マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法
【目的】光学系の歪み等によるマルチビームの照射位置のずれによるパターン寸法の変動を抑制する描画装置を提供する。
【構成】描画装置１００は、ＸＹステージ１０５と、電子銃２０１と、複数の穴を有し、電子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材２０３と、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行うブランキングプレート２０４と、各ビームの試料上のそれぞれの照射位置に、各ビームをまとめて偏向する偏向器２０８と、互いに異なる穴を通過した複数のビーム同士を試料上において所定の制御グリッド間隔で描画処理を進めるように制御する描画処理制御部１８と、描画されるビーム同士の間隔が前記制御グリッド間隔からずれる場合に、ずれ量に応じて、ずれに関与するビームの照射量を可変に制御する照射量制御部１６と、を備えたことを特徴とする。
【構成】描画装置１００は、ＸＹステージ１０５と、電子銃２０１と、複数の穴を有し、電子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材２０３と、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行うブランキングプレート２０４と、各ビームの試料上のそれぞれの照射位置に、各ビームをまとめて偏向する偏向器２０８と、互いに異なる穴を通過した複数のビーム同士を試料上において所定の制御グリッド間隔で描画処理を進めるように制御する描画処理制御部１８と、描画されるビーム同士の間隔が前記制御グリッド間隔からずれる場合に、ずれ量に応じて、ずれに関与するビームの照射量を可変に制御する照射量制御部１６と、を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、マルチビームによる複数の照射位置を高精度化する手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、ウェハ等へ電子線を使って描画することが行われている。
【０００３】
例えば、マルチビームを使った描画装置がある。１本の電子ビームで描画する場合に比べて、マルチビームを用いることで一度に多くのビームを照射できるのでスループットを大幅に向上させることができる。かかるマルチビーム方式の描画装置では、例えば、電子銃から放出された電子ビームを複数の穴を持ったマスクに通してマルチビームを形成し、各々、ブランキング制御され、遮蔽されなかった各ビームが光学系で縮小され、偏向器で偏向され試料上の所望の位置へと照射される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
かかるマルチビーム方式の描画装置では、複数のビームが一度に照射されることになるが、かかる複数のビームの照射位置を高精度に合わせることが要求される。例えば、描画されるパターンについては、光学系のレンズの縮小率を調整することで各ビームの寸法を調整することで寸法を調整することが考えられる。しかし、レンズ条件を変更すると、パターンが回転するといった現象や、フィールド歪みが変化するといった現象が生じる。そのため、寸法精度が高精度になるように光学系に必要な他の多くのパラメータと共に最適化した状態に合わせこむことは難しい作業となってしまう。回転合わせについては、機械的に合わせる場合、ｎｍオーダーの正確な回転位置調整が必要となり、現実的ではない。また、フィールド歪みについては、まず、光学系には原理的にフィールド歪みが存在する。製造精度として、例えば、ｎｍ以下（例えば、０．１ｎｍ）の精度に合わせるにはかなり緻密な設計が必要となり、これもまた現実的ではない。また、光学系の設計で仮に高精度に設計できたとしても、他の設計パラメータの設定範囲に制約が存在する。そのため、フィールド歪みを修正しようとすると、かかる他の条件（例えば、解像性能、焦点深度等）の最適化を妨げる可能性もある。さらに、歪みを減らすために磁場の均一化を図ろうとすれば例えば巨大な鏡筒が必要になる。さらに、歪みを減らすためには複雑な補正機構が多く必要となり、装置に過大な負担をかけることにもなる。さらに、描画装置の製造後には、実際の装置での調整が必要となるが、歪みを修正しようにも、描画処理のパラメータが複雑に関係し合い、歪みの修正用のパラメータが独立変数にはならないので、最適化が困難か、できたとしても多大な時間をかかってしまうことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６１３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、マルチビーム方式の描画装置では、複数のビームが一度に照射されることになるが、かかる複数のビームの照射位置を高精度に合わせることが要求される。マルチビーム方式では、異なる成形穴を通過したビーム同士を一部重ね合わせながら繋げていき、所望の図形形状のパターンを形成していくことになる。光学系の歪み等によって、所望の照射位置からビームがずれると、照射ビーム間のオーバーラップ量がずれていき、高精度なパターンの描画が困難になってしまうといった問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、光学系の歪み等によるマルチビームの照射位置のずれによるパターン形状或いは寸法の変動を抑制する描画装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
試料を載置する、連続移動可能なステージと、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
複数の開口部を有し、複数の開口部全体が含まれる領域に荷電粒子ビームの照射を受け、複数の開口部を荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う複数のブランカーと、
複数のブランカーによってビームｏｆｆの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽するブランキングアパーチャ部材と、
ブランキングアパーチャ部材を通過した各ビームの試料上のそれぞれの照射位置に、ブランキングアパーチャ部材を通過した各ビームをまとめて偏向する偏向器と、
複数の開口部のうち互いに異なる開口部を通過した複数のビーム同士を試料上において所定の制御グリッド間隔で描画処理を進めるように描画処理を制御する描画処理制御部と、
描画されるビーム同士の間隔が制御グリッド間隔からずれる場合に、ずれ量に応じて、ずれに関与するビームの照射量を可変に制御する照射量制御部と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、上述したずれ量に応じて最大照射量を演算する最大照射量演算部をさらに備え、
照射量制御部は、演算された最大照射量内の照射量でずれに関与するビームの照射量を可変に制御すると好適である。
【００１０】
また、最大照射量演算部は、制御グリッド間隔と上述したずれ量の比に応じて、最大照射量を演算すると好適である。
【００１１】
本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、
荷電粒子ビームを放出する工程と、
複数の開口部を有するアパーチャ部材の複数の開口部全体が含まれる領域に荷電粒子ビームの照射を受け、複数の開口部を荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成する工程と、
複数の開口部のうち互いに異なる開口部を通過した複数のビーム同士を試料上において所定の制御グリッド間隔で描画処理を進める工程と、
描画されるビーム同士の間隔が制御グリッド間隔からずれる場合に、ずれ量に応じて、ずれに関与するビームの照射量を可変に制御する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
ずれに関与するビームがとり得る最大照射量を、予め求めたずれ量に応じて演算する工程をさらに備える好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一態様によれば、光学系の歪み等によるマルチビームの照射位置のずれによるパターン形状或いは寸法の変動を抑制できる。その結果、マルチビームで高精度なパターンを描画できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
【図２】実施の形態１におけるアパーチャ部材の構成を示す概念図である。
【図３】実施の形態１におけるブランキングプレートの構成を示す概念図である。
【図４】実施の形態１における描画動作を説明するための概念図である。
【図５】実施の形態１におけるラスタースキャンの描画動作を説明するための概念図である。
【図６】実施の形態１におけるビーム間ピッチのｎ倍の長さステージ移動させた場合の各ショットの照射位置の一例をより詳細に説明するための概念図である。
【図７】実施の形態１におけるビーム間ピッチのｎ倍の長さステージ移動させた場合の各ショットの照射位置の他の一例をより詳細に説明するための概念図である。
【図８】実施の形態１におけるビーム間ピッチのｎ倍の長さステージ移動させた場合の各ショットの照射位置の他の一例をより詳細に説明するための概念図である
【図９】実施の形態１におけるビーム間ピッチのｎ倍の長さステージ移動させた場合の各ショットの照射位置の他の一例をより詳細に説明するための概念図である
【図１０】実施の形態１における一度に照射されるマルチビームの位置ずれ量の一例を示す概念図である。
【図１１】実施の形態１におけるショットパターン同士の重なり状態の一例を示す図である。
【図１２】実施の形態１におけるマルチビーム描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。
【図１３】実施の形態１におけるショットパターンの重なり状況と照射量との関係を説明するための概念図である。
【図１４】実施の形態１の手法で描画した際の各位置でのドーズプロファイルのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１５】実施の形態１におけるショットパターンの重なり状況と照射量との関係を説明するための他の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。図１において、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の一例である。描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、アパーチャ部材２０３、ブランキングプレート２０４、縮小レンズ２０５、制限アパーチャ部材２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０５、および検出器２０９が配置されている。描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画時には描画対象基板となるマスク等の試料１０１が配置される。試料１０１には、半導体装置を製造する際の露光用マスク、或いは、半導体装置が製造される半導体基板（シリコンウェハ）等が含まれる。また、試料１０１には、レジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。ＸＹステージ１０５上には、さらに、マーク１０６と位置測定用のミラー２１０が配置される。マーク１０６は、例えば、十字型のパターンにより構成される。
【００１７】
制御部１６０は、制御計算機１１０，１２０、メモリ１２１、偏向制御回路１３０，１３２、デジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプ１３４，１３６、アンプ１３８、ステージ位置測定部１３９及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２を有している。制御計算機１１０，１２０、メモリ１２１、偏向制御回路１３０，１３２、アンプ１３８、ステージ位置測定部１３９、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２は、図示しないバスを介して互いに接続されている。記憶装置１４０（記憶部）には、描画データが外部から入力され、格納されている。
【００１８】
制御計算機１２０内には、測定部１０、最大照射量演算部１２、照射量演算部１４、照射量制御部１６、および描画処理制御部１８が配置される。測定部１０、最大照射量演算部１２、照射量演算部１４、照射量制御部１６、および描画処理制御部１８といった各機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。測定部１０、最大照射量演算部１２、照射量演算部１４、照射量制御部１６、および描画処理制御部１８に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１２１にその都度格納される。
【００１９】
ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成を記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。
【００２０】
図２は、実施の形態１におけるアパーチャ部材の構成を示す概念図である。図２（ａ）において、アパーチャ部材２０３には、縦（ｙ方向）ｍ列×横（ｘ方向）ｎ列（ｍ，ｎ≧２）の穴（開口部）２２が所定の配列ピッチで形成されている。図２（ａ）では、例えば、５１２×８列の穴２２が形成される。各穴２２は、共に同じ寸法形状の矩形例えば長方形或いは正方形で形成される。或いは、同じ外径の円形であっても構わない。ここでは、ｙ方向の各列について、ｘ方向にＡからＨまでの８つの穴２２がそれぞれ形成される例が示されている。これらの複数の穴２２を電子ビーム２００の一部がそれぞれ通過することで、マルチビーム２０が形成されることになる。ここでは、縦横（ｘ，ｙ方向）が共に２列以上の穴２２が配置された例を示したが、これに限るものではない。例えば、縦横（ｘ，ｙ方向）どちらか一方が複数列で他方は１列だけであっても構わない。また、穴２２の配列の仕方は、図２（ａ）にように、縦横が格子状に配置される場合に限るものではない。図２（ｂ）に示すように、例えば、縦方向（ｙ方向）１段目の列と、２段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ａだけずれて配置されてもよい。同様に、縦方向（ｙ方向）２段目の列と、３段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ｂだけずれて配置されてもよい。
【００２１】
図３は、実施の形態１におけるブランキングプレートの構成を示す概念図である。ブランキングプレート２０４には、アパーチャ部材２０３の各穴２２の配置位置に合わせて通過孔が形成され、各通過孔には、対となる２つの電極２４，２６の組（ブランカー）が、それぞれ配置される。各通過孔を通過する電子ビーム２０は、それぞれ独立にかかる対となる２つの電極２４，２６に印加される電圧によって偏向される。かかる偏向によってブランキング制御される。このように、複数のブランカーが、アパーチャ部材２０３の複数の穴２２（開口部）を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う。
【００２２】
電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２によりほぼ垂直にアパーチャ部材２０３全体を照明する。アパーチャ部材２０３には、矩形例えば長方形或いは正方形の複数の穴（開口部）が形成され、電子ビーム２００は、すべての複数の穴が含まれる領域を照明する。かかるアパーチャ部材２０３の複数の穴を通過することによって、例えば矩形形状の複数の電子ビーム（マルチビーム）２０ａ〜ｅが形成される。かかるマルチビーム２０ａ〜ｅは、ブランキングプレート２０４のそれぞれ対応するブランカー内を通過する。かかるブランカーは、それぞれ、個別に通過する電子ビーム２０を偏向する。そして、ブランキングプレート２０４を通過したマルチビーム２０ａ〜ｅは、縮小レンズ２０５によって、縮小され、制限アパーチャ部材２０６に形成された中心の穴に向かって進む。ここで、ブランキングプレート２０４のブランカーによって偏向された電子ビーム２０は、制限アパーチャ部材２０６（ブランキングアパーチャ部材）の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ部材２０６によって遮蔽される。一方、ブランキングプレート２０４のブランカーによって偏向されなかった電子ビーム２０は、制限アパーチャ部材２０６の中心の穴を通過する。かかるブランカーのｏｎ／ｏｆｆによって、ブランキング制御が行われ、ビームのｏｎ／ｏｆｆが制御される。このように、制限アパーチャ部材２０６は、複数のブランカーによってビームｏｆｆの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する。そして、ビームｏｎになってからビームｏｆｆになるまでに形成された、制限アパーチャ部材２０６を通過したビームにより１回分のショットのビームが形成される。制限アパーチャ部材２０６を通過したマルチビーム２０は、対物レンズ２０７により焦点が合わされ、所望の縮小率のパターン像となり、偏向器２０８によって、制限アパーチャ部材２０６を通過した各ビーム（マルチビーム２０全体）が同方向にまとめて偏向され、各ビームの試料１０１上のそれぞれの照射位置に照射される。また、例えばＸＹステージ１０５が連続移動している時、ビームの照射位置がＸＹステージ１０５の移動に追従するように偏向器２０８によって制御される。一度に照射されるマルチビーム２０は、理想的にはアパーチャ部材２０３の複数の穴の配列ピッチに上述した所望の縮小率を乗じたピッチで並ぶことになる。描画装置１００は、ショットビームを連続して順に照射していくラスタースキャン方式で描画動作を行い、所望のパターンを描画する際、不要なビームはブランキング制御によりビームｏｆｆに制御される。
【００２３】
図４は、実施の形態１における描画動作を説明するための概念図である。図４（ａ）に示すように、試料１０１の描画領域３０は、例えば、ｙ方向に向かって所定の幅で短冊状の複数のストライプ領域３２に仮想分割される。かかる各ストライプ領域３２は、描画単位領域となる。まず、ＸＹステージ１０５を移動させて、第１番目のストライプ領域３２の左端、或いはさらに左側の位置に一回のマルチビーム２０の照射で照射可能な照射領域３４が位置するように調整し、描画が開始される。第１番目のストライプ領域３２を描画する際には、ＸＹステージ１０５を例えば−ｘ方向に移動させることにより、相対的にｘ方向へと描画を進めていく。ＸＹステージ１０５は所定の速度で例えば連続移動させる。第１番目のストライプ領域３２の描画終了後、ステージ位置を−ｙ方向に移動させて、第２番目のストライプ領域３２の右端、或いはさらに右側の位置に照射領域３４が相対的にｙ方向に位置するように調整し、今度は、図４（ｂ）に示すように、ＸＹステージ１０５を例えばｘ方向に移動させることにより、−ｘ方向にむかって同様に描画を行う。第３番目のストライプ領域３２では、ｘ方向に向かって描画し、第４番目のストライプ領域３２では、−ｘ方向に向かって描画するといったように、交互に向きを変えながら描画することで描画時間を短縮できる。但し、かかる交互に向きを変えながら描画する場合に限らず、各ストライプ領域３２を描画する際、同じ方向に向かって描画を進めるようにしても構わない。各ストライプ３２を描画する際、ｘ方向に向かってＸＹステージ１０５が移動する中、偏向器２０８によってｙ方向に各ショットが順に移動する（スキャンする）ように偏向し、ショットビームを連続して順に照射していくラスタースキャン方式で描画する。例えば、ｘ方向への移動速度とｙ方向へのスキャン速度が１：１であれば、図４（ｃ）に示すように、アパーチャ部材２０３の１つの穴Ａを通過したビームによるショットパターン３６は、１回目に照射された位置からｙ方向から−ｘ方向側に４５度の角度の方向（１３５度の方向）に順にずれながら照射されていくことになる。同様に、アパーチャ部材２０３の１つの穴Ｂを通過したビームによるショットパターン３６は、１回目に照射された位置からｙ方向から−ｘ方向側に４５度の角度の方向に順にずれながら照射されていくことになる。アパーチャ部材２０３の各穴ＣからＨを通過した各ビームによるショットパターン３６も、同様に、それぞれ１回目に照射された位置からｙ方向から−ｘ方向側に４５度の角度の方向に順にずれながら照射されていくことになる。このように、一度に照射される縦横２×２のビームで囲まれる各領域内をラスタースキャン方式で描画していくことになる。縦横２×２のビームで囲まれる各領域は、図中下側の横２つのビーム位置を含み、上側の２つのビーム位置は、当該領域の１段ｙ方向側の領域に含まれる。
【００２４】
図５は、実施の形態１におけるラスタースキャンの描画動作を説明するための概念図である。例えば、アパーチャ部材２０３についてｘ方向に８つの穴Ａ〜Ｈが形成されている場合に、一度に照射されるｘ方向に隣り合うショットパターン３６間をステージが移動する間に、一度に照射される縦横２×２のビームで囲まれる各領域内を複数回のショットのビームで照射する。例えば、所定の量子化寸法で格子状に配置した制御グリッド（ＡＵ：アドレスユニット）のサイズを一度に照射される縦横２×２のビームで囲まれる各領域内をｎＡＵ×ｎＡＵになるサイズに設定し、ステージ移動中、かかる縦横２×２のビームで囲まれる各領域をＡＵ（制御グリッド）間隔でｎ回のショットのビームで照射する。ここでは、ＡＵのサイズを一度に照射される理想的な縦横２×２のビームで囲まれる各領域内を８ＡＵ×８ＡＵになるサイズに設定し、ステージ移動中、かかる縦横２×２のビームで囲まれる各領域をＡＵ毎にショットし、８回のショットのビームで照射する。例えば、穴Ａの８回目のショットは、隣りの穴Ｂの１回目のショットのｙ方向に８ＡＵ分ずれた位置に照射される。ＡＵ毎にショットする場合に、アパーチャ部材２０３の１つの穴Ａを通過したビームによるショットパターン３６について、ｘ、ｙ方向にショットパターン３６同士が重なり合うように照射していく方法がパターン精度得る上で望ましい。ここでは、例えば、ビームサイズがＡＵの２倍になるように設定している。この場合、ｘ、ｙ方向にそれぞれ１／２ずつショットパターン３６同士が重なり合うように照射していくことになる。
【００２５】
図６は、実施の形態１におけるビーム間ピッチのｎ倍の長さステージ移動させた場合の各ショットの照射位置の一例をより詳細に説明するための概念図である。図６において、丸で囲まれた数字のうち、「１」はアパーチャ部材２０３の各穴Ａを通過したビームによるショット位置を示す。図６において、丸で囲まれた数字のうち、「２」はアパーチャ部材２０３の各穴Ｂを通過したビームによるショット位置を示す。図６において、丸で囲まれた数字のうち、「３」はアパーチャ部材２０３の各穴Ｃを通過したビームによるショット位置を示す。図６において、丸で囲まれた数字のうち、「４」はアパーチャ部材２０３の各穴Ｄを通過したビームによるショット位置を示す。図６において、丸で囲まれた数字のうち、「５」はアパーチャ部材２０３の各穴Ｅを通過したビームによるショット位置を示す。図６において、丸で囲まれた数字のうち、「６」はアパーチャ部材２０３の各穴Ｆを通過したビームによるショット位置を示す。図６において、丸で囲まれた数字のうち、「７」はアパーチャ部材２０３の各穴Ｇを通過したビームによるショット位置を示す。図６において、丸で囲まれた数字のうち、「８」はアパーチャ部材２０３の各穴Ｈを通過したビームによるショット位置を示す。また、「１１」から「１８」は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜ＨとはＹ方向に１段上に位置する別の各穴を示す。また、四角で囲まれた位置は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜Ｈの位置を示す。アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜Ｈを通過したビームによる各ショットパターン３６は、理想的には互いにビーム間ピッチだけ離れた位置にそれぞれ照射される。そして、ビーム間ピッチをＡＵ（制御グリッド）間隔でｎ回（ここでは８回）ショットしながらビーム間ピッチのｎ倍（ここでは８回）の長さをステージ移動させると、図６に示すように、一度に照射される縦横２×２のビームで囲まれる各領域内は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜Ｈを通過したビームによる各ショットパターン３６によって埋め尽くされることになる。描画したいパターンの形状に応じて、かかるショットのうち、不要なショットのビームをｏｆｆにすれば、残りのショットパターン３６を繋ぎ合わせることによって試料１０１上に所望の形状のパターンを描画することができる。
【００２６】
図６では、ステージ移動方向を＋Ｘ方向とし、それと直行するＹ方向にビーム全体をスキャンするように制御する。この様子を同図の右側に概念的に矢印で図示している。また、アパーチャの開口（穴）位置の下にスキャン開始のタイミングを、Ｔ＝０を基準として、Ｔ＝−６〜７で示している。図６は、Ｔ＝０の時点で、各ビームがスキャンを開始する描画位置を模式的に表している。この例では、ステージの＋Ｘ方向ステージ移動に合わせてＹスキャンを行うことで、描画位置が相対的に−Ｘ方向に移動しながら、全面をビームショットで塗りつぶして行く。Ｔ＝０で０回目のＹ方向スキャンが終わると、ビーム位置は隣のビームの１ＡＵ（−Ｘ方向へ）ずれた所にあり、ここから１回目（Ｔ＝１）のスキャンを開始する。ステージ移動速度は、１回のＹスキャンが終わった時点でビーム位置が隣のビームの１ＡＵ（−Ｘ方向へ）ずれた所になるように制御される。Ｙ方向上下のビームについても同様に描画が行われ、ＡＵ単位で全面を塗り潰すようにビームショットができる。これらのビームショットの各々にどの程度の照射量を与えるかで様々なパターンが描画されることになる。
【００２７】
図７は、実施の形態１におけるビーム間ピッチのｎ倍の長さステージ移動させた場合の各ショットの照射位置の他の一例をより詳細に説明するための概念図である。図７において、丸で囲まれた数字と、アパーチャ部材２０３の各穴の位置との関係は図６と同様である。また、「１１」から「１８」は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜ＨとはＹ方向に１段上に位置する別の各穴を示す。また、四角で囲まれた位置は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜Ｈの位置を示す。図７では、図６の変形例を示す。この例は、図６の例に対して、さらにＸ方向のスキャンを組み合わせたものである。０回目（Ｔ＝０）のＹスキャンが終了すると、この図の例では、原点位置（スキャン開始位置）は左側の穴を通過したビームの０回目（Ｔ＝０）のスキャン開始位置と一致する。言い換えれば、そのようにステージ速度を制御する。左の穴のビームの描画位置と重ならないように、１回目（Ｔ＝１）のスキャン開始位置を左（−Ｘ方向）へ１制御ユニット（１ＡＵ）だけずらして（Ｘスキャンして）Ｙスキャンを開始する。このような処理を順次繰り返す。Ｔ＝７の時点でのスキャンを終えると、Ｘ方向の偏向量は０に戻して、再び同じ処理を繰り返す。
【００２８】
図８は、実施の形態１におけるビーム間ピッチのｎ倍の長さステージ移動させた場合の各ショットの照射位置の他の一例をより詳細に説明するための概念図である。図８では、図６のさらなる変形例を示す。図８において、丸で囲まれた数字と、アパーチャ部材２０３の各穴の位置との関係は図６と同様である。また、「１１」から「１８」は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜ＨとはＹ方向に１段上に位置する別の各穴を示す。また、四角で囲まれた位置は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜Ｈの位置を示す。図８の例では、Ｙスキャンをステージ移動に追従してほぼ４５°方向に行う。その結果、図に示すように、Ｙスキャンによる照射位置はＸ方向には移動せずに＋Ｙ方向へ順次描画されることになる。ステージ移動速度は、１回のＹスキャンが終わった時点でビーム位置が隣のビームの１ＡＵ（−Ｘ方向へ）ずれた所になるように制御される。このように描画を行うと、各ビームの照射位置がＸＹに整列した描画位置とすることができる。
【００２９】
図９は、実施の形態１におけるビーム間ピッチのｎ倍の長さステージ移動させた場合の各ショットの照射位置の他の一例をより詳細に説明するための概念図である。図９では、図８のさらなる変形例を示す。図９において、丸で囲まれた数字と、アパーチャ部材２０３の各穴の位置との関係は図６と同様である。また、「１１」から「１８」は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜ＨとはＹ方向に１段上に位置する別の各穴を示す。また、四角で囲まれた位置は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜Ｈの位置を示す。図９には、図８の例にＸ方向スキャンを組み合わせた例を示す。Ｙ方向スキャンと共に、ステージ速度に追従してＸ方向へ移動するように描画位置を順に制御すると、描画位置は順にＹ方向へ移動した位置へ描画される。０回目（Ｔ＝０）のステージ移動に追従したＹスキャンが終了すると、この図の例では、原点位置（スキャン開始位置）は左側の穴を通過したビームの０回目（Ｔ＝０）のスキャン開始位置と一致する。言い換えれば、そのようにステージ速度を制御する。左の穴のビームの描画位置と重ならないように、１回目（Ｔ＝１）のスキャン開始位置をＸスキャンにより左（−Ｘ方向）へ１制御ユニット（１ＡＵ）だけずらしてステージ移動に追従したＹスキャンを開始する。このような処理を順次繰り返す。Ｔ＝７の時点でのスキャンを終えると、Ｘ方向の偏向量は０に戻して、再び同じ処理を繰り返す。ここで、例えば、さらにＹ方向のスキャン速度を変えると、Ｙ方向のショット間隔が変えられる。
【００３０】
図６〜図９で各ショットの照射位置の一例を示したように、ステージ移動と組み合わせたスキャンの方法は色々と選択できる。Ｙ方向スキャンのみで描画する方法は制御がシンプルで済むというメリットがあるが、Ｘ方向のスキャンが無い分だけ融通性が乏しい。一方、ＸＹ両方向のスキャンを組み合わせた方法にはより選択肢があるというメリットがある。例えば、図６〜図９の例で示したように、スキャン方法を切り替えればビーム間のショット数を変えて（制御ユニットを変えて）描画することが可能となる。これらは、設計の要求に合わせて選択されれば良い。
【００３１】
図１０は、実施の形態１における一度に照射されるマルチビームの位置ずれ量の一例を示す概念図である。図１０では、例えば、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜Ｈを通過した一度に照射されるマルチビーム２０による各ショットパターン３６が、ｙ方向に比例して照射位置がずれた場合を示している。かかる位置ずれの原因として、光学系の歪みによる影響やアパーチャ部材２０３の機械的な設置位置の回転方向ずれによる影響の場合等が挙げられる。このように、現実には、理想的な位置に照射されず、光学系或いは機械的設置ずれ等による位置ずれが発生する。かかる場合に、穴Ａを通過したビームの照射位置を基準にすると、穴Ｈに向かうにしたがってだんだんに位置ずれ量Δｙ（Δｙｂ〜Δｙｈ）が大きくなってしまう。よって、ラスタースキャンを行った場合、図６〜図９に示す各ショットの繋ぎにおいて、穴Ａを通過したビームのショットパターン３６と穴Ｈを通過したビームのショットパターン３６との間での位置ずれ量が最も大きくなってしまう。その結果、穴Ａを通過したビームのショットパターン３６と穴Ｈを通過したビームのショットパターン３６との間でのつなぎ精度が最も劣化し、形成されるパターンの形状や位置に誤差が最も大きく影響してしまうことになる。
【００３２】
図１１は、実施の形態１におけるショットパターン同士の重なり状態の一例を示す図である。図１１（ａ）に示すように、設計段階では、ショットパターン同士（穴Ａのショットと穴Ｈのショット）の重なり量がＸａ（例えば、ビームサイズ（ショットパターンサイズ）の１／２）であったところ、歪み等により、結果的に図１１（ｂ）に示すように、重なり量Ｘｂと規定値の重なり量Ｘａよりもずれてしまう（ここでは、重なり量がより多くなってしまう例を示している）。言い換えれば、ショット位置同士の間隔がＡＵ間隔からずれてしまう。このままでは、形成されるパターンの形状や位置に誤差が生じてしまう。そこで、実施の形態１では、かかる位置ずれが生じた場合でも各ショットパターンのビームの照射量を可変制御することで、ショットパターンの位置ずれがあった場合でもかかる位置ずれによって生じるはずの試料上に描画されるパターン形状のずれを補正する。
【００３３】
図１２は、実施の形態１におけるマルチビーム描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図１２において、実施の形態１におけるマルチビーム描画方法は、歪み測定工程（Ｓ１０２）と、ショットデータ生成工程（Ｓ１０４）と、最大照射量演算工程（Ｓ１０６）と、照射量演算工程（Ｓ１０８）と、描画工程（照射量制御工程）（Ｓ１１０）という一連の工程を実施する。
【００３４】
まず、歪み測定工程（Ｓ１０２）として、描画処理を実行する前に、前処理として、測定部１０は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜Ｈを通過したマルチビーム２０による各ショットパターン３６の歪み量を測定する。具体的には、まず、１つの穴（例えば、穴Ａ）を通過したビームの偏向可能範囲内にマーク１０６が位置するようにＸＹステージを移動させる。そして、かかる穴（例えば、穴Ａ）を通過したビームを偏向器２０８で偏向しながらＸＹステージ１０５上のマーク１０６をスキャン（走査）する。かかる測定中の１つの穴（例えば、穴Ａ）以外の穴を通過するビームはブランキングによりビームｏｆｆにしておけばよい。そして、スキャン動作している間の反射電子や２次電子を検出器１３８で検出する。検出された反射電子や２次電子の測定データは、測定部１０に出力される。また、ステージ位置測定部１３９は、レーザをミラー２１０に照射し、反射されたレーザ光を受光して、ＸＹステージ１０５の位置を測定する。ステージ位置測定部１３９によりかかるスキャンを行った際のステージ位置が測定され、測定結果は、測定部１０に出力される。測定部１０は、測定されたステージ位置から想定されるマーク位置と、検出された反射電子や２次電子の測定データから想定されるマーク位置との差を測定し、かかる穴（例えば、穴Ａ）を通過したビームによるショットパターン３６の歪み量を測定する。残りの穴についても、１つずつ、同様に、測定し、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜Ｈを通過したマルチビーム２０による各ショットパターン３６の歪み量を測定する。ここでは、ｙ方向１段分（穴Ａ〜Ｈ）だけ記載しているが、縦横ｍ×ｎ個の穴を通過するマルチビーム２０について、それぞれの穴を通過するビームによる各ショットパターン３６の歪み量を測定する。測定された歪み量は記憶装置１４２に格納される。そして、描画処理が開始される。
【００３５】
ショットデータ生成工程（Ｓ１０４）として、描画データ処理部として機能する制御計算器１１０は、記憶装置１４０から描画データを読み出し、複数段のデータ変換処理を行って、装置固有のショットデータを生成する。ショットデータは、各ショットの照射有無（ビームｏｎ／ｏｆｆ）の情報および照射位置座標等が定義される。また、各ショットの照射量も合わせて定義されてもよい。或いは、照射量は、予め一定値に設定しておいてもよい。
【００３６】
図１３は、実施の形態１におけるショットパターンの重なり状況と照射量との関係を説明するための概念図である。図１３（ａ）では、アパーチャ部材２０３の穴Ｆを通過したビームによるショットパターンと、穴Ｇを通過したビームによるショットパターンと、穴Ｈを通過したビームによるショットパターンと、穴Ａを通過したビームによるショットパターンと、穴Ｂを通過したビームによるショットパターンとが順に照射された場合の重なり状況の一例を示す。図１３（ａ）では、穴Ｈを通過したビームによるショットパターンと、穴Ａを通過したビームによるショットパターンとの重なり状況だけ、規定の重なり量（ここではビームサイズの１／２）よりも重なり量が多くなっている場合を一例として示している。言い換えれば、照射位置の間隔がＡＵよりも狭くなっている場合を示している。その他のショットパターン同士の重なり量は、規定値通りになっている場合を一例として示している。図１３（ｂ）では、重なり量が把握しやすいように各ショットパターンを縦にずらして示している。また、ここでは、ｘ軸として、ＡＵのサイズで、０．５ＡＵずつｘ方向位置を示している。図１３（ｂ）では穴Ｇを通過したビームによるショット位置（中心位置）をｘ＝０で示している。図１３（ｃ）では、描画するパターン４０を一例として示し、パターン４０のエッジ位置（端部位置）Ｘを示している。そして、図１３（ｂ）では、かかるパターン４０のエッジ位置Ｘの位置によって、それぞれの穴を通過するビームに設定すべき照射量をグラフで示している。図１３（ｂ）では、ショットパターン毎にｙ軸としてかかる設定すべき照射量をグラフで示している。その際、ここでは、各ショットパターンの縦寸法（ｙ寸法）を通常の最大照射量に見立てている。また、図１３（ａ）（ｂ）では、穴Ｈと穴Ａを通過したビームによるショットパターン同士の重なり量から規定より余分に重なった量分を差し引いた差分をオーバーラップ量Ｘｏｒと定義する。言い換えれば、照射位置ピッチは理想的にはＡＵに一致することになるが、歪みによりＡＵよりも狭くなったそのずれ量をオーバーラップ量Ｘｏｒとしている。図からも解かるが、この例ではビームサイズをＡＵの２倍としている。
【００３７】
最大照射量演算工程（Ｓ１０６）として、最大照射量演算部１２は、各穴を通過するビームの最大照射量を演算する。具体的には、例えば、最大照射量演算部１２は、測定された歪量と描画方法等から各ショットの試料上の照射位置を求め、各穴を通過するビームの各ショットの最大照射量を演算する。かかる最大照射量は、オーバーラップ量Ｘｏｒに応じて最大照射量を演算する。最大照射量Ｄｍａｘは、オーバーラップ量Ｘｏｒ、ビームサイズＢｓ、および予め設定された通常の状態での最大照射量Ｄ０を用いて、以下の式（１）で定義される。
（１） Ｄｍａｘ＝｛１−（Ｘｏｒ／Ｂｓ）｝・Ｄ０
＝｛１−（Ｘｏｒ／（２・ＡＵ））｝・Ｄ０
これは、オーバーラップに関わる、穴Ｈと穴Ａを通過したビームについて同じとなる。また、その他の穴を通過したビームについては、規定値通りのオーバーラップ量、すなわちＸｏｒ＝０なので、Ｄｍａｘ＝Ｄ０となる。
【００３８】
このように、ビームサイズＢｓとオーバーラップ量Ｘｏｒの比に応じて、最大照射量Ｄｍａｘは演算されると好適である。予め設定していた規定値よりも余分にオーバーラップするショットは、全面が所謂べた描画となった場合に、近傍での総照射量が同じ（規定値）になるように最大照射量Ｄｍａｘを制限する。図１３（ｂ）の例では、穴Ｈを通過するビームと穴Ａを通過するビームについて最大照射量がＤ０からＤｍａｘに制限されることになる。
【００３９】
照射量演算工程（Ｓ１０８）として、照射量演算部１４は、ショットデータを読み込み、ショットデータに沿って、各ショット用のビームの照射量Ｄを演算する。具体的には、例えば、照射量演算部１４は、測定された歪量と描画方法等から求められる各ショットの試料上の照射位置に基づき、ショットデータを読み込み、ショットデータに沿って、各ショット用のビームの照射量Ｄを演算する。各照射量は、図１３（ｃ）に示すパターン４０のエッジ位置Ｘが、図１３（ｂ）に示すｘ座標のどの位置に位置するかによって計算される。
【００４０】
まず、穴Ｇを通過するビームの照射量Ｄｇについて示す。
Ｘ≦−０．５ＡＵの場合、Ｄｇ＝０と演算される。
−０．５ＡＵ＜Ｘ≦０．５ＡＵの場合、Ｄｇ＝｛（Ｘ＋０．５ＡＵ）／ＡＵ｝・Ｄ０と演算される。
Ｘ＞０．５ＡＵの場合、Ｄｇ＝Ｄ０と演算される。
【００４１】
次に、穴Ｈを通過するビームの照射量Ｄｈについて示す。
Ｘ＜０．５ＡＵの場合、Ｄｈ＝０と演算される。
０．５ＡＵ＜Ｘ≦１．５ＡＵ−（Ｘｏｒ／２）の場合、Ｄｈ＝｛（Ｘ−０．５ＡＵ）／ＡＵ｝・Ｄ０と演算される。
１．５ＡＵ−（Ｘｏｒ／２）＜Ｘの場合、Ｄｈ＝Ｄｍａｘ＝｛１−（Ｘｏｒ／Ｂｓ）｝・Ｄ０と演算される。
【００４２】
次に、穴Ａを通過するビームの照射量Ｄａについて示す。
Ｘ≦１．５ＡＵ−（Ｘｏｒ／２）の場合、Ｄａ＝０と演算される。
１．５ＡＵ−（Ｘｏｒ／２）＜Ｘ≦２．５ＡＵ−Ｘｏｒの場合、
Ｄａ＝｛（Ｘ−１．５ＡＵ＋Ｘｏｒ）／ＡＵ｝｝・Ｄ０と演算される。
２．５ＡＵ−Ｘｏｒ＜Ｘの場合、Ｄａ＝Ｄｍａｘ＝｛１−（Ｘｏｒ／Ｂｓ）｝・Ｄ０と演算される。
【００４３】
次に、穴Ｂを通過するビームの照射量Ｄｂについて示す。
Ｘ≦２．５ＡＵ−Ｘｏｒの場合、Ｄｂ＝０と演算される。
２．５ＡＵ−Ｘｏｒ＜Ｘ≦３．５ＡＵ−Ｘｏｒの場合、
Ｄｂ＝｛（Ｘ−２．５ＡＵ＋Ｘｏｒ）／ＡＵ｝・Ｄ０と演算される。
３．５ＡＵ−Ｘｏｒ＜Ｘの場合、Ｄｂ＝Ｄ０と演算される。
【００４４】
ここでは、規定のオーバーラップ量よりも余分にずれたショットパターンが穴Ｈを通過するビームと穴Ａを通過するビームによるショットパターン同士である場合について示したが、その他のビームによるショットパターン間でも規定のオーバーラップ量よりも余分にずれたショットパターン同士についても同様に計算すればよい。
【００４５】
描画工程（照射量制御工程）（Ｓ１１０）として、描画処理制御部１８は、上述したように、複数の穴２２のうち互いに異なる穴２２を通過した複数のビーム同士を試料１０１上においてＡＵ（制御グリッド）間隔で描画処理を進めるように描画処理を制御する。言いかえれば、複数のビーム同士の照射範囲を試料１０１上でオーバーラップさせながら描画処理を進めるように描画処理を制御する。その際、照射量制御部１６は、描画されるビーム同士の間隔がＡＵ（制御グリッド）間隔からずれる場合に、ずれ量に応じて、ずれに関与するビームの照射量を可変に制御する。言いかえれば、オーバーラップする量（重なり合う量）が予め設定された規定量からずれる場合に、オーバーラップ量に応じてオーバーラップに関与するビームの照射量を可変に制御する。具体的には、照射量演算部１４によって演算された照射量に可変制御する。そして、照射量制御部１６は各ショットの照射量を偏向制御回路１３０に出力し、偏向制御回路１３０は、入力された照射量に合わせて照射時間を演算する。照射時間ｔは、各ショットの照射量Ｄを電流密度Ｊで割ることで求めることができる。そして、偏向制御回路１３０は、対応するショットを行う際、照射時間ｔだけブランカーがビームｏｎするように制御用のデジタル信号をＤＡＣアンプ１３４に出力し、ＤＡＣアンプ１３４でデジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅したうえで、偏向電圧として、ブランキングプレート２０４の対応するブランカーに印加する。以上のように、描画したいパターンエッジ位置に応じて、最大照射量までの間で照射量を可変制御する。一方、描画処理制御部１８は、ショットデータが示す照射位置（座標）に各ビームが偏向されるように、偏向位置データを偏向制御回路１３２に出力する。偏向制御回路１３２は偏向量を演算し、制御用のデジタル信号をＤＡＣアンプ１３６に出力し、ＤＡＣアンプ１３６でデジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅したうえで、偏向電圧として、偏向器２０８に印加する。これにより、その回にショットされるマルチビーム２０をまとめて偏向する。
【００４６】
図１４は、実施の形態１の手法で描画した際の各位置でのドーズプロファイルのシミュレーション結果を示すグラフである。この結果は、ＡＵをビームサイズの半分の寸法とし、ビーム解像性をσ値でＡＵと同じと想定して、数値シミュレーションにより求めたものである。例えば、ビームサイズを２０ｎｍとすると、ＡＵが１０ｎｍ、ビーム解像性σは１０ｎｍの場合に相当する。図１４において、横軸は、図１３（ｂ）に示したｘ方向位置を示す。縦軸はドーズ量を任意相対値で示す。パターン４０のエッジ位置Ｘを図１３（ｂ）に示したｘ軸の０から２．５ＡＵまで０．５ＡＵずつ順に変化させた場合（条件１〜６）のエッジ位置Ｘでのドーズプロファイルを示している。図１４に示すように、実施の形態１の計算式で照射量が可変になるように演算することで、パターン４０のエッジ位置Ｘの変化に伴ってドーズプロファイルもｘ方向に移動していることがわかる。例えば、エッジを形成するためのドーズ閾値が値「２」付近であった場合、パターン４０のエッジ位置Ｘの変化に合わせてそれぞれの位置でのドーズ量も「２」付近のまま移行している。言い換えれば、エッジ位置Ｘが精度よくパターン形成できていることがわかる。
【００４７】
以上のように、実施の形態１によれば、光学系の歪み等によるマルチビームの照射位置のずれによるパターン形状或いは／および寸法の変動を抑制できる。その結果、マルチビームで高精度なパターンを描画できる。
【００４８】
上述した図１３（ｂ）では穴Ｇを通過したビームによるショット位置をｘ＝０として、各式を定義したが、表現の仕方はこれに限るものではない。以下、別の表現で説明する。
【００４９】
図１５は、実施の形態１におけるショットパターンの重なり状況と照射量との関係を説明するための他の一例を示す概念図である。図１５では、アパーチャ部材２０３の穴Ｇを通過したビームによるショットパターンと、穴Ｈを通過したビームによるショットパターンと、穴Ａを通過したビームによるショットパターンと、穴Ｂを通過したビームによるショットパターンとが順に照射された場合の重なり状況の一例を示す。図１５では、各ショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）を一点鎖線で示し、各一点鎖線に各ショットパターンを形成する穴の番号（Ａ〜Ｈ）を示している。また、図示しない穴Ｆを通過したビームによるショットパターンのショット位置を（Ｆ）で、図示しない穴Ｃを通過したビームによるショットパターンのショット位置を（Ｃ）でそれぞれ示している。そして、図１５では、図１３（ｃ）で示したパターン４０のエッジ位置Ｘの位置によって、それぞれの穴を通過するビームに設定すべき照射量をグラフで示している。ショットパターン毎にｙ軸としてかかる設定すべき照射量をグラフで示している。その際、ここでは、各ショットパターンの縦寸法（ｙ寸法）を通常の最大照射量に見立てている。
【００５０】
図１５（ａ）では、図１３（ｂ）と同様、穴Ａを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）が、穴Ｈを通過したビームによるショットパターン側にずれた場合を一例として示している。言い換えれば、穴Ｈを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）と穴Ａを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）との間隔Ｐ１がＡＵ（制御グリッド間隔）よりも狭くなっている場合を示している。その際のＨＡ間のショット位置のずれ量をオーバーラップ量Ｘｏｒ１としている。すなわち、Ｐ１＝ＡＵ−Ｘｏｒ１の関係になる。その他のショットパターン同士の重なり量は、規定値通りになっている場合を一例として示している。言い換えれば、その他のショットパターン同士のショット位置（照射位置：中心位置）間隔はＡＵ（制御グリッド間隔）になっている場合を一例として示している。例えば、穴Ａを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）と穴Ｂを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）との間隔Ｐ２はＡＵ（制御グリッド間隔）と一致している。よって、その際のＡＢ間のショット位置のずれ量（オーバーラップ量Ｘｏｒ２）はＸｏｒ２＝０となり、図１５（ａ）では記載が省略されている。
【００５１】
図１５（ｂ）では、図１５（ａ）の状況から、さらに、穴Ｂを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）が、穴Ａを通過したビームによるショットパターン側にずれた場合を一例として示している。言い換えれば、穴Ｈを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）と穴Ａを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）との間隔Ｐ１がＡＵ（制御グリッド間隔）よりも狭くなっている場合を示している。その際のＨＡ間のショット位置のずれ量をオーバーラップ量Ｘｏｒ１としている。すなわち、Ｐ１＝ＡＵ−Ｘｏｒ１の関係になる。そして、さらに、穴Ａを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）と穴Ｂを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）との間隔Ｐ２がＡＵ（制御グリッド間隔）よりも狭くなっている場合を示している。その際のＡＢ間のショット位置のずれ量をオーバーラップ量Ｘｏｒ２としている。すなわち、Ｐ２＝ＡＵ−Ｘｏｒ２の関係になる。
【００５２】
ここで、各ショットのビームの照射量Ｄは、前後（−ｘ方向および＋ｘ方向）に隣り合うショットのビーム同士の照射位置間の間隔Ｐ（ピッチ）の１／２の位置をそれぞれ境界として、定義される。図１５では、各照射位置間の間隔Ｐ（ピッチ）の１／２の位置となる境界を点線で示している。ここでは、一例として、穴Ａを通過するビームによるショットパターンの照射位置を基準（ｘ＝０）として、穴Ａを通過するビームの照射量を求める場合について説明する。他の穴を通過するビームの照射量も同様に求めることができる。
【００５３】
最大照射量演算工程（Ｓ１０６）として、最大照射量演算部１２は、各穴を通過するビームの最大照射量を演算する。かかる最大照射量は、オーバーラップ量Ｘｏｒ（ずれ量）に応じて最大照射量を演算する。最大照射量Ｄｍａｘは、オーバーラップ量Ｘｏｒ、ＡＵ、および予め設定された通常の状態での最大照射量Ｄ０を用いて、以下の式（２）で定義される。
（２） Ｄｍａｘ＝Ｄ０・｛（Ｐ１／ＡＵ＋Ｐ２／ＡＵ）／２｝
＝Ｄ０・（Ｐ１＋Ｐ２）／２ＡＵ
＝Ｄ０・｛（ＡＵ−Ｘｏｒ１）／ＡＵ＋（ＡＵ−Ｘｏｒ２）／ＡＵ）｝／２
＝Ｄ０・（２ＡＵ−Ｘｏｒ１−Ｘｏｒ２）／２ＡＵ
＝Ｄ０・｛１−（Ｘｏｒ１＋Ｘｏｒ２）／２ＡＵ｝
【００５４】
例えば、図１５（ａ）の例では、穴Ａを通過するビームの照射量Ｄａについて、Ｘｏｒ２＝０なので、Ｄｍａｘ＝Ｄ０・（１−Ｘｏｒ１／２ＡＵ）となる。一方、図１５（ｂ）の例では、Ｘｏｒ２＝０ではないので、Ｄｍａｘ＝Ｄ０・｛１−（Ｘｏｒ１＋Ｘｏｒ２）／２ＡＵ｝となる。
【００５５】
このように、ＡＵ（制御グリッド間隔）とオーバーラップ量Ｘｏｒ１，Ｘｏｒ２（ずれ量）の比に応じて、最大照射量Ｄｍａｘは演算されると好適である。予め設定していたＡＵ間隔よりも狭まった間隔でのショットは、全面が所謂べた描画となった場合に、近傍での総照射量が同じ（規定値）になるように最大照射量Ｄｍａｘを制限する。図１５（ａ）の例では、穴Ｈを通過するビームと穴Ａを通過するビームについて最大照射量がＤ０からそれぞれのＤｍａｘに制限されることになる。図１５（ｂ）の例では、穴Ｈを通過するビームと穴Ａを通過するビームと穴Ｂを通過するビームについて最大照射量がＤ０からそれぞれのＤｍａｘに制限されることになる。
【００５６】
照射量演算工程（Ｓ１０８）として、照射量演算部１４は、ショットデータを読み込み、ショットデータに沿って、各ショット用のビームの照射量Ｄを演算する。各照射量は、図１３（ｃ）に示すパターン４０のエッジ位置Ｘが、図１５（ｂ）に示すｘ座標のどの位置に位置するかによって計算される。
【００５７】
穴Ａを通過するビームの照射量Ｄａについて示す。
Ｘ＜−Ｐ１／２の場合、Ｄａ＝０と演算される。
−Ｐ１／２＜Ｘ≦Ｐ２／２の場合、Ｄａ＝Ｄ０・（１／ＡＵ）・（Ｘ＋Ｐ１／２）と演算される。
Ｘ＞Ｐ２／２の場合、Ｄａ＝Ｄｍａｘ
【００５８】
以上のように、図１５（ａ）および図１５（ｂ）の例において、各ビームの照射量は、傾き（１／ＡＵ）の一次比例で境界間を変化する。そして、ＡＵ間隔よりも狭まった間隔でのショットは、最大照射量ＤｍａｘがＤ０よりも小さい値に制限される。
【００５９】
また、照射量の計算式を参照すると解かるように、照射量計算はビームサイズに関わらずに計算ができる。そのため、ビームサイズは照射量の計算とは関係なく任意に設定することができる。
また、照射量の計算式は、一次式に限るものではない。２次元以上の多項式の関数であってもよい。例えば、上述した、−Ｐ１／２＜Ｘ≦Ｐ２／２の場合、上述した式の代わりに、Ｄａ＝Ｄ０・（１／ＡＵ）・（ａＸ３＋ｂＸ２＋ｃＸ＋ｄ）で演算しても好適である。各係数ａ，ｂ，ｃ，ｄは、実験で、或いはシミュレーション等で求めればよい。
また、上記の説明では、オーバーラップ量がビームの重なりが増える場合を想定して説明したが、オーバーラップ量がマイナス方向、すなわちビームの重なりが少なくなる方向にも本発明は適用できる。この場合、Ｄｍａｘ＞Ｄ０となる。オーバーラップ量がマイナス方向へある一定量までずれた場合に対しても、上記で説明したような効果が得られる。
【００６０】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
【００６１】
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。
【００６２】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのマルチ荷電粒子ビーム描画装置及び方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 測定部
１２ 最大照射量演算部
１４ 照射量演算部
１６ 照射量制御部
１８ 描画処理制御部
２０ マルチビーム
２２ 穴
２４，２６ 電極
３０ 描画領域
３２ ストライプ領域
３４ 照射領域
３６ ショットパターン
４０ パターン
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１０６ マーク
１１０，１２０ 制御計算機
１２１ メモリ
１３０，１３２ 偏向制御回路
１３４，１３６ ＤＡＣアンプ
１３８ アンプ
１３９ ステージ位置測定部
１４０，１４２ 記憶装置
１５０ 描画部
１６０ 制御部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３ アパーチャ部材
２０４ ブランキングプレート
２０５ 縮小レンズ
２０６ 制限アパーチャ部材
２０７ 対物レンズ
２０８ 偏向器
２０９ 検出器
２１０ ミラー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、マルチビームによる複数の照射位置を高精度化する手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、ウェハ等へ電子線を使って描画することが行われている。
【０００３】
例えば、マルチビームを使った描画装置がある。１本の電子ビームで描画する場合に比べて、マルチビームを用いることで一度に多くのビームを照射できるのでスループットを大幅に向上させることができる。かかるマルチビーム方式の描画装置では、例えば、電子銃から放出された電子ビームを複数の穴を持ったマスクに通してマルチビームを形成し、各々、ブランキング制御され、遮蔽されなかった各ビームが光学系で縮小され、偏向器で偏向され試料上の所望の位置へと照射される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
かかるマルチビーム方式の描画装置では、複数のビームが一度に照射されることになるが、かかる複数のビームの照射位置を高精度に合わせることが要求される。例えば、描画されるパターンについては、光学系のレンズの縮小率を調整することで各ビームの寸法を調整することで寸法を調整することが考えられる。しかし、レンズ条件を変更すると、パターンが回転するといった現象や、フィールド歪みが変化するといった現象が生じる。そのため、寸法精度が高精度になるように光学系に必要な他の多くのパラメータと共に最適化した状態に合わせこむことは難しい作業となってしまう。回転合わせについては、機械的に合わせる場合、ｎｍオーダーの正確な回転位置調整が必要となり、現実的ではない。また、フィールド歪みについては、まず、光学系には原理的にフィールド歪みが存在する。製造精度として、例えば、ｎｍ以下（例えば、０．１ｎｍ）の精度に合わせるにはかなり緻密な設計が必要となり、これもまた現実的ではない。また、光学系の設計で仮に高精度に設計できたとしても、他の設計パラメータの設定範囲に制約が存在する。そのため、フィールド歪みを修正しようとすると、かかる他の条件（例えば、解像性能、焦点深度等）の最適化を妨げる可能性もある。さらに、歪みを減らすために磁場の均一化を図ろうとすれば例えば巨大な鏡筒が必要になる。さらに、歪みを減らすためには複雑な補正機構が多く必要となり、装置に過大な負担をかけることにもなる。さらに、描画装置の製造後には、実際の装置での調整が必要となるが、歪みを修正しようにも、描画処理のパラメータが複雑に関係し合い、歪みの修正用のパラメータが独立変数にはならないので、最適化が困難か、できたとしても多大な時間をかかってしまうことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６１３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、マルチビーム方式の描画装置では、複数のビームが一度に照射されることになるが、かかる複数のビームの照射位置を高精度に合わせることが要求される。マルチビーム方式では、異なる成形穴を通過したビーム同士を一部重ね合わせながら繋げていき、所望の図形形状のパターンを形成していくことになる。光学系の歪み等によって、所望の照射位置からビームがずれると、照射ビーム間のオーバーラップ量がずれていき、高精度なパターンの描画が困難になってしまうといった問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、光学系の歪み等によるマルチビームの照射位置のずれによるパターン形状或いは寸法の変動を抑制する描画装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
試料を載置する、連続移動可能なステージと、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
複数の開口部を有し、複数の開口部全体が含まれる領域に荷電粒子ビームの照射を受け、複数の開口部を荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う複数のブランカーと、
複数のブランカーによってビームｏｆｆの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽するブランキングアパーチャ部材と、
ブランキングアパーチャ部材を通過した各ビームの試料上のそれぞれの照射位置に、ブランキングアパーチャ部材を通過した各ビームをまとめて偏向する偏向器と、
複数の開口部のうち互いに異なる開口部を通過した複数のビーム同士を試料上において所定の制御グリッド間隔で描画処理を進めるように描画処理を制御する描画処理制御部と、
描画されるビーム同士の間隔が制御グリッド間隔からずれる場合に、ずれ量に応じて、ずれに関与するビームの照射量を可変に制御する照射量制御部と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、上述したずれ量に応じて最大照射量を演算する最大照射量演算部をさらに備え、
照射量制御部は、演算された最大照射量内の照射量でずれに関与するビームの照射量を可変に制御すると好適である。
【００１０】
また、最大照射量演算部は、制御グリッド間隔と上述したずれ量の比に応じて、最大照射量を演算すると好適である。
【００１１】
本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、
荷電粒子ビームを放出する工程と、
複数の開口部を有するアパーチャ部材の複数の開口部全体が含まれる領域に荷電粒子ビームの照射を受け、複数の開口部を荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成する工程と、
複数の開口部のうち互いに異なる開口部を通過した複数のビーム同士を試料上において所定の制御グリッド間隔で描画処理を進める工程と、
描画されるビーム同士の間隔が制御グリッド間隔からずれる場合に、ずれ量に応じて、ずれに関与するビームの照射量を可変に制御する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
ずれに関与するビームがとり得る最大照射量を、予め求めたずれ量に応じて演算する工程をさらに備える好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一態様によれば、光学系の歪み等によるマルチビームの照射位置のずれによるパターン形状或いは寸法の変動を抑制できる。その結果、マルチビームで高精度なパターンを描画できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
【図２】実施の形態１におけるアパーチャ部材の構成を示す概念図である。
【図３】実施の形態１におけるブランキングプレートの構成を示す概念図である。
【図４】実施の形態１における描画動作を説明するための概念図である。
【図５】実施の形態１におけるラスタースキャンの描画動作を説明するための概念図である。
【図６】実施の形態１におけるビーム間ピッチのｎ倍の長さステージ移動させた場合の各ショットの照射位置の一例をより詳細に説明するための概念図である。
【図７】実施の形態１におけるビーム間ピッチのｎ倍の長さステージ移動させた場合の各ショットの照射位置の他の一例をより詳細に説明するための概念図である。
【図８】実施の形態１におけるビーム間ピッチのｎ倍の長さステージ移動させた場合の各ショットの照射位置の他の一例をより詳細に説明するための概念図である
【図９】実施の形態１におけるビーム間ピッチのｎ倍の長さステージ移動させた場合の各ショットの照射位置の他の一例をより詳細に説明するための概念図である
【図１０】実施の形態１における一度に照射されるマルチビームの位置ずれ量の一例を示す概念図である。
【図１１】実施の形態１におけるショットパターン同士の重なり状態の一例を示す図である。
【図１２】実施の形態１におけるマルチビーム描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。
【図１３】実施の形態１におけるショットパターンの重なり状況と照射量との関係を説明するための概念図である。
【図１４】実施の形態１の手法で描画した際の各位置でのドーズプロファイルのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１５】実施の形態１におけるショットパターンの重なり状況と照射量との関係を説明するための他の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。図１において、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の一例である。描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、アパーチャ部材２０３、ブランキングプレート２０４、縮小レンズ２０５、制限アパーチャ部材２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０５、および検出器２０９が配置されている。描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画時には描画対象基板となるマスク等の試料１０１が配置される。試料１０１には、半導体装置を製造する際の露光用マスク、或いは、半導体装置が製造される半導体基板（シリコンウェハ）等が含まれる。また、試料１０１には、レジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。ＸＹステージ１０５上には、さらに、マーク１０６と位置測定用のミラー２１０が配置される。マーク１０６は、例えば、十字型のパターンにより構成される。
【００１７】
制御部１６０は、制御計算機１１０，１２０、メモリ１２１、偏向制御回路１３０，１３２、デジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプ１３４，１３６、アンプ１３８、ステージ位置測定部１３９及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２を有している。制御計算機１１０，１２０、メモリ１２１、偏向制御回路１３０，１３２、アンプ１３８、ステージ位置測定部１３９、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２は、図示しないバスを介して互いに接続されている。記憶装置１４０（記憶部）には、描画データが外部から入力され、格納されている。
【００１８】
制御計算機１２０内には、測定部１０、最大照射量演算部１２、照射量演算部１４、照射量制御部１６、および描画処理制御部１８が配置される。測定部１０、最大照射量演算部１２、照射量演算部１４、照射量制御部１６、および描画処理制御部１８といった各機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。測定部１０、最大照射量演算部１２、照射量演算部１４、照射量制御部１６、および描画処理制御部１８に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１２１にその都度格納される。
【００１９】
ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成を記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。
【００２０】
図２は、実施の形態１におけるアパーチャ部材の構成を示す概念図である。図２（ａ）において、アパーチャ部材２０３には、縦（ｙ方向）ｍ列×横（ｘ方向）ｎ列（ｍ，ｎ≧２）の穴（開口部）２２が所定の配列ピッチで形成されている。図２（ａ）では、例えば、５１２×８列の穴２２が形成される。各穴２２は、共に同じ寸法形状の矩形例えば長方形或いは正方形で形成される。或いは、同じ外径の円形であっても構わない。ここでは、ｙ方向の各列について、ｘ方向にＡからＨまでの８つの穴２２がそれぞれ形成される例が示されている。これらの複数の穴２２を電子ビーム２００の一部がそれぞれ通過することで、マルチビーム２０が形成されることになる。ここでは、縦横（ｘ，ｙ方向）が共に２列以上の穴２２が配置された例を示したが、これに限るものではない。例えば、縦横（ｘ，ｙ方向）どちらか一方が複数列で他方は１列だけであっても構わない。また、穴２２の配列の仕方は、図２（ａ）にように、縦横が格子状に配置される場合に限るものではない。図２（ｂ）に示すように、例えば、縦方向（ｙ方向）１段目の列と、２段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ａだけずれて配置されてもよい。同様に、縦方向（ｙ方向）２段目の列と、３段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ｂだけずれて配置されてもよい。
【００２１】
図３は、実施の形態１におけるブランキングプレートの構成を示す概念図である。ブランキングプレート２０４には、アパーチャ部材２０３の各穴２２の配置位置に合わせて通過孔が形成され、各通過孔には、対となる２つの電極２４，２６の組（ブランカー）が、それぞれ配置される。各通過孔を通過する電子ビーム２０は、それぞれ独立にかかる対となる２つの電極２４，２６に印加される電圧によって偏向される。かかる偏向によってブランキング制御される。このように、複数のブランカーが、アパーチャ部材２０３の複数の穴２２（開口部）を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う。
【００２２】
電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２によりほぼ垂直にアパーチャ部材２０３全体を照明する。アパーチャ部材２０３には、矩形例えば長方形或いは正方形の複数の穴（開口部）が形成され、電子ビーム２００は、すべての複数の穴が含まれる領域を照明する。かかるアパーチャ部材２０３の複数の穴を通過することによって、例えば矩形形状の複数の電子ビーム（マルチビーム）２０ａ〜ｅが形成される。かかるマルチビーム２０ａ〜ｅは、ブランキングプレート２０４のそれぞれ対応するブランカー内を通過する。かかるブランカーは、それぞれ、個別に通過する電子ビーム２０を偏向する。そして、ブランキングプレート２０４を通過したマルチビーム２０ａ〜ｅは、縮小レンズ２０５によって、縮小され、制限アパーチャ部材２０６に形成された中心の穴に向かって進む。ここで、ブランキングプレート２０４のブランカーによって偏向された電子ビーム２０は、制限アパーチャ部材２０６（ブランキングアパーチャ部材）の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ部材２０６によって遮蔽される。一方、ブランキングプレート２０４のブランカーによって偏向されなかった電子ビーム２０は、制限アパーチャ部材２０６の中心の穴を通過する。かかるブランカーのｏｎ／ｏｆｆによって、ブランキング制御が行われ、ビームのｏｎ／ｏｆｆが制御される。このように、制限アパーチャ部材２０６は、複数のブランカーによってビームｏｆｆの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する。そして、ビームｏｎになってからビームｏｆｆになるまでに形成された、制限アパーチャ部材２０６を通過したビームにより１回分のショットのビームが形成される。制限アパーチャ部材２０６を通過したマルチビーム２０は、対物レンズ２０７により焦点が合わされ、所望の縮小率のパターン像となり、偏向器２０８によって、制限アパーチャ部材２０６を通過した各ビーム（マルチビーム２０全体）が同方向にまとめて偏向され、各ビームの試料１０１上のそれぞれの照射位置に照射される。また、例えばＸＹステージ１０５が連続移動している時、ビームの照射位置がＸＹステージ１０５の移動に追従するように偏向器２０８によって制御される。一度に照射されるマルチビーム２０は、理想的にはアパーチャ部材２０３の複数の穴の配列ピッチに上述した所望の縮小率を乗じたピッチで並ぶことになる。描画装置１００は、ショットビームを連続して順に照射していくラスタースキャン方式で描画動作を行い、所望のパターンを描画する際、不要なビームはブランキング制御によりビームｏｆｆに制御される。
【００２３】
図４は、実施の形態１における描画動作を説明するための概念図である。図４（ａ）に示すように、試料１０１の描画領域３０は、例えば、ｙ方向に向かって所定の幅で短冊状の複数のストライプ領域３２に仮想分割される。かかる各ストライプ領域３２は、描画単位領域となる。まず、ＸＹステージ１０５を移動させて、第１番目のストライプ領域３２の左端、或いはさらに左側の位置に一回のマルチビーム２０の照射で照射可能な照射領域３４が位置するように調整し、描画が開始される。第１番目のストライプ領域３２を描画する際には、ＸＹステージ１０５を例えば−ｘ方向に移動させることにより、相対的にｘ方向へと描画を進めていく。ＸＹステージ１０５は所定の速度で例えば連続移動させる。第１番目のストライプ領域３２の描画終了後、ステージ位置を−ｙ方向に移動させて、第２番目のストライプ領域３２の右端、或いはさらに右側の位置に照射領域３４が相対的にｙ方向に位置するように調整し、今度は、図４（ｂ）に示すように、ＸＹステージ１０５を例えばｘ方向に移動させることにより、−ｘ方向にむかって同様に描画を行う。第３番目のストライプ領域３２では、ｘ方向に向かって描画し、第４番目のストライプ領域３２では、−ｘ方向に向かって描画するといったように、交互に向きを変えながら描画することで描画時間を短縮できる。但し、かかる交互に向きを変えながら描画する場合に限らず、各ストライプ領域３２を描画する際、同じ方向に向かって描画を進めるようにしても構わない。各ストライプ３２を描画する際、ｘ方向に向かってＸＹステージ１０５が移動する中、偏向器２０８によってｙ方向に各ショットが順に移動する（スキャンする）ように偏向し、ショットビームを連続して順に照射していくラスタースキャン方式で描画する。例えば、ｘ方向への移動速度とｙ方向へのスキャン速度が１：１であれば、図４（ｃ）に示すように、アパーチャ部材２０３の１つの穴Ａを通過したビームによるショットパターン３６は、１回目に照射された位置からｙ方向から−ｘ方向側に４５度の角度の方向（１３５度の方向）に順にずれながら照射されていくことになる。同様に、アパーチャ部材２０３の１つの穴Ｂを通過したビームによるショットパターン３６は、１回目に照射された位置からｙ方向から−ｘ方向側に４５度の角度の方向に順にずれながら照射されていくことになる。アパーチャ部材２０３の各穴ＣからＨを通過した各ビームによるショットパターン３６も、同様に、それぞれ１回目に照射された位置からｙ方向から−ｘ方向側に４５度の角度の方向に順にずれながら照射されていくことになる。このように、一度に照射される縦横２×２のビームで囲まれる各領域内をラスタースキャン方式で描画していくことになる。縦横２×２のビームで囲まれる各領域は、図中下側の横２つのビーム位置を含み、上側の２つのビーム位置は、当該領域の１段ｙ方向側の領域に含まれる。
【００２４】
図５は、実施の形態１におけるラスタースキャンの描画動作を説明するための概念図である。例えば、アパーチャ部材２０３についてｘ方向に８つの穴Ａ〜Ｈが形成されている場合に、一度に照射されるｘ方向に隣り合うショットパターン３６間をステージが移動する間に、一度に照射される縦横２×２のビームで囲まれる各領域内を複数回のショットのビームで照射する。例えば、所定の量子化寸法で格子状に配置した制御グリッド（ＡＵ：アドレスユニット）のサイズを一度に照射される縦横２×２のビームで囲まれる各領域内をｎＡＵ×ｎＡＵになるサイズに設定し、ステージ移動中、かかる縦横２×２のビームで囲まれる各領域をＡＵ（制御グリッド）間隔でｎ回のショットのビームで照射する。ここでは、ＡＵのサイズを一度に照射される理想的な縦横２×２のビームで囲まれる各領域内を８ＡＵ×８ＡＵになるサイズに設定し、ステージ移動中、かかる縦横２×２のビームで囲まれる各領域をＡＵ毎にショットし、８回のショットのビームで照射する。例えば、穴Ａの８回目のショットは、隣りの穴Ｂの１回目のショットのｙ方向に８ＡＵ分ずれた位置に照射される。ＡＵ毎にショットする場合に、アパーチャ部材２０３の１つの穴Ａを通過したビームによるショットパターン３６について、ｘ、ｙ方向にショットパターン３６同士が重なり合うように照射していく方法がパターン精度得る上で望ましい。ここでは、例えば、ビームサイズがＡＵの２倍になるように設定している。この場合、ｘ、ｙ方向にそれぞれ１／２ずつショットパターン３６同士が重なり合うように照射していくことになる。
【００２５】
図６は、実施の形態１におけるビーム間ピッチのｎ倍の長さステージ移動させた場合の各ショットの照射位置の一例をより詳細に説明するための概念図である。図６において、丸で囲まれた数字のうち、「１」はアパーチャ部材２０３の各穴Ａを通過したビームによるショット位置を示す。図６において、丸で囲まれた数字のうち、「２」はアパーチャ部材２０３の各穴Ｂを通過したビームによるショット位置を示す。図６において、丸で囲まれた数字のうち、「３」はアパーチャ部材２０３の各穴Ｃを通過したビームによるショット位置を示す。図６において、丸で囲まれた数字のうち、「４」はアパーチャ部材２０３の各穴Ｄを通過したビームによるショット位置を示す。図６において、丸で囲まれた数字のうち、「５」はアパーチャ部材２０３の各穴Ｅを通過したビームによるショット位置を示す。図６において、丸で囲まれた数字のうち、「６」はアパーチャ部材２０３の各穴Ｆを通過したビームによるショット位置を示す。図６において、丸で囲まれた数字のうち、「７」はアパーチャ部材２０３の各穴Ｇを通過したビームによるショット位置を示す。図６において、丸で囲まれた数字のうち、「８」はアパーチャ部材２０３の各穴Ｈを通過したビームによるショット位置を示す。また、「１１」から「１８」は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜ＨとはＹ方向に１段上に位置する別の各穴を示す。また、四角で囲まれた位置は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜Ｈの位置を示す。アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜Ｈを通過したビームによる各ショットパターン３６は、理想的には互いにビーム間ピッチだけ離れた位置にそれぞれ照射される。そして、ビーム間ピッチをＡＵ（制御グリッド）間隔でｎ回（ここでは８回）ショットしながらビーム間ピッチのｎ倍（ここでは８回）の長さをステージ移動させると、図６に示すように、一度に照射される縦横２×２のビームで囲まれる各領域内は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜Ｈを通過したビームによる各ショットパターン３６によって埋め尽くされることになる。描画したいパターンの形状に応じて、かかるショットのうち、不要なショットのビームをｏｆｆにすれば、残りのショットパターン３６を繋ぎ合わせることによって試料１０１上に所望の形状のパターンを描画することができる。
【００２６】
図６では、ステージ移動方向を＋Ｘ方向とし、それと直行するＹ方向にビーム全体をスキャンするように制御する。この様子を同図の右側に概念的に矢印で図示している。また、アパーチャの開口（穴）位置の下にスキャン開始のタイミングを、Ｔ＝０を基準として、Ｔ＝−６〜７で示している。図６は、Ｔ＝０の時点で、各ビームがスキャンを開始する描画位置を模式的に表している。この例では、ステージの＋Ｘ方向ステージ移動に合わせてＹスキャンを行うことで、描画位置が相対的に−Ｘ方向に移動しながら、全面をビームショットで塗りつぶして行く。Ｔ＝０で０回目のＹ方向スキャンが終わると、ビーム位置は隣のビームの１ＡＵ（−Ｘ方向へ）ずれた所にあり、ここから１回目（Ｔ＝１）のスキャンを開始する。ステージ移動速度は、１回のＹスキャンが終わった時点でビーム位置が隣のビームの１ＡＵ（−Ｘ方向へ）ずれた所になるように制御される。Ｙ方向上下のビームについても同様に描画が行われ、ＡＵ単位で全面を塗り潰すようにビームショットができる。これらのビームショットの各々にどの程度の照射量を与えるかで様々なパターンが描画されることになる。
【００２７】
図７は、実施の形態１におけるビーム間ピッチのｎ倍の長さステージ移動させた場合の各ショットの照射位置の他の一例をより詳細に説明するための概念図である。図７において、丸で囲まれた数字と、アパーチャ部材２０３の各穴の位置との関係は図６と同様である。また、「１１」から「１８」は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜ＨとはＹ方向に１段上に位置する別の各穴を示す。また、四角で囲まれた位置は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜Ｈの位置を示す。図７では、図６の変形例を示す。この例は、図６の例に対して、さらにＸ方向のスキャンを組み合わせたものである。０回目（Ｔ＝０）のＹスキャンが終了すると、この図の例では、原点位置（スキャン開始位置）は左側の穴を通過したビームの０回目（Ｔ＝０）のスキャン開始位置と一致する。言い換えれば、そのようにステージ速度を制御する。左の穴のビームの描画位置と重ならないように、１回目（Ｔ＝１）のスキャン開始位置を左（−Ｘ方向）へ１制御ユニット（１ＡＵ）だけずらして（Ｘスキャンして）Ｙスキャンを開始する。このような処理を順次繰り返す。Ｔ＝７の時点でのスキャンを終えると、Ｘ方向の偏向量は０に戻して、再び同じ処理を繰り返す。
【００２８】
図８は、実施の形態１におけるビーム間ピッチのｎ倍の長さステージ移動させた場合の各ショットの照射位置の他の一例をより詳細に説明するための概念図である。図８では、図６のさらなる変形例を示す。図８において、丸で囲まれた数字と、アパーチャ部材２０３の各穴の位置との関係は図６と同様である。また、「１１」から「１８」は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜ＨとはＹ方向に１段上に位置する別の各穴を示す。また、四角で囲まれた位置は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜Ｈの位置を示す。図８の例では、Ｙスキャンをステージ移動に追従してほぼ４５°方向に行う。その結果、図に示すように、Ｙスキャンによる照射位置はＸ方向には移動せずに＋Ｙ方向へ順次描画されることになる。ステージ移動速度は、１回のＹスキャンが終わった時点でビーム位置が隣のビームの１ＡＵ（−Ｘ方向へ）ずれた所になるように制御される。このように描画を行うと、各ビームの照射位置がＸＹに整列した描画位置とすることができる。
【００２９】
図９は、実施の形態１におけるビーム間ピッチのｎ倍の長さステージ移動させた場合の各ショットの照射位置の他の一例をより詳細に説明するための概念図である。図９では、図８のさらなる変形例を示す。図９において、丸で囲まれた数字と、アパーチャ部材２０３の各穴の位置との関係は図６と同様である。また、「１１」から「１８」は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜ＨとはＹ方向に１段上に位置する別の各穴を示す。また、四角で囲まれた位置は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜Ｈの位置を示す。図９には、図８の例にＸ方向スキャンを組み合わせた例を示す。Ｙ方向スキャンと共に、ステージ速度に追従してＸ方向へ移動するように描画位置を順に制御すると、描画位置は順にＹ方向へ移動した位置へ描画される。０回目（Ｔ＝０）のステージ移動に追従したＹスキャンが終了すると、この図の例では、原点位置（スキャン開始位置）は左側の穴を通過したビームの０回目（Ｔ＝０）のスキャン開始位置と一致する。言い換えれば、そのようにステージ速度を制御する。左の穴のビームの描画位置と重ならないように、１回目（Ｔ＝１）のスキャン開始位置をＸスキャンにより左（−Ｘ方向）へ１制御ユニット（１ＡＵ）だけずらしてステージ移動に追従したＹスキャンを開始する。このような処理を順次繰り返す。Ｔ＝７の時点でのスキャンを終えると、Ｘ方向の偏向量は０に戻して、再び同じ処理を繰り返す。ここで、例えば、さらにＹ方向のスキャン速度を変えると、Ｙ方向のショット間隔が変えられる。
【００３０】
図６〜図９で各ショットの照射位置の一例を示したように、ステージ移動と組み合わせたスキャンの方法は色々と選択できる。Ｙ方向スキャンのみで描画する方法は制御がシンプルで済むというメリットがあるが、Ｘ方向のスキャンが無い分だけ融通性が乏しい。一方、ＸＹ両方向のスキャンを組み合わせた方法にはより選択肢があるというメリットがある。例えば、図６〜図９の例で示したように、スキャン方法を切り替えればビーム間のショット数を変えて（制御ユニットを変えて）描画することが可能となる。これらは、設計の要求に合わせて選択されれば良い。
【００３１】
図１０は、実施の形態１における一度に照射されるマルチビームの位置ずれ量の一例を示す概念図である。図１０では、例えば、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜Ｈを通過した一度に照射されるマルチビーム２０による各ショットパターン３６が、ｙ方向に比例して照射位置がずれた場合を示している。かかる位置ずれの原因として、光学系の歪みによる影響やアパーチャ部材２０３の機械的な設置位置の回転方向ずれによる影響の場合等が挙げられる。このように、現実には、理想的な位置に照射されず、光学系或いは機械的設置ずれ等による位置ずれが発生する。かかる場合に、穴Ａを通過したビームの照射位置を基準にすると、穴Ｈに向かうにしたがってだんだんに位置ずれ量Δｙ（Δｙｂ〜Δｙｈ）が大きくなってしまう。よって、ラスタースキャンを行った場合、図６〜図９に示す各ショットの繋ぎにおいて、穴Ａを通過したビームのショットパターン３６と穴Ｈを通過したビームのショットパターン３６との間での位置ずれ量が最も大きくなってしまう。その結果、穴Ａを通過したビームのショットパターン３６と穴Ｈを通過したビームのショットパターン３６との間でのつなぎ精度が最も劣化し、形成されるパターンの形状や位置に誤差が最も大きく影響してしまうことになる。
【００３２】
図１１は、実施の形態１におけるショットパターン同士の重なり状態の一例を示す図である。図１１（ａ）に示すように、設計段階では、ショットパターン同士（穴Ａのショットと穴Ｈのショット）の重なり量がＸａ（例えば、ビームサイズ（ショットパターンサイズ）の１／２）であったところ、歪み等により、結果的に図１１（ｂ）に示すように、重なり量Ｘｂと規定値の重なり量Ｘａよりもずれてしまう（ここでは、重なり量がより多くなってしまう例を示している）。言い換えれば、ショット位置同士の間隔がＡＵ間隔からずれてしまう。このままでは、形成されるパターンの形状や位置に誤差が生じてしまう。そこで、実施の形態１では、かかる位置ずれが生じた場合でも各ショットパターンのビームの照射量を可変制御することで、ショットパターンの位置ずれがあった場合でもかかる位置ずれによって生じるはずの試料上に描画されるパターン形状のずれを補正する。
【００３３】
図１２は、実施の形態１におけるマルチビーム描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図１２において、実施の形態１におけるマルチビーム描画方法は、歪み測定工程（Ｓ１０２）と、ショットデータ生成工程（Ｓ１０４）と、最大照射量演算工程（Ｓ１０６）と、照射量演算工程（Ｓ１０８）と、描画工程（照射量制御工程）（Ｓ１１０）という一連の工程を実施する。
【００３４】
まず、歪み測定工程（Ｓ１０２）として、描画処理を実行する前に、前処理として、測定部１０は、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜Ｈを通過したマルチビーム２０による各ショットパターン３６の歪み量を測定する。具体的には、まず、１つの穴（例えば、穴Ａ）を通過したビームの偏向可能範囲内にマーク１０６が位置するようにＸＹステージを移動させる。そして、かかる穴（例えば、穴Ａ）を通過したビームを偏向器２０８で偏向しながらＸＹステージ１０５上のマーク１０６をスキャン（走査）する。かかる測定中の１つの穴（例えば、穴Ａ）以外の穴を通過するビームはブランキングによりビームｏｆｆにしておけばよい。そして、スキャン動作している間の反射電子や２次電子を検出器１３８で検出する。検出された反射電子や２次電子の測定データは、測定部１０に出力される。また、ステージ位置測定部１３９は、レーザをミラー２１０に照射し、反射されたレーザ光を受光して、ＸＹステージ１０５の位置を測定する。ステージ位置測定部１３９によりかかるスキャンを行った際のステージ位置が測定され、測定結果は、測定部１０に出力される。測定部１０は、測定されたステージ位置から想定されるマーク位置と、検出された反射電子や２次電子の測定データから想定されるマーク位置との差を測定し、かかる穴（例えば、穴Ａ）を通過したビームによるショットパターン３６の歪み量を測定する。残りの穴についても、１つずつ、同様に、測定し、アパーチャ部材２０３の各穴Ａ〜Ｈを通過したマルチビーム２０による各ショットパターン３６の歪み量を測定する。ここでは、ｙ方向１段分（穴Ａ〜Ｈ）だけ記載しているが、縦横ｍ×ｎ個の穴を通過するマルチビーム２０について、それぞれの穴を通過するビームによる各ショットパターン３６の歪み量を測定する。測定された歪み量は記憶装置１４２に格納される。そして、描画処理が開始される。
【００３５】
ショットデータ生成工程（Ｓ１０４）として、描画データ処理部として機能する制御計算器１１０は、記憶装置１４０から描画データを読み出し、複数段のデータ変換処理を行って、装置固有のショットデータを生成する。ショットデータは、各ショットの照射有無（ビームｏｎ／ｏｆｆ）の情報および照射位置座標等が定義される。また、各ショットの照射量も合わせて定義されてもよい。或いは、照射量は、予め一定値に設定しておいてもよい。
【００３６】
図１３は、実施の形態１におけるショットパターンの重なり状況と照射量との関係を説明するための概念図である。図１３（ａ）では、アパーチャ部材２０３の穴Ｆを通過したビームによるショットパターンと、穴Ｇを通過したビームによるショットパターンと、穴Ｈを通過したビームによるショットパターンと、穴Ａを通過したビームによるショットパターンと、穴Ｂを通過したビームによるショットパターンとが順に照射された場合の重なり状況の一例を示す。図１３（ａ）では、穴Ｈを通過したビームによるショットパターンと、穴Ａを通過したビームによるショットパターンとの重なり状況だけ、規定の重なり量（ここではビームサイズの１／２）よりも重なり量が多くなっている場合を一例として示している。言い換えれば、照射位置の間隔がＡＵよりも狭くなっている場合を示している。その他のショットパターン同士の重なり量は、規定値通りになっている場合を一例として示している。図１３（ｂ）では、重なり量が把握しやすいように各ショットパターンを縦にずらして示している。また、ここでは、ｘ軸として、ＡＵのサイズで、０．５ＡＵずつｘ方向位置を示している。図１３（ｂ）では穴Ｇを通過したビームによるショット位置（中心位置）をｘ＝０で示している。図１３（ｃ）では、描画するパターン４０を一例として示し、パターン４０のエッジ位置（端部位置）Ｘを示している。そして、図１３（ｂ）では、かかるパターン４０のエッジ位置Ｘの位置によって、それぞれの穴を通過するビームに設定すべき照射量をグラフで示している。図１３（ｂ）では、ショットパターン毎にｙ軸としてかかる設定すべき照射量をグラフで示している。その際、ここでは、各ショットパターンの縦寸法（ｙ寸法）を通常の最大照射量に見立てている。また、図１３（ａ）（ｂ）では、穴Ｈと穴Ａを通過したビームによるショットパターン同士の重なり量から規定より余分に重なった量分を差し引いた差分をオーバーラップ量Ｘｏｒと定義する。言い換えれば、照射位置ピッチは理想的にはＡＵに一致することになるが、歪みによりＡＵよりも狭くなったそのずれ量をオーバーラップ量Ｘｏｒとしている。図からも解かるが、この例ではビームサイズをＡＵの２倍としている。
【００３７】
最大照射量演算工程（Ｓ１０６）として、最大照射量演算部１２は、各穴を通過するビームの最大照射量を演算する。具体的には、例えば、最大照射量演算部１２は、測定された歪量と描画方法等から各ショットの試料上の照射位置を求め、各穴を通過するビームの各ショットの最大照射量を演算する。かかる最大照射量は、オーバーラップ量Ｘｏｒに応じて最大照射量を演算する。最大照射量Ｄｍａｘは、オーバーラップ量Ｘｏｒ、ビームサイズＢｓ、および予め設定された通常の状態での最大照射量Ｄ０を用いて、以下の式（１）で定義される。
（１） Ｄｍａｘ＝｛１−（Ｘｏｒ／Ｂｓ）｝・Ｄ０
＝｛１−（Ｘｏｒ／（２・ＡＵ））｝・Ｄ０
これは、オーバーラップに関わる、穴Ｈと穴Ａを通過したビームについて同じとなる。また、その他の穴を通過したビームについては、規定値通りのオーバーラップ量、すなわちＸｏｒ＝０なので、Ｄｍａｘ＝Ｄ０となる。
【００３８】
このように、ビームサイズＢｓとオーバーラップ量Ｘｏｒの比に応じて、最大照射量Ｄｍａｘは演算されると好適である。予め設定していた規定値よりも余分にオーバーラップするショットは、全面が所謂べた描画となった場合に、近傍での総照射量が同じ（規定値）になるように最大照射量Ｄｍａｘを制限する。図１３（ｂ）の例では、穴Ｈを通過するビームと穴Ａを通過するビームについて最大照射量がＤ０からＤｍａｘに制限されることになる。
【００３９】
照射量演算工程（Ｓ１０８）として、照射量演算部１４は、ショットデータを読み込み、ショットデータに沿って、各ショット用のビームの照射量Ｄを演算する。具体的には、例えば、照射量演算部１４は、測定された歪量と描画方法等から求められる各ショットの試料上の照射位置に基づき、ショットデータを読み込み、ショットデータに沿って、各ショット用のビームの照射量Ｄを演算する。各照射量は、図１３（ｃ）に示すパターン４０のエッジ位置Ｘが、図１３（ｂ）に示すｘ座標のどの位置に位置するかによって計算される。
【００４０】
まず、穴Ｇを通過するビームの照射量Ｄｇについて示す。
Ｘ≦−０．５ＡＵの場合、Ｄｇ＝０と演算される。
−０．５ＡＵ＜Ｘ≦０．５ＡＵの場合、Ｄｇ＝｛（Ｘ＋０．５ＡＵ）／ＡＵ｝・Ｄ０と演算される。
Ｘ＞０．５ＡＵの場合、Ｄｇ＝Ｄ０と演算される。
【００４１】
次に、穴Ｈを通過するビームの照射量Ｄｈについて示す。
Ｘ＜０．５ＡＵの場合、Ｄｈ＝０と演算される。
０．５ＡＵ＜Ｘ≦１．５ＡＵ−（Ｘｏｒ／２）の場合、Ｄｈ＝｛（Ｘ−０．５ＡＵ）／ＡＵ｝・Ｄ０と演算される。
１．５ＡＵ−（Ｘｏｒ／２）＜Ｘの場合、Ｄｈ＝Ｄｍａｘ＝｛１−（Ｘｏｒ／Ｂｓ）｝・Ｄ０と演算される。
【００４２】
次に、穴Ａを通過するビームの照射量Ｄａについて示す。
Ｘ≦１．５ＡＵ−（Ｘｏｒ／２）の場合、Ｄａ＝０と演算される。
１．５ＡＵ−（Ｘｏｒ／２）＜Ｘ≦２．５ＡＵ−Ｘｏｒの場合、
Ｄａ＝｛（Ｘ−１．５ＡＵ＋Ｘｏｒ）／ＡＵ｝｝・Ｄ０と演算される。
２．５ＡＵ−Ｘｏｒ＜Ｘの場合、Ｄａ＝Ｄｍａｘ＝｛１−（Ｘｏｒ／Ｂｓ）｝・Ｄ０と演算される。
【００４３】
次に、穴Ｂを通過するビームの照射量Ｄｂについて示す。
Ｘ≦２．５ＡＵ−Ｘｏｒの場合、Ｄｂ＝０と演算される。
２．５ＡＵ−Ｘｏｒ＜Ｘ≦３．５ＡＵ−Ｘｏｒの場合、
Ｄｂ＝｛（Ｘ−２．５ＡＵ＋Ｘｏｒ）／ＡＵ｝・Ｄ０と演算される。
３．５ＡＵ−Ｘｏｒ＜Ｘの場合、Ｄｂ＝Ｄ０と演算される。
【００４４】
ここでは、規定のオーバーラップ量よりも余分にずれたショットパターンが穴Ｈを通過するビームと穴Ａを通過するビームによるショットパターン同士である場合について示したが、その他のビームによるショットパターン間でも規定のオーバーラップ量よりも余分にずれたショットパターン同士についても同様に計算すればよい。
【００４５】
描画工程（照射量制御工程）（Ｓ１１０）として、描画処理制御部１８は、上述したように、複数の穴２２のうち互いに異なる穴２２を通過した複数のビーム同士を試料１０１上においてＡＵ（制御グリッド）間隔で描画処理を進めるように描画処理を制御する。言いかえれば、複数のビーム同士の照射範囲を試料１０１上でオーバーラップさせながら描画処理を進めるように描画処理を制御する。その際、照射量制御部１６は、描画されるビーム同士の間隔がＡＵ（制御グリッド）間隔からずれる場合に、ずれ量に応じて、ずれに関与するビームの照射量を可変に制御する。言いかえれば、オーバーラップする量（重なり合う量）が予め設定された規定量からずれる場合に、オーバーラップ量に応じてオーバーラップに関与するビームの照射量を可変に制御する。具体的には、照射量演算部１４によって演算された照射量に可変制御する。そして、照射量制御部１６は各ショットの照射量を偏向制御回路１３０に出力し、偏向制御回路１３０は、入力された照射量に合わせて照射時間を演算する。照射時間ｔは、各ショットの照射量Ｄを電流密度Ｊで割ることで求めることができる。そして、偏向制御回路１３０は、対応するショットを行う際、照射時間ｔだけブランカーがビームｏｎするように制御用のデジタル信号をＤＡＣアンプ１３４に出力し、ＤＡＣアンプ１３４でデジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅したうえで、偏向電圧として、ブランキングプレート２０４の対応するブランカーに印加する。以上のように、描画したいパターンエッジ位置に応じて、最大照射量までの間で照射量を可変制御する。一方、描画処理制御部１８は、ショットデータが示す照射位置（座標）に各ビームが偏向されるように、偏向位置データを偏向制御回路１３２に出力する。偏向制御回路１３２は偏向量を演算し、制御用のデジタル信号をＤＡＣアンプ１３６に出力し、ＤＡＣアンプ１３６でデジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅したうえで、偏向電圧として、偏向器２０８に印加する。これにより、その回にショットされるマルチビーム２０をまとめて偏向する。
【００４６】
図１４は、実施の形態１の手法で描画した際の各位置でのドーズプロファイルのシミュレーション結果を示すグラフである。この結果は、ＡＵをビームサイズの半分の寸法とし、ビーム解像性をσ値でＡＵと同じと想定して、数値シミュレーションにより求めたものである。例えば、ビームサイズを２０ｎｍとすると、ＡＵが１０ｎｍ、ビーム解像性σは１０ｎｍの場合に相当する。図１４において、横軸は、図１３（ｂ）に示したｘ方向位置を示す。縦軸はドーズ量を任意相対値で示す。パターン４０のエッジ位置Ｘを図１３（ｂ）に示したｘ軸の０から２．５ＡＵまで０．５ＡＵずつ順に変化させた場合（条件１〜６）のエッジ位置Ｘでのドーズプロファイルを示している。図１４に示すように、実施の形態１の計算式で照射量が可変になるように演算することで、パターン４０のエッジ位置Ｘの変化に伴ってドーズプロファイルもｘ方向に移動していることがわかる。例えば、エッジを形成するためのドーズ閾値が値「２」付近であった場合、パターン４０のエッジ位置Ｘの変化に合わせてそれぞれの位置でのドーズ量も「２」付近のまま移行している。言い換えれば、エッジ位置Ｘが精度よくパターン形成できていることがわかる。
【００４７】
以上のように、実施の形態１によれば、光学系の歪み等によるマルチビームの照射位置のずれによるパターン形状或いは／および寸法の変動を抑制できる。その結果、マルチビームで高精度なパターンを描画できる。
【００４８】
上述した図１３（ｂ）では穴Ｇを通過したビームによるショット位置をｘ＝０として、各式を定義したが、表現の仕方はこれに限るものではない。以下、別の表現で説明する。
【００４９】
図１５は、実施の形態１におけるショットパターンの重なり状況と照射量との関係を説明するための他の一例を示す概念図である。図１５では、アパーチャ部材２０３の穴Ｇを通過したビームによるショットパターンと、穴Ｈを通過したビームによるショットパターンと、穴Ａを通過したビームによるショットパターンと、穴Ｂを通過したビームによるショットパターンとが順に照射された場合の重なり状況の一例を示す。図１５では、各ショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）を一点鎖線で示し、各一点鎖線に各ショットパターンを形成する穴の番号（Ａ〜Ｈ）を示している。また、図示しない穴Ｆを通過したビームによるショットパターンのショット位置を（Ｆ）で、図示しない穴Ｃを通過したビームによるショットパターンのショット位置を（Ｃ）でそれぞれ示している。そして、図１５では、図１３（ｃ）で示したパターン４０のエッジ位置Ｘの位置によって、それぞれの穴を通過するビームに設定すべき照射量をグラフで示している。ショットパターン毎にｙ軸としてかかる設定すべき照射量をグラフで示している。その際、ここでは、各ショットパターンの縦寸法（ｙ寸法）を通常の最大照射量に見立てている。
【００５０】
図１５（ａ）では、図１３（ｂ）と同様、穴Ａを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）が、穴Ｈを通過したビームによるショットパターン側にずれた場合を一例として示している。言い換えれば、穴Ｈを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）と穴Ａを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）との間隔Ｐ１がＡＵ（制御グリッド間隔）よりも狭くなっている場合を示している。その際のＨＡ間のショット位置のずれ量をオーバーラップ量Ｘｏｒ１としている。すなわち、Ｐ１＝ＡＵ−Ｘｏｒ１の関係になる。その他のショットパターン同士の重なり量は、規定値通りになっている場合を一例として示している。言い換えれば、その他のショットパターン同士のショット位置（照射位置：中心位置）間隔はＡＵ（制御グリッド間隔）になっている場合を一例として示している。例えば、穴Ａを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）と穴Ｂを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）との間隔Ｐ２はＡＵ（制御グリッド間隔）と一致している。よって、その際のＡＢ間のショット位置のずれ量（オーバーラップ量Ｘｏｒ２）はＸｏｒ２＝０となり、図１５（ａ）では記載が省略されている。
【００５１】
図１５（ｂ）では、図１５（ａ）の状況から、さらに、穴Ｂを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）が、穴Ａを通過したビームによるショットパターン側にずれた場合を一例として示している。言い換えれば、穴Ｈを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）と穴Ａを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）との間隔Ｐ１がＡＵ（制御グリッド間隔）よりも狭くなっている場合を示している。その際のＨＡ間のショット位置のずれ量をオーバーラップ量Ｘｏｒ１としている。すなわち、Ｐ１＝ＡＵ−Ｘｏｒ１の関係になる。そして、さらに、穴Ａを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）と穴Ｂを通過したビームによるショットパターンのショット位置（照射位置：中心位置）との間隔Ｐ２がＡＵ（制御グリッド間隔）よりも狭くなっている場合を示している。その際のＡＢ間のショット位置のずれ量をオーバーラップ量Ｘｏｒ２としている。すなわち、Ｐ２＝ＡＵ−Ｘｏｒ２の関係になる。
【００５２】
ここで、各ショットのビームの照射量Ｄは、前後（−ｘ方向および＋ｘ方向）に隣り合うショットのビーム同士の照射位置間の間隔Ｐ（ピッチ）の１／２の位置をそれぞれ境界として、定義される。図１５では、各照射位置間の間隔Ｐ（ピッチ）の１／２の位置となる境界を点線で示している。ここでは、一例として、穴Ａを通過するビームによるショットパターンの照射位置を基準（ｘ＝０）として、穴Ａを通過するビームの照射量を求める場合について説明する。他の穴を通過するビームの照射量も同様に求めることができる。
【００５３】
最大照射量演算工程（Ｓ１０６）として、最大照射量演算部１２は、各穴を通過するビームの最大照射量を演算する。かかる最大照射量は、オーバーラップ量Ｘｏｒ（ずれ量）に応じて最大照射量を演算する。最大照射量Ｄｍａｘは、オーバーラップ量Ｘｏｒ、ＡＵ、および予め設定された通常の状態での最大照射量Ｄ０を用いて、以下の式（２）で定義される。
（２） Ｄｍａｘ＝Ｄ０・｛（Ｐ１／ＡＵ＋Ｐ２／ＡＵ）／２｝
＝Ｄ０・（Ｐ１＋Ｐ２）／２ＡＵ
＝Ｄ０・｛（ＡＵ−Ｘｏｒ１）／ＡＵ＋（ＡＵ−Ｘｏｒ２）／ＡＵ）｝／２
＝Ｄ０・（２ＡＵ−Ｘｏｒ１−Ｘｏｒ２）／２ＡＵ
＝Ｄ０・｛１−（Ｘｏｒ１＋Ｘｏｒ２）／２ＡＵ｝
【００５４】
例えば、図１５（ａ）の例では、穴Ａを通過するビームの照射量Ｄａについて、Ｘｏｒ２＝０なので、Ｄｍａｘ＝Ｄ０・（１−Ｘｏｒ１／２ＡＵ）となる。一方、図１５（ｂ）の例では、Ｘｏｒ２＝０ではないので、Ｄｍａｘ＝Ｄ０・｛１−（Ｘｏｒ１＋Ｘｏｒ２）／２ＡＵ｝となる。
【００５５】
このように、ＡＵ（制御グリッド間隔）とオーバーラップ量Ｘｏｒ１，Ｘｏｒ２（ずれ量）の比に応じて、最大照射量Ｄｍａｘは演算されると好適である。予め設定していたＡＵ間隔よりも狭まった間隔でのショットは、全面が所謂べた描画となった場合に、近傍での総照射量が同じ（規定値）になるように最大照射量Ｄｍａｘを制限する。図１５（ａ）の例では、穴Ｈを通過するビームと穴Ａを通過するビームについて最大照射量がＤ０からそれぞれのＤｍａｘに制限されることになる。図１５（ｂ）の例では、穴Ｈを通過するビームと穴Ａを通過するビームと穴Ｂを通過するビームについて最大照射量がＤ０からそれぞれのＤｍａｘに制限されることになる。
【００５６】
照射量演算工程（Ｓ１０８）として、照射量演算部１４は、ショットデータを読み込み、ショットデータに沿って、各ショット用のビームの照射量Ｄを演算する。各照射量は、図１３（ｃ）に示すパターン４０のエッジ位置Ｘが、図１５（ｂ）に示すｘ座標のどの位置に位置するかによって計算される。
【００５７】
穴Ａを通過するビームの照射量Ｄａについて示す。
Ｘ＜−Ｐ１／２の場合、Ｄａ＝０と演算される。
−Ｐ１／２＜Ｘ≦Ｐ２／２の場合、Ｄａ＝Ｄ０・（１／ＡＵ）・（Ｘ＋Ｐ１／２）と演算される。
Ｘ＞Ｐ２／２の場合、Ｄａ＝Ｄｍａｘ
【００５８】
以上のように、図１５（ａ）および図１５（ｂ）の例において、各ビームの照射量は、傾き（１／ＡＵ）の一次比例で境界間を変化する。そして、ＡＵ間隔よりも狭まった間隔でのショットは、最大照射量ＤｍａｘがＤ０よりも小さい値に制限される。
【００５９】
また、照射量の計算式を参照すると解かるように、照射量計算はビームサイズに関わらずに計算ができる。そのため、ビームサイズは照射量の計算とは関係なく任意に設定することができる。
また、照射量の計算式は、一次式に限るものではない。２次元以上の多項式の関数であってもよい。例えば、上述した、−Ｐ１／２＜Ｘ≦Ｐ２／２の場合、上述した式の代わりに、Ｄａ＝Ｄ０・（１／ＡＵ）・（ａＸ３＋ｂＸ２＋ｃＸ＋ｄ）で演算しても好適である。各係数ａ，ｂ，ｃ，ｄは、実験で、或いはシミュレーション等で求めればよい。
また、上記の説明では、オーバーラップ量がビームの重なりが増える場合を想定して説明したが、オーバーラップ量がマイナス方向、すなわちビームの重なりが少なくなる方向にも本発明は適用できる。この場合、Ｄｍａｘ＞Ｄ０となる。オーバーラップ量がマイナス方向へある一定量までずれた場合に対しても、上記で説明したような効果が得られる。
【００６０】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
【００６１】
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。
【００６２】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのマルチ荷電粒子ビーム描画装置及び方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 測定部
１２ 最大照射量演算部
１４ 照射量演算部
１６ 照射量制御部
１８ 描画処理制御部
２０ マルチビーム
２２ 穴
２４，２６ 電極
３０ 描画領域
３２ ストライプ領域
３４ 照射領域
３６ ショットパターン
４０ パターン
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１０６ マーク
１１０，１２０ 制御計算機
１２１ メモリ
１３０，１３２ 偏向制御回路
１３４，１３６ ＤＡＣアンプ
１３８ アンプ
１３９ ステージ位置測定部
１４０，１４２ 記憶装置
１５０ 描画部
１６０ 制御部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３ アパーチャ部材
２０４ ブランキングプレート
２０５ 縮小レンズ
２０６ 制限アパーチャ部材
２０７ 対物レンズ
２０８ 偏向器
２０９ 検出器
２１０ ミラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を載置する、連続移動可能なステージと、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
複数の開口部を有し、前記複数の開口部全体が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の開口部を前記荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
前記アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う複数のブランカーと、
前記複数のブランカーによってビームｏｆｆの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽するブランキングアパーチャ部材と、
前記ブランキングアパーチャ部材を通過した各ビームの前記試料上のそれぞれの照射位置に、前記ブランキングアパーチャ部材を通過した各ビームをまとめて偏向する偏向器と、
前記複数の開口部のうち互いに異なる開口部を通過した複数のビーム同士を前記試料上において所定の制御グリッド間隔で描画処理を進めるように描画処理を制御する描画処理制御部と、
描画されるビーム同士の間隔が前記制御グリッド間隔からずれる場合に、ずれ量に応じて、ずれに関与するビームの照射量を可変に制御する照射量制御部と、
を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
前記ずれ量に応じて最大照射量を演算する最大照射量演算部をさらに備え、
前記照射量制御部は、演算された最大照射量内の照射量で前記ずれに関与するビームの照射量を可変に制御することを特徴とする請求項１記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記最大照射量演算部は、前記制御グリッド間隔と前記ずれ量の比に応じて、前記最大照射量を演算することを特徴とする請求項２記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
荷電粒子ビームを放出する工程と、
複数の開口部を有するアパーチャ部材の前記複数の開口部全体が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の開口部を前記荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成する工程と、
前記複数の開口部のうち互いに異なる開口部を通過した複数のビーム同士を前記試料上において所定の制御グリッド間隔で描画処理を進める工程と、
描画されるビーム同士の間隔が前記制御グリッド間隔からずれる場合に、ずれ量に応じて、ずれに関与するビームの照射量を可変に制御する工程と、
を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項５】
前記ずれに関与するビームがとり得る最大照射量を、予め求めたずれ量に応じて演算する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項４記載のマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項１】
試料を載置する、連続移動可能なステージと、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
複数の開口部を有し、前記複数の開口部全体が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の開口部を前記荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
前記アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う複数のブランカーと、
前記複数のブランカーによってビームｏｆｆの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽するブランキングアパーチャ部材と、
前記ブランキングアパーチャ部材を通過した各ビームの前記試料上のそれぞれの照射位置に、前記ブランキングアパーチャ部材を通過した各ビームをまとめて偏向する偏向器と、
前記複数の開口部のうち互いに異なる開口部を通過した複数のビーム同士を前記試料上において所定の制御グリッド間隔で描画処理を進めるように描画処理を制御する描画処理制御部と、
描画されるビーム同士の間隔が前記制御グリッド間隔からずれる場合に、ずれ量に応じて、ずれに関与するビームの照射量を可変に制御する照射量制御部と、
を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
前記ずれ量に応じて最大照射量を演算する最大照射量演算部をさらに備え、
前記照射量制御部は、演算された最大照射量内の照射量で前記ずれに関与するビームの照射量を可変に制御することを特徴とする請求項１記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記最大照射量演算部は、前記制御グリッド間隔と前記ずれ量の比に応じて、前記最大照射量を演算することを特徴とする請求項２記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
荷電粒子ビームを放出する工程と、
複数の開口部を有するアパーチャ部材の前記複数の開口部全体が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の開口部を前記荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成する工程と、
前記複数の開口部のうち互いに異なる開口部を通過した複数のビーム同士を前記試料上において所定の制御グリッド間隔で描画処理を進める工程と、
描画されるビーム同士の間隔が前記制御グリッド間隔からずれる場合に、ずれ量に応じて、ずれに関与するビームの照射量を可変に制御する工程と、
を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項５】
前記ずれに関与するビームがとり得る最大照射量を、予め求めたずれ量に応じて演算する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項４記載のマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−５５１４４（Ｐ２０１３−５５１４４Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９０９５７（Ｐ２０１１−１９０９５７）
【出願日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
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