(57)【要約】【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寸法の変動を抑制する。【構成】本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、マルチビームを用いて縦横予め設定された制御グリッド間隔に基づいて試料上に各ビームを照射する場合の、歪み分を含むショット位置を演算する工程と、それぞれ直近の縦横２×２のビーム群のショット位置同士で囲まれる複数の第１の領域の各第１の領域内の予め設定された条件による条件位置を演算する工程と、それぞれ直近の複数の条件位置群で囲まれる複数の第２の領域について、第２の領域毎に、当該第２の領域と重なる描画されるための図形パターンの面積密度を演算する工程と、各第２の領域の面積密度に応じて、各第２の領域内をショット位置とするビームの照射時間を演算する工程と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームによるマルチビームを用いて縦横予め設定された制御グリッド間隔に基づいて試料上に各ビームを照射する場合の、照射される各ビームの歪み分を含むショット位置を演算する工程と、
前記各ビームの歪み分を含むショット位置を用いて、それぞれ直近の縦横２×２のビーム群のショット位置同士で囲まれる複数の第１の領域の各第１の領域内の予め設定された条件による条件位置を演算する工程と、
前記複数の第１の領域の条件位置を用いて、それぞれ直近の複数の条件位置群で囲まれる複数の第２の領域について、第２の領域毎に、当該第２の領域と重なる描画されるための図形パターンの面積密度を演算する工程と、
各第２の領域の面積密度に応じて、各第２の領域内をショット位置とするビームの照射時間を演算する工程と、
求めた照射量或いは照射時間の各ビームを照射することで、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。
【請求項２】
前記複数の第２の領域は、内部に隙間なく繋がってい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方法。
【請求項３】
前記条件位置は、第１の領域を囲む複数のショット位置の平均位置或いは重心位置であることを特徴とする請求項１又は２記載のマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項４】
前記試料の描画領域の高さ位置分布を測定する工程と、
前記高さ位置分布が示す高さ位置の変化による各ビームの焦点位置を補正する工程と、
をさらに備え、
前記各ビームの歪みは、前記焦点位置を補正することに起因した歪みを含むことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項５】
前記複数の第２の領域は、それぞれ直近の縦横２×２の条件位置、及び、あらかじめ設定された条件で追加される追加条件位置がある場合には、さらに追加条件位置を追加した条件位置群で囲まれることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項６】
試料を載置する、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、
複数の開口部が形成され、前記複数の開口部全体が含まれる開口部形成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、
荷電粒子ビームによるマルチビームを用いて縦横予め設定された制御グリッド間隔に基づいて試料上に各ビームを照射する場合の、照射される各ビームの歪み分を含むショット位置を演算するショット位置演算部と、
前記各ビームの歪み分を含むショット位置を用いて、それぞれ直近の縦横２×２のビーム群のショット位置同士で囲まれる複数の第１の領域の各第１の領域内の予め設定された条件による条件位置を演算する条件位置演算部と、
前記複数の第１の領域の条件位置を用いて、それぞれ直近の複数の条件位置群で囲まれる複数の第２の領域について、第２の領域毎に、当該第２の領域と重なる描画されるための図形パターンの面積密度を演算する面積密度演算部と、
各第２の領域の面積密度に応じて、各第２の領域内をショット位置とするビームの照射時間を演算する照射時間演算部と、
求めた照射時間の各ビームが試料に照射されるように前記複数のブランカーのブランキング偏向制御を行う偏向制御部と、
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７】
前記複数の第２の領域は、内部に隙間なく繋がっていることを特徴とする請求項６記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項８】
前記条件位置は、第１の領域を囲む複数のショット位置の平均位置或いは重心位置であることを特徴とする請求項６又は７記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項９】
前記試料の描画領域の高さ位置分布を測定するセンサと、
前記高さ位置分布が示す高さ位置の変化による各ビームの焦点位置を補正する静電レンズと、
をさらに備え、
前記各ビームの歪みは、前記焦点位置を補正することに起因した歪みを含むことを特徴とする請求項６〜８いずれか記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項１０】
前記複数の第２の領域は、それぞれ直近の縦横２×２の条件位置、及び、あらかじめ設定された条件で追加される追加条件位置がある場合には、さらに追加条件位置を追加した条件位置群で囲まれることを特徴とする請求項６〜９いずれか記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【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方法及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置に係り、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。かかる歪を修正するために、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が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、同じ形成穴或いは異なる形成穴を通過して形成されたビーム同士を例えばラスタースキャン方式で所定のショット間隔で繋げていき、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、高精度なパターンの描画が困難になってしまう。
【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方法は、
荷電粒子ビームによるマルチビームを用いて縦横予め設定された制御グリッド間隔に基づいて試料上に各ビームを照射する場合の、照射される各ビームの歪み分を含むショット位置を演算する工程と、
各ビームの歪み分を含むショット位置を用いて、それぞれ直近の縦横２×２のビーム群のショット位置同士で囲まれる複数の第１の領域の各第１の領域内の予め設定された条件による条件位置を演算する工程と、
複数の第１の領域の条件位置を用いて、それぞれ直近の複数の条件位置群で囲まれる複数の第２の領域について、第２の領域毎に、当該第２の領域と重なる描画されるための図形パターンの面積密度を演算する工程と、
各第２の領域の面積密度に応じて、各第２の領域内をショット位置とするビームの照射時間を演算する工程と、
求めた照射時間の各ビームを照射することで、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。
【０００９】
また、複数の第２の領域は、内部に隙間なく繋がっているように構成されると好適である。言い換えれば、複数の第２の領域と、試料の描画領域のうち複数の第２の領域全体を取り囲む複数の第２の領域と重ならない部分領域と、の総和が、試料の描画領域と一致するように構成すると好適である。
【００１０】
また、条件位置は、第１の領域を囲む複数のショット位置の平均位置或いは重心位置であると好適である。
【００１１】
また、試料の描画領域の高さ位置分布を測定する工程と、
高さ位置分布が示す高さ位置の変化による各ビームの焦点位置を補正する工程と、
をさらに備え、
各ビームの歪みは、焦点位置を補正することに起因した歪みを含むと好適である。
【００１２】
本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
試料を載置する、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開口部形成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、
荷電粒子ビームによるマルチビームを用いて縦横予め設定された制御グリッド間隔に基づいて試料上に各ビームを照射する場合の、照射される各ビームの歪み分を含むショット位置を演算するショット位置演算部と、
各ビームの歪み分を含むショット位置を用いて、それぞれ直近の縦横２×２のビーム群のショット位置同士で囲まれる複数の第１の領域の各第１の領域内の予め設定された条件による条件位置を演算する条件位置演算部と、
複数の第１の領域の条件位置を用いて、それぞれ直近の複数の条件位置群で囲まれる複数の第２の領域について、第２の領域毎に、当該第２の領域と重なる描画されるための図形パターンの面積密度を演算する面積密度演算部と、
各第２の領域の面積密度に応じて、各第２の領域内をショット位置とするビームの照射時間を演算する照射時間演算部と、
求めた照射時間の各ビームが試料に照射されるように前記複数のブランカーのブランキング偏向制御を行う偏向制御部と、
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、光学系等の歪み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におけるラスタースキャンの描画動作の他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における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。
【図８】実施の形態１におけるフィールド歪みの一例を示す概念図である。
【図９】実施の形態１における各ショット位置の一例を示す概念図である。
【図１０】実施の形態１におけるショット位置データマップの一例を示す概念図である。
【図１１】実施の形態１におけるショット領域メッシュの一例を示す概念図である。
【図１２】実施の形態１におけるショット領域メッシュデータの一例を示す概念図である。
【図１３】実施の形態１におけるショット領域と図形パターンの重なりの一例を示す概念図である。
【図１４】実施の形態１における面積密度マップの一例を示す図である。
【図１５】実施の形態１における照射時間マップの一例を示す図である。
【図１６】実施の形態１におけるショット領域メッシュの他の一例を示す概念図である。
【図１７】実施の形態１におけるショット領域メッシュ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２０８、及び、静電レンズ２１１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。描画室１０３には、Ｚセンサの投光器２１２、及びＺセンサの受光器２１４が配置されている。投光器２１２、及び受光器２１４は、描画室１０３内或いは電子鏡筒１０２内に配置されていても構わない。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、高さ位置の異なる複数の測定面を有する。
【００１７】
制御部１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、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１４０，１４２，１４４，１４６，１４８を有している。制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０，１３２、アンプ１３８、ステージ位置測定部１３９及び記憶装置１４０，１４２，１４４，１４６，１４８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１１０内には、測定部１０、ショット位置演算部１２、平均位置演算部１４、ショット領域メッシュ作成部１６、面積密度演算部１８、照射時間演算部２１、描画データ処理部２３、及び描画処理制御部２５が配置される。測定部１０、ショット位置演算部１２、平均位置演算部１４、ショット領域メッシュ作成部１６、面積密度演算部１８、照射時間演算部２１、描画データ処理部２３、及び描画処理制御部２５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、ショット位置演算部１２、平均位置演算部１４、ショット領域メッシュ作成部１６、面積密度演算部１８、照射時間演算部２１、描画データ処理部２３、及び描画処理制御部２５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】
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。例えば、実施の形態１では、後述するように、照射時間演算部２１が各ショットの照射量の演算を含めて同時に照射時間の演算を行っているが、これに限るものではない。例えば、照射量を演算する照射量演算部と、演算された照射量を用いて照射時間の演算を行う照射時間演算部と、を別々に備えていても好適である。
【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）に示すように、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に電圧が印加されることにより、或いはどちらか一方に電圧が印加され、他方が接地（グランド）されることにより偏向される。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回分のショットのマルチ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。
最近の半導体の微細化並びに高集積化に伴い、パターン描画の高精度化が要求されている。その要求に対応するため、例えば、制御グリッド（ＡＵ）が１０ｎｍ、ビームサイズが２０ｎｍＸ２０ｎｍ、ビームの解像性σが１０ｎｍ、といった性能が描画装置に必要になる。
【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、偏向器２０８によって、ＸＹステージ１０５の移動速度に追従するようにｘ方向に偏向しながら、ｙ方向に各ショットが順に移動する（スキャンする）ように偏向する。これにより、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、例えば、基準となる１つのビーム位置を含み、残りの３つのビーム位置の内側までが含まれる。
【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（図には穴Ａから穴Ｅまでの部分のみ記載）。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）間隔以下のショット間隔で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間隔でショットし、８回のショットのビームで照射する。ここで、制御上はＡＵ間隔でショットするようにしても、実際にはフィールド歪等によってショット位置がずれる場合があるが、その場合には、ショット間隔が大きくなることによって生じる精度不良を回避するために、あらかじめショット間隔を指定された間隔（ＡＵ）以下に制御するのが好ましい。
【００２５】
図５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５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５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５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５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。さらに、図には記載されていない部分で、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、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、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それぞれ示す。また、「１１」から「１５」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５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５では、ステージ移動方向を＋ｘ方向とし、ＸＹステージ１０５の移動速度に追従（トラッキング）するようにｘ方向に偏向しながら、ｘ方向と直行する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。図５では、ステージ移動に追従させるｘ方向の偏向動作は図示しない偏向器２０８とは別の偏向器で行った場合を矢印で示しているが、偏向器２０８で行ってもよい。
【００２７】
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＝０〜７で示している。図５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方向移動に追従しながらｙスキャンを行うことで、描画位置が相対的に同じ位置に維持されながら、ｙ方向スキャンを行うことでｙ方向１列目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位置にずれた所にあるが、上述したトラッキング用の偏向器或いは偏向器２０８によってビーム位置を元のビーム位置の１ＡＵ（−ｘ方向へ）ずれた所になるように偏向制御し、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位置になるように制御される。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。上述したように、例えば、ステージ移動に追従させるｘ方向の偏向動作は別の偏向器で行うことにより、偏向器２０８はｙ方向へのスキャン幅分の偏向幅でよく、より解像度を向上させることができる。或いは、１回のｙスキャンが終わった時点でビーム位置が１ＡＵ（−ｘ方向へ）ずれた所になるようなステージ速度に制御してもよい。
【００２８】
図５では、偏向器２０８によって、ＸＹステージ１０５の移動速度に追従（トラッキング）するようにｘ方向（ここでは−ｘ方向）に偏向しながら、ｙ方向に各ショットが順に移動する（スキャンする）ように偏向する。そして、ｙ方向にｎショットのビームを照射した後、−ｘ方向に予め設定されたショット間隔分ずれた位置に移動させ、同様に、ＸＹステージ１０５の移動速度に追従（トラッキング）するようにｘ方向に偏向しながら、ｙ方向に各ショットが順に移動する（スキャンする）ように偏向する。かかる動作をｎ回行うことで、図５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を通過したいずれかの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。以上のように、ステージ速度に合わせてトラッキング制御することで、所謂ステップアンドリピート動作と同様の描画処理を行うことができる。
【００２９】
図６は、実施の形態１におけるラスタースキャンの描画動作の他の一例を説明するための概念図である。図６において、丸で囲まれた数字と、アパーチャ部材２０３の各穴の位置との関係は図５と同様である（図５と同様に、穴Ａから穴Ｅまでの部分のみ記載）。また、「１１」から「１５」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６では、図５の変形例を示す。図６では、ステージ移動方向を＋ｘ方向とし、ＸＹステージ１０５の移動速度に追従（トラッキング）するようにｘ方向に偏向しながら、ｘ方向と直行するｙ方向にビーム全体をスキャンするように制御する。図６では、偏向器２０８によってステージ移動に追従させるｘ方向の偏向動作を行う場合を矢印で示している。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＝−６〜３で示している。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の１ＡＵ（−ｘ方向へ）ずれた位置と一致する。言い換えれば、そのようにステージ速度を制御する。ビーム間を７ＡＵ分の間隔に制御すればよい。これにより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ｙスキャンを開始できる。このような処理を順次繰り返す。かかる動作により、偏向器２０８のｘ方向偏向幅をｙ方向へのスキャン幅分の偏向幅と同じ幅でよく、より解像度を向上させることができる。
【００３０】
図５，６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５，６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】
以上のように、描画処理を行う際、設定されたショット間隔の各ショット位置に各ビームが照射されることが理想的であるが、実際には様々な要因の歪みにより各ショットのビーム照射位置が所望するショット位置からずれてしまう。歪みの要因としては、例えば、上述したように、レンズ条件の変更等による偏向歪み（光学歪）、光学系部品の設計精度や設置位置精度等により原理的に存在するフィールド歪み（転写歪み）、及び、試料１０１の描画面の凹凸によりビームのフォーカス位置をダイナミック調整（Ｚ位置補正）した際の像の拡大／縮小および回転により生じる歪み（Ｚ補正歪み）等が存在する。また、これらに限らず、その他の何らかの要因による歪が存在してもよい。これらを要因とする歪みによってショット位置がずれ、所望するパターンの位置ずれや形状精度の劣化が発生してしまう。
【００３２】
そこで、実施の形態１では、これら歪みによるショット位置の位置ずれ量を予め求め、かかる歪みによる位置ずれ分を考慮したショット位置に基づいて、各ショットのビームの照射量（照射時間）を設定していく。これにより、歪みが生じても照射量が既にその分調整されるため、結果的に描画後のパターンを高精度に形成できる。
【００３３】
図７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７において、実施の形態１における描画方法は、歪み測定／演算工程（Ｓ１０２）と、ショット位置演算工程（Ｓ１０４）と、平均位置演算工程（Ｓ１０６）と、面積密度演算工程（Ｓ１０８）と、照射時間演算工程（Ｓ１１０）と、Ｚ補正工程（Ｓ１１１）と、描画工程（Ｓ１１２）という一連の工程を実施する。ここでは、描画前処理工程として、例えば、歪み測定工程（Ｓ１０２）と、ショット位置演算工程（Ｓ１０４）と、平均位置演算工程（Ｓ１０６）とを実施する。そして、かかる描画前処理工程の結果を用いて、描画処理工程として、面積密度演算工程（Ｓ１０８）と、照射時間演算工程（Ｓ１１０）と、Ｚ補正工程（Ｓ１１１）と、描画工程（Ｓ１１２）とを実施する。但し、これらに限るものではなく、描画前処理工程の全部或いは一部を描画処理工程内で実施しても構わない。
【００３４】
まず、歪み測定／演算工程（Ｓ１０２）として、測定部１０は、各要因による歪み量を測定する。ここでは、例えば、上述した、光学歪、フィールド歪み（転写歪み）、及び、Ｚ補正歪みを測定／演算する。これらの歪み量は従来手法で測定すればよく、例えば、描画装置１００を用いて評価基板を描画することで評価基板の各位置における歪み量を測定し、歪み量マップを作成すればよい。或いは評価基板の各位置における歪み量を多項式でフィッティングして歪み量演算式を取得すればよい。また、ステージ上に載置されたマークをビームでスキャンしてその位置を測定することでも歪を測定できる。
【００３５】
図８は、実施の形態１におけるフィールド歪みの一例を示す概念図である。図８では、ストライプ領域３２内の照射領域３４のフィールド歪みの一例を示している。ここでは、例えば、図５に示したスキャン方式で各照射領域３４を描画した場合のフィールド歪みの一例を示している。かかる場合には、例えば、照射領域３４毎にフィールド原点（制御上の原点）を設定して、かかるフィールド原点からの相対座標により歪み量を定義してもよい。もちろん、試料１０１の描画領域全体、或いはストライプ領域単位を１つの座標系として定義しても構わないことはいうまでもない。
【００３６】
また、Ｚ補正については、まず、異なる高さをもつマーク１０６の複数の測定面の１つに焦点を合わせた場合の静電レンズ２１１へ印加する電圧を測定し、その他の測定面に焦点を合わせた場合の静電レンズ２１１へ印加する電圧を測定する。また、各測定面の高さ位置に焦点を合わせた際の像の拡大／縮小および回転量を測定する。各焦点位置での像の拡大／縮小および回転量は各測定面の高さ位置に描画面を合わせた評価基板に実際に描画して測定すればよい。そして、マーク１０６の複数の測定面の高さ位置は予めわかっているので、線形比例により、試料面における各高さにおける静電レンズ２１１へ印加する電圧を演算できる。同様に、各高さにおける像の拡大／縮小および回転量を演算できる。具体的には、試料１０１の高さ位置に応じた拡大／縮小および回転量を示す各係数を取得できる。
【００３７】
次に、描画対象となる試料１０１の描画面の高さ位置分布を測定する。試料１０１の描画面の高さは、ストライプ領域３２毎に、ＸＹステージ１０５を移動させながら、投光器２１２からレーザを試料面の例えば光軸位置に照射し、その反射光を受光器２１４で受光することで、試料面の高さを測定する。受光器２１４の出力は、アンプ１３８でデジタルデータに変換され、測定部１０へと出力される。これにより、試料１０１の高さ分布が測定できる。そして、かかる高さ分布に取得した係数を乗じることで各位置におけるＺ補正歪み量を演算し、Ｚ補正歪み量マップを作成すればよい。或いは評価基板の各位置におけるＺ補正歪み量を多項式でフィッティングしてＺ補正歪み量演算式を取得すればよい。
【００３８】
以上のようにして得られた歪み量マップ或いは歪み量演算式による歪み量データは記憶装置１４２に格納される。かかる歪み量データは歪みの要因別に作成してもよいし、各要因の歪み量を加算（合成）してまとめておいても好適である。
【００３９】
ショット位置演算工程（Ｓ１０４）として、ショット位置演算部１２は、電子ビームによるマルチビーム２０を用いて縦横予め設定された制御グリッド（ＡＵ）間隔以下のショット間隔で試料１０１上に各ビームを照射する場合の、照射される各ビームの歪み分を含むショット位置を演算する。具体的には、マルチビーム２０で試料１０１の描画領域全面を描画する場合の各ビームのショット位置を演算する。ショット位置演算部１２は、演算する際、記憶装置１４２から歪み量データを読み出し、設計上の各ショット位置座標ｒ（ｘ，ｙ）を用いて歪み後の位置Ｒ（ｘ，ｙ）を演算する。歪み量マップを用いる場合には、例えば、ｒ（ｘ，ｙ）を周囲のマップ値で線形補間して歪み後の位置Ｒ（ｘ，ｙ）を演算すればよい。歪み量演算式を用いる場合には、例えば、ｒ（ｘ，ｙ）を歪み量演算式に代入し、歪み後の位置Ｒ（ｘ，ｙ）を演算すればよい。ここで、各ビームは１０ｎｍから２０ｎｍといった有限の大きさになるが、そのショット位置は、ビームの中心位置、または、特に強度分布に非対称性があるような場合には重心位置で定義するのが好ましい。
【００４０】
図９は、実施の形態１における各ショット位置の一例を示す概念図である。図９では、試料１０１の描画領域における一部の領域における各ビームのショット位置２２を示している。歪みが存在しなければ、各ビームはｘ，ｙ方向に設定されたショット間隔で等しく並ぶはずであるが、歪みが存在するため、図９に示すように各ビームのショット位置２２の座標Ｒにはずれが生じる。そのずれ量によっては、例えば、座標Ｒ（ｘｎ＋１，ｙｎ＋１）のショット位置２２と座標Ｒ（ｘｎ，ｙｎ＋１）のショット位置２２間のようにショット間隔がＡＵよりも小さくなる場合もあり得る。また、例えば、座標Ｒ（ｘｎ，ｙｎ）のショット位置２２と座標Ｒ（ｘｎ＋１，ｙｎ）のショット位置２２間のようにショット間隔がＡＵよりも大きくなる場合もあり得る。ここで、ショット間隔がＡＵよりも大きくなって精度が悪化することが懸念されるが、そのような場合には、あらかじめショット間隔をＡＵよりも小さくしておくことで、精度の悪化を回避することができる。以上のようにして演算されたショット位置データは、例えば、ショット位置データマップとして記憶装置１４４に格納される。
【００４１】
図１０は、実施の形態１におけるショット位置データマップの一例を示す概念図である。図１０に示すように、ショット位置データマップは、例えば、歪み分を含んだ各ショット位置座標Ｒ（ｘ，ｙ）がマップ値として定義される。
【００４２】
平均位置演算工程（Ｓ１０６）として、平均位置演算部１４は、各ビームの歪み分を含むショット位置Ｒを用いて、それぞれ直近の縦横２×２のビーム群のショット位置同士で囲まれる複数の領域（第１の領域）の各領域（第１の領域）内の予め設定された条件による条件位置を演算する。かかる条件位置は、複数の領域（第１の領域）の平均位置或いは重心位置であると好適である。ここでは、例えば、平均位置を演算する。
【００４３】
図１１は、実施の形態１におけるショット領域メッシュの一例を示す概念図である。例えば、座標Ｒ（ｘｎ，ｙｎ）と座標Ｒ（ｘｎ＋１，ｙｎ）と座標Ｒ（ｘｎ，ｙｎ＋１）と座標Ｒ（ｘｎ＋１，ｙｎ＋１）とで示す各ショット位置２２により縦横２×２で囲まれた領域の平均位置２９の座標Ｐ（ｘｎ，ｙｎ）を演算する。座標Ｐ（ｘｎ，ｙｎ）のｘ座標値は、各ショット位置２２のｘ座標値を加算した合計を４で割った値で求めることができる。同様に、座標Ｐ（ｘｎ，ｙｎ）のｙ座標値は、各ショット位置２２のｙ座標値を加算した合計を４で割った値で求めることができる。同様に、座標Ｒ（ｘｎ，ｙｎ）と座標Ｒ（ｘｎ−１，ｙｎ）と座標Ｒ（ｘｎ−１，ｙｎ＋１）と座標Ｒ（ｘｎ，ｙｎ＋１）とで示す各ショット位置２２により縦横２×２で囲まれた領域の平均位置２９の座標Ｐ（ｘｎ−１，ｙｎ）を演算する。同様に、座標Ｒ（ｘｎ，ｙｎ）と座標Ｒ（ｘｎ−１，ｙｎ）と座標Ｒ（ｘｎ−１，ｙｎ−１）と座標Ｒ（ｘｎ，ｙｎ−１）とで示す各ショット位置２２により縦横２×２で囲まれた領域の平均位置２９の座標Ｐ（ｘｎ−１，ｙｎ−１）を演算する。同様に、座標Ｒ（ｘｎ，ｙｎ）と座標Ｒ（ｘｎ，ｙｎ−１）と座標Ｒ（ｘｎ＋１，ｙｎ−１）と座標Ｒ（ｘｎ＋１，ｙｎ）とで示す各ショット位置２２により縦横２×２で囲まれた領域の平均位置２９の座標Ｐ（ｘｎ，ｙｎ−１）を演算する。
【００４４】
以上により、座標Ｐ（ｘｎ，ｙｎ）と座標Ｐ（ｘｎ−１，ｙｎ）と座標Ｐ（ｘｎ−１，ｙｎ−１）と座標Ｐ（ｘｎ，ｙｎ−１）とで示す各平均位置２９により縦横２×２で囲まれた、ショット位置座標Ｒ（ｘｎ，ｙｎ）を取り囲むショット領域２７（第２の領域）を定義できる。ショット領域２７は、歪み分を考慮したショット位置の平均値で囲まれるため、図１１に示すように正方形或いは長方形のように９０度の角度の図形にはならない場合が多い。後述するように、正方形或いは長方形のように９０度の角度の図形にはならないショット領域２７を用いることで、高精度な照射量を演算できることになる。
【００４５】
同様にして、試料１０１の描画領域全体にわたり、縦横２×２の各ショット位置座標Ｒで囲まれた領域の平均位置２９を順に演算する。これにより、試料１０１の描画領域のほぼ全面にわたり、各ショット位置座標Ｒを取り囲むそれぞれのショット領域２７（第２の領域）を定義できる。ショット領域２７を構成する点は平均位置２９を使っているため、以上のようにして定義される複数のショット領域２７（第２の領域）は、内部に隙間なく繋がっていることになる。言い換えれば、複数のショット領域２７と、試料１０１の描画領域のうち複数のショット領域２７全体を取り囲む複数のショット領域２７と重ならない部分領域と、の総和が、試料１０１の描画領域と一致することになる。なお、試料１０１の描画領域の外周ショット位置は、４つのショット位置で囲むことができないので、ショット領域２７を定義できないことになるが、描画領域の外側に仮想的にショット位置を定義することで、かかる複数のショット領域２７全体を取り囲む部分領域についても外周ショット位置用のショット領域２７を定義してもよい。
【００４６】
ショット領域メッシュ作成部１６は、かかる各平均位置２９の座標Ｐを用いて、複数のショット領域２７によって試料１０１の描画領域を分割したショット領域メッシュを作成する。そして、ショット領域メッシュデータは記憶装置１４６に格納される。
【００４７】
図１２は、実施の形態１におけるショット領域メッシュデータの一例を示す概念図である。図１２に示すように、ショット領域メッシュデータは、例えば、歪み分を含んで歪む各平均位置２９の座標Ｐ（ｘ，ｙ）がマップ値として定義される。
【００４８】
面積密度演算工程（Ｓ１０８）として、まず、面積密度演算部１８は、記憶措置１４０から描画データを読み出し、複数のショット領域２７について、ショット領域２７毎に、当該ショット領域２７と重なる描画されるための図形パターンの面積Ｓを演算する。そして、面積密度演算部１８は、ショット領域２７毎に、当該ショット領域２７と重なる描画されるための図形パターンの面積Ｓを縦横の制御グリッド間隔（ＡＵ）同士を乗じた値（ＡＵ２）で割った面積密度を演算する。
【００４９】
図１３は、実施の形態１におけるショット領域と図形パターンの重なりの一例を示す概念図である。図１３では、座標Ｐ（ｘｎ，ｙｎ）と座標Ｐ（ｘｎ−１，ｙｎ）と座標Ｐ（ｘｎ−１，ｙｎ−１）と座標Ｐ（ｘｎ，ｙｎ−１）とで示す各平均位置２９により縦横２×２で囲まれた、ショット位置座標Ｒ（ｘｎ，ｙｎ）を取り囲むショット領域２７に、図形パターン５０の一部が重なっている場合を示している。面積密度演算部１８は、かかる重なる部分の面積Ｓを演算し、面積ＳをＡＵ２で割ることで当該ショット領域２７における面積密度を演算する。面積密度演算部１８は、同様にして、その他のショット領域２７における面積密度を演算する。以上のようにして、得られたデータは、面積密度マップとして、記憶装置１４８に格納される。
【００５０】
図１４は、実施の形態１における面積密度マップの一例を示す図である。各メッシュはショット領域２７を示している。仮に、すべてのビームのショット間隔が正確にＡＵと一致した場合の面積密度マップ５４を図１４（ｂ）に示している。図１４（ｂ）の例では、メッシュ領域（ショット領域）が図形パターン５０で完全に覆われる場合には、面積密度は１００％となる。そして、図形端にかかるメッシュ領域（ショット領域）では、左下端から時計回りに８％，２０％，２０％，２０％，２０％，１２％，６０％，６０％，４８％，８０％，８０％，８０％，８０％，３２％，４０％，４０％となる。
【００５１】
しかしながら、実際には、上述した歪みにより、すべてのビームのショット間隔が正確にＡＵとは一致しない。ショット間隔がＡＵより狭くなる場合もあれば、広くなる場合もあり得る。一方、実施の形態１における面積密度ρの計算手法では、上述した重なる部分の面積Ｓを当該ショット領域２７の面積で割るのではなく、重なる部分の面積Ｓをあえて基準面積をＡＵ２とし、この基準面積で割ることにしている。すなわち、面積密度をρ＝Ｓ／ＡＵ２としている。ここで、基準面積は任意に設定されて構わないが、上述のように、ＡＵ２で割る、すなわち、基準面積をＡＵ２としてこの基準面積に対する面積比率にすると、ＡＵの設定値が変わった場合でも、理想的なショット間隔では図形に覆われた部分が１００％となるので、理解しやすく、また、処理上も都合が良い。
このような処理により、図形パターン５０で完全に覆われるメッシュ領域（ショット領域）の面積密度は、１００％を超える場合もあれば、１００％以下になる場合もあり得る。これにより、例えば、従来から知られている照射量補正による近接効果補正が適用できる。近接効果補正では、近傍のパターン描画で生じる反射散乱電子の影響を補正するように照射量を増減して補正し、パターン精度を得るものである。上記の説明のように、ショット領域（第２の領域）を定義し、この領域と図形パターンとの重なる部分の面積Ｓを基準面積で割るという処理を行うことにより、ショット間隔がＡＵより狭くなっても広くなっても、その部分から生じる反射散乱電子の量は正確にショット間隔がＡＵで照射された場合と同じになるという効果がある。これにより、従来の照射量補正の手法がそのまま使えることになる。
【００５２】
図１４（ａ）では、実施の形態１の面積密度マップ５２の一例を示している。図１４（ａ）の例では、図形パターン５０で完全に覆われるメッシュ領域（ショット領域）の面積密度は、１００％ではなく、９３％〜９６％になっている。また、図形端にかかるメッシュ領域（ショット領域）では、左下端から時計回りに、９％，１７％，１９％，１８％，１９％，８％，５５％，５７％，４４％，７７％，７４％，７６％，７５％，２６％，３８％，３６％となる。ここで、上述したように、面積密度は１００％を超える場合もある。１００％を超える場合、実際に照射されるビームの照射量が設計上の最大値を超える場合もあり得るので、最大値が１００％を超えないように抑えたい場合には、制御上のショット間隔をＡＵ以下に設定することが望ましい。これにより、実際のショットされたビームが歪み等によりずれた場合でも、ショット間隔がＡＵより大きくなって生じる精度劣化も回避することができる。図１４（ａ）は、そのように１００％以下に抑えた場合の例である。
【００５３】
照射時間演算工程（Ｓ１１０）として、照射時間演算部２１は、各ショット領域２７の面積密度に応じて、各ショット領域２７内をショット位置とするビームの照射時間ｔを演算する。照射時間ｔは、照射量Ｄをビーム電流Ｉで除した値に当該ショット領域２７の面積密度ρを乗じることで求められる。すなわち、ｔ＝ρ・Ｄ・Ｓｂ／Ｉで求めることができる。ここで、Ｓｂはビームの面積である。これは、単一のビームで、当該ビームで照射される領域に照射量Ｄを与える計算式である。
ビームサイズは、例えば、ＡＵＸＡＵあるいは２ＡＵＸ２ＡＵ等の場合があり得るが、任意に設定されて構わない。マルチビーム方式で、ビームサイズが例えば２ＡＵＸ２ＡＵの場合には、描画面上で隣のショットと重なることになるが、その場合の合成された照射量は当該ビームでＡＵＸＡＵの領域を照射した場合と等価になると考えられる。すなわち、照射時間はビームサイズによらず、ｔ＝ρ・Ｄ・ＡＵ２／Ｉで求めることができる。ここで、ビーム電流ＩはビームサイズＳｂに依存して変化するが、通常は、ビームサイズは固定で定義され、また、ビーム電流を測定して描画の制御を行う。そのため、ＡＵ２の項は描画条件（ビームサイズ、ＡＵ値等）に応じて実用上設定される変換係数ｋに含めて扱うと実用的である。すなわち、ｔ＝ｋ‘・ρ・Ｄ・ＡＵ２／Ｉ＝ｋ・ρ・Ｄ／Ｉとすると実用的である。ここで、ｋ＝ｋ‘・ＡＵ２となるが、ｋ‘は通常は１の係数であり、他の描画条件によって必要となった場合に利用する補正係数として実用上設定しているものである。
なお、照射量Ｄは、近接効果等の寸法変動を補正するための照射量補正係数Ｄｐと基準照射量Ｄ０とビーム毎の電流補正係数αと時間依存補正係数βを用いて、Ｄ＝Ｄ０・Ｄｐ・α・βで求めることができる。照射量補正係数Ｄｐと基準照射量Ｄ０とビーム毎の電流補正係数αと時間依存補正係数βといった照射量補正パラメータは予め計算等しておけばよい。或いは、描画データ処理部２３が、描画データを入力し、照射量補正係数Ｄｐを演算してもよい。よって、照射時間演算部２１は、ｔ＝ｋ‘・ρ・Ｄ０・Ｄｐ・α・β・ＡＵ２／Ｉ＝ｋ・ρ・Ｄ０・Ｄｐ・α・β／Ｉを演算すればよい。
なお、時間依存補正係数βは、描画後の時間依存でレジストの感度が変化するような場合、また、ビーム電流の時間変動があるような場合に補正係数を設定して補正するように利用できる。また、面積密度はρ＝Ｓ／ＡＵ２なので、照射時間の計算をｔ＝ｋ‘・Ｓ・Ｄ０・Ｄｐ・α・β／Ｉとすることもできる。この式は、面積密度ρではなく、面積Ｓをそのまま使用しても計算ができることを意味しており、どちらを使うかは設計に依存して決めれば良い。また、描画方法によっては多重露光により重ね描き等を行うこともあるが、そのような場合はその分照射量が加算されることになるが、いずれにしても上記の式を基準にし描画方法に従って計算すれば良い。
【００５４】
ここでは、照射時間演算部２１が照射量Ｄの計算も含むように演算しているが、これに限るものではなく、まず、図示しない照射量演算部が、各ショット領域２７内をショット位置とするビームの照射量Ｄを演算する。そして、照射量Ｄを演算した後に、照射時間演算部２１が各ショット領域２７の面積密度に応じて、照射量Ｄを用いて、照射時間ｔを演算してもよい。
【００５５】
図１５は、実施の形態１における照射時間マップの一例を示す図である。照射時間マップ５６における各メッシュはショット領域２７を示している。図１５では、図１４（ａ）に示した面積密度マップ５２の各マップ値に基準照射時間Ｔ０を乗じた値が示されている。この場合、基準照射時間Ｔ０は、Ｔ０＝Ｄ０・ＡＵ２／Ｉ＝ｋ・Ｄ０／Ｉで定義される。これは基準照射量を与えるための制御回路内部の制御値であり、基準照射時間Ｔ０を乗じることは、各ショットの照射時間を制御回路内部の制御値に変換することを意味する。図１５は、Ｔ０＝５００、Ｄｐ・α・β＝１の場合を単純な例として図示している。
【００５６】
Ｚ補正工程（Ｓ１１１）として、静電レンズ２１１により、高さ位置分布が示す高さ位置の変化による各ビームの焦点位置の補正が描画処理の進行に伴って進行するように設定する。換言すれば、静電レンズ２１１は、高さ位置分布が示す高さ位置の変化による各ビームの焦点位置を補正する。
【００５７】
描画工程（Ｓ１１２）として、描画処理制御部２５は、上述したように、ショット間隔がＡＵ以下の寸法で描画処理が進むように描画処理を制御する。そして、描画処理制御部により制御された描画部１５０は、以上のようにして得られたショット領域２７毎のビームの照射時間ｔの各ビームを照射することで、試料にパターンを描画する。具体的には、対応ショットのビームが照射時間演算部２１によって演算された照射時間に可変制御する。そして、照射時間演算部２１は各ショットの照射時間を偏向制御回路１３０に出力し、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、ショット位置に応じて、照射量を可変制御する。一方、描画処理制御部２５は、所望するショット位置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。
【００５８】
以上のように、実施の形態１によれば、ショット位置を設計位置ではなく、歪み分を含めたショット位置で定義し、かかる各ショット位置Ｒからショット領域２７を定義することで、歪みによる位置ずれを補正する照射量Ｄで各ショットのビームを照射できる。その結果、光学系等の歪み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。
【００５９】
上述した例では、ショット領域２７は、４つの平均位置２９を繋ぎ合わせた四角形で定義されたが、これに限るものではない。
【００６０】
図１６は、実施の形態１におけるショット領域メッシュの他の一例を示す概念図である。座標Ｒ（ｘｎ＋１，ｙｎ）で示すショット位置２２が、歪みにより大きくずれた場合等には、座標Ｒ（ｘｎ，ｙｎ）と座標Ｒ（ｘｎ＋１，ｙｎ）との平均位置（中間位置）にさらなる平均位置Ｐ’を求めてもよい。例えば、ショット位置２２のずれ量に関わる設定値をあらかじめ決めておき、ずれ量がこの設定値（例えば、ＡＵの１０％）以上ずれた場合にはかかるさらなる平均位置Ｐ’を求めるという処理を行うと好適である。図１６の例では、座標Ｐ（ｘｎ，ｙｎ）と座標Ｐ（ｘｎ−１，ｙｎ）と座標Ｐ（ｘｎ−１，ｙｎ−１）と座標Ｐ（ｘｎ，ｙｎ−１）とで示す各平均位置２９とさらなる平均位置Ｐ’とにより囲まれた、ショット位置座標Ｒ（ｘｎ，ｙｎ）を取り囲むショット領域２７（第２の領域）が定義される。これにより、局所的にショット位置のずれが大きい場合にも、描画精度の向上が図れる。
【００６１】
また、上述した例では、ショット領域２７が４つの平均位置２９を繋ぎ合わせた１つの四角形で定義されたが、これに限るものではない。
【００６２】
図１７は、実施の形態１におけるショット領域メッシュの他の一例を示す概念図である。図１７では、座標Ｒ１で示すショット位置２２の照射量Ｄを演算するための面積密度ρを、ｐ１〜ｐ４で囲まれる４つの平均位置２９を繋ぎ合わせた１つの四角形ｓ１で定義するのではなく、周囲の四角形ｓ２〜ｓ９を含めた四角形ｓ１〜ｓ９を１つのショット領域として定義してもよい。かかる場合、各ショット位置２２用のショット領域が他のショット位置２２用のショット領域と重複することになるが、座標Ｒ１で示すショット位置２２の照射量Ｄを演算するための面積密度ρを演算する際、各四角形ｓ１〜ｓ９と図形パターンとが重なる部分の面積Ｓをそれぞれ四角形数（ここでは９個）で割った値とすればよい。他のショット位置２２用に面積密度ρを演算する際も同様である。これにより、描画領域全体でみれば、１つの四角形ｓ１で定義する場合の面積Ｓの合計と、複数の四角形ｓ１〜ｓ９で定義する場合の面積Ｓの合計との間で同じにすることができる。或いは、座標Ｒ１で示すショット位置２２が含まれる中心の四角形ｓ１については面積Ｓを１／２にして用い、周囲の四角形ｓ２〜ｓ９については面積Ｓを１／１６にして用いるといった重み付けを行っても好適である。
また、上記の実施形態では、４個のショット位置の平均位置によりショット領域を区切る座標点を演算するとしたが、さらに４個以上のショット位置の平均あるいは重心で、座標点を定義することもできる。図１７を参照して説明すると、上記の実施形態では、４個のショット位置（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５）の平均位置によりショット領域を区切る座標点ｐ１を演算するとしたが、さらに、例えば、周囲の１６個のショット位置（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１６）の平均、あるいは、上記１６個のショット位置からコーナー部分のショット位置を除いた周囲の１２個のショット位置（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１４，Ｒ１５）の平均位置にするというように対象のショット位置を増やして、その平均位置でｐ１の座標を定義することもできる。例えば、１６個の場合は、１６個のＸ、Ｙ各座標値を加算して、１６で割り算することで、座標点ｐ１のＸ、Ｙの各座標が、また、１２個の場合は、１２個のＸ、Ｙ各座標値を加算して、１２で割り算するということで、座標点ｐ１のＸ、Ｙの各座標が求められる。
また、各座標点に重みを付けて平均あるいは重心を計算することで座標点ｐ１を定義することもできる。例えば、対象位置からの距離に依存して、対象位置に近いショット位置（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４，Ｒ５）には、２の重みを付け、その他のショット位置（Ｒ３，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１６）には、１の重みを付けて平均あるいは重心を計算する。この場合、ショット位置（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４，Ｒ５）のＸ，Ｙ各座標値は２倍して加算し、その他のショット位置のＸ，Ｙ各座標値は１倍で加算し、加算した結果を２０で割り算して座標点ｐ１のＸ，Ｙ各座標を求めるという演算処理になる。
このように計算対象とするショット位置を増やすことで、より広い範囲の周辺のショット位置のずれを反映した結果で座標点が定義できることになり、局所的にショット位置のずれが大きいものが存在するような場合にも、ショット間で平準化された補正計算結果が得られるので精度の向上が図れることになる。
なお、一般に、計算対象を増やすと演算処理に時間がかかることになるが、具体的にどのような演算を行うかは、要求精度に合わせて設計で選択されれば良い。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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】
【００６６】
１０  測定部
１２  ショット位置演算部
１４  平均位置演算部
１６  ショット領域メッシュ作成部
１８  面積密度演算部
２０  マルチビーム
２１  照射時間演算部
２２  穴
２３  描画データ処理部
２４，２６  電極
２５  描画処理制御部
２７  ショット領域
２９  平均位置
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
５０  図形パターン
５２，５４  面積密度マップ
５６  照射時間マップ
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  制御計算機
１１２  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
１４０，１４２，１４４，１４６，１４８  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
２１０  ミラー
２１１  静電レンズ
２１２  投光器
２１４  受光器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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