TW502108B

TW502108B - Apparatus and method of adjusting an optical device for detection of position deviation

Info

Publication number: TW502108B
Application number: TW090128880A
Authority: TW
Inventors: Tatsuo Fukui
Original assignee: Nikon Corp
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2002-09-11
Also published as: KR20020040569A; CN1230873C; JP2002164266A; US20020060793A1; CN1354395A; JP4613357B2

Description

502108 A7 B7 — --—* __ 五、發明說明（I ) [技術領域] 本發明爲關於在半導體晶圓之光微影製程等中，以光學方式來測定半導體晶圓等之被檢測基板上所形成之測定標記(重疊標記），相對底層標記之光阻標記的位置偏移(重疊位置偏移)等所使用之光學位置偏移裝置，進〜步詳言之，係關於進行此光學位置偏移測疋裝置之調整的裝置及方法。 [習知技術] 在半導體晶圓製程之一的光微影製程中，係分成幾個階段在晶圓上形成光阻圖案。也就是說’在每個階段中，在已形成之圖案（稱底層圖案）上重疊既定之光阻圖案來形成。此時，由於相對底層圖案若重疊形成之光阻圖案之位置有偏移的話，將無法得到所要之功能，因此皆要求正確的重疊定位。因此，在光阻圖案之各形成階段中，皆要求測定相對底層圖案之光阻圖案的重疊位置偏移，而用來測定重疊位置偏移之裝置，爲習知之裝置（例如，參考特開 2000_77295 號公報）。此重疊位置偏移測定，爲在光阻圖案形成時，在形成，於基板上之底層標記上，形成光阻標記，以形成測定標記 ’並使用光學位置偏移裝置，照射照明光到測定標記上，同時，使用CCD攝影機等由反射光來攝影其測定標記之像 ’接著，對所攝影之像施以影像處理，以測定對於底層標記之光阻標記之重疊位置偏移量。 ^ 4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I-;# 線* 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐） 502108 A7 --------- B7_____ 五、發明說明（Υ ) 然而，以此方式進行光學式之重疊位置偏移測定時，無法避免測定光學系統(亦即，將照明光照射於測定標記之照明光學系統，以及用來將來自測定標記之反射光加以聚光成像之聚光光學系統)產生光學像差，此種光學像差，特別是對於光軸，若非旋轉對稱像差存在於測定視野區域時 ’將會產生重疊位置偏移測定値之測定誤差TIS(Tool Induced Shift)。若在有此種測定誤差TIS的狀態下進行位置偏移測定的話，將會產生無法測定正確之位置偏移之問題。因此，在使用此光學位置偏移測定裝置來進行位置偏移測定前，必須對在此裝置之測定光學系統中使用之照明開口光圏、成像開口光圈、物鏡等進行位置調整，以使得不產生測定誤差TIS (例如，參考特開2000-77295號公報）。 [發明欲解決之課題] 然而，照明開口光圈、成像開口光圈、物鏡調整等之調整要素，很難僅以一個來除去測定誤差！1S，而必須要將這些複數個調整要素適當地組合調整以除去測定誤差 TIS。而且，這些複數個調整要素之間會互相影響使測定誤 .差TIS產生微妙地變化，因此欲適切的組合此等複數個調整要素之調整是非常困難的。再者，重疊位置偏移測定裝置之測定光學系統中，大多包含有自動對焦光學系統，在藉由上述複數個調整要素之調整以除去測定誤差TIS之同時，亦必須對自動對焦光 5 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) 歡

一-^* d n It ti ft— tt ftt I y— i K n n I I n I ϋ t It . 502108 A7 ----- - B7_ ^ 五、發明說明（、）學系統進行調整，使此等之調整作業更加複雜化。本發明有鑑於此，以可以簡單地進行重疊位置偏移測定裝置之光學系統之調整作業爲目的。此外，本發明亦以可自動地進行重疊位置偏移測定裝置之光學系統之調整作業爲目的。爲了達成上述目的’本發明之光學位置偏移測定裝置，係由用來照明測定標記的照明光學系統，將來自該酒標記之反射光加以聚光、以使該測定標記像成像的成丨象％學系統’用來拍攝經該成像光學系統成像之該測定彳票胃己f象的攝影裝置，以及處理該攝影裝置所拍攝之影像信號、以測定該測定標記之位置偏移的影像處理裝置所構成，其徵在於：構成照明光學系統與成像光學系統之複數個要素之位置可調整，以既定之順序進行複數個光學要素之位置調整來進行測定誤差調整。此外’此測定誤差調整’使用取代測定標記之複數個平行線狀標記所組成之L/S標記所得到之qZ曲線來進行。此QZ曲線，爲使用照明光學系統來照明l/S標記，將其反射光藉由成像光學系統將之成像，並使用攝影裝置將成像之L/S標記之像攝影，然後將得到之影零信號依照影、像處理裝置處理，以求得顯示L/S標記之非對稱性之q値，然後使L/S標記在光軸方向(Z方向)移動所得到。本發明中，作爲進行位置調整之複數個光學要素，有構成照明光學系統之照明開口光圏，構成成像光學系統之物鏡及成像開口光圈。在使用此調整裝置進行調整時，首 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I--- ----I ----- ---f I f ---- * I--I ----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 502108 A7 _____B7___ 五、發明說明（+ ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 先，進行成像開口光圏之位置調整，接著，進行物鏡之位置調整，最後，進行照明開口光圈之位置調整。此時，藉由成像開口光圏之位置調整來進行將QZ曲線之凸形狀平坦化之調整，藉由物鏡之位置調整來進行將QZ曲線之傾斜改變之調整，藉由照明開口光圏之位置調整來進行將QZ 曲線沿著Q値方向平行移位之調整。此外，這些位置調整可自動化。本發明之調整裝置，更進一步設置有自動對焦裝置，此自動對焦裝置，將由成像光學系統分歧而來、由成像光學系統加以成像之像，以前述攝影裝置攝影，來進行自動對焦之調整。此時，首先，進行自動對焦裝置之自動對焦 .調整，接著，進行成像開口光圈之位置調整，然後，再進行物鏡之調整，最後，進行照明開口光圏之位置調整。此外，這些位置調整可自動化。又，在最後進行照明開口光圏之位置調整後，當Q値未在既定範圍內時，再依此順序重複自動對焦調整、成像開口光圈之位置調整、物鏡之位置調整以及照明開口光圈之位置調整等之，以使Q値在既定範圍內。又，在最後進行照明開口光圏之位置調整後，有可能 ,會有因調整而導致自動對焦調整失焦，此時，最好是能以自動對焦裝置再次進行自動對焦調整。又，本發明之調整方法，係使由用來照明測定標記的照明光學系統，將來自測定標記之反射光加以聚光、以使測定標記像成像的成像光學系統，用來拍攝經成像光學系 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 502108 A7 B7 五、發明說明（< ) 統成像之測定標記像的攝影裝置，以及處理攝影裝置所拍攝之影像信號、以測定測定標記之位置偏移的影像處理裝置所構成之光學位置偏移測定裝置來進行，其特徵在於：構成照明光學系統與成像光學系統之複數個光學要素之位置可調整’以既定之順序進行複數個光學要素之位置調整來進行測定誤差調整。 [圖式之簡單說明] 圖1係顯示以本發明加以調整之光學位置偏移測定裝置之構成的說明圖。圖2(A)〜（C)係顯示自動對焦裝置之成像狀態的說明圖〇 B 3(A)、（B)係顯示光學位置偏移檢測所使用之測定標記的俯視圖與截面圖。圖4(A)、（B)係將上述測定標記旋轉〇度與18〇度之位置的俯視圖。圖5(A)、（B)係顯示自動對焦裝置中至AF感測器之成像狀態的說明圖。圖6(A)〜（C)係顯示l/S標記之俯視圖與截面圖，及 L/S標記像之影像信號強度的圖表。圖7係顯示L/S標記全體之QZ曲線的圖。圖8(A)〜（C)係顯示依照照明開口光圈調整、成像開口光圈調整及第2物鏡21調整之順序進行時QZ曲線之變化的圖表。 ‘ 8 本Μϋ適用中國國家標準（CNS)A4規石_(iio_：ΜϋZW) "~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} I J1T* I I ^ 丨線_1 502108 B7 玉、發明i明（b) _ 9係顯示依照成像開口光圈調整、第2物鏡調整、照明開口光圈調整之順序進行時QZ曲線之變化的圖表。画係顯示自動進行自動對焦調整、成像開口光圈調整、第2物鏡調整、照明開口光圈調整時之順序的流程圖〇圖11係顯示自動進行自動對焦調整、成像開口光圈調整、第2物鏡調整、照明開口光圏調整時之順序的流程圖 I!麵·！！訂！ (請先闓讀背面之注意事項再填寫本頁) [元件符號說明] 10 照明光學系統 12 照明開口光圏 14 視野光圈 20 成像光學系統 16 第1分束器 22 第2物鏡 23 成像開口光圈 25 第2分束器 30 CDD攝影機 35 影像處理裝置 40 自動對焦裝置 42 平行平面玻璃板 43 光曈分割鏡 45 柱面透鏡 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^^108 A7 1 ^—__B7_ 五、發明說明（q ) 46 AF感測器 5〇載台 51 晶圓 54 光阻標記 60 L/S標記 ‘ [發明之實施形態] 以下，參照圖式說明本發明之實施形態。圖1爲本發明之光學位置偏移測定裝置一例。又，爲了便於說明，將圖1中與紙面垂直之方向設爲X方向，向左右延伸之方向設爲Y方向，向上下延伸之方向設爲Z方向。圖1所示之測定裝置，爲用來測定形成於晶圓51上之測定標記52的光阻標記之重疊位置偏移，在測定時，晶圓 51爲裝置在可以旋轉以及水平移動(X-Y方向移動）、且可上下移動(Z方向之移動)之載台50上。爲進行此載台之移動控制，設有載台控制部55。測定標記52，係在晶圓51 之底層圖案上以光微影步驟形成既定之光阻圖案時，如圖 3所示，在晶圓51之端部所形成之矩形狀之底層標記53 上，製作形成矩形之光阻標記54，並使用本發明之光學位 ‘置偏移測定裝置，來測定對底層標記53之光阻標記54之重疊位置偏移。此光學位置偏移測定裝置，具備有：用來將照明光照射至測定標記52上之照明光學系統，將來自測定標記之反射光加以聚光、以使測定標記成像之成像光學系統2〇，拍 10 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 訂——I線j 502108 A7 _—-—— _B7__ 五、發明說明（f ) 攝此成像之測定標記的攝影裝置30，用來將對攝影裝置所攝得之影像信號進行處理的影像處理裝置35，以及攝影裝置中在攝影時進行焦點組合控制（對焦控制）之自動對焦裝置40。首先’照明光學系統ίο包含有照明光源η、照明開口光圈12以及聚焦透鏡π，由照明光源η射出之照明光束，被照明開口光圈12壓縮成特定之光束系，輸入聚焦透鏡13而加以聚光。以聚焦透鏡13加以聚光之照明光，均勻地照明視野光圏14。視野光圈14，如圖1中之剖面線所示，具有長方形之光圈開口 S1。此外，在圖1內爲將開口 SU廣大顯示，如圖所示其係以相對X軸及ζ軸傾斜45度之方式設置。此照明光學系統，因需進行後述之測定誤差調整，因此設有用來進行照明開口光圈12之位置調整(Χ-Ζ 方向之位置)之機構(未圖示）。穿透視野光圏14之視野開口 S1射出之照明光，射入照明中繼透鏡15，並藉由此照明中繼透鏡15將其調直成平行光束之狀態後射入第1分束器16。第1分束器中16 所反射之照明光由下方射出，並以第1物鏡17加以聚光垂直照射於晶圓51上之設定標記52。此處，視野光圈14與 ,測定標記係於照明光學系統10中配置於共軛之位置，對晶圚51之測定標記52，以照明光照射對應視野開口 S1之形狀的長方形區域。以此方式，照明光照射於包含測定標記52之晶圓51 之表面後射出之反射光，透過成像光學系統20導入攝影裝 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS)A4規格（210 X 297公釐〉 1#1!訂！ i A (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 502108 A7 _____B7 ___—…一五、發明說明（（丨）置30。具體來說，該反射光被第1物鏡17調直成平ί了光束，通過第1分束器16，並藉由第1分束器上方所配置之第2物鏡21於一次成像面28形成測定標記52之像。接著，穿透第1成像中繼透鏡22，以成像開口光圈23來壓縮成特定之光束徑，並藉由第2成像中繼透鏡24於二次成像面29上形成測定標記52之像。此成像光學系統20，由於需進行後述之測定誤差調整，因此設有用來進行第2物鏡 21及成像開口光圏23之位置調整(Χ-Υ方向之位置)的機構 (未圖示）。又，以該二次成像面29與攝影面31 —致之方式設有 CCD攝影機(攝影裝置)30，藉此CCD攝影機30拍攝測定標記52之像。然後，將CCD攝影機30所拍攝之影像信號送到影像處理裝置35，進行後述之信號處理。由此構成可知，測定標記52與攝影面31爲共軛之位置關係。在成像光學系統20之一次成像面28後側，配設有第 2.分束器25，並在由此第2分束器25所分歧之反射光之接收位置，設有自動對焦裝置40。於此自動對焦裝置40，由第2分束器25所分歧之光束射入AF第1中繼透鏡41，並被調直成平行光束後，穿透平行平面玻璃板42，將照明開 t口光圈12之像成像於光瞳分割鏡43上。平行平面玻璃板 42，能以垂直於紙面之軸42a爲中心進行傾斜調整，利用光折射來進行使平行光束在圖1紙面上下平行移動的調整。據此，即能如後述般，.將相對光瞳分割鏡43的照明開口光圏12之像中心對準於光瞳分割鏡43之中心的調整。 12 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規袼（210 X 297公ϋ " * C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 —訂！！線 502108 A7 _______ B7 ___ _ 五、發明說明（/ 〇) 又，來自第2分束器25之分歧光之射出光軸方向，在圖1中係顯示成與照明光學系統10之光軸平行，但實際上，第2分束器25係配置成相對照明光學系統1〇於χ_γ平面傾斜於45度之方向。亦即，在Ζ視(俯視)下，照明光學系統10之光軸與分歧光之光軸間爲45度之角度。因此，在狹縫S1中以箭頭Α所示之方向(稱此爲測量方向），係圖 1中第2分束器25到光瞳分割鏡43之路徑中的上下方向，箭頭B所示之方向(稱此爲非測量方向)係與圖！紙面垂直之方向。如前所述，射入光瞳分割鏡43之平行光束，於測量方向分割爲二個光束LI、L2，然後射入AF第2中繼透鏡44 。接著，以AF第2中繼透鏡44加以聚光，在與圖1紙面垂直之截面，以呈凸鏡形狀之柱面透鏡45加以會聚於非測量方向。由於柱面透鏡45在紙面內之橫方向不具折射力，因此上述兩個光束LI、L2，係在測量方向（紙面內方向）藉 AF第2中繼透鏡44加以聚光，在由線感測器構成之AF 感測器46上分別形成光源像。以此方式，在AF感測器46上形成2個光源，圖2中，顯示了成像位置偏於AF感測器46之前側的狀態（圖 2(A))、對焦在AF感測器46上的狀態（圖2(B))、以及偏於 AF感測器46之後側的狀態(圖2(C))。在如圖2(B)所示之兩光源成對焦之狀態下，預先進行位置設定以使圓51之像對焦在CCD攝影機30，當偏離對焦位置時，AF感測器46 之2光源像中心位置PI、P2間之距離，即會變大、或變 13 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂i!i!線」 .·1

Hi CH 1-1 ϋ It I- t— I— tn —1-1 ............- m 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）观108 A7 _ B7 一^' 五、發明說明（1丨）窄。例如，自晶圓5 i之像對焦於CCD攝臟3〇之狀態'丄將搭載晶W 51之齡50移至T辦，驗姻2(A)所不，成讎_於AF麵器46之―，麵細像之中心位置間之頻會臓。另-_，自晶W 51之像對焦於 CCD攝影機30麵之狀態，將搭雜晶圓51之載台5〇移

至上方時，馳如圖2(c)所示’ AF 46之後側，麵光源像之中心位虞間之距離會拉 AF感測器46之麵信號被終AF錢處理部47，於此處算出成像於AF感測器46上之兩光讎之中心位置間的距離。騎，腿中心师_，與預先酿§S憶之# 焦狀態之神間距馳以嫌，_丽駿U此作爲焦點位置資訊輸出至載台控制部55 °亦即’晶圓51之像對焦於⑽攝影機30.之狀態下的AF感測器46上兩光源像2神位顚之關赚㈣瓣_ ’雌與貫際上檢測出之中心間距離間之差即爲與對焦狀態之差，此差作爲焦點位置資訊而輸出至載台控制部55 °接著’在載台控制部55，上下移動載台50，以使晶圓51上下移動來消除上述之差，進行對焦於CCD攝影機30之|周整，亦即進 .行自動對焦調整。又，以此方式在自動對焦調整中使用之兩光源像，如圖1所示，係以來自視野光圈14上形成於非測量方向(B 方向)長之狹縫S1之光束所形成。此時，擴散於非測量方向之光束LI、L2以柱面透鏡45加以聚光，集中至AF感 14 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) # -ϋ n it ttt .線丨本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） J^l〇8 A7 _ _一…__B7 _ 五、發明說明（、> ) 測器46。藉此，即可使來自晶_ 51表面之反射不均現象加以平均化，以提昇AF感測器46之檢測精密度。接著，說明如以上構成之光學位置偏移測定裝置之位置偏移之測定。爲進行此位置偏移測定，於晶圚51上設有測定標記52。此測定標記52，如圖3所示，由形成於晶圓 51表面之矩形凹部所形成之底層標記53、及在光微影製程中與光阻圖案之形成同時形成於底層標記53上之光阻標記 54所構成。光微影製程中，光阻標記54係被設定成形成於底層標記53之中央位置，光阻標記54相對於底層標記 53之位置偏移量，即對應光阻圖案相對於底層圖案之重疊位置偏移量。因此，如圖3所示，將底層標記53之中心線 C1與光阻標記54之中心線C2之間隔作爲重疊位置偏移量 ’藉由上述構成之光學位置偏移測定裝置來測定。此外，圖3所7K重疊位置偏移量R爲Y軸方向(橫方向）之位置偏移量，與此直角之方向、亦即X軸方向(縱方向）之位置偏移量亦同樣地加以測定。以此方式進行測定標記52之重疊位置偏移量R的測定，若測定光學系統(也就是說，照明光學系統1〇以及成像光學系統20)存在像差、特別是存在有非旋轉對稱像差 .時，會產生在此重疊位置偏移量R之測定値中包含測定誤差TIS之問題。簡單地說明此測定誤差TIS。此測定，如圖4(A)及(B)所示，在測定標記52之0度與180度二方向進行。也就是說，首先，如圖4(A)所示，在假想顯示之位置標記53a爲在左邊之狀態下，測定對於底層標記53光阻 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------I I · I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- -線 502108 A7 _ _B7________ 五、發明說明（A ) , 標記54之重疊位置偏移量R〇 ,接著，如圖4(B)所示，將測定標記52作丨8〇旋轉，在假想位置標記53a位於右邊的狀態下測定重疊位置偏移量Rud，然後以下式（1)計算測定誤差T1S。 [式1] TISKRo+Ri 8〇)/2 …⑴ 由式（1)可知，即使光阻標記54相對底層標記53有重疊位置偏移，以式（1)運算之測定誤差TIS在理論上應該爲 0。然而，當在測定光學系統上有光學像差’特別是有非旋轉對稱之像差時，即使將測定標記52如上述般地旋轉180 度，因爲此像差並沒有旋轉，因此由式（1)之計算結果’可以求得只對應到像差之影響之値之測定誤差。在包含以此光學像差所產生之測定誤差TIS的狀態下，使用上述光學位置偏移測定裝置來測定重疊位置偏移量 R時，是無法測定正確之重疊位置偏移量R。因此，本發明之光學位置偏移測定裝置，會進行調整來盡可能的抑制上述測定誤差TIS之影響。此外，亦必須對自動對焦裝置 40中對光瞳分割鏡43之中心位置對準之調整，以下將說明這些調整。 . 首先，隹進行自動對焦裝置40之諷整。如前所述，以光瞳分割鏡43分割爲兩光束LI、L2時，若兩光束L1、 L2之光量不相等的話，自動對焦調整可能會不正確。因此 ’需使兩光束LI、L2之光量相等，亦即需使成像於光瞳分割鏡43之照明開口光圈12之像中心與光瞳分割鏡43之 16 本紙張國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐) _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

---------訂· I 線—識 502108 A7 ______B7__ 五、發明說明（θ) 中心一致。此處，於圖5(A)中顯示在AF感測器46上形成視野光圈14之狹縫S1之像的狀態’如該圖所示，形成有兩個像 IM(L1)以及IM(L2)。AF感測器46檢測出此兩個像，然後輸出如圖5(B)所示之輪廓(profile)信號。若因光瞳分割鏡 43之分割產生偏移而使兩光束LI、L2之光量有差異時，如圖5(B)所示，輪廓信號強度i(Ll)及i(L2)會產生差仏。此狀態下，二個像之中心位置間之距離D的測定有可能產生錯誤。因此當檢測出輪廓信號強度差Δί時，爲消除此差，會進行平行平面玻璃板42之傾角調整，以進行將射入光瞳分割鏡43之光束中心光軸位置於圖1中上下方向平性移動之調整，亦即，進行與光瞳分割鏡43之中心一致的調整。以此方式，使光束LI、L2之光量相等的話，即結束自動對焦裝置40之調整。. 接著，進行對測定誤差TIS影響之調整。此調整爲藉由照明開口光圏12、成像開口光圏23及第2物鏡21之位置調整來進行。此調整，係將具有如圖6所示形狀之L/S 標記60之晶圓取代圖1所示裝置之晶圓51搭載於載台50 上，接著，使用照明光學系統11來照射L/S標記60，然 ι後對CCD攝影機30所拍攝之L/S標記進行影像處理。此 L/S標記60，如圖6(A)以及(Β)所示，爲線寬3μπι、高低差 0·085μηι(相當於照射光λ之1/8)，節距6μηι之平行延長之複數條之線狀標記61〜67所構組成之標記。以CCD攝影機30拍攝之L/S標記像，以影像處理裝 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規袼（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -kn ϋ I tn 1—-

訂-------線J 502108 A7 ____ B7_____ 五、發明說明（/) 置35加以處理以求取影像信號強度後，其輪廓即如圖 6(C)所示。此處，各線狀標記61〜67之高低差位置處信號強度雖會降低，但藉由求出各線狀標記左右兩側之高低差位置處的信號強度差ΔΙ，將此以全線狀標記61〜67加以平均，來求出顯示L/S標記像之非對稱性之Q値(Q=i/7x Σ(ΔΙ/Ι)Χ100(%))。接著，上下移動(Z方向)載台50，將· L/S使標記60移動於Ζ方向，求出各高度位置(Ζ方向位置 )之Q値以求出Q値之對焦特性，即得到例如圖7所示之 QZ曲線。圖7中，顯示了兩種QZ曲線，亦即QZ曲線（1)及qz 曲線(2)，爲QZ曲線（1)時，非旋轉對稱像差較大，爲Qz 曲線(2)時，非旋轉對稱像差較小。因此，被認爲進行成爲 QZ曲線(2)之調整即可。以下，簡單說明此調整(稱此爲QZ調整）。此調整，如上述般，係藉由照明開口光圈12、成像開口光圈23及第2 物鏡21之位置調整來進行，而各位置調整之QZ曲線之變化特性顯示於圖8。首先，若進行開口照明光圏12之位置調整，則如圖8(A)之箭頭A所示，係上下平行移動QZ曲線之調整。如此圖所示，各QZ曲線之最大Q値，亦即平 .行移動至Z軸所必須之移動量，稱爲移動量α。若進行成像開口光圏23之位置調整，則如圖8(B)所示，係將qz曲線之凸形狀平坦化之調整。如此圖所示，將各QZ曲線之最大突出量稱爲突出量Θ。若進行第2物鏡21之位置調整，則如圖8(C)所示，係改變QZ曲線之傾斜角度之調整。 18 本紙張尺度適用中國國冢標準(CNS)A4 MM (210 χ 297公ί! -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . 線 502108 A7 _______________________________B7___ 五、發明說明（,> ) 如此圖所不，將各QZ曲線之最大最小値之差稱爲傾斜量 ry 〇本發明中，考慮隨此調整產生之QZ曲線之變化特性，進行就調整而言最適切且簡單之調整方法。此處一般來說，在僅將圖1所示構成之光學位置偏移測定裝置依設計値組合配置之狀態下，QZ特性會有很大之錯誤，例如圖9 中以QZ(1)所示線之特性。爲了將此特性調整成爲圖7中所示之QZ曲線(2)，以以下之順序來進行調整。首先，進行調整感度較敏感之成像開口光圏23的調整。此調整，如圖8(B)所示，係將凸形狀平坦化之調整，如圖.9中箭頭B所示，進行由qz(2)所示曲線到如QZ(3)所示曲線之調整。此調整，係使突出量對連結此等各QZ 曲線兩端之第1基準線BL(1))在既定之範圍內（例如，土〇·5%以內）。接著，進行第2物鏡21之位置調整。此調整，如圖 8(C)所示，係改變QZ曲線之傾斜的調整，如圖9中箭頭C 所示，將已平坦化之曲線QZ(3)之傾斜，如QZ(4)所示進行變爲水平之調整。此處，由於在進行此調整前已藉由成像開口光圏23之位置調整來將QZ曲線平坦化(直線化），因 .此可以確實地進行傾斜調整。此調整，係將相對於通過曲線QZ(4)中心位置之水平線之第2基準線BL(2)之傾斜量，設定在既定範圍內(例如，在±1.0%以內）之調整。藉由以上兩偃調整，如QZ(4)所示，成爲接***行於 Z軸之直線的狀態，此與Z軸之間隔，即代表照明開口光 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 訂！！線」 502108 五、發明說明（、Ί ) 圈12之位置偏移。接著，進行照明開口光圏12之位置調整，如圖9中箭頭A所示，將已成爲水平直線狀之曲線 QZ(4)，進行由QZ(5)到QZ(6)之平行移動的調整。此調整，係將曲線QZ(6)之位移量α設定在既定範圍內（例如，在 ±0.5%以內）之調整。其結果，可得到QZ(6)所示之非旋轉對稱之像差小之特性。又，照明開口光圏12之調整感度，較其他兩個調整感度(成像開口光圈23及第2物鏡21之調整感度)遲鈍，即使照明開口光圈12之位置有若干偏移，其作爲判斷指標之平行偏移量的變化量亦不大。因此，若不是在其他兩個調整進行之後再進行，則很難正確地判斷照明開口光圈12之調整量。因此，將照明開口光圏12之調整放在最後進行。上述調整中，由於照明光學系統兼用自動對焦裝置 40之光路，因此，上述照明開口光圈12之調整，會影響自動對焦裝置40之調整。因此，在上述調整進行過後’需再一次進行自動對焦裝置40之調整(平行平面玻璃板42之傾角調整）。 ‘ 綜合以上所示，自動對焦裝置40之調整與QZ調整’ 係下述順序進行。 ‘[表 1] (1) 自動對焦裝置40中平行平面玻璃板42之傾角調整 (2) 成像開口光圈23之調整 (3) 第2物鏡21之調整 (4) 照明開口光圈12之調整 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 訂i n n· i m ϋ -1-1 -線」 502108 A7 ^__B7__ 五、發明說明（以） (5)平行平面玻璃板42之傾角調整若進行一次上述（1)〜（4)之調整後QZ曲線特性中之q 値無法納於定量規格內時’即重複進fj上述（1)〜（4)之調整，直到進入規格內爲止。以上說明之調整亦可自動化進行，以下，參考圖10及圖11之流程圖來說明此例。又，該兩圖中，圓圈符號A 所圏住之範圍構成一個程序。首先，進行自動對焦調整(步驟S1)。顧名思義，此步驟係自動進行。接著，進行成像開口光圈23之調整(步驟 S2及S3)。此調整係一邊求QZ曲線，一邊如圖9中箭頭 B所示，進行由QZ(2)所示之曲線成爲QZ(3)所示之曲線之調整。此調整，係將對連結各QZ曲線兩端之第1基準線 BL(1)之突出量沒調整，進行至=tl%以內爲止。其次，進行第2物鏡21之位置調整(步驟S4以及S5) 。此調整，係一邊求QZ曲線，一邊如圖9中箭頭C所示，將已平坦化之曲線QZ(3)之傾斜度，調整到QZ(4)所示變成水平。此調整，係將對第2基準線BL(2)之傾斜量τ調整，進行至土2%以內爲止。接著，進行照明開口光圏21之位置調整(步驟S6以及 ,s?)。此調整，係一邊求QZ曲線，一邊如圖9中箭頭A所示，將已成爲水平直線之曲線QZ(4)，由QZ(5)到QZ(6)般地平行位移移動調整。此調整，係進行至位移量α成爲土 1%以內。經上述步驟後結束一次調整，但有可能因照明開口光 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項#.填寫本頁) # 訂· 參 502108 A7 _B7__ 五、發明說明（^ ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圈12之調整，使自動對焦調整產生偏移，因此在步驟S8 中，再度進行自動對焦調整。在進行上述調整後，即判斷突出量Θ是否在±0.5%以內、傾斜量T是否在1%以內、及位移量α是否在0.5%以內，亦即，判斷突出量石、傾斜量 r、及位移量α是否在既定範圍內（步驟S9)。若在既定範圍內時，由於不再需進一步的調整，因此結束自動調整。另一方面，若不在既定範圍內時，即進行步驟S10以下之二次調整。此調整，係由步驟S10及S11之成像開口光圏23之調整開始，此處，將QZ曲線之突出量3設到土 0.5%以內。其次，進入步驟S12及S13，進行第2物鏡21 之位置調整，此處，將QZ曲線之傾斜量r設到±1%以內。接著，進入步驟S14及S15，進行照明開口光圏12之位置調整，此處，將QZ曲線之位移量α設到土0.5%以內。之後，再度進行自動對焦調整(步驟S16)，於步驟S17 ，判斷突出量Θ是否在±0.5%以內、傾斜量r是否在1%以內、及位移量α是否在0.5%以內，亦即，判斷突出量/5、傾斜量Τ及位移量α是否在既定範圍內。若不在既定範圍內，即回到步驟S10，重複進行上述之二次調整。若確定已在既定範圍內的話，即結束自動調整。 [發明效果] 如以上說明般，依據本發明之由用來照明測定標記的照明光學系統，將來自前述測定標記之反射光加以聚光、以使前述測·定標記像成像的成像光學系統，用來拍攝經前 22 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 502108 A7 ____；_B7__ 五、發明說明（yt)) 述成像光學系統成像之前述測定標記像的攝影裝置，以及處理前述攝影裝置所拍攝之影像信號、以測定前述測定標記之位置偏移的影像處理裝置所構成的光學式位置偏移測定裝置，可進行構成前述照明光學系統與前述成像光學系統之複數個光學要素之位置調整，而構成以既定之順序進行前述複數個光學要素之位置調整來進行測定誤差調整的調整裝置及調整方法。

根據上述本發明，若依照既定之順序來進行照明開口光圈、成像開口光圈及物鏡等之調整要素之調整，則包含自動光學系統之調整，皆可簡單而且正確地進行，以除去測定誤差TIS。此外，若依照既定之順序來進行調整，貝[J 可以簡單地將此自動化。 (請先閒讀背面之注意事項再填寫本頁) . •線 23 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims

502108 C8 _08 一- 六、申請專利範圍 1 ·一種光學式位置偏移測定裝置之調整裝置’係由用來照明測定標記的照明光學系統，將來自前述測定標記之反射光加以聚光、以使前述測定標記像成像的成像光學系統，用來拍攝經前述成像光學系統成像之前述測定標記像的攝影裝置，以及處理前述攝影裝置所拍攝之影像信號、以測定前述測定標記之位置偏移的影像處理裝置所構成’ 其特徵在於：構成前述照明光學系統與前述成像光學系統之複數個光學要素之位置可調整，以既定之順序進行前述複數個光學要素之位置調整來進行測定誤差調整。 2 ·如申請專利範圍第1項之調整裝置，其中，前述測定誤差調整，係取代前述測定標記，而根據使用由複數個平行線狀標記所組成之L/S標記所得之QZ曲線來進行。 3 ·如申請專利範圍第2項之調整裝置，其係以前述照明光學系統來照明前述L/S標記，以前述成像光學系統將其反射光加以聚光所成像之前述L/S標記之像，使用前述攝影裝置來加以拍攝，以前述影像處理裝置處理所得之影像信號來求出顯示前述L/S標記之非對稱性的Q値，並自移動前述L/S標記於光軸方向(Z方向)所得之前述 Q値，來求出前述QZ曲線。 4·如申請專利範圍第1〜3項中任一項之調整裝置，其中，前述複數個光學要素，係由構成前述照明光學系統之照明開口光圈，與構成前述成像光學系統之物鏡及成像開口光圈所組成。 1 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塡寫本頁) .0 線 502108 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 5 ·如申請專利範圍第4項之調整裝置，其中，前述既定順序之設定爲：首先進行前述成像開口光圏之位置調整 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) ，接著進行前述物鏡之位置調整，最後進行前述照明開口光圏之位置調整。 6 ·如申請專利範圍第4項之調整裝置，其中，藉由前述成像開口光圏之位置調整來進行將前述QZ曲線之凸形狀平坦化之調整，藉由前述物鏡之位置調整來進行改變前述QZ曲線之傾斜之調整，藉由照明開口光圏之位置調整來進行使QZ曲線平行切換移動於Q値方向之調整。 7 ·如申請專利範圍第5項之調整裝置，其中，藉由前述成像開口光圏之位置調整來進行將前述QZ曲線之凸形狀平坦化之調整，藉由前述物鏡之位置調整來進行改變前述QZ曲線之傾斜之調整，藉由照明開口光圈之位置調整來進行使QZ曲線平行切換移動於Q値方向之調整。 8 ·如申請專利範圍第5項之調整裝置，其中，前述位置調整係自動進行。 9 ·如申請專利範圍第6項之調整裝置，其中，前述位置調整係自動進行。 10 ·如申請專利範圍第7項之調整裝置，其中，前述位置調整係自動進行。 11 ·如申請專利範圍第1〜3項中任一項之調整裝置，其設有自動對焦裝置，以將由前述成像光學系統分歧而來、經前述成像光學系統加以成像之像，以前述攝影裝置拍攝時進行自動對焦調整。 2 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐） 502108 Λ8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 12 ·如申請專利範圍第11項之調整裝置，其中，前述複數個光學要素，係由構成前述照明光學系統之照明開口光圈，與構成前述成像光學系統之物鏡及成像開口光圈所組成；前述既定順序之設定爲：首先進行前述自動對焦裝置之自動對焦調整，接著進行前述成像開口光圈之位置調整，再進行前述物鏡之位置調整，最後進行前述照明開口光圈之位置調整。 13 ·如申請專利範圍第12項之調整裝置，其中，在最後進行前述照明開口光圈之位置調整後，前述Q値無法納入既定範圍內時，係以前述既定順序重複進行前述自動對焦調整、前述成像開口光圈之位置調整、前述物鏡之位置調整以及前述照明開口光圈之位置調整。 14 ·如申請專利範圍第12項之調整裝置，其中，係在最後進行前述照明開口光圈之位置調整後，再度進行使用前述自動對焦裝置的自動對焦調整。 15 ·如申請專利範圍第13項之調整裝置，其中，係在最後進行前述照明開口光圈之位置調整後，再度進行使用前述自動對焦裝置的自動對焦調整。 16 ·如申請專利範圍第12項之調整裝置，其中，前述自動對焦調整以及前述位置調整係自動進行。 17 ·如申請專利範圍第13項之調整裝置，其中，前述自動對焦調整以及前述位置調整係自動進行。 18 ·如申請專利範圍第14項之調整裝置，其中，前述自動對焦調整以及前述位置調整係自動進行。 3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS>A4规格(210 X 297公釐） 502108 Λ8 B8 C8 __ D8 六、申請專利範圍 19 ·如申請專利範圍第15項之調整裝置，其中，前述自動對焦調整以及前述位置調整係自動進行。 ^ (請先閱讀背面之注意事項、再塡寫本頁) 2〇 · —種光學位置偏移測定裝置之調整方法，係使由用來照明測定標記的照明光學系統，將來自前述測定標記之反射光加以聚光、以使前述測定標記像成像的成像光學系統，用來拍攝經前述成像光學系統成像之前述測定標= 像的攝影裝置，以及處理前述攝影裝置所拍攝之影像信號、以測定前述測定標記之位置偏移的影像處理裝置所構^ 之光學位置偏移測定裝置來進行，其特徵在於：構成前述照明光學系統與前述成像光學系統之複數個光學要素之位置可調整，以既定之順序進行前述複數個光學要素之位置調整來進行測定誤差調整。 21 ·如申請專利範圍第20項之調整方法，其中，前述測定誤差調整，係根據取代前述測定標記、使用由複數個平行線狀標記所組成之L/S標記所得之QZ曲線來進行。線 22 ·如申請專利範圍第21項之調整方法，其係以前述照明光學系統來照明前述L/S標記，以前述成像光學系統將其反射光加以聚光所成像之前述L/S標記之像，使用前述攝影裝置來加以拍攝，以前述影像處理裝置處理所得之影像信號來求出顯示前述L/S標記之非對稱性的Q値，並自移動前述L/S標記於光軸方向(Z方向)所得之前述 Q値，來求出前述QZ曲線。 23 ·如申請專利範圍第20〜22項中任一項之調整方法，其中，前述複數個光學要素，係由構成前述照明光學系 4 ___ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐） 502108 C8 D8 六、申請專利範圍統之照明開口光圈，與構成前述成像光學系統之物鏡及成像開口光圏所組成；且 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 首先進行前述成像開口光圏之位置調整，接著進行前述物鏡之位置調整，最後進行前述照明開口光圏之位置調整° 24 ·如申請專利範圍第22項之調整方法，其設有自動對焦裝置，以將由前述成像光學系統分歧而來、經前述成像光學系統加以成像之像，以前述攝影裝置拍攝時進行自動對焦調整；且首先進行前述自動對焦裝置之自動對焦調整，接著進行前述成像開口光圈之位置調整，再進行前述物鏡之位置調整，最後進行前述照明開口光圈之位置調整。 5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)