(57)【要約】      （修正有）【課題】描画データを利用して、隙間を設けて図形パターンが配置される部分と図形パターンが配置されない部分とを描画可能な描画装置を提供する。【解決手段】本発明のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、描画データを記憶装置から読み出し、図形パターンの辺毎に、図形パターンの辺から所定の距離だけ外側に離れた辺と平行な直線を設定する直線方程式設定部と、複数の図形パターンと上述した直線とを用いて、メッシュ領域が複数の図形パターンの領域内なのか、領域外であって複数の図形パターンの領域に隣接する隣接領域なのか、それとも域外であって隣接領域外なのか、を判定する領域判定部と、複数の図形パターンの領域内のメッシュ領域用となるレジストが解像する第１の照射量と、複数の図形パターンの領域外であって隣接領域外のメッシュ領域用となるレジストが解像しない第２の照射量を演算する照射量演算部５６と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2018107179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジストが塗布された試料を載置する、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、
複数の開口部が形成され、前記荷電粒子ビームの一部が前記複数の開口部を通過することにより、マルチ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が配置されたブランキングアパーチャアレイ機構と、
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制限アパーチャ基板と、
図形パターンのパターンデータが定義された描画データを記憶する記憶装置と、
前記描画データを前記記憶装置から読み出し、当該図形パターンの辺毎に、当該図形パターンの辺から所定の距離だけ外側に離れた当該辺と平行な直線を設定する直線設定部と、
前記試料の描画領域がメッシュ状に分割された複数のメッシュ領域のメッシュ領域毎に、前記図形パターンと前記直線とを用いて、当該メッシュ領域が前記図形パターンの領域内なのか、前記図形パターンの領域外であって前記図形パターンの領域に隣接する隣接領域なのか、それとも前記図形パターンの領域外であって前記隣接領域外なのか、を判定する判定部と、
前記図形パターンの領域内のメッシュ領域用となる前記レジストが解像する第１の照射量と、前記図形パターンの領域外であって前記隣接領域外のメッシュ領域用となる前記レジストが解像しない第２の照射量を演算する照射量演算部と、
前記図形パターンの領域内のメッシュ領域には前記レジストが解像する前記第１の照射量が照射され、前記図形パターンの領域外であって前記隣接領域内のメッシュ領域には照射量がゼロになり、前記図形パターンの領域外であって前記隣接領域外のメッシュ領域には前記レジストが解像しない前記第２の照射量が照射されるように、前記複数のブランカーを個別に制御する偏向制御回路と、
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】
前記判定部は、当該図形パターンの辺の外側であって、当該図形パターンの各辺に対応する前記直線群で囲まれる当該図形パターンの拡大図形パターンの辺の内側位置するメッシュ領域を、当該図形パターンの領域外であって当該図形パターンの領域に隣接する隣接領域内であると判定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】
前記拡大図形パターンの面取り直線を設定する面取直線設定部をさらに備え、
前記判定部は、当該図形パターンの辺の外側であって前記拡大図形パターンの辺の内側であり、かつ前記面取り線よりも当該図形パターン側に位置するメッシュ領域を、当該図形パターンの領域外であって当該図形パターンの領域に隣接する隣接領域内であると判定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】
前記判定部は、前記拡大図形パターンの辺の外側に位置するメッシュ領域を、当該図形パターンの領域外であって当該図形パターンの領域に隣接する隣接領域外であると判定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５】
マルチビームを形成する工程と、
図形パターンのパターンデータが定義された描画データを記憶装置から読み出し、当該図形パターンの辺毎に、当該図形パターンの辺から所定の距離だけ外側に離れた当該辺と平行な直線を設定する工程と、
前記試料の描画領域がメッシュ状に分割された複数のメッシュ領域のメッシュ領域毎に、前記図形パターンと前記直線とを用いて、当該メッシュ領域が前記図形パターンの領域内なのか、前記図形パターンの領域外であって前記図形パターンの領域に隣接する隣接領域なのか、それとも前記図形パターンの領域外であって前記隣接領域外なのか、を判定する工程と、
前記図形パターンの領域内のメッシュ領域用となる前記レジストが解像する第１の照射量と、前記図形パターンの領域外であって前記隣接領域外のメッシュ領域用となる前記レジストが解像しない第２の照射量を演算する工程と、
前記図形パターンの領域内のメッシュ領域には前記レジストが解像する前記第１の照射量が照射され、前記図形パターンの領域外であって前記隣接領域内のメッシュ領域には照射量がゼロになり、前記図形パターンの領域外であって前記隣接領域外のメッシュ領域には前記レジストが解像しない前記第２の照射量が照射されるように、前記マルチビームを前記試料上に照射する工程と、
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およ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描画の描画時間を短縮する手法に関する。
【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】
１本の電子ビームで描画する可変成形（ＶＳＢ）型電子ビーム描画では、パターンが複雑な形状であるほど、パターンを微細なショット図形に分割する必要がある。そして、その分、描画時間が長くなる。ショット数の増加を補うべく、ビームの電流密度を上げて描画時間を短縮することも考えられるが、レジストヒーティング等の影響が大きくなるため、かかる手法にも限界がある。
【０００４】
ここで、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マトリクス状に配置された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偏向器で偏向され試料上の所望の位置へと照射される。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ため、パターン形状が描画時間に与える影響は可変成形方式に比べて小さい。
【０００５】
描画時間は、上述したパターン形状だけではなく、例えば、パターンの粗密にも影響を受ける。上述した可変成形型電子ビーム描画では、パターンが存在する箇所にだけ狙ってビーム照射を行えば足りる。言い換えれば、パターンが存在しない箇所を素通りできる。よって、パターン密度が低いレイアウトでは描画時間が短くなる。逆に、パターン密度が高いレイアウトでは描画時間が長くなる。一方、マルチビーム描画では、複数のビームが一度に照射されるため、パターン密度が高いレイアウトほど、可変成形型電子ビーム描画に比べて描画時間を短縮できると考えられる。しかしながら、パターン密度が低いレイアウトの方が露光に必要とされる照射量が大きくなる。そのため、マルチビーム描画では、結果的に、パターン密度が全体的に低いレイアウトの方が全体的に高いレイアウトよりも描画時間が長くなる。例えば、パターン密度が５０％のラインアンドスペースパターンのレイアウトをマルチビーム描画で描画する場合に比べて、パターン密度が１０％のラインアンドスペースパターンのレイアウトをマルチビーム描画で描画する場合の方が約１．５倍の描画時間を必要としてしまう。そのため、図形パターンが配置される部分に電子ビームを照射するだけではなく、図形パターンの周囲にもレジストが解像しない程度のドーズ量の電子ビームを照射することで図形パターンが配置される部分への入射照射量を小さくして、描画時間の短縮を図る技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、図形パターンの周囲にもビーム照射を行うため、図形パターンが配置される部分へ照射されたビームと重なり合う事態が生じてしまう。その点について、上述した技術では、図形パターンが配置される部分と図形パターンの周辺領域との間に隙間を設けることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−００５７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、かかる隙間をつくるために、上述した技術では、描画データとは別に、隙間を開けた周囲パターンのパターンデータを描画装置の外部（オフライン）で予め作成しておく必要があった。
【０００８】
そこで、本発明の一態様は、隙間を開けた周囲パターンのパターンデータを予め作成することなく、描画データを利用して、隙間を設けて図形パターンが配置される部分と図形パターンが配置されない部分とを描画可能な描画装置および方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
レジストが塗布された試料を載置する、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、
複数の開口部が形成され、荷電粒子ビームの一部が複数の開口部を通過することにより、マルチビームを形成する成形アパーチャアレイ基板と、
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が配置されたブランキングアパーチャアレイ機構と、
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制限アパーチャ基板と、
図形パターンのパターンデータが定義された描画データを記憶する記憶装置と、
描画データを記憶装置から読み出し、当該図形パターンの辺毎に、当該図形パターンの辺から所定の距離だけ外側に離れた当該辺と平行な直線を設定する直線設定部と、
試料の描画領域がメッシュ状に分割された複数のメッシュ領域のメッシュ領域毎に、図形パターンと上述した直線とを用いて、当該メッシュ領域が図形パターンの領域内なのか、図形パターンの領域外であって図形パターンの領域に隣接する隣接領域なのか、それとも図形パターンの領域外であって隣接領域外なのか、を判定する判定部と、
図形パターンの領域内のメッシュ領域用となるレジストが解像する第１の照射量と、図形パターンの領域外であって隣接領域外のメッシュ領域用となるレジストが解像しない第２の照射量を演算する照射量演算部と、
図形パターンの領域内のメッシュ領域にはレジストが解像する第１の照射量が照射され、図形パターンの領域外であって隣接領域内のメッシュ領域には照射量がゼロになり、図形パターンの領域外であって隣接領域外のメッシュ領域にはレジストが解像しない第２の照射量が照射されるように、複数のブランカーを個別に制御する偏向制御回路と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、判定部は、当該図形パターンの辺の外側であって、当該図形パターンの各辺に対応する直線群で囲まれる当該図形パターンの拡大図形パターンの辺の内側位置するメッシュ領域を、当該図形パターンの領域外であって当該図形パターンの領域に隣接する隣接領域内であると判定すると好適である。
【００１１】
また、拡大図形パターンの面取り直線を設定する面取直線設定部をさらに備え、
判定部は、当該図形パターンの辺の外側であって拡大図形パターンの辺の内側であり、かつ面取り線よりも当該図形パターン側に位置するメッシュ領域を、当該図形パターンの領域外であって当該図形パターンの領域に隣接する隣接領域内であると判定すると好適である。
【００１２】
また、判定部は、拡大図形パターンの辺の外側に位置するメッシュ領域を、当該図形パターンの領域外であって当該図形パターンの領域に隣接する隣接領域外であると判定すると好適である。
【００１３】
本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、
マルチビームを形成する工程と、
図形パターンのパターンデータが定義された描画データを記憶装置から読み出し、当該図形パターンの辺毎に、当該図形パターンの辺から所定の距離だけ外側に離れた当該辺と平行な直線を設定する工程と、
試料の描画領域がメッシュ状に分割された複数のメッシュ領域のメッシュ領域毎に、図形パターンと上述した直線とを用いて、当該メッシュ領域が図形パターンの領域内なのか、図形パターンの領域外であって図形パターンの領域に隣接する隣接領域なのか、それとも図形パターンの領域外であって隣接領域外なのか、を判定する工程と、
図形パターンの領域内のメッシュ領域用となるレジストが解像する第１の照射量と、図形パターンの領域外であって隣接領域外のメッシュ領域用となるレジストが解像しない第２の照射量を演算する工程と、
図形パターンの領域内のメッシュ領域にはレジストが解像する第１の照射量が照射され、図形パターンの領域外であって隣接領域内のメッシュ領域には照射量がゼロになり、図形パターンの領域外であって隣接領域外のメッシュ領域にはレジストが解像しない第２の照射量が照射されるように、マルチビームを前記試料上に照射する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、隙間を開けた周囲パターンのパターンデータを予め作成することなく、描画データを利用して、隙間を設けて図形パターンが配置される部分と図形パターンが配置されない部分とを描画できる。よって、描画処理前の事前準備を省略できる。さらに、マルチビーム方式の描画において描画時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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における領域設定部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】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構成を示す断面図である。
【図５】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６】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７】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８】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９】実施の形態１における描画方法の要部工程の一部を示すフローチャート図である。
【図１０】実施の形態１における描画方法の要部工程の残部を示すフローチャート図である。
【図１１】実施の形態１における図形パターンの一例を示す図である。
【図１２】実施の形態１における直線の方程式の設定の仕方を説明するための図である。
【図１３】実施の形態１における図形パターンと画素との関係の一例を示す図である。
【図１４】実施の形態１における直線を用いた領域判定の仕方を説明するための一例を示す図である。
【図１５】実施の形態１における直線を用いた領域判定の仕方を説明するための他の一例を示す図である。
【図１６】実施の形態１における直線を用いた領域判定の仕方を説明するための他の一例を示す図である。
【図１７】実施の形態１における直線を用いた領域判定の仕方を説明するための他の一例を示す図である。
【図１８】実施の形態１における対象図形パターンの領域判定結果を示す図である。
【図１９】実施の形態１における次の図形パターンに対する各画素の領域判定の途中の状態の一例を示す図である。
【図２０】実施の形態１における次の図形パターンに対する各画素の領域判定の途中の状態の他の一例を示す図である。
【図２１】実施の形態１における次の図形パターンに対する各画素の領域判定の途中の状態の他の一例を示す図である。
【図２２】実施の形態１における組合せ表の一例を示す図である。図２２では、横軸に図形１の判定結果を示す。
【図２３】実施の形態１における合成図形パターンに対する各画素の領域判定結果の状態の一例を示す図である。
【図２４】実施の形態１におけるラインアンドスペースパターンの入射照射量を説明するための図である。
【図２５】実施の形態２における図形パターンと隣接領域との一例を示す図である。
【図２６】実施の形態２における領域設定部の内部構成を示すブロック図である。
【図２７】実施の形態２における描画方法の要部工程の一部を示すフローチャート図である。
【図２８】実施の形態２における直線を用いた領域判定の仕方を説明するための一例を示す図である。
【図２９】実施の形態２における直線を用いた領域判定の仕方を説明するための他の一例を示す図である。
【図３０】実施の形態２における直線を用いた領域判定の仕方を説明するための一例を示す図である。
【図３１】実施の形態２における直線を用いた領域判定の仕方を説明するための他の一例を示す図である。
【図３２】実施の形態２における直線を用いた領域判定の仕方を説明するための一例を示す図である。
【図３３】実施の形態２における直線を用いた領域判定の仕方を説明するための他の一例を示す図である。
【図３４】実施の形態２における直線を用いた領域判定の仕方を説明するための他の一例を示す図である。
【図３５】実施の形態２における合成図形パターンと隣接領域との一例を示す図である。
【図３６】各実施の形態における図形パターンとパターン無領域との他の一例を示す図である。
【図３７】各実施の形態におけるラインアンドスペースパターンの入射照射量と後方散乱照射量とを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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、及び偏向器２０８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。
【００１８】
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を有している。制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、ステージ位置検出器１３９及び記憶装置１４０，１４２は、図示しないバスを介して互いに接続されている。偏向制御回路１３０には、ＤＡＣアンプユニット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利用してＸＹステージ１０５の位置を測定する。
【００１９】
制御計算機１１０内には、領域設定部５０、パターン密度ρ演算部５２、照射量係数ｄ（ｘ），ｈ（ｘ）演算部５４、入射照射量Ｄ（ｘ），Ｈ（ｘ）演算部５６、照射時間ｔ演算部５８、及び描画制御部６０が配置されている。領域設定部５０、パターン密度ρ演算部５２、照射量係数ｄ（ｘ），ｈ（ｘ）演算部５４、入射照射量Ｄ（ｘ），Ｈ（ｘ）演算部５６、照射時間ｔ演算部５８、及び描画制御部６０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。領域設定部５０、パターン密度ρ演算部５２、照射量係数ｄ（ｘ），ｈ（ｘ）演算部５４、入射照射量Ｄ（ｘ），Ｈ（ｘ）演算部５６、照射時間ｔ演算部５８、及び描画制御部６０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。
【００２０】
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。描画装置１００の外部から後述する組合せ表データが入力され、記憶装置１４２に格納される。
【００２１】
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。
【００２２】
図２は、実施の形態１における領域設定部の内部構成を示すブロック図である。図２において、領域設定部５０内には、選択部６２、直線方程式設定部６４、直線方程式設定部６６、分割部６８、設定部７０、領域識別演算部７２、判定部７４、判定部７６、領域判定部７８、判定部８０、判定部８２、及び合成領域判定部８４が配置される。選択部６２、直線方程式設定部６４、直線方程式設定部６６、分割部６８、設定部７０、領域識別演算部７２、判定部７４、判定部７６、領域判定部７８、判定部８０、判定部８２、及び合成領域判定部８４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。選択部６２、直線方程式設定部６４、直線方程式設定部６６、分割部６８、設定部７０、領域識別演算部７２、判定部７４、判定部７６、領域判定部７８、判定部８０、判定部８２、及び合成領域判定部８４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。
【００２３】
図３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３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。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。
【００２４】
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構成を示す断面図である。
図５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４と図５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４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。
【００２５】
メンブレン領域３３０には、図３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４及び図５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。
【００２６】
また、図５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４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５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。
【００２７】
図６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６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６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）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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
図７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７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、最大で各穴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。
【００３１】
図８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８において、ストライプ領域３２は、例えば、マルチビームのビームサイズでメッシュ状の複数のメッシュ領域に分割される。例えば、１０ｎｍ程度のサイズにすると好適である。かかる各メッシュ領域が、描画対象画素３６（単位照射領域、照射位置、或いは描画位置）となる。描画対象画素３６のサイズは、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任意の大きさで構成されるものでも構わない。例えば、ビームサイズの１／ｎ（ｎは１以上の整数）のサイズで構成されても構わない。メッシュ領域（画素）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８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。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８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間のピッチがマルチビームの各ビーム間のピッチとなる。図８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。
【００３２】
そして、図７に示したように、照射領域３４を画素３６単位でずらしながらビームショットを繰り返すことで、マルチビーム２０により描画処理を進めていく。描画装置１００における描画機構１５０の動作について具体的に説明する。
【００３３】
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）。
【００３４】
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。そして、制限アパーチャ基板２０６上でマルチビーム２０はクロスオーバーを形成する。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２０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２０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。
【００３５】
ブランキング制御によりビームＯＮの状態で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。
【００３６】
図９は、実施の形態１における描画方法の要部工程の一部を示すフローチャート図である。
図１０は、実施の形態１における描画方法の要部工程の残部を示すフローチャート図である。図９及び図１０において、実施の形態１における描画方法は、図形パターン選択工程（Ｓ１０２）と、パターン辺の直線方程式設定工程（Ｓ１０４）と、拡大辺の直線方程式設定工程（Ｓ１０６）と、画素分割工程（Ｓ１０８）と、直線設定工程（Ｓ１１０）と、領域識別演算工程（Ｓ１１２）と、判定工程（Ｓ１１４）と、判定工程（Ｓ１１６）と、領域判定工程（Ｓ１１８）と、判定工程（Ｓ１２０）と、判定工程（Ｓ１２２）と、合成領域判定工程（Ｓ１２４）と、ρマップ作成工程（Ｓ２０２）と、照射量係数ｄ（ｘ），ｈ（ｘ）演算工程（Ｓ２０４）と、入射照射量Ｄ（ｘ），Ｈ（ｘ）演算工程（Ｓ２０６）と、照射時間演算工程（Ｓ２０８）と、描画工程（Ｓ２１０）と、いう一連の工程を実施する。
【００３７】
図形パターン選択工程（Ｓ１０２）として、選択部６２は、記憶装置１４０から描画データを読み出し、描画データに定義された複数の図形パターンのパターンデータから対象となる図形パターンを選択する。
【００３８】
図１１は、実施の形態１における図形パターンの一例を示す図である。図１１の例では、横長の矩形の図形パターン４０と、縦長の矩形の図形パターン４２との組み合わせパターンを描画する場合を示している。実施の形態１では、上述したように、図形パターンが配置される部分に電子ビームを照射するだけではなく、図形パターンの周囲にもレジストが解像しない程度のドーズ量の電子ビームを照射することで図形パターンが配置される部分への入射照射量を小さくして、描画時間の短縮を図る。そして、かかる場合に、図形パターンが配置される部分と図形パターンの周囲との間に隙間を設けることで、図形パターンの周囲へ照射されたビームと、図形パターンが配置される部分へ照射されたビームとが重なり合う事態を回避する。図１１の例では、図形パターン４０と図形パターン４２との組み合わせパターン部分が、かかる図形パターンが配置される部分に該当する。また、図形パターン４０と図形パターン４２との組み合わせパターン部分の周囲に隣接する隣接領域４５が、かかる隙間に該当する。そして、図形パターン４０と図形パターン４２との領域外であって隣接領域４５外の領域が、図形パターンの非接触周辺領域４４に該当する。実施の形態１では、図形パターン毎に、処理を進めていく。そのため、選択部６２は、かかる図形パターン４０と図形パターン４２の中から例えば図形パターン４０を選択する。
【００３９】
パターン辺の直線方程式設定工程（Ｓ１０４）として、直線方程式設定部６４は、描画データを記憶装置１４０から読み出し、複数の図形パターンの図形パターン毎かつ当該図形パターンの辺毎に、パターン辺の直線の方程式を設定する。
【００４０】
図１２は、実施の形態１における図形パターンの辺上を通る直線の方程式と、各辺それぞれで辺上を通る直線と平行でその直線からみて図形がない方向に移動させた直線の方程式の設定方法を説明するための図である。図１２における図形パターン４９は、頂点ｖ１，ｖ２，ｖ３を結ぶ３辺で構成され、且つ頂点ｖ１、ｖ２、ｖ３が反時計回りの順に並ぶ三角形の一例である。図１２では特に頂点ｖ２、ｖ３を結ぶ辺上を通る直線と、その直線に平行且つ図形とは反対側へ距離ｑ離した直線１１ａについて説明する。
【００４１】
任意の同一でない２点を結ぶ直線に関係する直線の方程式は、２点のｘ座標の差分ｄｘとｙ座標の差分ｄｙと、直線上にある任意の点の座標（ｘ０，ｙ０）を用い次式（１）に示すｌ（ｘ、ｙ）で定義できる。
【００４２】
【数１】
2018107179.tif 000003
【００４３】
頂点ｖ２＝（ｖ２ｘ，ｖ２ｙ）と頂点ｖ３＝（ｖ３ｘ，ｖ３ｙ）とを通る直線の方程式ｌ（ｘ，ｙ）は、次の式（２−１），（２−２），（２−３）で定義できる。
【００４４】
【数２】
2018107179.tif 000004
【００４５】
なお、頂点ｖ３＝（ｖ３ｘ，ｖ３ｙ）と頂点ｖ１＝（ｖ１ｘ，ｖ１ｙ）とを通る直線の方程式ｌ（ｘ，ｙ）は、次の式（３−１），（３−２），（３−３）で定義できる。
【００４６】
【数３】
2018107179.tif 000005
【００４７】
また、頂点ｖ１＝（ｖ１ｘ，ｖ１ｙ）と頂点ｖ２＝（ｖ２ｘ，ｖ２ｙ）とを通る直線の方程式ｌ（ｘ，ｙ）は、次の式（４−１），（４−２），（４−３）で定義できる。
【００４８】
【数４】
2018107179.tif 000006
【００４９】
かかる三角形の場合と同様に、矩形の図形パターン４０について、直線方程式設定部６４は、矩形の図形パターン４０の４辺のそれぞれの直線の方程式ｌ（ｘ，ｙ）を演算する。
【００５０】
拡大辺の直線方程式設定工程（Ｓ１０６）として、直線方程式設定部６６（直線設定部）は、描画データを記憶装置から読み出し、複数の図形パターン４０，４２の図形パターン毎かつ当該図形パターンの辺毎に、当該図形パターンの辺から所定の距離ｑだけ外側に離れた当該辺と平行な直線を設定する。図１２の例では、辺ｖ２，ｖ３から距離ｑだけ外側に離れた直線１１ａを設定する。 
【００５１】
直線１１ａは辺ｖ２、ｖ３と平行で、辺ｖ２、ｖ３から頂点ｖ１への方向とは逆方向に距離ｑ離れた点を通る直線であり、次式（５−１）〜式（５−３）で表せる。ｑｘは距離ｑのｘ方向成分、ｑｙは距離ｑのｙ方向成分を示す。
【００５２】
【数５】
2018107179.tif 000007
【００５３】
同様に、辺ｖ３，ｖ１から距離ｑだけ外側に離れた直線１１ｂの方程式ｌ（ｘ，ｙ）は、次の式（６）で定義できる。ｘ方向距離ｄｘとｙ方向距離ｄｙについては、式（３−２），（３−３）と同様である。
【００５４】
【数６】
2018107179.tif 000008
【００５５】
同様に、辺ｖ１，ｖ２から距離ｑだけ外側に離れた直線１１ｃの方程式ｌ（ｘ，ｙ）は、次の式（７）で定義できる。ｘ方向距離ｄｘとｙ方向距離ｄｙについては、式（４−２），（４−３）と同様である。
【００５６】
【数７】
2018107179.tif 000009
【００５７】
かかる三角形の場合と同様に、矩形の図形パターン４０について、直線方程式設定部６６は、矩形の図形パターン４０の４辺のそれぞれ距離ｑだけ図形パターン４０の外側に離れた各直線１１を設定すると共に、かかる４辺のそれぞれ距離ｑだけ外側に離れた各直線１１の方程式ｌ（ｘ，ｙ）を演算する。
【００５８】
以上により、対象となる矩形の図形パターン４０について、図形パターン４０の４辺のそれぞれの直線の方程式ｌ（ｘ，ｙ）と、各辺からそれぞれ距離ｑだけ外側に離れた４つの直線１１の方程式ｌ（ｘ，ｙ）と、を得ることができる。
【００５９】
画素分割工程（Ｓ１０８）として、分割部６８は、ストライプ領域３２毎に、当該ストライプ領域３２をメッシュ状の複数の画素３６に仮想分割する。上述したように画素３６のサイズは、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任意の大きさで構成されるものでも構わない。例えば、ビームサイズの１／ｎ（ｎは１以上の整数）のサイズで構成されても構わない。メッシュ領域（画素）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。実施の形態１では、上述した各直線の方程式を用いて、画素３６毎に領域判定を行っていく。
【００６０】
図１３は、実施の形態１における図形パターンと画素との関係の一例を示す図である。図１３に示すように、ストライプ領域３２は、複数の画素３６に仮想分割される。そして、各画素３６が、図形パターン４０（４２）の領域内なのか、それとも図形パターン４０（４２）の領域外であって図形パターン４０（４２）の領域に隣接する隣接領域なのか、それとも図形パターン４０（４２）の領域外であってかつ隣接領域外なのか、を画素毎に判定していく。
【００６１】
直線設定工程（Ｓ１１０）として、設定部７０は、対象となる矩形の図形パターン４０の４辺の直線と、既に得られた各辺からそれぞれ距離ｑだけ外側に離れた４つの直線１１（拡大辺）との中から、対象となる直線を設定する。後述するように、直線設定工程（Ｓ１１０）では順に各直線を設定することになるが、対象となる矩形の図形パターン４０の４辺の直線を設定し終わった後に、拡大辺の４つの直線１１を順に設定すると好適である。
【００６２】
領域識別演算工程（Ｓ１１２）として、領域識別演算部７２は、対象となる直線の方程式を用いて対象画素３６の例えば中心座標（ｘ’，ｙ’）が対象となる直線を境にかかる領域が図形パターン４０がある側か或いは図形パターン４０がない側かを演算する。
【００６３】
図１４は、実施の形態１におけるパターンの辺上を通る直線の方程式を用いた領域判定の仕方を説明するための一例を示す図である。図１４の例では、一般的な例となる三角形の図形パターン４９の辺ｖ２，ｖ３の直線に対して、各画素３６が位置する領域を示しいている。
図１５は、実施の形態１におけるパターンの辺上を通る直線の方程式を用いた領域判定の仕方を説明するための他の一例を示す図である。図１５の例では、一般的な例となる三角形の図形パターン４９の辺ｖ３，ｖ１の直線に対して、各画素３６が位置する領域を示しいている。
図１６は、実施の形態１におけるパターンの辺上を通る直線の方程式を用いた領域判定の仕方を説明するための他の一例を示す図である。図１６の例では、一般的な例となる三角形の図形パターン４９の辺ｖ１，ｖ２の直線に対して、各画素３６が位置する領域を示しいている。
【００６４】
対象画素３６の中心座標（ｘ’，ｙ’）に対する図形パターン４９の辺ｖ２，ｖ３の上を通る直線の方程式（２−１）の値ｌ（ｘ’，ｙ’）の値が０以上であれば、対象画素３６は辺ｖ２，ｖ３の上を通る直線を境にして図形パターン４９がある側に位置すると判定する。
【００６５】
同様にして、対象画素の座標（ｘ’，ｙ’）について辺ｖ３、ｖ１上を通る直線の方程式（３−１）と辺ｖ１、ｖ２上を通る直線の方程式（４−１）についてそれぞれｌ（ｘ’，ｙ’）の値を求める。それぞれのｌ（ｘ’，ｙ’）について値が０以上であれば、その直線を基準として対象画素はパターンがある側に位置し、負であればパターンがない側に位置する。
【００６６】
かかる三角形の場合と同様に、矩形の図形パターン４０の各辺上を通る直線を境として対象画素（ｘ’，ｙ’）は図形パターン４０がある側なのか図形パターン４０がない側なのか判定する。
【００６７】
以上のようにして、対象画素が矩形の図形パターン４０の設定された直線を境として、パターン４０がある側かない側かを演算する。
【００６８】
判定工程（Ｓ１１４）として、判定部７４は、対象となる図形パターンのすべての辺について領域識別演算を行ったかどうかを判定する。対象となる図形パターンのすべての辺について領域識別演算を行った場合には判定工程（Ｓ１１６）に進む。対象となる図形パターンのすべての辺について領域識別演算を行っていない場合には直線設定工程（Ｓ１１０）に戻り、対象となる図形パターンのすべての辺について領域識別演算を行うまで直線設定工程（Ｓ１１０）から判定工程（Ｓ１１４）までの各工程を繰り返す。
【００６９】
判定工程（Ｓ１１６）として、判定部７６は、対象となる図形パターンの各辺からそれぞれ距離ｑだけ外側に離れたすべての直線１１（拡大辺）について領域識別演算を行ったかどうかを判定する。対象となる図形パターンの各辺からそれぞれ距離ｑだけ外側に離れたすべての直線１１（拡大辺）について領域識別演算を行った場合には領域判定工程（Ｓ１１８）に進む。対象となる図形パターンの各辺からそれぞれ距離ｑだけ外側に離れたすべての直線１１（拡大辺）について領域識別演算を行っていない場合には直線設定工程（Ｓ１１０）に戻り、対象となる図形パターンの各辺からそれぞれ距離ｑだけ外側に離れたすべての直線１１（拡大辺）について領域識別演算を行うまで直線設定工程（Ｓ１１０）から判定工程（Ｓ１１６）までの各工程を繰り返す。
【００７０】
図１４の例では、図形パターン４９の辺ｖ２，ｖ３から距離ｑだけ外側に離れた直線１１ａ（拡大辺）に対して、直線１１ａの方程式（５−１）の対象画素の座標（ｘ’，ｙ’）における値ｌ（ｘ‘、ｙ’）がゼロ以上であれば、対象画素（ｘ’，ｙ’）は直線１１ａを境として図形パターン４９がある側に位置すると判定できる。逆に、直線１１ａの方程式（５−１）の対象画素の座標（ｘ’，ｙ’）における値ｌ（ｘ’，ｙ’）が負であれば直線１１ａを境として図形パターン４９がない側に位置すると判定できる。
【００７１】
図１５の例では、図形パターン４９の辺ｖ３，ｖ１から距離ｑだけ外側に離れた直線１１ｂ（拡大辺）に対して、直線１１ｂの方程式（６）の対象画素の座標（ｘ’，ｙ’）における値ｌ（ｘ’，ｙ’）がゼロ以上であれば、対象画素（ｘ’，ｙ’）は直線１１ｂを境として図形パターン４９がある側に位置すると判定できる。逆に、直線１１ｂの方程式（６）の対象画素の座標（ｘ’，ｙ’）における値ｌ（ｘ’，ｙ’）が負であれば、直線１１ｂを境として図形パターン４９がない側に位置すると判定できる。
【００７２】
図１６の例では、図形パターン４９の辺ｖ１，ｖ２から距離ｑだけ外側に離れた直線１１ｃ（拡大辺）に対して、直線１１ｂの方程式（７）の対象画素の座標（ｘ’，ｙ’）における値ｌ（ｘ’，ｙ’）がゼロ以上であれば、対象画素（ｘ’，ｙ’）は直線１１ｃを境として図形パターン４９がある側に位置すると判定できる。逆に、直線１１ｃの方程式（７）の対象画素の座標（ｘ’，ｙ’）における値ｌ（ｘ’，ｙ’）が負であれば、直線１１ｃを境として図形パターン４９がない側に位置すると判定できる。
【００７３】
かかる三角形の場合と同様に、矩形の図形パターン４０の各辺からそれぞれ距離ｑだけ外側に離れたすべての直線１１（拡大辺）を境に対象画素（ｘ’，ｙ’）は図形パターン４０がある側なのか図形パターン４０がない側なのか判定する。
【００７４】
領域判定工程（Ｓ１１８）として、領域判定部７８は、画素３６毎に、対象となる図形パターン４０の辺と直線１１とを用いて、当該画素３６が対象となる図形パターン４０の領域内なのか、対象となる図形パターン４０の領域外であって対象となる図形パターン４０の領域に隣接する隣接領域４５なのか、それとも対象となる図形パターン４０の領域外であって隣接領域４５外なのか、を判定する。
【００７５】
図１７は、実施の形態１における直線を用いた領域判定の仕方を説明するための他の一例を示す図である。図１７において、対象画素３６が、三角形の図形パターン４９の各辺の直線を境として、すべて図形パターン４０側に位置する場合には、対象画素３６は対象となる図形パターン４９の領域内と判定する。対象画素３６が、図形パターン４９の各辺上の直線を基準として１つでも図形パターン４９とは反対側に位置する場合には、図形パターン４９の領域内ではないことになる。そして、対象画素３６が図形パターン４９の領域内ではない場合に、対象画素３６が図形パターン４９の各辺からそれぞれ距離ｑだけ外側に離れたすべての直線１１（拡大辺）を基準に、すべて図形パターン４９側に位置する場合には、隣接領域４５内と判定する。対象画素３６が、図形パターン４９の各辺からそれぞれ距離ｑだけ外側に離れたすべての直線１１（拡大辺）を基準にし、うち１つでも図形パターン４９とは反対側に位置する場合には、隣接領域４５外と判定する。
【００７６】
かかる三角形の場合と同様に、矩形の図形パターン４０の各辺および各辺からそれぞれ距離ｑだけ外側に離れたすべての直線１１（拡大辺）についての判定結果を用いて、対象画素（ｘ’，ｙ’）が図形パターン４０の領域内なのか、隣接領域４５内なのか、図形パターン４０の領域外であってさらに隣接領域４５外なのかを判定する。言い換えれば、領域判定部７８は、複数の図形パターンのうち対象となる当該図形パターンの辺の外側であって、当該図形パターンの各辺に対応する直線群で囲まれる当該図形パターンの仮想的な拡大図形パターンの辺の内側位置する画素３６を、当該図形パターン４０の領域外であって当該図形パターン４０の領域に隣接する隣接領域４５内であると判定する。また、領域判定部７８は、かかる仮想的な拡大図形パターンの辺の外側に位置する画素３６を、当該図形パターン４０の領域外であって当該図形パターン４０の領域に隣接する隣接領域４５外の非接触周辺領域４４であると判定する。
【００７７】
判定工程（Ｓ１２０）として、判定部８０は、すべての画素３６について領域判定が実施されたかどうかを判定する。すべての画素３６について領域判定が実施された場合には、判定工程（Ｓ１２２）に進む。すべての画素３６について領域判定が実施されていない場合には、画素分割工程（Ｓ１０８）に戻る。そして、すべての画素３６について領域判定が実施されるまで画素分割工程（Ｓ１０８）から判定工程（Ｓ１２０）までの各工程を繰り返す。
【００７８】
図１８は、実施の形態１における対象図形パターンの領域判定結果を示す図である。図１８において、対象となる矩形の図形パターン４０について、すべての画素３６について、図形パターン４０内に位置するのか、隣接領域４５内に位置するのか、或いは図形パターン４０外であって隣接領域４５外の非接触周辺領域４４に位置するのかを示している。図１８の例では、図形パターン４０について領域判定を行っているので、もう１つの図形パターン４２を無視して判定されている。
【００７９】
次に、判定工程（Ｓ１２２）として、判定部８２は、複数の図形パターンのすべてについて、各画素３６の領域判定が実施されたかどうかを判定する。複数の図形パターンのすべてについて、各画素３６の領域判定が実施された場合には、合成領域判定工程（Ｓ１２４）に進む。複数の図形パターンのすべてについて、各画素３６の領域判定が実施されていない場合には、図形パターン選択工程（Ｓ１０２）に戻る。そして、複数の図形パターンのすべてについて、各画素３６の領域判定が実施されるまで図形パターン選択工程（Ｓ１０２）から判定工程（Ｓ１２２）までの各工程を繰り返す。
【００８０】
図１９は、実施の形態１における次の図形パターンに対する各画素の領域判定の途中の状態の一例を示す図である。図１９の例では、領域判定の対象画素３６が図１９の例えば左下の角からｘ方向に順に進む。そして、同じ段のｘ方向の画素がすべて終了した後にｙ方向に１段ずれてｘ方向列の画素３６について同様に領域判定する場合を示している。図１９の例では、２つ目の図形パターン４２に対して下端から４段までの画素３６群まで領域判定が実施された状態を示している。
【００８１】
図２０は、実施の形態１における次の図形パターンに対する各画素の領域判定の途中の状態の他の一例を示す図である。図２０の例では、さらに２段進んで、２つ目の図形パターン４２に対して下端から６段までの画素３６群まで領域判定が実施された状態を示している。
【００８２】
図２１は、実施の形態１における次の図形パターンに対する各画素の領域判定の途中の状態の他の一例を示す図である。図２１の例では、２つ目の図形パターン４２に対してすべての画素３６の領域判定が実施された状態を示している。図２１の例では、２つの図形パターン４２内部に、１つ目の図形パターン４０の隣接領域として判定されている画素が存在する。同様に、１つの図形パターン４０内部に、２つ目の図形パターン４２の隣接領域として判定されている画素が存在する。これは、図形パターン毎に独立して各画素３６の領域判定を行ったために生じる。このままでは、図形パターン４０と図形パターン４２との合成パターンに対して領域判定にエラーが生じている。そこで実施の形態１では、合成パターンに対する領域判定の補正を行う。
【００８３】
合成領域判定工程（Ｓ１２４）として、合成領域判定部８４は、画素３６毎に、複数の図形パターンの各図形パターンに対する領域判定結果を用いて、図形パターン４０（図形１）と図形パターン４２（図形２）との合成パターンに対する領域判定を行う。
【００８４】
図２２は、実施の形態１における組合せ表の一例を示す図である。図２２では、横軸に図形１の判定結果を示す。横軸に図形２の判定結果を示す。組み合わせとしては、図形１，２での判定結果には、それぞれ「内」で示す図形パターン内領域と、「隣接」で示す隣接領域４５と、「外」で示す非接触周辺領域４４とがある。よって、３×３の組み合わせが存在する。かかる組合せ表データは、描画装置１００の外部から入力され、記憶装置１４２に格納しておけばよい。合成領域判定部８４は、図形１と図形２との組み合わせが、「外」と「外」の組み合わせであれば、当該画素３６は、「外」、すなわち非接触周辺領域４４と判定する。また、合成領域判定部８４は、図形１と図形２との組み合わせの一方に、「内」があれば、当該画素３６は、「内」、すなわち図形パターン領域内と判定する。また、合成領域判定部８４は、図形１と図形２との組み合わせの一方が「隣接」で、他方が「隣接」若しくは「外」であれば、当該画素３６は、「隣接」、すなわち隣接領域４５内と判定する。
【００８５】
図２３は、実施の形態１における合成図形パターンに対する各画素の領域判定結果の状態の一例を示す図である。図２３に示すように、実施の形態１によれば、図形パターン４０，４２の合成図形パターンの内部に位置する図形パターン領域内と、合成図形パターンに隣接する隣接領域４５内と、さらに外側の非接触周辺領域４４とに、画素３６が識別できる。よって、従来のように、予め非接触周辺領域４４のパターンデータを作成する必要がなく、描画データを使って、各画素３６の領域判定ができる。
【００８６】
ρマップ作成工程（Ｓ２０２）として、パターン密度ρ演算部５２は、画素３６毎に、配置される図形パターンのパターン密度ρ（パターン面積密度）を演算する。そして、パターン密度ρ演算部５２は、画素３６毎のパターン密度ρを定義したパターン密度マップを作成する。
【００８７】
照射量係数ｄ（ｘ），ｈ（ｘ）演算工程（Ｓ２０４）として、照射量係数ｄ（ｘ），ｈ（ｘ）演算部５４は、図形パターン４０，４２（合成パターン）が配置される図形パターン領域（パターン有領域）内の画素３６用に、レジストが解像する入射照射量Ｄを計算するための照射量係数ｄ（ｘ）（第１の照射量係数）を演算する。さらに、照射量係数ｄ（ｘ），ｈ（ｘ）演算部５４は、図形パターン４０，４２（合成パターン）の周囲に隙間ｄを開けて取り囲む、図形パターンが配置されない非接触周辺領域４４（パターン無領域）内の画素３６用に、レジストが解像しない入射照射量Ｈを計算するための照射量係数ｈ（ｘ）（第２の照射量係数）を演算する。ここで、図形パターン領域（パターン有領域）用の照射量係数ｄ（ｘ）と非接触周辺領域４４（パターン無領域）用の照射量係数ｈ（ｘ）は、以下の式（８−１）及び式（８−２）によって定義できる。式（８−１）は、パターン有領域についての照射量計算式となる。式（８−２）は、パターン無領域についての照射量計算式となる。
【００８８】
【数８】
2018107179.tif 000010
【００８９】
ここで、ｘはベクトルを示す。言い換えれば、表記ｘだけで２次元座標（ｘ，ｙ）を意味するものとする。また、ｘ１は、図形パターンが配置されるパターン有領域の位置を示し、ｘ２は、図形パターンが配置されないパターン無領域の位置を示す。Ｇ（ｘ）は、分布関数を示す。また、係数βは、後方散乱分の照射量と照射量係数ｈ（ｘ）との和が閾値Ｅｔｈを超えないように設定するための係数である。係数βは、β＜１．０となる値を設定すればよい。ηは、後方散乱係数を示す。式（８−１）、及び式（８−２）の積分範囲は、各式の左辺の第２項（ｘ１を用いた積分項）について図形パターン領域（パターン有領域）となり、各式の左辺の第３項（ｘ２を用いた積分項）について非接触周辺領域４４（パターン無領域）となる。また、式（８−１）、及び式（８−２）を実際に計算する際には、パターン密度マップに定義されたパターン密度ρを用いるとよい。
【００９０】
入射照射量Ｄ（ｘ），Ｈ（ｘ）演算工程（Ｓ２０６）として、入射照射量Ｄ（ｘ），Ｈ（ｘ）演算部５６（照射量演算部）は、複数の図形パターン４０，４２の領域内の画素３６用となるレジストが解像する入射照射量Ｄ（第１の照射量）と、複数の図形パターン４０，４２の領域外であって隣接領域４５外の非接触周辺領域４４（パターン無領域）内の画素３６用となるレジストが解像しない入射照射量Ｈ（第２の照射量）を演算する。入射照射量Ｄ（ｘ）は、演算された照射量係数ｄ（ｘ）に基準照射量を乗じた値として演算される。入射照射量Ｈ（ｘ）は、演算された照射量係数ｈ（ｘ）に基準照射量を乗じた値として演算される。
【００９１】
照射時間演算工程（Ｓ２０８）として、照射時間ｔ演算部５８は、描画領域の各画素の入射照射量Ｄ（ｘ）及び入射照射量Ｈ（ｘ）に相当する照射時間ｔを演算する。照射時間ｔは、入射照射量を電子ビームの電流密度Ｊで割った値として求めることができる。
【００９２】
描画工程（Ｓ２１０）として、描画制御部６０の制御のもと、偏向制御回路１３０（偏向制御部）は、複数の図形パターン４０，４２の領域内の画素３６にはレジストが解像する入射照射量Ｄ（ｘ）が照射され、複数の図形パターン４０，４２の領域外であって隣接領域４５内の画素３６には入射照射量がゼロになり、複数の図形パターン４０，４２の領域外であって隣接領域４５外の非接触周辺領域４４の画素３６にはレジストが解像しない入射照射量Ｈ（ｘ）が照射されるように、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４の複数のブランカーを個別に制御する。具体的には、偏向制御回路１３０は、マルチビーム２０のショット順に、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４の各制御回路４１に演算された照射量（照射時間）の制御信号を出力する。また、偏向制御回路１３０は、マルチビーム２０のショット順に、ＤＡＣアンプ１３４に所望の照射領域３４にマルチビーム２０を偏向する偏向量を示す制御信号を出力する。ＤＡＣアンプ１３４は、かかるデジタル信号をアナログ変換し、偏向電圧として、偏向器２０８を印加する。そして、描画機構１５０は、複数の図形パターン４０，４２の領域内の画素３６にはレジストが解像する入射照射量Ｄ（ｘ）が照射され、複数の図形パターン４０，４２の領域外であって隣接領域４５内の画素３６には入射照射量がゼロになり、複数の図形パターン４０，４２の領域外であって隣接領域４５外の非接触周辺領域４４の画素３６にはレジストが解像しない入射照射量Ｈ（ｘ）が照射されるように、マルチビーム２０を試料１０１上に照射する。
【００９３】
図２４は、実施の形態１におけるラインアンドスペースパターンの入射照射量を説明するための図である。従来の閾値モデルでは、描画装置１００から照射される入射照射量Ｄの値は、入射照射量Ｄの１／２の値とビーム入射により生じた後方散乱照射量Ｗの値との合計値と、レジストの閾値Ｅｔｈと、が等しくなるように設定される。これに対して、実施の形態１では、図形パターンが配置されるパターン有領域の他に、さらに、図形パターンの周囲を取り囲む、図形パターンが配置されないパターン無領域についても電子ビームを照射する。ここで、レジストが所望のサイズに解像される閾値Ｅｔｈは従来の閾値モデルの場合と変わらない。実施の形態１では、パターン有領域に描画装置１００から照射される入射照射量Ｄの電子ビームの照射による後方散乱分の後方散乱照射量Ｗ１の他に、さらに、パターン無領域にレジストが解像しない入射照射量Ｈの電子ビームの照射による後方散乱照射量Ｗ２が生じる。かかる場合、描画装置１００から照射される入射照射量Ｄの値はパターンへの入射照射量Ｄの１／２の値と、入射照射量Ｄを起因とする後方散乱照射量Ｗ１とパターン外へのビームの入射照射量Ｈを起因とする後方散乱照射量Ｗ２との和が閾値Ｅｔｈと等しくなるように求められる。言い換えれば、パターン有領域の後方散乱照射量Ｗ１とパターン無領域の後方散乱照射量Ｗ２との和が、従来の閾値モデルの後方散乱照射量Ｗよりも大きくなるように設定すれば、実施の形態１の入射照射量Ｄは、従来の閾値モデルの入射照射量Ｄよりも小さくできる。また、入射照射量Ｈの値はパターン外への照射量Ｈの１／２の値と、入射照射量Ｄを起因とする後方散乱照射量Ｗ１とパターン外へのビーム照射量Ｈを起因とする後方散乱照射量Ｗ２の和が閾値βＥｔｈと等しくなるように求められる。このように、実施の形態１によれば、図形パターンが存在する領域にのみ電子ビームを照射する場合よりも入射照射量Ｄを小さくできる。よって、照射時間を短縮できる。ひいては描画時間を短縮できる。
【００９４】
さらに、実施の形態１では、図２４に示すように、図形パターンと、その周囲の領域のうち、ビームが照射される図形パターン無領域との間に隙間を設ける。上述したように、図形パターンとビームが照射される図形パターン無領域とが接している場合、図形パターンの線幅方向端部（エッジ）において、図形パターン用に照射された入射照射量Ｄと図形パターン無領域用に照射された入射照射量Ｈとが合成されるため、パターンエッジ部における照射量が大きくなる。そのため、寸法精度が劣化する恐れがある。そこで、実施の形態１では、図形パターンと、ビームが照射されるその周囲の図形パターン無領域との間に隙間を設けることで、照射量の重なりを低減させる。これにより、パターンエッジ部における寸法精度を向上させることができる。実施の形態１では、かかる隙間ｄを任意に設定でき、かつ、複数の図形パターン４０，４２の領域を示す描画データから隙間ｄを考慮した領域判定ができる。よって、予め隙間を考慮した非接触周辺領域４４のパターンデータを用意する手間を無くすことができる。
【００９５】
以上のように、実施の形態１によれば、隙間ｄを開けた周囲パターンのパターンデータを予め作成することなく、描画データを利用して、隙間ｄを設けて図形パターン４０，４２が配置される部分と図形パターン４０，４２が配置されない部分とを描画できる。よって、描画処理前の事前準備を省略できる。さらに、マルチビーム方式の描画において描画時間を短縮できる。
【００９６】
実施の形態２．
実施の形態１では、図形パターン４０（４２）の各辺の外側の複数の対応する直線１１で囲まれる領域と図形パターン４０（４２）の各辺との間に位置する画素３６は、隣接領域４５内の画素と領域判定される場合を説明した。但し、かかる場合に限るものではない。実施の形態２では、さらに、高精度に隣接領域４５内の画素を判定する構成について説明する。
【００９７】
図２５は、実施の形態２における図形パターンと隣接領域との一例を示す図である。図２５（ａ）では、図形パターン４９の各辺からそれぞれ距離ｑだけ外側に離れたすべての直線１１で囲まれる図形パターン４９の仮想的な拡大図形パターン４８を示す。特に、図２５（ａ）に示すように図形パターンが三角形等の鋭角の角部を持つ場合、かかる角部の頂点と図形パターン４９の頂点との間の距離が隙間ｑに比べて大きくなってしまう。そこで、実施の形態２では、かかる仮想的な拡大図形パターン４８の角部の面取りを行う。ここでも、図形パターンとしてではなく、面取り用の直線４６を用いて演算処理を行う。実施の形態２における描画装置１００の構成は図１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。
【００９８】
図２６は、実施の形態２における領域設定部の内部構成を示すブロック図である。図２６において、領域設定部５０内に、さらに、直線方程式設定部６７と判定部７７とを配置した点以外は図２と同様である。選択部６２、直線方程式設定部６４、直線方程式設定部６６、直線方程式設定部６７、分割部６８、設定部７０、領域識別演算部７２、判定部７４、判定部７６、判定部７７、領域判定部７８、判定部８０、判定部８２、及び合成領域判定部８４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。選択部６２、直線方程式設定部６４、直線方程式設定部６６、直線方程式設定部６７、分割部６８、設定部７０、領域識別演算部７２、判定部７４、判定部７６、判定部７７、領域判定部７８、判定部８０、判定部８２、及び合成領域判定部８４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。
【００９９】
図２７は、実施の形態２における描画方法の要部工程の一部を示すフローチャート図である。拡大辺の直線方程式設定工程（Ｓ１０６）と画素分割工程（Ｓ１０８）との間に、面取り線の直線方程式設定工程（Ｓ１０７）を追加した点と、判定工程（Ｓ１１６）と領域判定工程（Ｓ１１８）との間に判定工程（Ｓ１１７）を追加した点、以外は、図９と同様である。また、実施の形態２における描画方法の要部工程の残部は、図１０と同様である。
【０１００】
図形パターン選択工程（Ｓ１０２）から拡大辺の直線方程式設定工程（Ｓ１０６）までの各工程の内容は実施の形態１と同様である。
【０１０１】
面取り線の直線方程式設定工程（Ｓ１０７）として、直線方程式設定部６７（面取直線設定部）は、仮想的な拡大図形パターン４８の面取り直線４６を設定する。具体的には、辺ｖ２，ｖ３上を通る直線と直交する頂点ｖ２から所定の距離ｑだけ図形パターン４９の外側に離れた面取り直線４６ａ１と、辺ｖ２，ｖ３上を通る直線と直交する頂点ｖ３から所定の距離ｑだけ図形パターン４９の外側に離れた面取り直線４６ａ２とを設定する。同様に、辺ｖ３，ｖ１上を通る直線と直交する頂点ｖ３から所定の距離ｑだけ図形パターン４９の外側に離れた面取り直線４６ｂ１と、辺ｖ３，ｖ１上を通る直線と直交する頂点ｖ１から所定の距離ｑだけ図形パターン４９の外側に離れた面取り直線４６ｂ２とを設定する。同様に、辺ｖ１，ｖ２上を通る直線と直交する頂点ｖ１から所定の距離ｑだけ図形パターン４９の外側に離れた面取り直線４６ｃ１と、辺ｖ１，ｖ２上を通る直線と直交する頂点ｖ２から所定の距離ｑだけ図形パターン４９の外側に離れた面取り直線４６ｃ２とを設定する。
【０１０２】
まず、辺ｖ２，ｖ３上を通る直線の方程式は上述した式（２−１）で定義できるので、かかる辺ｖ２，ｖ３上を通る直線と直交する直線は、傾き（ｄｙ／ｄｘ）を逆数にして符号を反転させればよい。よって、かかる直線の傾き（−ｄｘ／ｄｙ）が変わらないように頂点ｖ２から図形の外側に平行に距離ｑだけ移動させた直線４６ａ１の方程式は、｜ｄｘ｜と｜ｄｙ｜のうち｜ｄｙ｜が大きければ距離ｑのｙ方向距離ｑｙだけ移動させた直線で定義できるので、次の式（９−１）で定義できる。なお、ｙ方向距離ｑｙは、辺ｖ２，ｖ３の長さＬを用いて次の式（９−２）で定義できる。なお、オフセットｑｙの正負の符号は、ｄｙの符号と逆の符号に合わせる。
【０１０３】
【数９】
2018107179.tif 000011
【０１０４】
また、直線４６ａ１の方程式は、｜ｄｘ｜と｜ｄｙ｜のうち｜ｄｙ｜が大きければ距離ｑのｘ方向距離ｑｘだけ移動させた直線で定義できるので、次の式（１０−１）で定義できる。なお、ｙ方向距離ｑｘは、辺ｖ２，ｖ３の長さＬを用いて次の式（１０−２）で定義できる。なお、オフセットｑｘの正負の符号は、ｄｘの符号と逆の符号に合わせる。
【数１０】
2018107179.tif 000012
【０１０５】
｜ｄｘ｜と｜ｄｙ｜のうち、｜ｄｙ｜が小さければ、式（１２−１）を用い、｜ｄｘ｜が小さければ、式（１０−１）を用いると良い。
【０１０６】
一方、辺ｖ２，ｖ３上を通る直線と直交する頂点ｖ３から所定の距離ｑだけ図形パターン４９の外側に離れた面取り直線４６ａ２は、頂点がｖ２からｖ３に変わっているので、式（９−１）は、次の式（１１）に変形できる。ただし、式（１１）のオフセットｑｙの正負の符号は、ｄｙの符号に合わせる。
【０１０７】
【数１１】
2018107179.tif 000013
【０１０８】
また、式（１０−１）は、次の式（１２）に変形できる。ただし、式（１２）のオフセットｑｘの正負の符号は、ｄｘの符号に合わせる。
【数１２】
2018107179.tif 000014
【０１０９】
同様に、辺ｖ３，ｖ１上を通る直線と直交する頂点ｖ３から所定の距離ｑだけ図形パターン４９の外側に離れた面取り直線４６ｂ１の直線の方程式と、辺ｖ３，ｖ１上を通る直線と直交する頂点ｖ１から所定の距離ｑだけ図形パターン４９の外側に離れた面取り直線４６ｂ２の方程式とを設定すればよい。さらに、同様に、辺ｖ１，ｖ２上を通る直線と直交する頂点ｖ１から所定の距離ｑだけ図形パターン４９の外側に離れた面取り直線４６ｃ１の方程式と、辺ｖ１，ｖ２上を通る直線と直交する頂点ｖ２から所定の距離ｑだけ図形パターン４９の外側に離れた面取り直線４６ｃ２の方程式とを設定すればよい。なお、図２５（ａ）の例では、面取り直線４６ｃ１と直線１１ｂとが一致する場合を示している。また、面取り直線４６ｂ２と直線１１ｃとが一致する場合を示している。
【０１１０】
矩形の図形パターン（例えば、図形パターン４０）では、４隅が９０度なので、面取りは不要である。面取りは、三角形パターンのように鋭角の角をもつ図形パターンに効果的である。
【０１１１】
以上により、対象となる図形パターン４９について、図形パターン４９の各辺のそれぞれの直線の方程式ｌ（ｘ，ｙ）と、各辺からそれぞれ距離ｑだけ外側に離れた各辺の数に対応する直線１１の方程式ｌ（ｘ，ｙ）と、各辺と直交し、各頂点から所定の距離ｑだけ図形パターン４９の外側に離れた、各辺の数の２倍に対応する面取り直線４６を得ることができる。
【０１１２】
画素分割工程（Ｓ１０８）から直線設定工程（Ｓ１１０）までの各工程の内容は、実施の形態１と同様である。
【０１１３】
領域識別演算工程（Ｓ１１２）においては、かかる面取り直線４６に対しても、各画素の位置を判定する。判定の仕方は他の直線と同様である。判定工程（Ｓ１１４）から判定工程（Ｓ１１６）までの各工程の内容は、実施の形態１と同様である。
【０１１４】
判定工程（Ｓ１１７）として、判定部７７は、対象となる図形パターンの各辺と直交し、各頂点から所定の距離ｑだけ図形パターン４９の外側に離れたすべての面取り直線４６について領域識別演算を行ったかどうかを判定する。すべての面取り直線４６について領域識別演算を行った場合には領域判定工程（Ｓ１１８）に進む。すべての面取り直線４６について領域識別演算を行っていない場合には直線設定工程（Ｓ１１０）に戻り、すべての面取り直線４６について領域識別演算を行うまで直線設定工程（Ｓ１１０）から判定工程（Ｓ１１７）までの各工程を繰り返す。
【０１１５】
図２８は、実施の形態２における直線を用いた領域判定の仕方を説明するための一例を示す図である。図２８の例では、図１４の例において説明したように、図形パターン４９の辺ｖ２，ｖ３から距離ｑだけ外側に離れた直線１１ａ（拡大辺）に対して、各画素３６がどちら側に位置するかを示している。
【０１１６】
図２９は、実施の形態２における直線を用いた領域判定の仕方を説明するための他の一例を示す図である。図２９の例では、辺ｖ２，ｖ３上を通る直線と直交する頂点ｖ２から所定の距離ｑだけ図形パターン４９の外側に離れた面取り直線４６ａ１の方程式の対象画素の座標（ｘ’，ｙ’）における値ｌ（ｘ’，ｙ’）がゼロ以上であれば、対象画素（ｘ’，ｙ’）は直線４６ａ１に対して図形パターン４９側に位置すると判定できる。逆に、直線４６ａ１の方程式の対象画素の座標（ｘ’，ｙ’）における値ｌ（ｘ’，ｙ’）が負であれば、直線４６ａ１を境として図形パターン４９がない側に位置すると判定できる。同様に、面取り直線４６ａ２の方程式の対象画素の座標（ｘ’，ｙ’）における値ｌ（ｘ’，ｙ’）がゼロ以上であれば、対象画素（ｘ’，ｙ’）は直線４６ａ２に対して図形パターン４９側に位置すると判定できる。逆に、直線４６ａ２の方程式の対象画素の座標（ｘ’，ｙ’）における値ｌ（ｘ’，ｙ’）が負であれば、直線４６ａ２を境として図形パターン４９がない側に位置すると判定できる。図２９の例では、図２８において、隣接領域４５と判定されるはずの画素のうち、直線４６ａ１の外側（図形パターンと反対側：図２８のＡ１部）の画素については、非接触周辺領域４４になることを示している。同様に、辺ｖ２，ｖ３上を通る直線と直交する頂点ｖ３から所定の距離ｑだけ図形パターン４９の外側に離れた面取り直線４６ａ２の外側（図形パターンと反対側：図２８のＢ１部）の画素については、非接触周辺領域４４になることを示している。
【０１１７】
図３０は、実施の形態２における直線を用いた領域判定の仕方を説明するための一例を示す図である。図３０の例では、図１５の例において説明したように、図形パターン４９の辺ｖ３，ｖ１から距離ｑだけ外側に離れた直線１１ｂ（拡大辺）に対して、各画素３６がどちら側に位置するかを示している。
【０１１８】
図３１は、実施の形態２における直線を用いた領域判定の仕方を説明するための他の一例を示す図である。図３１の例では、図３０において、隣接領域４５と判定されるはずの画素のうち、辺ｖ３，ｖ１上を通る直線と直交する頂点ｖ３から所定の距離ｑだけ図形パターン４９の外側に離れた面取り直線４６ｂ１の外側（図形パターンと反対側：図３０のＡ２部）の画素については、非接触周辺領域４４になることを示している。同様に、辺ｖ３，ｖ１上を通る直線と直交する頂点ｖ１から所定の距離ｑだけ図形パターン４９の外側に離れた面取り直線４６ｂ２の外側（図形パターンと反対側：図３０のＢ２部）の画素については、非接触周辺領域４４になることを示している。
【０１１９】
図３２は、実施の形態２における直線を用いた領域判定の仕方を説明するための一例を示す図である。図３２の例では、図１６の例において説明したように、図形パターン４９の辺ｖ１，ｖ２から距離ｑだけ外側に離れた直線１１ｃ（拡大辺）に対して、各画素３６がどちら側に位置するかを示している。
【０１２０】
図３３は、実施の形態２における直線を用いた領域判定の仕方を説明するための他の一例を示す図である。図３３の例では、図３２において、隣接領域４５と判定されるはずの画素のうち、辺ｖ１，ｖ２上を通る直線と直交する頂点ｖ１から所定の距離ｑだけ図形パターン４９の外側に離れた面取り直線４６ｃ１の外側（図形パターンと反対側：図３２のＡ３部）の画素については、非接触周辺領域４４になることを示している。同様に、辺ｖ１，ｖ２上を通る直線と直交する頂点ｖ２から所定の距離ｑだけ図形パターン４９の外側に離れた面取り直線４６ｃ２の外側（図形パターンと反対側：図３２のＢ３部）の画素については、非接触周辺領域４４になることを示している。
【０１２１】
領域判定工程（Ｓ１１８）において、領域判定部７８は、画素３６毎に、対象となる図形パターン４０の辺と直線１１とを用いて、当該画素３６が対象となる図形パターン４０の領域内なのか、対象となる図形パターン４０の領域外であって対象となる図形パターン４０の領域に隣接する隣接領域４５なのか、それとも対象となる図形パターン４０の領域外であって隣接領域４５外なのか、を判定する。その際、領域判定部７８（判定部）は、複数の図形パターンのうち当該図形パターンの辺の外側であって仮想的な拡大図形パターン４８の辺の内側であり、かつ面取り直線４６よりも当該図形パターン側に位置する画素３６を、当該図形パターンの領域４９外であって当該図形パターン４９の領域に隣接する隣接領域４５内であると判定する。
【０１２２】
図３４は、実施の形態２における直線を用いた領域判定の仕方を説明するための他の一例を示す図である。実施の形態１と同様の手法で隣接領域４５内であると判定するはずの画素３６のうち、面取り直線４６の外側（図形パターンと反対側）の画素については、非接触周辺領域４４（Ａ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ３部）であると判定する。
【０１２３】
以上により、図２５（ｂ）に示すように、面取りされた隣接領域４５を形成できる。そのため、図形パターン４９からの距離が隙間ｑに比べて大きくなってしまうことを抑制できる。よって、高精度に隣接領域４５内の画素を判定できる。
【０１２４】
判定工程（Ｓ１２０）以降の各工程の内容は実施の形態１と同様である。
【０１２５】
図３５は、実施の形態２における合成図形パターンと隣接領域との一例を示す図である。図３５（ａ）では、実施の形態２における面取り処理を行っていない場合の図形パターン４９ａ，４９ｂと隣接領域４５ａ，４５ｂを示している。図３５（ａ）に示すように、面取り処理を行わない場合、各図形パターンの鋭角の頂点の外側に形成される隣接領域４５の部分Ｃに個々の凸部（耳）が別々の方向に飛び出してしまう。これに対して、図３５（ｂ）に示すように、実施の形態２における面取り処理を行うことで、各図形パターンの鋭角の頂点の外側に形成される隣接領域４５の部分Ｃに個々の凸部（耳）が別々の方向に飛び出してしまうことを回避できる。また、実施の形態１，２のように直線で判定せずに、予め、図形パターン４９を拡大させた拡大図形パターンのデータを作成し、かかる拡大図形パターンから元の図形パターン４９を差し引いた残りの領域を隣接領域として使用する場合にも同様の問題が生じるが、実施の形態２における面取り処理を行うことで、かかる問題を回避できる。
【０１２６】
上述した各実施の形態において、接触周辺領域４４の範囲は、当該ストライプ領域３２全体にわたる必要はない。
【０１２７】
図３６は、各実施の形態における図形パターンとパターン無領域との他の一例を示す図である。例えば、複数の図形パターン４０，４２の組と、他の図形パターン４３とが離れて配置されている場合には、図３６に示すように、複数の図形パターン４０，４２の組と図形パターン４３との全体を取り囲むのではなく、複数の図形パターン４０，４２の組の周囲を取り囲む接触周辺領域４４ａと、図形パターン４３の周囲を取り囲む接触周辺領域４４ｂとに分かれるように、接触周辺領域４４（パターン無領域）が設定されてもよい。接触周辺領域４４ａと接触周辺領域４４ｂとの間には、電子ビームが照射されない無照射領域３７が存在してもよい。
【０１２８】
図３７は、各実施の形態におけるラインアンドスペースパターンの入射照射量と後方散乱照射量とを説明するための図である。図３７に示すように、図形パターン有の領域に照射する入射照射量Ｄ（ｘ）によって生じる後方散乱照射量が閾値未満の領域に入射照射量Ｈ（ｘ）を照射してもパターン位置への後方散乱照射用に寄与しない。よって、入射照射量Ｈ（ｘ）を照射する接触周辺領域４４（パターン無領域）の範囲は、図形パターン有の領域に照射する入射照射量Ｄ（ｘ）によって生じる後方散乱照射量が閾値以上の領域で足りる。そのため、図３６に示すように、無照射領域３７を設定してもよい。
【０１２９】
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。上述したラスタースキャン動作は一例であって、マルチビームを用いたラスタースキャン動作はその他の動作方法であってもよい。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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およ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】
【０１３２】
１１  直線
２０  マルチビーム
２２  穴
２４  制御電極
２６  対抗電極
２５  通過孔
２８  画素
２９  サブ照射領域
３０  描画領域
３１  半導体基板
３２  ストライプ領域
３３  支持台
３４  照射領域
３６  画素
３７  無照射領域
４０，４２，４３，４９  図形パターン
４１  制御回路
４３  パッド
４４  非接触周辺領域
４５  隣接領域
４６  面取り直線
４７  個別ブランキング機構
４８  拡大図形パターン
５０  領域設定部
５２  ρ演算部
５４  ｄ（ｘ），ｈ（ｘ）演算部
５６  Ｄ（ｘ），Ｈ（ｘ）演算部
５８  ｔ演算部
６０  描画制御部
６２  選択部
６４，６６，６７  直線方程式設定部
６８  分割部
７０  設定部
７２  領域識別演算部
７４，７６，７７  判定部
７８  領域判定部
８０，８２  判定部
８４  合成領域判定部
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
１３４  ＤＡＣアンプ
１３９  ステージ位置検出器
１４０，１４２  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  偏向器
２１０  ミラー
３３０  メンブレン領域
３３２  外周領域
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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