(57)【要約】【課題】  複数の露光領域への露光に際して、露光装置の露光精度を簡単に評価すること。【解決手段】  投影手段によって投影されるパターン像と感光性基板とを相対的に所定の移動方向に沿って移動させるとともに、移動の前後に感光性基板にパターンを露光する露光工程と、露光工程により設けられた感光性基板の像を撮像する撮像工程と、撮像工程において撮像された像の移動の前後の連続性を解析する解析工程と、解析工程における解析の結果に基づいて、露光工程の露光精度を評価する評価工程とを備える。【選択図】      図３
2009260162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影手段によって投影されるパターン像と感光性基板とを相対的に所定の移動方向に沿って移動させるとともに、該移動の前後に前記感光性基板にパターンを露光する露光工程と、
前記露光工程により設けられた前記感光性基板の像を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程において撮像された前記像の前記移動の前後の連続性を解析する解析工程と、
前記解析工程における前記解析の結果に基づいて、前記露光工程の露光精度を評価する評価工程と
を備えたことを特徴とする露光装置の露光精度評価方法。
【請求項２】
請求項１に記載の露光装置の露光精度評価方法において、
前記露光装置が備えるＤＭＤ（Digital Micromirror Device）素子により前記パターンを生成する生成工程をさらに備え、
前記露光工程では、前記ＤＭＤ素子に生成された前記パターン像と前記感光性基板とを相対的に所定の移動方向に沿って移動させつつ、前記感光性基板に前記パターンを露光する
ことを特徴とする露光装置の露光精度評価方法。
【請求項３】
請求項１に記載の露光装置の露光精度評価方法において、
前記解析工程では、前記像のうち、少なくとも前記パターンに対応する部分のエッジ強調処理を行った後に前記解析を行う
ことを特徴とする露光装置の露光精度評価方法。
【請求項４】
請求項１に記載の露光装置の露光精度評価方法において、
前記解析工程では、隣接した露光領域における前記パターンの幅変化を検出し、
前記評価工程では、前記パターンの幅変化に基づいて、前記露光工程における露光ムラに関する評価を行う
ことを特徴とする露光装置の露光精度評価方法。
【請求項５】
請求項１に記載の露光装置の露光精度評価方法において、
前記解析工程では、隣接した露光領域における前記パターンのズレを検出し、
前記評価工程では、前記パターンのズレに基づいて、前記露光工程における前記パターン像と前記感光性基板との相対的な移動の精度に関する評価を行う
ことを特徴とする露光装置の露光精度評価方法。
【請求項６】
請求項５に記載の露光装置の露光精度評価方法において、
前記解析工程では、前記パターンのズレを複数箇所に関して検出し、
前記評価工程では、複数箇所における前記パターンのズレに基づいて、前記移動方向における移動の精度に関する評価を行う
ことを特徴とする露光装置の露光精度評価方法。
【請求項７】
請求項５に記載の露光装置の露光精度評価方法において、
前記解析工程では、前記パターンのズレを複数箇所に関して検出し、
前記評価工程では、複数箇所における前記パターンのズレに基づいて、前記パターン像と前記感光性基板とのローテーションの精度に関する評価を行う
ことを特徴とする露光装置の露光精度評価方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の露光装置の露光精度評価方法を、コンピュータにより実行可能な露光装置の露光精度評価プログラム。
【請求項９】
複数の素子によって構成される光像形成部と、
前記光像形成部に投影すべきパターンを生成するパターン生成部と、
前記光像形成部と、前記パターンが投影される感光性基板とを相対的に所定の移動方向に沿って移動させる移動部と、
前記パターンの像を前記感光性基板上に投影像として投影する投影部と、
前記移動部と前記投影部とを制御し、前記投影部によって投影されるパターン像と前記感光性基板とを相対的に所定の移動方向に沿って移動させるとともに、該移動の前後に前記感光性基板にパターンを露光する露光制御部と、
前記パターンの像が露光された前記感光性基板の像を撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像された前記像の前記移動の前後の連続性を解析する解析部と、
前記解析部による前記解析の結果に基づいて、前記露光制御部による露光精度を評価する評価部と
を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の露光装置において、
前記光像形成部は、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）素子を有し、
前記パターン生成部は、前記ＤＭＤ素子により前記パターンを生成する
ことを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の露光装置において、
前記解析部は、前記像のうち、少なくとも前記パターンに対応する部分のエッジ強調処理を行った後に前記解析を行う
ことを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の露光装置において、
前記解析部は、隣接した露光領域における前記パターンの幅変化を検出し、
前記評価部は、前記パターンの幅変化に基づいて、前記露光制御部による露光における露光ムラに関する評価を行う
ことを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
請求項９に記載の露光装置において、
前記解析部は、隣接した露光領域における前記パターンのズレを検出し、
前記評価部は、前記パターンのズレに基づいて、前記露光制御部による露光における前記パターン像と前記感光性基板との相対的な移動の精度に関する評価を行う
ことを特徴とする露光装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の露光装置において、
前記解析部は、前記パターンのズレを複数箇所に関して検出し、
前記評価部は、複数箇所における前記パターンのズレに基づいて、前記移動方向における移動の精度に関する評価を行う
ことを特徴とする露光装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の露光装置において、
前記解析部は、前記パターンのズレを複数箇所に関して検出し、
前記評価部は、複数箇所における前記パターンのズレに基づいて、前記パターン像と前記感光性基板とのローテーションの精度に関する評価を行う
ことを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド、その他のマイクロデバイスの製造工程において用いられる露光装置の露光精度評価方法、その露光装置の露光精度評価プログラム、およびその露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、投影手段によって投影されるパターン像と感光性基板とを相対的に移動させつつ露光を行う露光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような露光装置では、表示素子にパターンを表示して、比較的小さい露光領域の露光を繰り返すことにより、複数の露光領域を繋ぎ合わせて大きい面積の露光を行っている。
【特許文献１】特開２００４−３０３９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したようなパターン像と感光性基板とを相対的に移動させつつ露光を行う露光装置では、複数の露光領域への露光に際して、その露光精度の管理が重要である。
【０００４】
そこで、本発明は、複数の露光領域への露光に際して、露光装置の露光精度を簡単に評価することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の露光装置の露光精度評価方法は、投影手段によって投影されるパターン像と感光性基板とを相対的に所定の移動方向に沿って移動させるとともに、該移動の前後に前記感光性基板にパターンを露光する露光工程と、前記露光工程により設けられた前記感光性基板の像を撮像する撮像工程と、前記撮像工程において撮像された前記像の前記移動の前後の連続性を解析する解析工程と、前記解析工程における前記解析の結果に基づいて、前記露光工程の露光精度を評価する評価工程とを備える。
【０００６】
なお、好ましくは、前記露光装置が備えるＤＭＤ（Digital Micromirror Device）素子により前記パターンを生成する生成工程をさらに備え、前記露光工程では、前記ＤＭＤ素子に生成された前記パターン像と前記感光性基板とを相対的に所定の移動方向に沿って移動させつつ、前記感光性基板に前記パターンを露光しても良い。
【０００７】
また、好ましくは、前記解析工程では、前記像のうち、少なくとも前記パターンに対応する部分のエッジ強調処理を行った後に前記解析を行っても良い。
【０００８】
また、好ましくは、前記解析工程では、隣接した露光領域における前記パターンの幅変化を検出し、前記評価工程では、前記パターンの幅変化に基づいて、前記露光工程における露光ムラに関する評価を行っても良い。
【０００９】
また、好ましくは、前記解析工程では、隣接した露光領域における前記パターンのズレを検出し、前記評価工程では、前記パターンのズレに基づいて、前記露光工程における前記パターン像と前記感光性基板との相対的な移動の精度に関する評価を行っても良い。
【００１０】
また、好ましくは、前記解析工程では、前記パターンのズレを複数箇所に関して検出し、前記評価工程では、複数箇所における前記パターンのズレに基づいて、前記移動方向における移動の精度に関する評価を行っても良い。
【００１１】
また、好ましくは、前記解析工程では、前記パターンのズレを複数箇所に関して検出し、前記評価工程では、複数箇所における前記パターンのズレに基づいて、前記パターン像と前記感光性基板とのローテーションの精度に関する評価を行っても良い。
【００１２】
また、上記発明に関する構成を、露光装置の露光精度評価プログラムおよび露光装置に変換して表現したものも本発明の具体的態様として有効である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数の露光領域への露光に際して、露光装置の露光精度を簡単に評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
本実施形態の露光装置は、図１に示すように、露光光学系Ｓ１と、照明光学系Ｓ２と、観察光学系Ｓ３とを備える。
【００１６】
露光光学系Ｓ１は、露光用光源１１、レンズ１２、ミラー１３、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）素子１４、ハーフミラー１５およびダイクロイックミラー１６、対物レンズ１７からなる。照明光学系Ｓ２は、観察用光源２１、レンズ２２、ダイクロイックミラー１６、対物レンズ１７からなる。また、観察光学系Ｓ３は、撮像素子３１、接眼レンズ３２、分岐プリズム３３、ハーフミラー１５およびダイクロイックミラー１６、対物レンズ１７からなる。露光光学系Ｓ１および観察光学系Ｓ３は、ハーフミラー１５およびダイクロイックミラー１６、対物レンズ１７を共有しており、照明光学系Ｓ２は、ダイクロイックミラー１６、対物レンズ１７を、露光光学系Ｓ１および観察光学系Ｓ３と共有している。また、本実施形態の露光装置は、露光対象である感光性基板（例えば、ウエハＴ）を載置するステージ４１を備える。
【００１７】
露光用光源１１は、例えばレーザー光源である。ウエハＴの露光時には、露光用光源１１から射出した露光光は、レンズ１２によりコリメートされ、ミラー１３によりＤＭＤ素子１４に導かれる。ＤＭＤ素子１４（より詳しくはＤＭＤ素子中でＯＮとなっている素子）により反射された投影光は、ハーフミラー１５により反射され、ダイクロイックミラー１６を通過して対物レンズ１７に導かれる。そして、ＤＭＤ素子１４からの投影光は対物レンズ１７によって集光され、ステージ４１に載置されたウエハＴの表面に投影される。また、ＤＭＤ素子１４とウエハＴの表面とは像共役な位置に配置される。
【００１８】
一方、観察用光源２１は、例えば白色ＬＥＤやハロゲンランプなどである。ウエハＴの観察時には、観察用光源２１から照射した観察光は、レンズ２２によりコリメートされた後に、ダイクロイックミラー１６により反射され、対物レンズ１７に導かれる。そして、観察用光源２１からの観察光は対物レンズ１７によって集光され、ステージ４１に載置されたウエハＴの表面を照明する。さらに、ウエハＴの表面により反射された観察光は、対物レンズ１７、ダイクロイックミラー１６およびハーフミラー１５を順に通過し、分岐プリズム３３に導かれる。分岐プリズム３３は、ウエハＴの表面により反射された観察光を、撮像素子３１および接眼レンズ３２に導く。なお、観察光と露光光とは波長が異なるが、対物レンズ１７は両方の波長で同じ像位置となる（色消し）よう設計されている。
【００１９】
図２は、本実施形態の露光装置の機能ブロック図である。露光装置は、図２に示すように、上述した構成に加えて、ユーザ操作等を受け付ける操作部５１、撮像素子３１により生成した画像に対する画像処理を行う画像処理部５２、画像や各種情報を表示する表示部５３、各部を統括的に制御する制御部５４の各部を備える。
【００２０】
制御部５４は、露光用光源１１、ＤＭＤ素子１４、対物レンズ１７、観察用光源２１、撮像素子３１、ステージ４１、操作部５１、画像処理部５２、表示部５３と接続され、各部を制御する。また、制御部５４には、各処理を実行するための制御プログラムが予め記憶されている。
【００２１】
感光性基板への露光時には、制御部５４は、露光用光源１１を制御してＤＭＤ素子１４への露光光の射出を行うとともに、ＤＭＤ素子１４を制御して、露光すべきパターンに対応する素子をＯＮ状態とし、パターンに対応する光をハーフミラー１５および対物レンズ１７を介して感光性基板に導き、感光性基板にパターンを生成する。このパターンは、露光光学系Ｓ１の各部を経て感光性基板に到達する際に、ＤＭＤ素子１４の素子面上のサイズに比較して、例えば、１／２００程度に縮小される。また、感光性基板における１露光サイズは、例えば、５０μｍ×７０μｍ程度である。
【００２２】
制御部５４は、露光用光源１１およびＤＭＤ素子１４を制御してパターンを露光するとともに、ステージ４１を制御して、露光位置を適宜変更する。具体的には、対物レンズ１７の光軸に垂直な面内においてステージ４１を駆動することにより、感光性基板における露光位置を移動する。この結果、複数の露光領域を繋ぎ合わせて大きい面積の露光を実現する。
【００２３】
一方、ステージ４１上に載置された感光性基板の観察時には、制御部５４は、観察用光源２１を制御して感光性基板への観察光の照明を行う。そして、必要に応じて撮像素子３１を制御して、感光性基板の像を撮像して観察画像を生成する。また、接眼レンズ３２を介して、観察画像と同等の感光性基板の像を目視観察することも可能である。感光性基板の像は、観察光学系Ｓ３の各部を経て撮像素子３１および接眼レンズ３２に到達する際に、対物レンズ１７により拡大される。すなわち、対物レンズ１７は、露光時には縮小するための光学系として機能し、観察時には拡大するための光学系として機能する。
【００２４】
次に、図３に示すフローチャートに基づいて、露光精度評価時の制御部５４の動作を説明する。なお、以下では、表面にポジ型レジスト膜が形成された感光性基板（ウエハＴ）を用いて露光精度を評価する場合を例に挙げて説明する。
【００２５】
ステップＳ１において、制御部５４は、ＤＭＤ素子１４を制御し、その素子面のテストパターンに対応する素子をＯＮ状態とする。制御部５４は、例えば、図４に示すような４辺にラインアンドスペースを有するテストパターンに対応する素子をＯＮ状態として、テストパターンをウエハＴに生成する。図４の例では、テストパターンは、線幅やデューティー比の異なるいくつかのラインアンドスペースを有する。なお、このテストパターンは、解像度の評価に用いるテストパターンと共用可能なものであっても良い。
【００２６】
ステップＳ２において、制御部５４は、露光用光源１１を制御し、ウエハＴへのテストパターンの露光を開始する。
【００２７】
ステップＳ３において、制御部５４は、ステージ４１を制御し、ステージ４１の駆動を開始する。
【００２８】
ステップＳ４において、制御部５４は、全面の露光を終了したか否かを判定する。そして、全面の露光を終了したと判定すると、制御部５４はステップＳ５に進む。本実施形態では、制御部５４は、テストパターンをＸ方向およびＹ方向にそれぞれ３回、計９回露光するものとする。露光回数およびそのレイアウトは、ユーザにより予め指定されるものとする。計９回の露光が終了（全面の露光が終了）すると、ウエハＴの表面には、図５に示すような３×３のテストパターンが露光されることになる（ただし、ステップＳ４の時点では現像前であるため、実際にはラインアンドスペースが目視できる訳ではない）。３×３の露光を行うことにより、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ２箇所の繋ぎ部分（Ｔｘ１，Ｔｘ２，Ｔｙ１，Ｔｙ２）が発生する。
【００２９】
ステップＳ５において、制御部５４は、露光が終了したウエハＴを現像する。例えば、制御部５４は、ウエハＴを露光装置から一旦搬出して現像し、再度露光装置のステージ４１に載置する。
【００３０】
ステップＳ６において、制御部５４は、観察用光源２１および撮像素子３１を制御し、現像されたウエハＴを撮像して観察画像を生成する。観察画像は、図５に示したように、テストパターンがＸ方向およびＹ方向にそれぞれ３つ繋ぎ合わされた画像である。
【００３１】
ステップＳ７において、制御部５４は、画像処理部５２を制御し、ステップＳ６で生成した観察画像にエッジ強調処理を施す。画像処理部５２は、まず、ステップＳ６で生成した観察画像をグレースケール化し、その後、例えば、図６に示すラプラシアンフィルタのような重み付け微分画像フィルタを用いて、観察画像にエッジ強調処理を施す。この処理により、テストパターンの線の部分のエッジが強調されるので、後述するプロファイルの取得に好適である。なお、観察画像はグレースケール化せずにエッジ強調処理を施しても良い。
【００３２】
ステップＳ８において、制御部５４は、画像処理部５２を制御し、ステップＳ７でエッジ強調処理を施した観察画像から、プロファイル取得位置（図７Ｐｘａ，Ｐｘｂ，Ｐｙａ，Ｐｙｂ）の画像を切り出す。プロファイル取得位置は、ステップＳ１で説明したテストパターンに応じて予め定められた位置である。このプロファイル取得位置は、観察画像において撮像素子３１の画素座標に正確に対応した位置である。プロファイル取得位置ＰｘａおよびＰｘｂは、図７に示すように、Ｘ方向の繋ぎ部分Ｔｘ２を挟んで対称な位置である。また、プロファイル取得位置ＰｙａおよびＰｙｂは、図７に示すように、Ｙ方向の繋ぎ部分Ｔｙ２を挟んで対称な位置である。
【００３３】
なお、ステップＳ７で説明したエッジ強調処理を行うタイミングを、ステップＳ８の後に変更しても良い。すなわち、ステップＳ６で生成した観察画像から、プロファイル取得位置の画像を切り出し、切り出した画像に対してのみエッジ強調処理を行う構成としても良い。
【００３４】
図８Ａは、プロファイル取得位置ＰｘａおよびＰｘｂ近傍の拡大図であり、図８Ｂは、プロファイル取得位置ＰｙａおよびＰｙｂ近傍の拡大図である。プロファイル取得位置ＰｘａおよびＰｘｂは、図８Ａに示すように、テストパターン内の線Ｌｘａ１からＬｘａ５、および、線Ｌｘｂ１からＬｘｂ５をそれぞれ含む。また、プロファイル取得位置ＰｙａおよびＰｙｂは、図８Ｂに示すように、テストパターン内の線Ｌｙａ１からＬｙａ５、および、線Ｌｙｂ１からＬｙｂ５をそれぞれ含む。また、線Ｌｘａ１からＬｘａ５、および、線Ｌｘｂ１からＬｘｂ５に対応するＤＭＤ素子１４上のテストパターンは全て同じ幅（個数）である。また線Ｌｙａ１からＬｙａ５、および、線Ｌｙｂ１からＬｙｂ５に対応するＤＭＤ素子１４上のテストパターンは全て同じ幅（個数）である。
【００３５】
ステップＳ９において、制御部５４は、画像処理部５２を制御し、ステップＳ８で切り出したプロファイル取得位置の画像からテストパターンのプロファイルを取得する。図９は、プロファイル取得位置ＰｘａおよびＰｘｂに関して取得したプロファイルを示し、図１０は、プロファイル取得位置ＰｙａおよびＰｙｂに関して取得したプロファイルを示す。図９および図１０において、横軸は画素位置を示し、縦軸は画素の８ｂｉｔ階調を示す。図９および図１０に示すように、テストパターン内の各線（Ｌｘａ１からＬｘａ５、Ｌｘｂ１からＬｘｂ５、Ｌｙａ１からＬｙａ５、Ｌｙｂ１からＬｙｂ５）に対応するウエハＴ表面の立ち上がりおよび立ち下がりに対応して、階調が変化する。
【００３６】
ステップＳ１０において、制御部５４は、ステップＳ９で取得したプロファイルに基づいて、露光精度を評価する。露光精度には、複数回の露光に際しての露光ムラに関する精度と、複数回の露光に際してのステージ４１の移動に関する精度とが含まれる。
【００３７】
まず、露光ムラに関する精度について説明する。露光ムラは、露光用光源１１等に起因して発生する。露光ムラが発生していない場合、ＤＭＤ素子１４上のテストパターンが同じ幅であれば、繋ぎ部分を挟んだ線（例えば、線Ｌｘａ１とＬｘｂ１）の幅は同じになるはずである。しかし、露光ムラが発生すると、繋ぎ部分を挟んだ線（例えば、線Ｌｘａ１とＬｘｂ１）の幅が変化する。具体的には、露光量が多いほど線の幅が細く（線が薄く）なり、露光量が少ないほど線の幅が太く（線が濃く）なる。
【００３８】
そこで、Ｘ方向における露光ムラに関する精度を評価するために、制御部５４は、ステップＳ９で取得したプロファイルに基づいて、各線の線幅を求める。線幅は、立ち上がり位置および立ち下がり位置の差を算出することにより求められる。表１に、プロファイル取得位置ＰｘａおよびＰｘｂに関して取得したプロファイルから求めた立ち上がり位置および立ち下がり位置を示す。
【００３９】
【表１】
2009260162.tif 000003
【００４０】
表１における立ち上がり位置および立ち下がり位置は、プロファイルの下方向のピーク位置に対応する位置（図９横軸の値）を示す。そして、立ち上がり位置および立ち下がり位置の差分ＷｘａおよびＷｘｂを算出することにより、それぞれの線の幅を求めることができる。表１において、差分Ｗｘａは、Ｌｘａ１からＬｘａ５の線幅を示し、差分Ｗｘｂは、Ｌｘｂ１からＬｘｂ５の線幅を示す。制御部５４は、プロファイル取得位置ＰｘａおよびＰｘｂにおいて、求めた線幅の平均値をそれぞれ求める。プロファイル取得位置Ｐｘａにおける線幅の平均値は４．７であり、プロファイル取得位置Ｐｘｂにおける線幅の平均値は４．８である。すなわち、プロファイル取得位置Ｐｘａを含む露光領域における線幅の平均値は４．７であり、プロファイル取得位置Ｐｘｂを含む露光領域における線幅の平均値は４．８であることが分かる。
【００４１】
この結果に基づいて、制御部５４は、Ｘ方向における露光ムラに関する評価値Ｅｘを求める。評価値Ｅｘは、例えば以下の式１により求められる。
【００４２】
Ｅｘ＝｜（Ｗｘａの平均値）−（Ｗｘｂの平均値）｜÷｛（Ｗｘａの平均値）と（Ｗｘｂの平均値）とのうち大きい方｝×１００
＝｜４．７−４．８｜÷４．８×１００≒２．１％  ・・・（式１）
制御部５４は、プロファイル取得位置ＰｙａおよびＰｙｂに関して取得したプロファイルについても同様の処理を行い、Ｙ方向における露光ムラに関する評価値Ｅｙを求める。表２は、プロファイル取得位置ＰｙａおよびＰｙｂに関して取得したプロファイルから求めた立ち上がり位置および立ち下がり位置、立ち上がり位置および立ち下がり位置の差分ＷｙａおよびＷｙｂ、Ｗｙａの平均値およびＷｙｂの平均値を示す。
【００４３】
【表２】
2009260162.tif 000004
【００４４】
Ｙ方向における露光ムラに関する評価値Ｅｙは、例えば以下の式２により求められる。
【００４５】
Ｅｙ＝｜（Ｗｙａの平均値）−（Ｗｙｂの平均値）｜÷｛（Ｗｙａの平均値）と（Ｗｙｂの平均値）とのうち大きい方｝×１００
＝｜５．２−４．７｜÷５．２×１００≒９．６％  ・・・（式２）
次に、ステージ４１の移動に関する精度について説明する。ステージ４１の移動に関する精度は、ステージ４１の駆動精度やＤＭＤ素子１４の配置精度等に応じて変化する。ステージ４１の移動に関する精度が高い場合、繋ぎ部分を挟んだ線（例えば、線Ｌｘａ１とＬｘｂ１）のズレ量は小さくなるはずである。しかし、ステージ４１の移動に関する精度が低下すると、繋ぎ部分を挟んだ線（例えば、線Ｌｘａ１とＬｘｂ１）のズレ量が大きくなる。
【００４６】
そこで、Ｘ方向におけるステージ４１の移動に関する精度を評価するために、制御部５４は、ステップＳ９で取得したプロファイルに基づいて、各線のズレ量を求める。Ｘ方向におけるズレ量は、プロファイル取得位置ＰｘａおよびＰｘｂにおける立ち上がり位置の差を算出することにより求められる。同様に、ズレ量は、プロファイル取得位置ＰｘａおよびＰｘｂにおける立ち下がり位置の差を算出することにより求められる。表３に、プロファイル取得位置ＰｘａおよびＰｘｂに関して取得したプロファイルから求めた立ち上がり位置および立ち下がり位置を示す。
【００４７】
【表３】
2009260162.tif 000005
【００４８】
表３における立ち上がり位置および立ち下がり位置は、表１と同様である。そして、制御部５４は、プロファイル取得位置ＰｘａおよびＰｘｂにおける立ち上がり位置の差分Ｓｘαおよびプロファイル取得位置ＰｘａおよびＰｘｂにおける立ち下がり位置の差分Ｓｘβを算出することにより、Ｘ方向におけるズレ量を求めることができる。表３において、差分Ｓｘαは、プロファイル取得位置ＰｘａおよびＰｘｂにおいて対応する線の立ち上がり位置のズレ量を示し、差分Ｓｘβは、プロファイル取得位置ＰｘａおよびＰｘｂにおいて対応する線の立ち下がり位置のズレ量を示す。制御部５４は、立ち上がり位置および立ち下がり位置において、求めたズレ量の平均値をそれぞれ求める。立ち上がり位置におけるズレ量の平均値は２．１であり、立ち下がり位置におけるズレ量の平均値は２．２である。
【００４９】
この結果に基づいて、制御部５４は、Ｘ方向におけるステージ４１の移動に関する精度の評価値Ｆｘを求める。評価値Ｆｘは、例えば以下の式３により求められる。
【００５０】
Ｆｘ＝｛（Ｓｘαの平均値）＋（Ｓｘβの平均値）｝÷２
＝（２．１＋２．２）÷２＝２．１５  ・・・（式３）
制御部５４は、プロファイル取得位置ＰｙａおよびＰｙｂに関して取得したプロファイルについても同様の処理を行い、Ｙ方向におけるステージ４１の移動に関する精度の評価値Ｆｙを求める。表４は、プロファイル取得位置ＰｙａおよびＰｙｂに関して取得したプロファイルから求めた立ち上がり位置および立ち下がり位置、プロファイル取得位置ＰｙａおよびＰｙｂにおける立ち上がり位置の差分Ｓｙαおよび立ち下がり位置の差分Ｓｙβ、Ｓｙαの平均値およびＳｙβの平均値を示す。
【００５１】
【表４】
2009260162.tif 000006
【００５２】
Ｙ方向におけるステージ４１の移動に関する精度の評価値Ｆｙは、例えば以下の式４により求められる。
【００５３】
Ｆｙ＝｛（Ｓｙαの平均値）＋（Ｓｙβの平均値））÷２
＝（２．２＋１．７）÷２＝１．９５  ・・・（式４）
制御部５４は、評価値Ｆｘに基づいて、Ｘ方向におけるズレ（図１１Ａ参照）を評価することができる。また、制御部５４は、評価値Ｆｙに基づいて、Ｙ方向におけるズレ（図１１Ｂ参照）を評価することができる。
【００５４】
また、制御部５４は、複数のプロファイル取得位置において各評価値を求めることにより、さらに高度な評価を行うことも可能である。例えば、図５に示すような３×３のテストパターンのうち、中央の露光領域の上下および左右の４箇所の繋ぎ部分にプロファイル取得位置を設ける。そして、上下の２箇所について方向を含めた評価値Ｆｘを求めるとともに、左右の２箇所について方向を含めた評価値Ｆｙを求める。制御部５４は、上下の２箇所におけるズレの方向、または、左右の２箇所におけるズレの方向が互いに逆方向である場合には、回転ローテーション（図１１Ｃ参照）が発生していると判別することができる。
【００５５】
なお、上述した露光精度評価は、どのようなタイミングで実行しても良い。例えば、ユーザ指示に応じて実行しても良いし、露光装置の電源投入時に実行しても良い。また、所定の回数の露光を行うたびに実行しても良いし、所定の時間間隔で実行しても良い。
【００５６】
また、上述した露光精度評価の結果は、どのように利用しても良い。例えば、露光ムラに関する精度については、露光光学系Ｓ１の光学調整や制御等にフィードバックさせると良い。また、ステージ４１の移動に関する精度については、ステージ４１の駆動制御等にフィードバックさせると良い。また、回転ローテーションに関しては、ＤＭＤ素子１４の光学調整などにフィードバックさせると良い。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態によれば、投影されるパターン像と感光性基板とを相対的に所定の移動方向に沿って移動させるとともに、移動の前後に感光性基板にパターンを露光する。そして、露光により設けられた感光性基板の像を撮像し、撮像した像の移動の前後の連続性を解析し、解析の結果に基づいて、露光精度を評価する。したがって、複数の露光領域への露光に際して、露光装置の露光精度を簡単に評価することができる。特に、本実施形態によれば、露光装置自体に露光精度を評価する機能を持たせることができるので、特に研究開発用の露光装置などに好適である。
【００５８】
また、本実施形態によれば、像のうち、少なくともパターンに対応する部分のエッジ強調処理を行った後に解析を行う。したがって、パターンのエッジを強調し、解析の精度を向上させることができる。
【００５９】
なお、本実施形態で説明した露光装置の構成は一例であり、本発明はこの例に限定されない。例えば、本実施形態では、対物レンズ１７を、露光時と観察時とで兼用する例を挙げて説明したが、露光用のレンズと観察用のレンズとを別々に備えても良い。また、本実施形態では、観察時に使用する照明光学系Ｓ２を備える例を挙げて説明したが、露光光学系Ｓ１のＤＭＤ素子１４を観察用光源として利用する構成としても良い。ただし、この場合には、レーザー光源である露光用光源１１による光を接眼レンズ３２により目視観察することはできないので、接眼レンズ３２を備えない構成とするのが好ましい。また、本実施形態では、露光装置自体に露光精度を評価する機能を持たせる例を挙げて説明したが、露光精度を評価する専用の装置としても良い。
【００６０】
また、本実施形態では、表面にポジ型レジスト膜が形成された感光性基板（ウエハＴ）を用いる例を挙げて説明したが、表面にネガ型レジスト膜が形成された感光性基板（ウエハＴ）を用いる場合にも本発明を同様に適用することができる。ただし、ネガ型レジスト膜の場合には、線幅に関する傾向がポジ型レジスト膜の場合と逆になる。
【００６１】
また、本実施形態では、露光精度を評価に際して、取得したプロファイルを全て使用する例を挙げて説明したが、エッジ強調処理により両端（Ｌｘａ１，Ｌｘｂ１，Ｌｘａ５，Ｌｘｂ５，Ｌｙａ１，Ｌｙｂ１，Ｌｙａ５，Ｌｙｂ５）に対応する部分にデータのひずみが発生するおそれがある場合などには、両端のプロファイルを除外して露光精度の評価を行っても良い。
【００６２】
また、本実施形態で説明したプロファイルに基づく露光精度の評価方法は一例であり、プロファイルに基づく別の評価方法を実行しても良い。例えば、評価値Ｆｘおよび評価値Ｆｙを求める際に、プロファイル取得位置ＰｙａおよびＰｙｂのそれぞれにおいて各線の中心位置を求め、求めた中心位置を、プロファイル取得位置ＰｙａおよびＰｙｂで比較することにより、評価値Ｆｘおよび評価値Ｆｙを求めても良い。
【００６３】
また、本実施形態で説明した処理の一部をコンピュータにより実現しても良い。例えば、図３のフローチャートのステップＳ７からステップＳ１０で説明した処理の一部または全部をコンピュータで実現しても良い。この場合、コンピュータにこの処理を実現可能なプログラムを予め記憶しておき、ステップＳ５で説明した観察画像に相当する画像と、プロファイル取得位置を示す情報とをコンピュータの外部から取得すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本実施形態の露光装置の概略を示す図である。
【図２】本実施形態の露光装置の機能ブロック図である。
【図３】露光精度評価時の制御部５４の動作を示すフローチャートである。
【図４】テストパターンについて説明する図である。
【図５】観察画像について説明する図である。
【図６】ラプラシアンフィルタの一例について説明する図である。
【図７】プロファイル取得位置について説明する図である。
【図８】プロファイル取得位置について説明する別の図である。
【図９】プロファイル取得位置ＰｘａおよびＰｘｂに関して取得したプロファイルを示す図である。
【図１０】プロファイル取得位置ＰｙａおよびＰｙｂに関して取得したプロファイルを示す図である。
【図１１】ステージの移動の精度について説明する図である。
【符号の説明】
【００６５】
１１…露光用光源、１４…ＤＭＤ素子、１７…対物レンズ、２１…観察用光源、３１…撮像素子、５２…画像処理部、５４…制御部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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