特許 6854215 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

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6854215

(24)【登録日】2021年3月17日

(45)【発行日】2021年4月7日

(54)【発明の名称】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

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20210329BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20210329BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/30 541E

   G03F7/20 504

   G03F7/20 521

【請求項の数】5

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2017-149854(P2017-149854)

(22)【出願日】2017年8月2日

(65)【公開番号】特開2019-29575(P2019-29575A)

(43)【公開日】2019年2月21日

【審査請求日】2020年7月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】504162958

【氏名又は名称】株式会社ニューフレアテクノロジー

(74)【代理人】

【識別番号】100119035

【弁理士】

【氏名又は名称】池上 徹真

(74)【代理人】

【識別番号】100141036

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 章

(74)【代理人】

【識別番号】100088487

【弁理士】

【氏名又は名称】松山 允之

(72)【発明者】

【氏名】松本 裕史

【審査官】 冨士 健太

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１１９４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１０３５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０００４８０７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｈ０１Ｊ ３７／３０ −３７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷電粒子ビームを放出する放出源と、
前記荷電粒子ビームの照射を受け、マルチ荷電粒子ビームを形成する成形アパーチャアレイ基板と、
前記マルチ荷電粒子ビームの設計上の照射位置となる複数の設計グリッドの設計グリッド毎に、実際の照射位置が当該設計グリッドに近接する４つ以上のビームを用いて、前記実際の照射位置が当該設計グリッドを取り囲む３つずつのビームにより組合せた複数の組合せを設定する組合せ設定部と、
前記複数の組合せの組合せ毎に、当該組合せを構成する３つのビームに、分配後の各分配ドーズ量の重心位置及び総和が当該設計グリッド位置及び当該設計グリッドに照射される予定のドーズ量に一致するように当該設計グリッドに照射される予定の前記ドーズ量を分配するための、当該組合せを構成する前記３つのビームの各ビームへの第１の分配係数を演算する第１の分配係数演算部と、
前記４つ以上のビームのビーム毎に、当該ビームに対応する前記第１の分配係数を合計した値を前記複数の組合せの数で割った、当該設計グリッドに対する前記４つ以上のビームの各ビームの第２の分配係数を演算する第２の分配係数演算部と、
各設計グリッドに照射される予定の前記ドーズ量がそれぞれ対応する４つ以上のビームに分配されたマルチ荷電粒子ビームを用いて、試料にパターンを描画する描画機構と、
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】

前記各設計グリッドに照射される予定の前記ドーズ量は前記実際の照射位置が当該設計グリッドに近接する４つのビームに分配され、
前記設計グリッド毎に、前記実際の照射位置が当該設計グリッドに近接する前記４つのビームとして、当該設計グリッドを通る角度の異なる２直線によって分割される４つの領域からそれぞれ最近接の照射位置に対応するビームを選択する近接ビーム選択部をさらに備えた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】

前記ドーズ量が分配されると分配ドーズ量が閾値を超えるビームについて、当該ビームの周囲の複数のビームに、当該ビームに分配される分配ドーズ量の一部を再分配する再分配部をさらに備えた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4】

再分配先となる前記複数のビームとして、複数の組合せの中から再分配による重心位置のずれが、できるだけ小さくなる組合せのビーム群を選択する再分配ビーム選択部をさらに備えたことを特徴とする請求項３記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項5】

マルチ荷電粒子ビームの設計上の照射位置となる複数の設計グリッドの設計グリッド毎に、実際の照射位置が当該設計グリッドに近接する４つ以上のビームを用いて、前記実際の照射位置が当該設計グリッドを取り囲む３つずつのビームにより組合せた複数の組合せを設定する工程と、
前記複数の組合せの組合せ毎に、当該組合せを構成する３つのビームに、分配後の各分配ドーズ量の重心位置及び総和が当該設計グリッド位置及び当該設計グリッドに照射される予定のドーズ量に一致するように当該設計グリッドに照射される予定の前記ドーズ量を分配するための、当該組合せを構成する前記３つのビームの各ビームへの第１の分配係数を演算する工程と、
前記４つ以上のビームのビーム毎に、当該ビームに対応する前記第１の分配係数を合計した値を前記複数の組合せの数で割った、当該設計グリッドに対する前記４つ以上のビームの各ビームの第２の分配係数を演算する工程と、
各設計グリッドに照射される予定の前記ドーズ量がそれぞれ対応する４つ以上のビームに分配されたマルチ荷電粒子ビームを用いて、試料にパターンを描画する工程と、
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。

【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、マルチビーム描画の最大照射時間を制御する方法に関する。

【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、マスクブランクスへ電子線を使ってマスクパターンを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、マスク像が縮小されて、偏向器で偏向され試料上の所望の位置へと照射される。

【0004】

マルチビーム描画では、各ビームの照射量を照射時間によって制御している。しかしながら、マルチビームを同時期に照射するため、１ショットあたりのショット時間は、各ビームの最大照射時間によって律速される。描画中のステージを等速連続移動にする場合、ステージ速度は、マルチビームの全ショットにおける最大の照射時間を照射可能とする速度で定義されることになる。よって、最大の照射時間のショットが、ショットサイクルとステージ速度を制約することになる。最大照射時間が大きくなれば、その分、描画装置のスループットは低下することになる。

【0005】

ここで、各ビームの照射量は、近接効果等の現象により生じる寸法変動を補正するためにドーズ変調が行われる。さらに、マルチビームでは、光学系の特性上、露光フィールドに歪が生じ、かかる歪等によって、個々のビームの照射位置が理想グリッドからずれてしまう。しかし、マルチビームでは、個々のビームを個別に偏向することは難しいので個々のビームの試料面上の位置を個別に制御することは困難である。そのため、各ビームの位置ずれをドーズ変調によって補正することが行われる（例えば、特許文献１参照）。これらのドーズ変調を行うとなると、各照射位置へと照射される照射量の範囲は、基準ドーズに対して、ドーズ変調の範囲が例えば数１００％必要となる。よって、益々、最大照射時間が大きくなってしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１６−１０３５５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

そこで、本発明の一態様は、マルチビーム描画において最大照射時間を短縮することが可能な装置及び方法を提供する。

【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、
荷電粒子ビームを放出する放出源と、
荷電粒子ビームの照射を受け、マルチ荷電粒子ビームを形成する成形アパーチャアレイ基板と、
マルチ荷電粒子ビームの設計上の照射位置となる複数の設計グリッドの設計グリッド毎に、実際の照射位置が当該設計グリッドに近接する４つ以上のビームを用いて、実際の照射位置が当該設計グリッドを取り囲む３つずつのビームにより組合せた複数の組合せを設定する組合せ設定部と、
複数の組合せの組合せ毎に、当該組合せを構成する３つのビームに、分配後の各分配ドーズ量の重心位置及び総和が当該設計グリッド位置及び当該設計グリッドに照射される予定のドーズ量に一致するように当該設計グリッドに照射される予定のドーズ量を分配するための、当該組合せを構成する３つのビームの各ビームへの第１の分配係数を演算する第１の分配係数演算部と、
上述した４つ以上のビームのビーム毎に、当該ビームに対応する第１の分配係数を合計した値を複数の組合せの数で割った、当該設計グリッドに対する４つ以上のビームの各ビームの第２の分配係数を演算する第２の分配係数演算部と、
各設計グリッドに照射される予定のドーズ量がそれぞれ対応する４つ以上のビームに分配されたマルチ荷電粒子ビームを用いて、試料にパターンを描画する描画機構と、
を備えたことを特徴とする。

【0009】

また、各設計グリッドに照射される予定の前記ドーズ量は実際の照射位置が当該設計グリッドに近接する４つのビームに分配され、
設計グリッド毎に、実際の照射位置が当該設計グリッドに近接する４つのビームとして、当該設計グリッドを通る角度の異なる２直線によって分割される４つの領域からそれぞれ最近接の照射位置に対応するビームを選択する近接ビーム選択部をさらに備えると好適である。

【0010】

また、ドーズ量が分配されると分配ドーズ量が閾値を超えるビームについて、当該ビームの周囲の複数のビームに、当該ビームに分配される分配ドーズ量の一部を再分配する再分配部をさらに備えると好適である。

【0011】

また、再分配先となる複数のビームとして、複数の組合せの中から再分配による重心位置のずれが、できるだけ小さくなる組合せのビーム群を選択する再分配ビーム選択部をさらに備えると好適である。

【0012】

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、
マルチ荷電粒子ビームの設計上の照射位置となる複数の設計グリッドの設計グリッド毎に、実際の照射位置が当該設計グリッドに近接する４つ以上のビームを用いて、実際の照射位置が当該設計グリッドを取り囲む３つずつのビームにより組合せた複数の組合せを設定する工程と、
複数の組合せの組合せ毎に、当該組合せを構成する３つのビームに、分配後の各分配ドーズ量の重心位置及び総和が当該設計グリッド位置及び当該設計グリッドに照射される予定のドーズ量に一致するように当該設計グリッドに照射される予定のドーズ量を分配するための、当該組合せを構成する３つのビームの各ビームへの第１の分配係数を演算する工程と、
上述した４つ以上のビームのビーム毎に、当該ビームに対応する第１の分配係数を合計した値を複数の組合せの数で割った、当該設計グリッドに対する４つ以上のビームの各ビームの第２の分配係数を演算する工程と、
各設計グリッドに照射される予定のドーズ量がそれぞれ対応する４つ以上のビームに分配されたマルチ荷電粒子ビームを用いて、試料にパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明の一態様によれば、マルチビーム描画においてドーズ変調の変調幅を小さくできる。よって、最大照射時間を短縮できる。その結果、スループットを向上させることができる。

【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における成形アパーチャアレイ基板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アパーチャアレイ機構の構成を示す断面図である。

【図4】実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ機構のメンブレン領域内の構成の一部を示す上面概念図である。

【図5】実施の形態１の個別ブランキング機構の一例を示す図である。

【図6】実施の形態１における描画動作の一例を説明するための概念図である。

【図7】実施の形態１におけるマルチビームの照射領域と描画対象画素との一例を示す図である。

【図8】実施の形態１におけるマルチビームの描画方法の一例を説明するための図である。

【図9】実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。

【図10】実施の形態１におけるビームの位置ずれと位置ずれ周期性とを説明するための図である。

【図11】実施の形態１におけるドーズ分配テーブル作成工程の内部工程の一例を示すフローチャート図である。

【図12】実施の形態１における近接ビームの探索手法を説明するための図である。

【図13】実施の形態１における制御グリッドと各ビームの実際の照射位置との一例を示す図である。

【図14】実施の形態１における周囲３つの近接ビームへのドーズ分配の仕方を説明するための図である。

【図15】実施の形態１におけるドーズ分配テーブルの一例を示す図である。

【図16】実施の形態１におけるドーズ分配による照射量頻度の一例を示す図である。

【図17】実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。

【図18】実施の形態２における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。

【図19】実施の形態２におけるドーズ分配テーブル調整工程の内部工程を示すフローチャート図である。

【図20】実施の形態２における一様１００％面積密度を仮定した場合の照射量マップの一例を示す図である。

【図21】実施の形態２における分配ドーズ量が閾値を超える特定ビームに近接する近接ビームの探索手法を説明するための図である。

【図22】実施の形態２における修正後のドーズ分配テーブルの一例を示す図である。

【図23】実施の形態３における描画装置の構成を示す概念図である。

【図24】実施の形態３における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。

【図25】実施の形態３におけるドーズ分配によるエッジ位置分散と照射量頻度との一例を示す図である。

【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、描画機構１５０と制御系回路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。描画機構１５０は、電子鏡筒１０２（マルチ電子ビームカラム）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、成形アパーチャアレイ基板２０３、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４、縮小レンズ２０５、制限アパーチャ基板２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８、及び偏向器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レジストが塗布されたマスクブランクス等の試料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。ＸＹステージ１０５上には、さらに、ＸＹステージ１０５の位置測定用のミラー２１０が配置される。

【0017】

制御系回路１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、デジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプユニット１３２，１３４、ステージ位置検出器１３９及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２，１４４を有している。制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、ＤＡＣアンプユニット１３２，１３４、ステージ位置検出器１３９及び記憶装置１４０，１４２，１４４は、図示しないバスを介して互いに接続されている。偏向制御回路１３０には、ＤＡＣアンプユニット１３２，１３４及びブランキングアパーチャアレイ機構２０４が接続されている。ＤＡＣアンプユニット１３２の出力は、偏向器２０９に接続される。ＤＡＣアンプユニット１３４の出力は、偏向器２０８に接続される。ステージ位置検出器１３９は、レーザ光をＸＹステージ１０５上のミラー２１０に照射し、ミラー２１０からの反射光を受光する。そして、かかる反射光の情報を使ったレーザ干渉の原理を利用してＸＹステージ１０５の位置を測定する。

【0018】

制御計算機１１０内には、ラスタライズ部５０、照射量マップ作成部５２、ビーム位置ずれマップ作成部５４、選択部５６、探索部５８、組合せ設定部６０、ドーズ分配率演算部６２、ドーズ分配係数演算部６４、ドーズ分配テーブル作成部６６、ドーズ変調部６８、及び描画制御部７２が配置されている。ラスタライズ部５０、照射量マップ作成部５２、ビーム位置ずれマップ作成部５４、選択部５６、探索部５８、組合せ設定部６０、ドーズ分配率演算部６２、ドーズ分配係数演算部６４、ドーズ分配テーブル作成部６６、ドーズ変調部６８、及び描画制御部７２といった各「〜部」は、処理回路を有する。かかる処理回路は、例えば、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置を含む。各「〜部」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いても良いし、或いは異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。ラスタライズ部５０、照射量マップ作成部５２、ビーム位置ずれマップ作成部５４、選択部５６、探索部５８、組合せ設定部６０、ドーズ分配率演算部６２、ドーズ分配係数演算部６４、ドーズ分配テーブル作成部６６、ドーズ変調部６８、及び描画制御部７２に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１２にその都度格納される。

【0019】

また、描画装置１００の外部から描画データが入力され、記憶装置１４０に格納される。描画データには、通常、描画するための複数の図形パターンの情報が定義される。具体的には、図形パターン毎に、図形コード、座標、及びサイズ等が定義される。

【0020】

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。

【0021】

図２は、実施の形態１における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。図２において、成形アパーチャアレイ基板２０３には、縦（ｙ方向）ｐ列×横（ｘ方向）ｑ列（ｐ，ｑ≧２）の穴（開口部）２２が所定の配列ピッチでマトリクス状に形成されている。図２では、例えば、縦横（ｘ，ｙ方向）に５１２×５１２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で形成される。或いは、同じ直径の円形であっても構わない。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。また、穴２２の配列の仕方は、図２のように、縦横が格子状に配置される場合に限るものではない。例えば、縦方向（ｙ方向）ｋ段目の列と、ｋ＋１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）ｋ＋１段目の列と、ｋ＋２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。

【0022】

図３は、実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ機構の構成を示す断面図である。
図４は、実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ機構のメンブレン領域内の構成の一部を示す上面概念図である。なお、図３と図４において、制御電極２４と対向電極２６と制御回路４１とパッド４３の位置関係は一致させて記載していない。ブランキングアパーチャアレイ機構２０４は、図３に示すように、支持台３３上にシリコン等からなる半導体基板３１が配置される。基板３１の中央部は、例えば裏面側から薄く削られ、薄い膜厚ｈのメンブレン領域３３０（第１の領域）に加工されている。メンブレン領域３３０を取り囲む周囲は、厚い膜厚Ｈの外周領域３３２（第２の領域）となる。メンブレン領域３３０の上面と外周領域３３２の上面とは、同じ高さ位置、或いは、実質的に高さ位置になるように形成される。基板３１は、外周領域３３２の裏面で支持台３３上に保持される。支持台３３の中央部は開口しており、メンブレン領域３３０の位置は、支持台３３の開口した領域に位置している。

【0023】

メンブレン領域３３０には、図２に示した成形アパーチャアレイ基板２０３の各穴２２に対応する位置にマルチビームのそれぞれのビームの通過用の通過孔２５（開口部）が開口される。言い換えれば、基板３１のメンブレン領域３３０には、電子線を用いたマルチビームのそれぞれ対応するビームが通過する複数の通過孔２５がアレイ状に形成される。そして、基板３１のメンブレン領域３３０上であって、複数の通過孔２５のうち対応する通過孔２５を挟んで対向する位置に２つの電極を有する複数の電極対がそれぞれ配置される。具体的には、メンブレン領域３３０上に、図３及び図４に示すように、各通過孔２５の近傍位置に該当する通過孔２５を挟んでブランキング偏向用の制御電極２４と対向電極２６の組（ブランカー：ブランキング偏向器）がそれぞれ配置される。また、基板３１内部であってメンブレン領域３３０上の各通過孔２５の近傍には、各通過孔２５用の制御電極２４に偏向電圧を印加する制御回路４１（ロジック回路）が配置される。各ビーム用の対向電極２６は、グランド接続される。

【0024】

また、図４に示すように、各制御回路４１は、制御信号用のｎビット（例えば１０ビット）のパラレル配線が接続される。各制御回路４１は、制御信号用のｎビットのパラレル配線の他、クロック信号線、読み込み（ｒｅａｄ）信号、ショット（ｓｈｏｔ）信号および電源用の配線等が接続される。クロック信号線、読み込み（ｒｅａｄ）信号、ショット（ｓｈｏｔ）信号および電源用の配線等はパラレル配線の一部の配線を流用しても構わない。マルチビームを構成するそれぞれのビーム毎に、制御電極２４と対向電極２６と制御回路４１とによる個別ブランキング機構４７が構成される。また、図３の例では、制御電極２４と対向電極２６と制御回路４１とが基板３１の膜厚が薄いメンブレン領域３３０に配置される。但し、これに限るものではない。また、メンブレン領域３３０にアレイ状に形成された複数の制御回路４１は、例えば、同じ行或いは同じ列によってグループ化され、グループ内の制御回路４１群は、図４に示すように、直列に接続される。そして、グループ毎に配置されたパッド４３からの信号がグループ内の制御回路４１に伝達される。具体的には、各制御回路４１内に、図示しないシフトレジスタが配置され、例えば、ｐ×ｑ本のマルチビームのうち例えば同じ行のビームの制御回路４１内のシフトレジスタが直列に接続される。そして、例えば、ｐ×ｑ本のマルチビームの同じ行のビームの制御信号がシリーズで送信され、例えば、ｐ回のクロック信号によって各ビームの制御信号が対応する制御回路４１に格納される。

【0025】

図５は、実施の形態１の個別ブランキング機構の一例を示す図である。図５において、制御回路４１内には、アンプ４６（スイッチング回路の一例）が配置される。図５の例では、アンプ４６の一例として、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭＯＳ）インバータ回路が配置される。そして、ＣＭＯＳインバータ回路は正の電位（Ｖｄｄ：ブランキング電位：第１の電位）（例えば、５Ｖ）（第１の電位）とグランド電位（ＧＮＤ：第２の電位）に接続される。ＣＭＯＳインバータ回路の出力線（ＯＵＴ）は制御電極２４に接続される。一方、対向電極２６は、グランド電位が印加される。そして、ブランキング電位とグランド電位とが切り替え可能に印加される複数の制御電極２４が、基板３１上であって、複数の通過孔２５のそれぞれ対応する通過孔２５を挟んで複数の対向電極２６のそれぞれ対応する対向電極２６と対向する位置に配置される。

【0026】

ＣＭＯＳインバータ回路の入力（ＩＮ）には、閾値電圧よりも低くなるＬ（ｌｏｗ）電位（例えばグランド電位）と、閾値電圧以上となるＨ（ｈｉｇｈ）電位（例えば、１．５Ｖ）とのいずれかが制御信号として印加される。実施の形態１では、ＣＭＯＳインバータ回路の入力（ＩＮ）にＬ電位が印加される状態では、ＣＭＯＳインバータ回路の出力（ＯＵＴ）は正電位（Ｖｄｄ）となり、対向電極２６のグランド電位との電位差による電界により対応ビーム２０を偏向し、制限アパーチャ基板２０６で遮蔽することでビームＯＦＦになるように制御する。一方、ＣＭＯＳインバータ回路の入力（ＩＮ）にＨ電位が印加される状態（アクティブ状態）では、ＣＭＯＳインバータ回路の出力（ＯＵＴ）はグランド電位となり、対向電極２６のグランド電位との電位差が無くなり対応ビーム２０を偏向しないので制限アパーチャ基板２０６を通過することでビームＯＮになるように制御する。

【0027】

各通過孔を通過する電子ビーム２０は、それぞれ独立に対となる２つの制御電極２４と対向電極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。具体的には、制御電極２４と対向電極２６の組は、それぞれ対応するスイッチング回路となるＣＭＯＳインバータ回路によって切り替えられる電位によってマルチビームの対応ビームをそれぞれ個別にブランキング偏向する。このように、複数のブランカーが、成形アパーチャアレイ基板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。

【0028】

図６は、実施の形態１における描画動作の一例を説明するための概念図である。図６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。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のショット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は例えば等速で連続移動させる。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、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方向に向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。１回のショットでは、成形アパーチャアレイ基板２０３の各穴２２を通過することによって形成されたマルチビームによって、最大で成形アパーチャアレイ基板２０３に形成された複数の穴２２と同数の複数のショットパターンが一度に形成される。

【0029】

図７は、実施の形態１におけるマルチビームの照射領域と描画対象画素との一例を示す図である。図７において、ストライプ領域３２には、例えば、試料１０１面上におけるマルチビーム２０のビームサイズピッチで格子状に配列される複数の制御グリッド２７（設計グリッド）が設定される。例えば、１０ｎｍ程度の配列ピッチにすると好適である。かかる複数の制御グリッド２７が、マルチビーム２０の設計上の照射位置となる。制御グリッド２７の配列ピッチはビームサイズに限定されるものではなく、ビームサイズとは関係なく偏向器２０９の偏向位置として制御可能な任意の大きさで構成されるものでも構わない。そして、各制御グリッド２７を中心とした、制御グリッド２７の配列ピッチと同サイズでメッシュ状に仮想分割された複数の画素３６が設定される。各画素３６は、マルチビームの１つのビームあたりの照射単位領域となる。図７の例では、試料１０１の描画領域が、例えばｙ方向に、１回のマルチビーム２０の照射で照射可能な照射領域３４（描画フィールド）のサイズと実質同じ幅サイズで複数のストライプ領域３２に分割された場合を示している。照射領域３４のｘ方向サイズは、マルチビーム２０のｘ方向のビーム間ピッチにｘ方向のビーム数を乗じた値で定義できる。照射領域３４のｙ方向サイズは、マルチビーム２０のｙ方向のビーム間ピッチにｙ方向のビーム数を乗じた値で定義できる。なお、ストライプ領域３２の幅は、これに限るものではない。照射領域３４のｎ倍（ｎは１以上の整数）のサイズであると好適である。図７の例では、例えば５１２×５１２列のマルチビームの図示を８×８列のマルチビームに省略して示している。そして、照射領域３４内に、１回のマルチビーム２０のショットで照射可能な複数の画素２８（ビームの描画位置）が示されている。言い換えれば、隣り合う画素２８間のピッチが設計上のマルチビームの各ビーム間のピッチとなる。図７の例では、隣り合う４つの画素２８で囲まれると共に、４つの画素２８のうちの１つの画素２８を含む正方形の領域で１つのサブ照射領域２９を構成する。図７の例では、各サブ照射領域２９は、４×４画素で構成される場合を示している。

【0030】

図８は、実施の形態１におけるマルチビームの描画方法の一例を説明するための図である。図８では、図７で示したストライプ領域３２を描画するマルチビームのうち、ｙ方向３段目の座標（１，３），（２，３），（３，３），・・・，（５１２，３）の各ビームで描画するサブ照射領域２９の一部を示している。図８の例では、例えば、ＸＹステージ１０５が８ビームピッチ分の距離を移動する間に４つの画素を描画（露光）する場合を示している。かかる４つの画素を描画（露光）する間、照射領域３４がＸＹステージ１０５の移動によって試料１０１との相対位置がずれないように、偏向器２０８によってマルチビーム２０全体を一括偏向することによって、照射領域３４をＸＹステージ１０５の移動に追従させる。言い換えれば、トラッキング制御が行われる。図８の例では、８ビームピッチ分の距離を移動する間に４つの画素を描画（露光）することで１回のトラッキングサイクルを実施する場合を示している。

【0031】

具体的には、ステージ位置検出器１３９が、ミラー２１０にレーザを照射して、ミラー２１０から反射光を受光することでＸＹステージ１０５の位置を測長する。測長されたＸＹステージ１０５の位置は、制御計算機１１０に出力される。制御計算機１１０内では、描画制御部７２がかかるＸＹステージ１０５の位置情報を偏向制御回路１３０に出力する。偏向制御回路１３０内では、ＸＹステージ１０５の移動に合わせて、ＸＹステージ１０５の移動に追従するようにビーム偏向するための偏向量データ（トラッキング偏向データ）を演算する。デジタル信号であるトラッキング偏向データは、ＤＡＣアンプ１３４に出力され、ＤＡＣアンプ１３４は、デジタル信号をアナログ信号に変換の上、増幅して、トラッキング偏向電圧として偏向器２０８に印加する。

【0032】

そして、描画機構１５０は、当該ショットにおけるマルチビームの各ビームのそれぞれの照射時間のうちの最大描画時間Ｔｔｒ内のそれぞれの制御グリッド２７に対応する描画時間（照射時間、或いは露光時間）、各制御グリッド２７にマルチビーム２０のうちＯＮビームのそれぞれ対応するビームを照射する。

【0033】

図８の例では、座標（１，３）のビーム（１）によって、時刻ｔ＝０からｔ＝最大描画時間Ｔｔｒまでの間に注目サブ照射領域２９の例えば最下段右から１番目の画素３６の制御グリッド２７に１ショット目のビームの照射が行われる。これにより、当該画素は、所望の照射時間のビームの照射を受けたことになる。時刻ｔ＝０からｔ＝Ｔｔｒまでの間にＸＹステージ１０５は例えば２ビームピッチ分だけ−ｘ方向に移動する。その間、トラッキング動作は継続している。

【0034】

当該ショットのビーム照射開始から当該ショットの最大描画時間Ｔｔｒが経過後、偏向器２０８によってトラッキング制御のためのビーム偏向を継続しながら、トラッキング制御のためのビーム偏向とは別に、偏向器２０９によってマルチビーム２０を一括して偏向することによって各ビームの描画位置（前回の描画位置）を次の各ビームの描画位置（今回の描画位置）にシフトする。図８の例では、時刻ｔ＝Ｔｔｒになった時点で、注目サブ照射領域２９の最下段右から１番目の画素３６の制御グリッド２７から下から１段目かつ右から１番目の画素３６の制御グリッド２７へと描画対象制御グリッド２７をシフトする。その間にもＸＹステージ１０５は定速移動しているのでトラッキング動作は継続している。

【0035】

そして、トラッキング制御を継続しながら、シフトされた各ビームの描画位置に当該ショットの最大描画時間Ｔｔｒ内のそれぞれ対応する描画時間、マルチビーム２０のうちＯＮビームのそれぞれ対応するビームを照射する。図８の例では、座標（１，３）のビーム（１）によって、時刻ｔ＝Ｔｔｒからｔ＝２Ｔｔｒまでの間に注目サブ照射領域２９の例えば下から２段目かつ右から１番目の画素３６の制御グリッド２７に２ショット目のビームの照射が行われる。時刻ｔ＝Ｔｔｒからｔ＝２Ｔｔｒまでの間にＸＹステージ１０５は例えば２ビームピッチ分だけ−ｘ方向に移動する。その間、トラッキング動作は継続している。

【0036】

図８の例では、時刻ｔ＝２Ｔｔｒになった時点で、注目サブ照射領域２９の下から２段目かつ右から１番目の画素３６の制御グリッド２７から下から３段目かつ右から１番目の画素３６の制御グリッド２７へと偏向器２０９によるマルチビームの一括偏向により描画対象制御グリッド２７をシフトする。その間にもＸＹステージ１０５は移動しているのでトラッキング動作は継続している。そして、座標（１，３）のビーム（１）によって、時刻ｔ＝２Ｔｔｒからｔ＝３Ｔｔｒまでの間に注目サブ照射領域２９の例えば下から３段目かつ右から１番目の画素３６の制御グリッド２７に３ショット目のビームの照射が行われる。これにより、当該画素３６の制御グリッド２７は、所望の照射時間のビームの照射を受けたことになる。

【0037】

時刻ｔ＝２Ｔｔｒからｔ＝３Ｔｔｒまでの間にＸＹステージ１０５は例えば２ビームピッチ分だけ−ｘ方向に移動する。その間、トラッキング動作は継続している。時刻ｔ＝３Ｔｔｒになった時点で、注目サブ照射領域２９の下から３段目かつ右から１番目の画素３６の制御グリッド２７から下から４段目かつ右から１番目の画素３６の制御グリッド２７へと偏向器２０９によるマルチビームの一括偏向により描画対象画素をシフトする。その間にもＸＹステージ１０５は移動しているのでトラッキング動作は継続している。

【0038】

そして、座標（１，３）のビーム（１）によって、時刻ｔ＝３Ｔｔｒからｔ＝４Ｔｔｒまでの間に注目サブ照射領域２９の例えば下から４段目かつ右から１番目の画素３６の制御グリッド２７に４ショット目のビームの照射が行われる。これにより、当該画素３６の制御グリッド２７は、所望の照射時間のビームの照射を受けたことになる。

【0039】

時刻ｔ＝３Ｔｔｒからｔ＝４Ｔｔｒまでの間にＸＹステージ１０５は例えば２ビームピッチ分だけ−ｘ方向に移動する。その間、トラッキング動作は継続している。以上により、注目サブ照射領域２９の右から１番目の画素列の描画が終了する。

【0040】

図８の例では初回位置から３回シフトされた後の各ビームの描画位置にそれぞれ対応するビームを照射した後、ＤＡＣアンプユニット１３４は、トラッキング制御用のビーム偏向をリセットすることによって、トラッキング位置をトラッキング制御が開始されたトラッキング開始位置に戻す。言い換えれば、トラッキング位置をステージ移動方向と逆方向に戻す。図８の例では、時刻ｔ＝４Ｔｔｒになった時点で、注目サブ照射領域２９のトランキングを解除して、ｘ方向に８ビームピッチ分ずれた注目サブ照射領域２９にビームを振り戻す。なお、図８の例では、座標（１，３）のビーム（１）について説明したが、その他の座標のビームについてもそれぞれの対応するサブ照射領域２９に対して同様に描画が行われる。すなわち、座標（ｎ，ｍ）のビームは、ｔ＝４Ｔｔｒの時点で対応するサブ照射領域２９に対して右から１番目の画素列の描画が終了する。例えば、座標（２，３）のビーム（２）は、図７のビーム（１）用の注目サブ照射領域２９の−ｘ方向に隣り合うサブ照射領域２９に対して右から１番目の画素列の描画が終了する。

【0041】

なお、各サブ照射領域２９の右から１番目の画素列の描画は終了しているので、トラッキングリセットした後に、次回のトラッキングサイクルにおいてまず偏向器２０９は、各サブ照射領域２９の下から１段目かつ右から２番目の画素の制御グリッド２７にそれぞれ対応するビームの描画位置を合わせる（シフトする）ように偏向する。

【0042】

以上のように同じトラッキングサイクル中は偏向器２０８によって照射領域３４を試料１０１に対して相対位置が同じ位置になるように制御された状態で、偏向器２０９によって１制御グリッド２７（画素３６）ずつシフトさせながら各ショットを行う。そして、トラッキングサイクルが１サイクル終了後、照射領域３４のトラッキング位置を戻してから、図６の下段に示すように、例えば１制御グリッド（１画素）ずれた位置に１回目のショット位置を合わせ、次のトラッキング制御を行いながら偏向器２０９によって１制御グリッド（１画素）ずつシフトさせながら各ショットを行う。ストライプ領域３２の描画中、かかる動作を繰り返すことで、照射領域３４ａ〜３４ｏといった具合に順次照射領域３４の位置が移動していき、当該ストライプ領域の描画を行っていく。

【0043】

マルチビーム２０で試料１０１を描画する際、上述したように、偏向器２０８によるトラッキング動作中にＸＹステージ１０５の移動に追従しながらショットビームとなるマルチビーム２０を偏向器２０９によるビーム偏向位置の移動によって１制御グリッド（１画素）ずつ順に連続して照射していく。そして、試料１０１上のどの制御グリッド２７（画素３６）をマルチビームのどのビームが照射するのかは描画シーケンスによって決まる。そして、マルチビームのｘ，ｙ方向にそれぞれ隣り合うビーム間のビームピッチを用いて、試料１０１面上におけるｘ，ｙ方向にそれぞれ隣り合うビーム間のビームピッチ（ｘ方向）×ビームピッチ（ｙ方向）の領域はｎ×ｎ画素の領域（サブ照射領域２９）で構成される。例えば、１回のトラッキング動作で、ＸＹステージ１０５が−ｘ方向にビームピッチ（ｘ方向）だけ移動する場合、上述したようにｙ方向に１つのビームによって照射位置をシフトしながらｎ制御グリッド（ｎ画素）が描画される。或いは、ｘ方向或いは斜め方向に１つのビームによって照射位置をシフトしながらｎ制御グリッド（ｎ画素）が描画されてもよい。同じｎ×ｎ画素の領域内の他のｎ画素が次回のトラッキング動作で上述したビームとは異なるビームによって同様にｎ画素が描画される。このようにｎ回のトラッキング動作でそれぞれ異なるビームによってｎ画素ずつ描画されることにより、１つのｎ×ｎ画素の領域内のすべての画素が描画される。マルチビームの照射領域内の他のｎ×ｎ画素の領域についても同時期に同様の動作が実施され、同様に描画される。

【0044】

次に描画装置１００における描画機構１５０の動作について説明する。電子銃２０１（放出源）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２によりほぼ垂直に成形アパーチャアレイ基板２０３全体を照明する。成形アパーチャアレイ基板２０３には、矩形の複数の穴（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。複数の穴の位置に照射された電子ビーム２００の各一部が、かかる成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の穴をそれぞれ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、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４のそれぞれ対応するブランカー（第１の偏向器：個別ブランキング機構）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（ブランキング偏向を行う）。

【0045】

ブランキングアパーチャアレイ機構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、制限アパーチャ基板２０６に形成された中心の穴に向かって進む。ここで、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４のブランカーによって偏向された電子ビーム２０ａは、制限アパーチャ基板２０６の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ基板２０６によって遮蔽される。一方、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４のブランカーによって偏向されなかった電子ビーム２０ｂ〜２０ｅは、図１に示すように制限アパーチャ基板２０６の中心の穴を通過する。かかる個別ブランキング機構の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、制限アパーチャ基板２０６は、個別ブランキング機構４７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、ビーム毎に、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、制限アパーチャ基板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。制限アパーチャ基板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２０８，２０９によって、制限アパーチャ基板２０６を通過した各ビーム（マルチビーム２０全体）が同方向に一括して偏向され、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。一度に照射されるマルチビーム２０は、理想的には成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の穴２２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。

【0046】

図９は、実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図９において、実施の形態１における描画方法は、面積率マップ作成工程（Ｓ１０２）と、ストライプ単位の照射量マップ作成工程（Ｓ１０４）と、ビーム位置ずれ量測定工程（Ｓ１１２）と、ビームアレイ単位のビーム位置ずれ量マップ作成工程（Ｓ１１４）と、ストライプ単位のビーム位置ずれ量マップ作成工程（Ｓ１１６）と、ドーズ分配テーブル作成工程（Ｓ１１８）と、ストライプ単位の照射量マップ補正工程（Ｓ１３０）と、描画工程（Ｓ１４０）と、いう一連の工程を実施する。

【0047】

面積率マップ作成工程（ラスタライズ処理工程）（Ｓ１０２）として、ラスタライズ部５０は、記憶装置１４０から描画データを読み出し、画素３６毎に、当該画素３６内のパターン面積密度ρ’を演算する。かかる処理は、例えば、ストライプ領域３２毎に実行する。

【0048】

ストライプ単位の照射量マップ作成工程（Ｓ１０４）として、照射量マップ作成部５２は、まず、描画領域（ここでは、例えばストライプ領域３２）を所定のサイズでメッシュ状に複数の近接メッシュ領域（近接効果補正計算用メッシュ領域）に仮想分割する。近接メッシュ領域のサイズは、近接効果の影響範囲の１／１０程度、例えば、１μｍ程度に設定すると好適である。照射量マップ作成部５２は、記憶装置１４０から描画データを読み出し、近接メッシュ領域毎に、当該近接メッシュ領域内に配置されるパターンのパターン面積密度ρを演算する。

【0049】

次に、照射量マップ作成部５２は、近接メッシュ領域毎に、近接効果を補正するための近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）（補正照射量）を演算する。未知の近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）は、後方散乱係数η、しきい値モデルの照射量閾値Ｄｔｈ、パターン面積密度ρ、及び分布関数ｇ（ｘ）を用いた、従来手法と同様の近接効果補正用のしきい値モデルによって定義できる。

【0050】

次に、照射量マップ作成部５２は、画素３６毎に、当該画素３６に照射するための入射照射量Ｄ（ｘ）（ドーズ量）を演算する。入射照射量Ｄ（ｘ）は、例えば、予め設定された基準照射量Ｄｂａｓｅに近接効果補正照射係数Ｄｐとパターン面積密度ρ’とを乗じた値として演算すればよい。基準照射量Ｄｂａｓｅは、例えば、Ｄｔｈ／（１／２＋η）で定義できる。以上により、描画データに定義される複数の図形パターンのレイアウトに基づいた、近接効果が補正された本来の所望する入射照射量Ｄ（ｘ）を得ることができる。

【0051】

そして、照射量マップ作成部５２は、ストライプ単位で画素３６毎の入射照射量Ｄ（ｘ）を定義した照射量マップを作成する。かかる画素３６毎の入射照射量Ｄ（ｘ）は、設計上、当該画素３６の制御グリッド２７に照射される予定の入射照射量Ｄ（ｘ）となる。言い換えれば、照射量マップ作成部５２は、ストライプ単位で制御グリッド２７毎の入射照射量Ｄ（ｘ）を定義した照射量マップ（１）を作成する。作成された照射量マップ（１）は、例えば、記憶装置１４２に格納される。

【0052】

ビーム位置ずれ量測定工程（Ｓ１１２）として、描画装置１００は、マルチビーム２０の各ビームの対応する制御グリッド２７からの位置ずれ量を測定する。

【0053】

図１０は、実施の形態１におけるビームの位置ずれと位置ずれ周期性とを説明するための図である。マルチビーム２０では、図１０（ａ）に示すように、光学系の特性上、露光フィールドに歪が生じ、かかる歪等によって、個々のビームの実際の照射位置３９が理想グリッドに照射される場合の照射位置３７からずれてしまう。そこで、実施の形態１では、かかる個々のビームの実際の照射位置３９の位置ずれ量を測定する。具体的には、レジストが塗布された評価基板に、マルチビーム２０を照射し、評価基板を現像することで生成されるレジストパターンの位置を位置測定器で測定することにより、ビーム毎の位置ずれ量を測定する。各ビームのショットサイズでは、各ビームの照射位置におけるレジストパターンのサイズを位置測定器で測定困難であれば、各ビームで、位置測定器で測定可能なサイズの図形パターン（例えば矩形パターン）を描画し、図形パターン（レジストパターン）の両側のエッジ位置を測定して、両エッジ間の中間位置と設計上の図形パターンの中間位置との差分から対象ビームの位置ずれ量を測定すればよい。そして、得られた各ビームの照射位置の位置ずれ量データは、描画装置１００に入力され、記憶装置１４４に格納される。また、マルチビーム描画では、ストライプ領域３２内において照射領域３４をずらしながら描画を進めていくため、例えば、図８において説明した描画シーケンスでは、図６の下段に示すように、ストライプ領域３２の描画中、照射領域３４ａ〜３４ｏといった具合に順次照射領域３４の位置が移動して、照射領域３４の移動毎に、各ビームの位置ずれに周期性が生じることになる。或いは、各ビームが、それぞれ対応するサブ照射領域２９内のすべての画素３６を照射する描画シーケンスの場合であれば、図１０（ｂ）に示すように、少なくとも照射領域３４と同じサイズの単位領域３５毎（３５ａ、３５ｂ、・・・）に各ビームの位置ずれに周期性が生じることになる。よって、１つの照射領域３４分の各ビームの位置ずれ量を測定すれば、測定結果を流用できる。言い換えれば、各ビームについて、対応するサブ照射領域２９内の各画素３６での位置ずれ量を測定できれば良い。

【0054】

ビームアレイ単位のビーム位置ずれ量マップ作成工程（Ｓ１１４）として、ビーム位置ずれマップ作成部５４は、まず、ビームアレイ単位、言い換えれば、照射領域３４内の各ビームの位置ずれ量を定義するビーム位置ずれ量マップ（１）を作成する。具体的には、ビーム位置ずれマップ作成部５４は、記憶装置１４４から各ビームの照射位置の位置ずれ量データを読み出し、かかるデータをマップ値としてビーム位置ずれ量マップ（１）を作成すればよい。

【0055】

ストライプ単位のビーム位置ずれ量マップ作成工程（Ｓ１１６）として、ビーム位置ずれマップ作成部５４は、次に、ストライプ領域３２内の各画素３６の制御グリッド２７でのビーム位置ずれ量マップ（２）を作成する。ストライプ領域３２内の各画素３６の制御グリッド２７をどのビームが照射するのかは、例えば図８において説明したように、描画シーケンスによって決まる。よって、ビーム位置ずれマップ作成部５４は、描画シーケンスに応じてストライプ領域３２内の各画素３６の制御グリッド２７毎に当該制御グリッド２７への照射を担当するビームを特定して、当該ビームの位置ずれ量を演算する。そして、ビーム位置ずれマップ作成部５４は、各制御グリッド２７へのビームの照射位置の位置ずれ量をマップ値として、ストライプ単位のビーム位置ずれ量マップ（２）を作成する。上述したように、各ビームの位置ずれに周期性が生じるので、ビームアレイ単位のビーム位置ずれ量マップ（１）の値を流用して、ストライプ単位のビーム位置ずれ量マップ（２）を作成すればよい。

【0056】

ドーズ分配テーブル作成工程（Ｓ１１８）として、制御グリッド２７毎に、当該制御グリッド２７に設定されるドーズ量を周囲のビームに分配するためのドーズ分配テーブルを作成する。

【0057】

図１１は、実施の形態１におけるドーズ分配テーブル作成工程の内部工程の一例を示すフローチャート図である。図１１において、ドーズ分配テーブル作成工程（Ｓ１１８）は、その内部工程として、注目グリッド選定工程（Ｓ２０２）と、近接ビーム探索工程（Ｓ２０４）と、組合せ設定工程（Ｓ２０６）と、ドーズ分配率演算工程（Ｓ２０８）と、ドーズ分配係数演算工程（Ｓ２１０）と、ドーズ分配テーブル作成処理工程（Ｓ２１２）と、いう一連の工程を実施する。

【0058】

注目グリッド選定工程（Ｓ２０２）として、選択部５６は、対象ストライプ領域３２内の複数の制御グリッド２７のうち、注目する制御グリッドを選択（選定）する。

【0059】

近接ビーム探索工程（Ｓ２０４）として、探索部５８は、マルチビーム２０の設計上の照射位置となる複数の制御グリッド２７（設計グリッド）の制御グリッド２７毎に、実際の照射位置が当該制御グリッド２７に近接する４つ以上の近接ビームを探索する。

【0060】

図１２は、実施の形態１における近接ビームの探索手法を説明するための図である。各制御グリッド２７に照射されるビームは、上述したように、位置ずれが生じるため、図１２に示すように各ビームの実際の照射位置（実照射位置）は、当該ビームが担当する制御グリッド２７から外れた位置となる。そのため、図１２において、座標ｄ（ｉ，ｊ）で示す注目する制御グリッド２７（注目グリッド）（黒）の周囲には、複数の実照射位置３９（白）が存在する。近接ビームの数は４つ以上であればよいが、実施の形態１では、４つの近接ビームを探索し、選択する場合について説明する。

【0061】

探索部５８（近接ビーム選択部）は、制御グリッド２７（設計グリッド）毎に、実際の照射位置が当該制御グリッド２７に近接する４つの近接ビームとして、当該制御グリッド２７を通る角度の異なる２直線によって分割される４つの領域からそれぞれ最近接の照射位置に対応するビームを探索し、選択する。図１２の例では、角度の異なる２直線として、例えば、座標ｄ（ｉ，ｊ）で示す注目する制御グリッド２７（注目グリッド）を通るｘ方向に平行な直線４３ａとｙ方向に平行な直線４３ｂとを用いる。言い換えれば、注目グリッドを中心とするｘ軸とｙ軸を設定する。そして、注目グリッド周辺の領域をｘ軸とｙ軸とによって分割される４つの領域（第１象限〜第４象限）に分割する。そして、探索部５８（近接ビーム選択部）は、第１象限（Ａ）において最近接の照射位置３９ｂに対応するビームと、第２象限（Ｂ）において最近接の照射位置３９ａに対応するビームと、第３象限（Ｃ）において最近接の照射位置３９ｃに対応するビームと、第４象限（Ｄ）において最近接の照射位置３９ｄに対応するビームと、を選択する。

【0062】

図１３は、実施の形態１における制御グリッドと各ビームの実際の照射位置との一例を示す図である。図１３の例では、中心に示される注目する制御グリッド２７に対応するビームの実際の照射位置３９が左上側（−ｘ，＋ｙ方向）に位置ずれを起こす場合（Ｕ）を示している。また、図１３の例では、注目する制御グリッド２７の−ｘ方向に隣接する制御グリッドに対応するビームの実際の照射位置３９が左上側（＋ｘ，−ｙ方向）に位置ずれを起こす場合（Ｖ）を示している。また、図１３の例では、注目する制御グリッド２７の＋ｘ方向に隣接する制御グリッドに対応するビームの実際の照射位置３９が左上側（−ｘ，−ｙ方向）に位置ずれを起こす場合（Ｗ）を示している。また、図１３の例では、注目する制御グリッド２７の＋ｙ方向に２つ隣の制御グリッドに対応するビームの実際の照射位置３９が制御グリッドピッチよりもさらに左上側（＋ｘ，−ｙ方向）に位置ずれを起こす場合（Ｚ）を示している。図１３の例のように、各制御グリッド２７（黒）に対応するビームの位置ずれ方向が一致するわけではない。また、各制御グリッド２７（黒）に対応するビームの実際の照射位置３９（白）が、必ずしも注目グリッドと注目グリッドに隣接する制御グリッドとの間に存在するとは限らない。制御グリッドピッチよりもさらに遠くまで位置ずれが生じている場合もあり得る。探索部５８は、制御グリッド２７とビームとの対応関係に関わらず、実際の照射位置３９が各象限において最近接の位置にあるビームをそれぞれ選択すればよい。

【0063】

組合せ設定工程（Ｓ２０６）として、組合せ設定部６０は、マルチビーム２０の設計上の照射位置となる複数の制御グリッド２７の制御グリッド２７毎に、実際の照射位置３９が当該制御グリッド２７に近接する４つ以上のビームを用いて、実際の照射位置３９が当該制御グリッド２７を取り囲む３つずつのビームにより組合せた複数の組合せ４２ａ，４１ｂを設定する。図１２の例では、第１象限（Ａ）において最近接の照射位置３９ｂに対応するビームと、第２象限（Ｂ）において最近接の照射位置３９ａに対応するビームと、第３象限（Ｃ）において最近接の照射位置３９ｃに対応するビームと、の３つの近接ビームによって１つの組合せ４２ａを設定できる。また、第２象限（Ｂ）において最近接の照射位置３９ａに対応するビームと、第３象限（Ｃ）において最近接の照射位置３９ｃに対応するビームと、第４象限（Ｄ）において最近接の照射位置３９ｄに対応するビームと、の３つの近接ビームによって他の１つの組合せ４２ｂを設定できる。注目する制御グリッド２７（注目グリッド）を取り囲むため、各象限から１つずつ近接ビームを選択する場合、通常、２つの組合せが存在することになる。

【0064】

ドーズ分配率演算工程（Ｓ２０８）として、ドーズ分配率演算部６２（第１の分配係数演算部）は、複数の組合せの組合せ毎に、当該組合せを構成する３つのビームに、分配後の各分配ドーズ量の重心位置及び総和が当該制御グリッド２７位置及び当該制御グリッド２７に照射される予定のドーズ量に一致するように当該制御グリッド２７に照射される予定のドーズ量を分配するための、当該組合せを構成する３つのビームの各ビームへの分配率ｗｋ’（第１の分配係数）を演算する。

【0065】

図１４は、実施の形態１における周囲３つの近接ビームへのドーズ分配の仕方を説明するための図である。図１４（ａ）には、注目グリッド（制御グリッド２７）（黒）の周囲に照射される３つのビームの実際の照射位置３９（白）を示している。３つのビームの照射位置３９の座標は、それぞれ（ｘ_１，ｙ_１）、（ｘ_２，ｙ_２）、（ｘ_３，ｙ_３）で示されている。また、かかる３つのビームの照射位置３９の座標を注目グリッド（制御グリッド２７）の座標（ｘ，ｙ）を原点とする相対位置で示す場合、相対座標は、それぞれ（Δｘ_１，Δｙ_１）、（Δｘ_２，Δｙ_２）、（Δｘ_３，Δｙ_３）で示される。座標（ｘ，ｙ）の注目グリッド（制御グリッド２７）に照射されるドーズ量ｄをかかる３つのビームに分配する場合に、分配後の各ドーズ量ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３（分配ドーズ量）の重心位置が座標（ｘ，ｙ）となり、分配後の各ドーズ量ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３（分配ドーズ量）の総和がドーズ量ｄになるためには、図１４（ｂ）に示す行列式を満たせばよい。言い換えれば、以下の式（１）〜（３）を満たすように分配後の各ドーズ量ｄ１，ｄ２，ｄ３が決定される。
（１） ｘ_１・ｄ_１＋ｘ_２・ｄ_２＋ｘ_３・ｄ_３＝ｘ
（２） ｙ_１・ｄ_１＋ｙ_２・ｄ_２＋ｙ_３・ｄ_３＝ｙ
（３） ｄ_１＋ｄ_２＋ｄ_３＝ｄ

【0066】

よって、分配後の各ドーズ量ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３（分配ドーズ量）は、図１４（ｃ）に示す行列式から演算できる。言い換えれば、分配後の各ドーズ量ｄｋ（分配ドーズ量）は、図１４（ｄ）に示す分配率ｗｋ’に注目グリッド（制御グリッド２７）に照射されるドーズ量ｄを乗じた値で定義できる。よって、注目グリッド（制御グリッド２７）（黒）の周囲の３つのビームへの分配率ｗｋ’は、図１４（ｃ）を演算することで求めることができる。言い換えれば、３つのビームへの分配率ｗｋ’は、以下の式（４）〜（７）を満たす。
（４） ｄ_１＝ｗ_１’・ｄ
（５） ｄ_２＝ｗ_２’・ｄ
（６） ｄ_３＝ｗ_３’・ｄ
（７） ｗ_１’＋ｗ_２’＋ｗ_３’＝１

【0067】

ドーズ分配係数演算工程（Ｓ２１０）として、ドーズ分配係数演算部６４（第２の分配係数演算部）は、４つ以上のビーム（ここでは例えば４つのビーム）のビーム毎に、当該ビームに対応する分配率ｗｋ’（第１の分配係数）を合計した値を複数の組合せの数で割った、当該制御グリッド２７（設計グリッド）に対する４つ以上のビーム（ここでは例えば４つのビーム）の各ビームの分配係数ｗｋ（第２の分配係数）を演算する。ドーズ分配率演算工程（Ｓ２０８）の段階では、組合せ毎に、当該組合せを構成する３つのビームへのそれぞれの分配率ｗｋ’しか演算されていない。しかし、注目グリッド（制御グリッド２７）（黒）用には、ビームを兼用しながら複数の組合せが存在する。よって、例えば、４象限から得られた４つのビームのうち２つのビームは２つの組合せの両方の構成に使用されるビームとなる。図１２の例では、照射位置３９ａのビームは、組合せ４２ａと組合せ４２ｂの両方に使用される。同様に、照射位置３９ｃのビームは、組合せ４２ａと組合せ４２ｂの両方に使用される。よって、照射位置３９ａのビームと照射位置３９ｃのビームとには、それぞれ組合せ４２ａの場合の分配率ｗｋ’と組合せ４２ｂの場合の分配率ｗｋ’とが演算される。一方、照射位置３９ｂのビームは、組合せ４２ａには使用されるものの、組合せ４２ｂには使用されない。よって、照射位置３９ｂのビームには、組合せ４２ａの場合の分配率ｗｋ’が演算されるものの、組合せ４２ｂの場合の分配率ｗｋ’が演算されない。逆に、照射位置３９ｄのビームは、組合せ４２ｂには使用されるものの、組合せ４２ａには使用されない。よって、照射位置３９ｄのビームには、組合せ４２ｂの場合の分配率ｗｋ’が演算されるものの、組合せ４２ａの場合の分配率ｗｋ’が演算されない。また、注目グリッド（制御グリッド２７）（黒）用に選択された４つのビームについて演算された分配率ｗｋ’の合計は組合せ数と同じ「２」となる。そこで、各組合せで分配するドーズ量を（１／組合せ数）ずつにする。かかる演算により、注目グリッド（制御グリッド２７）（黒）毎に、選択された４つのビームへ当該制御グリッド２７に照射される予定のドーズ量ｄを分配するためのそれぞれのビームへの分配係数ｗｋが得られる。

【0068】

ドーズ分配テーブル作成処理工程（Ｓ２１２）として、ドーズ分配テーブル作成部６６は、注目グリッド（制御グリッド２７）（黒）毎に演算された４つのビームへの分配係数ｗｋを注目グリッド（制御グリッド２７）に関連させて定義させたドーズ分配テーブルを作成する。

【0069】

図１５は、実施の形態１におけるドーズ分配テーブルの一例を示す図である。図１５の例では、座標（ｉ，ｊ）の注目グリッド（制御グリッド２７）（黒）毎に、分配先の４つのビームの識別座標（ｉ_ｋ，ｊ_ｋ）と分配先となる４つのビームへの分配係数ｗｋが定義される。

【0070】

そして、１つの注目グリッド（制御グリッド２７）（黒）についてのドーズ分配テーブルが作成されたら、当該ストライプ領域内のすべての制御グリッドについてドーズ分配テーブルが作成されるまで、順に次の制御グリッド２７を注目グリッドとして、注目グリッド選定工程（Ｓ２０２）からドーズ分配テーブル作成処理工程（Ｓ２１２）までの各工程を繰り返す。

【0071】

ストライプ単位の照射量マップ補正工程（Ｓ１３０）として、ドーズ変調部６８は、記憶装置１４２からストライプ単位の照射量マップ作成工程（Ｓ１０４）において作成した制御グリッド２７毎の入射照射量Ｄを定義した照射量マップ（１）を読み出し、制御グリッド２７毎に、ドーズ分配テーブルを用いて、当該制御グリッド２７用の入射照射量Ｄに、演算された分配先となる４つのビームの分配係数ｗｋをそれぞれ乗じた分配ドーズ量を、当該分配先となる４つのビームが設計上照射位置となる制御グリッド２７にそれぞれ分配する。ドーズ変調部６８は、かかる分配によって、照射量マップの制御グリッド２７毎の入射照射量Ｄを変調によって補正して、補正後の変調照射量マップ（２）を作成する。さらに、ドーズ変調部６８は、制御グリッド２７毎の補正後の変調入射照射量Ｄを所定の量子化単位Δで階調化された照射時間ｔに変換して、変調照射量マップ（２）に定義すると良い。

【0072】

描画工程（Ｓ１４０）として、描画機構１５０は、各制御グリッド２７（設計グリッド）に照射される予定のドーズ量ｄがそれぞれ対応する４つ以上のビームに分配されたマルチビーム２０を用いて、試料１０１にパターンを描画する。具体的には、以下のように動作する。描画対象のストライプ領域３２の各制御グリッド２７へのビームの照射時間ｔは、変調照射量マップ（２）に定義されている。そこで、まず、描画制御部７２は、変調照射量マップ（２）に定義された照射時間ｔデータを描画シーケンスに沿ってショット順に並び替える。そして、ショット順に照射時間ｔデータを偏向制御回路１３０に転送する。偏向制御回路１３０は、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４にショット順にブランキング制御信号を出力すると共に、ＤＡＣアンプユニット１３２，１３４にショット順に偏向制御信号を出力する。そして、描画機構１５０は、各制御グリッド２７を照射するように、上述したように、マルチビーム２０を用いて、試料１０１を描画する。実際には、上述したように、各制御グリッド２７を照射するビームの照射位置３９は、設計上の制御グリッド２７から位置がずれるが、ドーズ変調されているため、露光後に形成されるレジストパターン上において形成されるパターンの位置ずれを補正できる。

【0073】

図１６は、実施の形態１におけるドーズ分配による照射量頻度の一例を示す図である。図１６では、ストライプ領域３２を描画するマルチビーム２０の全ショットの照射量頻度の一例を示している。周囲のビームへのドーズ分配を行わない場合、各制御グリッド２７（照射位置）へ照射される入射照射量（ドーズ量）の範囲は、上述したように、基準ドーズに対して、ドーズ変調の範囲が例えば数１００％必要となる。よって、益々、最大照射時間が大きくなってしまう。これに対して、制御グリッド２７への照射予定の入射照射量（ドーズ量）を周囲の３つのビームに分配する場合、図１６（ａ）の例に示すように、最大ドーズ量が基準ドーズの１．８倍の値に低減できる。さらに、実施の形態１のように、制御グリッド２７の照射予定の入射照射量（ドーズ量）を周囲の４つのビームに分配する場合、図１６（ｂ）の例に示すように、最大ドーズ量が基準ドーズの１．４倍の値に低減できる。４つ以上のビームに分配すれば、さらに最大ドーズ量が低減され得る。言い換えれば、マルチビーム２０の全ショットにおける最大照射時間を大幅に低減できる。さらに、制御グリッド２７への照射予定の入射照射量（ドーズ量）を周囲の３つのビームに分配する場合、図１６（ａ）の例に示すように、描画されるパターンエッジ位置の分散が３σにおいて１．３４ｎｍであった。これに対して、実施の形態１のように、制御グリッド２７の照射予定の入射照射量（ドーズ量）を周囲の４つのビームに分配する場合、図１６（ｂ）の例に示すように、描画されるパターンエッジ位置の分散が３σにおいて１．０８ｎｍに低減できた。すなわち、位置ずれ量の低減にも効果が大きいことがわかる。

【0074】

以上のように、実施の形態１によれば、マルチビーム描画においてドーズ変調の変調幅を小さくできる。よって、最大照射時間を短縮できる。その結果、スループットを向上させることができる。

【0075】

実施の形態２．
実施の形態１では、照射位置の位置ずれに起因して描画されるパターンに生じる位置ずれを補正することを前提にしながらドーズ変調の変調幅を小さくする場合について説明した。実施の形態２では、パターンに生じる位置ずれの補正効果を少々犠牲にしてでもスループットをさらに向上させるべく、実施の形態１よりもさらにドーズ変調の変調幅を小さくすることが可能な構成について説明する。

【0076】

図１７は、実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。図１７において、制御計算機１１０内に、さらに、特定部７３、探索部７４、設定部７５、再分配部７６、重心演算部７７、選択部７８、修正部７９、及び照射量マップ作成部９０が配置された点以外は、図１と同様である。よって、ラスタライズ部５０、照射量マップ作成部５２、ビーム位置ずれマップ作成部５４、選択部５６、探索部５８、組合せ設定部６０、ドーズ分配率演算部６２、ドーズ分配係数演算部６４、ドーズ分配テーブル作成部６６、ドーズ変調部６８、描画制御部７２、特定部７３、探索部７４、設定部７５、再分配部７６、重心演算部７７、選択部７８、修正部７９、及び照射量マップ作成部９０といった各「〜部」は、処理回路を有する。かかる処理回路は、例えば、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置を含む。各「〜部」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いても良いし、或いは異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。ラスタライズ部５０、照射量マップ作成部５２、ビーム位置ずれマップ作成部５４、選択部５６、探索部５８、組合せ設定部６０、ドーズ分配率演算部６２、ドーズ分配係数演算部６４、ドーズ分配テーブル作成部６６、ドーズ変調部６８、描画制御部７２、特定部７３、探索部７４、設定部７５、再分配部７６、重心演算部７７、選択部７８、修正部７９、及び照射量マップ作成部９０に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１２にその都度格納される。

【0077】

図１８は、実施の形態２における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図１８において、ドーズ分配テーブル作成工程（Ｓ１１８）と、ストライプ単位の照射量マップ補正工程（Ｓ１３０）との間に、ドーズ分配テーブル調整工程（Ｓ１２０）を追加した点以外は、図９と同様である。また、以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。

【0078】

面積率マップ作成工程（Ｓ１０２）と、ストライプ単位の照射量マップ作成工程（Ｓ１０４）と、ビーム位置ずれ量測定工程（Ｓ１１２）と、ビームアレイ単位のビーム位置ずれ量マップ作成工程（Ｓ１１４）と、ストライプ単位のビーム位置ずれ量マップ作成工程（Ｓ１１６）と、ドーズ分配テーブル作成工程（Ｓ１１８）と、の各工程の内容は、実施の形態１と同様である。

【0079】

ドーズ分配テーブル調整工程（Ｓ１２０）において、作成されたドーズ分配テーブルを調整して、ドーズ分配の仕方を一部修正する。

【0080】

図１９は、実施の形態２におけるドーズ分配テーブル調整工程の内部工程を示すフローチャート図である。図１９において、ドーズ分配テーブル調整工程（Ｓ１２０）は、内部工程として、照射量マップ作成工程（Ｓ２２０）と、ビーム特定工程（Ｓ２２２）と、近接ビーム探索工程（Ｓ２２４）と、組合せ設定工程（Ｓ２２６）と、ドーズ割当工程（Ｓ２２８）と、重心演算工程（Ｓ２３０）と、組合せ選択工程（Ｓ２３２）と、ドーズ分配テーブル修正工程（Ｓ２３４）と、いう一連の工程を実施する。

【0081】

照射量マップ作成工程（Ｓ２２０）として、照射量マップ作成部９０は、作成されたドーズ分配テーブルを用いて、描画対象のストライプ領域３２の全制御グリッド２７に一様に面積密度が１００％の場合の入射照射量Ｄが定義された場合において、制御グリッド２７毎に、当該制御グリッド２７用の入射照射量Ｄに、演算された分配先となる４つのビームの分配係数ｗｋをそれぞれ乗じた分配ドーズ量を、当該分配先となる４つのビームが設計上照射位置となる制御グリッド２７にそれぞれ分配する。そして、照射量マップ作成部９０は、かかる分配によって、照射量マップの制御グリッド２７毎の入射照射量Ｄを変調によって補正して、補正後の照射量マップ（３）を作成する。一様に面積密度が１００％の場合の入射照射量Ｄについては、例えば、規格された値「１」としても良い。かかる場合、各制御グリッド２７の変調後の照射量は、周囲の制御グリッド２７から分配された分配係数ｗｋの合計となる。作成された照射量マップ（３）は、例えば、記憶装置１４２に格納される。

【0082】

ビーム特定工程（Ｓ２２２）として、特定部７３は、記憶装置１４２から照射量マップ（３）を読み出し、ドーズ量が分配されると分配ドーズ量が予め設定された閾値を超えるビームを特定する。

【0083】

図２０は、実施の形態２における一様１００％面積密度を仮定した場合の照射量マップの一例を示す図である。図２０の例では、例えば、１０×１０個の制御グリッド（黒点）と、１０×１０個の制御グリッドに照射される１０×１０本のビームの実際の照射位置（十字マーク）とを示している。実際の照射位置（十字マーク）における円の大きさの違いは、ドーズ量の違いを示している。図２０の例では、大きい円ほどドーズ量が大きいことを示している。図２０の例に示すように、ビームの位置ずれ量に依存して、分配後のドーズ量の多いビームと少ないビームとが存在することがわかる。よって、位置ずれ量の補正効果を少々犠牲にすれば、まだまだドーズ変調の変調幅を小さくできる余地があることがわかる。

【0084】

近接ビーム探索工程（Ｓ２２４）として、探索部７４は、ドーズ量が分配されると分配ドーズ量ｄが閾値Ｔｈ’を超える、特定されたビームについて、特定されたビーム毎に、当該ビームの周囲に近接する複数の近接ビームを探索する。

【0085】

図２１は、実施の形態２における分配ドーズ量が閾値を超える特定ビームに近接する近接ビームの探索手法を説明するための図である。探索部７４は、当該特定ビーム４５の照射位置（ここでは照射位置３９ｃ）を取り囲む４つの制御グリッド２７ａ〜２７ｄからドーズ分配を受ける複数の照射位置に対応するビームを探索し、選択する。具体的には、探索部７４は、当該特定ビーム４５の照射位置（ここでは照射位置３９ｃ）を取り囲む４つの制御グリッド２７ａ〜２７ｄについて、制御グリッド２７（ａ〜ｄ）毎に作成済みのドーズ分配テーブルを記憶装置１４２から読み出し、当該制御グリッド２７から分配される例えば４つの照射位置に対応するビームを探索し、選択すればよい。かかる動作により図２１の例において、探索部７４は、制御グリッド２７ａから当該特定ビーム４５以外に、ドーズ分配されるビーム４６ａ，４６ｂ，４６ｇを特定する。また、探索部７４は、制御グリッド２７ｂから当該特定ビーム４５以外に、ドーズ分配されるビーム４６ａ，４６ｄ，４６ｃを特定する。また、探索部７４は、制御グリッド２７ｃから当該特定ビーム４５以外に、ドーズ分配されるビーム４６ｃ，４６ｅ，４６ｆを特定する。また、探索部７４は、制御グリッド２７ｄから当該特定ビーム４５以外に、ドーズ分配されるビーム４６ｆ，４６ｈ，４６ｇを特定する。以上のようにして、探索部７４は、当該特定ビーム４５の周囲の例えば８つのビーム４６ａ〜ｈを特定し、選択する。それぞれの制御グリッド２７（ａ〜ｄ）から当該特定ビーム４５以外に特定された複数のビームは重複して抽出される場合が多くなる。作成済みのドーズ分配テーブルを用いることにより、容易に、当該特定ビーム４５の周囲の例えば８つのビーム４６ａ〜ｈを特定できる。

【0086】

ここで、閾値を超えるドーズ量を再分配する場合に、次の手法が簡易な手法として用いることができる。当該特定ビーム４５が分配先として定義される既に作成された４つの制御グリッド２７（ａ〜ｄ）用のドーズ分配テーブルを用いて、かかる４つの制御グリッド２７（ａ〜ｄ）のうちいずれか１つを選択する。そして、選択された制御グリッド２７用の分配先に定義された４つのビームのうち、当該特定ビーム４５以外の残りのビームに再分配する。具定的には以下のように動作する。

【0087】

組合せ設定工程（Ｓ２２６）として、設定部７５は、制御グリッド２７（ａ〜ｄ）毎の作成済みのドーズ分配テーブルに定義される当該特定ビーム４５と残りの３つのビームとによってそれぞれの組合せが形成される、複数の組合せを設定する。言い換えれば、ドーズ分配テーブルごとに、組を設定する。

【0088】

ドーズ再分配工程（Ｓ２２８）として、まず、描画制御部７２は、特定されたビーム毎に、当該特定ビーム４５の分配ドーズ量ｄから閾値ｄｔｈを差し引いた再分配用の差分ドーズ量ｄ’を演算する。当該特定ビーム４５の分配ドーズ量ｄ（周囲の制御グリッド２７から分配されるドーズ量の合計）と周囲の例えば８つのビーム４６ａ〜ｈの分配ドーズ量ｄ（周囲の制御グリッド２７から分配されるドーズ量の合計）とは、照射量マップ作成工程（Ｓ２２０）において既に演算されているので、かかる値を流用できる。次に、再分配部７６は、組合せ毎に、差分ドーズ量ｄ’がゼロになるまで、当該組合せの４つのビームの当該特定ビーム４５以外の３つのビームについて分配ドーズ量が小さい方から順にそれぞれ閾値ｄｔｈに達するまで差分ドーズ量ｄ’の一部を再分配ドーズ量として割り当てる。或いは、再分配部７６は、組合せ毎に、差分ドーズ量ｄ’を個数Ｊ（ここでは３つ）で割った再分配ドーズ量ｄ’／Ｊを当該組合せの当該特定ビーム４５以外の残りのＪ個（ここでは３つ）のビームにそれぞれ均等に割り当てるようにしても好適である。

【0089】

重心演算工程（Ｓ２３０）として、重心演算部７７は、組合せ毎に、各ビームに再分配された後のドーズ分配テーブルに定義された例えば４つのビームの各分配ドーズ量の重心位置を演算する。

【0090】

組合せ選択工程（Ｓ２３２）として、選択部７８（再分配ビーム選択部）は、再分配先となる複数の近接ビームとして、複数の組合せの中から再分配による重心位置のずれが、できるだけ小さくなる組合せの近接ビーム群を選択する。具体的には、以下のように動作する。再分配先された後の各分配ドーズ量の重心位置が当該組合せに対応する制御グリッド２７からずれる位置ずれ量が、できるだけ小さくなる組合せを選択する。当該特定ビーム４５が分配先として定義されるドーズ分配テーブルは、４つ存在する場合が多い。そのため、組合せ選択工程（Ｓ２３２）により、かかる４つのドーズ分配テーブルの中から、ドーズを再分配した場合に最も重心ずれが少なくて済むドーズ分配テーブルを選択することになる。

【0091】

ドーズ分配テーブル修正工程（Ｓ２３４）として、修正部７９は、選択された組合せのドーズ分配テーブルに定義された４つのビームの分配係数ｗｋを修正する。

【0092】

図２２は、実施の形態２における修正後のドーズ分配テーブルの一例を示す図である。図２２において、選択された組合せに対応する座標（ｉ，ｊ）の注目グリッド（制御グリッド２７）（黒）毎に、分配先の識別座標（ｉ_ｋ，ｊ_ｋ）の４つのビームへの分配係数ｗｋがそれぞれ分配係数ｗｋ’に修正される。具体的には、再分配される分の係数Δを再分配される例えば３つのビームの分配係数ｗｋに加算する。そして、分配ドーズ量が閾値を超えていた特定ビームの分配係数については、閾値ｄｔｈを、閾値を超えていた特定ビーム４５の分配ドーズ量ｄで割った値を係数として乗じる。これにより、選択された組合せのドーズ分配テーブルを修正する。

【0093】

或いは、変形例として、ドーズ分配テーブル毎の組合せに関わらず、ドーズの再分配を行っても好適である。かかる場合、以下のように動作する。

【0094】

組合せ設定工程（Ｓ２２６）として、設定部７５は、探索されたｍ個の近接ビームの中から予め設定されたＪ個ずつのビームによる複数の組合せを設定する。図２１の例では、当該特定ビーム４５の周囲の例えば８つの近接ビーム４６ａ〜ｈが探索されているので、かかる８つの近接ビーム４６ａ〜ｈの中から、ランダムに例えば５個ずつの近接ビームで各組合せを設定する。複数の組合せは、ｍ個の近接ビームの中からＪ個の近接ビームを総当たりで選んで組み合わせると良い。

【0095】

ドーズ再分配工程（Ｓ２２８）として、まず、描画制御部７２は、特定されたビーム毎に、当該特定ビーム４５の分配ドーズ量ｄから閾値ｄｔｈを差し引いた再分配用の差分ドーズ量ｄ’を演算する。当該特定ビーム４５の分配ドーズ量ｄ（周囲の制御グリッド２７から分配されるドーズ量の合計）と周囲の例えば８つの近接ビーム４６ａ〜ｈの分配ドーズ量ｄ（周囲の制御グリッド２７から分配されるドーズ量の合計）とは、照射量マップ作成工程（Ｓ２２０）において既に演算されているので、かかる値を流用できる。次に、再分配部７６は、組合せ毎に、差分ドーズ量ｄ’がゼロになるまで、当該組合せのＪ個の近接ビームについて分配ドーズ量が小さい方から順にそれぞれ閾値ｄｔｈに達するまで差分ドーズ量ｄ’の一部を再分配ドーズ量として割り当てる。或いは、再分配部７６は、組合せ毎に、差分ドーズ量ｄ’を個数Ｊで割った再分配ドーズ量ｄ’／Ｊを当該組合せのＪ個の近接ビームにそれぞれ均等に割り当てるようにしても好適である。ここでは、組合せを構成するビーム数Ｊを任意に設定できるので、差分ドーズ量ｄ’の再分配残しの発生を実質的に無くすことができる。

【0096】

重心演算工程（Ｓ２３０）として、重心演算部７７は、組合せ毎に、各近接ビームに再分配されるドーズ量の重心位置を演算する。

【0097】

組合せ選択工程（Ｓ２３２）として、選択部７８（再分配ビーム選択部）は、再分配先となる複数の近接ビームとして、複数の組合せの中から再分配による重心位置のずれが、できるだけ小さくなる組合せの近接ビーム群を選択する。具体的には、以下のように動作する。再分配先となるＪ個（複数）の近接ビームとして、再分配される各再分配ドーズ量（分配ドーズ量が閾値を超える特定ビームの分配ドーズ量の一部）の重心位置が当該特定ビーム４５の照射位置（例えば照射位置３９ｃ）からずれる位置ずれ量が、できるだけ小さくなる組合せの近接ビーム群（Ｊ個のビーム）を選択する。

【0098】

ドーズ分配テーブル修正工程（Ｓ２３４）として、修正部７９は、選択された組合せの近接ビーム群（Ｊ個のビーム）のビーム毎に、当該ビームが分配先として定義される複数のドーズ分配テーブルを読み出し、それぞれ再分配される再分配ドーズ量に相当する係数を分配先の数で割った再分配係数Δをそれぞれのドーズ分配テーブルに定義されていた元の分配係数に加算するように修正する。例えば、選択された組合せの近接ビーム群の１つに再分配される再分配ドーズ量に相当する係数が０．４であり、分配先のドーズ分配テーブルの数が４つあれば、対応するドーズ分配テーブル毎に、０．１ずつ加算すればよい。

【0099】

また、分配ドーズ量が閾値を超えていた特定ビームの分配係数については、選択された組合せの近接ビーム群（Ｊ個のビーム）が定義されるドーズ分配テーブルを読み出し、それぞれのドーズ分配テーブルにおける特定ビームの分配係数に、閾値ｄｔｈを、閾値を超えていた特定ビーム４５の分配ドーズ量ｄで割った値を係数として乗じる。これにより、選択された組合せの近接ビーム群に関連する各ドーズ分配テーブルを修正する。

【0100】

ストライプ単位の照射量マップ補正工程（Ｓ１３０）以降の各工程の内容は実施の形態１と同様である。

【0101】

実施の形態２では、元々、重心位置が変化しないように分配していたドーズ量の一部を、重心位置をずらして再分配しているので、少々の位置ずれが生じることになるが、それでも、極力位置ずれ量を小さくできる。

【0102】

実施の形態２によれば、実施の形態１よりもさらにドーズ変調の変調幅を小さくできる。よって、さらにスループットを向上させることができる。

【0103】

実施の形態３．
実施の形態２では、実際の描画パターンに応じた照射量を変調する前の段階でドーズ分配テーブルを修正する場合について説明したが、ドーズ変調の変調幅を小さくする手法はこれに限るものではない。実施の形態３では、実際の描画パターンに応じた照射量をドーズ分配テーブルを使って変調した後の段階で、さらにドーズ変調の変調幅を小さくする手法について説明する。

【0104】

図２３は、実施の形態３における描画装置の構成を示す概念図である。図２３において、制御計算機１１０内に、さらに、特定部８０、探索部８１、設定部８２、再分配部８３、重心演算部８４、選択部８５、及び変調部８６が配置された点以外は、図１と同様である。よって、ラスタライズ部５０、照射量マップ作成部５２、ビーム位置ずれマップ作成部５４、選択部５６、探索部５８、組合せ設定部６０、ドーズ分配率演算部６２、ドーズ分配係数演算部６４、ドーズ分配テーブル作成部６６、ドーズ変調部６８、描画制御部７２、特定部８０、探索部８１、設定部８２、再分配部８３、重心演算部８４、選択部８５、及び変調部８６といった各「〜部」は、処理回路を有する。かかる処理回路は、例えば、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置を含む。各「〜部」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いても良いし、或いは異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。ラスタライズ部５０、照射量マップ作成部５２、ビーム位置ずれマップ作成部５４、選択部５６、探索部５８、組合せ設定部６０、ドーズ分配率演算部６２、ドーズ分配係数演算部６４、ドーズ分配テーブル作成部６６、ドーズ変調部６８、描画制御部７２、特定部８０、探索部８１、設定部８２、再分配部８３、重心演算部８４、選択部８５、及び変調部８６に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１２にその都度格納される。

【0105】

図２４は、実施の形態３における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図２４において、ストライプ単位の照射量マップ補正工程（Ｓ１３０）と、描画工程（Ｓ１４０）との間に、照射量調整工程（Ｓ１３２）を追加した点以外は、図９と同様である。また、以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。

【0106】

面積率マップ作成工程（Ｓ１０２）と、ストライプ単位の照射量マップ作成工程（Ｓ１０４）と、ビーム位置ずれ量測定工程（Ｓ１１２）と、ビームアレイ単位のビーム位置ずれ量マップ作成工程（Ｓ１１４）と、ストライプ単位のビーム位置ずれ量マップ作成工程（Ｓ１１６）と、ドーズ分配テーブル作成工程（Ｓ１１８）と、ストライプ単位の照射量マップ補正工程（Ｓ１３０）と、の各工程の内容は実施の形態１と同様である。

【0107】

照射量調整工程（Ｓ１３２）として、作成された照射量マップ（２）を調整して、ドーズ分配の仕方を一部修正する。具体的には以下のように動作する。

【0108】

特定部８０は、記憶装置１４２から照射量マップ（２）を読み出し、入射照射量Ｄ（ドーズ量）が予め設定された閾値Ｄｔｈを超えるビーム（制御グリッド２７）を特定する。

【0109】

次に、探索部８１は、入射照射量Ｄ（ドーズ量）が閾値Ｄｔｈを超える、特定されたビームについて、特定されたビーム毎に、当該ビームの周囲に近接する複数の近接ビームを探索する。具体的には、以下のように動作する。入射照射量Ｄ（ドーズ量）が閾値Ｄｔｈを超える制御グリッド２７が実際の照射位置（例えば、照射位置３９ｃ）となる特定ビーム４５の周囲に位置する複数の近接ビームを特定する。実施の形態３では、実施の形態２と同様、探索部８１は、当該特定ビーム４５の照射位置（ここでは照射位置３９ｃ）を取り囲む４つの制御グリッド２７ａ〜２７ｄからドーズ分配を受ける複数の照射位置に対応するビームを探索し、選択する。実施の形態３では、実施の形態２と同様、探索部８１は、作成済みのドーズ分配テーブルを用いることにより、容易に、当該特定ビーム４５の周囲の例えば８つのビーム４６ａ〜ｈを特定できる。

【0110】

設定部８２は、探索されたｍ個の近接ビームの中から予め設定されたＪ個ずつのビームによる複数の組合せを設定する。図２１の例では、当該特定ビーム４５の周囲の例えば８つの近接ビーム４６ａ〜ｈが探索されているので、かかる８つの近接ビーム４６ａ〜ｈの中から、ランダムに例えば５個ずつの近接ビームで各組合せを設定する。複数の組合せは、ｍ個の近接ビームの中からＪ個の近接ビームを総当たりで選んで組み合わせると良い。

【0111】

次に、描画制御部７２は、特定されたビーム毎に、当該特定ビーム４５に対応する制御グリッド２７の入射照射量Ｄから閾値Ｄｔｈを差し引いた再分配用の差分ドーズ量Ｄ’を演算する。当該特定ビーム４５に対応する制御グリッド２７の入射照射量Ｄと周囲の例えば８つの近接ビーム４６ａ〜ｈに対応する８つの制御グリッド２７の入射照射量Ｄとは、照射量マップ（２）から参照できる。

【0112】

次に、再分配部８３は、組合せ毎に、差分ドーズ量Ｄ’がゼロになるまで、当該組合せのＪ個の近接ビームについて、対応するＪ個の制御グリッド２７の入射照射量Ｄが小さい方から順にそれぞれ閾値Ｄｔｈに達するまで差分ドーズ量Ｄ’の一部を再分配ドーズ量として割り当てる。或いは、再分配部８３は、組合せ毎に、差分ドーズ量Ｄ’を個数Ｊで割った再分配ドーズ量Ｄ’／Ｊを当該組合せのＪ個の近接ビームに対応する制御グリッド２７にそれぞれ均等に割り当てるようにしても好適である。ここでは、組合せを構成するビーム数Ｊを任意に設定できるので、差分ドーズ量Ｄ’の再分配残しの発生を実質的に無くすことができる。

【0113】

次に、重心演算部８４は、組合せ毎に、各近接ビームに再分配されるドーズ量の重心位置を演算する。

【0114】

次に、選択部８５（再分配ビーム選択部）は、再分配先となる複数の近接ビームとして、複数の組合せの中から再分配による重心位置のずれが、できるだけ小さくなる組合せの近接ビーム群を選択する。具体的には、以下のように動作する。再分配先となるＪ個（複数）の近接ビームとして、再分配される各再分配ドーズ量の重心位置が当該特定ビーム４５の照射位置（例えば照射位置３９ｃ）からずれる位置ずれ量が、できるだけ小さくなる組合せの近接ビーム群（Ｊ個のビーム）を選択する。

【0115】

変調部８６は、選択された組合せの近接ビーム群（Ｊ個のビーム）の近接ビーム毎に、当該近接ビームに対応する制御グリッド２７の入射照射量Ｄにそれぞれ分配ドーズ量を加算するドーズ変調を行う。同様に、入射照射量Ｄが閾値Ｄｔｈを超えていた特定ビームに対応する制御グリッド２７の入射照射量Ｄを閾値Ｄｔｈに変調する。

【0116】

以上により、入射照射量Ｄが閾値Ｄｔｈを超える制御グリッド２７を無くすことができる。描画工程（Ｓ１４０）の内容は、実施の形態１と同様である。

【0117】

図２５は、実施の形態３におけるドーズ分配によるエッジ位置分散と照射量頻度との一例を示す図である。図２４（ａ）では、実施の形態１の４点分配の構成によって、エッジ位置分散が１．０８ｎｍ（３σ）と小さくでき、また最大照射量が１．６７に低減できた場合の比較例を示している。かかる比較例は、図１６に示した例とは異なるパターンを描画する場合について示している。かかる場合において、さらに、実施の形態３の照射量調整を行うことによって、エッジ位置分散が１．９１ｎｍ（３σ）と劣化してしまうものの、最大照射量が１．２１に低減できたことがわかる。

【0118】

実施の形態３では、元々、重心位置が変化しないように分配していたドーズ量の一部を、重心位置をずらして再分配しているので、少々の位置ずれが生じることになるが、それでも、極力位置ずれ量を小さくできる。

【0119】

実施の形態３によれば、実施の形態１よりもさらにドーズ変調の変調幅を小さくできる。よって、さらにスループットを向上させることができる。

【0120】

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。例えば、上述した例では、再分配する組合せを選択する場合に、重心位置のずれを演算したがこれに限るものではない。対象基準位置（例えば制御グリッドの位置）からの距離の二乗に再分配後のドーズ量を乗じた値の合計が最も小さい組合せを選択しても良い。

【0121】

また、上述した例では、各制御回路４１の制御用に１０ビットの制御信号が入力される場合を示したが、ビット数は、適宜設定すればよい。例えば、２ビット、或いは３ビット〜９ビットの制御信号を用いてもよい。なお、１１ビット以上の制御信号を用いてもよい。

【0122】

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。

【0123】

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マルチ荷電粒子ビーム描画方法は、本発明の範囲に包含される。

【符号の説明】

【0124】

２０ マルチビーム
２２ 穴
２４ 制御電極
２５ 通過孔
２６ 対向電極
２７ 制御グリッド
２８ 画素
２９ サブ照射領域
３０ 描画領域
３２ ストライプ領域
３１ 基板
３３ 支持台
３４ 照射領域
３５ 単位領域
３６ 画素
３７，３９ 照射位置
４１ 制御回路
４２ 組合せ
４３ 直線
４６ アンプ
４７ 個別ブランキング機構
５０ ラスタライズ部
５２ 照射量マップ作成部
５４ ビーム位置ずれマップ作成部
５６ 選択部
５８ 探索部
６０ 組合せ設定部
６２ ドーズ分配率演算部
６４ ドーズ分配係数演算部
６６ ドーズ分配テーブル作成部
６８ ドーズ変調部
７２ 描画制御部
７３，８０ 特定部
７４，８１ 探索部
７５，８２ 設定部
７６，８３ 再分配部
７７，８４ 重心演算部
７８，８５ 選択部
７９ 修正部
８６ 変調部
９０ 照射量マップ作成部
１００ 描画装置
１０１ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 制御計算機
１１２ メモリ
１３０ 偏向制御回路
１３２，１３４ ＤＡＣアンプユニット
１３９ ステージ位置検出器
１４０，１４２，１４４ 記憶装置
１５０ 描画機構
１６０ 制御系回路
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３ 成形アパーチャアレイ基板
２０４ ブランキングアパーチャアレイ機構
２０５ 縮小レンズ
２０６ 制限アパーチャ基板
２０７ 対物レンズ
２０８，２０９ 偏向器
２１０ ミラー
３３０ メンブレン領域
３３２ 外周領域

【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16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】