(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の露光装置の露光特性を第２の露光装置の露光特性に対応させるために、前記第１の露光装置の露光条件を調整する方法であって、
前記第１の露光装置において、少なくとも１つの露光条件のもとで複数種類のパターンの像の形状の実測値と計算値との比率を求めて、第１の比率を得ることと、
前記第１の露光装置において、前記少なくとも１つの露光条件とは異なる露光条件のもとで前記複数種類のパターンの像の形状の実測値と計算値との比率を求めて、第２の比率を得ることと、
前記第１の比率と前記第２の比率との加重平均により第３の比率を求めることと、
前記第１の露光装置において、前記異なる露光条件のもとでそれぞれ前記複数種類のパターンの像の形状の計算値を前記第３の比率で補正した値を用いて前記第１の露光装置の複数の比較対象の露光特性を予測することと、
複数の前記比較対象の露光特性と前記第２の露光装置の露光特性との比較により前記第１の露光装置を調整するための条件を求めることと、
を含むことを特徴とする露光装置の調整方法。
【請求項２】
前記複数種類のパターンは互いにピッチが異なる複数のパターンであり、
前記第１および第２の比率は複数のピッチに関して求められることを特徴とする請求項１に記載の露光装置の調整方法。
【請求項３】
前記第１および第２の比率は前記複数のパターンの像の線幅の実測値と計算値との比率であり、
前記比較対象の露光特性は、前記複数のパターンの像の線幅の計算値に前記第３の比率を乗算して得られることを特徴とする請求項２に記載の露光装置の調整方法。
【請求項４】
前記第１の露光装置の前記比較対象の露光特性と前記第２の露光装置の露光特性との比較は、
前記第１の露光装置に関して予測される前記複数のパターンの像の線幅と前記第２の露光装置に関して実測された前記複数のパターンの像の線幅との差分の二乗和の比較を含むことを特徴とする請求項３に記載の露光装置の調整方法。
【請求項５】
前記第１および第２の比率の加重平均を計算するときの重みは、前記第１の露光装置の露光特性が前記第２の露光装置の露光特性に近いほど大きいことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の露光装置の調整方法。
【請求項６】
前記第１の露光装置は、パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系及び前記パターンの像を基板に投影する投影光学系を備え、
前記第１の露光装置の前記露光条件は、前記第１の露光装置の前記投影光学系の開口数及び前記照明光学系のσ値を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の露光装置の調整方法。
【請求項７】
第１の露光装置の露光特性を第２の露光装置の露光特性に対応させるように、前記第１の露光装置の露光条件を調整するために、コンピュータを、
前記第２の露光装置の露光特性の情報、前記第１の露光装置において互いに少なくとも１つの露光条件のもとで求められた複数種類のパターンの像の形状の実測値と計算値との第１の比率、及び前記第１の露光装置において前記少なくとも１つの露光条件とは異なる露光条件のもとで求められた前記複数種類のパターンの像の形状の実測値と計算値との第２の比率を記憶する記憶装置、
複数の前記第１の比率と前記第２の比率との加重平均より第３の比率を求める第１の算出装置、
前記第１の露光装置において、前記異なる露光条件のもとでそれぞれ前記複数種類のパターンの像の形状の計算値を前記第３の比率で補正した値を用いて前記第１の露光装置の比較対象の露光特性を予測する第２の算出装置、及び
複数の前記比較対象の露光特性と前記第２の露光装置の露光特性との比較を行うことにより、前記第１の露光装置を調整するための条件を求める第３の算出装置、
として機能させるための露光装置の調整用プログラム。
【請求項８】
前記複数種類のパターンは互いにピッチが異なる複数のパターンであり、
前記第１の比率は複数のピッチに関して求められることを特徴とする請求項７に記載の露光装置の調整用プログラム。
【請求項９】
前記第１及び第２の比率は前記複数のパターンの像の線幅の実測値と計算値との比率であり、
前記第２の算出装置は、前記複数のパターンの像の線幅の計算値に前記第３の比率を乗算して前記比較対象の露光特性を求めることを特徴とする請求項８に記載の露光装置の調整用プログラム。
【請求項１０】
前記第３の算出装置は、
前記第１の露光装置の前記比較対象の露光特性と前記第２の露光装置の露光特性との比較を行うために、前記第１の露光装置に関して予測される前記複数のパターンの像の線幅と前記第２の露光装置に関して実測された前記複数のパターンの像の線幅との差分の二乗和を計算し、この計算結果を比較することを特徴とする請求項９に記載の露光装置の調整用プログラム。
【請求項１１】
複数の前記第１及び第２の比率の加重平均を計算するときの重みは、前記第１の露光装置の露光特性が前記第２の露光装置の露光特性に近いほど大きいことを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載の露光装置の調整用プログラム。
【請求項１２】
照明光学系からの露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、
目標となる露光装置の露光特性と、前記露光装置において少なくとも１つの露光条件のもとで求められた複数種類のパターンの像の形状の実測値と計算値との第１の比率と、前記露光装置において前記少なくとも１つの露光条件とは異なる露光条件のもとで求められた前記複数種類のパターンの像の形状の実測値と計算値との第２の比率とを記憶する記憶装置と、
前記露光装置を調整するための条件を求める演算装置と、
前記演算装置によって求められた条件に応じて前記露光装置の露光条件を調整する調整装置と、を備え、
前記演算装置は、
前記第１の比率と前記第２の比率との加重平均より第３の比率を求め、
前記露光装置において、前記異なる露光条件のもとでそれぞれ前記複数種類のパターンの像の形状の計算値を前記第３の比率で補正した値を用いて前記露光装置の比較対象の露光特性を予測し、
複数の前記比較対象の露光特性と前記目標となる露光装置の露光特性との比較により前記露光装置を調整するための条件を求める
ことを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
前記複数種類のパターンは互いにピッチが異なる複数のパターンであり、
前記第１及び第２の比率は複数のピッチに関して求められることを特徴とする請求項１２に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記第１及び第２の比率は前記複数のパターンの像の線幅の実測値と計算値との比率であり、
前記露光装置に関して予測される前記比較対象の露光特性は、前記複数のパターンの像の線幅の計算値に前記第３の比率を乗算して得られることを特徴とする請求項１３に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記演算装置は、
前記露光装置の前記比較対象の露光特性と前記目標となる露光装置の露光特性との比較を行うために、前記露光装置に関して予測される前記複数のパターンの像の線幅と前記目標となる露光装置に関して実測された前記複数のパターンの像の線幅との差分の二乗和を計算し、この計算結果を比較することを特徴とする請求項１４に記載の露光装置。
【請求項１６】
前記第１及び第２の比率の加重平均を計算するときの重みは、前記露光装置の露光特性が前記目標となる露光装置の露光特性に近いほど大きいことを特徴とする請求項１２から請求項１５のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１７】
前記露光装置の前記露光条件は、前記露光装置の投影光学系の開口数及び照明光学系のσ値を含むことを特徴とする請求項１２から請求項１６のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１８】
請求項１２から請求項１７のいずれか一項に記載の露光装置を用いて物体にパターンを形成することと、
前記パターンが形成された前記物体を処理することと、
を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光光でウエハ等の基板を露光する露光装置の調整技術及び調整用のプログラム、その調整技術を用いる露光技術、並びにこの露光技術を用いるデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子等のデバイス（電子デバイス又はマイクロデバイス）を製造するためのリソグラフィ工程中で使用されるスキャニングステッパー又はステッパー等の露光装置（投影露光装置）においては、光学的近接効果（ＯＰＥ：Optical Proximity Effect）によって、露光後にウエハ等の基板上に形成されるパターンの線幅がピッチによって変化する。このようなＯＰＥの特性は、照明光学系のコヒーレンスファクタ（いわゆる照明σ）、投影光学系の開口数、使用される光学素子の透過率分布、投影光学系の収差特性、及び露光光として使用されるレーザ光の波長特性等に依存している。そのため、一般に複数の露光装置間でＯＰＥ特性は互いに異なっている。
【０００３】
また、ＯＰＥ特性による線幅の変化を補正するため、レチクルを作製する際に各パターンの線幅を事前に補正して、ＯＰＥ特性による変化を相殺するＯＰＣ(Optical Proximity Correction)が行われている。この際に、複数の露光装置で共通のレチクルを使用するためには、複数の露光装置間のＯＰＥ特性を所定の許容範囲内でマッチングさせる必要がある。そこで、レチクルのパターンの空間像の線幅を、照明σ及び開口数ＮＡ等の条件の異なる多数の組み合わせ毎にシミュレーションによって予測し、それらの組み合わせ中からＯＰＥ特性が目標となる露光装置の特性に最も合致するように選択された条件で照明σ等を設定することによって、露光装置のＯＰＥ特性を目標とする特性に合わせる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
最近では、予め実際にテストパターンを露光して得られるパターンの線幅の実測値と、シミュレーションで計算されていた線幅との比率を求めておき、ＯＰＥ特性のマッチング時に、その比率を用いて目標となるＯＰＥ特性を補正することによって、２つの露光装置間のＯＰＥ特性をより高精度に合わせるようにした技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００５／０５５２９５号パンフレット
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１０／０１２５８２３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の方法で露光装置のＯＰＥ特性を目標とする特性に合わせようとしても、採用された条件では調整後のＯＰＥ特性が許容範囲外となっている場合がある。この場合、単にそれまでと同じ方法でシミュレーションによって空間像の線幅を計算し、この結果に基づいてＯＰＥ特性を調整しても、調整後のＯＰＥ特性が許容範囲外になることが繰り返される恐れがある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、複数の露光装置間の露光特性をより高精度に合わせることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様によれば、第１の露光装置の露光特性を第２の露光装置の露光特性に対応させるために、その第１の露光装置の露光条件を調整する方法が提供される。この調整方法は、その第１の露光装置において、少なくとも１つの露光条件のもとで複数種類のパターンの像の形状の実測値と計算値との比率を求めて、第１の比率を得ることと、その第１の露光装置において、その少なくとも１つの露光条件とは異なる露光条件のもとでその複数種類のパターンの像の形状の実測値と計算値との比率を求めて、第２の比率を得ることと、その第１の比率とその第２の比率との加重平均により第３の比率を求めることと、その第１の露光装置において、その異なる露光条件のもとでそれぞれその複数種類のパターンの像の形状の計算値をその第３の比率で補正した値を用いてその第１の露光装置の複数の比較対象の露光特性を予測することと、複数のその比較対象の露光特性とその第２の露光装置の露光特性との比較によりその第１の露光装置を調整するための条件を求めることと、を含むものである。
【０００９】
第２の態様によれば、第１の露光装置の露光特性を第２の露光装置の露光特性に対応させるように、その第１の露光装置の露光条件を調整するために、コンピュータを、その第２の露光装置の露光特性の情報、その第１の露光装置において互いに少なくとも１つの露光条件のもとで求められた複数種類のパターンの像の形状の実測値と計算値との第１の比率、及びその第１の露光装置においてその少なくとも１つの露光条件とは異なる露光条件のもとで求められたその複数種類のパターンの像の形状の実測値と計算値との第２の比率を記憶する記憶装置、複数のその第１の比率とその第２の比率との加重平均より第３の比率を求める第１の算出装置、その第１の露光装置において、その異なる露光条件のもとでそれぞれその複数種類のパターンの像の形状の計算値をその第３の比率で補正した値を用いてその第１の露光装置の比較対象の露光特性を予測する第２の算出装置、及び複数のその比較対象の露光特性とその第２の露光装置の露光特性との比較を行うことにより、その第１の露光装置を調整するための条件を求める第３の算出装置、として機能させるための露光装置の調整用プログラムが提供される。
【００１０】
第３の態様によれば、照明光学系からの露光光でパターンを照明し、その露光光でそのパターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、目標となる露光装置の露光特性と、その露光装置において少なくとも１つの露光条件のもとで求められた複数種類のパターンの像の形状の実測値と計算値との第１の比率と、その露光装置においてその少なくとも１つの露光条件とは異なる露光条件のもとで求められたその複数種類のパターンの像の形状の実測値と計算値との第２の比率とを記憶する記憶装置と、その露光装置を調整するための条件を求める演算装置と、その演算装置によって求められた条件に応じてその露光装置の露光条件を調整する調整装置と、を備え、その演算装置は、その第１の比率とその第２の比率との加重平均より第３の比率を求め、その露光装置において、その異なる露光条件のもとでそれぞれその複数種類のパターンの像の形状の計算値をその第３の比率で補正した値を用いてその露光装置の比較対象の露光特性を予測し、複数のその比較対象の露光特性とその目標となる露光装置の露光特性との比較によりその露光装置を調整するための条件を求める露光装置が提供される。
【００１１】
第４の態様によれば、本発明の露光装置を用いて物体にパターンを形成することと、そのパターンが形成されたその物体を処理することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、少なくとも１つの露光条件のもとで複数種類のパターンの像の形状の実測値と計算値との第１の比率を複数回求め、複数の第１の比率より第２の比率を求め、第１の露光装置において、複数種類のパターンの像の形状の計算値をその第２の比率で補正した値を用いてその第１の露光装置の比較対象の露光特性を予測している。このため、比較対象の露光特性の予測精度を高めることができる。従って、第１及び第２の露光装置間の露光特性をより高精度に合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態の一例で使用される露光装置を示す図である。
【図２】図１の照明系瞳面上の光量分布の一例を示す図である。
【図３】テストレチクルのパターンの一部を示す拡大図である。
【図４】レジストパターンの一部を示す拡大図である。
【図５】（Ａ）は１回目の調整時のＯＰＥ特性を示す図、（Ｂ）は２回目の調整時のＯＰＥ特性を示す図である。
【図６】３回目の調整時のＯＰＥ特性を示す図である。
【図７】露光装置の露光条件を調整する方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】電子デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施形態の一例につき図１〜図７を参照して説明する。図１は、本実施形態の露光装置ＥＸを示す。露光装置ＥＸは、一例としてスキャニングステッパー（スキャナー）よりなる走査露光型の投影露光装置である。図１において、露光装置ＥＸは、露光光（露光用の照明光）ＩＬを発生する露光光源６と、その露光光ＩＬでレチクルＲ（マスク）のパターン面（レチクル面）を照明する照明光学系ＩＬＳと、レチクルＲを保持して移動するレチクルステージＲＳＴとを有する。さらに、露光装置ＥＸは、レチクル面のパターンの像をウエハＷの表面に形成する投影光学系ＰＬと、ウエハＷを保持して移動するウエハステージＷＳＴと、装置全体の動作を統括制御するコンピュータを含む主制御系３０と、その他の駆動機構等（不図示）とを有する。主制御系３０は、演算装置３０Ａと、入出力装置３０Ｂと、磁気ディスク装置等の記憶装置３０Ｃとを有する。演算装置３０Ａ内には、ソフトウェア上の機能である主制御部３４（オペレーティングシステム（ＯＳ））、照明条件制御部３６、及び露光制御部３８等が含まれている。以下、図１において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で図１の紙面に平行な方向にＸ軸、その紙面に垂直な方向にＹ軸を取って説明する。また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回りの回転方向をθｘ、θｙ、θｚ方向と呼ぶ。
【００１５】
本実施形態では、露光光源６として波長１９３ｎｍのレーザ光をパルス発光するＡｒＦエキシマレーザ光源が使用されている。露光光源６にはパルス発光を制御する電源部３２が接続されている。露光制御部３８が、パルス発光のタイミング及び光量を指示する発光トリガパルスＴＰを電源部３２に供給する。電源部３２は、露光制御部３８からの指示により、露光光ＩＬの波長（露光波長）と波長の半値幅とを所定範囲で制御可能である。なお、露光光源としては、ＫｒＦエキシマレーザ光源（波長２４８ｎｍ）、ＹＡＧレーザの高調波発生光源、固体レーザ（半導体レーザなど）の高調波発生装置、又は水銀ランプなども使用することができる。
【００１６】
露光光源６から射出された直線偏光のレーザ光よりなる露光光ＩＬは、ビームエキスパンダ８、入射光の偏光状態を制御する偏光制御系（不図示）、及びミラー１０を介して光軸ＡＸＩに沿って、光軸ＡＸＩに垂直な入射面１２ｄ及び射出面１２ｅを有するプリズム１２の入射面１２ｄに入射する。プリズム１２は、一例として、入射面１２ｄに対してＹ軸に平行な軸を中心として時計回りにほぼ６０°で交差する第１反射面１２ａと、第１反射面１２ａとＹＺ平面に平行な面に対してほぼ対称な第２反射面１２ｂと、ＸＹ平面に平行で入射面１２ｄ（射出面１２ｅ）に対して直交する透過面１２ｃとを有している。
【００１７】
また、プリズム１２の近傍に、Ｘ方向及びＹ方向に二次元のアレイ状に配列されたそれぞれ傾斜角が可変の微小ミラーよりなる多数のミラー要素３と、これらのミラー要素３を駆動する駆動部４とを有する空間光変調器１３が設置されている。空間光変調器１３の多数のミラー要素３は、全体として透過面１２ｃにほぼ平行に、かつ近接して配置されている。また、各ミラー要素３の反射面は、それぞれθｘ方向及びθｙ方向の傾斜角が所定の可変範囲内でほぼ連続的に制御可能である。記憶装置３０Ｃには、レチクルＲに応じた照明条件（二次光源の形状、σ値、輪帯照明の二次光源４８（図２参照）の外径Ｒout と内径Ｒinとの比率（輪帯比Ｒout／Ｒin）、露光波長、露光波長の半値幅、及び偏光状態等）及び投影光学系ＰＬの開口数ＮＡの条件等が記録された露光データファイル３３Ｄが記憶されている。照明条件制御部３６は、露光データファイル３３Ｄからその照明条件及び開口数ＮＡ等の情報を読み出し、必要に応じて所定量補正した後、照明条件を照明制御系３１に供給し、開口数ＮＡに応じて投影光学系ＰＬの開口絞りＡＳを制御する。
【００１８】
照明制御系３１は、多数のミラー要素３の２軸の回りの傾斜角がその照明条件に応じた値に維持されるように駆動部４を制御する。この場合、プリズム１２に入射する露光光ＩＬは第１反射面１２ａで全反射された後、透過面１２ｃを透過して空間光変調器１３の多数のミラー要素３に入射する。そして、多数のミラー要素３で反射された露光光ＩＬは、再び透過面１２ｃに入射した後、第２反射面１２ｂで全反射されて射出面１２ｅから射出される。この際に、各ミラー要素３の２軸の回りの傾斜角を制御することによって、各ミラー要素３で反射されてプリズム１２から射出される露光光ＩＬの光軸ＡＸＩに対する直交する２方向（θｙ方向及びθｚ方向）の角度を制御でき、後述の照明瞳面２２Ｐの二次光源の光量分布を制御できる。なお、プリズム１２の反射面１２ａ，１２ｂは全反射を用いているが、その反射面１２ａ，１２ｂに反射膜を形成し、この反射膜で露光光ＩＬを反射してもよい。また、プリズム１２の代わりにミラーを使用してもよい。
【００１９】
そして、プリズム１２から射出された露光光ＩＬは、リレー光学系１４（集光光学系）を介してフライアイレンズ１５（オプティカルインテグレータ）の入射面に入射する。その入射面は、レチクル面と光学的にほぼ共役である。なお、フライアイレンズ１５の代わりにマイクロレンズアレイを使用してもよい。
空間光変調器１３の多数のミラー要素３は例えば１０μｍ角〜数１０μｍ角程度の平面ミラーであるが、照明条件の細かな変更を可能とするために、ミラー要素３は可能な限り小さいことが好ましい。このような空間光変調器１３としては、例えば特開２００４−７８１３６号公報及びこれに対応する米国特許第６，９００，９１５号明細書、又は特表２００６−５２４３４９号公報及びこれに対応する米国特許第７，０９５，５４６号明細書等に開示される空間光変調器を用いることができる。
【００２０】
この場合、フライアイレンズ１５の後側焦点面が照明光学系ＩＬＳの瞳面（射出瞳と共役な面）である照明瞳面ＩＰである。照明瞳面ＩＰには、フライアイレンズ１５への入射光束によって形成される照明領域とほぼ同じ光量分布（光強度分布）を有する二次光源が形成される。照明条件としては、円形の二次光源を使用する通常照明若しくは小σ照明、輪帯照明、２極照明、４極照明、又は他の任意の形状の二次光源を使用する照明条件が使用可能である。
【００２１】
照明瞳面ＩＰに形成された二次光源からの露光光ＩＬは、第１リレーレンズ１６、レチクルブラインド（視野絞り）１７、第２リレーレンズ１８、光路折り曲げ用のミラー１９、及びコンデンサ光学系２０を介して、レチクル面の照明領域２２Ｒを均一な照度分布で照明する。ビームエキスパンダ８から空間光変調器１３までの光学部材、及びリレー光学系１４からコンデンサ光学系２０までの光学部材を含んで照明光学系ＩＬＳが構成されている。照明光学系ＩＬＳの各光学部材は、不図示のフレームに支持されている。
【００２２】
レチクルＲの照明領域２２Ｒ内のパターンは、両側（又はウエハ側に片側）テレセントリックの投影光学系ＰＬを介して、ウエハＷの一つのショット領域の露光領域２２Ｗ（照明領域２２Ｒと光学的に共役な領域）に所定の投影倍率（例えば１／４，１／５等）で投影される。ウエハＷは、シリコン又はＳＯＩ(silicon on insulator)等の円形の平板状の基材の表面にフォトレジスト（感光材料）が所定の厚さで塗布されたものを含む。
【００２３】
さらに、露光装置ＥＸが液浸露光型である場合には、投影光学系ＰＬの先端の光学部材とウエハＷとの間に露光光ＩＬを透過する液体を供給し回収するための局所液浸装置（不図示）が設けられる。局所液浸装置としては、例えば米国特許出願公開第２００７／２４２２４７号明細書、又は欧州特許出願公開第１４２０２９８号明細書等に開示されている装置を使用可能である。
【００２４】
レチクルＲはレチクルステージＲＳＴの上面に吸着保持され、レチクルステージＲＳＴは、不図示のレチクルベースの上面に、Ｙ方向に一定速度で移動可能に、かつ少なくともＸ方向、Ｙ方向、及びθｚ方向に移動可能に載置されている。レチクルステージＲＳＴの２次元的な位置は不図示のレーザ干渉計によって計測され、この計測情報に基づいて露光制御部３８がリニアモータ等の駆動系（不図示）を介してレチクルステージＲＳＴの位置及び速度を制御する。
【００２５】
一方、ウエハＷはウエハホルダ（不図示）を介してウエハステージＷＳＴの上面に吸着保持され、ウエハステージＷＳＴは、不図示のウエハベースの上面でＸ方向、Ｙ方向にステップ移動を行うとともに、Ｙ方向に一定速度で移動可能である。ウエハステージＷＳＴの２次元的な位置は不図示のレーザ干渉計によって計測され、この計測情報に基づいて露光制御部３８がリニアモータ等の駆動系（不図示）を介してウエハステージＷＳＴの位置及び速度を制御する。また、レチクルＲ及びウエハＷのアライメントを行うために、ウエハステージＷＳＴには、レチクルＲのアライメントマークの像の位置を計測する空間像計測系２４が設置され、投影光学系ＰＬの側面にウエハＷのアライメントマークの位置を検出するウエハアライメント系（不図示）が備えられている。露光制御部３８は、空間像計測系２４等からの検出信号を処理して被検マークの位置及び線幅等を検出可能である。
【００２６】
露光装置ＥＸによるウエハＷの露光時に、照明系制御部３６は、記憶装置３０Ｃの露光データファイル３３Ｄに記録されている照明条件及び開口数ＮＡの情報を読み出し、照明条件を照明制御系３１に設定し、開口数ＮＡを開口絞りＡＳで設定する。続いて、ウエハステージＷＳＴの移動によってウエハＷが走査開始位置に移動する（ステップ移動）。その後、露光光源６のパルス発光を開始して、レチクルＲの照明領域内のパターンの投影光学系ＰＬによる像でウエハＷの一つのショット領域を露光しつつ、レチクルステージＲＳＴを介してレチクルＲを照明領域に対してＹ方向に移動する動作と、ウエハステージＷＳＴを介してウエハＷを露光領域に対して対応する方向に移動する動作とを同期して行うことで、当該ショット領域が走査露光される。このようにウエハＷのステップ移動と走査露光とを繰り返すステップ・アンド・スキャン動作によって、ウエハＷの全部のショット領域にレチクルＲのパターンの像が露光される。
【００２７】
次に、本実施形態の露光装置ＥＸの光学的近接効果（ＯＰＥ：Optical Proximity Effect）の特性を他の基準となる露光装置（不図示。以下、ターゲット露光装置という。）のＯＰＥ特性にマッチングさせるために、露光装置ＥＸの照明条件及び投影光学系ＰＬの開口数ＮＡを含む露光条件を調整する方法の一例につき図７のフローチャートを参照して説明する。主制御系３０の演算装置３０Ａ内には、その露光条件の調整時に使用される第１算出部４０、第２算出部４２、第３算出部４４及び第４算出部４６が含まれている。これらの第１〜第４算出部４０〜４６は、記憶装置３０Ｃ内に記憶されたファイル３３Ｃに記録されている調整用プログラムに従って動作するソフトウェア上の機能（第１〜第４算出手段）である。ただし、第１〜第４算出部４０〜４６を、個別にハードウェアで構成してもよい。また、その調整方法は、主制御部３４の制御のもとで実行される。
【００２８】
まず、図７のステップ１０２において、オペレータは図１の露光装置ＥＸの入出力装置３０Ｂから、演算装置３０Ａの主制御部３４を介して記憶装置３０Ｃの第１ファイル３３Ａに、ターゲット露光装置のＯＰＥ特性の情報、及びターゲット露光装置と調整対象の露光装置とのＯＰＥ特性の相違の許容範囲である評価関数（詳細後述）の許容値ＶＭを記録する。そのＯＰＥ特性は、図５（Ａ）に示すように、ウエハ上の設計上の線幅がｐ１／２でピッチが互いに異なるｐ１，ｐ２，…，ｐｎ（ｎは３以上の整数）である複数のテストパターンの像を露光し、その像を現像して得られるレジストパターンの線幅よりなる１組のＣＤ(critical dimension)である。その線幅は例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で計測したデータである。
【００２９】
この場合、ピッチｐ１におけるＣＤが基準となる値ＣＤｔ（＝ＣＤｔ１）であり、各ピッチｐｉ（ｉ＝１〜ｎ）におけるＣＤの値ＣＤｔｉを示す点Ａ１〜Ａｎを連結して得られる折れ線（以下、特性曲線Ａという。）Ａが、ターゲット露光装置のＯＰＥ特性を表している。さらに、第１ファイル３３Ａには、そのＯＰＥ特性を計測したときのターゲット露光装置の露光条件等も記録される。一例として、照明条件として輪帯照明が使用されており、照明光学系のσ値はσｔ、輪帯比はｒｔ、投影光学系の開口数ＮＡはＮＡｔとする。なお、露光条件としてはこれらに加えて、又はこれらの代わりに露光波長及び露光波長の半値幅等の任意の条件を用いてもよい。
【００３０】
次のステップ１０４において、レチクルステージＲＳＴにレチクルＲの代わりにテストパターンが形成されたテストレチクルＴＲがロードされる。テストレチクルＴＲには、図３に示すように、Ｘ方向の線幅ＤでピッチがＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のライン・アンド・スペースパターンよりなるテストパターン４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ，４８Ｄが形成されている。線幅ＤはＰ１／２であり、ピッチＰｉ（ｉ＝２，３，…）はピッチＰ１のｉ倍である。投影光学系ＰＬの投影倍率βを用いて、以下のように、ピッチＰ１は図５（Ａ）のレジストパターンのピッチｐ１の１／βである。なお、テストレチクルＴＲには、実際には線幅ＤでピッチＰｉがＰｎまでのｎ個のテストパターンが形成されている。また、そのテストパターン４８Ａ等の像の線幅を計測する際には、一例としてそのテストパターン４８Ａ等の複数のラインパターンのうちの中央のラインパターンの像の線幅が計測される。
【００３１】
Ｐ１＝ｐ１／β  …（１）
さらに、調整対象の露光装置ＥＸのＯＰＥ特性がターゲット露光装置のＯＰＥ特性に近づくように第１の露光条件を求める。このために、演算装置３０Ａの第２算出部４２は、露光装置ＥＸの照明条件中のσ値σｅ、輪帯比ｒｅ、及び投影光学系の開口数ＮＡｅを、ターゲット露光装置のσ値σｔ、輪帯比ｒｔ、及び開口数ＮＡｔを中心とする所定幅の範囲内で、所定間隔で配列される値σｅｋ，ｒｅｋ，ＮＡｅｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）（Ｋは２以上の整数）に設定する。さらに、第２算出部４２は、各値σｅｋ，ｒｅｋ，ＮＡｅｋの組み合わせ毎にそれぞれシミュレーションによってｎ個のテストパターンの像（レジストパターン）の線幅（ＣＤ）の計算値ＣＤｓｋｉ（ｉ＝１〜ｎ）を求める。この際に、１番目の計算値ＣＤｓｋ１がターゲット露光装置の基準値ＣＤｔとなるように計算上のフォトレジストの閾値を設定する。
【００３２】
さらに、演算装置３０Ａの第３算出部４４は、各値σｅｋ，ｒｅｋ，ＮＡｅｋの組み合わせ毎に、次のようにターゲット露光装置と露光装置ＥＸとの間のｎ個のＣＤの値ＣＤｔｉ，ＣＤｓｋｉの差分の自乗和よりなる第１の評価関数ＭＦｋを計算する。式（２）及び後述の式（４）の積算は添字ｉについて実行される。
ＭＦｋ＝Σ（ＣＤｔｉ−ＣＤｓｋｉ）2    …（２）
そして、第３算出部４４は、評価関数ＭＦｋの値が最小になるときの値σｅｋ，ｒｅｋ，ＮＡｅｋの組み合わせ（ｋ＝ｋ１、以下、第１の露光条件という）を求め、この第１の露光条件のときのＣＤの計算値（ＣＤｓｉとする）（ｉ＝１〜ｎ）を特定する。この第１の露光条件は主制御部３４に供給され、その第１の露光条件及び計算値ＣＤｓｉは露光データファイル３３Ｄに記録される。その計算値ＣＤｓｉが図５（Ａ）の各ピッチｐ１に対応する点Ｂ１ｉ（ｉ＝１〜ｎ）のＣＤである。
【００３３】
なお、露光装置ＥＸの照明条件中のσ値σｅ、輪帯比ｒｅ、及び投影光学系の開口数ＮＡｅを、ターゲット露光装置の値σｔ、輪帯比ｒｔ、及び投影光学系の開口数ＮＡｔを中心とする所定幅の範囲内で、特定の１つの値（１組の値）に設定してもよい。この１つの値を用いて上記の式（２）の評価関数ＭＦｋを計算してもよい。
次のステップ１０６において、主制御部３４は照明系制御部３６を介して露光装置ＥＸの露光条件をその第１の露光条件に設定する。次に、露光装置ＥＸによってテストレチクルＴＲのテストパターンの像を未露光のウエハＷに露光する。その後、図４に一部を示すように、現像によって形成されるｎ個のテストパターンの像４８ＡＲ〜４８ＤＲ（レジストパターン）等の線幅（ＣＤ）をＳＥＭで計測し、計測値ＣＤｅｉ（ｉ＝１〜ｎ）を入出力装置３０Ｂから露光データファイル３３Ｄに記録する。この際に、１番目のテストパターンの像４８ＡＲの計測値ＣＤｅがターゲット露光装置の基準値ＣＤｔに合致するように、フォトレジストの閾値が設定されている。図５（Ａ）の露光装置ＥＸの点線で示される特性曲線Ｃ１の各ピッチｐｉに対応する点Ｃ１ｉのＣＤが計測値ＣＤｅｉである。
【００３４】
この後、演算装置３０Ａの第４算出部４６は、その計測値ＣＤｅｉを、ステップ１０４でシミュレーションにより求められた計算値ＣＤｓｉで除算することによって、次のようにｎ個の第１の比率ｒ１ｉを求める。なお、ｒ１１＝１である。求められた第１の比率ｒ１ｉは記憶装置３０Ｃの第２ファイル３３Ｂに記録される。
ｒ１ｉ＝ＣＤｅｉ／ＣＤｓｉ  （ｉ＝１〜ｎ）…（３）
次のステップ１０８において、第４算出部４６は、ｎ個のテストパターンの像のターゲット露光装置で得られたＣＤの値ＣＤｔｉと、ステップ１０６で得られた計測値ＣＤｅｉとの差分の自乗和よりなる次の第２の評価関数ＭＦＥの値を計算する。
【００３５】
ＭＦＥ＝Σ（ＣＤｔｉ−ＣＤｅｉ）2    …（４）
評価関数ＭＦＥは、図５（Ａ）の特性曲線Ａと特性曲線Ｃ１との差分の自乗和でもある。そして、第４算出部４６は、評価関数ＭＦＥの値と上記の許容値ＶＭとを比較し、評価関数ＭＦＥの値が許容値ＶＭ以下のときは、露光装置ＥＸのＯＰＥ特性はターゲット露光装置のＯＰＥ特性と許容範囲内で合致するものとして、ステップ１１０に移行する。ステップ１１０では、上記の第１の露光条件が最終的にレチクルＲに対して使用される露光条件として主制御部３４に供給され、その後、レチクルＲに対してはその第１の露光条件が使用される。
【００３６】
一方、ステップ１０８で、評価関数ＭＦＥの値が許容値ＶＭを超えるときは、露光装置ＥＸのＯＰＥ特性はターゲット露光装置のＯＰＥ特性に対して許容範囲内で合致していないものとして、ステップ１１２に移行する。ステップ１１２において、ステップ１０６で記憶した第１の比率ｒ１ｉを用いて、露光装置ＥＸのＯＰＥ特性がターゲット露光装置のＯＰＥ特性に近づくように第２の露光条件を求める。
【００３７】
このために、第２算出部４２は、ステップ１０４と同様に、露光装置ＥＸの露光条件であるσ値σｅ、輪帯比ｒｅ、及び開口数ＮＡｅの各値σｅｋ，ｒｅｋ，ＮＡｅｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）の組み合わせ毎にそれぞれシミュレーションによってｎ個のテストパターンの像のＣＤの計算値ＣＤｓｋｉ（ｉ＝１〜ｎ）を求める。さらに、第２算出部４２は、これらのＣＤの計算値に式（３）で求めた第１の比率ｒ１ｉを乗算して補正後の計算値ＣＤｓｋａｉを求める。
【００３８】
ＣＤｓｋａｉ＝ｒ１ｉ×ＣＤｓｋｉ  …（５）
さらに、第３算出部４４は、式（２）中の計算値ＣＤｓｋｉの代わりに計算値ＣＤｓｋａｉを代入して第１の評価関数ＭＦｋを計算し、評価関数ＭＦｋの値が最小になるときの値σｅｋ，ｒｅｋ，ＮＡｅｋの組み合わせ（ｋ＝ｋ２、以下、第２の露光条件という。）を求め、この第２の露光条件のときのＣＤの計算値（ＣＤｓｉとする）（ｉ＝１〜ｎ）を求める。この第２の露光条件は主制御部３４に供給され、その第２の露光条件及び計算値ＣＤｓｉは露光データファイル３３Ｄに記録される。その計算値ＣＤｓｉが図５（Ｂ）の各ピッチｐ１に対応する点Ｂ２ｉ（ｉ＝１〜ｎ）のＣＤである。
【００３９】
次のステップ１１４において、ステップ１０６と同様に、その第２の露光条件のもとで、露光装置ＥＸによってテストレチクルＴＲのテストパターンの像を露光し、現像によって形成されるｎ個のテストパターンの像（レジストパターン）の線幅（ＣＤ）の値ＣＤｅｉ（ｉ＝１〜ｎ）をＳＥＭで計測する。図５（Ｂ）の露光装置ＥＸのＯＰＥ特性曲線Ｃ２の各ピッチｐｉに対応する点Ｃ２ｉのＣＤがＣＤｅｉである。この後、第４算出部４６は、その計測値ＣＤｅｉを、ステップ１１２で得られた計算値ＣＤｓｉで除算することによって、次のようにｎ個の新たな第１の比率ｒ２ｉを求め、これらの比率を第２ファイル３３Ｂに記録する。
【００４０】
ｒ２ｉ＝ＣＤｅｉ／ＣＤｓｉ  （ｉ＝１〜ｎ）…（６）
次のステップ１１６において、ステップ１０８と同様に、第４算出部４６は、ターゲット露光装置で得られたＣＤの値ＣＤｔｉと、ステップ１１４で得られた計測値ＣＤｅｉとの差分の自乗和よりなる式（４）の第２の評価関数ＭＦＥの値を計算し、評価関数ＭＦＥの値と上記の許容値ＶＭとを比較する。そして、評価関数ＭＦＥの値が許容値ＶＭ以下のときは、露光装置ＥＸのＯＰＥ特性はターゲット露光装置のＯＰＥ特性と許容範囲内で合致するものとして、ステップ１１０に移行する。一方、ステップ１１６で、評価関数ＭＦＥの値が許容値ＶＭを超えるときは、露光装置ＥＸのＯＰＥ特性はターゲット露光装置のＯＰＥ特性に対して許容範囲内で合致していないものとして、ステップ１２０に移行する。
【００４１】
ステップ１２０において、演算装置３０Ａの第１算出部４０は、ステップ１０６で求めた第１の比率ｒ１ｉ（重みｗ１）とステップ１１４で求めた第１の比率ｒ２ｉ（重みｗ２）とを第２ファイル３３Ｂから読み出し、これらの比率を用いて次のように加重平均で第２の比率ｒ３ｉを求め、求めた比率を第２ファイル３３Ｂに記録する。式（７）及び式（８）の積算は添字ｊについて実行される。なお、重みｗｊの和は次のように１に規格化してある。
【００４２】
ｒ３ｉ＝Σｗｊ・ｒｊｉ  （ｉ＝１〜ｎ）  …（７）
Σｗｊ＝１  …（８）
この場合、重みｗｊは、一例として、新しく求められた比率ほど大きく設定される。ここでは、例えば２回目に求めた比率ｒ２ｉの重みｗ２は０．７５、１回目に求めた比率ｒ１ｉの重みｗ１は０．２５である。なお、別の例として、重みｗｊは、式（４）の評価関数ＭＦＥの値がより小さかったときの比率ｒ１ｉ，ｒ２ｉ（すなわち、露光装置ＥＸのＯＰＥ特性がターゲット露光装置のＯＰＥ特性により近かったときの比率）の重みを大きくしてもよい。さらに、重みｗｊは、ｎ個のテストパターンの像毎に異なる値を用いることも可能である。
【００４３】
次のステップ１２２において、第２算出部４２は、ステップ１１２と同様に、露光装置ＥＸの露光条件の各値σｅｋ，ｒｅｋ，ＮＡｅｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）の組み合わせ毎にそれぞれシミュレーションによってｎ個のテストパターンの像のＣＤの計算値ＣＤｓｋｉ（ｉ＝１〜ｎ）を求める。さらに、第２算出部４２は、これらのＣＤの計算値に式（７）で求めた第２の比率ｒ３ｉを乗算して補正後の計算値ＣＤｓｋａｉを求める。
【００４４】
ＣＤｓｋａｉ＝ｒ３ｉ×ＣＤｓｋｉ  …（９）
次のステップ１２４において、第３算出部４４は、式（２）中の計算値ＣＤｓｋｉの代わりに計算値ＣＤｓｋａｉを代入して第１の評価関数ＭＦｋを計算し、評価関数ＭＦｋの値が最小になるときの値σｅｋ，ｒｅｋ，ＮＡｅｋの組み合わせ（ｋ＝ｋ３、以下、第３の露光条件という。）を求め、この第３の露光条件のときのＣＤの計算値ＣＤｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）を求める。この第３の露光条件は主制御部３４に供給され、その第３の露光条件及び計算値ＣＤｓｉは露光データファイル３３Ｄに記録される。その計算値ＣＤｓｉが図６（Ａ）の各ピッチｐ１に対応する点Ｂ３ｉ（ｉ＝１〜ｎ）のＣＤである。
【００４５】
次のステップ１２６において、ステップ１１４と同様に、その第３の露光条件のもとで、露光装置ＥＸによってテストレチクルＴＲのテストパターンの像を露光し、現像によって形成されるｎ個のテストパターンの像（レジストパターン）の線幅（ＣＤ）の値ＣＤｅｉ（ｉ＝１〜ｎ）をＳＥＭで計測する。図６（Ａ）の露光装置ＥＸの特性曲線Ｃ３の各ピッチｐｉに対応する点Ｃ３ｉのＣＤがＣＤｅｉである。この後、第４算出部４６は、その計測値ＣＤｅｉを、ステップ１２４で得られた計算値ＣＤｓｉで除算することによって、次のようにｎ個の新たな第２の比率ｒ４ｉを求め、これらの比率を第２ファイル３３Ｂに記録する。
【００４６】
ｒ４ｉ＝ＣＤｅｉ／ＣＤｓｉ  （ｉ＝１〜ｎ）…（１０）
次のステップ１１６において、ステップ１０８と同様に、第４算出部４６は、ターゲット露光装置で得られたＣＤの値ＣＤｔｉと、ステップ１２６で得られた計測値ＣＤｅｉとの差分の自乗和よりなる式（４）の第２の評価関数ＭＦＥの値を計算し、評価関数ＭＦＥの値と上記の許容値ＶＭとを比較する。この段階では、２つの露光装置の図６（Ａ）の特性曲線Ａ，Ｃ３は近接しているため、評価関数ＭＦＥの値は極めて小さくなっている。そして、評価関数ＭＦＥの値が許容値ＶＭ以下のときは、ステップ１１０に移行する。一方、ステップ１１６で、評価関数ＭＦＥの値が許容値ＶＭを超えるときは、露光装置ＥＸのＯＰＥ特性はターゲット露光装置のＯＰＥ特性に対して許容範囲内で合致していないものとして、ステップ１２０に移行する。なお、評価関数ＭＦＥの値は次第に減少するため、ステップ１１６では、通常は、ステップ１１６は、数回実行される程度である。しかしながら、ステップ１１６で予め設定した回数を超えて、評価関数ＭＦＥの値が許容値ＶＭを超えるときは、例えばオペレータコールを行ってもよい。
【００４７】
そして、ステップ１１６で再び評価関数ＭＦＥの値が許容値ＶＭを超えるときは、ステップ１２０に移行して、第１算出部４０は、これまでに求められた２つの第１の比率ｒ１ｉ（重みｗ１）、及び比率ｒ２ｉ（重みｗ２）と、１つの第２の比率ｒ４ｉ（重みｗ３）とから、式（７）より加重平均で新たな第２の比率ｒ３ｉを求め、求めた比率を第２ファイル３３Ｂに記録する。なお、加重平均に使用されるその第２の比率ｒ４ｉは、第１の比率とみなすことができる。この場合には、３個の第１の比率の加重平均によって第２の比率ｒ３ｉが求められていることになる。
【００４８】
その後、ステップ１２２〜１２６が繰り返された後、ステップ１１６が実行される。その後、さらにステップ１２０を実行する場合には、２つの第１の比率ｒ１ｉ（重みｗ１）及び比率ｒ２ｉ（重みｗ２）と、複数の第２の比率ｒ４ｉ（重みｗ３，ｗ４，…）（これらも新たな第１の比率とみなすことができる）とから、式（７）より加重平均で新たな第２の比率ｒ３ｉが求められ、この第２の比率ｒ３ｉを用いてシミュレーションによるＣＤの計算値が補正される。
【００４９】
この調整方法では、前回の露光条件の調整後に、テストパターンの像の線幅（ＣＤ）の計測値ＣＤｅｉとシミュレーションによる計算値ＣＤｓｉとの比率ｒ１ｉ〜ｒ４ｉを求め、次の露光条件の選択時に、それらの比率を用いてシミュレーションによる計算値ＣＤｓｋｉを補正して、評価関数ＭＦｋが最小になるような露光条件を求めている。従って、シミュレーションによる計算値をより実測値に近づけた状態で評価関数ＭＦｋを使用できるため、露光条件の調整回数を少なくして最適な露光条件を効率的に求めることができるとともに、選択された露光条件の評価関数ＭＦｋの値（差分の自乗和）を小さくできる。さらに、式（４）の評価関数ＭＦＥに関する許容値ＶＭをより小さくすることも可能となる。従って、露光装置ＥＸのＯＰＥ特性を効率的にかつ高精度にターゲット露光装置のＯＰＥ特性にマッチングさせることができる。
【００５０】
上述のように、本実施形態の露光装置ＥＸの露光条件の調整方法は、露光装置ＥＸのＯＰＥ特性（露光特性）をターゲット露光装置のＯＰＥ特性に合わせるための調整方法であり、露光装置ＥＸにおいて互いに異なる複数の露光条件のもとで複数のテストパターン４８Ａ，４８Ｂ等の像の線幅（形状）の実測値と計算値との第１の比率ｒ１ｉ，ｒ２ｉを複数回求めるステップ１０４〜１１４と、その複数の第１の比率の加重平均により第２の比率ｒ３ｉを求めるステップ１２０と、を有する。さらに、その調整方法は、露光装置ＥＸにおいて、互いに異なる複数の露光条件のもとでそれぞれテストパターン４８Ａ，４８Ｂ等の像の線幅の計算値ＣＤｓｋｉを第２の比率ｒ３ｉで補正した値を用いて露光装置ＥＸの複数の比較対象のテストパターンの像のＣＤの計算値ＣＤｓｋａｉ（ＯＰＥ特性）を予測するステップ１２２と、その複数の比較対象のＣＤの計算値ＣＤｓｋａｉとターゲット露光装置のＣＤの値ＣＤｔｉ（ＯＰＥ特性）との比較により露光装置ＥＸを調整するための条件であるσ値σｅｋ、輪帯比ｒｅｋ、開口数ＮＡｅｋ等の組み合わせ（ｋ＝ｋ３）（第３の露光条件）を求めるステップ１２４と、を有する。
【００５１】
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、照明光学系ＩＬＳからの露光光ＩＬでレチクルＲのパターンを照明し、露光光ＩＬでレチクルＲ及び投影光学系ＰＬを介してウエハＷを露光する露光装置において、ターゲット露光装置のＯＰＥ特性と、露光装置ＥＸにおいて互いに異なる複数の露光条件のもとで複数回求められた複数のテストパターン４８Ａ等の像の線幅の実測値と計算値との第１の比率ｒ１ｉ，ｒ２ｉとを記憶する記憶装置３０Ｃと、露光装置ＥＸを調整するための条件を求める演算装置３０Ａと、演算装置３０Ａによって求められた条件に応じて露光装置ＥＸの露光条件を調整する空間光変調器１３（調整装置）と、を備えている。また、演算装置３０Ａは、複数の第１の比率の加重平均により第２の比率ｒ３ｉを求め、露光装置ＥＸにおいて、互いに異なる複数の露光条件のもとでそれぞれテストパターン４８Ａ等の像の線幅（ＣＤ）の計算値ＣＤｓｋｉを第２の比率ｒ３ｉで補正した値を用いて露光装置ＥＸの比較対象のＯＰＥ特性を計算し（予測し）、複数の比較対象のＯＰＥ特性とターゲット露光装置のＯＰＥ特性との比較により露光装置ＥＸを調整するための条件であるσ値、輪帯比ｒ、開口数ＮＡ等の組み合わせ（露光条件）を求めている。
【００５２】
本実施形態によれば、互いに異なる複数の露光条件のもとで複数のテストパターン４８Ａ等の像の線幅の実測値と計算値との第１の比率を複数回求め、複数の第１の比率の加重平均により第２の比率ｒ３ｉを求め、露光装置ＥＸにおいて、テストパターン４８Ａ等の像の線幅の計算値をその第２の比率ｒ３ｉで補正した値を用いてその露光装置ＥＸの比較対象のＯＰＥ特性を予測している。これにより、その比較対象のＯＰＥ特性の予測精度を高めることができる。この結果、露光装置ＥＸ及びターゲット露光装置間のＯＰＥ特性をより高精度に、かつ効率的に合わせることができる。
【００５３】
また、本実施形態では、複数の第１の比率ｒ１ｉ，ｒ２ｉ（又は複数の実質的な第１の比率ｒ１ｉ，ｒ２ｉ，ｒ４ｉ）の加重平均から第２の比率ｒ３ｉを求めているため、計算が容易である。さらに、必要に応じてＯＰＥ特性に大きく影響を与える比率の重みを重くするのみで、第２の比率ｒ３ｉの計算精度を向上でき、露光装置ＥＸのＯＰＥ特性の予測精度を向上できる。
【００５４】
なお、その第２の比率ｒ３ｉを求めるための計算方法は任意である。例えば、２番目の第１の比率ｒ２ｉを求めたときに、２つの第１の比率の比率α（＝ｒ２ｉ／ｒ１ｉ）を求めておき、次に第１の比率ｒ２ｉから次のように比率αを乗算することによって第２の比率ｒ３ｉを求めてもよい。
ｒ３ｉ＝α×ｒ２ｉ  …（１１）
また、本実施形態では、テストパターンとして基本となるパターンに対してピッチが整数倍の複数のパターンを使用している。その他に、テストパターンとしては、ピッチが互いに整数倍の関係にはない複数のパターンを使用してもよい。
【００５５】
また、本実施形態では、テストパターンの像（レジストパターン）の形状として線幅を計測している。しかしながら、その形状としては、例えば複数のラインパターン間のスペース部の像の幅等を計測してもよい。
また、本実施形態では、ＯＰＥ特性としての１組のＣＤの計測値を求めるためにＳＥＭを使用している。その他の例として、ＣＤの計測値として、露光装置ＥＸに備えられている空間像計測系２４で計測されたテストパターンの像の線幅を使用してもよい。
【００５６】
また、露光装置ＥＸは、空間光変調器１３を用いて照明瞳面ＩＰにおける光量分布を制御している。その他の例として、例えばターレット板に固定された複数の回折光学素子、その回折光学素子から射出される光束をフライアイレンズの入射面に導くズームレンズ系等からなる光量分布制御系を用いてもよい。
また、本実施形態では露光特性としてＯＰＥ特性を調整しているが、露光特性として例えば投影光学系ＰＬの波面収差等を調整してもよい。
【００５７】
また、上記の実施形態の露光装置ＥＸを用いて半導体デバイス等の電子デバイス（又はマイクロデバイス）を製造する場合、電子デバイスは、図８に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２２２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造してレジストを塗布するステップ２２３、前述した実施形態の露光装置によりマスクのパターンを基板（感応基板）に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ２２４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２２５、並びに検査ステップ２２６等を経て製造される。
【００５８】
従って、このデバイス製造方法は、上記の実施形態の露光装置（露光方法）を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成された基板を処理すること（ステップ２２４）とを含んでいる。その露光装置によれば、ターゲット露光装置とのＯＰＥ特性のマッチング精度を高めることができるため、例えば共通の仕様のマスクを用いて、電子デバイスを効率的に高精度に製造できる。
【００５９】
また、本発明は、走査露光型の投影露光装置のみならず、一括露光型（ステッパー型）の投影露光装置を用いて露光する場合にも適用することが可能である。
また、本発明は、半導体デバイスの製造プロセスへの適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置の製造プロセスや、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム)、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスの製造プロセスにも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、製造工程にも適用することができる。
【００６０】
このように、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
【符号の説明】
【００６１】
ＥＸ……露光装置、ＩＬＳ…照明光学系、Ｒ…レチクル、ＴＲ…テストレチクル、Ｗ…ウエハ、ＰＬ…投影光学系、１３…空間光変調器、３０…主制御系、３０Ａ…演算装置、３０Ｃ…記憶装置、３４…主制御部、４０…第１算出部、４２…第２算出部、４４…第３算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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