案領域p a 之中心（即，與標線片rt’之中心（reticle center)一致）及4個角等部分，合計5處上之透光部内，形成有測量用圖案2〇〇。又，同樣地形成標線片對準標印。此處，使用第22圖，說明有關形成於測量用標線片Rt，之圖案領域P A内之測量用圖案2 〇〇。測量用圖案200於本第2實施態樣中，其一例係如第22 圖所示，由多數條呈條狀圖案（遮光部）組成之4種圖案，即第1圖案CA1、第2圖案CA2、第3圖案CA3、及第4圖案CA4 所構成。此處，第1圖案CA：l，係一具有預定線幅之行間距 (以下，略稱為「L/S」）圖案，且週期方向為紙面左右方向 (X軸方向：第1週期方向）。第2圖案CA2，係一於紙面内逆本紙張尺度適用中國國豕^準A4規格（2】〇x297公楚) *· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-83- 563178 A7 —~^_B7 _ 五、發明説明（81 ) 時針旋轉前述第1圖案CA1 90度之形狀，且具有第2週期方向（Y軸方向）。第3圖案CA3，係一於紙面内逆時針旋轉前述第1圖案CA1 45度之形狀，且具有第3週期方向。第4圖案CA4，係一於紙面内順時針旋轉前述第1圖案cai 45度之形狀，且具有第4週期方向。即，各圖案CA1〜CA4，除週期方向相異外，其餘均係以相同之形成條件（週期、週期比等）所形成之L/S圖案。又’前述第2圖案CA2係配置於前述第1圖案cai之紙面下側（+Y側）’刖述第3圖案CA3係配置於前述第1圖案 CA1之紙面右側（+X側），前述第4圖案cA4係配置於前述第 3圖案CA3之紙面下側（+Y側）。又’於標線片RT ’之圖案領域p A内，於進行標線片，之對準之狀態，於每一對應於投影光學系統PL之視野内可檢測其光學特性之多數評價點的位置，分別配置前述測量用圖案200。其次，有關本第2實施態樣之曝光裝置中之投影光學系統PL的光學特性測量方法，係參照簡略化顯示主控制裝置 28内之CPU處理演算之第23圖及第24圖的流程圖，並適宜地使用其他圖面，而加以說明。首先，第23圖之步驟902中，與前述步驟4〇2相同地，於標線片台RST上裝載標線片Rt，，並將晶圓Wt裝載於晶圓平台18上。此外，晶圓WT係於其表面以正型之光阻材料而形成有感光層者。於次一步驟904中，以與前述步驟4〇4相同之順序，進本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公楚） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、? -84- 563178 A7 B7 五、發明説明（82 仃標線片對準、標線片遮廉之設定等預定準備作業。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 於步驟908中，與前述步驟408相同地，初始化曝光能量之目標值。即，除設定曝光能量之目標值外，並於前述述計數器j設定初始值「1」，且，將曝光能量之目標值設定而前述計數器j係用以設定進行曝光時之晶圓WT的行方向之移動目標位置者。此外，本實施態樣中，亦以ΛΡ刻度而使曝光能量由Ρι變化至Pn(其中一例，N = 23)(Ρ』==Pi〜p23)。

•、町I 於步驟910中，與前述步驟410相同地，初始化晶圓Wt 之聚焦位置（Z軸方向之位置）之目標值。即，除設定晶圓 WT之聚焦位置之目標值外，並於前述計數器丨設定初始值厂1」，且，將晶圓WT之聚焦位置之目標值設定&為； (i—- 1)，而前述計數器丨係用以設定進行曝光時之晶圓Wτ的列方向之移動目標位置者。本第2實施態樣中，亦以刻度而使晶圓WT之聚焦位置由Zi變化至ΖΜ(其中一例，Μ = 13)(Zi= ΖγΖη)。 τ 因此，本第2實施態樣中，由於分別變更有關投影光學系統PL之光軸方向的晶圓wT位置、及照射於晶圓wT上之脈衝照明光IL之能量，且將測量用圖案2〇〇n (n=1〜5)依次轉印於晶圓WT上，故進行ΝχΜ(其中一例為23XI3=299)次之曝光。與投影光學系統PL視野内之各評價點對應之晶圓w 上之領域（以下稱為「評價點對應領域」）db1〜db5，分別轉印有NxM個測量用圖案200n。此外，該評價點對應領域 DB1〜DB5於投影光學系統pl之視野内，對應於可檢測其光 -85- 563178 A7 —---J^Z____ 五、發明説明（83 ) 學特性之多數評價點。此處，本實施態樣中，由於使資料處理效率化，故，假想地將各評價點對應領域DB1〜DB5分別分割為NxM個矩陣狀之區分領域，並以DAi，j (i=l〜M、 j = l〜N)表示各區分領域。此外，區分領域DAi，j與前述第1 實施態樣相同地，配列呈+χ方向為行方向（i之增加方向）， +Y方向為列方向〇之增加方向）。又，以下說明中所使用之下標i、j及Μ、N，具有與前述相同之意義。返回第23圖，於步驟912中，與前述步驟412相同地，將ΧΥ平台20(晶圓Wt)移動至晶圓Wt上之各評價點對應領域DBn(n=l〜5)之假想區分領域DAij (此處為DAii (參照第 25圖））内，分別轉印測量用圖案2〇〇n之影像的位置上。於下一步驟914中，於前述步驟414相同地，將晶圓平台18朝Z軸方向及傾斜方向微驅動，俾與所設定之晶圓貨丁之聚焦位置之目標值Zi(此時為Zl)一致。於步驟916中，執行曝光。此時，控制曝光量，俾為所設定之晶圓WT上之一點中之曝光能量（曝光量）的目標值 (此時為P!)。作為該曝光能量之控制方法，可單獨使用前述第1〜第3方法，或適宜地加以組合使用。藉此，如第25圖所示，於晶圓Wt上之各評價點領域 DB1〜DB5之區分領域DAii，分別轉印有對應之測量用圖案 2〇〇„之影像。 ” 於步驟920中，藉由判斷晶圓冒7之聚焦位置的目標值疋否為ZM以上，以判斷於預定z範圍之曝光是否結束。此處由於最初目標值匕之曝光結束，故進入步驟922，除令本紙張尺度適用中國國家標準（(^S) A4規格（2】〇χ297公着）

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---- -86 - 563178 A7 「 B7 五、發明説明（84 ) '~' — 計數器i加上1外（卜i+Ι)，並於晶圓^之聚焦位置的目標值加上△Ζ^Ζ + ΛΖ)。此處，將聚焦位置之目標值變更為 Ζ2(=Ζι+ΛΖ)後，返回步驟912。於該步驟912中以預定之步進間距於ΧΥ面内，將ΧΥ平台2〇移動至預定方向（此時為 -Υ方向），以衫晶圓wT之位置，而該位置係分別轉印有測量用圖案2〇〇n影像之晶圓Wt上各評價點對應領域DBn之區分領域da2>1。於步驟914中，將晶圓平台18於光軸Αχρ之方向上僅步進移動ΛΖ，以令晶圓Wt之聚焦位置與目標值（此時為^ 一致，接著，於步驟916中，與前述相同地進行曝光，將測篁用圖案200„之影像分別轉印於晶圓界了上各評價點對應領域DBn之區分領域DA2，i。之後，反覆進行步驟920 922 912 914 916(包含判斷）之循環處理，迄至步驟92〇中之判斷為肯定，即，迄至判斷當時所設定之晶圓貿7之聚焦位置的目標值為ZM。藉此，晶圓wT上各評價點對應領域DBn之區分領域〜M)内分別轉印有測量用圖案2〇〇n。另一方面，若針對區分領域DAmi之曝光結束，且前述步驟920中之判斷為肯定，便進入步驟924，判斷當時所設定之曝光能量之目標值是否為Pn以上。此時，由於所設定之目標為Pl，故該步驟924中之判斷為否定，進入步驟 926 ° 於步驟926中，除令計數器j加上1外（』—j + 1)，並於曝光能量之目標值加上△!>(!>』· —Pj + Ap)。此處，將曝光能量本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱）

•訂 · (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -87- 563178 A7 ------ -B7____ 五、發明說明（85 ) 之目標值變更為P2(=P1 + AP)後，返回步驟91〇。其後，於步驟910中初始化晶圓WT之聚焦位置的目標值後’反覆進行步驟912—914—916 —*920—922之循環處理 (包含判斷）。反覆進行該循環處理迄至步驟920中之判斷為月定’即’迄至有關於曝光能量之目標值p2中之預定晶圓 wT之聚焦位置範圍内之曝光結束。藉此，晶圓Wt 上各評價點對應領域DBn之區分領域DAi，2(i=l〜Μ)内分別轉印有測量用圖案2〇〇η2影像。另一方面，若有關於曝光能量之目標值ρ2中之預定晶圓wT之聚焦位置範圍（Ζι〜Ζμ)内之曝光結束，則步驟92〇中之判斷為肯定，進入步驟924，判斷所設定之曝光能量之目才示值是否為ΡΝ以上。此時，由於所設定之曝光能量之目標值為Ρ2 ,故進入步驟926。於步驟926中，除令計數器j加上 1外’並於曝光能量之目標值加上△以匕―ρ』· + ΑΡ)。此處，將曝光能量變更為P3後，返回步驟91〇。之後，反覆進行與前述相同之處理（包含判斷）。如此’若有關預定曝光能量範圍（Pl〜pN)内之曝光結束，則步驟924中之判斷為肯定，進入步驟95〇。藉此，晶圓Wt上之各評價點對應領域DBn内，如第25圖所示，分別形成有曝光條件相異之NxM(其中一例為23χ13=299)個測量用圖案200ni轉印像（潛像）。步驟950中，透過未圖示之晶圓卸載構件將晶圓由晶圓平台18上卸載，並使用未圖示之晶圓搬送系統，將晶圓冒丁搬送至串聯連接於曝光裝置之未圖示的塗敷機顯影本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2〗〇><297公贊） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .訂— -88- 563178 A7 ____Β7_ 五、發明説明（86 ) — "^ 機。將晶圓WT搬送至前述塗敷機顯影機後，進入步驟 952，等待晶圓WT之顯像結束，於該步驟952中之等待時間内，藉塗敷機顯影機進行晶圓Wt之顯像。因該顯像結束，晶圓WT上形成有如第25圖所示之矩形（長方形）評價點對應領域DBn(n=l〜5)之抗蝕劑影像，形成有該抗蝕劑影像之晶圓WT，為用以測量投影光學系統Pl之光學特性的試料。於前述步驟952之等待狀態中，若藉由來自未圖示之塗敷機顯影機之控制系統之通知而確認晶圓Wt之顯像結束，便進入步驟954，對未圖示之晶圓裝載構件下達指示，與前述步驟902相同地將晶圓Wt再次裝載於晶圓平台18 後，進入算出步驟956之投影光學系統之光學特性的副處理 (以下，亦稱為「光學特性測量例程」）。於该光學特性測量例程中，首先，於第24圖之步驟958 中，與前述步驟502相同地，參照計數器n ,將晶圓Wt移動至可以對準檢測系統AS檢測晶圓wT上之評價點對應領域 DBn之抗蝕劑影像的位置。此處，計數器^^為令n初始化為1 者故，此處，所決定之晶圓WT之位置，係可以對準檢測系統AS檢測第25圖所示之晶圓Wt上之評價點對應領域 DB!的抗蝕劑影像之位置。此外，以下之光學特性測量例程之說明中，適宜地將評價點對應領域之抗蝕劑影像略稱為「評價點對應領域DBn」。於次一步驟960中，使用對準檢測系統ASiFIA感測器對曰曰圓WT上之評價點對應領域DB〆此處為DB1)進行攝本紙張尺度適财關家標準Μ規格⑵0X297么$ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ·、τ -89- 563178 A7 — B7 五、發明説明（87 )~ 影，取入該攝影資料。此外，由m感測器供給之多數像素資料Μ之攝影資料，於本第2實施態樣中，亦為抗钱劑影像之濃度越高（越接近黑色），像素資料之值越大者。又，此處，雖對形成於評價點對應領域叫之抗钱劑影像進行攝影，但，譬如須提高攝影資料之解像力時，亦可藉由反覆交互進行-提高對準檢測系統Arfia感測器之倍率’令晶®平台18於灯二維方向步進預定距離之動作，以及-對FIA感測器之抗姓劑影像進行攝影之動作，而於每一區分領域進行攝影資料之取入。於下-步驟962中，整理形成於來自FIA感測器之評價點對應領域DBn(此處為DBi)内之抗㈣影像之攝影資料，於每-圖案CA i〜CA4中作成各區分領域DAi j之攝影資料即，由於各區分領域DAi j内轉印有4個圖案CAKA4 之影像，故如第26圖所示，將區分領域DAij進而分割為4 個矩形領域，並以將轉印有圖案⑶影像之^領域總幻内之像素資料作為圖案CA1之攝影資料、將轉印有圖案 CA2影像之第2領域AREA2内之像素資料作為圖案㈤之攝影資料、將轉印有圖案CA3影像之第3領域area3内之像素貝料作為圖案CA3之攝影資料、將轉印有圖案CA4影像之第4領域AREA4内之像素資料作為圖案ca4之攝影資料’而作成攝影資料檔案。返回第24圖，於步驟964中，將對象圖案設定為第1@ 案CA1，並由前述攝影資料檔案中，抽出各區分領域DA" 中之第1圖案CA1之攝影資料。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -90- 563178 A7 _______________B7_ 五、發明説明u77 — " ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、V驟966中，於每一區分領域DAij加上包含於第1領域AREA1内之所有像素資料，並求得作為有關像素資料代表值之對比，令該加法值（進行加法結果）為第1對比

Kli，j(i=l〜Μ、j = i〜n)。於步驟968中，依據第1對比Kli，j，於每一區分領域DAi j 檢測第1圖案CA1影像之形成狀態。此外，作為影像形成狀 L之檢測，雖可考慮各種態樣，但本第2實施態樣中，仍與前述第1實施態樣相同地，著眼於區分領域内是否形成有圖案之影像。即，將前述各區分領域DAij之第1圖案CA1的第對比K1M與預疋之第J臨界值s丨作一比較，以檢測有無各區分領域DAi，j中之第i圖案CA1之影像。此處，第请比叫』大於第1臨界值S1時，判斷為形成有第1圖案CA1之影像， 7作為该結果之判斷值Fli』（i=1〜M、」=1〜N)為「〇」。另一方面，第1對比ΚΙ"未達第i臨界值81時，判斷為未形成有第1圖案CA1之影像，而令作為檢測結果之判斷值F1i，j為 1」。藉此，可針對第1圖案CA1而得一如第27圖所示之結果。該結果保存於未圖示之記憶裝置。此外，第丨臨界值 S1可為預先設定之值，操作者亦可使用未圖示之輸入輸出裝置而予以變更。返回第24圖，於步驟970中，依前述之檢測結果，與前述第1實施態樣相同地求得形成於每一聚焦位置之圖案影像。即，於每一聚焦位置計算有幾個判斷值「〇」之區分領域’並將該計算結果作為圖案殘存數T』(i=丨〜M)。此時，略過具有與周圍領域相異之值，即所謂略過領域。譬如，第本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2WX297公釐） -91- 五、發明説明（89 ) 27圖之場合，晶圓WT之聚焦位置為Z1，圖案殘 Tmz2，T2=1;為23,丁3=2;為24，丁4=5;為Ha、、、· 為 4 ，·為 ζ7，τ7=11 ;為 Ζ8，Τ8=9 ;為 Ζ9，,·為 Ζ10 Τ10—5，為Ζ"，Τιι=2 ;為212，TU=1 ;為匕3，如此可求得聚焦位置與圖案殘存數1之關係。 1、此時，為減輕略過領域對圖案殘存數几之檢測結果所每成之〜響，可進行與前述相同之過濾處理。、返回第24圖，於步驟972中，確認前述聚焦位置與圖案殘存數t之關係中是否顯現呈山狀之曲線。譬如，針對第、1 圖案CA1而;^到第27圖之檢測結果時，由於中央之聚焦位置（z7)的圖案殘存數^為^、於兩端之聚焦位置（Uy 之圖案殘存數為(Tl，Ti3)，故判斷為顯現呈山狀之曲線驟972之判斷為肯定），進入步驟974。 , 於步驟974中’由聚焦位置與圖案殘存數之關係，求付聚焦位置與曝光能量之關係。將圖案殘存數^變換光月匕量jib時，利用一與第i實施態樣相同之理由，可令圖案殘存數Ti與曝光能量成比例。因此，聚焦位置與曝光能量之關係，顯示具有一與聚焦位置及圖案殘存數Ti之關係相同之傾向（參照第28圖）。 “，次’於第24圖之步驟974中’依據前述聚焦位置與曝光能量之關係，譬如第28圖所示，求得表示聚焦位置與曝光能量之相關關係之高次近似曲線（譬如4〜6次曲線）。於步驟976中’判斷前述近似曲線中是否求得達於某程度之極值。且’該判斷為肯定時’即求得極值時，進入步 ^3178 A7 "^_______67 五、發明説明（90 ) ~--- :978_’以前述極值附近為中心，譬如第μ圖所示，再次求侍表不聚焦位置與曝光能量之相關關係的高次近似曲線 (譬如4〜6次曲線）。且’於步驟98G中，求出前述高次近似曲線之極值，並將當時之聚焦位置作為光學特性之—之最佳聚焦位置，將A最佳聚焦位置保存於未圖示之記憶裝置。藉此，可求得依據第1圖案CA1之第！對j的最佳聚焦位置。於次一步驟982中，判斷用於影像形成狀態之檢測上的對比疋否為第1對比Kli，j。且，該判斷為肯定時，即係第丄對比Kli，j時，進入步驟988，算出各區分領域DAi，j中之對象圖案，此時為第1圖案CA1之第2對比。具體而言，係由前述攝影資料檔案抽出第i圖案CA1之攝影資料。且，於每一區分領域DAy，如第30圖所示，加上包含於設定於前述第 1領域AREA1之中央部且具有約4分之！之前述第i領域 ARE A1之面積的第1副領域ARE A丨a内之所有像素資料，求得作為有關像素資料代表值之對比，並將該加法值（進行加法結果）作為第1圖案CA1之第2對比K2i j(i=1〜Μ、j = 1〜N)。即，求得除構成第1圖案CA1之L/S圖案之兩端呈線狀圖案的攝影資料外之對比。因此，第1副領域AREAlai大小係依第1圖案CA1之大小而作決定。返回第24圖之部968,代替前述第1對比Klq而使用第2 對比K2i，j ，與前述同樣地，反覆進行步驟 968 970 972 974 976 978 980之處理、判斷。藉此，可求得依據第1圖案CA1之第2對比K2i，j之最佳聚焦位置。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、一 -93- 563178 A7 B7 五、發明說明（另一方面，步驟982中之判斷為否定時，即用於影像形成狀態之檢測上之對比非第丨對比Kli j時，判斷為當時之對 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 象圖案，此時為於第1圖案CA1之處理結束，且進入步驟 984 〇於步驟984中，判斷處理結束之對象圖案是否為第4圖案CA4。此處，由於處理結束之對象圖案為第〗圖案cA1，故步驟984中之判斷為否定，進入步驟996，將對象圖案變更為人對象圖案’此時為第2圖案CA2，返回步驟966。於步驟966中，與前述第}圖案之場合相同地算出各區刀項域DAi，j中之對象圖案，此時為第2圖案CA2之第1對比 K1U。藉此’於每一區分領域，將包含於第2領域ArEA2 、可| 内之所有像素資料的加法值作為第2圖案CA2之第丨對比 Kli，j而進行算出。且，與則述第1圖案C A1之場合相同地，反覆進行步驟 968^9704972—>974—976—978->980之處理、判斷。藉此，可求得依據第2圖案CA2之第1對比Klij的最佳聚焦位置。於次一步驟9 8 2中，判斷用於影像形成狀態之檢測上之對比疋否為第1對比K1i,j，此處，由於使用第1對比Kli，j，故判此處之斷為肯定，進入步驟988，以與前述相同之順序算出各區分領域DAij中之對象圖案，此時為第2圖案CA2 之第2對比。藉此，於每一區分領域DAij，如第3〇圖所示，將包含於設定於前述第2領域AREA2之中央部且具有約4 分之1前述第2領域AREA2之面積之第2副領域AREA2a内的所有像素資料之加法值，作為第2對比K2i，j(i=l〜Μ、

Α4規格（210X297公釐） -94- 563178 A7 ------一 —__B7 五、發明説明（977"~ ' ^— j = l〜N)而進行算出。且，返回步驟968,使用第2對比K2ij，與前述同樣地，反覆進行步驟 968—97〇4972—974—976—978’M〇之處理判斷。藉此，可求得依據對象圖案之第2圖案CA2的第 2對比Κ2ί，』之最佳聚焦位置。另一方面，如前述，若於第2圖案CA2之處理結束，則步驟982中之判斷為否定，進入步驟984。於步驟984中，判斷處理結束之對象圖案是否為第4圖案CA4。此處，由於處理結束之對象圖案為第2圖案cA2 , 故步驟984之判斷為否定，進入步驟996，將對象圖案變更為次一對象圖案，此時為第3圖案CA3 ,且返回步驟966。於步驟966中，與前述同樣地算出各區分領域DAij中之對象圖案，此時為第3圖案CA3之第1對比Kli，』·。藉此，於每一區分領域DAi j ,將包含於第3領域AREA3内之所有像素資料的加法值作為第3圖案CA3之第i對比而進行算出。反覆進行步驟 968—>970—972—974—976->978~^980之處理、判斷。藉此，可求得依據第3圖案CA3之第1對比ΚΙ。的最佳聚焦位置。於步驟982中，判斷用於形成狀態之檢測上之對比是否為第1對比κι」，此處，由於使用第丨對比Kli，j ,故此處之判斷為肯定，進入步驟988，以與前述相同之順序，算出各區分領域DAi，j中之對象圖案，此時為第3圖案CA3之第2對比。藉此，於區分領域DAid，如第30圖所示，將包含於設本紙張尺度適用中國國家標準（Q^s) A4規格（2〗〇><297公董） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .、可| -95 - 563178 A7 B7 五、發明説明（93 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 定於前述第3領域AREA3之中央部且具有約4分之1前述第 3領域AREA3之面積之第3副領域AREA3a内所有之像素資料的加法值作為第2對比K2i，j(i=l〜Μ、j = l〜N)而進行算出。且，返回步驟968,使用第2對比K2i，j，與前述相同地，反覆進行步驟 968—970—^972 —974—976—^978—980 之處理、判斷。藉此，可求得依據對象圖案之第3圖案CA3的第 2對比K2i，j之最佳聚焦位置。另一方面，如前述，若於第3圖案CA3之處理結束，則步驟982中之判斷為否定，進入步驟984。於步驟984中，判斷處理結束之對象圖案是否為第4圖案C A4。此處，由於處理結束之對象圖案為第3圖案CA3，故步驟984之判斷為否定，進入步驟996，將對象圖案變更為次一對象圖案，此時為第4圖案CA4，且返回步驟966。於步驟966中，與前述相同地算出各區分領域DAU中之對象圖案，此時為第4圖案CA4之第1對比Kli，j。藉此，於每一區分領域DAi，j，將包含於第4領域AREA4内之所有像素資料的加法值作為第4圖案CA4之第1對比ΚΙ"而進行算出。反覆進行步驟968—9 70—972—974—976—978—9 80 之處理、判斷。藉此，可求得依據第4圖案CA4之第1對比Kli，j 的最佳聚焦位置。於次一步驟982中，判斷用於影像形成狀態之檢測上之對比是否為第1對比Kli，j，此處，由於使用第1對比Kli，j，故此處之判斷為肯定，進入步驟988，以與前述相同之順本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -96- 563178 A7 _______B7_ 五、發明説明（94 ) 序，算出各區分領域DAi，j中之對象圖案，此時為第4圖案 CA4之第2對比。藉此，將包含於設定於前述第4領域AREA4 之中央部且具有約4分之1前述第4領域AREA4之面積的第 4副領域AREA4a内之所有像素資料的加法值作為第4圖案之第2對比K2i，j(i=l〜μ、j = l〜N)而進行算出。且，返回步驟968,使用第2對比K2i，j，與前述相同地，反覆進行步驟 968 —>97〇i972—»974—>976—978—>980 之處理、判斷。藉此，可求得依據對象圖案之第4圖案ca4之第 2對比K2i，j的最佳聚焦位置。另一方面，如前述，若於第4圖案CA4之處理結束，則步驟982之判斷為否定，進而步驟984中之判斷為肯定，便進入步驟986。於該步驟986中，參照前述計數器n，判斷是否有未處理之評價點對應領域。此時，由於關於評價點對應領域DBi之處理剛結束，故此處之判斷為肯定，進入步驟987，令计數器n加上i(n—n+1)後，返回步驟，參照計數器η ’於次-之評價點對應領域内，決定晶圓^之位置，此時，該位置係可以對準檢測系統入3檢測評價點對應領域DB〗之位置。之後，反覆進行步驟958後之處理、判斷，且，與前述砰價點對應領域DBi之場合相同地，依據第^匕及第2對比而分別求得最佳聚焦位置。且，若於評價點對應領域db2之第4圖案CA4的處理結束，則步驟984中之判斷為肯定，$入步驟986，參照前述計數器η，·是否有未處理之評價點對應L此處，由本紙張尺用中國國家標準（⑽Α4^~^〇χ297公爱---- (請先閲讀背®.之注意事項再填寫本頁)

-97- 563178 A7 B7 五、發明説明（95 於有關評價點對應領域DBl、DB<處理剛結束，故此處之判斷為肯定’進入步驟987，令計數器n加上i，返回步驟 958。之後，反覆進行前述步驟㈣後之處理，迄至步賴6 中之判斷為否^，有關其他之評價點對應領域叫〜叫，亦與前述評價點對應領域DBi之場合相同地，分別針對第^ 圖案〜第4圖案，依據第丨對比及第2對比而求出各個最佳聚焦位置。另一方面，前述步驟976中之判斷為否定時，即判斷為前述近似曲線中無極值時，便進入步驟99〇,判斷用於影像形成狀態之檢測上之臨界值是否為第2臨界值U。且，該步驟990中之判斷為否定時，即，用於形成狀態之檢測上之臨界值為第i臨界值81時，進入步驟994,使用第2臨界值（第1臨界值S1)而進行影像形成狀態之檢測。此外，第2臨界值S2與第1臨界值S1相同，可為一預先設定之值，操作者亦可使用未圖示之輸人及輸出裝置而予以變更。於前述步驟994中，以與前述步驟_相同之順序，進行影像形成狀態之檢測。且，若於該步驛994中之影像形成狀態之檢測結束，便進入步驟970,以與前述相同之處理，反覆進行判斷。另一方面，前述步驟990中之判斷為肯定時，即用於影像形成狀態之檢測上之臨界值為第2臨界值§2時，進入步驟"2 ’判斷為無法測量，於將該主旨（無法測量）之資訊作為檢測結果而保存於未圖示之記憶裝置後，進入步驟982。定現 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

•、可I 進而，與前述相反地，前述步驟972中之判斷為否時，即，判斷為聚焦位置與圖案殘存數乃之關係中未顯 -98- 563178 五、發明説明（96 呈山狀之曲線，則進人步驟_，之後，進行與前述相同之處理、判斷。如此，若針對晶圓Wt上所有測量點對應領域叫〜叫作出最佳聚焦位置之算出或無法測量之判斷時，則步驟_ 之判斷即為否定’進人步驟998，依據前述求得之最佳聚焦位置异出其他之光學特性，其中—例係如下所述者。即，譬如於每一評價點對應領域，算出由各圖案 CA1〜CA4之第2對比求得之最佳聚焦位置之平均值（單純平均值或加權平均值），除將之作為投影光學系統PL視野内之各評價點的最佳聚焦位置外，並依該最佳聚焦位置之算出結果，算出投影光學系統PL之像面彎曲。又，依據譬如由第1圖案CA1之第2對比求得之最佳聚 …、位置，與由第2圖案CA2之第2對比求得之最佳聚焦位置，而求得像散，並依據由第3圖案CA3之第2對比求得之最佳聚焦位置，與由第4圖案CA4之第2對比求得之最佳聚焦位置，求出像散。且，由前述像散之平均值，求得於投影光學系統PL視野内之各評價點的像散。進而，有關譬如投影光學系統PL視野内之各評價點，依據如前述算出之像散，藉由最小二乘法之近似處理，求知像散面内均一性，並由像散面内均一性與像面彎曲求得總合焦點差。又，譬如，有關各圖案CA1〜CA4，由第1對比求得之最佳聚焦位置與由第2對比求得之最佳聚焦位置之差，求出投影光學系統之慧型像差之影響，及圖案之週期方向與慧本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）

訂， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -99- 563178 A7 --~-----E_________ 五、發明説明（97 ) 型像差之影響的關係。如此求得之投影光學系統之光學特性資料，除保存於未圖示之記憶裝置外，並顯示於未圖示之顯示裝置之晝面上。如此’結束第23圖之步驟956之處理，結束一連串之光學特性之測量處理。裝置製造之場合中，由於本第2實施態樣之曝光裝置之曝光處理動作，係與前述第1實施態樣之曝光裝置1〇〇之場合同樣地進行，故省略詳細說明。如前述’依本第2實施態樣之光學特性測量方法，因藉由將作為有關影像轉印領域之像素資料之代表值的對比與預定之臨界值作一比較，並使用一檢測影像形成狀態之影像處理手法，故與習知藉目視測量尺寸之方法（譬如前述之 CD/聚焦法等）相較，可縮短檢測影像之形成狀態所需之時間。又由於使用影像處理，即一客觀且定量之檢測手法，故與測量習知之尺寸之方法相較，可精確度良好地檢測圖案衫像之形成狀態。且，由於依客觀且定量而求得之形成狀態之檢測結果決定最佳聚焦位置，故可於短時間内、且精破度良好地求得最佳聚焦位置。因此，不但可提高依該最佳聚焦位置而決定之光學特性之測量準確度及測量結果之重現性，由該結果，亦可提高光學特性測量之生產量。又，與測量習知之尺寸之方法（譬如前述之CD/聚焦法即SMP聚焦測s法等）相幸交，由於可使測量用目案縮小本紙張尺度朗巾關緒準（CNS) Α4規格公釐了 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •、^τ— -100- 563178 A7 -------- B7 _______ 五、發明説明（98 ) ^ — ~^ 可於標線片之圖案領域PA内配置較多之測量用圖案。因此不但可增加評價點之數目，亦可縮小各評價點間之間隔，由该結果，可提高光學特性測量之測量精確度。又，本第2實施態樣中，因藉由將測量用圖案影像之轉 P項域之對比與預定之臨界值作一比較，而檢測測量用圖案影像之形成狀態，故無須於標線片Rt之圖案領域pA内配置測量用圖案以外之圖案（譬如比較用之基準圖案及決定位置用之;f示印圖案等），因此，不但可增加評價點之數目，亦可縮小各評價點間之間隔。藉此，由該結果，可提高光學特性之測量精確度及測量結果之重現性。依本第2實施態樣之光學特性測量方法，由於係以統計處理之近似曲線之算出，即以確實之方法為基礎，故可安定地、高精確度且確實地測量光學特性。此外，依近似曲線之次數，可由該變曲點與預定之切割等級之多數交點等而算出最佳聚焦位置。又’依本第2實施態樣之曝光方法，考慮到如前述決定之最佳聚焦位置時，由於設定曝光時之聚焦控制目標值，故可有效地抑制因離焦而產生之色斑，並高精確度地將細微圖案轉印於晶圓上。進而，本第2實施態樣中，由於第1對比係轉印有圖案影像之整個轉印領域之像素資料之加法值，故可S/N高地且精確度良好地求得影像形成狀態與曝光條件之關係。又，本第2實施態樣中，因第2對比係由轉印有l/S圖案之影像之轉印領域的像素資料中，去除位於構成L/s圖案之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） * » f請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁}

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線狀圖案兩端之呈線狀圖案之像素資料，故可消除對影像形成狀態之檢測結果造成影響之投影光學系統之光學特性之一的慧型像差，且精確度良好地求得光學特性。且，由一參照第1對比之最佳聚焦位置與一參照第2對比之最佳聚焦位置之差，可抽離出投影光學系統之光學特性之一之慧型像差的影響。此外，前述第2實施態樣中，雖標線片rt，上之測量用圖案200n係僅週期方向為不同之4種類之L/s圖案，但不用說，本發明並不限於此例。作為測量圖案，可使用密集圖案與孤立圖案中任一者，或並用兩者之圖案，亦可為至少^ 種類之L/S圖案，譬如1種類之L/s圖案，又，亦可使用孤立線及接觸窗。作為測量用圖案，使用L/s圖案時，週期比及週期方向可為任意。又，作為測量用圖案，使用週期圖案時，忒週期不僅L/S圖案，譬如亦可為週期配列點狀標印之圖案。此係由於本發明與測量影像之線幅等習知之方法相異’而以對比檢測影像之形成狀態之故。又，前述第2實施態樣中，雖分別以2種類之對比（第1 對比與第2對比）而求得最佳聚焦位置，但亦可以任一方之對比而求出最佳聚焦位置。進而，前述第2實施態樣中，雖令形成有圖案之部分之像素資料大於未形成有圖案之部分，但並不限於此。又，前述實施態樣中，雖由像素資料之加法值而求得對比，但並不限於此，亦可譬如算出像素資料之微分總合值、分散值、或標準偏差，而將該算出結果作為對比。且，譬如亦本、，氏張尺度適用中國國家標準（⑽）从規格⑵公爱） -102- 563178 A7 -------------- B7 _ 五、發明説明(1〇〇)" "" 可將未殘留有圖案處之像素資料作為基準，而將對比相對於该基準偏黑時或偏白時判斷為形成有圖案。、 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 此外，前述第2實施態樣中，作為第2對比，亦可採用有關前述像素資料之代表值（數值）。此時，作為用以判斷有無圖案之代表值（數值），可採用各領域（前述實施態樣為第1領域AREA1〜第4領域AREA4)内之像素值之偏差。譬如，可將領域内指定範圍之像素值之分散（或標準偏差、加法值、微分總合值等）作為數值E而加以採用。如，於數值算出上，可使用一令中心與分別轉印有圖案CA1〜CA4之領域（AREA1〜AREA4)約略相同之該領域 (AREA1〜AREA4)縮小約60%之範圍内者，而作為前述之指定範圍，譬如係中心與領域（AREA 1〜AREA4)相同且令該領域縮小A%(作為其中一例，60%<A%<100%)程度之範圍者。此時，由於圖案部約佔領域（AREAi〜ArEA4)之60%，因而，可知相對於用於數值算出上之領域的領域 (AREA1〜AREA4)比越高，S/N比亦越高。故，可採用譬如 A%=90%之比率。此時，宜對幾個比率進行實驗確認，將 A%定為一可得最安定之結果之比率。由於以前述方法求得之數值E係以數值表示有無圖案之情況，故與前述相同地，藉由以預定之臨界值進行二進制化動作，可自動且安定地進行有無圖案之判斷。將有關與前述之數值E同樣地決定之像素值資料之代表值用於圖案形成狀態之檢測時，譬如僅使用1種類之L/S 圖案作為測量用圖案等時，仍可達到正確地進行有無圖案本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -103- 563178 A7 ____B7 _ 五、發明説明（101) 之判斷之效果。此時，依前述第2實施態樣之說明，有關圖案殘存領域，雖領域D Ay内僅形成1個L/S圖案，但由於使用有關與前述之數值E同樣地決定之像素資料之代表值時，仍可安定地進行有無圖案之判斷，故未必須如前述第2 實施態樣般，進行2種類之對比值之檢測。又’前述第2實施態樣中，雖令抽出像素資料之領域呈矩形’但並不限於此，譬如亦可為圓形及橢圓形、或三角形等。又，其大小亦可任意設定。即，藉由配合侧量用圖案之形狀而設定抽出領域，可減少雜訊並提高S/N比。當然’前述場合中，未必須使用所有之像素資料，亦可僅使用其中一部分之資料，將其中一部分像素資料之加法值、微分總合值、分散、及標準偏差中至少丨者作為代表值，將该代表值與預定之臨界值作一比較而檢測測量用圖案影像之形成狀態。又，前述第2實施態樣中，雖於影像形成狀態之檢測上使用2種臨界值，但並不限於此，亦可為至少丨個臨界值。進而，前述第2實施態樣中，由第丨臨界值之檢測結果難以算出最佳聚焦位置時，雖進行第2臨界值形成狀態之檢測，並由該檢測結果求得最佳聚焦位置，但亦可預先設定多數臨界值Sm，於每一臨界值Sm求出最佳聚焦位置Zm，而將刖述之平均值（單純平均值或加權平均值）作為最佳聚焦位置Zbest。第31圖係簡略顯示其中一例，即，依據使用5 種臨界值Si〜S5之檢測結果的曝光能量p與聚焦位置z之關係。藉此，依各臨界值，依次算出曝光能量p表示極值時本紙張尺度適用中國國家標準（哪）A4規格（2】〇><297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、一=口 -104- 五、發明説明（102) 之聚焦位置。1，令各聚焦位置之平均值為最佳聚焦位置 zbest。此外，亦可求出表示曝光能量p及聚焦位置z之關係之近似曲線與適當之切割等級（曝光能量）的2個交點（聚焦位置）’並於每一臨界值算出兩交點之平均值，而令前述之平均值（單純平均值或加權平均值）為最佳聚焦位置心⑻。或，亦可於每一臨界值算出最佳聚焦位置Zm，如第32 圖所不，於臨界值心與最佳聚焦位置心之關係中，令相對於臨界值sm之變動，最佳聚焦位置心之變化為最小之區間中之最佳聚焦位置8111的平均值（於第32圖中，心與心之單純平均值或加權平均值）為最佳聚焦位置Zbest。又，前述第2實施態樣中，雖以預先設定之值作為臨界值使用，但並不限於此。譬如，亦可對未轉印晶圓上之測量用圖案之領域進行攝影，而將所得之對比作為臨界值。進而，前述第2實施態樣中，雖對所有NxM個區分領域進行曝光，但亦可與前述第丨實施態樣相同地，對ΝχΜ 個區分領域中至少一個進行曝光。此外，前述第2實施態樣之曝光裝置中，主控制裝置可依儲存於未圖示之記憶裝置中之處理程式，而藉由進行前述投影光學系統之光學特性之測量，實現測量處理之自動化。當然，該處理程式亦可保存於其他之資訊紀錄媒體 (CD-ROM、MO等）。進而，進行測量時，亦可由未圖示之伺服器下載處理程式。又，亦可藉由將測量結果送達於未圖示之伺服器、或透過網際網路及内部網路傳送電子郵件及檔案等，而通知外部。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -105· 563178 A7 B7 五、發明説明（103) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又，進行與前述第2實施態樣相同之處理時，曝光能量 P與聚焦位置Z之關係乃如第33圖所示，包含有多數極值。此時’可僅依一具有最大極值之曲線G而算出最佳聚焦位置，但由於具有較小之極值之曲線B、c亦具有必要之資訊，故，不宜將之忽略，而宜使用曲線B、c算出最佳聚焦位置。譬如，可將一與曲線B、c之極值對應之聚焦位置之平均值以及一與曲線G之極值對應之聚焦位置的平均值 (單純平均值或加權平均值），作為最佳聚焦位置等。此外，前述第2實施態樣中，雖說明各圖案之線幅均一致之例，但並不限於此，亦可包含具有不同線幅之圖案。藉此’可求得對光學特性造成影響之線幅之影響。又，前述第2實施態樣中，未必須將晶圓上之評價點對應領域分割為呈矩陣狀之區分領域。即，此係由於即使晶圓上之任一位置上轉印有圖案之轉印影像，仍可使用該攝影資料而求得對比之故。即，宜作成攝影資料檔。此外，可適宜地加以組合前述第丨實施態樣說明之技術與第2貫施態樣說明之技術。譬如，前述第1實施態樣中，作為測量用圖案，亦可使用與第2實施態樣相同之圖案。如此’可與第1實施態樣相同地，高精確度地求出與第2實施態樣相同地附加於投影光學系統PL之像面彎曲之投影光學系統PL視野内之各評價點的像散、非像散面内均一性，進而’由像散面内均一性與像面彎曲而得之總合焦點差等。此外，前述第1、第2實施態樣中，雖透過成像特性修正控制器而調整投影光學系統PL之成像特性，但，譬如若本紙張尺度適用中國國家標準（Οβ) A4規格（2】〇><297公釐） -106- 563178 A7 ~---- B7 _ 五、發明説明（104)^ ^ ^一" -- 僅有成像特性修正控制器而致使無法將成像特性控制於預定之容許範圍内時等，可與投影光學系統pL中至少一部分進行交換，或對投影光學系統PL中至少—個光學元件進: 再加工（非球面加工等）。又，尤其光學元件為透鏡時，可變更該偏芯或以光軸為中心旋轉。此時，使用曝光裝置之對準檢測系統檢測抗蝕劑影像等時，主控制裝置可藉由顯現於顯示器（螢幕）之警告表示、或網際網路、行動電二等通知操作者等須進行協助（assist)動作，且，投影光學系統 PL之交換處及可進行再加工之光學元件等，亦可與進行投影光學系統PL之調整所必要之資訊一同通知。藉此，不僅進行光學特性之測量等作業時間，其準備期間亦可縮短，而可減短曝光裝置停止期間，即達到運作率提高之效果。又，刚述第1、第2實施態樣中，雖說明將測量用圖案轉印於晶圓wT上之各區分領域DAi j後，於顯像後，藉fia 系之對準檢測系統AS對形成於晶圓各區分領域之抗蝕劑影像進行攝影，並對該攝影資料進行影像處理之1 例，但本發明之光學特性之測量方法並不限於此。譬如，攝影對象亦可為於曝光時形成於抗蝕劑上之潛像，而對形成前述影像之晶圓進行顯像處理，進而，可對一於該晶圓施行蝕刻蝕刻處理而得之影像（蝕刻影像）等進行前述動作。又，用以檢測晶圓等物體上之影像形成狀態之感光層，並不限於抗蝕劑，亦可係一藉光（能量）之照射而形成影像 (潛像及顯像）者。譬如，可為感光層、光記錄層、磁光碟 s己錄層等，因此，形成感光層之物體亦不限於晶圓或玻璃本紙張尺度適用中國國家標準（哪）M規格（210><297公爱）

•、可I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -107- A7 B7 563178 五、發明説明（1〇5 ) 板，可為可形成光記錄層、磁光碟記錄層等之板等。又’作為攝影裝置，亦可使用設於曝光裝置外之專用之攝影裝置（譬如光學顯微鏡等）。又，作為攝影裝置，亦可使用LSA系之對準檢測系統AS。只要是可得轉印影像之對比資訊者皆可。進而，亦可不透過操作者等，而依前述測Ϊ結果（最佳聚焦位置等）而調整投影光學系統pL之光學特性。即，可令曝光裝置具自動調整機能。又，前述第1、第2實施態樣中，進行圖案轉印時所變更之曝光條件，雖以一與投影光學系統之光軸方向相關之晶圓wT位置以及一照射於晶圓Wt面上之能量束之能量（曝光劑量）為例而作說明，但本發明並不限於此。譬如，只要是照明條件（包含遮光罩之種類別）、投影光學系統之成像特性等，與曝光相關之所有構成部分之設定條件等中任一者皆可，又，未必需一邊變更2種曝光條件一邊進行曝光。即，一種曝光條件，譬如一邊僅變更與投影光學系統之光軸方向相關之晶圓Wt之位置，一邊將測量用遮光罩之圖案轉印於晶圓等物體上之多數領域，而檢測該轉印影像之形成狀態時，仍可藉對比測量（包含使用數值之測量）或模板匹配法之手法，而得一迅速進行該檢測之效果。譬如，取代能量，藉由變化呈線狀圖案之線幅、或接觸窗之節距等，可測量投影光學系統之光學特性。又，前述第1、第2實施態樣中，可決定最佳聚焦位置與最佳曝光量。即，低能量側亦設定曝光量，且進行與前述實施態樣相同之處理，而於每一曝光能量求得檢測出該本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公楚） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂| -108- 563178 A7 B7 五、發明説明（106) 衫像之聚焦位置的寬幅’並算出該幅度為最大時之曝光能量，而以該場合之曝光量為最佳曝光量。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂· 進而’前述第1及第2實施態樣中，由於第1圖之曝光裝置可依應轉印於晶圓上之圖案而變更標線片之照明條件，故’譬如宜以曝光裝置所使用之多數照明條件，分別進行與則述各實施態樣相同之處理，以於每一照明條件求得前述光學特性（最佳聚焦位置等）。又，應轉印於晶圓上之圖案的形成條件（譬如節距、線幅、相位位移（phase shi⑴之有無、密集圖案亦或孤立圖案等）不同時，譬如亦可於每一圖案使用該形成條件相同或近似之形成條件的測量用圖案’且進行與前述各實施態樣相同之處理，而於每一形成條件求得前述光學特性。又，前述第1及第2實施態樣中，作為投影光學系統ρί 之光學特性，亦可求得前述測量點中之焦點深度等。又，形成於晶圓之感光層（光阻），不僅限於正型，亦可使用負型者。進而，本發明所適用之曝光裝置之光源，並不限於KrF 準分子雷射及ArF準分子雷射，亦可為匕雷射（157nm)或其他真空紫外域之脈衝雷射光源。其他，作為曝光用照明光，如亦可由DFB半導體雷射或光纖雷射產生振盪之紅外域、或可視域之單一波長雷射，譬如以摻雜“叩幻铒（或铒與鏡兩者）之光纖放大器放大，並使用非線形光學結晶，以使用於紫外光進行波長變換之諧波（harmonics)。又，亦可使用輸出紫外域之明線（bright line)(g線、i線等）之超高壓

109- 563178 A7 ----- B7 五、發明説明(107) " 水銀燈等。此時，可藉由燈輸出控制、nd濾波器等之消光濾波器、光量光源等，進行曝光能量之調整。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外’前述實施態樣中，雖說明本發明適用於步進及重複方式之縮小投影曝光裝置之例，纟，當然，本發明並不限於此。#，亦可應用於步進掃描方式、步進及接合 (stitch)方式、鏡面投影對準曝光器（mirr〇r pr〇jecti〇n aligner)、精縮照相機（ph〇t〇 reperter)等。譬如，將本發明應用於步進掃描方式之曝光裝置時，尤其於第i實施態樣中使用步進掃描方式之曝光裝置時，可將一形成有與前述開口圖案AP相同之正方形、或矩形之開口圖案之標線片裝載於該標線片台上，並藉掃描曝光方式而形成前述矩形框狀之第2領域。此時，與前述實施態樣之例相較，可縮短形成第2領域所需之時間。進而，投影光學系統PL，可為折射系、反射折射系、及反射系中任一者，亦可為縮小系、等倍系、及擴大系中任一者。譬如，掃描型曝光裝置之場合，雖於非掃描方向上形成一細長狀之矩形或一呈圓弧狀之細長縫狀（sHt)之照明領域，但藉由於一與該照明領域對應之投影光學系統之影像圖場（image field)内之領域内部配置評價點，即可與前述實施態樣相同地’求得最佳聚焦位置及像面彎曲等投影光學系統PL之光學特性，以及最佳曝光量等。又，使用脈衝光源之掃描型曝光裝置之場合，藉由調整由脈衝光源照射於像面之平均1脈衝之能量、脈衝重複頻率、照明領域掃描本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2】0X297公楚） -110- 563178 A7 B7 五、發明説明（l〇8) 方向之寬幅（即狹縫狀（Slit)寬幅）、及掃描速度中至少一者，即可將像面中之曝光劑量（曝光能量、積分能量）調整至預定值。進而，本發明不僅適用於一用以於半導體元件製造上之曝光裝置，亦可應用於一用於以下裝置上之曝光裝置，即’用以將液晶顯示元件圖案轉印於角型玻璃基板上之液晶用曝光裝置、電漿顯示器及有機EL等顯示裝置、薄膜磁頭、攝影元件（CCD等）、微機電、及DNA晶片等。又，不僅適用於半導體元件等之微型裝置（micr〇(jevice)，亦可將本發明應用於一為製造光曝光裝置、EUV曝光裝置、X射線曝光裝置、及電子線曝光裝置等所使用之標線片或遮光罩’而將電路圖案轉印於玻璃基板或矽晶圓等之曝光裝置。此外，前述各實施態樣中，曝光裝置雖係使用靜止曝光方式者，但，即便使用掃描曝光方式之曝光裝置，藉由進行與前述實施態樣相同之處理，即可測量投影光學系統之光學特性。又，掃描曝光方式之曝光裝置於使用前述測量用圖案對晶圓進行曝光時，宜使標線片與晶圓呈大略靜止之狀態而轉印測量用圖案，俾使求得之光學特性未含有標線片台及晶圓平台之移動精確度等之影響。當然，亦可以掃描曝光方式轉印測量用圖案，求得動態光學特性。《裝置製造方法》接著，說明使用前述說明之曝光裝置及方法之裝置的製造方法之實施態樣。第34圖係表示裝置（1C及LSI等半導體晶片、液晶面本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可| -111- )W178

N發明說明极、CCD、薄膜磁頭、DNA晶片程圖。& uβ 微機電專）之製造例的流 q 如第34圖所示，首先，於行梦署夕拖Λ 、步驟301(設計步驟）中，進 (梦先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝置之機此及性能設計（譬如半等），千导體裝置之電路設計作遮光/1—用以實行該機能之圖案。接著，於步驟3〇2(製軍=二步驟）中’製作形成有所設計之電路圖案之遮光料製造SI於㈣Μ3㈣製造步，，使时等材其次，於步驟304(晶圓處理步驟）中，使用步驟3〇ι〜步驟303準備之遮光罩與晶圓，如後述，藉微影技術而於晶圓上形成實際之電路等。接著，於步雜5(裝置組裝步驟）中，使用以步驟304處理過之晶圓，進行裝置組裝。於該步驟305中，可依需求而包含切割程序、接合程序、及封裝程序（封入晶片）等程序。最後，於步驟306(檢查步驟）中，進行以步驟3〇5製作之裝置的動作確認測試、耐久性測試等檢查。經以上程序後完成裝置並出貨。第35圖係例示半導體裝置之例中，前述步驟3〇4之詳細流程圖。第35圖中，於步驟311(氧化步驟）中，氧化晶圓之表面。於步驟312(CVD步驟）中，於晶圓表面形成絕緣膜。於步驟313(電極形成步驟）中，藉蒸鍍而將電極形成於晶圓上。於步驟314(注入離子步驟）中，於晶圓上注入離子。前述步驟311〜步驟314，分別構成晶圓處理之各階段中的前處理，於各階段中可依必要之處理而選擇進行。於晶圓製程之各階段中，若前述之前處理程序結束，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -112- 563178 A7 B7

五、發明説明（110 ) 即如下述般地執行後處理程序。該後處理程序中，首先，於步驟3 1 5(形成抗餘劑步驟）中，將感光劑塗佈於晶圓。接著’於步驟316(曝光步驟）中，藉前述各實施態樣之曝光裝置及曝光方法，將遮光罩之電路圖案轉印於晶圓。其次，於步驟3 17(顯像步驟）中，使業已曝光之晶圓顯像，而於步驟3 1 8(蝕刻步驟）中，藉蝕刻去除抗蝕劑殘存之部分外之部分的露出構件。且，於步驟319(除去抗蝕劑步驟）中，除去餘刻結束且不需要之抗蝕劑。藉由反覆進行前述前處理程序與後處理程序，可於晶圓上多重形成電路圖案。如此，若使用本實施態樣之裝置製造方法，於曝光步驟（步驟316)中，由於使用前述各實施態樣之曝光裝置及曝光方法，故，透過一考慮到藉前述光學特性測量方法而精確度良好地求得之光學特性，而進行調整之投影光學系統，可進行高精確度之曝光，且生產性良好地製造高集成度之裝置。【產業上之可利用性】如前述，本發明之光學特性測量方法，適用於投影光學系統之光學特性測量。又，本發明之曝光方法，適用於晶圓等物體之高精確度曝光。又，本發明之裝置製造方法，適用於高集成度之裝置製造。【元件標號對照表】 IOP.··照明系統 rst···標線片台 R · · ·標線片 PL…投影光學系統

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2: 563178

五、發明説明（lu) …晶圓 Wt · · ·晶圓 DCi〜DC5···第1領蜮 DBl〜DB5···評價點對應領域 CA1···第1圖案 LB…雷射光束 IL…脈衝照明光 Μ…反射鏡 DP···輸出 ΑΧρ·.·光軸 AFS···焦點感測器 FP···基準板 AS···對準檢測系統 PA…圖案領域

Rt、Rt’····標線片 Αρι〜AP5…開口圖案（透過領域） MPi〜MP5…測量用圖案 RM1、RM2···標線片對準標印 F…旗標 i、j···計數器

Pj…曝光能量之目標值 Zi…聚焦位置之目標值 DAU…假想之區分領域 SP··.步進間距 Pn…最大曝光量 DDn···第2領域 Cf···測量用圖案影像之對比 Rf…攝影裝置之解像度 Pf…製程因數 λ f...檢測波長 L...距離 t···臨界值 LV···直線 PD1〜5…波形資料 SL···臨界值 t〇·..臨界值（暫存臨界值） t···臨界值 t’···新的臨界值 LV1、2··.直線 LH1、2…直線

Qi 〜Qs···點 Ρο’、ΡΓ、ρ2,、ρ3’.··4頂點 ΚΙ、Κ2··.向量 DBF···外框 w…幅寬 h···而度

Ei，j…數值 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可| 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐〉 -114- 563178 A7 B7 五、發明説明（m) s...像素總數 ik...像素之亮度值 A...縮小率 SH·.預定之臨界值判斷值

Ti...圖案殘存數 DBF…外框 CA1…第1圖案 CA2···第2圖案 CA3...第3圖案 CA4…第4圖案 AREA1…第1領域 AREA2···第2領域 AREA3··.第3領域 AREA4."第4領域 Kli，j···第1對比 AREAla…第1副領域 AREA2a…第2副領域 AREA3a···第3副領域 AREA4a…第4副領域 Sm...臨界值 zm...最佳聚焦位置 Zbest … 最佳聚焦位置 Si〜S5…臨界值 B、C、G…曲線 100、200…曝光裝置 200n.··測量用圖案 1·.·光源、光學單元 2·.·波束 3.. .能量粗調器 4···光學積分器（均質機) 5.. .照明系統孔徑點板 6.. .波束分光鏡 7A...第1重放透鏡 7B…第2重放透鏡 8.. .標線片遮廉 16.. .對準控制裝置 18.. .晶圓平台 20.. .XY 平台 22…驅動系統 24.. .移動鏡 26.. .雷射干涉計 28…主控制裝置 31.. .旋轉板 32A、32D...濾光片 33…驅動馬達 42…玻璃基板 50a...投光系統 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -115- 563178 A7 B7 五、發明説明（ll3) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 50b…受光系統 51…驅動裝置 52…集光透鏡 53...積分器感測器本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -116-

Claims

563178 A8 B8 C8 -—- —____D8 六、申請專利^ ' 1 · 一種光學特性測量方法，係用以測量將第i面上之圖案投影於第2面上之投影光學系統之光學特性者，包含有以下程序，即：第1程序，係於變更至少一個曝光條件之同時，將配置於前述第1面上之測量用圖案依次轉印於配置於前述投影光學系統第2面側之物體上，而於前述物體上形成一由多數呈矩陣狀配置之區分領域構成且整體呈矩形之第 1領域；第2程序，係於則述第1領域周圍中至少一部分之前述物體上的領域内，形成一過度曝光之第2領域；第3程序，係用以檢測構成前述第丨領域之前述多數區分領域中至少一部分的多數區分領域中之前述測量用圖案影像之形成狀態；及，第4程序，係依前述檢測結果而求得前述投影光學系統之光學特性。 2 ·如申请專利範圍第1項之光學特性測量方法，其中前述第2程序係於前述第1程序前執行。 3·如申請專利範圍第1項之光學特性測量方法，其中前述第2領域，係較圍繞前述第1領域之範圍猶大之矩形框狀領域中至少一部分。 4·如申請專利範圍第1項之光學特性測量方法，其中前述第2程序’係將配豈於前述第1面上之預定圖案轉印於配置於前述投影光學系統第2面側之前述物體上，而形成前述第2領域。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐）

(請先閲讀背面-之注意事項再填寫本頁) -117- 563178 A8 B8 C8 -------^__ 六、申請專利範圍 5·如申請專利範圍第4項之光學特性測量方法，其中前述預定圖案係整體呈矩形之圖案，而’前述第2程序，係以掃瞄曝光方式，將配置於前述第1面上之前述整體呈矩形之圖案，轉印於配置於前述投影光學系統第2面側之前述物體上。 6·如申請專利範圍第4項之光學特性測量方法，其中前述預定圖案係整體呈矩形之圖案，而，前述第2程序，係將配置於前述第丨面上之前述整體呈矩形之圖案，依次轉印於配置於前述投影光學系統第2面側之前述物體上。 7·如申請專利範圍第1項之光學特性測量方法，其中前述第2程序，係以過度曝光之曝光量，將配置於前述第j 面上之則述測量用圖案，依次轉印於配置於前述投影光學系統第2面側之前述物體上，而形成前述第2領域。 8·如申請專利範圍第1項之光學特性測量方法，其中前述第3程序，係以前述第2領域之一部分作為基準，而算出構成前述第1領域之多數區分領域之各個位置。 9·如申請專利範圍第1項之光學特性測量方法，其中前述第3程序，係依對應於構成前述第丨領域之多數區分領域及前述第2領域之攝影資料，而藉模板匹配之手法，檢測構成前述第1領域之前述多數區分領域中至少一部分之多數區分領域中之影像形成狀態。 10·如申請專利範圍第丨項之光學特性測量方法，其中前述第3程序，係將一與藉攝影而得之前述各區分領域之像本紙張尺度翻巾關家鮮（哪）A4規格⑵GX297公酱)一 ---

(請先M·讀背面•之注意事項再填寫本頁) 0, 、可| -118· 563178 A8 B8 C8 ^________ D8 ' 1 ..... 六、申請專利範園素資料相關之代表值作為判斷值’而檢測構成前述第i 領域之前述多數區分中至少一部分的多數區域領域中之影像形成狀態。 U·如申請專利範圍第10項之光學特性測量方法，其中前述代表值，係前述像素資料之加法值、微分總和值、分散及標準偏差中至少一者。 12·如申請專利範圍第10項之光學特性量測方法，其中前述代表值’係各區分領域内之指定範圍中之像素值之加法值、微分總和值、分散及標準偏差中任一者。如申請專利範圍第10項之光學特性測量方法，其係於檢測前述影像之形成狀態時，將前述各區分領域之代表值與預定之臨界值作一比較，並使其二進制化。 14_如申請專利範圍第丨項之光學特性測量方法，其中前述曝光條件，係含有一與前述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置及一照射於前述物體上之能量束之能量中至少一者。 15·如申請專利範圍第丨項之光學特性測量方法，其係於轉印前述測量用圖案時，分別變更一與前述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置與一照射於前述物體上之旎量束之能量，且同時將前述測量用圖案依次轉印於前述物體上；於檢測前述影像之形成狀態時，檢測前述物體上之刖述至少一部分多數區分領域中之前述測量用圖案影像之有無； ........ - 本紙張尺度適财S目家鮮(CNS) A4規格（210X297公釐)

、可I (請先矂讀背面乏注意事項再填寫本頁) -119- 563178 A8 B8 C8 __D8 六、申請專利範圍於求算前述光學特性時，由一與檢測出前述影像之多數區分領域對應之前述能量束之能量以及一與前述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置的相關關係，而決定最佳聚焦位置。 16. —種光學特性測量方法，係用以測量將第1面上之圖案投影於第2面上之投影光學系統之光學特性者，包含有以下程序，即：第1程序’係於變更至少一個曝光條件之同時，將含有配置於前述第1面上呈多條狀圖案之測量用圖案，依次轉印於配置於前述投影光學系統第2面側之物體上，且，由鄰接之多數區分領域組成且業已轉印於各區分領域之前述多條狀圖案與鄰接於此之圖案，於前述物體上形成一相距一距離L以上之預定領域，而該距離l係指前述多條狀圖案之影像對比不會受到前述鄰接圖案之影響者；第2程序，係用以檢測構成前述預定領域之前述多數區分領域中至少一部分之多數區分領域中之影像的形成狀態；及，第3程序，係依前述檢測結果而求得前述投影光學系統之光學特性。 17·如申請專利範圍第16項之光學特性測量方法，其中前述第2程序，係藉影像處理之手法而檢測前述影像之形成狀態。 18 ·如申請專利範圍第丨6項之光學特性測量方法，其中前述距離L，係一於令用以對前述各區分領域進行攝影之攝本紙張尺度適财國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐) (請先W-讀背面•之注意事項再填寫本頁) 訂— # -120- 州178 A8 B8 C8 ----------D8 申請專利範園 (請先虾讀背面•之注意事項再填寫本頁) ^裝置之解像度為Rf、前述多條狀圖案影像之對比為 f依製私而決定之製程因數為pf、前述攝影裝置之'檢 Η測波長為W，以卜肌鳴卞^而表示之函數。 19·如申請專利範圍第16項之光學特性測量方法，其中前述預定領域，係一由呈矩陣狀配置於前述物體上之多數區分領域所組成且整體呈矩形之領域。 20·如申請專例範圍第19項之光學特性測量方法，其中前述第2程序，係依一與前述預定領域對應之攝影資料而檢測由前述預定領域之外圍輪廓組成之矩形外框，並以該檢測出之外框作為基準，算出構成前述預定領域之多數區分領域之各個位置。 1 ·如申叫專利範圍第16項之光學特性測量方法，其中前述第1程序，係以前述曝光條件之一部分變更照射於前述物體上之能量束的能量，俾使位於前述預定領域内最外周部之多數區分領域中至少一部分之特定多數區分領域為過度曝光領域。 22. 如申請專利範圍第16項之光學特性測量方法，其中前述第2程序，係依一與構成前述預定領域之多數區分領域對應之攝影資料，而藉模板匹配之手法，檢測構成前述預疋領域之則述多數區分領域中至少一部分多數區分領域中之影像形成狀態。 23. 如申請專利範圍苐16項之光學特性測量方法，其中前述第2程序，係將一與藉攝影而得之前述各區分領域之像素 > 料相關之代表值作為判斷值，而檢測構成前述預定本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -121- 563178 A8 B8 C8 ____ D8 六、申請專利範圍領域之前述多數區分領域中至少一部分之多數區分領域中之影像形成狀態。 24·如申請專利範圍第23項之光學特性測量方法，其中前述代表值，係前述像素資料之加法值、微分總合值、分散及標準偏差中至少一者。 25·如申請專利範圍第23項之光學特性測量方法，其中前述代表值，係各區分領域内之指定範圍中之像素值之加法值、微分總和值、分散及標準偏差中任一者。 26. 如申請專利範圍第16項之光學特性測量方法，其中前述曝光條件，係含有一與前述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置及一照射於前述物體上之能量束之能量中至少一者。 27. 如申請專利範圍第16項之光學特性測量方法，其係於轉印前述測量用圖案時，分別變更一與前述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置與一照射於前述物體上之能量束之能量，且同時將前述測量用圖案依次轉印於前述物體上；於檢測前述影像之形成狀態時，檢測前述物體上之前述至少一部分多數區分領域中之前述測量用圖案影像之有無；於求算前述光學特性時，由一與檢測出前述影像之多數區分領域對應之前述能量束之能量以及一與前述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置的相關關係，而決定最佳聚焦位置。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐） (請先M-讀背面乏注意事項再填寫本頁) 訂丨 -122- 563178 A8 B8 C8 _______D8 六、申請專利範園 28· —種光學特性測量方法，係用以測量將第1面上之圖案投影於第2面上之投影光學系統之光學特性者，包含有以下程序，即：第1程序，係於將形成於透光部之測量用圖案配置於前述第1面上，並變更至少丨個曝光條件之同時，以小於與前述透光部尺寸對應之距離的步進間距，依次移動配置於前述投影光學系統第2面側之物體，以將前述測量用圖案依次轉印於前述物體上，俾於前述物體上形成一由呈矩陣狀配置之多數區分領域組成且整體呈矩形之預定領域；第2程序，係用以檢測構成前述預定領域之前述多數區分領域中至少一部分之多數區分領域中之影像的形成狀態；及，第3程序，係依前述檢測結果而求得前述投影光學系統之光學特性。 29. 如申請專利範圍第28項之光學特性測量方法，其中前述第2程序，係以影像處理之手法而檢測前述影像之形成狀態。 30. 如申請專利範圍第28項之光學特性測量方法，其中前述步進間距，係設定成使前述透光部之投影領域於前述物體上約略相接或重疊。 3 1 ·如申凊專利範圍苐30項之光學特性測量方法，其係於前述物體上，以正型抗蝕劑於該表面形成一感光層，且，前述影像於前述測量用圖案轉印後，經顯像處理而形成本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公酱)

(請先略讀背面•之注意事項再填寫本頁) -123- 563178 、申請專利範圍於前述物體上； /而，别述步㈣距，係設定成於前述物體上鄰接之影像間之感光層可藉前述顯像處理而除去。 32·如申請專利範圍第28項之光學特性測量方法，其係於前述物體上，以正型光阻於該表面形成一感光層，且，前述影像於前述測量用圖案轉印後，經顯像處理而形成於前述物體上；而則述步進間距，係設定成於前述物體上鄰接之影像間之感光層可藉前述顯像處理而除去。 33·如申請專利範圍第28項之光學特性測量方法，其中前述第1程序，係以前述曝光條件之一部分變更照射於前述物體上之能量束的能量，俾使位於前述預定領域内最外周部之多數區分領域中至少一部分之特定多數區分領域為過度曝光領域。 34.如申請專利範圍第28項之光學特性測量方法，其中前述第2程序係包含有以下步驟，即：外框檢測步驟，係依一與前述預定領域對應之攝影資料，而檢測由前述預定領域之外圍輪廓組成之矩形外框；及，算出步驟，係以前述檢測出之外框為基準，算出構成前述預定領域之多數區分領域之各個位置。 35·如申請專利範圍苐34項之光學特性測量方法，其中前述外框檢測步驟，係於用以構成由前述預定領域之外圍輪廓組成之矩形外框的第1邊至第4邊各邊上，分別求得至本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇><297公楚） -124- 563178 A8 B8 C8 ____D8 p、申請專5範圍 ' -- 少、2點，而依前述求得之至少8點而算出前述預定領域之外框。 36. 如中請專利範圍第34項之光學特性測量方法，其中前述算出步驟，係使用已知之區分領域的配列資訊而等分割前述檢測出之外框的内部領域，算出構成前述預定領域之多數區分領域之各個位置。 37. 如申請專利範圍第34項之光學特性測量方法，其中前述檢測步驟係包含有·· 概略位置檢測步驟，係針對用以構成由前述預定領域之外圍輪廓組成之矩形外框的第1邊至第4邊中至少一邊，進行概略位置檢測；及，詳細位置檢測步驟，係利用以前述概略位置檢測步驟算出之至少一邊之概略位置的檢測結果，而檢測前述第1邊至第4邊之位置。 38. 如申請專利範圍第37項之光學特性測量方法，其中前述概略位置檢測步驟，係使用通過前述預定領域之影像中心附近之第1方向的像素列資訊而進行邊界檢測，分別求得第1邊、第2邊之概略位置，而該第丨邊、第2邊，係分別位於前述預定領域之前述第1方向之其中一端、另一端’且延伸於一與前述第1方向垂直相交之第2方向上 I 刚述詳細位置檢測步驟，係使用一由前述求得之前述第1邊之概略位置而以預定距離通過靠近前述第2邊之位置之前述第2方向的像素列，及一由前述求得之前標準^^7210><29膽)-

-125- 六、申請專利範園述第2邊之概略位置而以預定距離通過靠近前述第1邊之位置之前述第2方向的像素列，進行邊界檢測，求得分別位於前述預定領域之前述第2方向上之其中一端、另一端，且延伸於前述第1方向上之第3邊、第4邊，以及該第3邊、第4邊上之各2點；且，使用一由前述求得之第3邊而以預定距離通過靠近前述第4邊之位置之第1方向的像素列，及一由前述求得之第4邊而以預定距離通過靠近前述第3邊之位置之前述第1方向的像素列，進行邊界檢測，求得前述預定領域之前述第3邊、第4邊上之各2點；求出矩形領域之前述預定領域之4頂點，以作為依前述第1乃至第4邊上之各2點之點而定之4條直線群之交點；依前述求得之4頂點，進行最小二乘法之長方形近似計算，算出包含旋轉之前述預定領域之矩形外框。 39·如申請專利範圍第38項之光學特性測量方法，其係於進行前述邊界檢測時，使用不易引起誤檢測之邊界的檢測為’而限定易引起誤檢測之邊界的檢測範圍。 40.如申請專利範圍第38項之光學特性測量方法，其係於進行刖述邊界檢測時，求得一由前述各像素列之像素值組成之化號波形與預定臨界值t之交點，並求出該求得之各交點附近之極大值及極小值；令求得之極大值及極小值之平均值為新的臨界值 563178 六、申請專利範圍求出前述波形信號於前述極大值與極小值間橫切新的臨界值t，之位置，並將該位置作為邊界位置。 41·如申請專利範圍第40項之光學特性測量方法，其中前述臨界值t，，係以預定範圍之振幅使臨界值產生變化，並求出該臨界值與一由前述邊界檢測用中取出之直線狀像素列之像素值組成之波形信號的交點數，而該求出之交點數，係設定成藉以下方式而決定，即，令一與依前述測量用圖案而定之目標交點數一致時之臨界值為暫存臨界值，而包含該暫存臨界值，求出前述交點數為前述目標交點數之臨界值範圍，並令該求得之臨界值範圍之中心作為前述臨界值t。 42·如申请專利範圍第41項之光學特性測量方法，其中前述振幅，係以前述邊界檢測用中取出之直線狀像素列中之像素值之平均與標準偏差為依據而加以設定。 43. 如申請專利範圍第28項之光學特性測量方法，其中前述第2程序，係依一與前述預定領域對應之攝影資料，而藉模板匹配之手法，檢測構成前述第丨領域之前述多數區分領域中至少一部分之多數區分領域中之影像形成狀態。 44. 如申請專利範圍第28項之光學特性測量方法，其中前述第2程序，係將一與藉攝影而得之前述各區分領域之像素資料相關之代表值作為判斷值，而檢測構成前述第j 領域之前述多數區分中至少一部分的多數區域領域中之影像形成狀態。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先盼讀背面•之注意事項再填寫本頁) 、可— -127- _明專利範園 45.如申請專利範圍第44項之光學特性測量方法，其中前述代表值，係前述像素資料之加法值、微分總合值、分散及標準偏差中至少一者。 46.如申請專利範圍第44項之光學特性測量方法，其中前述代表值，係各區分領域狀指定範圍内中之像素值的加法值、微分總合值、分散及標準偏差中任一者。 47·如申請專利範圍第46項之光學特性測量方法，其中前述指定範圍’係以-依前述測量用圖案之影像與前述區分領域於設計上之位置關係而蚊之縮小率，縮小前述各區分領域之縮小領域。 48·如申請專利範圍第28項之光學特性測量方法，其中前述曝光條件’係含有—與前述投影光學系統之光軸方向相關之則述物體之位置及一照射於前述物體上之能量束之能量中至少一者。 49.如申請專利範圍第28項之光學特性測量方法，其中前述第1程序，係分別變更一與前述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置及一照射於前述物體上之能量束之能量，且同時將前述測量用圖案依次轉印於前述物體上；前述第2程序，係檢測前述物體上之前述至少一部分多數區分領域中之前述測量用圖案影像之有無；前述第3程序，係由一與檢測出前述影像之多數區分領域對應之前述能量束之能量以及一與前述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置的相關關本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公楚） 563178 A8 B8 C8 _______ D8 I六、申請專利範圍 " 係，而決定最佳聚焦位置。 50· —種光學特性測量方法，係用以測量將第1面上之圖案投影於第2面上之投影光學系統之光學特性者，包含有以下程序，即：第1程序，係於變更至少一個曝光條件之同時，將配置於前述第1面上之測量用圖案依次轉印於配置於前述投衫光學系統第2面側之物體上之多數領域；第2程序，係針對以前述測量用圖案相異之曝光條件而進行轉印之前述物體上之前述多數領域進行攝影，分別求得每一由多數像素資料組成之領域之攝影資料，並針對前述多數領域中至少一部分之多數領域，使用與該每一領域之像素資料相關之代表值，而檢測前述測量用圖案影像之形成狀態；及，第3程序，係依前述檢測結果而求得前述投影光學系統之光學特性。 51.如申請專利範圍第5〇項之光學特性測量方法，其中前述第2程序，係針對前述多數領域中至少一部分之多數領域，將每一領域内所有之像素資料之加法值、微分總和值、分散及標準偏差中至少一者作為代表值，並將^代隸與預定之臨界值作一比較，而檢測前述測量用圖案影像之形成狀態。 I 52.如申請專利範圍第5〇項之光學特性測量方法，其中前述第2程序，係針對前述多數領域中至少一域，將每-須域内-部分之像素資狀加^== 紙張尺度適用中國國家標準（哪）Μ規格⑵QX297公楚) "" -

訂# (請先賻讀背两之注意事項再填寫本頁) -129- 和值、分散及標準偏差中至少一者作為代表值，並將該代表值與預定之臨界值作一比較，而檢測前述測量用圖案影像之形成狀態。 53.如申請專利範圍第52項之光學特性測量方法，其中前述 —部分之像素資料’係前述各領域内之指定範圍中之像素資料；而，前述代表值，係前述像素資料之加法值、微分總和值、分散及標準偏差中任一者。 54·如申請專利範圍第53項之光學特性測量方法，其中前述指定範圍，係一依前述各領域内之前述測量用圖案的配置而決定之前述各領域之部分領域。 55·如申請專利範圍第5〇項之光學特性測量方法，其中前述第2程序，係將不同之多數臨界值與前述代表值作一比較，而於每一臨界值檢測前述測量用圖案影像之形成狀態；前述第3程序，係依於前述每一臨界值所求得之前述檢測結果而測量光學特性。 56.如申請專利範圍第5〇項之光學特性測量方法，其中前述第2程序，係包含有以下步驟，即：第1檢測步驟，係針對前述多數領域中至少一部分之多數領域，將每一領域内所有之像素資料之加法值、微分總合值、分散及標準偏差中至少一者作為代表值，並將該代表值與預定臨界值作一比較，而檢測前述測量用圖案影像之形成狀態；及，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格⑵〇χ297公楚） 563178 A8 B8 C8 D8 申請專利範園 (請先曝讀背¾之注意事項再填窝本頁} 第2檢測步驟，係針對前述多數領域中至少一部分之多數領域，將每一領域内一部分之像素資料之加法值、微分總合值、分散及標準偏差中至少一者作為代表值，並將該代表值與預定之臨界值作一比較，而檢測前述測量用圖案影像之第2形成狀態；而，前述第3程序，係依前述第丨形成狀態之檢測結果與前述第2形成狀態之檢測結果，求得前述投影光學系統之光學特性。 57·如申請專利範圍第56項之光學特性測量方法，其中前述第2程序，係將不同之多數臨界值與前述代表值作一比較，而於母一臨界值分別檢測前述測量用圖案影像之第 1形成狀態及第2形成狀態；前述第3程序，係依於前述每一臨界值求得之前述第1形成狀態及第2形成狀態之檢測結果，而測量光學特性。 58·如申請專利範圍第50項之光學特性測量方法，其中前述曝光條件，係含有一與前述投影光學系統之光軸方向相關之前述物體之位置及一照射於前述物體上之能量束之能量中至少一者。 59·如申請專利範圍第50項之光學特性測量方法，其中前述第1程序，係分別變更一與前述投影光學系統之光軸方向相關之前述物艟之位置及一照射於前述物體上之能量束之能量，且同時將前述測量用圖案之影像依次轉印於前述物體上之多數領域；

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