(57)【要約】【課題】  荷電粒子線のエネルギー変動が現状制御可能な範囲の程度であっても、微細な線幅のパターンを正確に露光転写することを可能にする荷電粒子線露光装置の調整方法を提供する。【解決手段】  電子線のエネルギー変化させたときの、露光転写精度のパラメータである、焦点位置変動、像の回転変動、像の倍率変動、非等方倍率変動、直交度の変動、０−９０度非点ボケの変動、４５−１３５度非点ボケの変動を求め、一方、３つのフォーカスコイル１９Ａ〜１９Ｃに流す電流と、２つのスティグメータ２０Ａ、２０Ｂのコイルに流す電流を、それぞれ変化させた場合おいて、前記パラメータがどの程度変化するかを測定して感度行列を求め、それからその逆行列である補正行列を求めておく。そして、これらの関係式に基づいて補正を行い、電子線のエネルギーが変動しても、前記パラメータが変化しないようにする。【選択図】  図１
2005203610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線露光装置において、荷電粒子線のエネルギー変動が露光転写特性に与える影響を、当該荷電粒子線露光装置における荷電粒子線光学系で補正することを特徴とする荷電粒子線露光装置の調整方法。
【請求項２】
荷電粒子線のエネルギー変動により、像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケが変動するとして、これらを補正することを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線露光装置の調整方法。
【請求項３】
前記補正のための操作量として、３つのフォーカスコイルに流す電流と、２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を使用することを特徴とする請求項２に記載の荷電粒子線露光装置の調整方法。
【請求項４】
荷電粒子線のエネルギーが基準値から単位量だけずれた際に発生する、前記像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケの変化量を予め測定しておき、この値に基づいて前記補正を行うことを特徴とする請求項２に記載の荷電粒子線露光装置の調整方法。
【請求項５】
前記３つのフォーカスコイルに流す電流を単位量変化させた場合と、前記２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を単位量変化させた場合に発生する、前記像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケの変化量をあらかじめ測定しておき、前記補正を行う際、これらの値に基づいて前記３つのフォーカスコイルに流す電流と、前記２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を調整することを特徴とする請求項３に記載の荷電粒子線露光装置の調整方法。
【請求項６】
荷電粒子線のエネルギーが基準値から単位量だけずれた際に発生する、前記像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケの変化量を７成分のベクトル（Ａ）で表し、前記３つのフォーカスコイルに流す電流を単位量変化させた場合と、前記２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を単位量変化させた場合に発生する、前記像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケの変化量を７列×７行の行列（Ｂ）で表し、荷電粒子線のエネルギーが基準値から＋Ｅだけずれた場合には、
（Ｃ）＝−（Ｂ）−１（Ａ）Ｅ
で表されるベクトル（Ｃ）の各成分に当たる量だけ、前記３つのフォーカスコイルに流す電流と、前記２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を変化させることを特徴とする請求項５に記載の荷電粒子線露光装置の調整方法。
【請求項７】
荷電粒子線のエネルギー変動により、像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケ、像のｘ方向位置、ｙ方向位置が変動するとして、これらを補正することを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線露光装置の調整方法。
【請求項８】
前記補正のための操作量として、３つのフォーカスコイルに流す電流と、２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧と、一組以上の偏向器のコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を使用することを特徴とする請求項７に記載の荷電粒子線露光装置の調整方法。
【請求項９】
荷電粒子線のエネルギーが基準値から単位量だけずれた際に発生する、前記像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケの変化量、像のｘ方向位置、ｙ方向位置の変動量を予め測定しておき、この値に基づいて前記補正を行うことを特徴とする請求項７に記載の荷電粒子線露光装置の調整方法。
【請求項１０】
前記３つのフォーカスコイルに流す電流を単位量変化させた場合と、前記２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧と、一組以上の偏向器のコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を単位量変化させた場合に発生する、前記像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケの変化量、像のｘ方向位置、ｙ方向位置の変動量をあらかじめ測定しておき、前記補正を行う際、これらの値に基づいて前記３つのフォーカスコイルに流す電流と、前記２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧と、前記一組以上の偏向器のコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を調整することを特徴とする請求項９に記載の荷電粒子線露光装置の調整方法。
【請求項１１】
荷電粒子線のエネルギーが基準値から単位量だけずれた際に発生する、前記像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケの変化量、像のｘ方向位置、ｙ方向位置の変動量を９成分のベクトル（Ｆ）で表し、前記３つのフォーカスコイルに流す電流を単位量変化させた場合と、前記２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を単位量変化させた場合と、前記一組の偏向器のコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を単位量変化させた場合に発生する、前記像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケの変化量、像のｘ方向位置、ｙ方向位置の変動量を９列×９行の行列（Ｇ）で表し、荷電粒子線のエネルギーが基準値から＋Ｅだけずれた場合には、
（Ｈ）＝−（Ｇ）−１（Ｆ）Ｅ
で表されるベクトル（Ｈ）の各成分に当たる量だけ、前記３つのフォーカスコイルに流す電流と、前記２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧と、前記一組の偏向器のコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を変化させることを特徴とする請求項１０に記載の荷電粒子線露光装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線露光装置において、荷電粒子線のエネルギー変動があった場合の荷電粒子線露光装置の調整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】
このような荷電粒子線露光装置の光学系の１例を図１に示す。図１は、荷電粒子線露光装置の光学系の概要図である。図１において、１１は荷電粒子線源、１２Ａ〜１２Ｃは照明用レンズ、１３はビーム成形アパーチャ、１４は開口絞り、１５はレチクル、１６Ａ、１６Ｂは投影用レンズ、１７は散乱アパーチャ、１８はウエハである。
【０００５】
荷電粒子線源１１から放出された荷電粒子線は、照明用レンズ１２Ａ、１２Ｂにより開口絞り１４の開口面を均一に照明し、レンズ１２Ｂ，１２Ｃによりビーム成形アパーチャ１３の開口面の像をレチクル１５上に形成する。この像の領域が照明領域となる。レチクル１５上に形成されたパターンの像は、投影用レンズ１６Ａ、１６Ｂによりウエハ１８上に結像し、ウエハ１８上のレジストを感光させる。照明荷電粒子線の開口角を制限するために開口絞り１４が設けられ、レチクル１５で散乱された散乱線をカットするために散乱アパーチャ１７が設けられている。
【０００６】
又、倍率、回転、焦点位置を微少量、迅速に調整するためにフォーカスコイル（ダイナミックフォーカスコイル）１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃが設けられており、非点ボケ、直交度、非等方倍率の調整のために２つのスティグメータ２０Ａ、２０Ｂが設けられている。パターン像の位置を調整するために、偏向器２１Ａ〜２１Ｄが設けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような荷電粒子線露光装置において、荷電粒子線源から放出される荷電粒子のエネルギーが変化すると、それは荷電粒子線の結像位置（焦点）を変化させるばかりでなく、ウエハ面に形成されるレチクル像の特性に様々な影響を与える。よって、荷電粒子線源から放出される荷電粒子線エネルギーは、精密に制御されており、例えば１００KeVのエネルギーを有する電子線源を使用した電子線露光装置の場合、５eV程度の変動に抑えられている。
【０００８】
しかし、要求される露光線幅の微細化と露光転写精度の高度化に伴い、さらに高精度のエネルギー制御が必要とされるようになってきている。しかしながら、現在の技術では、このような高圧の電子線源において、放出される電子線のエネルギーをその５×１０−５以内というような高精度に制御することは困難である。よって、荷電粒子線露光装置に要求される露光線幅の微細化と露光転写精度の高度化を満たすためには、荷電粒子線のエネルギーの変動があるものとして、別の対策を講じる必要がある。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、荷電粒子線のエネルギー変動が現状制御可能な範囲の程度であっても、微細な線幅のパターンを正確に露光転写することを可能にする荷電粒子線露光装置の調整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】
【００１０】
前記課題を解決するための第１の手段は、荷電粒子線露光装置において、荷電粒子線のエネルギー変動が露光転写特性に与える影響を、当該荷電粒子線露光装置における荷電粒子線光学系で補正することを特徴とする荷電粒子線露光装置の調整方法（請求項１）である。
【００１１】
本手段においては、荷電粒子線のエネルギーが変動した場合、その変動が露光転写特性に与える影響を、当該荷電粒子線露光装置における荷電粒子線光学系で補正するようにしているので、微細な線幅を露光転写した場合でも、従来の荷電粒子線露光装置に比べて、精度よく露光転写を行うことができる。
【００１２】
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、荷電粒子線のエネルギー変動により、像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケが変動するとして、これらを補正することを特徴とするもの（請求項２）である。
【００１３】
多くの場合は、荷電粒子線のエネルギー変動により影響を受けるのは、像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケである。よって、荷電粒子線のエネルギーが変動した場合に、これらの量についての補正を行ってやれば、微細な線幅を露光転写した場合でも、精度よく露光転写を行うことができる。
【００１４】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第２の手段であって、前記補正のための操作量として、３つのフォーカスコイルに流す電流と、２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を使用することを特徴とするもの（請求項３）である。
【００１５】
前記第２の手段において補正すべきパラメータは７個である。よって、操作量として７個の操作量を操作できれば、これらの７個のパラメータを補正可能となる。本手段においては、これらの操作量として、３つのフォーカスコイルに流す電流に加えて、２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧（１組について２つあるので、２組で４つの操作量がある）を採用している。
【００１６】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第２の手段であって、荷電粒子線のエネルギーが基準値から単位量だけずれた際に発生する、前記像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケの変化量を予め測定しておき、この値に基づいて前記補正を行うことを特徴とするもの（請求項４）である。
【００１７】
本手段においては、荷電粒子線のエネルギーが基準値から単位量だけずれた際に発生する、前記像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケの変化量を予め測定しておき、この値に基づいて前記補正を行っているので、正確な補正を行うことができる。
【００１８】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第３の手段であって、前記３つのフォーカスコイルに流す電流を単位量変化させた場合と、前記２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を単位量変化させた場合に発生する、前記像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケの変化量をあらかじめ測定しておき、前記補正を行う際、これらの値に基づいて前記３つのフォーカスコイルに流す電流と、前記２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を調整することを特徴とするもの（請求項５）である。
【００１９】
本手段においては、前記３つのフォーカスコイルに流す電流を単位量変化させた場合と、前記２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を単位量変化させた場合に発生する、前記像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケの変化量をあらかじめ測定しておき、前記補正を行う際、これらの値に基づいて前記３つのフォーカスコイルに流す電流と、前記２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を調整するようにしているので、正確な補正を行うことができる。
【００２０】
前記課題を解決するための第６の手段は、前記第５の手段であって、荷電粒子線のエネルギーが基準値から単位量だけずれた際に発生する、前記像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケの変化量を７成分のベクトル（Ａ）で表し、前記３つのフォーカスコイルに流す電流を単位量変化させた場合と、前記２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を単位量変化させた場合に発生する、前記像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケの変化量を７列×７行の行列（Ｂ）で表し、荷電粒子線のエネルギーが基準値から＋Ｅだけずれた場合には、
（Ｃ）＝−（Ｂ）−１（Ａ）Ｅ
で表されるベクトル（Ｃ）の各成分に当たる量だけ、前記３つのフォーカスコイルに流す電流と、前記２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を変化させることを特徴とするもの（請求項６）である。
【００２１】
本手段においては、各変動量に線形性が成り立つ範囲で正確に補正を行うことができる。
【００２２】
前記課題を解決するための第７の手段は、前記第１の手段であって、荷電粒子線のエネルギー変動により、像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケ、像のｘ方向位置、ｙ方向位置が変動するとして、これらを補正することを特徴とするもの（請求項７）である。
【００２３】
前記課題を解決するための第８の手段は、前記第７の手段であって、前記補正のための操作量として、３つのフォーカスコイルに流す電流と、２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧と、一組以上の偏向器のコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を使用することを特徴とするもの（請求項８）である。
【００２４】
前記課題を解決するための第９の手段は、前記第７の手段であって、荷電粒子線のエネルギーが基準値から単位量だけずれた際に発生する、前記像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケの変化量、像のｘ方向位置、ｙ方向位置の変動量を予め測定しておき、この値に基づいて前記補正を行うことを特徴とするもの（請求項９）である。
【００２５】
前記課題を解決するための第１０の手段は、前記第８の手段であって、前記３つのフォーカスコイルに流す電流を単位量変化させた場合と、前記２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧と、一組以上の偏向器のコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を単位量変化させた場合に発生する、前記像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケの変化量、像のｘ方向位置、ｙ方向位置の変動量をあらかじめ測定しておき、前記補正を行う際、これらの値に基づいて前記３つのフォーカスコイルに流す電流と、前記２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧と、前記一組以上の偏向器のコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を調整することを特徴とするもの（請求項１０）である。
【００２６】
前記課題を解決するための第１１の手段は、前記第１０の手段であって、荷電粒子線のエネルギーが基準値から単位量だけずれた際に発生する、前記像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケの変化量、像のｘ方向位置、ｙ方向位置の変動量を９成分のベクトル（Ｆ）で表し、前記３つのフォーカスコイルに流す電流を単位量変化させた場合と、前記２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を単位量変化させた場合と、前記一組の偏向器のコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を単位量変化させた場合に発生する、前記像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケの変化量、像のｘ方向位置、ｙ方向位置の変動量を９列×９行の行列（Ｇ）で表し、荷電粒子線のエネルギーが基準値から＋Ｅだけずれた場合には、
（Ｈ）＝−（Ｇ）−１（Ｆ）Ｅ
で表されるベクトル（Ｈ）の各成分に当たる量だけ、前記３つのフォーカスコイルに流す電流と、前記２組のスティグメータのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧と、前記一組の偏向器のコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を変化させることを特徴とするもの（請求項１１）である。
【００２７】
これら、第７の手段から第１１の手段は、前記第２の手段から第６の手段における露光転写のパラメータの変動に加え、像のｘ方向位置、ｙ方向位置の変動量を考慮しており、パラメータの数が２つ増えていることが異なっているのみである。従って、この増えたパラメータの補正を行うための操作量として、第８の手段、第１０の手段においては、一組以上の偏向器のコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を採用しており、第１１の手段においては、一組の偏向器のコイルに流す電流又は電極に印加する電圧を採用している。その作用効果については、第２の手段から第６の手段と基本的に同じであり、像のｘ方向位置、ｙ方向位置の変動量を考慮しているだけ、露光転写精度を向上させることができる。
【００２８】
なお、一般に一組の偏向器にはｘ方向の偏向を行うコイル又は電極と、ｙ方向の偏向を行うコイル又は電極があるので２つの操作量がある。よって、前記第８の手段又は第１０の手段においては一組の偏向器を操作するだけで十分であり、２組以上の偏向器を操作すると操作量が余ってしまう。よって、このような場合には、互いのコイルに流す電流又は電極に印加する電圧に従属性を持たせ、操作量を２つに限定する必要がある。
【００２９】
又、逆に第１１の手段においては、一組の偏向器を操作するとしているが、操作量に従属関係があって、操作量が２つになる限り、２組以上の偏向器を操作しても同じことであり、第１１の手段はこのようなものを含むものである。
【００３０】
又、本明細書及び特許請求の範囲においてｘ方向、ｙ方向と言うのは、光軸をｚ軸にとったｘ−ｙ−ｚ直交座標系におけるｘ軸方向、ｙ軸方向のことであり、通常、レチクルやウエハを２次元的に移動させる場合の軸方向を示す。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように、本発明によれば、荷電粒子線のエネルギー変動があっても、微細な線幅のパターンを正確に露光転写することを可能にする荷電粒子線露光装置の調整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】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。本発明の実施の形態である荷電粒子線露光装置の調整方法が前提とする荷電粒子線露光装置は図１に示す従来のものと同じである。又、本実施の形態においては、当然のこととして制御装置が設けられるが図示を省略する。又、荷電粒子は電子であるとして説明を行う。
【００３３】
第１の実施の形態においては、電子線のエネルギーにより影響を受ける露光転写特性は、像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケであるとする。
【００３４】
そして、電子線のエネルギーを基準値より単位量だけ変化させたときの、これらの量の変化を実測し、それぞれ、焦点位置変動がFoc、像の回転変動がRot、像の倍率変動がMag、非等方倍率変動がAniMag、直交度の変動がOrtho、０−９０度非点ボケの変動がS1、４５−１３５度非点ボケの変動がS2とすると、これらをベクトル
【００３５】
【数１】
2005203610.tif 000003
【００３６】
で表す。
【００３７】
一方、電子線のエネルギーの変動による露光転写特性の変動を補正する操作量として、３つのフォーカスコイルに流す電流と、２組のスティグメータのコイルに流す電流をとる（ここではスティグメータはコイルで駆動されるものとしてコイルに流す電流を採用しているが、電極に印加する電圧で駆動する場合には、印加電圧を操作量にとるだけで考え方は変わらない。）。そして、３つのフォーカスコイルに流す電流をそれぞれΔＩＦＣ１、ΔＩＦＣ２、ΔＩＦＣ３だけ変化させ、第１のスティグメータの０度方向コイルに流す電流をΔＩＳＴＩＧ１＝０、第１のスティグメータの４５度方向コイルに流す電流をΔＩＳＴＩＧ１＝４５、第２のスティグメータの０度方向コイルに流す電流をΔＩＳＴＩＧ２＝０、第２のスティグメータの４５度方向コイルに流す電流をΔＩＳＴＩＧ２＝４５だけ変化させ、それぞれの場合について、像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケがどの程度変化するかを測定する。それぞれの変化量を、前述の記号にΔを付けて示すと、以下の関係式が得られる。
【００３８】
【数２】
2005203610.tif 000004
【００３９】
（２）式の右辺が操作量を単位量変動させたときに、各変動量がどの程度変動するかを示す行列であり、感度行列（Ｓ）と呼ぶ。この感度行列の逆行列を求めると、各変動量を単位量変動させるために必要な操作量を示す行列が求まる。この行列を補正行列（Ｃ１）と呼ぶことにする。
【００４０】
すると、電子線のエネルギーが単位量だけ変動したときの各変動量の大きさは（１）式で与えられるから、電子線のエネルギーがＥだけ変動したときに、各変動量を前のままの値に保つには、各操作量を以下の（３）式で与えられる値だけ変化させてやれば良いことが分かる。但し、右辺の行列が補正行列（Ｃ１）である。
【００４１】
【数３】
2005203610.tif 000005
【００４２】
以上のように、電子線のエネルギーを基準値より単位量だけ変化させたときの、これらの量の変化を実測し、焦点位置変動Foc、像の回転変動Rot、像の倍率変動Mag、非等方倍率変動AniMag、直交度の変動Ortho、０−９０度非点ボケの変動S1、４５−１３５度非点ボケの変動S2を求め、一方、３つのフォーカスコイルに流す電流をそれぞれΔＩＦＣ１、ΔＩＦＣ２、ΔＩＦＣ３だけ変化させ、第１のスティグメータの０度方向コイルに流す電流をΔＩＳＴＩＧ１＝０、第１のスティグメータの４５度方向コイルに流す電流をΔＩＳＴＩＧ１＝４５、第２のスティグメータの０度方向コイルに流す電流をΔＩＳＴＩＧ２＝０、第２のスティグメータの４５度方向コイルに流す電流をΔＩＳＴＩＧ２＝４５だけ変化させ、それぞれの場合について、像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケがどの程度変化するかを測定して感度行列を求め、それからその逆行列である補正行列を求めておくことにより、（３）式に基づいて補正を行い、電子線のエネルギーが変動しても、像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケが変化しないようにするか、変化しても微少量の変化に抑えることができる。
【００４３】
第２の実施の形態においては、第１の実施の形態において、露光転写精度のパラメータとして考慮した、像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケに加えて、像のｘ方向位置変動、ｙ方向位置変動を考慮する。そして、電子線のエネルギー単位量だけ変化させたときの、これらの量の変化について、像のｘ方向位置変動をＸ、ｙ方向の位置変動をＹとすると、残りの変動量については（１）式と同じ記号を使って、（１）式に対応するベクトル
【００４４】
【数４】
2005203610.tif 000006
【００４５】
が得られる。
【００４６】
一方、電子線のエネルギーの変動による露光転写特性の変動を補正する操作量として、３つのフォーカスコイルに流す電流と、２組のスティグメータのコイルに流す電流に加えて一組の偏向器のコイルに流す電流値（電極に印加する電圧で駆動する場合には、印加電圧を操作量にとるだけで考え方は変わらない。）を採用し、これらをＩＤＦｘ、ＩＤＦｙとする。そして、３つのフォーカスコイルに流す電流をそれぞれΔＩＦＣ１、ΔＩＦＣ２、ΔＩＦＣ３だけ変化させ、第１のスティグメータの０度方向コイルに流す電流をΔＩＳＴＩＧ１＝０、第１のスティグメータの４５度方向コイルに流す電流をΔＩＳＴＩＧ１＝４５、第２のスティグメータの０度方向コイルに流す電流をΔＩＳＴＩＧ２＝０、第２のスティグメータの４５度方向コイルに流す電流をΔＩＳＴＩＧ２＝４５だけ変化させ、かつ、ＩＤＦｘ、ＩＤＦｙをそれぞれΔＩＤＦｘ、ΔＩＤＦｙだけ変化させたとき、それぞれの場合について、像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケ、像のｘ方向位置、ｙ方向の位置がどれだけ変化するかを測定する。それぞれの変化量を、前述の記号にΔを付けて示すと、以下の関係式が得られる。
【００４７】
【数５】
2005203610.tif 000007
【００４８】
（５）式の右辺が操作量を単位量変動させたときに、各変動量がどの程度変動するかを示す行列であり、感度行列（Ｓ）と呼ぶ。この感度行列の逆行列を求めると、各変動量を単位量変動させるために必要な操作量を示す行列が求まる。この行列を補正行列（Ｃ２）と呼ぶことにする。
【００４９】
すると、電子線のエネルギーが単位量だけ変動したときの各変動量の大きさは（４）式で与えられるから、電子線のエネルギーがＥだけ変動したときに、各変動量を前のままの値に保つには、各操作量を以下の（６）式で与えられる値だけ変化させてやれば良いことが分かる。但し、右辺の行列が補正行列（Ｃ２）である。
【００５０】
【数６】
2005203610.tif 000008
【００５１】
以上のように、電子線のエネルギーを基準値より単位量だけ変化させたときの、これらの量の変化を実測し、焦点位置変動Foc、像の回転変動Rot、像の倍率変動Mag、非等方倍率変動AniMag、直交度の変動Ortho、０−９０度非点ボケの変動S1、４５−１３５度非点ボケの変動S2、像のｘ方向位置変動量Ｘ、像のｙ方向位置変動量Ｙを求め、一方、３つのフォーカスコイルに流す電流をそれぞれΔＩＦＣ１、ΔＩＦＣ２、ΔＩＦＣ３だけ変化させ、第１のスティグメータの０度方向コイルに流す電流をΔＩＳＴＩＧ１＝０、第１のスティグメータの４５度方向コイルに流す電流をΔＩＳＴＩＧ１＝４５、第２のスティグメータの０度方向コイルに流す電流をΔＩＳＴＩＧ２＝０、第２のスティグメータの４５度方向コイルに流す電流をΔＩＳＴＩＧ２＝４５だけ変化させ、かつ、一組の偏向器のコイルに流す電流値をΔＩＤＦｘ、ΔＩＤＦｙだけ変化させ、それぞれの場合について、像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケ、像のｘ方向位置変動量、像のｙ方向位置変動量がどの程度変化するかを測定して感度行列を求め、それから、その逆行列である補正行列を求めておくことにより、（６）式に基づいて補正を行い、電子線のエネルギーが変動しても、像の回転、像の倍率、焦点位置、直交度、非等方倍率、０−９０度非点ボケ、４５−１３５度非点ボケ、像のｘ方向位置、ｙ方向位置が変化しないようにするか、変化しても微少量の変化に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態を適用する荷電粒子線露光装置の光学系の概要を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１１…荷電粒子線源、１２Ａ〜１２Ｃ…照明用レンズ、１３…ビーム成形アパーチャ、１４…開口絞り、１５…レチクル、１６Ａ、１６Ｂ…投影用レンズ、１７…散乱アパーチャ、１８…ウエハ、１９Ａ〜１９Ｃ…フォーカスコイル、２０Ａ，２０Ｂ…スティグメータ、２１Ａ〜２１Ｄ…偏向器
【図１】
2005203610.tif 000009