JPH11219678A

JPH11219678A - 荷電粒子線装置の収差補正方法および荷電粒子線装置

Info

Publication number: JPH11219678A
Application number: JP10019780A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kojima; 真一小島
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】動的補正器の取り付け位置を調整し直すのは
困難である。【解決手段】３個の焦点補正コイル９および３個の非
点補正器１０から成る動的補正系を備え、偏向量の２乗
および３乗に比例する３次収差や偏向量の２〜５乗に比
例する５次収差を補正するように焦点補正コイル９およ
び非点補正器１０の各励磁電流を制御装置１６により調
整することにより、焦点補正コイル９や非点補正器１０
の取り付け位置を設定し直さなくとも、３次収差や５次
収差を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子線装置お
よびその収差補正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、半導体の高集積化が進むにつれて
より高解像度の露光装置が要求されているが、そのよう
な中にあって電子線に代表される荷電粒子線露光装置に
対して大きな関心を寄せられている。そのような露光装
置の一つに、レチクル（マスクとも言う）上に形成され
た回路パターンを電子線でウェハ上に露光転写する電子
線投影露光装置がある。電子線投影露光装置では一度に
一括して投影露光できる領域（サブフィールドと呼ばれ
る）は回路パターン全体に比べて非常に小さいため、レ
チクル上の回路パターンは複数のサブフィールドに分割
して形成される。露光の際には、レチクルとウェハを互
に逆方向に連続移動させながら電子線を連続移動方向に
対して直交する方向に偏向し、ウェハ上で各サブフィー
ルドの像を繋ぎ合わせるように露光することによって半
導体チップ一個分の全回路パターンをウェハ上に転写す
る。このように、磁場または電場を利用した偏向器によ
り電子線を偏向して光軸外のパターンを露光転写するこ
とにより、露光装置の時間当りのウェハ処理能力を高め
るようにしている。このようにサブフィールドと呼ばれ
る複数の小領域を繋ぎ合わせて１つのチップを露光する
分割露光方式の電子線投影露光装置としては、例えば特
開平８−６４５２２号公報に開示されている。

【０００３】ところで、電子光学系の収差理論により、
電子線を偏向すると集束レンズによる収差に加えて新た
に偏向収差が生じ、偏向しないときに比べて像のぼけと
歪みが増大することが知られている。例えば、電子線を
偏向した場合には電子線が光軸から離れた別の軌道を通
るため、集束レンズの結像力が光軸とは異なり、一般的
には、偏向距離が大きくなると結像力が強くなる。その
ため、偏向した電子線は偏向していないときに比べてウ
ェハ面よりもレチクル側で焦点を結ぶ偏向像面湾曲収差
が生じ、ウェハ面で像がぼけることになる。

【０００４】また、電子線を偏向することにより電子線
がレンズ中心外を通るため、レンズから受ける磁場また
は電場は電子線の軸に対しては回転対称でなくなり、結
像力が電子線内の方位角によって異なるようになる。そ
のため、焦点位置が電子線内の方位角によって異なる、
いわゆる偏向非点収差が発生する。

【０００５】従来、これらの偏向像面湾曲収差および偏
向非点収差を取除くために、焦点補正コイルや８極子か
ら成る非点補正器を用いて偏向収差の動的補正が行われ
ている。例えば、Ｘ．Ｚｈｕ等（X.Zhu,H.Liu and E.Mu
nro,SPIE,Proceedings,Voi.2522(1995)66-77)により、
３次の偏向歪みおよびハイブリッド歪み収差に対する収
差補正器としてこれらの焦点補正コイルおよび非点補正
器を用いることが提唱されている。ここで、ハイブリッ
ド歪み収差とは、一度の露光で転写される領域（サブフ
ィールド像）自身が変形することに対応しており、ハイ
ブリッド歪み収差は取除くことが困難な収差として知ら
れている。Ｘ．Ｚｈｕ等は、２個の焦点補正コイルおよ
び２個の非点補正器を導入し、露光装置内におけるそれ
らの設置位置を最適化することにより偏向歪み収差の消
去およびハイブリッド歪み収差の低減を図っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、実際の電子
光学系では、レンズ，偏向器，動的補正器等の部品の加
工誤差や組立誤差などにより実際に得られる収差が計算
上の収差からずれることがある。このような場合、上述
したＸ．Ｚｈｕ等の提案する装置では、導入された２個
の焦点補正コイルと２個の非点補正器の設置位置を計算
によって再度最適化し、実際の取り付け位置を調整し直
す必要があった。しかしながら、実際に取り付け位置を
調整し直すのは大変困難であって、事実上はほとんど不
可能である。

【０００７】本発明の目的は、荷電粒子線装置の収差を
焦点補正コイルや非点補正器からなる動的補正系によっ
て低減し、かつ、当該補正器の設置位置の再調整を不要
とすることができる収差補正方法および荷電粒子線装置
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図１に対応付けて説明する。（１）請求項１の発明は、荷電粒子線の偏向量の２乗お
よび３乗に比例する３次収差と偏向量の２〜５乗に比例
する５次収差とを、焦点補正コイル９および非点補正器
１０で構成される動的補正系により補正する荷電粒子線
装置であって、補正すべき収差に関する焦点補正コイル
および非点補正器の各々の個数を、各種の収差とそれら
を補正するために必要な焦点補正コイルおよび非点補正
器の数との関係を示す表２に基づいて決定し、動的補正
系を構成する焦点補正コイル９および非点補正器１０の
各々の個数を表２に基づいて決定された個数以上とする
ことによって上述の目的を達成する。例えば、補正すべ
き収差がＭx,1(5)α³<γ>²の場合には、表２より非点補
正器の個数を１と決定する。

【表２】（２）請求項２の発明は、荷電粒子線の偏向量の２乗お
よび３乗に比例する３次収差と偏向量の２〜５乗に比例
する５次収差とを、焦点補正コイル９および非点補正器
１０で構成される動的補正系により補正する荷電粒子線
装置の収差補正方法であって、３次および５次収差の内
の補正すべき収差の各々に関して、（ａ）その補正すべ
き収差に関する収差項、（ｂ）焦点補正コイル９の励磁
電流に基づいて算出される焦点補正コイル９による収差
補正項および（ｃ）非点補正器１０の励磁電流に基づい
て算出される非点補正器１０による収差補正項の線形式
を形成し、前記線形式から成る連立方程式が成立するよ
うに焦点補正コイル９および非点補正器１０の個数をそ
れぞれ決定するとともに、焦点補正コイル９および非点
補正器１０の励磁電流をそれぞれ連立方程式から算出さ
れる電流に調整することによって上述の目的を達成す
る。（３）請求項３の発明は、荷電粒子線の偏向量の２乗お
よび３乗に比例する３次収差と偏向量の２〜５乗に比例
する５次収差とを、焦点補正コイル９および非点補正器
１０で構成される動的補正系により補正する荷電粒子線
装置の収差補正方法であって、３次収差に関する式（１
４４）〜（１５２）

【数１８】および前記５次収差に関する式（１５３）〜（２１４）

【数１９】

【数２０】

【数２１】

【数２２】

【数２３】

【数２４】

【数２５】から補正すべき収差に関する式を選んで連立方程式を形
成し、その連立方程式を成立させるＮcを焦点補正コイ
ル９の個数に、Ｎsを非点補正器１０の個数に決定し、
Ｎc個の焦点補正コイル９の各励磁電流を前記連立方程
式から算出されるＩc⁽²⁾,j、Ｉc⁽⁴⁾,jに調整するととも
に、Ｎs個の非点補正器の各励磁電流を前記連立方程式
から算出されるＩs⁽²⁾,j、Ｉs⁽⁴⁾,jに調整することによ
って上述の目的を達成する。ただし、式（１４４）〜
（２１４）において、（ａ）α、β、γは順に荷電粒子
線の開き半角、転写像内の位置および偏向量であり、
（ｂ）Ｍfc(3)、Ｍas(3)、Ｍdis(3)、Ｈdis,1(3)、Ｈdi
s,2(3)は３次収差の収差係数であり、（ｃ）Ｍx,1(5)〜
Ｍx,3(5)、Ｍcoma,1(5)〜Ｍcoma,3(5)、Ｈcoma,1(5)〜
Ｈcoma,5(5)、Ｍfc(5)、Ｈfc,1(5)〜Ｈfc,5(5)、Ｍas
(5)、Ｈas,1(5)〜Ｈas,4(5)、Ｍdis(5)、Ｈdis,1(5)〜
Ｈdis,8(5)は５次収差の収差係数であり、（ｄ）ΔＭf
c,c,j(3)、ΔＭdis,c,j(3)、ΔＨdis,c,j(3)は焦点補正
コイル９の３次収差に関する収差補正係数であり、
（ｅ）ΔＭas,s,j(3)、ΔＭdis,s,j(3)、ΔＨdis,s,j
(3)は非点補正器１０の３次収差に関する収差補正係数
であり、（ｆ）ΔＭx,2c,j(5)、ΔＭcoma,1c,j(5)、Δ
Ｍcoma,2c,j(5)、ΔＨcoma,1c,j(5)、ΔＨcoma,4c,j
(5)、ΔＭfc,c,j(5)、ΔＨfc,1c,j(5)、ΔＨfc,2c,j
(5)、ΔＨfc,4c,j(5)、ΔＭas,c,j(5)、ΔＨas,2c,j
(5)、ΔＨas,4c,j(5)、ΔＭdis,c,j(5)、ΔＨdis,1c,j
(5)、ΔＨdis,2c,j(5)、ΔＨdis,4c,j(5)、ΔＨdis,5c,
j(5)、ΔＨdis,7c,j(5)は焦点補正コイル９の５次収差
に関する収差補正係数であり、（ｇ）ΔＭx,1s,j(5)、
ΔＭx,3s,j(5)、ΔＭcoma,1s,j(5)〜ΔＭcoma,3s,j
(5)、ΔＨcoma,2s,j(5)、ΔＨcoma,3s,j(5)、ΔＨcoma,
5s,j(5)、ΔＭfc,s1,j(5)、ΔＭfc,s2,j(5)、ΔＨfc,1
s,j(5)、ΔＨfc,2s,j(5)、ΔＨfc,3s,j(5)、ΔＨfc,5s,
j(5)、ΔＭas,s,j(5)、ΔＨas,1s,j(5)〜ΔＨas,3s,j
(5)、ΔＭdis,s1,j(5)、ΔＭdis,s2,j(5)、ΔＨdis,1s,
j(5)、ΔＨdis,2s1,j(5)、ΔＨdis,2s2,j(5)、ΔＨdis,
3s,j(5)〜ΔＨdis,6s,j(5)、ΔＨdis,8s,j(5)は非点補
正器１０の５次収差に関する収差補正係数であり、< >
は複素共役を表す。（４）請求項４の発明では、Ｎc個の焦点補正コイル９
およびＮs個の非点補正器１０から成り、荷電粒子線の
偏向量の２乗および３乗に比例する３次収差を補正する
動的補正系と、その動的補正系を制御する制御装置１６
とを備える荷電粒子線装置であって、Ｎc、Ｎsを、３次
収差に関する次式（２１５）〜（２２３）からなる連立
方程式が成立する値とし、前記制御装置は前記各焦点補
正コイルの励磁電流を前記連立方程式から算出されるＩ
c⁽²⁾,jに調整するとともに、前記各非点補正器の励磁電
流を前記連立方程式から算出されるＩs⁽²⁾,jに調整する
ことにより上述の目的を達成する。

【数２６】ただし、式（２１５）〜（２２３）において、（ａ）
α、β、γは順に荷電粒子線の開き半角、転写像内の位
置および偏向量であり、（ｂ）Ｍfc(3)，Ｍas(3)，Ｍdi
s(3)，Ｈdis,1(3)，Ｈdis,2(3)は３次収差の収差係数で
あり、（ｃ）ΔＭfc,c,j(3)，ΔＭdis,c,j(3)，ΔＨdi
s,c,j(3)は焦点補正コイル９の３次収差に関する収差補
正係数であり、（ｄ）ΔＭas,s,j(3)，ΔＭdis,s,j
(3)，ΔＨdis,s,j(3)は非点補正器１０の３次収差に関
する収差補正係数であり、< >は複素共役を表す。（５）請求項５の発明では、Ｎc個の焦点補正コイル９
およびＮs個の非点補正器１０から成り、荷電粒子線の
偏向量の２〜５乗に比例する５次収差を補正する動的補
正系と、動的補正系を制御する制御装置１６とを備える
荷電粒子線装置であって、Ｎc、Ｎsを、５次収差に関す
る次式（２２４）〜（２８５）からなる連立方程式が成
立する値とし、前記制御装置は前記各焦点補正コイルの
励磁電流を前記連立方程式から算出されるＩc⁽²⁾,j、Ｉ
c⁽⁴⁾,jに調整するとともに、前記各非点補正器の励磁電
流を前記連立方程式から算出されるＩs⁽²⁾,j、Ｉs⁽⁴⁾,j
に調整することにより上述の目的を達成する。

【数２７】

【数２８】

【数２９】

【数３０】

【数３１】

【数３２】

【数３３】ただし、式（２２４）〜（２８５）において、（ａ）
α、β、γは順に荷電粒子線の開き半角，転写像内の位
置および偏向量であり、（b）Ｍx,1(5)〜Ｍx,3(5)、Ｍc
oma,1(5)〜Ｍcoma,3(5)、Ｈcoma,1(5)〜Ｈcoma,5(5)、
Ｍfc(5)、Ｈfc,1(5)〜Ｈfc,5(5)、Ｍas(5)、Ｈas,1(5)
〜Ｈas,4(5)、Ｍdis(5)、Ｈdis,1(5)〜Ｈdis,8(5)は５
次収差の収差係数であり、（ｃ）ΔＭfc,c,j(3)，ΔＭd
is,c,j(3)，ΔＨdis,c,j(3)，は焦点補正コイル９の３
次収差に関する収差補正係数であり、（ｄ）ΔＭas,s,j
(3)，ΔＭdis,s,j(3)，ΔＨdis,s,j(3)は非点補正器１
０の３次収差に関する収差補正係数であり、（ｅ）ΔＭ
x,2c,j(5)、ΔＭcoma,1c,j(5)、ΔＭcoma,2c,j(5)、Δ
Ｈcoma,1c,j(5)、ΔＨcoma,4c,j(5)、ΔＭfc,c,j(5)、
ΔＨfc,1c,j(5)、ΔＨfc,2c,j(5)、ΔＨfc,4c,j(5)、Δ
Ｍas,c,j(5)、ΔＨas,2c,j(5)、ΔＨas,4c,j(5)、ΔＭd
is,c,j(5)、ΔＨdis,1c,j(5)、ΔＨdis,2c,j(5)、ΔＨd
is,4c,j(5)、ΔＨdis,5c,j(5)、ΔＨdis,7c,j(5)は焦点
補正コイル９の５次収差に関する収差補正係数であり、
（ｆ）ΔＭx,1s,j(5)、ΔＭx,3s,j(5)、ΔＭcoma,1s,j
(5)〜ΔＭcoma,3s,j(5)、ΔＨcoma,2s,j(5)、ΔＨcoma,
3s,j(5)、ΔＨcoma,5s,j(5)、ΔＭfc,s1,j(5)、ΔＭfc,
s2,j(5)、ΔＨfc,1s,j(5)、ΔＨfc,2s,j(5)、ΔＨfc,3
s,j(5)、ΔＨfc,5s,j(5)、ΔＭas,s,j(5)、ΔＨas,1s,j
(5)〜ΔＨas,3s,j(5)、ΔＭdis,s1,j(5)、ΔＭdis,s2,j
(5)、ΔＨdis,1s,j(5)、ΔＨdis,2s1,j(5)、ΔＨdis,2s
2,j(5)、ΔＨdis,3s,j(5)〜ΔＨdis,6s,j(5)、ΔＨdis,
8s,j(5)は非点補正器１０の５次収差に関する収差補正
係数であり、< >は複素共役を表す。（６）請求項６の発明は、荷電粒子線の偏向量の２乗以
上に比例する収差を、焦点補正コイル９および非点補正
器１０で構成される動的補正系により補正する荷電粒子
線装置であって、動的補正系を、補正すべき収差の種類
に応じて決められた数の焦点補正コイル９および非点補
正器１０で構成したことにより上述の目的を達成する。（７）請求項７の発明は、レチクル２の像をウエハ４上
に転写する荷電粒子線露光装置において、レチクル２の
像を偏向する際に発生する収差を補正光学系で補正する
収差補正方法であって、荷電粒子線の開き半角α、転写
像内の位置β、偏向位置γの依存性が次式に示す４種の
形で表される収差の中で、

【数３４】打ち消すべき収差に対応した前記補正光学系の励磁電流
を偏向位置γに対応して変化させることによって、各偏
向位置γにおける前記収差が十分に補正精度範囲内とな
るように補正することにより上述の目的を達成する。f
(γ,<γ>)，fi(γ,<γ>)，fi,j(γ,<γ>)，fi,j,k(γ,<
γ>)はγ，<γ>の関数であり、Ｘ1＝α，Ｘ2＝<α>，Ｘ
3＝β，Ｘ4＝<β>であり、ｉ，ｊ，ｋはｉ≧ｊ≧ｋを満
たす１から４までの整数であって（ｉ，ｊ，ｋ）＝
（２，２，２），（４，２，２），（４，４，２），
（４，４，４）の場合は除く。< >は複素共役を表す。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明による収差補正方法では、
複数の焦点補正コイルと複数の非点補正器からなる多段
動的補正系を設けることにより、それらの設置位置を変
更することなく、励磁電流を調整することにより３次お
よび５次の収差の動的補正を行うことができる。３次収
差は偏向量に無関係な収差および偏向量の１〜３乗に比
例する収差から成り、５次収差は偏向量に無関係な収差
および偏向量の１〜５乗に比例する収差から成るが、本
実施の形態では偏向量の２乗以上に比例する収差を低減
させる。

【００１０】図１は本発明による収差補正方法の実施の
形態を説明する図であり、電子線投影露光装置の電子光
学系の概略構成を示す模式図である。不図示の照明光学
系によりマスク２のサブフィールドの１つに電子線ＥＢ
が照射され、マスク２を通過した電子線ＥＢは投影レン
ズ５，６により感応基板であるウェハ４上に所定の縮小
率で結像される。このとき、マスク２を通過した電子線
ＥＢの内、散乱アパーチャー３の開口を通過したものの
みが結像される。９および１０はそれぞれ動的補正系を
構成する焦点補正コイルおよび非点補正器である。これ
らの焦点補正コイル９，非点補正器１０は、記憶装置１
５に記憶された補正データに基づいて制御装置１６によ
り制御される。８は電子線ＥＢを偏向する偏向器であ
る。なお、５ａ，６ａは投影レンズ５，６の投影レンズ
磁極であり、５ｂ，６ｂはそれぞれのレンズ用コイルで
ある。

【００１１】図１では動的補正系は３つの焦点補正コイ
ルと３つの非点補正器で構成されているが、以下に説明
するように、その個数は補正すべき収差の数に応じて各
個数が決定される。以下では焦点補正コイルの数をＮ
c、それらの励磁電流をＩcj（ｊ＝１，２，…，Ｎc）と
し、非点補正器の数をＮs、それらの励磁電流をＩsj
（ｊ＝１，２，…，Ｎs）とする。図２に示すように、
非点補正器は独立に制御できる２組の４極子から成り、
各コイル２０には励磁電流Ｉa，Ｉbに関してそれぞれ図
２に示すような電流（Ｉa−Ｉbなど）が与えられ、一般
的には複素表示Ｉsj（＝Ｉa,j＋ｉ・Ｉb,j）を用いて表
す。

【００１２】ところで、動的補正により収差を補正する
場合には、偏向量γ、<γ>の２乗量に比例する励磁電流
で補正する。そのため、上述した励磁電流Ｉcj、Ｉsjを
Ｉc⁽²⁾,j、Ｉs⁽²⁾,jと表せば、この励磁電流Ｉc⁽²⁾,j、
Ｉs⁽²⁾,jは以下のように偏向量γ、<γ>の２乗量で表さ
れる。ただし、< >は複素共役を表す。

【数３５】Ｉc⁽²⁾,j＝Ｃ2,jγ<γ> Ｉs⁽²⁾,j＝Ｓ2,jγ² …（２８７）ここで、Ｃ2,j、Ｓ2,jは比例係数であり、Ｃ2,jは実
数、Ｓ2,jは複素数である。

【００１３】最初に、３次収差の動的補正について説明
する。なお、上述したように、本実施の形態では偏向量
の２乗以上に比例する収差について補正を行うこととし
たが、３次収差の場合には、偏向量の２乗以上に比例す
る収差は偏向像面湾曲収差，偏向非点収差，偏向
歪み収差およびハイブリッド歪み収差である。本発明
による補正方法では、上述した〜の各収差に対応し
て次式（２８８）〜（２９２）を満足するように励磁電
流Ｉc⁽²⁾,jおよびＩs⁽²⁾,jを設定する。

【数３６】ただし、αは電子線の開き半角、βは転写像内（ウエハ
上のサブフィールド像内）の位置、γはウエハ上におけ
るサブフィールド像（つまり電子線）の偏向量を表して
おり、< >は複素共役を表す。尚、α、β、γは各々複
素数で表すことができ、下記の様になる。

【数３７】但し、ｘ、ｙは転写像（サブフィールド像）内の位置を
表し、ｘ’、ｙ’はｘ，ｙを光軸方向位置ｚで各々微分
したものを表し、Ｘ、Ｙはウエハ４内のサブフィールド
像の中心位置を表す。

【００１４】上式において、式（２８８）は偏向像面湾
曲収差に、式（２８９）は偏向非点収差に、式（２９
０）は偏向歪み収差に関する式であり、式（２９１）お
よび式（２９２）はハイブリッド歪み収差に関する式で
ある。また、Ｍfc(3)、Ｍas(3)，Ｍdis(3)、Ｈdis,1
(3)、Ｈdis,2(3)はそれぞれ３次収差係数、ΔＭfc,c,j
(3)，ΔＭas,s,j(3)，ΔＭdis,c,j(3)，ΔＨdis,c,j
(3)，ΔＨdis,s,j(3)はそれぞれ３次収差補正係数であ
り、各式の左辺第１項は集束用レンズ５，６と偏向器８
とにより生じる収差を表し、左辺第２項（ただし、式
（２９０）に関しては第２および第３項）は動的補正系
が生成する収差補正項である。各収差補正係数は焦点補
正コイル９や非点補正器１０の各々について予め求めら
れている。例えば、像面湾曲収差に関係する収差補正係
数ΔＭfc,c,j(3)について説明すると、ｊ番目の焦点補
正コイルに電流Ｉc⁽²⁾,jを流したときに、像面湾曲収差
についてΔＭfc,c,j(3)・Ｉc⁽²⁾,jだけ収差が補正される
ことが予め測定されており、その測定結果より収差係数
ΔＭfc,c,j(3)が算出される。そして、動的補正系を構
成する各焦点補正コイル９および非点補正器１０の励磁
電流Ｉc⁽²⁾j，Ｉs⁽²⁾jは、集束用レンズ５，６と偏向器
８とにより生じる各収差と動的補正系９，１０によって
生成される収差補正項とが互いに打ち消し合うよう設定
される。

【００１５】ところで、上述した式（２８８）〜（２９
２）において、係数Ｍfc(3)およびΔＭfc(3)は実数であ
るがその他の係数は複素数で表されるため、式（２８
９）〜（２９２）は各々２つの式からなる。その結果、
５つの式（２８８）〜（２９２）は、実際には以下に示
す９つの式（２９４）〜（３０２）から成る。

【数３８】

【００１６】以上のことから、動的補正系を設計する際
には、励磁電流Ｉc⁽²⁾,j，Ｉs⁽²⁾,jおよび<Ｉs⁽²⁾,j>に
関する上記９つの式（２９４）〜（３０２）で表される
連立線形方程式が成立するに充分な数の焦点補正コイル
９と非点補正器１０を導入し、各焦点補正コイル９およ
び非点補正器１０の励磁電流をこの連立線形方程式から
得られる励磁電流Ｉc⁽²⁾,j，Ｉs⁽²⁾,jとなるように調整
することにより、所望の３次収差を打消す動的補正系を
得ることができる。

【００１７】上述のような動的補正系を構成する場合に
必要となる動的補正器（焦点補正コイル９及び非点補正
器１０）の数であるが、焦点補正コイルの励磁電流は実
数で表され、非点補正器の励磁電流は複素数で表される
ことと、３次の収差のうち偏向像面湾曲以外は複素数で
表されることを考慮すると、３次の各々の収差を補正す
るために必要な補正器（焦点補正コイル９および非点補
正器１０）の数は表３のようになる。

【表３】尚、上記の補正器の数は補正すべき各収差に最低限必要
な数である。例えば、式（２９０）で表される偏向歪み
収差の補正は焦点補正コイル９のみで補正を行う場合に
は少なくとも焦点補正コイル９が２個必要であり、非点
補正器１０のみで補正を行う場合には少なくとも非点補
正器１０が１個必要である。更に、補正器の数は増える
が、焦点補正コイル９と非点補正器１０の両方を用いて
この補正を行うことも可能である。

【００１８】ところで、光軸外への偏向領域を大きくす
るほど露光装置の処理能力を高めることができるが、電
子線の偏向領域が大きくなると、３次の偏向収差に加え
て５次の偏向収差がサブフィールド像のぼけと歪みに対
して無視できない影響を与えるようになる。特に、５次
収差の内のハイブリッド歪み収差はサブフィールド像の
形状を歪めてしまう収差であり、サブフィールド像が歪
むと隣接するサブフィールド像の間の繋ぎ精度が悪くな
る。このことは、サブフィールド像を繋いで回路パター
ン全体を露光転写する方式では致命的な影響を与え、例
えば、サブフィールド像の歪みによって隣接するサブフ
ィールド間にまたがる回路パターンが切れてしまった
り、逆に、パターン像が重なってしまってその部分のパ
ターン線幅が理想値からずれてしまったりするおそれが
ある。また、パターンの重ね合わせ精度も低下するおそ
れがある。そこで、以下では５次の収差を低減するため
の動的補正系について説明する。

【００１９】５次の収差に関しても、偏向量γの２乗以
上に比例する収差を動的補正により打消すには、次式
（３０３）〜（３３３）を満足するように励磁電流Ｉc
⁽²⁾,j，Ｉc⁽⁴⁾,j，Ｉs⁽²⁾,j，Ｉs⁽⁴⁾,jを設定すればよ
いことがわかった。

【数３９】

【数４０】

【数４１】

【数４２】

【００２０】上述した式（３０３）〜（３３３）におい
て、式（３０３）〜（３０５）は５次固有の収差に、式
（３０６）〜（３０８）は偏向コマ収差に、式（３０
９）〜（３１３）はハイブリッド偏向コマ収差に、式
（３１４）は偏向像面湾曲収差に、式（３１５）〜（３
１９）はハイブリッド偏向像面湾曲収差に、式（３２
０）は偏向非点収差に、式（３２１）〜（３２３）はハ
イブリッド偏向非点収差に、式（３２５）は偏向歪み収
差に、式（３２６）〜（３３３）はハイブリッド偏向歪
み収差に関する式である。そして、各式の左辺第１項は
集束用レンズ５，６と偏向器８とにより生じる収差を表
し、それ以外の項は動的補正系９，１０によって生成さ
れる収差補正項である。なお、３次偏向像面湾曲収差を
除く他の３次収差補正の場合と同様に、式（３０３）〜
（３３３）の式の各収差係数は複素数で表されるため、
それぞれ複素共役の式と合わせて２つの式からなり、次
式（３３４）〜（３９５）で表される。

【数４３】

【数４４】

【数４５】

【数４６】

【数４７】

【数４８】

【数４９】また、Ｍx,1(5)〜Ｍx,3(5)、Ｍcoma,1(5)〜Ｍcoma,3
(5)、Ｈcoma,1(5)〜Ｈcoma,5(5)、Ｍfc(5)、Ｈfc,1(5)
〜Ｈfc,5(5)、Ｍas(5)、Ｈas,1(5)〜Ｈas,4(5)、Ｍdis
(5)、Ｈdis,1(5)〜Ｈdis,8(5)は５次収差係数を表し、
ΔＭx,2c,j(5)、ΔＭx,1s,j(5)、ΔＭx,3s,j(5)、ΔＭc
oma,1c,j(5)、ΔＭcoma,2c,j(5)、ΔＭcoma,1s,j(5)〜
ΔＭcoma,3s,j(5)、ΔＨcoma,1c,j(5)、ΔＨcoma,4c,j
(5)、ΔＨcoma,2s,j(5)、ΔＨcoma,3s,j(5)、ΔＨcoma,
5s,j(5)、ΔＭfc,c,j(5)、ΔＭfc,s1,j(5)、ΔＭfc,s2,
j(5)、ΔＨfc,1c,j(5)、ΔＨfc,2c,j(5)、ΔＨfc,4c,j
(5)、ΔＨfc,1s,j(5)〜ΔＨfc,3s,j(5)、ΔＨfc,5s,j
(5)、ΔＭas,c,j(5)、ΔＭas,s,j(5)、ΔＨas,2c,j
(5)、ΔＨas,4c,j(5)、ΔＨas,1s,j(5)〜ΔＨas,3s,j
(5)、ΔＭdis,c,j(5)、ΔＭdis,s1,j(5)、ΔＭdis,s2,j
(5)、ΔＨdis,1c,j(5)、ΔＨdis,2c,j(5)、ΔＨdis,4c,
j(5)、ΔＨdis,5c,j(5)、ΔＨdis,7c,j(5)ΔＨdis,1s,j
(5)、ΔＨdis,2s1,j(5)、ΔＨdis,2s2,j(5)、ΔＨdis,3
s,j(5)〜ΔＨdis,6s,j(5)、ΔＨdis,8s,j(5)は５次収差
補正係数を表している。なお、ΔＭfc,c,j(3)，ΔＭas,
s,j(3)，ΔＭdis,c,j(3)，ΔＭdis,s,j(3)，ΔＨdis,c,
j(3)，ΔＨdis,s,j(3)は前述した３次収差補正係数であ
り、< >は複素共役を表す。

【００２１】動的補正により５次収差を補正する場合に
は、３次収差の補正の場合と同様に偏向量γ，<γ>の２
乗量に比例する電流を各補正器に流すことにより補正を
行う。但し、上記式（３３２）〜（３９３）中のΔＭf
c,c,j(3)，ΔＭas,s,j(3)，＜ΔＭas,s,j(3)＞，ΔＭdi
s,c,j(3)，＜ΔＭdis,c,j(3)＞，ΔＭdis,s,j(3)，＜Δ
Ｍdis,s,j(3)＞，ΔＨdis,c,j(3)，＜ΔＨdis,c,j(3)
＞，ΔＨdis,s,j(3)，＜ΔＨdis,s,j(3)＞の３次収差補
正係数にかかる励磁電流は偏向量γ，<γ>の４乗量に比
例しており、以下の式で表すことができる。

【数５０】Ｉc⁽⁴⁾,j＝Ｃ4,jγ²<γ>² （j=1,・・・Nc）Ｉs⁽⁴⁾,j＝Ｓ4,jγ³<γ> （j=1,・・・Ns）…（３９６）ここで、Ｃ4,j，Ｓ4,jは比例係数であり、Ｃ4,jは実
数、Ｓ4,jは複素数である。

【００２２】ところで、Ｍfc(5)、Ｍas(5)、Ｍdis(5)、
Ｈdis,1(5)、Ｈdis,2(5)に対応する５次収差の補正に用
いられる３次収差補正係数ΔＭfc,c,j(3)，ΔＭas,s,j
(3)，ΔＭdis,c,j(3)，ΔＭdis,s,j(3)，ΔＨdis,s,j
(3)、ΔＨdis,c,j(3)は３次収差の補正に用いられる係
数と同じであるため、この補正係数を用いて３次収差及
び５次収差の補正を行う場合には共通の補正器を用いる
ことができるのでこれら５次収差のための補正器を追加
する必要は無い。

【００２３】例えば、３次の偏向歪み収差と５次の偏向
歪み収差を補正する場合を考える。上述したとおり、３
次の偏向歪みを補正する場合には焦点補正コイル２個ま
たは非点補正器１個が少なくとも必要となる。焦点補正
コイルの場合を考えると２つの焦点補正コイルの各々の
励磁電流Ｉc⁽²⁾,1、Ｉc⁽²⁾,2はそれぞれ

【数５１】Ｉc⁽²⁾,1＝Ｃ2,1γ<γ> Ｉc⁽²⁾,2＝Ｃ2,2γ<γ> …（３９７）となる。また、５次の偏向歪みを補正する場合も、焦点
補正コイルが２個あれば補正することができ、式（３２
５）の第２項によって補正することもできるが、ここで
は、第５項を使って補正する。この場合、５次の偏向歪
みを補正する場合の各焦点補正コイルの励磁電流Ｉ
c⁽⁴⁾,1、Ｉc⁽⁴⁾,2はそれぞれ

【数５２】Ｉc⁽⁴⁾,1＝Ｃ4,1γ²<γ>² Ｉc⁽⁴⁾,2＝Ｃ4,2γ²<γ>² …（３９８）となる。

【００２４】従って、３次の偏向歪み収差と５次の偏向
歪み収差を２つの焦点補正コイルを用いて補正する場合
には、３次収差及び５次収差を補正するための励磁電流
の線形和で表され、以下の様な式で表される。

【数５３】Ｉc,1＝Ｉc⁽²⁾,1＋Ｉc⁽⁴⁾,1＝Ｃ2,1γ<γ>＋Ｃ4,1γ²<γ>² Ｉc,2＝Ｉc⁽²⁾,2＋Ｉc⁽⁴⁾,2＝Ｃ2,2γ<γ>＋Ｃ4,2γ²<γ>² …（３９９）また、非点補正器を用いて式（３２５）の第６項を用い
て補正する場合も焦点補正コイルを用いた場合と同様に
３次収差及び５次収差を補正するための励磁電流の線形
和で表される。

【００２５】よって、同じ補正項を用いて３次の収差と
５次の収差を同じ補正器で補正する場合には、各次数の
収差を補正するため励磁電流の線形和で表され、下記の
ようになる。

【数５４】Ｉc,j＝Ｉc⁽²⁾,j＋Ｉc⁽⁴⁾,j＝Ｃ2,jγ<γ>＋Ｃ4,jγ²<γ>² （j=1,・・・Nc）Ｉs,j＝Ｉs⁽²⁾,j＋Ｉs⁽⁴⁾,j＝Ｓ2,jγ²＋Ｓ4,jγ³<γ> （j=1,・・・Ns)…（４００）ここで、Ｃ2,j，Ｃ4,j，Ｓ2,j，Ｓ4,jは比例係数であ
り、Ｃ2,j，Ｃ4,jは実数、Ｓ2,j，Ｓ4,jは複素数であ
る。

【００２６】ここで、３次の収差に関する動的補正の場
合と同様に、５次の収差に関する動的補正系を構成する
場合に必要となる補正器の数を求めると表４に示すよう
になる。なお、表４では前述の３次の収差を補正する場
合の動的補正器の個数も含めて示してある。

【表４】なお、５次の像面湾曲収差係数（Ｍfc(5)）は複素数で
表されるが、実際に効いてくる収差項は殆どが実数であ
るため、少なくとも焦点補正コイル１個で補正すること
ができる。また、５次の収差を補正する場合には、大抵
の場合が３次の収差も補正することになるので同一の動
的補正器を用いることとした。また、同一の収差（例え
ば、Ｎo.１６および１７に示す収差）に対して非点補正
器で補正する場合と、焦点補正コイルで補正する場合の
２通りについて示したが、この場合、どちらの組み合わ
せを取っても対応する収差に対して同等の補正効果を有
するため、非点補正器を用いるか焦点補正コイルを用い
るかに応じて選択すればよい。

【００２７】３次および５次収差の動的補正を行う際に
は、先ず露光動作を行う前に、３次収差に関する式（２
９４）〜（３０２）と５次収差に関する式（３３４）〜
（３９５）との連立線形方程式を解いて各励磁電流Ｉc
⁽²⁾,j、Ｉc⁽⁴⁾,j、Ｉs⁽²⁾,j、Ｉs⁽⁴⁾,jを求め、算出さ
れた励磁電流Ｉc,j，Ｉs,jを記憶装置１５に予め記憶さ
せておく。露光動作時には、制御装置１６はマスク２の
サブフィールドを電子線ＥＢで照射する際の偏向量γに
応じた励磁電流データＩc,j，Ｉs,jを記憶装置１５から
読み込み、各焦点補正コイル９の励磁電流をＩc,jに、
各非点補正器１０の励磁電流をＩs,jにそれぞれ調整す
る。

【００２８】このように、各焦点補正コイル９の励磁電
流をＩc,jに、各非点補正器１０の励磁電流をＩs,jにそ
れぞれ調整することにより、偏向量γの２乗以上に比例
する３次および５次の収差を高精度に補正することがで
きる。また、電子線光学部品の加工誤差や組立誤差等に
よって実際の収差と計算上の収差との間にずれが生じた
場合でも、それに応じて励磁電流Ｉc,j，Ｉs,jを微調整
することによって収差ずれを容易に補正することができ
る。

【００２９】ところで、電子光学系の製造、組立が設計
通りではなく誤差を含んでいる場合には、該収差の偏向
位置γ、＜γ＞依存性が設計値からずれることがある。
しかし、そのような場合でも、焦点補正コイルと非点補
正器の励磁電流を偏向位置の関数として適切に変化させ
ることにより、理想的な光学系の場合の３次、５次収差
の補正と同様に補正を行うことができる。補正の対象で
ある上述の収差を、偏向位置γ、＜γ＞依存部分を一般
の関数として書き直し、開き半角αと転写像（サブフィ
ールド像）内の位置βとをこの関数の外に分離して書き
直すと、上述した収差は

【数５５】と記述される。上式（４０１）の関数ｆ，ｆi，ｆi,j，
ｆi,j,kは偏向位置γとその複素共役＜γ＞の関数であ
る。ただし、Ｘ1＝α，Ｘ2＝<α>，Ｘ3＝β，Ｘ4＝<β>
であり、ｉ，ｊ，ｋはｉ≧ｊ≧ｋを満たす１から４まで
の整数であって（ｉ，ｊ，ｋ）＝（２，２，２），
（４，２，２），（４，４，２），（４，４，４）の場
合は除く。このような場合には、補正光学系の励磁電流
を（３９９）式のように偏向位置γ、＜γ＞の２次及び
４次に比例すると規定せずに、式（４０１）に対応した
偏向位置の関数として変化させることにより、前記収差
係数を十分な補正精度範囲内で打ち消すことができる。
実際の収差補正においては、収差に対して影響の大きい
関数に関連する（打ち消す必要のある）収差のみを除去
するように構成すれば良い。

【００３０】以下に、焦点補正コイルおよび非点補正器
の個数の具体例を示す。（１）６個の焦点補正コイルおよび７個の非点補正器か
ら成る動的補正系を導入することにより、３次の偏向
像面湾曲収差（Ｍfc(3)），偏向非点収差（Ｍas
(3)），ハイブリッド歪み収差（Ｈdis,1(3)，Ｈdis,2
(3)）と、５次の偏向像面湾曲収差（Ｍfc(5)），偏
向非点収差（Ｍas(5)），ハイブリッド歪み収差（Ｈd
is,1(5)〜Ｈdis,8(5)）を消去することができる。この
場合には、式（２９４）〜（２９６）、（２９９）〜
（３０２）、（３５６）、（３５７）、（３６８）、
（３７９）、（３８０）〜（３９５）による連立方程式
を解くことにより、各焦点補正コイルおよび非点補正器
の励磁電流が決定される。上述したように、３次の収差
補正係数を含む式（３６８）、（３６９）、（３８０）
〜（３８３）については、新たに焦点補正コイルや非点
補正器を導入しなくても励磁電流のγの４乗の項により
式を成立させることができ、さらに、式（３６１）は殆
ど収差を発生させないため考慮しなくても良い。

【００３１】（２）４個の焦点補正コイルおよび５個の
非点補正器から成る動的補正系を導入することにより、
３次の偏向像面湾曲収差（Ｍfc(3)）、偏向非点収
差（Ｍas(3)）、ハイブリッド歪み収差（Ｈdis,1
(3)，Ｈdis,2(3)）と、５次の偏向像面湾曲収差（Ｍf
c(5)）、偏向非点収差（Ｍas(5)）、ハイブリッド
歪み収差（Ｈdis,1(5)〜Ｈdis,5(5)）を消去することが
できる。この場合には、式（２９４）〜（２９６）、
（２９９）、（３００）、（３５６）、（３５７）、
（３６８）、（３６９）、（３８０）〜（３８９）によ
る連立方程式を解くことにより、各焦点補正コイルおよ
び非点補正器の励磁電流が決定される。

【００３２】（３）４個の焦点補正コイルおよび９個の
非点補正器から成る動的補正系を導入することにより、
３次の偏向像面湾曲収差（Ｍfc(3)）、偏向非点収
差（Ｍas(3)）、ハイブリッド歪み収差（Ｈdis,1
(3)，Ｈdis,2(3)）と、５次の偏向像面湾曲収差（Ｍf
c(5)）、ハイブリッド像面湾曲収差（Ｈfc,1(5)，Ｈf
c,2(5)）、偏向非点収差（Ｍas(5)）、ハイブリッ
ド非点収差（Ｈas,1(5)，Ｈas,2(5)），ハイブリッド
歪み収差（Ｈdis,1(5)〜Ｈdis,5(5)）を消去することが
できる。この場合には、式（２９４）〜（２９６）、
（２９９）〜（３０２）、（３５６）〜（３６１）、
（３６８）〜（３７３）、（３８０）〜（３８９）によ
る連立方程式を解くことにより、各焦点補正コイルおよ
び非点補正器の励磁電流が決定される。

【００３３】（４）４個の焦点補正コイルおよび１２個
の非点補正器から成る動的補正系を導入することによ
り、３次の偏向像面湾曲収差（Ｍfc(3)）、偏向非
点収差（Ｍas(3)）、ハイブリッド歪み収差（Ｈdis,1
(3)，Ｈdis,2(3)）と、５次の偏向コマ収差（Ｍcoma,
1(5)〜Ｍcoma,3(5)）、偏向像面湾曲収差（Ｍfc
(5)）、ハイブリッド像面湾曲収差（Ｈfc,1(5)，Ｈf
c,2(5)）、偏向非点収差（Ｍas(5)）、ハイブリッ
ド非点収差（Ｈas,1(5)，Ｈas,2(5)）、ハイブリッド
歪み収差（Ｈdis,1(5)〜Ｈdis,5(5)）を消去することが
できる。この場合には、式（２９４）〜（２９６）、
（２９９）〜（３０２）、（３４０）〜（３４５）、
（３５６）〜（３６１）、（３６８）〜（３７３）、
（３８０）〜（３８９）による連立方程式を解くことに
より、各焦点補正コイルおよび非点補正器の励磁電流が
決定される。

【００３４】

【実施例】図１に示すように３個の焦点補正コイル９お
よび３個の非点補正器１０から成る動的補正系を導入し
て、３次の偏向像面湾曲収差（Ｍfc(3)）、偏向非
点収差（Ｍas(3)）、偏向歪み収差（Ｍdis(3)）、
ハイブリッド歪み収差（Ｈdis,1(3)，Ｈdis,2(3)）を消
去する場合について説明する。この場合には、式（１５
０）〜（１５８）よりなる連立方程式を解くことによ
り、各焦点補正コイルおよび非点補正器の励磁電流が決
定される。それらの解は次式（３９９）により与えられ
る。

【数５６】［Ｉ］＝−Ｇ^-1・［Ｍ］ …（４０２）式（４０２）において、［Ｉ］は成分が（Ｉc,1，Ｉc,
2，Ｉc,3，Ｉs,1，<Ｉs,1>，Ｉs,2，<Ｉs,2>，Ｉs,3，<
Ｉs,3>）である列ベクトル、［Ｍ］は成分が（Ｍfc(3)・
αγ<γ>，Ｍas(3)・<α>γ²，<Ｍas(3)>・α<γ>²，Ｍdi
s(3)・γ²<γ>，<Ｍdis(3)>・<γ>²γ，Ｈdis,1(3)・βγ<
γ>，<Ｈdis,1(3)>・<β><γ>γ，Ｈdis,2(3)・<β>γ²，
<Ｈdis,2(3)>・β<γ>²）である列ベクトル、Ｇ^-1は成分
Ｇi,jが次式（４０３）のように表される９行９列のマ
トリックスＧの逆マトリックスである。

【数５７】Ｇ1,j＝αΔＭfc,c,j(3)，Ｇ1,j+3＝Ｇ1,j+6＝０Ｇ2,2+2j＝<α>ΔＭas,s,j(3)，Ｇ2,j＝Ｇ2,3+2j＝０Ｇ3,3+2j＝<Ｇ2,2+2j>，Ｇ3,j＝Ｇ3,2+2j＝０Ｇ4,j＝γΔＭdis,c,j(3)，Ｇ4,2+2j＝γΔＭdis,s,j(3)，Ｇ4,3+2j＝０Ｇ5,j＝<Ｇ4,j>，Ｇ5,3+2j＝<Ｇ4,2+2j>，Ｇ5,2+2j＝０Ｇ6,j＝βΔＨdis,1c,j(3)，Ｇ6,j+3＝Ｇ6,j+6＝０Ｇ7,j＝<Ｇ6,j>，Ｇ7,j+3＝Ｇ7,j+6＝０Ｇ8,2+2j＝<β>ΔＨdis,2s,j(3)，Ｇ8,j＝Ｇ8,3+2j＝０Ｇ9,3+2j＝<Ｇ8,2+2j>，Ｇ9,j＝Ｇ9,2+2j＝０ …（４０３）ただし１≦ｊ≦３である。

【００３５】レチクル面からウェハ面までの鏡筒長が４
００ｍｍ，電子線の開き半角α＝６ｍｒａｄ，サブフィ
ールドサイズ２５０μｍ，電子線加速電圧１００ｋＶに
おいて、１０ｍｍの偏向領域の端で収差を計算してみた
ところ、上記〜の収差は動的補正により完全に打消
されることが確認された。

【００３６】上述した実施の形態では電磁コイル型の焦
点補正コイルおよび非点補正器で動的補正系を構成した
が、静電型の非点補正器，焦点補正器で動的補正系を構
成してもよい。その場合、上述した各式は電流に関する
式ではなく電圧に関する式となる。図３は静電型の非点
補正器を示す図であり、８つの電極３０を備え、各電極
３０には図に示すような電圧（Ｖa−Ｖbなど）が印加さ
れる。このとき、印加電圧は複素表示Ｖs＝Ｖa＋ｉ・Ｖ
bで表される。なお、図３（ａ）は非点補正器の断面図
で、図３（ｂ）は斜視図である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
動的補正系を構成する焦点補正コイルや非点補正器の取
り付け位置を調整し直さなくとも、動的な収差補正を容
易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子光学系の概略構成を示す模式図。

【図２】磁場による非点補正器を示す図。

【図３】電場による非点補正器を示す図であり、（ａ）
は断面図、（ｂ）は斜視図。

【符号の説明】

２マスク４ウェハ５，６投影レンズ８偏向器９焦点補正コイル１０非点補正器１５記憶装置１６制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】荷電粒子線の偏向量の２乗および３乗に
比例する３次収差と偏向量の２〜５乗に比例する５次収
差とを、焦点補正コイルおよび非点補正器で構成される
動的補正系により補正する荷電粒子線装置であって、補正すべき収差に関する焦点補正コイルおよび非点補正
器の各々の個数を、各種の収差とそれらを補正するため
に必要な焦点補正コイルおよび非点補正器の数との関係
を示す表１に基づいて決定し、前記動的補正系を構成す
る焦点補正コイルおよび非点補正器の各々の個数を前記
表１に基づいて決定された個数以上としたことを特徴と
する荷電粒子線装置。【表１】
【請求項２】荷電粒子線の偏向量の２乗および３乗に
比例する３次収差と偏向量の２〜５乗に比例する５次収
差とを、焦点補正コイルおよび非点補正器で構成される
動的補正系により補正する荷電粒子線装置の収差補正方
法であって、前記３次および５次収差の内の補正すべき
収差の各々に関して、（ａ）その補正すべき収差に関す
る収差項、（ｂ）前記焦点補正コイルの励磁電流に基づ
いて算出される焦点補正コイルによる収差補正項および
（ｃ）前記非点補正器の励磁電流に基づいて算出される
非点補正器による収差補正項の線形式を形成し、前記線形式から成る連立方程式が成立するように前記焦
点補正コイルおよび非点補正器の個数をそれぞれ決定す
るとともに、前記焦点補正コイルおよび非点補正器の励
磁電流をそれぞれ連立方程式から算出される電流に調整
することを特徴とする荷電粒子線装置の収差補正方法。
【請求項３】荷電粒子線の偏向量の２乗および３乗に
比例する３次収差と偏向量の２〜５乗に比例する５次収
差とを、焦点補正コイルおよび非点補正器で構成される
動的補正系により補正する荷電粒子線装置の収差補正方
法であって、前記３次収差に関する式（１）〜（９）【数１】および前記５次収差に関する式（１０）〜（７１）【数２】【数３】【数４】【数５】【数６】【数７】【数８】から補正すべき収差に関する式を選んで連立方程式を形
成し、その連立方程式を成立させるＮcを前記焦点補正
コイルの個数に、Ｎsを前記非点補正器の個数に決定
し、前記Ｎc個の焦点補正コイルの各励磁電流を前記連立方
程式から算出されるＩc⁽²⁾,j、Ｉc⁽⁴⁾,jに調整するとと
もに、前記Ｎs個の非点補正器の各励磁電流を前記連立
方程式から算出されるＩs⁽²⁾,j、Ｉs⁽⁴⁾,jに調整するこ
とを特徴とする荷電粒子線装置の収差補正方法。ただ
し、式（１）〜（７１）において、（ａ）α、β、γは
順に荷電粒子線の開き半角、転写像内の位置および偏向
量であり、（ｂ）Ｍfc(3)、Ｍas(3)、Ｍdis(3)、Ｈdis,
1(3)、Ｈdis,2(3)は前記３次収差の収差係数であり、
（ｃ）Ｍx,1(5)〜Ｍx,3(5)、Ｍcoma,1(5)〜Ｍcoma,3
(5)、Ｈcoma,1(5)〜Ｈcoma,5(5)、Ｍfc(5)、Ｈfc,1(5)
〜Ｈfc,5(5)、Ｍas(5)、Ｈas,1(5)〜Ｈas,4(5)、Ｍdis
(5)、Ｈdis,1(5)〜Ｈdis,8(5)は前記５次収差の収差係
数であり、（ｄ）ΔＭfc,c,j(3)、ΔＭdis,c,j(3)、Δ
Ｈdis,c,j(3)は前記焦点補正コイルの前記３次収差に関
する収差補正係数であり、（ｅ）ΔＭas,s,j(3)、ΔＭd
is,s,j(3)、ΔＨdis,s,j(3)は前記非点補正器の前記３
次収差に関する収差補正係数であり、（ｆ）ΔＭx,2c,j
(5)、ΔＭcoma,1c,j(5)、ΔＭcoma,2c,j(5)、ΔＨcoma,
1c,j(5)、ΔＨcoma,4c,j(5)、ΔＭfc,c,j(5)、ΔＨfc,1
c,j(5)、ΔＨfc,2c,j(5)、ΔＨfc,4c,j(5)、ΔＭas,c,j
(5)、ΔＨas,2c,j(5)、ΔＨas,4c,j(5)、ΔＭdis,c,j
(5)、ΔＨdis,1c,j(5)、ΔＨdis,2c,j(5)、ΔＨdis,4c,
j(5)、ΔＨdis,5c,j(5)、ΔＨdis,7c,j(5)は前記焦点補
正コイルの前記５次収差に関する収差補正係数であり、
（ｇ）ΔＭx,1s,j(5)、ΔＭx,3s,j(5)、ΔＭcoma,1s,j
(5)〜ΔＭcoma,3s,j(5)、ΔＨcoma,2s,j(5)、ΔＨcoma,
3s,j(5)、ΔＨcoma,5s,j(5)、ΔＭfc,s1,j(5)、ΔＭfc,
s2,j(5)、ΔＨfc,1s,j(5)、ΔＨfc,2s,j(5)、ΔＨfc,3
s,j(5)、ΔＨfc,5s,j(5)、ΔＭas,s,j(5)、ΔＨas,1s,j
(5)〜ΔＨas,3s,j(5)、ΔＭdis,s1,j(5)、ΔＭdis,s2,j
(5)、ΔＨdis,1s,j(5)、ΔＨdis,2s1,j(5)、ΔＨdis,2s
2,j(5)、ΔＨdis,3s,j(5)〜ΔＨdis,6s,j(5)、ΔＨdis,
8s,j(5)は前記非点補正器の前記５次収差に関する収差
補正係数であり、< >は複素共役を表す。
【請求項４】Ｎc個の焦点補正コイルおよびＮs個の非
点補正器から成り、荷電粒子線の偏向量の２乗および３
乗に比例する３次収差を補正する動的補正系と、前記動的補正系を制御する制御装置とを備える荷電粒子
線装置であって、前記Ｎc、Ｎsを、前記３次収差に関する次式（７２）〜
（８０）からなる連立方程式が成立する値とし、前記制御装置は前記各焦点補正コイルの励磁電流を前記
連立方程式から算出されるＩc⁽²⁾,jに調整するととも
に、前記各非点補正器の励磁電流を前記連立方程式から
算出されるＩs⁽²⁾,jに調整することを特徴とする荷電粒
子線装置。【数９】ただし、式（７２）〜（８０）において、（ａ）α、
β、γは順に荷電粒子線の開き半角、転写像内の位置お
よび偏向量であり、（ｂ）Ｍfc(3)，Ｍas(3)，Ｍdis
(3)，Ｈdis,1(3)，Ｈdis,2(3)は前記３次収差の収差係
数であり、（ｃ）ΔＭfc,c,j(3)，ΔＭdis,c,j(3)，Δ
Ｈdis,c,j(3)は前記焦点補正コイルの前記３次収差に関
する収差補正係数であり、（ｄ）ΔＭas,s,j(3)，ΔＭd
is,s,j(3)，ΔＨdis,s,j(3)は前記非点補正器の前記３
次収差に関する収差補正係数であり、< >は複素共役を
表す。
【請求項５】Ｎc個の焦点補正コイルおよびＮs個の非
点補正器から成り、荷電粒子線の偏向量の２〜５乗に比
例する５次収差を補正する動的補正系と、前記動的補正系を制御する制御装置とを備える荷電粒子
線装置であって、前記Ｎc、Ｎsを、前記５次収差に関する次式（８１）〜
（１４２）からなる連立方程式が成立する値とし、前記制御装置は前記各焦点補正コイルの励磁電流を前記
連立方程式から算出されるＩc⁽²⁾,j、Ｉc⁽⁴⁾,jに調整す
るとともに、前記各非点補正器の励磁電流を前記連立方
程式から算出されるＩs⁽²⁾,j、Ｉs⁽⁴⁾,jに調整すること
を特徴とする荷電粒子線装置。【数１０】【数１１】【数１２】【数１３】【数１４】【数１５】【数１６】ただし、式（８１）〜（１４２）において、（ａ）α、
β、γは順に荷電粒子線の開き半角，転写像内の位置お
よび偏向量であり、（b）Ｍx,1(5)〜Ｍx,3(5)、Ｍcoma,
1(5)〜Ｍcoma,3(5)、Ｈcoma,1(5)〜Ｈcoma,5(5)、Ｍfc
(5)、Ｈfc,1(5)〜Ｈfc,5(5)、Ｍas(5)、Ｈas,1(5)〜Ｈa
s,4(5)、Ｍdis(5)、Ｈdis,1(5)〜Ｈdis,8(5)は前記５次
収差の収差係数であり、（ｃ）ΔＭfc,c,j(3)，ΔＭdi
s,c,j(3)，ΔＨdis,c,j(3)，は前記焦点補正コイルの３
次収差に関する収差補正係数であり、（ｄ）ΔＭas,s,j
(3)，ΔＭdis,s,j(3)，ΔＨdis,s,j(3)は前記非点補正
器の前記３次収差に関する収差補正係数であり、（ｅ）
ΔＭx,2c,j(5)、ΔＭcoma,1c,j(5)、ΔＭcoma,2c,j
(5)、ΔＨcoma,1c,j(5)、ΔＨcoma,4c,j(5)、ΔＭfc,c,
j(5)、ΔＨfc,1c,j(5)、ΔＨfc,2c,j(5)、ΔＨfc,4c,j
(5)、ΔＭas,c,j(5)、ΔＨas,2c,j(5)、ΔＨas,4c,j
(5)、ΔＭdis,c,j(5)、ΔＨdis,1c,j(5)、ΔＨdis,2c,j
(5)、ΔＨdis,4c,j(5)、ΔＨdis,5c,j(5)、ΔＨdis,7c,
j(5)は前記焦点補正コイルの前記５次収差に関する収差
補正係数であり、（ｆ）ΔＭx,1s,j(5)、ΔＭx,3s,j
(5)、ΔＭcoma,1s,j(5)〜ΔＭcoma,3s,j(5)、ΔＨcoma,
2s,j(5)、ΔＨcoma,3s,j(5)、ΔＨcoma,5s,j(5)、ΔＭf
c,s1,j(5)、ΔＭfc,s2,j(5)、ΔＨfc,1s,j(5)、ΔＨfc,
2s,j(5)、ΔＨfc,3s,j(5)、ΔＨfc,5s,j(5)、ΔＭas,s,
j(5)、ΔＨas,1s,j(5)〜ΔＨas,3s,j(5)、ΔＭdis,s1,j
(5)、ΔＭdis,s2,j(5)、ΔＨdis,1s,j(5)、ΔＨdis,2s
1,j(5)、ΔＨdis,2s2,j(5)、ΔＨdis,3s,j(5)〜ΔＨdi
s,6s,j(5)、ΔＨdis,8s,j(5)は前記非点補正器の前記５
次収差に関する収差補正係数であり、< >は複素共役を
表す。
【請求項６】荷電粒子線の偏向量の２乗以上に比例す
る収差を、焦点補正コイルおよび非点補正器で構成され
る動的補正系により補正する荷電粒子線装置であって、前記動的補正系を、補正すべき収差の種類に応じて決め
られた数の焦点補正コイルおよび非点補正器で構成した
ことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項７】レチクルの像をウエハ上に転写する荷電
粒子線露光装置において、前記レチクルの像を偏向する
際に発生する収差を補正光学系で補正する収差補正方法
であって、荷電粒子線の開き半角α、転写像内の位置β、偏向位置
γの依存性が次式に示す４種の形で表される収差の中
で、【数１７】打ち消すべき収差に対応した前記補正光学系の励磁電流
を偏向位置γに対応して変化させることによって、各偏
向位置γにおける前記収差が十分に補正精度範囲内とな
るように補正することを特徴とする収差補正方法。ただ
し、f(γ,<γ>)，fi(γ,<γ>)，fi,j(γ,<γ>)，fi,j,k
(γ,<γ>)はγ，<γ>の関数であり、Ｘ1＝α，Ｘ2＝<α
>，Ｘ3＝β，Ｘ4＝<β>、ｉ，ｊ，ｋはｉ≧ｊ≧ｋを満
たす１から４までの整数であって（ｉ，ｊ，ｋ）＝
（２，２，２），（４，２，２），（４，４，２），
（４，４，４）の場合は除く。< >は複素共役を表す。