的正反射光ILR的受光，亦即相对射入的照明光ILI的入射角Θ I以受光系30受光的光相对于园片面的反射角(受光角或射出角)相等。再者，例如，偏振子26的角度是设定为射入园片面的照明光ILI成为相对入射面于平行方向直线偏振的P偏振。又，载台5的旋转角，是设定成例如在园片面的重复图案12的周期方向，如图2(b)所示，相对在园片面的照明光(图2(b)中是设定为P偏振的直线偏振的光L)的振动方向倾斜45°。此是为了使来自重复图案12的反射光的信号强度为最高。又，若将周期方向与其振动方向间的角度设定为22.5°及67.5°而能使检测感度(亦即，相对曝光条件变化的检测信号或参数的变化)变高时，亦可变更该角度。此外，该角度不限于此，可设定为任意角度。
[0060]此时，由于射入园片面的照明光为P偏振，因此，如图2(b)所示，当重复图案12的周期方向相对光L的入射面(亦即，光L在园片面的进行方向)设定为45°角度时，在园片面的光L的振动方向与重复图案12的周期方向所夹角度亦设定为45°。换言之，直线偏振的光L是在园片面的光L的振动方向相对重复图案12的周期方向倾斜45°的状态下，从斜方向横切过重复图案12的方式射入。
[0061]于园片面反射的平行光的正反射光ILR，被受光系30的受光侧凹面镜31聚光后透过1/4波长板33及检光子32到达摄影装置35的摄影面。此时，因在重复图案12的构造性复折射而使得正反射光ILR的偏振状态相对入射光的直线偏振，例如变化为椭圆偏振。检光子32的穿透轴的方位，是设定成例如相对偏振子26的穿透轴成正交(正交尼科耳的状态)。因此，通过检光子32，抽出来自园片面的偏振状态经变化的正反射光中、振动方向与光L略呈直角的偏振成分，将其导至摄影装置35。其结果，于摄影装置35的摄影面形成由以检光子32抽出的偏振成分而形成的园片面的像。又，将检光子32的角度从该正交尼科耳的状态错开既定角度来拍摄园片面的像亦是可能的。
[0062]又，本实施形态中，例如是以旋转相位延迟法来求出显示来自园片面的反射光的偏振状态的斯托克斯参数SO?S3。此场合，将1/4波长板33的旋转角Θ阶段性的设定为多个角度(例如至少4个不同角度)0i(i = 1，2，…)，于各旋转角分别以摄影元件35b拍摄园片面的像，并将所得的图像信号供应至图像处理部40。于图像处理部40亦供应有与1/4波长板33的旋转角相关的信息。此时，将斯托克斯参数SO (各像素的全强度)就1/4波长板33的旋转角Θ予以傅立叶转换时的O次系数设为aO/2、sin2 Θ的系数设为b2、cos4 Θ的系数设为a4、sin4 0的系数设为b4时，由于斯托克斯参数S1、S2、S3分别对应系数a4、b4、b2,因此于图像处理部40可求出斯托克斯参数SO?S3。
[0063]又，旋转相位延迟法，已在例如非专利文献I (鹤田匡夫著:应用光学II (应用物理学选书)，P.233 (培风馆，1990))中记载于“使用旋转λ/4板的方法”。此外，斯托克斯参数的详细计算方法亦已记载于本申请人的专利文献2中，因此省略该计算方法。
[0064]于图像处理部40，将所求得的摄影装置35的各像素的斯托克斯参数的信息输出至检查部60。检查部60使用该信息判定形成园片10的重复图案12时所使用的曝光装置100的曝光条件等。将以此方式求出园片面图像的各像素的斯托克斯参数时的、于检查装置I的照明光ILI相对园片面的入射角Θ 1(或从园片面射出的射出光的射出角Θ2)、照明光ILI的波长λ (λ I?λ 3等)、检光子32的旋转角度(亦即，检光子32的穿透轴的方位)、偏振子26的旋转角度(亦即，偏振子26的穿透轴的方位)、载台5的旋转角度(亦即，园片10的方位)等的组合，称为一个装置条件。装置条件亦可称为检查条件。以此方式进行依据偏振状态的变化的检查时，该装置条件亦可称为偏振条件。此外，多个装置条件包含在上述存储部85中所储存的检查装置I的配方信息中。本实施形态，是从该多个装置条件选择适合判定形成于园片的图案的曝光条件的装置条件。又，照明光ILI的波长λ、照明光ILI对园片面的入射角Θ 1、及偏振子26的旋转角度是检查装置I的装置条件中所含的照明条件的一例，从园片面射出的射出光的射出角(亦即，受光系30的受光角)及检光子32的旋转角度是检查装置I的装置条件中所含的检测部的检测条件的一例，载台5的旋转角度、及载台5的倾角Φ2(亦即，园片面的倾角)则是检查装置I的装置条件中所含的载台的姿势条件的一例。
[0065]例如，设曝光装置100的检查对象的曝光条件为曝光量及焦点位置。此场合，在园片面射入直线偏振的光束时，于该园片面形成的图案的曝光时的曝光量从低于适当量的曝光量Dl (under dose)经由最佳曝光量D5 (best dose Dbe)、变化至较最佳量高的曝光量D8 (over dose)使得图案的节距与线宽变化时，如图3 (a)所示，定性上，来自园片面的反射光的偏振状态，椭圆偏振的长轴的方向(亦即，椭圆偏振的长轴的倾斜)及椭圆率(亦即，椭圆偏振的短轴长度与长轴长度的比率)的双方会变化。此外，由于椭圆偏振的长轴的方向对应斯托克斯参数S2、椭圆率对应斯托克斯参数SI及S3，因此当曝光量变化时，反射光的斯托克斯参数S1、S2及S3即变化。
[0066]另一方面，于园片面射入直线偏振的光束时，因图案曝光时的焦点位置从较最佳位置的范围低的焦点位置Fl (under focus)经由最佳焦点位置F4 (best focus Zbe)、变化至较最佳位置的范围高的焦点位置F8 (over focus)而使得图案的剖面形状(亦即，图2 (a)中的X — Z剖面的形状)在长方形(或正方形)与梯形之间变化时，如图3(b)所示，定性上，来自该园片面的反射光的偏振状态，有椭圆偏振的长轴的方向大致相同而大致仅椭圆率变化的倾向。因此，在焦点位置变化时，有反射光的斯托克斯参数SI及S3变化较大、而斯托克斯参数S2几乎不变化的倾向。利用此种随曝光条件变化的斯托克斯参数相异的情形，即能从斯托克斯参数的测量值评价分别的曝光条件。
[0067]其次，参照图5的流程图，说明本实施形态中使用检查装置I检测来自园片面重复图案的光，判定形成该图案时所使用的曝光装置100的曝光条件(此处，是曝光量及焦点位置)的方法的一例。又，由于在该判定时须先求出装置条件(检查条件)，因此，针对求出该装置条件的方法(以下，称求条件)的一例，参照图4的流程图加以说明。此等动作是由控制部80加以控制。
[0068]首先，为求条件，于图4的步骤102中，准备图1(c)所示的园片10a。实际上，如图6(a)所示，于园片1a表面，例如夹着划线(scribe)区域SL (于元件的切割步骤中将园片彼此切离时作为境界的区域)排列有N个(N是例如数10?100程度的整数)的照射区域SAn(n=l?N)。接着，将涂有抗蚀剂的园片1a搬送至图1(a)的曝光装置100，通过曝光装置100，以在园片1a的例如扫描曝光时的扫描方向(图1(c)中照射区域的长边方向，换言之沿Y轴的方向)排列的照射区域间曝光量逐渐变化、而在与扫描方向正交的非扫描方向(图1(c)中照射区域的短边方向、换言之沿X轴的方向)排列的照射区域间则是焦点位置逐渐变化的方式，一边变更曝光条件、一边于各照射区域SAn曝光相同的作为实际制品的元件用标线片(未图示)的图案。之后，使曝光完成的园片1a显影，据以作成各照射区域SAn在不同曝光条件下形成重复图案12的园片(以下，称条件变更园片)10a。
[0069]以下，作为焦点位置，是使用相对于最佳焦点位置Zbe的散焦量(此处，称焦点值)。关于焦点位置，例如焦点值是以20nm刻度设定为一 60nm?Onm?+60nm的7阶段。后述图10 (b)等的横轴的焦点值号码I?7，对应该7阶段的焦点值(一 60?+60nm)。又，例如，是将包含最佳焦点位置Zbe (焦点值为0)的适当的焦点值(例如制造后元件不会产生动作不良的焦点值)的范围显示成适当范围50F。此外，亦可将焦点值例如以30nm或50nm刻度设定为多个阶段，或亦可将焦点值例如以25nm刻度设定于一 200nm?+200nm的17阶段等。
[0070]此外，曝光量，是例如以最佳曝光量Dbe为中心，以1.5mJ刻度设定于9阶段(10.0mJU1.5mJ、13.0mJ,14.5mJ、16.0mJ、17.5mJ、19.0mJ、20.5mJ、22.0mJ)。又，为便于说明，以下是将曝光量设定为7阶段，后述图10(a)等的横轴的曝光量号码I?7对应于该7阶段的曝光量。又，例如将包含最佳曝光量Dbe的适当的曝光量(例如制造后的元件不会产生动作不良的曝光量)的范围显示成适当范围50D。
[0071]本实施形态的条件变更园片10a，是将曝光量与焦点位置以矩阵状变更加以曝光、显影的所谓的FEM园片(Focus Exposure Matrix园片)。又，当焦点值阶段数与曝光量阶段数的积所得的曝光条件的组合的不同的照射区域数，较条件变更园片1a全面的照射区域数多时，亦可作成多片条件变更园片10a。
[0072]相反的，例如照射区域SAn的非扫描方向排列数较焦点值变化的阶段数大时、及/或扫描方向排列数较曝光量变化的阶段数大时，可形成多个焦点值及曝光量相同的照射区域，并就焦点值及曝光量相同的照射区域所得的测量值加以平均化。又，为了减轻例如园片中心部与周边部的抗蚀剂涂布不均的影响、及扫描曝光时的园片扫描方向(图2(b)的+Y方向或一 Y方向)不同的影响等，亦可将焦点值及曝光量不同的多个照射区域随机排列。
[0073]当作成条件变更园片1a时，即将条件变更园片1a搬送至检查装置I的载台5上。接着，控制部80从存储部85的配方信息中读出多个装置条件。作为多个装置条件，例如设定一照明光ILI的波长λ为上述λ 1、λ 2、λ 3的任一者、照明光ILI的入射角Θ I为15°、30°、45°、60°的任一者、偏振子26的旋转角以正交尼科耳状态为中心例如以5°程度间隔设定于多个角度的条件。此处，亦可将波长λ为λ η (η = I?3)、入射角Θ1为a m(m = I?4)、偏振子26的旋转角为β j (j = I?J，J是2以上的整数)的装置条件以条件ε (η - m - j)加以表示。此外，射角Θ 1，实际上亦可例如以5°程度的间隔设定为15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°、60° 的任一者。
[0074]接着，于检查装置1，将照明光ILI的波长设定为λ I (步骤104)、将入射角Θ I设定为α I ( —并设定载台5的倾角、设定受光系30的受光角)(步骤106)、将偏振子26的旋转角设定为β I (步骤108)、将1/4波长板33的旋转角设定为初期值(步骤110)。并在此装置条件下，将照明光ILI照设于条件变更园片1a的表面，摄影装置35拍摄条件变更园片1a的像并将图像信号输出至图像处理部40(步骤112)。其次，判定是否已将1/4波长板33设定于全部角度(步骤114)，当未设定于全部角度时，将1/4波长板33例如旋转约1.41° (亦即，将1/4波长板33的可旋转角度范围360°予以256分割的角度)(步骤116)后，回到步骤112拍摄条件变更园片1a的像。通过重复步骤112直到在步骤114中1/4波长板33的角度旋转360°为止，据以对应1/4波长板33的不同旋转角拍摄256张园片的像。
[0075]之后，动作从步骤114移至步骤118，图像处理部40从所得的256张(或至少4张)园片的数字图像通过上述旋转相位延迟法，就摄影元件35b的每一像素求出斯托克斯参数SO?S3 (步骤118)。此斯托克斯参数SO?S3被输出至检查部60的第I运算部60a，于第I运算部60a例如求出该斯托克斯参数的每一照射区域的平均值(以下，称照射区域平均值)将其输出至第2运算部60b及存储部85。
[0076]之后，判定是否已将偏振子26的旋转角设定于全部角度(步骤120)，未设定于全部角度的情形时，将偏振子26例如旋转5° (或一 5° )旋转设定于角度β 2(步骤122)后，回到步骤110。接着，通过旋转相位延迟法算出园片面图像的每一像素的斯托克斯参数等(步骤110?118)。之后，当偏振子26的旋转角已设定于全部角度β j (j = I?J)时，即从步骤120移至步骤124，判定照明光ILI的入射角Θ I是否已设定于全部角度，若尚未设定于全部角度时，即驱动照明系20及载台5将入射角Θ1设定于α2(步骤126)后，回到步骤108。接着，实施以旋转相位延迟法进行的园片面图像的各像素的斯托克斯参数的算出等(步骤108?120)。之后，当入射角Θ I以设定于全部角度a m(m = I?4)时，即从步骤124移至步骤128，判定是否已将照明光ILI的波长λ设定于全部波长，尚未设定于全部波长时，于照明单元21将波长λ变更为λ 2(步骤130)，回到步骤106。接着，实施以旋转相位延迟法进行的园片面图像的各像素的斯托克斯参数的算出等(步骤106?124)。之后，当波长λ已设定于全部波长λ η (η = I?3)时，即从步骤128移至步骤132。
[0077]举一例而言，在入射角Θ1为15°、30°、45°、及60°的场合时，就园片图像的各像素所得的斯托克斯参数S2以信号强度的变化加以表示的像即是图7(a)的像AS21、AS22、AS23、AS24。此例中，在入射角为45°时(像A23)斯托克斯参数S2的信号强度变化变大。另一方面，在入射角Θ1为15°、30°、45°、及60°的场合时，就园片图像的各像素所得的斯托克斯参数S3以信号强度的变化加以表示的像为图7(b)的像AS31、AS32、AS33、AS34。此例中，当入射角为15°时(像AS31)斯托克斯参数S3的信号强度变化比较大。
[0078]此处，针对以上述全部装置条件测量的斯托克斯参数SI?S3，求出了相对于曝光量变化的斯托克斯参数的测量值变化的比率的绝对值、也就是感度(以下，称剂量感度)及相对于焦点位置变化的斯托克斯参数的测量值变化的比率的绝对值、也就是感度(以下，称焦点感度)。据此，得知剂量感度就参数SI?S3的各个为最大的装置条件彼此互异、再者焦点感度就参数SI?S3的各个为最大的装置条件彼此互异。
[0079]例如，图8(a)显示由入射角Θ1从15°以5°间隔变化至60°所得的测量结果求出的斯托克斯参数S1、S2、S3的剂量感度、图8(a)显示由入射角Θ I以相同方式变化所得的测量结果求出的斯托克斯参数S1、S2、S3的焦点感度。图8(a)、图8(b)的例中，参数
51、S2、S3的剂量感度为最大的入射角ΘI (入射角度)分别为35°、45°、40°，参数S1、
52、S3的焦点感度为最大的入射角ΘI分别为15°、25°、15°。
[0080]又，另一例中，将由受光系30的偏振子26的旋转角从0°以10°间隔变化至90°以旋转相位延迟法所得的测量结果求出的斯托克斯参数Si的剂量感度及焦点感度显示于图9(a)。进一步的，将以相同条件求出的斯托克斯参数S2及S3的剂量感度及焦点感度分别显示于图9(b)及图9(c)。图9(a)的例中，参数SI的剂量感度及焦点感度为最大时的偏振角度分别为10°及0°。又，图9(b)的例中，参数S2的剂量感度及焦点感度为最大时的角度分别为60°及90°，而于图9(c)的例中，参数S3的剂量感度及焦点感度为最大时的角度则分别为0°及80°。如以上所述，在参数SI?S3之间，剂量感度为最大的装置条件彼此互异、而焦点感度为最大的装置条件亦彼此互异。
[0081]如上述图8、及图9所示，当曝光量变化时反射光的斯托克斯参数S1、S2及S3亦变化，而焦点位置变化时反射光的斯托克斯参数SI及S3则比较大的变化，斯托克斯参数S2几乎不变化。因此，本实施形态中，例如是使用斯托克斯参数S2及/或S3判定曝光量，使用斯托克斯参数S3判定焦点位置。
[0082]此时，使用以上述全部装置条件测量的斯托克斯参数的照射区域平均值，第2运算部60b决定斯托克斯参数S2、S3的剂量感度高、而就斯托克斯参数S2、S3的焦点感度低的装置条件(以下，称第I装置条件)(步骤132)。并将此第I装置条件及以此装置条件所得的对应各曝光量的斯托克斯参数S2及S3的值作成表(以下，称样板)储存于存储部85ο
[0083]进一步的，于第2运算部60b，决定一斯托克斯参数S3的焦点感度高、而斯托克斯参数S3的剂量感度低的装置条件(以下，称第2装置条件)。并将此第2装置条件及以此装置条件所得的对应各焦点值的斯托克斯参数S3的值作成表(以下，称样板)储存于存储部85(步骤134) ο
[0084]具体而言，例如在某一装置条件A、B、C下测量的相对于曝光量变化的斯托克斯参数S2的照射区域平均值分别为图10(a)的曲线BS21、BS22、BS23，在装置条件A、B、C下测量的相对于焦点值变化的斯托克斯参数S2的照射区域平均值分别为图10(b)的曲线CS21、CS22、CS23。又，另假设在某一装置条件A、B、C下测量的相对于曝光量变化的斯托克斯参数S3的照射区域平均值分别为图10(c)的曲线BS31、BS32、BS33，在装置条件A、B、C下测量的相对于焦点值变化的斯托克斯参数S3的照射区域平均值分别为图10(d)的曲线CS31、CS32、CS33。此外，斯托克斯参数S2、S3是被规格化的值，曲线BS21等是为便于说明而显示的数据(data)。
[0085]此时，斯托克斯参数S2的剂量感度高、焦点感度低的第I装置条件是对应图10 (a)的曲线BS21及图10(b)的曲线CS21的装置条件A。又，斯托克斯参数S3的剂量感度高、焦点感度低的第I装置条件是对应图10(c)的曲线BS32及图10(d)的曲线CS32的装置条件Bo此外，斯托克斯参数S3的焦点感度高、剂量感度低的第2装置条件是对应图10(d)的曲线CS31及图10(c)的曲线BS31的装置条件A。
[0086]因此，将对应以第I装置条件(此处是装置条件A)所得的各曝光量的斯托克斯参数S2的值予以图表化的数据，作为样板TDl储存于存储部85。同样的，将对应以第I装置条件(此处是装置条件B)所得的各曝光量的斯托克斯参数S3的值予以图表化的数据，作为样板TD2储存于存储部85。此外，将对应以第2装置条件(此处是装置条件A)所得的各焦点值的斯托克斯参数S3的值予以图表化的数据，作为样板TFl储存于存储部85。又，图11 (a)及图11 (b)中显示了曝光量及焦点值的适当范围50D、50F(良品范围)。如以上所述，本实施形态中，作为装置条件，包含第I装置条件(装置条件A、B)及与此第I装置条件相异的第2装置条件(装置条件B)。此外，亦可将该第I装置条件视为第I检查条件、将该第2装置条件视为第2检查条件。
[0087]通过以上动作，求出在判定园片曝光条件时使用的第I及第2装置条件的求条件动作即结束。其次，针对于实际的元件工艺中使用曝光装置100通过曝光而形成重复图案的园片，通过检查装置I使用以上述求条件动作求出的2个装置条件测量来自园片面的反射光的斯托克斯参数，以下述方式判定曝光装置100的曝光条件中的曝光量及焦点位置。此图5的流程图中所示的检查动作，亦可称为剂量及焦点监测器。首先，将具有与图6(a)相同照射区域排列、涂有抗蚀剂的作为实际制品(例如，半导体元件)的园片10搬送至曝光装置100，以曝光装置100于园片10的各照射区域SAn(η = I?N)曝光出实际制品用的标线片(未图示)图案，并使曝光后的园片10显影。此时的曝光条件，于所有照射区域，关于曝光量是根据该标线片所定的适当的曝光量，关于焦点位置是适当的焦点位置。
[0088]然而，实际上，由于受到曝光