(57)【要約】【課題】  任意の方向を向いた非点ボケを、正確にかつ短時間で測定可能な方法を提供する。【解決手段】  焦点位置又は測定面の高さを変化させて、一つの方向とそれに直交する方向、前記１つの方向に対して４５°方向、135°方向のボケを測定し、それぞれのボケが最小になる焦点位置又は測定面の高さを検出する。０°方向ボケ１が最小になる焦点位置Z0と９０°方向ボケ２が最小になる焦点位置Z90から、０−９０°方向非点ボケは(Z0-Z90)/2として求められる。同様に、４５°方向ボケ３が最小になる焦点位置Z45と９０°方向ボケ４が最小になる焦点位置Z135から、４５−135°方向非点ボケは(Z45−Z135)/2として求められる。【選択図】  図１
2005078815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線装置における非点収差ボケを測定する方法であって、焦点位置又は測定面の高さを変化させて、一つの方向とそれに直交する方向の少なくとも一つ、及び前記一つの方向に対して４５°方向、135°方向の少なくとも一つのボケを測定し、それぞれのボケが最小になる焦点位置又は測定面の高さを検出することにより、非点収差ボケを測定することを特徴とする荷電粒子線装置における非点収差ボケの測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の荷電粒子線装置における非点収差ボケの測定方法であって、一つの方向とそれに直交する方向のボケが最小となる焦点位置又は測定面の高さの差と、前記一つの方向に対して４５°方向と135°方向のボケが最小になる焦点位置又は測定面の高さの差を検出することにより、非点収差ボケを測定することを特徴とする荷電粒子線装置における非点収差ボケの測定方法。
【請求項３】
請求項１に記載の荷電粒子線露光装置における非点収差ボケの測定方法であって、前記一つの方向とそれに直交する方向の少なくとも一つの方向のボケが最小となる焦点位置又は測定面の高さと正焦点位置との差と、前記一つの方向に対して４５°方向、135°方向の少なくとも一つのボケが最小になる焦点位置又は測定面の高さと正焦点位置との差を検出することにより、非点収差ボケを測定することを特徴とする荷電粒子線装置における非点収差ボケの測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線装置における非点収差ボケの測定方法に関するものである
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの高密度化に伴い、その製造工程においてレチクルからウエハに露光転写すべきパターンが微細化している。このような微細なパターンを露光転写するには、光学式露光転写装置ではその解像度が不足しており、光学式露光転写装置に変わるものとして、電子線等の荷電粒子線を使用した露光転写装置の開発が進められている。
【０００３】
荷電粒子線露光装置においては、荷電粒子線源から放出された荷電粒子を、照明光学系を介してレチクル上に照射して照明し、レチクルに形成されたパターンを、投影光学系を介してウエハ上に結像させることにより、露光転写を行っている。
【０００４】
図２に荷電粒子線露光装置の例を示す。荷電粒子線源２１から放出された荷電粒子線２２は第１照射レンズ２３によって成形開口２４を照射する。成形開口２４を通過した荷電粒子線２２は第２照射レンズ２５および第３照射レンズ２６により成形開口像をレチクル２７上に結像する。レチクル２７上には転写すべきパターンが形成されており、レチクル２７を通過した荷電粒子線２２は第１投影レンズ２８及び第２投影レンズ２９によってウエハ３０上にレチクル２７の像を結像する。荷電粒子線露光装置では通常、レチクルを１mm角程度に分割し、被露光物上には1/4程度に縮小して露光転写している。従って像の大きさは0.25mm角程度になっている。このような１度に露光される露光領域をサブフィールドといい、サブフィールドをつなぎあわせて全体の像、例えば半導体デバイスのパターンを形成する。
【０００５】
このような荷電粒子線露光装置では、被露光物３０に投影される像のボケの調整は、第１投影レンズ２８、第２投影レンズ２９或いは動的な焦点補正器により焦点位置を調整したり、非点収差補正器ＳＭにより非点収差ボケや非点歪みを調整することにより行われている。非点収差ボケや非点歪みは光軸位置あるいは各偏向位置に応じて収差量が最小となるような非点収差補正器の調整量を実露光あるいは空間像センサー（ＡＩＳ）によって求められていた。
【０００６】
しかしながら、要求される露光転写精度が高くなるに従い、サブフィールド内の開口率により露光電流が変化し、そのために生じる空間電荷効果によるボケ（空間電荷ボケ）が変化することが問題となってきた。これに対処するために、各サブフィールド毎に空間電荷ボケの量をシミュレーションにより計算し、それに対応するだけ、焦点位置を変化させる方法が採用されるようになってきた。
【０００７】
このときの焦点補正量は、通常、予め被露光物の高さを変化させて（即ち焦点位置を変化させたと同じ状態を作り）、そのときの像のボケ量を測定することにより、単位ボケ量あたりの焦点変化量（焦点補正感度）を決定しておき、シミュレーションにより決定されたボケ量にこの焦点補正感度をかけることにより求めることができる。
【０００８】
しかしながら、露光電流が変化すると空間電荷効果の影響で非点収差ボケも変化する。よって、実際の露光においては焦点補正と共に非点収差ボケも動的に補正する必要がある。
【０００９】
代表的な非点収差補正器は、図３に示すように、（ａ）に示すように９０°おきに配置された４個のコイルを第１組のコイルとし、（ｂ）に示すように、これと４５°ずれた方向に９０°おきに配置された４個のコイルを第２組のコイルとし、これを組み合わせて（ｃ）のように配置したものである。（ｄ）は（ｃ）におけるＡ−Ａ断面図を示す。図において、３１ａ〜３１ｄ、３２ａ〜３２ｄは、それぞれトロイダル型のコイルを光軸に沿って見たものである。実際に使用されるコイルがトロイダル型に限定されないことは言うまでもない。
【００１０】
第１のコイルの基準方向（非点収差ボケ修正方向の一つ）を０°とする。この方向は、前記測定パターンを基準とした０°方向とは必ずしも一致しない。前記第１組のコイルを０°方向コイル、第２組のコイルを４５°方向コイルと呼ぶことにする。もちろん、非点収差ボケの方向が第１組のコイルによって補正可能なボケの方向と一致するような場合は、第１組のコイルのみで非点収差補正を行うことができるので、コイルは一組でよいが、その場合、本明細書における記述を、どちらかの組のコイルを無視して（コイルに流す電流が０であるとして）読めばよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
非点収差補正器により非点収差ボケの調整を行うためには、非点収差補正器の非点収差ボケに対する感度を測定する必要がある。しかし、非点収差ボケの場合は非点収差に方向性があり、かつ非点収差補正器も複数コイルの組み合わせから成り立っているので、従来は、非点収差ボケに対してどのように非点収差補正器のコイルに流す電流を調整したらよいのかが確立されていなかった。
【００１２】
このような問題点を解決するために、本発明者は、パターンの基準方向に対して、それぞれ０°、４５°、９０°、１３５°の方向を向いたパターンを使用し、結像面を正焦点位置から少しずらし、それぞれのパターンについて焦線が形成される２組のコイル群に流す電流値又は２組の電極群に印加する電圧値を求め、この値を使用して、非点収差ボケ発生感度と補正感度を決定する方法を発明（「先願発明」という）し、特願２００２−２７６８３０号として特許出願している。
【００１３】
以下、この先願発明について説明する。本明細書で「正焦点位置」というのは、投影レンズで結像状態を変化させたときに、光軸を中心とする最小錯乱円が形成される結像面の光軸方向位置（すなわち、物面における光軸上の１点から出た荷電粒子が等方的に最も絞られる、結像面の光軸方向位置）をいう。
【００１４】
通常、正焦点位置を求める方法としては、物面の光軸上にピンホールを形成し、結像面を光軸方向に移動させて、たとえば、Ｘ，Ｙ方向走査によってその方向のビームボケを見積もり、それぞれの方向でボケが最小になる像面位置を見つけ、その中点を正焦点位置とする方法が採用されている。
【００１５】
又、本明細書及び請求の範囲においては、非点収差ボケの大きさを光軸方向の焦点位置ずれの大きさに換算して表している。この２成分ある非点収差ボケの絶対値は、非点収差がある場合焦線になる結像面位置の正焦点からのずれ量の絶対値になり、任意の非点収差ボケは０°方向ボケと、４５°方向ボケとの合成で表され、０°方向成分、４５°方向成分は、その非点収差ボケに対する０°方向ボケ（０°方向ボケが負になる場合は９０°方向ボケが発生していることを示す）、４５°方向ボケ（４５°方向ボケが負になる場合は１３５°方向ボケが発生していることを示す）の寄与を示している。当然非点収差ボケが無いときには０°方向成分、４５°方向成分共に０となる。
【００１６】
本明細書及び請求の範囲において、「非点収差ボケ発生感度」とは、非点収差補正器に流す電流値又は印加する電圧値を単位量だけ変化させた場合に発生する、焦点位置に換算した非点収差ボケ量を意味する。「非点収差ボケ補正感度」とは、単位長さの焦点ずれに対応する非点収差ボケを補正するために非点収差補正器の２組のコイル群に流す電流、又は２組の電極群に印加する電圧の変化量を意味する。
【００１７】
まず、先願発明の原理を、図４を用いて説明する。以下の説明においては、非点収差補正器は電流により制御されるものとして説明するが、電圧により制御される場合も、全く同じ考えが適用できる。図４は、非点収差ボケが、０°方向コイルに流す電流（実際には磁界が問題となるので単位はＡＴで考える）Ｓ１、４５°方向コイルに流す電流Ｓ２を変化させることによりどのように変化するかを示した図である。図４においては、第１組のコイルに流す電流Ｓ１を横軸、第２組のコイルに流す電流Ｓ２を縦軸とする（Ｓ１−Ｓ２）直交座標系が示されている。すなわち、非点収差補正器の励磁を説明するための座標系である。
【００１８】
しかし、図４において、図示されている像の形状は、測定パターンの基準方向を０°とする直交座標系（ｘ−ｙ座標系）で示される形状（ｘ−ｙ平面上の形状）である。図４においては、たまたまＳ１軸とｘ軸、Ｓ２軸とｙ軸が一致したように図が描かれているが、これは理解し易くするために便宜上このような表示をしているだけである。ｘ−ｙ座標系とＳ１−Ｓ２座標系は全く別のものであるので、実質的に同じ表示をすることには格別の意味はない。また、Ｓ１−Ｓ２座標系とｘ−ｙ座標系の原点も一致する必要はない。また、図４において破線で図示されている円は、Ｓ１−Ｓ２平面上のものである。
【００１９】
この図において、焦点位置がΔｈだけ正焦点位置からずれているものとする。焦点位置をずらすには、荷電粒子線光学系を操作して焦点位置をずらせてもよいが、もっと簡単な方法は、被露光物の高さを変えることにより実現できる。
なお、４５は非点収差ボケが発生しない状態におけるビーム形状を示すものである。
【００２０】
Ｓ１、Ｓ２を変化させることにより、各々のＳ１、Ｓ２の値に対応して、ビーム形状は図に示すように変化する。図４において、各ビーム形状は、その形状の中心の点の（Ｓ１−Ｓ２）直交座標系における、すなわち、電流Ｓ１とＳ２がその中心の点の値である場合のビーム形状を示している。そして、Ｓ１とＳ２を調節することにより、図に示すように、焦線が形成されるようにすることができる。
【００２１】
これらの焦線のうち、４１はｘ軸に平行であり、４２はｙ軸に平行であり、４３はｘ軸に対して４５°、４４はｘ軸に対して135°傾いている。一般に焦線が形成されるＳ１とＳ２の組は、（Ｓ１−Ｓ２）直交座標系において４５を中心とする円上にあることが知られている。
【００２２】
先願発明は、これらの焦線４１〜４４を与えるＳ１とＳ２の組を見いだし、それを基に非点収差ボケ発生感度、及び非点収差ボケ補正感度を決定しようとするものである。すなわちｘ軸に平行な焦線が形成される点（９０°方向ボケが最小になる点）４１の座標を（Ｓ１１，Ｓ２１）、ｙ軸に平行な焦線が形成される点（０°方向ボケが最小になる点）４２の座標を（Ｓ１２，Ｓ２２）、ｘ軸に対して４５°傾いた焦線が形成される点（135°方向ボケが最小になる点）４３の座標を（Ｓ１３，Ｓ２３）、ｘ軸に対して135°傾いた焦線が形成される点（４５°方向ボケが最小になる点）４４の座標を（Ｓ１４，Ｓ２４）とすれば、図から明らかなように、測定点と同じ焦点位置で非点収差ボケがない状態から０°方向コイルに流す電流、及び４５°方向コイルに流す電流をそれぞれ、
【００２３】
【数１】
2005078815.tif 000003
【００２４】
だけ変化させれば、４５−135°方向の非点収差ボケは変化させずに、０°−９０°方向の非点収差ボケを補正して、０°方向の非点収差ボケを最小にすることができる（図４の４２の状態）。逆に、これらの式の符号を変えた分だけ変化させると、９０°方向の非点収差ボケを最小にすることができる（図４の４１の状態）。
【００２５】
これが、焦点位置が光軸方向にΔｈだけ変化したときの値であるので、非点収差ボケを光軸方向の焦点位置ずれに換算したとき、単位長さあたりの焦点ずれに対する非点収差ボケ補正感度（単位長さの焦点ずれに対応する非点収差ボケを補正するために非点収差補正器の２組のコイル群に流す電流、又は２組の電極群に印加する電圧）は、それぞれ（１）式、（２）式のようになる。ここで（１）式、（２）式のディメンジョンは例えば[ＡＴ／mm]のように表される（電圧の場合はＶ／mmで表される）。
【００２６】
【数２】
2005078815.tif 000004
【００２７】
（１）式は、０°方向コイルにより、０−９０°方向の非点収差ボケを補正する場合の非点収差ボケ補正感度（０°方向に非点収差ボケを発生する方向を正とする）であり、（２）式は、４５°方向コイルにより、０−９０°方向の非点収差ボケを補正する場合の非点収差ボケ補正感度（０°方向に非点収差ボケを発生する方向を正とする）である。
【００２８】
同様、測定点と同じ焦点位置で非点収差ボケがない状態から０°方向コイルに流す電流、及び４５°方向コイルに流す電流をそれぞれ、
【００２９】
【数３】
2005078815.tif 000005
【００３０】
だけ変化させれば、０−９０°方向の非点収差ボケは変化させずに、４５°−135°方向の非点収差ボケを補正して、４５°方向の非点収差ボケを最小にすることができる（図４の４４の状態）。又、上記の式の符号を変えた分だけ変化させると、135°方向の非点収差ボケを補正することができる（図４の４３の状態）。
【００３１】
これが、焦点位置が光軸方向にΔｈだけ変化したときの値であるので、単位長さあたりの焦点ずれに対する非点収差ボケ補正感度は、それぞれ（３）式、（４）式のようになる。ここで（３）式、（４）式のディメンジョンは例えば[mm／ＡＴ]のように表される。
【００３２】
【数４】
2005078815.tif 000006
【００３３】
（３）式は、０°方向コイルにより、４５−135°方向の非点収差ボケを補正する場合の非点収差ボケ補正感度（４５°方向に非点収差ボケを発生する方向を正とする）であり、（４）式は、４５°方向コイルにより、４５−135°方向の非点収差ボケを補正する場合の非点収差ボケ補正感度（４５°方向に非点収差ボケを発生する方向を正とする）である。
【００３４】
以上説明したように、先願発明では、非点収差ボケの量を、焦点位置の光軸方向の変化量に換算して表している。よって、結像面において、ある非点収差ボケが発生している場合に、焦点位置が光軸方向にどの程度ずれているかということで、その非点収差ボケの程度を表し、それに補正感度をかけることによって非点収差ボケを補正する。
【００３５】
そして、０−９０°方向の非点収差ボケを光軸方向位置に換算したものをΔｈ０、４５−135°方向の非点収差ボケを光軸方向位置に換算したものをΔｈ４５とすると、これらを補正するための、０°方向コイルに流す電流の変化量ΔＩ０、４５°方向コイルに流す電流の変化量をΔＩ４５は、
【００３６】
【数５】
2005078815.tif 000007
【００３７】
から計算できる。（５）式の行列は、単位量のボケを補正する場合に非点収差補正器の各コイルに流す励磁電流を示すものであり、補正感度行列と呼ばれる。この逆行列は、非点収差補正器の各コイルに単位量だけの励磁電流を流したときに変化するボケ量を示すものであり、発生感度行列と呼ばれる。
【００３８】
基本的にはボケが最小となる励磁電流の組み合わせを求める角度は任意の方向で可能であるが、任意の方向にするには非点収差ボケ測定用のマークとターゲットパターンを任意の角度分用意するか、レチクルステージとターゲットパターンの設置されたステージが共に高精度で回転制御できることが必要になり費用がかかるため、通常露光転写されるパターンの基準方向（システム座標系の基準方向）を基準として、０、９０、４５、135°方向に非点収差ボケ測定用のマークとターゲットパターンを作成し、その方向だけで測定を行う。
【００３９】
各方向ボケの測定方法を図５に示す。図５（ａ）において、５１は非点収差ボケ測定用マークの像、５２はウエハステージ上のターゲットパターンを示している。非点収差ボケ測定用マークの像５１は不図示のレチクル上のボケ検出用マークを不図示の投影レンズ系でウエハステージ上に結像させたものである。非点収差ボケ測定用マークの像５１をウエハステージ上のターゲットパターン５２上に、偏向器を用いるかステージ走査により走査する。
【００４０】
このとき、非点収差ボケ測定用マークの像５１の電流分布とウエハステージ上のターゲットパターン５２との重なりに応じて反射電子が発生し、不図示の反射電子検出器による検出信号が、図５（ｂ）に５３で示すような曲線になる。図５（ｂ）の横方向は非点収差ボケ測定用マークの像５１の走査位置を示す。ウエハステージ用のターゲットパターンをナイフエッジのようなものとし、反射電子ではなく透過した電子の量を測定してもよいが、説明は反射電子を検出していることを前提にする。
【００４１】
反射電子信号５３を微分すれば、図５（ｃ）に５４で示すようになり、この立ち上がりの１２％位置と８８％の位置に対応する走査方向位置の差５５がビームのボケに対応する。このように、０°方向、９０°方向、４５°方向、135°方向への走査を、それぞれ走査方向に直角な方向に長辺を有する非点収差ボケ測定用マークとターゲットパターンを使用して行い、上述のような方向でボケを求め、それが最小となる非点収差補正器の励磁電流の組より、前述のような方法で、補正感度行列を作成する。
【００４２】
しかしながら、先願発明においては、非点収差ボケが０−９０°方向のみ、又は４５°−135°方向のみの場合しか分からない。実際、露光時には補正量として、それぞれの成分を持った補正量が与えられるので現実的な補正量を直接確認することができなかった。もし、任意の方向の非点収差ボケ量を測定するためには、各方向に図５に示す非点収差ボケ測定用マークとターゲットパターン５２とを設ける必要が生じて、上述したようにコストが高くなってしまう。
【００４３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、任意の方向を向いた非点収差ボケを、簡易に測定可能な方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００４４】
前記課題を解決するための第１の手段は、荷電粒子線装置における非点収差ボケを測定する方法であって、焦点位置又は測定面の高さを変化させて、一つの方向とそれに直交する方向の少なくとも一つ、及び前記一つの方向に対して４５°方向、135°方向の少なくとも一つのボケを測定し、それぞれのボケが最小になる焦点位置又は測定面の高さを検出することにより、非点収差ボケを測定することを特徴とする荷電粒子線装置における非点収差ボケの測定方法（請求項１）である。
【００４５】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、一つの方向とそれに直交する方向のボケが最小となる焦点位置又は測定面の高さの差と、前記一つの方向に対して４５°方向と135°方向のボケが最小になる焦点位置又は測定面の高さの差を検出することにより、非点収差ボケを測定することを特徴とするもの（請求項２）である。
【００４６】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段であって、前記一つの方向とそれに直交する方向の少なくとも一つの方向のボケが最小となる焦点位置又は測定面の高さと正焦点位置との差と、前記一つの方向に対して４５°方向、135°方向の少なくとも一つのボケが最小になる焦点位置又は測定面の高さと正焦点位置との差を検出することにより、非点収差ボケを測定することを特徴とするもの（請求項３）である。
【００４７】
これらの手段においては、先願発明とは異なり、焦点位置又は測定面の高さを変化させて、一つの方向とそれに直交する方向の少なくとも一方、及び前記一つの方向に対して４５°方向135°方向の少なくとも一方のボケを測定し、それぞれのボケが最小になる焦点位置又は測定面の高さを検出することにより、非点収差ボケを測定するようにしている。そのため、任意の方向を向いた非点収差ボケでも測定が可能になり、補正量として与えられた補正値が実際の非点収差ボケになっているかを確認できる。また、先願発明では非点収差補正器の２組の電流を２次元的に変化させてボケ最小値を求める必要があったため、測定に非常に時間がかかっていた。これに対し、本手段では焦点位置又は測定面の高さを１次元で変化させてボケが最小となる位置を見つければよいので測定時間が短縮できる。
【発明の効果】
【００４８】
以上説明したように、本発明によれば、任意の方向を向いた非点収差ボケを、簡易な方法で測定可能な方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態である非点収差ボケの測定方法を説明するための図である。図１において、横軸は焦点補正レンズによる焦点調整値、又は検出用パターンが設置されたステージの高さを示し、縦軸はビームのボケ量を示している。今後は簡単のために焦点補正レンズによる焦点調整値、又は検出用パターンが設置されたステージの高さを焦点位置と呼ぶ。
【００５０】
１は０°方向のボケ量、２は９０°方向のボケ量、３は４５°方向のボケ量、４は135°方向のボケ量を示している。本実施の形態においては、ボケ量の測定方法自体は図５を用いて説明した方法（先願発明が用いた方法）と変わらないが、ボケを変化させるときに変化させるパラメータが焦点位置になっている。
【００５１】
焦点位置を変化させながら０°方向ボケを測定する。その結果１で示すような曲線が得られ、Z=Z0で最低値になるとする。同様に、90°方向ボケはZ=Z90で、45°方向ボケはZ=Z45で、135°方向ボケはZ=Z135で最低値になるとする。
【００５２】
非点収差を含むビームのボケとして長軸、短軸方向にガウシアン（Gaussian）分布をし、非点収差ボケの方向（ここでは長軸の方向）が露光装置のシステムの系（０°方向）に対してθ回転したものを考える。
長軸の長さを２ａ、短軸の長さを２ｂとすると、ボケ量Ｆは、
【００５３】
【数６】
2005078815.tif 000008
【００５４】
のように表される。０°方向のボケを検出する際には、ｙ軸方向に長いパターンを使用するので、検出される量を求めるために（６）式をｙ方向に−∞から＋∞まで積分すると、
【００５５】
【数７】
2005078815.tif 000009
【００５６】
となり、Gaussianの形になっている。従って、ｘ軸方向に走査した場合に検出される量を求めるために、（７）式をｘ方向に不定積分すると、
【００５７】
【数８】
2005078815.tif 000010
【００５８】
となり、基本的に誤差関数になる。ｘ軸方向に走査したとき、（８）式に従った検出量が得られることになる。ボケ量としては、この値が１２％〜８８％に亘って変化するｘの値をとるので、この誤差関数の引数が
【００５９】
【数９】
2005078815.tif 000011
【００６０】
変化する範囲となる。この場合、ボケは
【００６１】
【数１０】
2005078815.tif 000012
【００６２】
の形で表される。正焦点位置、すなわち非点収差ボケが発生しない焦点位置から、非点収差ボケで焦線が形成される焦点位置までの距離を非点隔差と呼びｚ０で表すと、上記楕円の長軸、短軸の長さは焦点位置ｚに応じて
ａ＝ｋ・（ｚ−ｚ０）
ｂ＝ｋ・（ｚ＋ｚ０）
のように変化する。ただしｋは定数である。この場合ボケは、（９）式より、
【００６３】
【数１１】
2005078815.tif 000013
【００６４】
となる。これが、図１において１で表される曲線である。この関数をｚで微分すると、
ｚ=ｚ０cos2θ  のとき、最小値
２ｋｚ０sin2θ
をとる。θを各々（９０−θ）、（４５−θ）、（１３５−θ）とおき、同様な計算を９０°方向ボケ、４５°方向ボケ、135°方向ボケについて行い、ボケ量の最小値を与える焦点位置ｚminとボケ量の最小値Ｂminを計算すると、次の表のようになる。
【００６５】
【表１】
2005078815.tif 000014
【００６６】
正焦点位置が分かっている場合は、正焦点位置と０°方向（図１のＺ０に相当）或いは９０°方向（図１のＺ９０に相当）のボケが最小となるｚ位置との差Ｂ０と、正焦点位置と４５°方向（図１のＺ４５に相当）或いは１３５°方向（図１のＺ１３５に相当）のボケが最小となるｚ位置との差Ｂ４５とからシステムの基準方向（０°方向）に対して任意の角度θだけ非点収差ボケの方向が傾いている非点収差のボケ量の絶対値Ｂθを測定することができる。この関係を図６に示す。
【００６７】
【数１２】
2005078815.tif 000015
【００６８】
である。勿論、このボケ量はｚ方向の位置に換算した量となる。
【００６９】
正焦点位置が分からない場合は０°方向のボケと９０°方向のボケの各々が最小となる焦点位置の差の半分をＢ０と置き、４５°方向のボケと１３５°方向のボケの各々が最小となる焦点位置の差の半分をＢ４５と置けば、同様にして、任意の角度θ傾いた非点収差ボケのボケ量を測定することが可能である。
【００７０】
以上のようにして、任意の方向の非点収差ボケ量を簡易な構成で測定する事が可能となり、先願発明のような方法で非点収差補正を行った場合に補正が正確に行われたかどうかを確認したり、任意の方向の非点収差ボケ量を測定することが可能となる。
【００７１】
なお、横軸を焦点位置、縦軸をボケ量にとると、（ｚmin，Ｂmin）は、正焦点位置を中心としたｚ０の円周上に分布することがわかる。図１において、５で示す円が（ｚmin，Ｂmin）の軌跡である円に対応する。
【００７２】
なお、Ｂminの値そのものがバイアス成分等により正確に分からない場合においても、図１に示す各方向のボケが最小となるｚ方向位置は正確に求める事ができる。そのため、本発明の方法によればより正確に非点収差ボケを測定することが可能である。
【００７３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ボケの方向がどのような方向を向いていても、０−９０°方向非点収差ボケ、４５−135°方向非点収差ボケが最小となる焦点位置あるいは測定面の高さを求めることにより、任意の方向の非点収差ボケを測定可能である。なお、本例では露光装置のシステムの系の０度方向を基準としたが、どの方向を基準にとっても同様に実施可能である。
【００７４】
なお、本実施の形態によれば、ガウシアンビームのような小スポットビームでもターゲットパターン上を走査した時の立ち上がり信号から、ターゲットパターン方向のビーム寸法測定が可能である。よって、本発明は、このような小スポットビームを使用して非点収差ボケを求めるような場合をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態である非点収差ボケ感度の測定方法を説明するための図である。
【図２】荷電粒子線露光装置の例を示す図である。
【図３】非点収差補正器の例を示す図である。
【図４】先願発明の原理を示す図である。
【図５】ボケの測定方法の例を示す図である。
【図６】θ方向の非点収差ボケ量を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７６】
１…焦点位置を変化させた時の０°方向ボケの変化を示す曲線
２…焦点位置を変化させた時の９０°方向ボケの変化を示す曲線
３…焦点位置を変化させた時の４５°方向ボケの変化を示す曲線
４…焦点位置を変化させた時の135°方向ボケの変化を示す曲線
５…（ｚmin，Ｂmin）の軌跡である円
【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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