(57)【要約】焦点の位置をずらし、非点補正器の２組のコイルの電流値Ｓ１、Ｓ２を変化させながら、ｘ軸に対して０°４５°、９０°、１３５°の傾きを有する焦線１１、１３、１２、１４が現れる電流値の組み合わせを求める。そして、この電流値の組み合わせから所定の計算式により、非点収差ボケの補正感度を決定する。これにより、荷電粒子線露光装置における非点収差ボケの補正感度を容易に決定することができる。
2004030056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非点収差補正器を有する荷電粒子線露光装置において、焦点位置をΔｈずらし、前記非点収差補正器の電流値又は電圧値を変化させることにより少なくとも異なる２つの焦線を形成する、前記非点収差補正器の電流値又は電圧値を求め、前記焦点位置のずらし量Δｈ、及び前記異なる２組の焦線を形成する前記非点収差補正器の電流値又は電圧値を用いて前記非点収差補正器の非点感度（非点収差ボケの補正感度、又は非点収差ボケ発生感度）を求めることを特徴とする非点感度の決定方法。
【請求項２】
前記非点収差補正器が少なくとも２組のコイル群または電極群を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の非点感度の決定方法。
【請求項３】
焦点位置をΔｈずらす際に、正焦点位置を基準として、焦点位置を正焦点位置からΔｈずらすことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の非点感度の決定方法。
【請求項４】
前記非点感度が、非点収差ボケの補正感度であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の非点感度の決定方法。
【請求項５】
前記非点感度が、非点収差ボケ発生感度であることを特徴とする請求の判に第１項に記載の非点感度の決定方法。
【請求項６】
請求の範囲第４項に記載の非点感度の決定方法であって、焦点位置を正焦点位置からΔｈだけずらした上で、非点収差補正器を構成する２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値をそれぞれ変化させ、測定パターンを基準とした９０°方向、０°方向、１３５°方向、４５°方向のボケが最小となる前記２組の電流値又は電圧値をそれぞれ求め、これらの電流値又は電圧値の組み合わせをそれぞれ（Ｓ１１，Ｓ２１）、（Ｓ１２，Ｓ２２）、（Ｓ１３，Ｓ２３）、（Ｓ１４，Ｓ２４）とするとき、次の少なくとも一つの式により、少なくとも一つの方向の非点収差ボケの補正感度を決定することを特徴とする荷電粒子線露光装置における非点感度の決定方法。
（１）０°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000076
（２）４５°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000077
（３）０°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000078
（４）４５°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000079
ただし、Ｓｉｊ（ｉ＝１，２、ｊ＝１〜４）のｉは、それぞれ０°方向コイル又は電極（ｉ＝１）、４５°方向コイル又は電極（ｉ＝２）を示し、ｊは、それぞれ非点収差ボケが最小となる方向（ｊ＝１は９０°方向、ｊ＝２は０°方向、ｊ＝３は１３５°方向、ｊ＝４は４５°方向）を示す。
【請求項７】
請求の範囲第４項に記載の非点感度の決定方法であって、非点収差補正器を構成する２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値をそれぞれ変化させ、測定パターンを基準とした９０°方向、０°方向、１３５°方向、４５°方向のボケが最小となる前記２組の電流値又は電圧値をそれぞれ求め、これを、光軸方向の任意の位置ＡとＡから光軸方向にΔｈだけ離れた位置Ｂにおいて行い、
これらの電流値の組み合わせをそれぞれ（Ｓ１１Ａ，Ｓ２１Ａ）、（Ｓ１２Ａ，Ｓ２２Ａ）、（Ｓ１３Ａ，Ｓ２３Ａ）、（Ｓ１４Ａ，Ｓ２４Ａ）、（Ｓ１１Ｂ，Ｓ２１Ｂ）、（Ｓ１２Ｂ，Ｓ２２Ｂ）、（Ｓ１３Ｂ，Ｓ２３Ｂ）、（Ｓ１４Ｂ，Ｓ２４Ｂ）とするとき、次の少なくとも一つの式により、少なくとも一つの方向の非点収差ボケの補正感度を決定することを特徴とする荷電粒子線露光装置における非点感度の決定方法。
（１）０°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000080
（２）４５°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000081
（３）０°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000082
（４）４５°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000083
ただし、ＳｉｊＡ、ＳｉｊＢ（ｉ＝１，２、ｊ＝１〜４）のｉは、それぞれ０°方向コイル又は電極（ｉ＝１）、４５°方向コイル又は電極（ｉ＝２）を示し、ｊは、それぞれ非点収差ボケが最小となる方向（ｊ＝１は９０°方向、ｊ＝２は０°方向、ｊ＝３は１３５°方向、ｊ＝４は４５°方向）を示す。
【請求項８】
請求の範囲第５項に記載の非点感度の決定方法であって、焦点位置を正焦点からΔｈだけずらした上で、非点収差補正器を構成する２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値をそれぞれ変化させ、測定パターンを基準とした９０°方向、０°方向、１３５°方向、４５°方向のボケが最小となる前記２組の電流値又は電圧値をそれぞれ求め、これらの電流値又は電圧値の組み合わせをそれぞれ（Ｓ１１，Ｓ２１）、（Ｓ１２，Ｓ２２）、（Ｓ１３，Ｓ２３）、（Ｓ１４，Ｓ２４）とするとき、次の少なくとも一つの式により、少なくとも一つの方向の非点収差ボケの発生感度を決定することを特徴とする荷電粒子線露光装置における非点感度の決定方法。
（１）０°方向コイル又は電極により、０−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000084
（２）４５°方向コイル又は電極により、０°−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000085
（３）０°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000086
（４）４５°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000087
【請求項９】
請求の範囲第５項に記載の非点感度の決定方法であって、非点収差補正器を構成する２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値をそれぞれ変化させ、測定パターンを基準とした９０°方向、０°方向、１３５°方向、４５°方向のボケが最小となる前記２組の電流値又は電圧値をそれぞれ求め、これを、光軸方向の任意の位置ＡとＡから光軸方向にΔｈだけ離れた位置Ｂにおいて行い、
これらの電流値の組み合わせをそれぞれ（Ｓ１１Ａ，Ｓ２１Ａ）、（Ｓ１２Ａ，Ｓ２２Ａ）、（Ｓ１３Ａ，Ｓ２３Ａ）、（Ｓ１４Ａ，Ｓ２４Ａ）、（Ｓ１１Ｂ，Ｓ２１Ｂ）、（Ｓ１２Ｂ，Ｓ２２Ｂ）、（Ｓ１３Ｂ，Ｓ２３Ｂ）、（Ｓ１４Ｂ，Ｓ２４Ｂ）とするとき、次の少なくとも一つの式により、少なくとも一つの方向の非点収差ボケの発生感度を決定することを特徴とする荷電粒子線露光装置における非点感度の決定方法。
（１）０°方向コイル又は電極により、０−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000088
（２）４５°方向コイル又は電極により、０°−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000089
（３）０°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000090
（４）４５°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000091
ただし、ＳｉｊＡ、ＳｉｊＢ（ｉ＝１，２、ｊ＝１〜４）のｉは、それぞれ０°方向コイル又は電極（ｉ＝１）、４５°方向コイル又は電極（ｉ＝２）を示し、ｊは、それぞれ非点収差ボケが最小になる方向（ｊ＝１は９０°方向、ｊ＝２は０°方向、ｊ＝３は１３５°方向、ｊ＝４は４５°方向）を示し、Δは、
2004030056.tif 000092
示される値である。
【請求項１０】
請求の範囲第５項に記載の非点感度の決定方法であって、焦点位置を正焦点位置からΔｈだけずらした上で、前記非点収差補正器を構成する２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値（それぞれをＳ１，Ｓ２とする）をそれぞれ変化させ、角度がθだけ異なる２つの方向のボケが最小となる前記２組のコイル群の電流値又は２組の電極群の電圧値をそれぞれ求め、これらの電流値又は電圧値の組み合わせをそれぞれ（Ｓ１５，Ｓ２５）、（Ｓ１６，Ｓ２６）とし、Ｓ１−Ｓ２直交座標系において、下に示す（Ｓ１０，Ｓ２０）を中心とし、（Ｓ１５，Ｓ２５）、（Ｓ１６，Ｓ２６）を通る円を求め、この円を、焦線を形成する前記２組の電流値又は電圧値の組み合わせを表す円とし、この円の所定の点における、非点収差ボケが最小となる方向に基づいて、少なくとも一つの方向の非点収差ボケの発生感度を決定することを特徴とする荷電粒子線露光装置における非点感度の決定方法。
2004030056.tif 000093
【請求項１１】
請求の範囲第５項に記載の非点感度の決定方法であって、焦点位置を正焦点位置からΔｈだけずらした上で、前記非点収差補正器を構成する２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値（それぞれをＳ１，Ｓ２とする）をそれぞれ変化させ、角度がθだけ異なる２つの方向のボケが最小となる前記２組のコイル群の電流値又は２組の電極群の電圧値をそれぞれ求め、これらの電流値又は電圧値の組み合わせをそれぞれ（Ｓ１５，Ｓ２５）、（Ｓ１６，Ｓ２６）とし、Ｓ１−Ｓ２直交座標系において、下に示す（Ｓ１０，Ｓ２０）を中心とし、（Ｓ１５，Ｓ２５）、（Ｓ１６，Ｓ２６）を通る円上において、パターン基準方向に対して９０°方向、１３５°方向の非点収差ボケが最小となる前記２組の電流値又は電圧値をそれぞれ求め、それぞれの組み合わせを（Ｓ１１’，Ｓ２１’）、（Ｓ１３’，Ｓ２３’）とするとき、次の（１９）〜（２２）式の少なくとも一つにより、少なくとも一つの方向の非点収差ボケの発生感度を決定することを特徴とする荷電粒子線露光装置における非点感度の決定方法。
2004030056.tif 000094
（１））０°方向コイル又は電極により、０−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000095
（２）４５°方向コイル又は電極により、０°−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000096
（３）０°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000097
（４）４５°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000098
【請求項１２】
請求の範囲第５項に記載の非点感度の決定方法であって、焦点位置を正焦点位置からΔｈだけずらした上で、前記非点収差補正器を構成する２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値をそれぞれ変化させ、角度が異なる３つ以上の方向の非点収差ボケが最小となる前記２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値（それぞれをＳ１，Ｓ２とする）をそれぞれ求め、これらの電流値又は電圧値の組み合わせをそれぞれ（Ｓ１１，Ｓ２１）、（Ｓ１２，Ｓ２２）、…、（Ｓ１ｎ，Ｓ２ｎ）とするとき（ｎは３以上の整数）、Ｓ１−Ｓ２直交座標系において、これらの点を通る円を、方程式を解くか又は統計的な当てはめ法により求め、この円の所定の点における、非点収差ボケが最小となる方向に基づいて、少なくとも一つの方向の非点収差ボケの発生感度を決定することを特徴とする荷電粒子線露光装置における非点感度の決定方法。
【請求項１３】
請求の範囲第５項に記載の非点感度の決定方法であって、焦点位置を正焦点位置からΔｈだけずらした上で、前記非点収差補正器を構成する２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値をそれぞれ変化させ、角度が異なる３つ以上の方向の非点収差ボケが最小となる前記２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値を（それぞれをＳ１，Ｓ２とする）それぞれ求め、これらの電流値又は電圧値の組み合わせをそれぞれ（Ｓ１１，Ｓ２１）、（Ｓ１２，Ｓ２２）、…、（Ｓ１ｎ，Ｓ２ｎ）とするとき（ｎは３以上の整数）、Ｓ１−Ｓ２直交座標系において、これらの点を通る円を、方程式を解くか又は統計的な当てはめ法により求め、その中心を（Ｓ１０，Ｓ２０）とし、その円上において、パターン基準方向に対して９０°方向、１３５°方向の非点収差ボケが最小となる前記２組の電流値又は電圧値をそれぞれ求め、それぞれの組み合わせを（Ｓ１１’，Ｓ２１’）、（Ｓ１３’，Ｓ２３’）とするとき、次の（１９）〜（２２）式の少なくとも一つにより、少なくとも一つの方向の非点収差ボケの発生感度を決定することを特徴とする荷電粒子線露光装置における非点感度の決定方法。
（１）０°方向コイル又は電極により、０−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000099
（２）４５°方向コイル又は電極により、０°−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000100
（３）０°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000101
（４）４５°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000102
【請求項１４】
請求の範囲第５項に記載の非点感度の決定方法であって、焦点位置ｈを複数変化させ（各光軸方向位置をｈｉ（ｉ＝１〜ｎ）とする）、かつ、前記非点収差補正器を構成する２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値、（それぞれをＳ１，Ｓ２とする）、をそれぞれ変化させ、そのときの非点収差ボケ評価パターンの角度をｔｉとし、これらのデータから、統計的手法により、（ｈ−ｈ０）が単位量変化するとき（ｈ０は正焦点が形成される焦点位置）の、焦線を形成する点（Ｓ１，Ｓ２）の組がＳ１−Ｓ２直交座標平面で形成する円の半径の変化量を示す比例定数ｒと、Ｓ１軸に対する、０°方向ボケだけが変化する方向のなす角２ｔ０を決定し、これらのデータから、次の（２３）〜（２６）式により、少なくとも一つの方向の非点収差ボケの発生感度を決定することを特徴とする荷電粒子線露光装置における非点感度の決定方法。
（１）０°方向コイル又は電極により、０−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000103
（２）４５°方向コイル又は電極により、０°−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000104
（３）０°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000105
（４）４５°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000106
【請求項１５】
前記統計的手法が、前記焦線となる点が作る円の中心点（Ｓ１０，Ｓ２０）、正焦点位置ｈ０比例定数ｒ、Ｓ１軸に対する、０°方向ボケだけが変化する方向のなす角２ｔ０を変数として、以下の評価関数Ｐが最小となるように、これらの変数を求めることにより、前記ｒとｔ０を求める手法であることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の非点感度の決定方法。
2004030056.tif 000107
【請求項１６】
荷電粒子線露光装置において、レチクルの像をウエハ上に露光転写する方法であって、請求の範囲第１項に記載の荷電粒子線露光装置における非点収差補正器の非点感度の決定方法により決定した非点収差ボケの補正感度又は非点収差ボケの発生感度を使用して、サブフィールド毎に非点収差ボケを修正するように非点収差補正器を調整しながら露光転写を行うことを特徴とする荷電粒子線露光装置における露光方法。
【請求項１７】
前記非点収差補正器は２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）または２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）を有し、補正すべき非点収差ボケ量Δｈ０，Δｈ４５に対して、前記２組のコイル群の電流値又は前記２組の電極群の電圧値ΔＩ０、ΔＩ４５を以下の式により求めることを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の荷電粒子線露光装置における露光方法。
2004030056.tif 000108
但し、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈは各々、
Ｅ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の補正感度
Ｆ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の補正感度
Ｇ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の補正感度
Ｈ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の補正感度
である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、荷電粒子線露光装置における非点感度の決定方法、及びそれらを使用した露光方法に関するものである。
【背景技術】  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代わるものとして、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。
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。
図６に荷電粒子線露光装置の例を示す。荷電粒子線源１から放出された荷電粒子線２は第１照射レンズ３によって成形開口４を照射する。成形開口４を通過した荷電粒子線２は第２照射レンズ５および第３照射レンズ６により成形開口をレチクル７上に結像する。レチクル７上には転写すべきパターンが形成されており、レチクル７を通過した荷電粒子線２は第１投影レンズ８及び第２投影レンズ９によってウエハ上のレジストなどの被露光物１０上にレチクル７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。
このような荷電粒子線露光装置では、被露光物１０に投影される像のボケの調整は、第１投影レンズ８、第２投影レンズ９又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。
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。
このときの焦点補正量（焦点補正器のコイルに流す電流、又は焦点補正器の電極に印加する電圧）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。
さらに、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。しかしながら、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、シミュレーションによって非点収差ボケ量を求めてもこの非点収差ボケ量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又は非点収差補正器の電極に印加する電圧を調整したらよいのかが確立されていなかった。
【発明の開示】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、荷電粒子線光学系の非点収差補正方法、荷電粒子線露光装置における非点収差補正方法、非点感度（非点収差ボケの補正感度、非点収差ボケの発生感度）の決定方法、及びそれを使用した露光方法を提供することを目的とする。
なお、本明細書、要約書及び請求の範囲において、非点収差ボケの補正感度とは、焦点位置に換算した単位量の非点収差ボケを補正するために非点収差補正器に流す電流値又は印加する電圧値の変化量を意味し、０−９０°方向の非点収差ボケを補正する場合には、０°方向に非点収差ボケを発生する方向を正とし、４５−１３５°方向の非点収差ボケを補正する場合には、４５°方向に非点収差ボケを発生する方向を正とする。
また、本明細書、及び請求の範囲において、非点収差ボケの発生感度とは、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し、０−９０°方向の非点収差ボケについては、０°方向の非点収差ボケが増加する方向を正とし、４５−１３５°方向の非点収差ボケについては、４５°方向の非点収差ボケが増加する方向を正とする。
さらに、本明細書、及び請求の範囲において、特に断らない限り、「コイルにより」とは、コイル流す電流を調節することによることであり、「電極により」とは、電極に印加する電圧を調整することによることは言うまでもない。
前記目的を達成するための第１の発明は、非点収差補正器を有する荷電粒子線露光装置において、焦点位置をΔｈずらし、前記非点収差補正器の電流値又は電圧値を変化させることにより少なくとも異なる２つの焦線を形成する、前記非点収差補正器の電流値又は電圧値を求め、前記焦点位置のずらし量Δｈ、及び前記異なる２組の焦線を形成する前記非点収差補正器の電流値又は電圧値を用いて前記非点収差補正器の非点感度（非点収差ボケの補正感度、又は非点収差ボケ発生感度）を求めることを特徴とする非点感度の決定方法である。
本発明においては、焦線が形成されるときの非点収差補正器の電流又は電圧値に基づいて非点収差補正器の非点感度を求めているので、簡単な方法により、非点収差補正器の非点感度を求めることができる。
前記目的を達成するための第２の発明は、前記第１の発明であって、前記非点収差補正器が少なくとも２組のコイル群または電極群を有することを特徴とするものである。
前記目的を達成するための第３の発明は、前記第１の発明であって、焦点位置をΔｈずらす際に、正焦点位置を基準として、焦点位置を正焦点位置からΔｈずらすことを特徴とするものである。
本明細書、及び請求の範囲で「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。
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。
本発明においては、正焦点位置を基準にして焦点位置の移動量Δｈを定めているので、後に実施の形態の欄で説明するように、容易に非点感度を求めることができる。
前記目的を達成するための第４の発明は、前記第１の発明であって、前記非点感度が、非点収差ボケの補正感度であることを特徴とするものである。
前記目的を達成するための第５の発明は、前記第１の発明であって、前記非点感度が、非点収差ボケ発生感度であることを特徴とするものである。
前記目的を達成するための第６の発明は、前記第４の発明であって、焦点位置を正焦点位置からΔｈだけずらした上で、非点収差補正器を構成する２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値をそれぞれ変化させ、測定パターンを基準とした９０°方向、０°方向、１３５°方向、４５°方向のボケが最小となる前記２組の電流値又は電圧値をそれぞれ求め、これらの電流値又は電圧値の組み合わせをそれぞれ（Ｓ１１，Ｓ２１）、（Ｓ１２，Ｓ２２）、（Ｓ１３，Ｓ２３）、（Ｓ１４，Ｓ２４）とするとき、次の少なくとも一つの式により、少なくとも一つの方向の非点収差ボケの補正感度を決定することを特徴とするものである。
（１）０°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000003
（２）４５°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000004
（３）０°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000005
（４）４５°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000006
ただし、Ｓｉｊ（ｉ＝１，２、ｊ＝１〜４）のｉは、それぞれ０°方向コイル又は電極（ｉ＝１）、４５°方向コイル又は電極（ｉ＝２）を示し、ｊは、それぞれ非点収差ボケが最小となる方向（ｊ＝１は９０°方向、ｊ＝２は０°方向、ｊ＝３は１３５°方向、ｊ＝４は４５°方向）を示す。
本明細書及び請求の範囲において、測定パターンを基準とした０°方向とは、測定パターンが置かれる基準方向のことであり、多くの場合荷電粒子線露光装置のシステムの基準方向として定められたものと一致する。
前記目的を達成するための第７の発明は、前記第４の発明であって、非点収差補正器を構成する２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値をそれぞれ変化させ、測定パターンを基準とした９０°方向、０°方向、１３５°方向、４５°方向のボケが最小となる前記２組の電流値又は電圧値をそれぞれ求め、これを、光軸方向の任意の位置ＡとＡから光軸方向にΔｈだけ離れた位置Ｂにおいて行い、
これらの電流値の組み合わせをそれぞれ（Ｓ１１Ａ，Ｓ２１Ａ）、（Ｓ１２Ａ，Ｓ２２Ａ）、（Ｓ１３Ａ，Ｓ２３Ａ）、（Ｓ１４Ａ，Ｓ２４Ａ）、（Ｓ１１Ｂ，Ｓ２１Ｂ）、（Ｓ１２Ｂ，Ｓ２２Ｂ）、（Ｓ１３Ｂ，Ｓ２３Ｂ）、（Ｓ１４Ｂ，Ｓ２４Ｂ）とするとき、次の少なくとも一つの式により、少なくとも一つの方向の非点収差ボケの補正感度を決定することを特徴とするものである。
（１）０°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000007
（２）４５°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000008
（３）０°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000009
（４）４５°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000010
ただし、ＳｉｊＡ、ＳｉｊＢ（ｉ＝１，２、ｊ＝１〜４）のｉは、それぞれ０°方向コイル又は電極（ｉ＝１）、４５°方向コイル又は電極（ｉ＝２）を示し、ｊは、それぞれ非点収差ボケが最小となる方向（ｊ＝１は９０°方向、ｊ＝２は０°方向、ｊ＝３は１３５°方向、ｊ＝４は４５°方向）を示す。
前記目的を達成するための第８の発明は、前記第５の発明であって、焦点位置を正焦点からΔｈだけずらした上で、非点収差補正器を構成する２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値をそれぞれ変化させ、測定パターンを基準とした９０°方向、０°方向、１３５°方向、４５°方向のボケが最小となる前記２組の電流値又は電圧値をそれぞれ求め、これらの電流値又は電圧値の組み合わせをそれぞれ（Ｓ１１，Ｓ２１）、（Ｓ１２，Ｓ２２）、（Ｓ１３，Ｓ２３）、（Ｓ１４，Ｓ２４）とするとき、次の少なくとも一つの式により、少なくとも一つの方向の非点収差ボケの発生感度を決定することを特徴とするものである。
（１）０°方向コイル又は電極により、０−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000011
（２）４５°方向コイル又は電極により、０°−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000012
（３）０°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000013
（４）４５°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000014
前記目的を達成するための第９の発明は、前記第５の発明であって、非点収差補正器を構成する２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値をそれぞれ変化させ、測定パターンを基準とした９０°方向、０°方向、１３５°方向、４５°方向のボケが最小となる前記２組の電流値又は電圧値をそれぞれ求め、これを、光軸方向の任意の位置ＡとＡから光軸方向にΔｈだけ離れた位置Ｂにおいて行い、
これらの電流値の組み合わせをそれぞれ（Ｓ１１Ａ，Ｓ２１Ａ）、（Ｓ１２Ａ，Ｓ２２Ａ）、（Ｓ１３Ａ，Ｓ２３Ａ）、（Ｓ１４Ａ，Ｓ２４Ａ）、（Ｓ１１Ｂ，Ｓ２１Ｂ）、（Ｓ１２Ｂ，Ｓ２２Ｂ）、（Ｓ１３Ｂ，Ｓ２３Ｂ）、（Ｓ１４Ｂ，Ｓ２４Ｂ）とするとき、次の少なくとも一つの式により、少なくとも一つの方向の非点収差ボケの発生感度を決定することを特徴とするものである。
（１）０°方向コイル又は電極により、０−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000015
（２）４５°方向コイル又は電極により、０°−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000016
（３）０°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000017
（４）４５°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000018
ただし、ＳｉｊＡ、ＳｉｊＢ（ｉ＝１，２、ｊ＝１〜４）のｉは、それぞれ０°方向コイル又は電極（ｉ＝１）、４５°方向コイル又は電極（ｉ＝２）を示し、ｊは、それぞれ非点収差ボケが最小になる方向（ｊ＝１は９０°方向、ｊ＝２は０°方向、ｊ＝３は１３５°方向、ｊ＝４は４５°方向）を示し、Δは、
2004030056.tif 000019
示される値である。
前記目的を達成するための第１０の発明は、前記第５の発明であって、焦点位置を正焦点位置からΔｈだけずらした上で、前記非点収差補正器を構成する２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値（それぞれをＳ１，Ｓ２とする）をそれぞれ変化させ、角度がθだけ異なる２つの方向のボケが最小となる前記２組のコイル群の電流値又は２組の電極群の電圧値をそれぞれ求め、これらの電流値又は電圧値の組み合わせをそれぞれ（Ｓ１５，Ｓ２５）、（Ｓ１６，Ｓ２６）とし、Ｓ１−Ｓ２直交座標系において、下に示す（Ｓ１０，Ｓ２０）を中心とし、（Ｓ１５，Ｓ２５）、（Ｓ１６，Ｓ２６）を通る円を求め、この円を、焦線を形成する前記２組の電流値又は電圧値の組み合わせを表す円とし、この円の所定の点における、非点収差ボケが最小となる方向に基づいて、少なくとも一つの方向の非点収差ボケの発生感度を決定することを特徴とするものである。
2004030056.tif 000020
前記目的を達成するための第１１の発明は、前記第５の発明であって、焦点位置を正焦点位置からΔｈだけずらした上で、前記非点収差補正器を構成する２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値（それぞれをＳ１，Ｓ２とする）をそれぞれ変化させ、角度がθだけ異なる２つの方向のボケが最小となる前記２組のコイル群の電流値又は２組の電極群の電圧値をそれぞれ求め、これらの電流値又は電圧値の組み合わせをそれぞれ（Ｓ１５，Ｓ２５）、（Ｓ１６，Ｓ２６）とし、Ｓ１−Ｓ２直交座標系において、下に示す（Ｓ１０，Ｓ２０）を中心とし、（Ｓ１５，Ｓ２５）、（Ｓ１６，Ｓ２６）を通る円上において、パターン基準方向に対して９０°方向、１３５°方向の非点収差ボケが最小となる前記２組の電流値又は電圧値をそれぞれ求め、それぞれの組み合わせを（Ｓ１１，Ｓ２１’）、（Ｓ１３’，Ｓ２３’）とするとき、次の（１９）〜（２２）式の少なくとも一つにより、少なくとも一つの方向の非点収差ボケの発生感度を決定することを特徴とするものである。
2004030056.tif 000021
（１））０°方向コイル又は電極により、０−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000022
（２）４５°方向コイル又は電極により、０°−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000023
（３）０°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000024
（４）４５°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000025
前記目的を達成するための第１２の発明は、前記第５の発明であって、焦点位置を正焦点位置からΔｈだけずらした上で、前記非点収差補正器を構成する２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値をそれぞれ変化させ、角度が異なる３つ以上の方向の非点収差ボケが最小となる前記２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値（それぞれをＳ１，Ｓ２とする）をそれぞれ求め、これらの電流値又は電圧値の組み合わせをそれぞれ（Ｓ１１，Ｓ２１）、（Ｓ１２，Ｓ２２）、…、（Ｓ１ｎ，Ｓ２ｎ）とするとき（ｎは３以上の整数）、Ｓ１−Ｓ２直交座標系において、これらの点を通る円を、方程式を解くか又は統計的な当てはめ法により求め、この円の所定の点における、非点収差ボケが最小となる方向に基づいて、少なくとも一つの方向の非点収差ボケの発生感度を決定することを特徴とするものである。なお、本発明において使用する（Ｓ１ｎ，Ｓ２ｎ）の符号は、他の発明における符号と重複するものがあるが、両者の間には関係のないことは言うまでもない。これは、本発明に対応する請求項についても同じである。
前記目的を達成するための第１３の発明は、前記第５の発明であって、焦点位置を正焦点位置からΔｈだけずらした上で、前記非点収差補正器を構成する２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値をそれぞれ変化させ、角度が異なる３つ以上の方向の非点収差ボケが最小となる前記２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値を（それぞれをＳ１，Ｓ２とする）それぞれ求め、これらの電流値又は電圧値の組み合わせをそれぞれ（Ｓ１１，Ｓ２１）、（Ｓ１２，Ｓ２２）、…、（Ｓ１ｎ，Ｓ２ｎ）とするとき（ｎは３以上の整数）、Ｓ１−Ｓ２直交座標系において、これらの点を通る円を、方程式を解くか又は統計的な当てはめ法により求め、その中心を（Ｓ１０，Ｓ２０）とし、その円上において、パターン基準方向に対して９０°方向、１３５°方向の非点収差ボケが最小となる前記２組の電流値又は電圧値をそれぞれ求め、それぞれの組み合わせを（Ｓ１１’，Ｓ２１’）、（Ｓ１３’，Ｓ２３’）とするとき、次の（１９）〜（２２）式の少なくとも一つにより、少なくとも一つの方向の非点収差ボケの発生感度を決定することを特徴とするものである。
なお、本発明において使用する（Ｓ１ｎ，Ｓ２ｎ）の符号は、他の発明における符号と重複するものがあるが、両者の間には関係のないことは言うまでもない。これは、本発明に対応する請求項についても同じである。
（１）０°方向コイル又は電極により、０−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000026
（２）４５°方向コイル又は電極により、０°−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000027
（３）０°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000028
（４）４５°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000029
前記目的を達成するための第１４の発明は、前記第５の発明であって、焦点位置ｈを複数変化させ（各光軸方向位置をｈｉ（ｉ＝１〜ｎ）とする）、かつ、前記非点収差補正器を構成する２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）の電流値又は２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）の電圧値、（それぞれをＳ１，Ｓ２とする）、をそれぞれ変化させ、そのときの非点収差ボケパターンの角度をｔｉとし、これらのデータから、統計的手法により、（ｈ−ｈ０）が単位量変化するとき（ｈ０は正焦点が形成される焦点位置）の、焦線を形成する点（Ｓ１，Ｓ２）の組がＳ１−Ｓ２直交座標平面で形成する円の半径の変化量を示す比例定数ｒと、Ｓ１軸に対する、０°方向ボケだけが変化する方向のなす角２ｔ０を決定し、これらのデータから、次の（２３）〜（２６）式により、少なくとも一つの方向の非点収差ボケの発生感度を決定することを特徴とするものである。
（１）０°方向コイル又は電極により、０−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000030
（２）４５°方向コイル又は電極により、０°−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000031
（３）０°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000032
（４）４５°方向コイル又は電極により、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000033
前記目的を達成するための第１５の発明は、前記第１４の発明であって、前記統計的手法が、前記焦線となる点が作る円の中心点（Ｓ１０，Ｓ２０）、正焦点位置ｈ０、比例定数ｒ、Ｓ１軸に対する、０°方向ボケだけが変化する方向のなす角２ｔ０を変数として、以下の評価関数がＰが最小となるように、これらの変数を求めることにより、前記ｒとｔ０を求める手法であることを特徴とするものである。
2004030056.tif 000034
前記目的を達成するための第１６の発明は、荷電粒子線露光装置において、レチクルの像をウエハ上に露光転写する方法であって、前記第１の発明から第１５の発明のうちいずれかの荷電粒子線露光装置における非点感度の決定方法により決定した非点収差ボケの補正感度又は非点収差ボケの発生感度を使用して、サブフィールド毎に非点収差ボケを修正するように非点収差補正器を調整しながら露光転写を行うことを特徴とする荷電粒子線露光装置における露光方法である。
前記課題を解決するための第１７の発明は、前記第１６の手段であって、前記非点収差補正器が２組のコイル群（０°方向コイル及び４５°方向コイル）または２組の電極群（０°方向電極及び４５°方向電極）を有し、補正すべき非点収差ボケ量Δｈ０，Δｈ４５に対して、前記２組のコイル群の電流値又は前記２組の電極群の電圧値ΔＩ０、ΔＩ４５を以下の式により求めることを特徴とするものである。
2004030056.tif 000035
但し、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈは各々、
Ｅ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の補正感度
Ｆ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の補正感度
Ｇ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の補正感度
Ｈ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の補正感度
である。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の第１の実施の形態の原理を説明するための図である。
図２は、本発明の第２の実施の形態の原理を説明するための図である。
図３は、本発明の第４の実施の形態の原理を説明するための図である。
図４は、本発明の第５の実施の形態の原理を説明するための図である。
図５は、非点収差補正器のコイル配置の例を示す図である。
図６は、荷電粒子線露光装置の概要を示す図である。
図７は、ボケを検出する方法の例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。代表的な非点収差補正器は、図５に示すように、（ａ）に示すように９０°おきに配置された４個のコイル群を第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個のコイル群を第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、４１ａ〜４１ｄ、４２ａ〜４２ｄ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。通常４１ａ〜ｄは直列に接続され同じ電流で励磁されるが、たとえばある電流を流すと４１ａと４１ｃとは時計回りに磁場を発生し、４１ｂと４１ｄとは反時計回りに磁場を発生するように巻かれており、光軸上で４極子場を発生する。４２ａ〜４２ｄについても同様に設定される。本発明でコイルに流す電流は、これら直列に繋がったコイルに流す電流を示している。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。また、図には示さないが静電型非点収差補正器においては、０°電極、１８０°電極は同電位を与え、９０°電極、２７０度電極にはこれらと逆の電位を与える。４５°方向の非点収差補正器についても同様な設定になっている。本発明で非点収差補正器に与える電圧と記載した場合、０°方向電極、４５°方向電極に与える電圧を代表値としている。
非点収差補正器の基準方向を０°とする。本明細書及び請求の範囲においては、この方向に従い、前記第１組のコイル群を０°方向コイル、第２組のコイル群を４５°方向コイルと呼ぶことにする。この基準方向は２組のコイルを区別するための概念的なものである。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。もちろん、補正すべき非点収差ボケの方向が第１組のコイル群で補正可能な非点収差ボケの方向と一致するような場合は、第１組のコイル群のみで非点収差補正を行うことができるので、コイル群は一組でよいが、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群を無視して（コイル群に流す電流が０であるとして）読めばよい。
以下に示す発明の実施の形態においては、非点収差補正器は、このようなコイル群により構成されたものとして説明するが、非点収差補正器には、上述のようにコイルを利用し、そのローレンツ力により非点収差補正を行うものの他に、電極に電圧を印加し、その静電力により非点収差補正を行うものもある。このような、コイルを使用した非点収差補正器と電極を使用した非点収差補正器は、その働きは基本的に同じである。よって、当業者は、以下の実施の形態におけるコイルを電極と、コイルに流す電流を電極に印加する電圧と読み替える等により、容易に電極を使用した非点収差補正器における本発明の実施の形態を推考することができるであろう。請求の範囲に記載される非点収差補正器が、コイルを使用したもの、電極を使用したものの両方を含むことは言うまでもない。
まず、本発明の第１の実施の形態の原理を、図１を用いて説明する。図１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１においては、第１組のコイル群に流す電流Ｓ１を横軸、第２組のコイル群に流す電流Ｓ２を縦軸とする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。
しかし、図１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１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１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。
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、１５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。
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。そして、１５を中心とする円上で焦線が形成される。これらの焦線のうち、１１はｘ軸に０°傾いており、１２はｘ軸に９０°傾いており、１３はｘ軸に対して４５°、１４はｘ軸に対して１３５°傾いている。本実施の形態は、これらの焦線１１〜１４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の補正感度を決定しようとするものである。すなわち１１の座標を（Ｓ１１，Ｓ２１）、１２の座標を（Ｓ１２，Ｓ２２）、１３の座標を（Ｓ１３，Ｓ２３）、１４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、
2004030056.tif 000036
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だけを調整して、０°方向の非点収差ボケを最小にすることができる（図１の１２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１の１１の状態）。
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の補正感度は、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］のように表される）。
2004030056.tif 000037
同様、測定点と同じ焦点位置で非点収差ボケの無い状態から、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、
2004030056.tif 000038
だけ変化させれば、非点収差ボケ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だけを調整して、４５°方向の非点収差ボケを最小にすることができる（図１の１４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最小にすることができる（図１の１３の状態）。
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の補正感度は、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（電圧の場合は［Ｖ／ｍｍ］のように表される）。
2004030056.tif 000039
又、本明細書においては、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に焦線と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度方向ボケと、４５度方向ボケとの合成で表され、０度方向成分、４５度方向成分は、その非点収差ボケに対する０度方向ボケ（０度方向ボケが負になる場合は９０度方向ボケが発生していることを示す）、４５度方向ボケ（４５度方向ボケが負になる場合は１３５度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度方向成分、４５度方向成分共に０となる。そして、補正すべき非点収差ボケ（発生している非点ボケの符号を反転したもの）を非点収差ボケの補正感度行列にかけることによって非点補正器に与える電流又は電圧を計算し、その量だけ非点補正器の電流又は電圧を変化させることで非点収差ボケを補正する。
以上の説明は各方向での焦線を与える電流値Ｓ１、Ｓ２が見つかったものとして説明したが、実際には焦線を見つける必要はない。即ち、例えばｘ軸方向のボケが最小となる電流値Ｓ１、Ｓ２の組み合わせを見つければ、それが焦線１２に対応する。ｙ軸方向のボケが最小となる電流値Ｓ１、Ｓ２の組み合わせを見つければ、それが焦線１１に対応する。ｘ軸に対して４５°方向のボケが最小となる電流値Ｓ１、Ｓ２の組み合わせを見つければ、それが焦線１４に対応する。ｘ軸に対して１３５°方向のボケが最小となる電流値Ｓ１、Ｓ２の組み合わせを見つければ、それが焦線１３に対応する。
各方向のボケが最小となるＳ１、Ｓ２の組み合わせを見つける方法の例については、後に説明する。
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。この実施の形態は第１の実施の形態とは異なり、焦点位置を変化させることにより、非点収差ボケの補正感度を決定する方法である。この方法の原理を、図２を用いて説明する。図２においてもＳ１−Ｓ２軸、ｘ−ｙ軸の考え方は図１と同じである。また、像の形状はｘ−ｙ平面上の形状であり、破線で示される円はＳ１−Ｓ２平面上のものである。
図２において、ある焦点位置で前記第１の方法と同じようにして焦線を検出し、ｘ軸方向（０°方向）の焦線を１１Ａ、ｘ軸に対して９０°傾いた焦線を１２Ａ、ｘ軸に対して４５°傾いた焦線を１３Ａ、ｘ軸に対して１３５°傾いた焦線を１４Ａとする。次に、この位置から焦点位置をΔｈずらせて、同じように焦線の検出を行う。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。
焦点をずらした後の、ｘ軸方向の焦線を１１Ｂ、ｘ軸に対して９０°傾いた焦線を１２Ｂ、ｘ軸に対して４５°傾いた焦線を１３Ｂ、ｘ軸に対して１３５°傾いた焦線を１４Ｂとする。そして、各点の座標を１１Ａ（Ｓ１１Ａ，Ｓ２１Ａ）、１２Ａ（Ｓ１２Ａ，Ｓ２２Ａ）、１３Ａ（Ｓ１３Ａ，Ｓ２３Ａ）、１４Ａ（Ｓ１４Ａ，Ｓ２４Ａ）、１１Ｂ（Ｓ１１Ｂ，Ｓ２１Ｂ）、１２Ｂ（Ｓ１２Ｂ，Ｓ２２Ｂ）、１３Ｂ（Ｓ１３Ｂ，Ｓ２３Ｂ）、１４Ｂ（Ｓ１４Ｂ，Ｓ２４Ｂ）とする。
すると、図１を用いて説明した原理を差分的に使用することにより、以下のように、０°−９０°方向、及び４５°−１３５°方向の非点収差ボケの補正感度を決定することができる。
（１）０°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000040
（２）４５°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000041
（３）０°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000042
（４）４５°方向コイル又は電極により、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の補正感度
2004030056.tif 000043
ただし、ＳｉｊＡ、ＳｉｊＢ（ｉ＝１，２、ｊ＝１〜４）のｉは、それぞれ０°方向コイル（ｉ＝１）、４５°方向コイル（ｉ＝２）を示し、ｊは、それぞれ非点収差ボケが最小となる方向（ｊ＝１は９０°方向、ｊ＝２は０°方向、ｊ＝３は１３５°方向、ｊ＝４は４５°方向）を示す。
以下、本発明の第３の実施の形態を説明する。非点収差補正器の感度（非点収差ボケの補正感度）としては前述のものとは別に、ある非点収差補正器のコイルに流す電流を変化させた場合に、どの程度０−９０°方向の非点収差ボケ、４５−１３５°方向の非点収差ボケが変わるかを知りたい場合がある。このような意味で、単位量だけ非点収差補正器のコイルに流す電流を変化させた場合に発生する非点収差ボケ（光軸方向位置換算）を表す非点収差ボケの発生感度は、例えば［ｍｍ／ＡＴ］のようなディメンジョンで表されるものである。このような非点収差ボケの発生感度は、前記（１）〜（４）式から簡単に求めることができる。
すなわち、０°方向コイルに流す電流の変化量をΔＩ０、４５°方向コイルに流す電流の変化量をΔＩ４５とし、そのときの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、（１）〜（４）より、
2004030056.tif 000044
であるから、
2004030056.tif 000045
となる。これを、
2004030056.tif 000046
と表すと、Ａ１１が０°方向コイルに流す電流に対する０−９０°方向の非点収差ボケの発生感度、Ａ１２が４５°方向コイルに流す電流に対する０−９０°方向の非点収差ボケの発生感度、Ａ２１が０°方向コイルに流す電流に対する４５−１３５°方向の非点収差ボケの発生感度、Ａ２２が４５°方向コイルに流す電流に対する４５−１３５°方向の非点収差ボケの発生感度となる。Ａ１１、Ａ１２、Ａ２１、Ａ２２は、（２９）式における逆行列を計算することにより簡単に求まる。すなわち、
2004030056.tif 000047
となる。
同様にして、非点収差補正器を構成する２組のコイルの電流値又は２組の電極の電圧値をそれぞれ変化させ、測定パターンを基準とした０°方向、９０°方向、４５°方向、１３５°方向のボケが最小となる前記２組の電流値又は電圧値をそれぞれ求め、これを、光軸方向の任意の位置ＡとＡから光軸方向にΔｈだけ離れた位置Ｂにおいて行い、
これらの電流値の組み合わせをそれぞれ（Ｓ１１Ａ，Ｓ２１Ａ）、（Ｓ１２Ａ，Ｓ２２Ａ）、（Ｓ１３Ａ，Ｓ２３Ａ）、（Ｓ１４Ａ，Ｓ２４Ａ）、（Ｓ１１Ｂ，Ｓ２１Ｂ）、（Ｓ１２Ｂ，Ｓ２２Ｂ）、（Ｓ１３Ｂ，Ｓ２３Ｂ）、（Ｓ１４Ｂ，Ｓ２４Ｂ）とするとき、次の少なくとも一つの式により、少なくとも一つの方向の非点収差ボケの発生感度を決定する場合には、差分を取ることにより、
（１）０°方向コイルにより、０−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000048
（２）４５°方向コイルにより、０°−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000049
（３）０°方向コイルにより、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
（１５）式の最初にマイナス＆最後にカッコ閉じ｝が入る
2004030056.tif 000050
（４）４５°方向コイルにより、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
（１６）式の最初のマイナスは削除
2004030056.tif 000051
を得ることができる。
ただし、ＳｉｊＡ、ＳｉｊＢ（ｉ＝１，２、ｊ＝１〜４）のｉは、それぞれ０°方向コイル（ｉ＝１）、４５°方向コイル（ｉ＝２）を示し、ｊは、それぞれ非点収差ボケが最小になる方向（ｊ＝１は９０°方向、ｊ＝２は０°方向、ｊ＝３は１３５°方向、ｊ＝４は４５°方向）を示し、Δは、
2004030056.tif 000052
示される値である。
又、第２の実施の形態で示した（５）式〜（８）式より、上述の（２８）式に対応する式は、
2004030056.tif 000053
であるから、（３０）式に対応するＡ１１、Ａ１２、Ａ２１、Ａ２２を求めると、
2004030056.tif 000054
となる。ただし
2004030056.tif 000055
である。
図３は、本発明の第４の実施の形態を説明するための図であり、図１と同様の図である。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。なお、Ｏは非点収差ボケが発生しない状態における励磁条件を示すものである。
図３に示す例では、測定パターンの基準方向に対して４５°ずれた方向に長い焦線が形成されるＳ１とＳ２の組み合わせを点２２の位置（Ｓ１５，Ｓ２５）、測定パターンの基準方向に対して９０°ずれた方向に長い焦線が形成されるＳ１とＳ２の組み合わせを点２３の位置（Ｓ１６，Ｓ２６）としている。図では、これらの焦線を線で示している。すなわち、点２２と点２３は、測定パターンの基準方向に対して、それぞれ１３５°、０°ずれた方向での非点収差ボケが最小となる点である。つまり、点２２と点２３では、非点収差ボケが最小となる方向の角度差θが４５度である。
ところで、一般的に、焦点が正焦点位置からずれた場合、結像面に焦線を形成するようなＳ１とＳ２の組み合わせは、Ｓ１−Ｓ２平面で円の軌跡を描くことが知られている。そして、この円での中心角度がφだけ変わった点における焦線の方向は、＋φ／２または−φ／２だけ変化することが知られている。このことを利用して、円２１の中心点Ｏ、すなわち非点収差ボケが発生しない位置を求める。点Ｏの位置を（Ｓ１０，Ｓ２０）とする。
まず、点Ｏは、点２２と点２３の垂直２等分線２４上にあることは、点２２、点２３が円２１上の点であることから明らかである。この垂直２等分線の方程式は、
2004030056.tif 000056
を満足する。又、前述のように、焦線を形成する（Ｓ１、Ｓ２）の組み合わせが存在する円での中心角度がφだけ変わった点における焦線の方向はφ／２だけ変化することが知られている。逆に言えば、点２２と点２３では焦線の方向がθだけずれているので、円２１の中心Ｏと点２２（又は点２３）を結んだ線と、この垂直２等分線２４がなす角度はθである。
このことから、ベクトルの内積を用いて
2004030056.tif 000057
の関係が成り立つ。
よって、点Ｏの位置は（３２）式と（３３）式をＳ１、Ｓ２について連立させて解いた解（Ｓ１０、Ｓ２０）として求まる。
すなわち、
2004030056.tif 000058
なお、解（Ｓ１０、Ｓ２０）は２組求まるので、このうちのどちらを使用するかが問題となる。しかし、これは容易に決定することができる。一番簡単な方法は求まったそれぞれの（Ｓ１０、Ｓ２０）の条件で非点収差補正器を励磁し、非点収差ボケがゼロに近くなるものを採用する方法である。又、一般的には、設計上、各非点収差補正器の各電流で発生する非点収差ボケの傾向は分かっているので、それに合った方を採用するようにすればよい。例えば、Ｓ１を正側に励磁すると非点収差ボケの０−９０°方向は０°方向の方が強くなるように設計されているとする。０°方向の焦線はＯに対して点２３と対称な位置にある。図３のＯであればＳ１を正に励磁すると０°方向のボケは強くなるが、もう一つの解では逆になるので、容易に判別が可能である。
このようにして、円２１の中心Ｏが求まると、焦線を形成する点を結んだ円は、点Ｏを中心とし、点２２、２３を通る円として決定される。そして、この円の半径が、焦点位置がΔｈだけずれたことによって発生した非点収差ボケの大きさを示している。
この円が求まると、パターンの基準方向に対して０°−９０°方向の非点収差ボケ、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを、それぞれ非点収差補正器の０°方向コイル（Ｓ１）、４５°方向コイル（Ｓ２）によって補正するときの発生感度を求めることができる。
まず、この円上で、９０°方向の非点収差ボケが最小となる点を求め、そのときの非点収差補正器の０°方向コイル、４５°方向コイルの電流の組み合わせを（Ｓ１１’、Ｓ２１’）とする。又、この円上で、１３５°方向の非点収差ボケが最小となる点を求め、そのときの非点収差補正器の０°方向コイル、４５°方向コイルの電流の組み合わせを（Ｓ１３’、Ｓ２３’）とする。
一般的には、例えば、θ１方向のボケが最小になる非点収差補正器の励磁電流または電圧を（Ｓ１５’，Ｓ２５’）、θ２方向のボケが最小になる非点収差補正器の励磁電流または電圧を（Ｓ１６’，Ｓ２６’）として
一般的な焦線円上の点は、焦線半径Ｓを、
2004030056.tif 000059
として、（Ｓ１−Ｓ２）座標で、この焦線円上の点（Ｓ１，Ｓ２）が、円の中心（Ｓ１０、Ｓ２０）を中心とし、Ｓ１軸と平行な直線となす角をφとすると、
Ｓ１−Ｓ１０＝Ｓｃｏｓφ
Ｓ２−Ｓ２０＝Ｓｓｉｎφ
と表され、よって
ｔａｎφ＝（Ｓ２−Ｓ２０）／（Ｓ１−Ｓ１０）
となる。
θ１方向のボケが最小になるＳ１−Ｓ２座標系での回転角φ１は、
φ１＝ｔａｎ−１（（Ｓ２５’−Ｓ２０）／（Ｓ１５’−Ｓ１０））
したがって、
φ＝±２（θ−θ１）＋φ１
となる。
０度方向焦線になると思われるのはθ＝０のときで、
2004030056.tif 000060
Ｓ１３’＝Ｓｃｏｓφ０＋Ｓ１０
Ｓ２３’＝Ｓｓｉｎφ０＋Ｓ２０
同様に４５度方向焦線になると思われるのはθ＝π／４のときで
2004030056.tif 000061
Ｓ１３’＝Ｓｃｏｓφ４５＋Ｓ１０
Ｓ２３’＝Ｓｓｉｎφ４５＋Ｓ２０
と表すことができる。
このようにすると、図３に示した幾何学的な関係より、
（１））０°方向コイルにより、０−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000062
（２）４５°方向コイルにより、０°−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000063
（３）０°方向コイルにより、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000064
（４）４５°方向コイルにより、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度
2004030056.tif 000065
となる。
以上の実施の形態においては、異なる方向の非点収差ボケが最小となる点をＳ１−Ｓ２平面上で２点求め、これらがＳ１−Ｓ２平面上で焦線を形成する円上にあること、焦線を形成する（Ｓ１、Ｓ２）の組み合わせが存在する円での中心角度がφだけ変化すると、焦線の方向はφ／２だけ変化することを利用して、焦線を形成する円を求めていた。しかし、異なる方向の非点収差ボケが最小となる点をＳ１−Ｓ２平面上で３点求めれば、これらがいずれもＳ１−Ｓ２平面上で焦線を形成する円上にあることを利用して、連立方程式を解くことにより、円を求めることができる。円を求めた後は、前述の処理と同じ処理を行い、非点収差補正器の発生感度を求めることができる。
以上の議論は、所定の方向の非点収差ボケを最小とするＳ１−Ｓ２平面上の点に決定誤差がないことを前提としていた。しかし、これらの点を決定するときに誤差があるとそれが、非点収差補正器の発生感度の誤差となって現れる。
図４は、このような誤差がある場合に、この誤差の影響をできるだけ取り除く方法を使用した、本発明の第５の実施の形態を説明するための図である。この実施の形態においては、多数（図においては８つ）の方向の非点収差を最小とするようなＳ１−Ｓ２面上の点（２組のコイルの電流値の組み合わせ）を求め、それらの点を２５〜３２で表している。そして、それぞれの点における焦線の形状を線で示している。この例においても、説明の都合上、パターンの方向の０°をＳ１方向にとっている。
図３と同じように、円２１は、焦線が形成される点を結んだ円、点Ｏはその中心を示している。図から明らかなように、点２５〜３２は、円２１の上に載っていない。これは、点２５〜３２の決定に誤差があるからである。この実施の形態においては、これら８つの点を用いて、最小二乗法により、円２１を推定している。すなわち点２５〜３２の座標をそれぞれ（Ｓ１ｉ，Ｓ２ｉ）とすると（ｉ＝２５〜３２）、
2004030056.tif 000066
を最小にするような、Ｓ１０、Ｓ２０、ｒを求めてやればよい。
このようにして円２１が求まれば、図３に示した実施の形態と同じ方法により、非点収差補正器の発生感度を求めることができる。
以上の実施の形態を実施するためには、所定方向のボケが最小となる非点収差補正器の電流の組み合わせを見つけなければならない。これは、図７に示すような方法により行う。
図においてボケ検出用荷電粒子線像５１を走査偏向器で走査し、荷電粒子線ボケ検出用マーク５２上を通過させる。そして、不図示の信号検出器（たとえば反射電子検出器）により信号を得る。この信号は、荷電粒子線ボケ検出用マーク５２とボケ検出用荷電粒子線像５１の重なった部分の面積に比例したものとなるが、ボケ検出用荷電粒子線像５１にボケがあると、そのボケの分だけなまった図形となる。よって、この検出信号は通常５３に示すような形状となり、それを微分すると５４のような波形が得られる。通常、この微分信号における立ち上がり部分の１２％から８８％の部分の走査距離をボケ５５と定義する。
非点収差補正器の電流値Ｓ１、Ｓ２の組み合わせを変えながら、以上のようにしてｘ軸方向への走査を行ってそのボケを測定し、ボケが最小となる組み合わせを見つければ、それがｙ軸に平行な焦線に対応するものとなる。以上のようにして、荷電流粒子線の走査方向を変化させながらボケを測定することにより、所定方向のボケが最小となる非点収差補正器の電流値の組み合わせを見つけることができる。
以下、このようにして求まった非点収差ボケの発生感度を使用した荷電粒子線露光方法の例について説明する。この露光方法においては、サブフィールド毎のパターンの開口率を考慮して、クーロン効果の補正をサブフィールド毎に行う。すなわち、クーロン効果を補正するように、投影光学系の焦点位置をサブフィールド毎に変える。
まず、求められた非点収差ボケの発生感度より、非点収差ボケの補正感度を求める。すなわち、
Ａを、０°方向コイルによる、０−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度（すなわち、０°方向コイルに流す電流を単位当たり増加させた場合の、０°方向ボケの増加量）
Ｂを、４５°方向コイルによる、０°−９０°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度（すなわち、４５°方向コイルに流す電流を単位当たり増加させた場合の、０°方向ボケの増加量）
Ｃを、０°方向コイルによる、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度（すなわち、０°方向コイルに流す電流を単位当たり増加させた場合の、９０°方向ボケの増加量）
Ｄを、４５°方向コイルにより、４５°−１３５°方向の非点収差ボケを発生させる非点収差ボケの発生感度（すなわち、４５°方向コイルに流す電流を単位当たり増加させた場合の、４５°方向ボケの増加量）
とするとき、非点収差ボケの発生感度行列［Ｘ］を
2004030056.tif 000067
で定義し、その逆行列である非点収差ボケの補正感度行列［Ｙ］を求める。即ち
2004030056.tif 000068
となる。ここで、
Ｅ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の補正感度
Ｆ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の補正感度
Ｇ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の補正感度
Ｈ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の補正感度
である。
クーロン効果による影響の変化や偏向位置が変わった等の理由により、０−９０°方向の非点収差ボケが−Δｈ０だけ発生し、４５°−１３５°方向の非点収差ボケが−Δｈ４５だけ発生した場合、補正すべき非点ボケ量は（Δｈ０，Δｈ４５）になり、０°方向コイルに流す励磁電流、４５°方向コイルに流す励磁電流を、それぞれ、
2004030056.tif 000069
で計算されるΔＩ０、ΔＩ４５だけ変化させればよい。
このようにして、非点収差の小さい良好な結像パターンを得ることができる。
以上の説明においては、焦点位置を正焦点位置からΔｈだけ変化させた状態で、非点収差ボケの発生感度を求めたが、複数の焦点位置において焦線が形成される非点収差補正器の電流値Ｓ１、Ｓ２を求め、統計的手法により非点収差ボケの発生感度を求めるようにしてもよい。その一例を、以下に示す。
焦点位置ｈをｈｉ（ｉ＝１〜ｎ）として、ｎ段階変化させ、各焦点位置において焦線が形成される場合の非点収差補正器の電流値の組み合わせを前述のように表して（Ｓ１ｉ、Ｓ２ｉ）とし、そのときの非点収差ボケパターンの角度をｔｉとする。なお、ｔｉは通常は設計値を用いるが、測定値を用いてもよい。
そして、以下の（３５）式、（３６）式のような推定方程式を考える。
2004030056.tif 000070
ここで、（Ｓ１，Ｓ２）は前述のような励磁電流の組み合わせ、ｔは、非点収差ボケパターンの角度（焦線がｘ軸になす角度と直角方向の角度）であり、ｈと共に変数である。
これに対し、（Ｓ１０，Ｓ２０）は、前述のような焦線となる点が作る円の中心点、ｈ０は正焦点位置、ｒは（ｈ−ｈ０）が単位量変化するとき変化する上記円の半径で比例定数、ｔ０は、Ｓ１軸に対する、０°方向ボケだけが変化する方向のなす角の半分であって、これらは、いずれも未知数である。そして、これらの未知数を、
2004030056.tif 000071
であらわされる評価関数Ｐが最小となるようにすることによって求める。評価関数Ｐを最小とする未知数を求める手法は、周知の統計的手法を選択して使用すればよい。
このようにして、（Ｓ１０，Ｓ２０）、ｈ０、ｔ０、ｒが求まると、非点収差ボケの補正感度行列は、
2004030056.tif 000072
として求まり、その逆数である非点収差ボケの発生感度行列は、
2004030056.tif 000073
となる。
よって、（３４）式に対応する式は、
2004030056.tif 000074
となり、クーロン効果による影響の変化や偏向位置が変わった等の理由により、０−９０°方向の非点収差ボケがΔｈ０だけ発生し、４５°−１３５°方向の非点収差ボケがΔｈ４５だけ発生した場合、０°方向にコイルに流す励磁電流、４５°方向コイルに流す励磁電流を、それぞれ、（３７）式で計算されるΔＩ０、ΔＩ４５だけ変化させればよい。
逆に、０°方向にコイルに流す励磁電流、４５°方向コイルに流す励磁電流を、それぞれΔＩ０、ΔＩ４５だけ変化させたときの、０−９０°方向の非点収差ボケΔｈ０と、４５°−１３５°方向の非点収差ボケΔｈ４５は、
2004030056.tif 000075
で与えられることになる。
本発明の実施の形態を適用する荷電粒子線露光装置は、図６に示すものと同じである。本実施の形態においては、前述のような方法により、各方向の非点収差ボケの補正感度を求めておき、シミュレーションにより、空間電荷効果による非点収差ボケの変化量（正焦点位置の変化に換算したもの）を求め、この非点収差ボケの変化量に各方向の非点収差ボケの補正感度をかけた値だけ各コイルの電流値を変化させればよい。
以下、このようにして求まった非点収差ボケの補正感度を使用した荷電粒子線露光方法の例について説明する。この露光方法においては、サブフィールド毎のパターンの開口率を考慮して、クーロン効果の補正をサブフィールド毎に行う。すなわち、クーロン効果を補正するように、投影光学系の焦点位置をサブフィールド毎に変える。
また、同時に偏向位置の変化に伴って発生する非点収差の量を、焦点位置の変化に換算し、それに前述のような方法で求めた非点収差ボケの補正感度をかけた値だけ、非点収差補正器の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、合わせて変化させることにより、偏向に伴う非点収差その物も補正する。このようにして、非点収差の小さい良好な結像パターンを得ることができる。
【図１】
2004030056.tif 000109
【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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【国際調査報告】
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