(57)【要約】      （修正有）【課題】位置決め偏向電極に発生するチャージアップの影響を抑えて図形を描画する荷電粒子ビーム描画装置を提供する。【解決手段】荷電粒子ビーム描画装置１００が備える装置制御部１２０は、図形の描画データが、描画フィールドの特定の領域に偏っている場合に、データフィールドの位置にオフセット量を加えてデータフィールドを移動させることで、描画データの重心位置を移動させた描画データを描画制御部に送信する。また、装置制御部１２０は、データフィールドの移動方向に合わせて、ステージ１１の位置にオフセットを加えてステージ１１を移動させる制御をステージ制御ユニット２５に行わせる。そして、装置制御部１２０は、ビーム偏向部７が偏向する荷電粒子ビームにより描画データで表される図形を描画フィールドの中心付近で描画させる制御を描画制御ユニット２０に行わせる。【選択図】図１
2019071354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームを射出するビーム源と、
前記荷電粒子ビームを所定の偏向量で偏向する複数の偏向電極を含む位置決め偏向電極を有し、ステージに保持された材料の所定位置に、前記位置決め偏向電極により偏向された前記荷電粒子ビームを照射するビーム偏向部と、
前記材料が保持された前記ステージを移動させる制御を行うステージ制御部と、
前記ビーム偏向部を制御して前記ステージに前記荷電粒子ビームを照射させることにより、前記ビーム偏向部に図形を描画させる描画制御部と、
前記図形の描画データが、前記荷電粒子ビームの偏向可能範囲として規定される描画フィールドの特定の領域に偏っている場合に、前記描画データが含まれるデータフィールドの位置にオフセット量を加えて前記データフィールドを移動させることで、前記描画データの重心位置を移動させた前記描画データを前記描画制御部に送信し、前記データフィールドの移動方向に合わせて、前記ステージの位置に前記オフセット量を加えて前記ステージを移動させる制御を前記ステージ制御部に行わせ、前記ビーム偏向部が偏向する前記荷電粒子ビームにより前記描画データで表される図形を前記描画フィールドの中心付近で描画させる制御を前記描画制御部に行わせる装置制御部と、を備える
荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
前記装置制御部は、前記描画フィールド内における前記描画データの重心を算出し、前記描画データの重心が、前記荷電粒子ビームの光軸に一致する前記描画フィールド内の中心位置に一致するように前記オフセット量を算出する
請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記装置制御部は、前記データフィールドに含まれる前記描画データの全部が前記描画フィールドの内部に含まれるように前記データフィールドを移動する前記オフセット量を算出する
請求項１又は２に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
前記オフセット量に基づいて移動される前記データフィールドに含まれる前記描画データの一部が前記描画フィールドからはみ出る場合に、
前記装置制御部は、前記描画フィールドに含まれる部分の前記描画データで表される図形を描画した後で、前記描画フィールドからはみ出る部分の前記描画データで表される図形を描画するように前記ビーム偏向部及び前記ステージ制御部を制御する
請求項１又は２に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項５】
前記装置制御部は、前記荷電粒子ビームを異なる位置で複数回照射することで、同一の前記描画データで表される図形を多重で描画する処理を前記ビーム偏向部に行わせ、
同一の前記描画データに対して前記荷電粒子ビームが照射される度に、前記描画フィールドの中心位置が異なるように前記ステージ制御部に前記ステージを移動させる
請求項１〜４のいずれか一項に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項６】
前記装置制御部は、前記描画フィールド内における前記描画データの位置に応じた前記荷電粒子ビームのショット時間を算出し、前記描画フィールドを分割した各領域の前記ショット時間が均一となる位置を前記描画データの重心として算出し、前記描画データの重心が前記描画フィールドの中心位置に一致する前記オフセット量を算出する
請求項２〜５のいずれか一項に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項７】
前記装置制御部は、前記描画フィールド内における前記描画データの各象限の描画面積を算出し、前記描画フィールドを分割した各領域の前記描画面積が均一となる位置を前記描画データの重心として算出し、前記描画データの重心が前記描画フィールドの中心位置に一致する前記オフセット量を算出する
請求項２〜５のいずれか一項に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項８】
前記装置制御部は、前記描画フィールド内における前記描画データの各象限の描画面積、及び各象限における前記荷電粒子ビームのショット時間を算出し、前記描画面積に前記ショット時間を乗じた値を各象限における前記荷電粒子ビームの照射量として、前記描画フィールドを分割した各領域の前記荷電粒子ビームの照射量が均一となる位置を前記描画データの重心として算出し、前記描画データの重心が前記描画フィールドの中心位置に一致する前記オフセット量を算出する
請求項２〜５のいずれか一項に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項９】
前記描画フィールドは、前記描画制御部により前記描画フィールドの中心位置を基準として４分割される
請求項６〜８のいずれか一項に記載の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、荷電粒子ビーム描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基板に描画される図形（パターン）は、ますます微細化かつ複雑化している。このため、従来の露光装置に代わって、電子ビーム等の荷電粒子ビームで基板に図形を描画する荷電粒子ビーム描画装置が用いられている。描画速度を高速化させるための様々な提案がなされており、例えば、可変成形ビーム方式と呼ばれる描画方式が用いられている。
【０００３】
可変成形ビーム方式では、電子ビームの光軸に配置された第１及び第２の矩形アパーチャの重なりを利用して、図形の形状に応じて様々な形状の可変成形ビームをステージが保持した材料に投影する。これにより、円形ビームを用いて塗りつぶすように図形を描画する場合と比べて、露光時間を大幅に短縮することができる。
【０００４】
特許文献１には、材料にビームを照射して図形を描画するために、ステージ連続移動方式で描画位置を変更する技術が開示されている。この技術により、ある描画位置で図形を描画した際に特定の方向に偏向した状態のビーム照射が長時間に渡っていた場合には、描画位置を移動させて描画することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１３８１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、描画装置の処理速度向上のため電子ビームの出力向上の要望がなされている。電流密度を向上させた場合、電子間に発生するクーロン効果が大きくなり、電子ビームにボケが発生し解像度の悪化を招くため、クーロン効果が起こる時間を短くするために鏡筒の長さを短くした描画装置が提供されるようになった。描画装置を小型化するには、位置決め偏向電極の長さを短くし、かつ電極径も小さくする必要がある。従来は、位置決め偏向電極の電極径が大きかったため、位置決め偏向電極の電極表面が過度にマイナス電位となるチャージアップが発生しても、描画精度に与える影響が少なかった。しかし、電極径を小さくすると、電極表面に発生したチャージアップが電子ビームに与える影響が大きくなり、描画精度が低下する等の問題が顕在化してきた。ここで、電子ビームが描画材料に照射されることで描画材料の表面から高エネルギーの反射電子と低エネルギーの２次電子が発生することが知られている。従来の描画装置の構造は、２次電子が位置決め偏向電極に到達することはほぼないように工夫されている。このため、チャージアップは、この反射電子が電極表面に衝突することで電極表面に発生した２次電子が蓄積して発生する現象であると考えられていた。
【０００７】
高精度で図形を描画可能な描画装置では、通常、位置決め偏向電極が持つ歪みを予め測定し、描画すべき図形が理想形状となるように電子ビームの補正を行っている。この歪みは、電極のわずかな形状の違いや、電極内を通る電子ビームの位置に依存して生じる。ここで、電極表面にチャージアップが発生すると、補正していた電子ビームの歪み形状自体が変化してしまう。したがって、電子ビームを照射して図形を描画している最中に、電子ビームの歪み形状がさらに変化すると、電子ビームの照射位置が目標位置からずれてしまい、実際に描画した図形の形状が、理想形状とはかけ離れてしまう。
【０００８】
また、特許文献１に開示された技術は、電子ビームのショット数がしきい値を超えた場合に偏向枠を移動するものである。しかし、チャージアップは電子ビームのショット数がしきい値を超える前にも発生する可能性があるため、電子ビームに対するチャージアップの影響を十分に抑えることができなかった。
【０００９】
本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、位置決め偏向電極に発生するチャージアップの影響を抑えて図形を描画することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、荷電粒子ビームを射出するビーム源と、荷電粒子ビームを所定の偏向量で偏向する複数の偏向電極を含む位置決め偏向電極を有し、ステージに保持された材料の所定位置に、位置決め偏向電極により偏向された荷電粒子ビームを照射するビーム偏向部と、材料が保持されたステージを移動させる制御を行うステージ制御部と、ビーム偏向部を制御してステージに荷電粒子ビームを照射させることにより、ビーム偏向部に図形を描画させる描画制御部と、図形の描画データが、荷電粒子ビームの偏向可能範囲として規定される描画フィールドの特定の領域に偏っている場合に、描画データが含まれるデータフィールドの位置にオフセット量を加えてデータフィールドを移動させることで、描画データの重心位置を移動させた描画データを描画制御部に送信し、データフィールドの移動方向に合わせて、ステージの位置にオフセット量を加えて移動させる制御をステージ制御部に行わせ、ビーム偏向部が偏向する荷電粒子ビームにより描画データで表される図形を描画フィールドの中心付近で描画させる制御を描画制御部に行わせる装置制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、描画データで表される図形を描画フィールドの中心付近で描画することにより位置決め偏向電極の特定電極だけにチャージアップが発生しなくなる。このため、位置決め偏向電極により偏向して照射される荷電粒子ビームの位置決め精度を向上することができ、図形を正確に描画することが可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る荷電粒子ビーム描画装置の全体構成例を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る描画フィールド及びデータフィールドの構成例を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るシングル描画方式の例を示す説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るシングル描画方式の例を示す説明図である。
【図５】従来の２重描画方式の例を示す説明図である。
【図６】従来の２重描画方式の概要を示す説明図である。
【図７】従来の２重描画方式の第１の手順の例を示す説明図である。
【図８】従来の２重描画方式の第２の手順の例を示す説明図である。
【図９】従来の２重描画方式の第３の手順の例を示す説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係るチャージアップが発生した位置決め偏向電極の例を示す拡大図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係るデータフィールドが移動した様子を示す説明図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る２重描画方式の第１の手順の例を示す説明図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態に係る２重描画方式の第２の手順の例を示す説明図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態に係る２重描画方式の第３の手順の例を示す説明図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態に係る２重描画方式の第４の手順の例を示す説明図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態に係る２重描画方式の第５の手順の例を示す説明図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態に係る２重描画方式の第６の手順の例を示す説明図である。
【図１８】本発明の第１の実施の形態に係る２重描画方式の第７の手順の例を示す説明図である。
【図１９】本発明の第１の実施の形態に係る２重描画方式の第８の手順の例を示す説明図である。
【図２０】本発明の第１の実施の形態に係る描画装置の動作例を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の第１の実施の形態の変形例に係るオフセット量を加える前の描画フィールド内の描画データの例を示す説明図である。
【図２２】本発明の第１の実施の形態の変形例に係るオフセット量を加えた後の描画フィールド内の描画データの例を示す説明図である。
【図２３】本発明の第１の実施の形態に係る描画フィールドから描画データがはみ出す場合の描画方式の第１の手順の例を示す説明図である。
【図２４】本発明の第１の実施の形態に係る描画フィールドから描画データがはみ出す場合の描画方式の第２の手順の例を示す説明図である。
【図２５】本発明の第１の実施の形態に係る描画フィールドから描画データがはみ出す場合の描画方式の第３の手順の例を示す説明図である。
【図２６】本発明の第１の実施の形態に係る描画フィールドから描画データがはみ出す場合の描画方式の第４の手順の例を示す説明図である。
【図２７】本発明の第１の実施の形態に係る描画フィールドから描画データがはみ出す場合の描画方式の第５の手順の例を示す説明図である。
【図２８】本発明の第１の実施の形態に係る描画フィールドから描画データをはみ出させない場合の描画方式の第１の手順の例を示す説明図である。
【図２９】本発明の第１の実施の形態に係る描画フィールドから描画データをはみ出させない場合の描画方式の第２の手順の例を示す説明図である。
【図３０】本発明の第２の実施の形態に係る各象限における電子ビームのショット時間の関係を示す説明図である。
【図３１】本発明の第３の実施の形態に係る各象限における描画面積の関係を示す説明図である。
【図３２】本発明の第４の実施の形態に係る描画面積、ショット時間及び照射量の関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態例について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
【００１４】
図１は、荷電粒子ビーム描画装置の全体構成例を示す説明図である。
描画装置１００は、描画部１１０と制御部１２０を備えている。描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例であり、特に、可変成形型の描画装置の一例としたものである。この描画装置１００は、主に半導体製造及び研究等に使用される。描画装置１００には、マウスやキーボード等の不図示の入力装置、モニタ装置、及び外部インターフェイス回路等が接続されている。
【００１５】
描画部１１０は、鏡筒１０内に電子源１、ブランカー２、照射レンズ３、成形レンズ４、縮小レンズ５、対物レンズ６、位置決め偏向電極７、ステージミラー８、描画チャンバー９、ＸＹステージ１１、ステージ駆動モーター１２、モーターチャンバー１４を備える。描画チャンバー９には、ステージミラー８、ＸＹステージ１１が収容される。ＸＹステージ１１には、描画材料１３が保持される。モーターチャンバー１４には、ステージ駆動モーター１２が収容される。描画材料１３として、例えば、ガラス基板上に遮光膜が形成され、さらに遮光膜の表面にレジスト（感光性樹脂）が塗布されたマスクブランクスが用いられる。
【００１６】
そして、描画部１１０は、鏡筒１０外にレーザー測長器１６を備える。照射レンズ３、成形レンズ４、縮小レンズ５、対物レンズ６は、いずれも磁場レンズの一例であり、これらのレンズにより描画材料１３上に電子ビームＥＢを結像させることが可能である。
【００１７】
電子源１（ビーム源の一例）は、鏡筒１０の上部に配置されており、電子ビームＥＢ（荷電粒子ビームの一例）を射出する。電子源１から電子ビームＥＢが射出されるため、少なくとも電子源１を含む部位を電子銃とも呼ぶ。
【００１８】
ブランカー２は、ブランカーアンプ２１から入力するブランキング信号に基づいて、電子ビームＥＢが照射レンズ３を通過する時間を調整する。すなわち、ブランカー２は、電子ビームＥＢの１ショット当たりの照射量を調整することができる。
照射レンズ３は、ブランカー２を通過した電子ビームＥＢを照射レンズ３の下に配される矩形状のアパーチャに照射し、矩形状に成形する。
成形レンズ４は、矩形状に成形された電子ビームＥＢをその下に配された矩形上のアパーチャに照射する。
縮小レンズ５は、矩形状に成形された電子ビームＥＢのビーム径を縮小する。
対物レンズ６は、電子ビームＥＢの焦点が描画材料１３の任意の位置で合うように電子ビームＥＢのビーム径を絞り込む。
【００１９】
位置決め偏向電極７は、後述する図１０Ａに示すように、８極の偏向電極７ａ〜７ｈを組み合わせて構成される。ただし、偏向電極の数は、８極より多くてもよい。そして、電子源１の下端から位置決め偏向電極７の下端までの長さをカラム長Ｌ１と呼ぶ。位置決め偏向電極７は、位置決め偏向アンプ２２から入力する位置決め偏向信号に基づいて、対物レンズ６により絞り込まれた電子ビームＥＢを偏向する。このため、対物レンズ６を通過した電子ビームＥＢは、描画材料１３の任意の位置に偏向される。
【００２０】
本実施の形態では、位置決め偏向電極７と、後述する位置決め偏向アンプ２２とを合わせて「偏向器１５」と呼ぶ。偏向器１５（ビーム偏向部の一例）は、図示したように鏡筒１０の下部に設けられている。偏向器１５は、電子ビームＥＢを所定の偏向量で偏向する位置決め偏向電極７を有し、ＸＹステージ１１に保持された描画材料１３の所定位置に、位置決め偏向電極７により偏向された電子ビームＥＢを照射して、描画材料１３に図形を描画することが可能である。図１では、一つの偏向器１５の例を示すが、複数の偏向器１５が鏡筒１０に設けられる場合もある。
【００２１】
ここで、図形を描画するために用いられる描画フィールド及びデータフィールドについて、図２を参照して説明する。
図２は、描画フィールド３０及びデータフィールド４０の構成例を示す説明図である。図２には、ＸＹステージ１１の一部が示されている。
【００２２】
描画フィールド３０は、偏向器１５が電子ビームＥＢを偏向可能な領域の大きさから決定される。描画フィールド３０として、例えば、図２に示すように太い実線で表された矩形領域が決定される。描画フィールド３０の中心を、描画フィールド中心３１と呼ぶ。描画フィールド中心３１は、偏向されていない電子ビームＥＢが照射する位置、すなわち電子ビームＥＢの光軸に一致する。
【００２３】
描画フィールド３０の左上には、ＸＹステージ１１の位置を表すステージ目標位置３２が示される。図１に示したステージ制御ユニット２５は、ステージ目標位置３２が所定の位置に合うようにＸＹステージ１１を移動する。なお、ステージ目標位置３２は、描画フィールド３０内におけるＸＹステージ１１の端を便宜的に示す印である。
【００２４】
描画フィールド３０には、描画データ３３が含まれている。描画データ３３は、電子ビームＥＢにより描画材料１３に描画される図形の大きさ、形状等を表しており、記憶媒体２３に記憶されるデータである。そして、描画フィールド３０と同じ大きさのデータフィールド４０が設けられる。データフィールド４０は、電子ビームＥＢのＸ方向及びＹ方向の最大偏向量以下の大きさで区切られる区画を表す。このデータフィールド４０は、描画フィールド３０より細い実線で表される。図示したデータフィールド４０の大きさを、描画フィールド３０よりわずかに大きくすることで、データフィールド４０と描画フィールド３０を区別しやすくしている。
【００２５】
電子ビームＥＢの偏向量は、位置決め偏向アンプ２２が出力する位置決め偏向信号の強さと、位置決め偏向電極７の長さ及び内径から決定される。偏向器１５は、描画制御ユニット２０から位置決め偏向アンプ２２を通じて送られてくる描画データ３３の位置情報に基づいて適切な電圧を位置決め偏向電極７に印加することで、描画フィールド３０内における電子ビームＥＢの照射位置を制御する。
【００２６】
図１の説明に戻る。
ＸＹステージ１１に保持された描画材料１３に対して、描画データ３３に基づく図形、すなわちパターンが電子ビームＥＢにより描画される。そして、図形を描画する際、又は描画する前に、ステージ制御ユニット２５によりＸＹステージ１１が所定位置に移動する。後述するように、ステージ制御ユニット２５は、描画フィールド３０に対するデータフィールド４０の位置を変更する制御に連動してＸＹステージ１１の位置を変更する。
【００２７】
描画チャンバー９は、その内部を真空に維持している。描画チャンバー９内には、ステージミラー８、ＸＹステージ１１、モーターチャンバー１４が設けられる。
ＸＹステージ１１（ステージの一例）は、描画材料１３を保持し、この描画材料１３をＸ方向及びＹ方向の所定の位置に移動させる。
【００２８】
ステージミラー８は、ＸＹステージ１１のＸ方向及びＹ方向の側面に設けられる。ステージミラー８のＸ方向及びＹ方向の側面には、レーザー測長器１６から出射され、不図示のビームスプリッターにより分割された２本のレーザービームが入射する。そして、Ｘ方向及びＹ方向からステージミラー８に入射したレーザービームがステージミラー８により反射される。このとき、不図示の干渉計により検出されたレーザービームの干渉光に基づいて、レーザー測長器１６がＸＹステージ１１のＸ方向及びＹ方向への移動量を測長する。そして、レーザー測長器１６は、ＸＹステージ１１の移動量をステージ制御ユニット２５に出力する。
【００２９】
モーターチャンバー１４内に設置されたステージ駆動モーター１２は、ＸＹステージ１１のＸ方向及びＹ方向の側面に設けられており、ＸＹステージ１１をＸ方向及びＹ方向に移動する。ステージ駆動モーター１２がＸＹステージ１１を移動する移動量は、ステージ制御ユニット２５により制御される。
【００３０】
制御部１２０は、描画制御ユニット２０、ブランカーアンプ２１、位置決め偏向アンプ２２、記憶媒体２３、装置制御計算機２４、ステージ制御ユニット２５を備える。
【００３１】
描画制御ユニット２０（描画制御部の一例）は、偏向器１５を制御してＸＹステージ１１に電子ビームＥＢを照射させることにより、偏向器１５に図形を描画させる。この描画制御ユニット２０は、装置制御計算機２４から転送された描画データ３３に基づいて、描画範囲毎に、描画フィールド３０又は描画ストライプデータを生成する。描画ストライプデータとは、図示しないものの、ある一方向（Ｘ方向又はＹ方向のいずれか）に連続して構成される複数の描画フィールド３０で区切られる描画データである。そして、描画制御ユニット２０は、描画データ３３又は描画ストライプデータに基づいて、偏向歪みや電子ビームＥＢの照射時間、照射位置を割り出し、各アンプに制御データを送る。描画制御ユニット２０が送る制御データにより、例えば、ブランカーアンプ２１に対する電子ビームＥＢのブランキング制御、位置決め偏向アンプ２２に対する偏向量の調整等が行われる。
【００３２】
ここで、図形の描画方式の一つであるシングル描画方式の例について、図２〜図４を参照して説明する。
図２〜図４は、第１の実施の形態に係るシングル描画方式の例を示す説明図である。
【００３３】
始めに、第１の実施の形態に係るシングル描画方式の第１の手順の例として、装置制御計算機２４は、図２に示した描画フィールド３０における描画データ３３の偏りを検知し、この描画データ３３の重心３４を求める。例えば、描画データ３３の重心３４が描画データ３３の中心にあるとする。
【００３４】
図３は、第１の実施の形態に係るシングル描画方式の第２の手順の例を示す説明図である。
次に、装置制御計算機２４は、データフィールド４０を図中の右下にオフセット量を加えて移動する（図中では、データフィールド４０の移動方向を示す矢印と共に、「データフィールドをオフセット」と記載する）。この移動は、描画データ３３の重心３４が描画フィールド中心３１に一致するように行われる。
【００３５】
図４は、第１の実施の形態に係るシングル描画方式の第３の手順の例を示す説明図である。
次に、ＸＹステージ１１を図中の右下に移動する（図中では、ＸＹステージ１１の移動方向を示す矢印と共に、「ステージの移動」と記載する）。図４では、ＸＹステージ１１を移動する前に描画フィールド３０に含まれていた部分のＸＹステージ１１だけを図示している。
【００３６】
このように装置制御計算機２４は、データフィールド４０、ＸＹステージ１１の順に移動する制御を行うことで、描画データ３３の重心３４を描画フィールド中心３１に移動させる。そして、移動した描画データ３３に基づいて、電子ビームＥＢが照射される。データフィールド４０は、描画フィールド中心３１に描画データ３３の重心３４が一致するように移動したため、電子ビームＥＢを描画データ３３に偏り無く照射して描画することが可能となる。
【００３７】
図１の説明に戻る。
ブランカーアンプ２１は、描画制御ユニット２０から受信した制御データに基づいて生成したブランキング信号をブランカー２に出力する。このため、電子ビームＥＢの照射時間は、ブランカーアンプ２１を介して描画制御ユニット２０により制御される。
【００３８】
位置決め偏向アンプ２２は、描画制御ユニット２０から受信した制御データに基づいて生成した位置決め偏向信号を位置決め偏向電極７に出力する。このため、電子ビームＥＢの照射位置は、位置決め偏向アンプ２２を介して描画制御ユニット２０により制御される。
【００３９】
記憶媒体２３は、装置制御計算機２４が受け付け可能なデータ構造を持つ描画データ３３を予め記憶している。上述したように描画データ３３は、電子ビームＥＢの最大偏向量以下の大きさで区切られた区画（データフィールド４０、又はデータフィールド４０より大きなデータストライプ）内で描画材料１３に描画される図形の図形情報（図形の形状、大きさ等）を表したものである。記憶媒体２３に記憶された描画データ３３は、装置制御計算機２４により適宜読出される。
【００４０】
装置制御計算機２４（装置制御部の一例）は、記憶媒体２３から読込んだ描画装置１００が読み込み可能な描画データ３３を処理し、描画制御ユニット２０に処理した描画データ３３を転送する。ここで、装置制御計算機２４は、図形の描画データ３３が、電子ビームＥＢの偏向可能範囲として規定される描画フィールド３０の特定の領域に偏っている場合に、描画データ３３が含まれるデータフィールド４０の位置にオフセット量を加えてデータフィールド４０を移動させる。これにより、装置制御計算機２４は、描画データ３３の重心位置を移動させた描画データ３３を描画制御ユニット２０に送信する。ここで、描画データ３３の重心位置は、描画フィールド３０の中心に移動させるとよい。また、装置制御計算機２４は、データフィールド４０の移動方向に合わせて、ＸＹステージ１１の位置にオフセット量を加えて移動させる制御をステージ制御ユニット２５に行わせる。そして、装置制御計算機２４は、偏向器１５が偏向する電子ビームＥＢにより描画データ３３で表される図形を描画フィールド３０の中心付近で描画させる制御を描画制御ユニット２０に行わせる。
【００４１】
このため、装置制御計算機２４は、各データフィールド４０における描画時間を予め計算により見積もる機能と、各データフィールド４０の領域に対して描画図形が占める割合を予め計算により見積る機能とを有する。データフィールド４０毎の描画時間は、電子ビームＥＢの電流密度と電子ビームＥＢに対するレジスト感度から算出される１ショット毎のショット時間、及びショット数により計算される。そして、装置制御計算機２４は、描画フィールド３０内におけるデータフィールド４０の配置位置を決定し、描画制御ユニット２０に対してデータフィールド４０毎に描画データ３３及びオフセット量を転送する。
【００４２】
ステージ制御ユニット２５（ステージ制御部の一例）は、描画材料１３が保持されたＸＹステージ１１を移動させる制御を行うことが可能である。ステージ制御ユニット２５は、レーザー測長器１６から入力するＸＹステージ１１のＸ方向及びＹ方向の位置を取得し、ＸＹステージ１１の現在位置を把握することができる。また、ステージ制御ユニット２５が、レーザー測長器１６から取得したＸＹステージ１１の現在位置は、描画制御ユニット２０に出力される。そして、偏向器１５は、描画制御ユニット２０から入力されるＸＹステージ１１の現在位置と、電子ビームＥＢの目標位置との差分により、電子ビームＥＢの目標位置を変えるフィードバック制御を行うことが可能である。
【００４３】
そして、ステージ制御ユニット２５は、装置制御計算機２４からの情報を受け、ステージ駆動モーター１２に指令を出すことで目標の位置にＸＹステージ１１を移動させる。また、ステージ制御ユニット２５は、レーザー測長器１６から入力する測長データに基づいて、電子ビームＥＢの目標位置と、ＸＹステージ１１に照射された電子ビームＥＢの実際の位置との差分を算出する。
【００４４】
また、偏向器１５は、レーザー測長器１６によりレーザーで測定されている描画材料１３を保持したＸＹステージ１１の位置と目標位置との差分をフィードバックとして得る。そして、偏向器１５は、その差分をオフセット電圧として通常の電圧に加算することで目標位置への電子ビームＥＢの照射を可能とする。このオフセット電圧は差分データの更新に同期し、電子ビームＥＢの照射中は常に描画材料１３上の目標位置への照射がずれないようになっている。
【００４５】
このため、ステージ制御ユニット２５は、割り出した差分を描画制御ユニット２０に送る。描画制御ユニット２０は、ステージ制御ユニット２５に基づいて、差分を補正するための指示を位置決め偏向アンプ２２に送る。そして、位置決め偏向アンプ２２は、電子ビームＥＢを照射する際の位置決め偏向電圧に、差分を補正するための補正電圧を加算する。このようにＸＹステージ１１の目標位置と、実際のＸＹステージ１１の位置との誤差を補正するための補正電圧が位置決め偏向アンプ２２から位置決め偏向電極７に与えられる。このため、偏向器１５による描画材料１３上の目標位置に対して正確に電子ビームＥＢを照射して高精度に図形を描画することが可能となる。
【００４６】
＜多重描画方式の説明＞
ここで、描画装置１００により行われる多重描画方式について説明する。
電子ビームＥＢによる描画に先立って、装置制御計算機２４は、記憶媒体２３からデータフィールド４０毎に描画データ３３を読込み、データフィールド４０内に配置されている描画データ３３で表される図形を、電子ビームＥＢが描画可能な大きさや形状に区切る。そして、装置制御計算機２４は、データフィールド４０内における図形の位置情報と大きさに従い、電子ビームＥＢの照射位置を偏向器１５により制御することで所望の位置に図形を描画する。実際に図形が描画される際には、装置制御計算機２４から制御データを受信した描画制御ユニット２０がブランカーアンプ２１及び位置決め偏向アンプ２２を制御し、ステージ制御ユニット２５がＸＹステージ１１の移動量を制御する。
【００４７】
図形の描画方式にはいくつか種類があるが、上述したシングル描画方式以外に、多重描画方式が用いられる。多重描画方式を行うためには、描画フィールド３０を小さめに作っておく必要がある。例えば、多重描画方式として主流の２重描画方式では、偏向器１５が偏向可能な電子ビームＥＢの最大偏向量の１／２を、描画フィールド３０の一辺の長さとする。そして、装置制御計算機２４は、電子ビームＥＢを異なる位置で複数回照射することで、同一の描画データ３３で表される図形を多重で描画する処理を偏向器１５に行わせ、同一の描画データ３３に対して電子ビームＥＢが照射される度に、描画フィールド３０の中心位置が異なるようにステージ制御ユニット２５にＸＹステージ１１を移動させる。これにより多重描画を行うことが可能となる。
【００４８】
図５は、従来の２重描画方式の例を示す説明図である。２重描画方式では、少なくとも２回にわたって照射範囲が異なる電子ビームＥＢを描画材料１３に照射することで図形を描画する。そして、従来の２重描画方式では、後述するデータフィールド４０の移動はない。
【００４９】
従来の２重描画方式においても、装置制御計算機２４は、描画制御ユニット２０を介して偏向器１５を制御することで、描画材料１３に描画を行う。図５に破線で示す一つの矩形領域が電子ビームＥＢが１回の照射で描画可能な描画フィールド３０を表す。そして、１列目の描画が終わると、２列目の描画が行われる。１列目の描画では、描画フィールド３０の中心を電子ビームＥＢの偏向中心とし、この偏向中心を起点とした４つの象限で図形が予備的に描画される。しかし、２列目の描画では、１列目に図形が描画された象限とは異なる象限（例えば、対角となる象限）で図形を描画する。このことにより１列目の描画時に最大偏向量付近で描画されていた図形は、２列目の描画では偏向中心付近で描画される。
【００５０】
例えば、電子ビームＥＢにより、描画データ３３ａにて規定される図形が描画材料１３に描画されるとする。２重描画方式では、描画データ３３ａで表される図形を描画するために、描画データ３３ａの位置に電子ビームＥＢを２回照射する。このため、１列目の描画にて電子ビームＥＢを照射して図形を描画する時には、電子ビームＥＢの照射範囲の端に描画データ３３ａが位置するように電子ビームＥＢの偏向量が制御される。描画データ３３ａ以外にも不図示の様々な図形の描画データが存在しているため、電子ビームＥＢは、例えば、Ｘ方向に連続して照射される。そして、１列目に描画される図形は、電子ビームＥＢの端にかかるように描画される。
【００５１】
次に、２列目の描画にて電子ビームＥＢが描画データ３３ａの位置を照射する。２列目の描画においても、電子ビームＥＢが、例えば、Ｘ方向に連続して照射される。このとき、描画データ３３ａには、電子ビームＥＢの真ん中付近が照射される。このように２重描画方式では、ある図形を描画するために、電子ビームＥＢが少なくとも２回照射される。
【００５２】
２重描画方式は、一つのデータフィールド４０を描画フィールド３０内の異なるエリアで描画する方式であることからフィールドシフト描画と呼ばれることもある。多重描画を行う目的は様々であり、下記の（１）〜（３）は、その一例である。
（１）描画フィールド３０の隅部に照射される電子ビームＥＢのボケによるＣＤ（Critical Dimension）エラーを低減し、パターンフィデリティー（描画する図形の正確性）を向上する。これにより、電子ビームＥＢの線幅を均一にして、描画データ３３ａを正確に描画することが可能となる。
（２）電子ビームＥＢを１回照射しただけでは描画フィールド３０の端における電子ビームＥＢのボケにより描画データ３３ａの描画位置のずれが発生する場合がある。しかし、多重描画を行うことで、２列目以降の描画では、描画フィールド３０の中心付近で電子ビームＥＢを照射し、描画位置のずれを低減することが可能となる。
（３）電子ビームＥＢを１回照射しただけで図形の描画を完了しようとすると、描画材料１３に長時間にわたって電子ビームＥＢを照射する必要がある。ここで、電子ビームＥＢの照射に伴う発熱により、描画材料１３に含まれるレジスト感度の適正感度が変わりＣＤエラーの原因となるレジストヒーティングが生じる。しかし、本実施の形態のように多重描画を行うことで、１回当たりの電子ビームＥＢの照射時間が短時間となるため、レジストヒーティングを低減することが可能となり、ＣＤエラーも低減することが可能となる。
【００５３】
＜２重描画方式の詳細な説明＞
図５に説明した２重描画方式を踏まえ、さらに２重描画方式の詳細な説明を行う。ここでは、図５に示した描画データ３３ａとは異なる形状の描画データ３３ｂ〜３３ｄで表される図形を描画する例について説明する。
【００５４】
始めに、図６〜図９を参照して従来の２重描画方式について説明する。
図６は、従来の２重描画方式の概要を示す説明図である。図６においても、二点鎖線又は実線で示される一つの矩形領域が電子ビームＥＢが１回の照射で描画可能な描画フィールド３０を表す。以下の説明を簡単にするために、１列目の電子ビームＥＢは、図中の１列目と記載された二点鎖線で表される矩形領域内の描画データで表される図形を描画し、その後、図中の２列目と記載された二点鎖線で表される矩形領域内の描画データで表される図形を描画するものとする。ただし、１列目の描画では、描画データ３３ｂ，３３ｃの一部が描画され、２列目の描画では、描画データ３３ｂ，３３ｃの全部と、描画データ３３ｄの一部が描画される。
【００５５】
図６に示す図形の描画データ３３ｂ〜３３ｄを踏まえた上で、描画データ３３ｂ〜３３ｄで表される図形がどのように描画されるかを順に説明する。ここで、描画データ３３ｂ〜３３ｄは、電子ビームＥＢが照射される回数に応じて濃く表現されるものとする。
【００５６】
図７は、従来の２重描画方式の第１の手順の例を示す説明図である。
１列目の描画では、電子ビームＥＢが、実線で書かれた描画フィールド３０内に収まる描画データ３３ｂで表される図形を描画する。ただし、描画データ３３ｂは、１列目の描画フィールド３０からはみ出しているため、１列目に照射される電子ビームＥＢだけでは描画しきれない。ここで、１列目の描画において電子ビームＥＢが照射される時間は、既定の１／２である。１列目の描画だけでは、電子ビームＥＢの照射時間は不足するが、２列目が描画されるときに、再び描画データ３３ｂに電子ビームＥＢが照射されるため、描画データ３３ｂの描画に必要な規定の照射時間を満たすことになる。
【００５７】
図８は、従来の２重描画方式の第２の手順の例を示す説明図である。以下の図において、これから電子ビームＥＢが照射される描画フィールド３０を実線で表し、既に電子ビームＥＢが照射された描画フィールド３０、又は、まだ電子ビームＥＢが照射されていない描画フィールド３０を二点鎖線で表す。
【００５８】
１列目の電子ビームＥＢは、図中の左から右に移動して描画することが示される。実際には、ステージ制御ユニット２５の制御によりＸＹステージ１１が右から左に移動することで、描画フィールド３０内の描画データ３３ｃが描画される。描画データ３３ｃについても、１列目の描画フィールド３０からはみ出しているため、電子ビームＥＢを１回照射するだけでは描画しきれない。そして、１列目の描画において電子ビームＥＢが照射される時間は、既定の１／２である。１列目の描画だけでは、電子ビームＥＢの照射時間は不足するが、２列目が描画されるときに、再び描画データ３３ｂに電子ビームＥＢが照射されるため、描画データ３３ｂの描画に必要な規定の照射時間を満たすことになる。
【００５９】
図９は、従来の２重描画方式の第３の手順の例を示す説明図である。２列目の電子ビームＥＢは、図中の左から右に移動して描画している。２列目に照射される電子ビームＥＢは、描画データ３３ｄで表される図形を描画する。ここで、２列目の描画フィールド３０には、描画データ３３ｂ，３３ｃも含まれるため、２列目の電子ビームＥＢの照射範囲は、描画データ３３ｂ，３３ｃにも及ぶ。このため、１列目に照射される電子ビームＥＢにより描画された描画データ３３ｂ，３３ｃは、２列目に電子ビームＥＢが照射されたことにより、２回描画されることとなり、規定の照射時間を満たす。なお、規定の照射時間を満たしていない、描画データ３３ｂ，３３ｃの下側、及び描画データ３３ｄの上側は、図示しない３列目の電子ビームＥＢの照射範囲に含まれる。このため、３列目の電子ビームＥＢが照射されることで描画データ３３ｂ，３３ｃの下側、及び描画データ３３ｄの上側が２回描画されて規定の照射時間を満たすことになる。
【００６０】
＜描画データの微細化への対処＞
ところで、半導体の微細化により描画装置１００、及び描画材料１３に以下のような変化がもたらされており、スループット（単位時間当たりの描画性能）が低下していた。
・描画データ３３の微細化と複雑化により、描画装置１００のショット数が飛躍的な増大傾向にあった。
・描画データ３３の微細化と複雑化による解像度の向上の要求から、描画材料１３のレジスト感度が低下していた（１ショットあたりの照射時間が長くなる）。
【００６１】
このようなスループットの低下を回避するため、描画装置１００では、以下のような取り組みが行われていた。
・電子ビームＥＢの電流密度を上げることにより、１ショットあたりの照射時間を低減する。
・描画データ３３の高解像性の要求に基づき、ビームブラー（電子ビームＥＢのボケ）を低減するために描画部１１０のカラム長Ｌ１を短縮する。
【００６２】
しかし、電子ビームＥＢの電流密度を上げて、レジストの低感度化に対応すると、電子ビームＥＢの照射時間の増大は防げるが、単位時間当たりにレジストから反射する反射電子の量が増えてしまう。また、描画装置１００のカラム長Ｌ１を短縮すると以下の問題が発生することが判明した。
【００６３】
＜カラム長Ｌ１を短縮することで発生する問題＞
ここで、カラム長Ｌ１を短縮することで発生する問題の原因となる、位置決め偏向電極７内における低エネルギーの２次電子５３の振る舞いの例について、図１０を参照して説明する。
図１０は、チャージアップが発生した位置決め偏向電極７の例を示す拡大図である。図１０Ａは、上面視した位置決め偏向電極７の構成例を示し、図１０Ｂは、チャージアップが発生した位置決め偏向電極７ａの例を示す。
【００６４】
図１０Ａに示すように、位置決め偏向電極７は、８本の偏向電極７ａ〜７ｈにより構成される。この位置決め偏向電極７の構成本数は一例であり、８本より多い本数の偏向電極で位置決め偏向電極７が構成されてもよい。
【００６５】
描画装置１００のカラム長Ｌ１の短縮の必要性に伴い、鏡筒１０を小型化するだけでなく、位置決め偏向電極７のＺ方向の長さも短くすることが必要となる。ただし、位置決め偏向電極７の長さを短くしただけでは電子ビームＥＢの偏向量を確保できないため、偏向電極７ａ〜７ｈで構成される位置決め偏向電極７の電極径（対向する一対の偏向電極間の距離）を小さくすることが必要になる。電極径を小さくすると、偏向電極７ａ〜７ｈの内側の電極表面部５５と、位置決め偏向電極７内を通過する電子ビームＥＢとの距離が近くなり、電極表面部５５の電位の変化が電子ビームＥＢに与える影響が増す。
【００６６】
図１０Ｂには、位置決め偏向電極７を横方向から視認した場合における偏向電極７ａ，７ｅの例が示される。偏向電極７ａには、位置決め偏向アンプ２２により、プラス電圧５４が与えられており、偏向電極７ｅにはマイナス電圧５６が与えられることで電子ビームＥＢが左側（偏向電極７ａ側）に偏向されることが図１０Ｂに示されている。電子ビームＥＢの照射時には、電子ビームＥＢを構成する電子５１が、位置決め偏向電極７により偏向され、ＸＹステージ１１に保持された描画材料１３に衝突する。描画材料１３に電子５１が衝突すると、反射電子５２が発生する。
【００６７】
描画材料１３において発生した反射電子５２は、鏡筒１０の下部から位置決め偏向電極７の内側に侵入し、例えば、偏向電極７ａに衝突する。位置決め偏向電極７に対する反射電子５２の衝突角度は浅く、反射電子５２は偏向電極７ａの内部及び表面付近で散乱を繰り返し、多くの低エネルギーの２次電子５３が発生する。ここで、反射電子５２は広いエネルギー分布を持ち、反射電子５２が持つ最大エネルギーは加速電圧に対応する大きなエネルギーである。このため、反射電子５２は、ｋｅＶオーダーの高エネルギーの電子である。一方、２次電子５３はｅＶオーダーの低エネルギーの電子である。また、位置決め偏向アンプ２２の出力は最大数百Ｖ程度である。
【００６８】
上述したように位置決め偏向電極７には電子ビームＥＢを偏向するための位置決め偏向アンプ２２により電圧がかかっている。このため、位置決め偏向電極７内には電界が作られており、発生した２次電子５３はこの電界に沿って移動する。この結果、プラス電圧が与えられている偏向電極７ａに２次電子５３が接触することがチャージアップの原因と考えられる。なお、レジストの低感度化によるスループットの悪化を防ぐために、電子ビームＥＢの電流密度を上げたことに伴い、単位時間当たりの反射電子５２の発生量が増えたこともチャージアップの原因の一つと考えられる。
【００６９】
通常、描画フィールド３０の全面を使って均一に描画を行っている場合には、各電極の電位がプラスとマイナスに均等に変化し、例えば、偏向電極７ａ（特定電極の一例）にチャージアップが発生せず、描画精度が劣化しない。描画精度が劣化するのは、描画フィールド３０内のある特定の領域だけに連続して描画を実施したことにより、例えば、偏向電極７ａに、常にプラス又はマイナスの電圧がかかった状態となった場合である。例えば、図６〜図９に示したように、多重描画方式において１列目の描画フィールド３０の端で描画データ３３で表される図形を描画し続ける場合、又は、図２に示したように、データフィールド４０における描画データ３３の配置に偏りが起こっている場合である。このとき、常にプラスに印加される偏向電極７ａが存在すると、偏向電極７ａにて発生した２次電子５３が偏向電極７ａに接触し続けることで、電極表面部５５に多量のチャージアップが発生し、電子ビームＥＢの位置ずれが引き起こされる。
【００７０】
また、過度にチャージアップが発生した偏向電極７ａに対し、位置決め偏向アンプ２２がマイナス電圧を与えて、偏向電極７ａに付着した２次電子５３を偏向電極７ａから離間させようとしても２次電子５３が容易に偏向電極７ａから離間せず、チャージアップが解消しない。これは、偏向電極７ａの電極表面部５５と、チャージアップの原因となる２次電子５３との結合力が、位置決め偏向アンプ２２から偏向電極７ａに印加される最大電圧（例えば、数百Ｖ）による斥力よりも大きいためである。
【００７１】
ここで、図１０Ｂの拡大領域５８には、電極表面部５５から２次電子５７が発生し、２次電子５７が偏向電極７ａの表面に付着した様子が示される。偏向電極７ａに対する２次電子５３の結合力が強く、電極表面部５５にマイナス電圧を与えてもチャージアップが解消されない理由として、電極表面部５５の一部がイオン化していることも関係していると考えられる。例えば、描画フィールド３０における特定の領域のみを使って図形を描画し続けると、偏向電極７ａの構成物質がイオン化する。イオン化する物質は、偏向電極７ａの内部に含まれる不純物、偏向電極７ａに施されたメッキ等に含まれる不純物に加え、電極表面部５５に付着するコンタミネーションも該当する。このようにイオン化した構成物質、又はイオン化した電極表面部５５に２次電子５３が付着することで、２次電子５３の結合力が強まっている可能性が高いと考えられる。そして、イオン化した電極表面部５５に付着した２次電子５７は、非常に近接した状態であるため、電極表面部５５と２次電子５７との結合力は非常に強い。電極表面部５５がイオン化すると、上述したような電極表面部５５に発生した２次電子５３に起因するチャージアップの影響が電子ビームＥＢに及ぶ。
【００７２】
また、２次電子５７は、イオン化していない電極表面部５５に付着し、プラス電圧が与えられた偏向電極７ａに引きつけられることもある。電極表面部５５が清浄であれば、このような２次電子５７は、偏向電極７ａ内に取り込まれチャージアップの原因とはならない。また、電極表面部５５にコンタミネーション層が形成され、２次電子５７が偏向電極７ａ内に取り込まれなくても、コンタミネーション層がイオン化していない状態であれば、偏向電極７ａにマイナス電圧を与えることで容易に表面から離間させることができる。このため、コンタミネーション層に２次電子５７が引き付けられて発生するチャージアップの状態は、上述した電極表面部５５と２次電子５３との結合力が大きいことにより数百Ｖの電圧を与えてもチャージアップが解消されず、電極表面部５５が過度にチャージアップした状態とは異なる。しかし、コンタミネーション層に２次電子５７が引き付けられてチャージアップの状態が発生すると、やはり位置決め偏向電極７内を通過する電子ビームＥＢに影響を与えてしまう。コンタミネーション層が、例えば電極表面部５５に露出したわずかな不純物（不導体）であっても同様のことが起こる。
【００７３】
なお、偏向電極７ａにチャージアップが発生した状態で、描画フィールド３０の全面を使って均一に描画を続けることにより、電極表面部５５に発生したチャージアップを徐々に減少させることが可能となる。これは描画を行っている際に発生する高いエネルギーを持つ反射電子５２により偏向電極７ａに偏在していたイオン化が、全電極（偏向電極７ａ〜７ｈ）に均一化されることで、チャージアップの不均一性が解消され、電子ビームＥＢの光軸のずれが相対的にキャンセルされるためである。しかし、描画フィールド３０の全面を使って均一に描画を行う最初の段階では、電極表面部５５にチャージアップが残っているため、チャージアップの影響により、描画した図形の位置ズレ等が発生してしまい、描画品質が低下する。
【００７４】
＜チャージアップの解決方法＞
そこで、本発明者は、位置決め偏向電極７の特定電極に発生するチャージアップを解決するための方法について検討した。なお、以下の説明では、図１０に示した偏向電極７ａ〜７ｈのうちの一部の偏向電極を「特定電極」と呼ぶ。
【００７５】
位置決め偏向電極７は、製品として加工した後、電極表面部５５の異物や汚れが除去されるため、清浄度が確保される。しかし、電極表面部５５の加工時又はメッキ加工時には、極微量の不純物が電極表面部５５に混入してしまう。これらの不純物に含まれる不導体が反射電子５２によりイオン化されると、チャージアップの発生を完全に防ぐことが難しい。
【００７６】
描画装置１００を長期間使用すると、描画材料１３に塗布されたレジスト（多くは不導体）からのアウトガスにより、電極表面部５５に形成されたコンタミネーション層が形成されることがある。上述したように、コンタミネーション層がイオン化して特定電極にチャージアップが発生すると、電子ビームＥＢの照射位置がずれ、描画精度が低下する。そこで、本発明者は、位置決め偏向電極７に発生するチャージアップを原因とする電子ビームＥＢの照射位置のずれを低減し、精度良く描画を行うための描画方式を提供する。
【００７７】
まず、特定電極が過度にチャージアップしないようにするため、装置制御計算機２４は、データフィールド４０内の描画データ３３の配置を確認する。ここで、描画装置１００が多重描画モードに設定されていれば、装置制御計算機２４は、描画フィールド３０内に配置されたデータフィールド４０の組み合わせを考慮し、データフィールド４０内における描画データ３３の偏りの有無を確認して、多重描画のための制御を行う。
【００７８】
図１１は、データフィールド４０が移動した様子を示す説明図である。
上述した図２に示した描画データ３３は、描画フィールド３０の描画フィールド中心３１を基準とする第１象限及び第２象限に偏って配置されていた。このため、同じ描画データ３３が繰り返し同じ位置に描画される場合、この描画データ３３に照射された電子ビームＥＢにより生じた反射電子５２により、位置決め偏向電極７の特定電極に２次電子５７が蓄積してチャージアップが発生してしまう。
【００７９】
そこで、装置制御計算機２４は、描画フィールド３０内において描画データ３３の位置に偏りがあることを確認した場合に、描画データ３３の重心が、描画フィールド中心３１に一致するようにオフセット量を算出し、データフィールド４０にオフセット量を加える制御を行う。図１１に示すように、ステージ目標位置３２から見て、Ｘ方向に距離ｄ１、Ｙ方向に距離ｄ２だけデータフィールド４０の位置にオフセット量が加わることで、描画データ３３の重心３４が描画フィールド中心３１に一致する。このとき、データフィールド４０が移動する様子は、上述した図３を参照して説明したとおりである。そして、装置制御計算機２４は、このようにデータフィールド４０を移動させた描画データ３３を描画制御ユニット２０に送出する。
【００８０】
また、装置制御計算機２４は、電子ビームＥＢが描画する描画データ３３の位置がずれないようにするため、ステージ制御ユニット２５に対して、データフィールド４０にオフセット量を加えた方向と同じ方向にオフセット量を加えてＸＹステージ１１を移動させる。このとき、ＸＹステージ１１が移動する様子は、上述した図４を参照して説明したとおりである。このようにＸＹステージ１１の移動方向を、データフィールド４０の移動方向に合わせて移動させるため、実際の描画位置がずれなくなる。なお、図１１に示したステージ目標位置３２は、図２に示した描画データ３３の左上にあった時と比べて、ＸＹステージ１１を移動させた方向とは逆方向にオフセット量だけ移動したように見える。
【００８１】
この結果、描画フィールド３０における描画フィールド中心３１を基準とした第１〜第４象限に対して、電子ビームＥＢが均一に照射されるため、描画フィールド３０内での図形の描画位置に偏りが起こる状態を防ぐことができる。そして、位置決め偏向電極７の特定電極だけに過度に２次電子５７が蓄積するチャージアップを防ぐことが可能となる。
【００８２】
そして、描画フィールド３０内のある特定の領域のみ（偏向器１５に常にプラス又はマイナスの一方向の電圧がかかる状態）で描画を連続して行う動作を行わないように、描画フィールド３０内での描画位置を制御することにより、特定電極への過度なチャージアップを抑えることができる。したがって、特定電極へのチャージアップによる電子ビームＥＢの位置ずれを抑えることができ、描画位置精度を維持することが可能となる。
【００８３】
＜本実施の形態に係る２重描画方式の詳細な説明＞
ここで、図１２〜図１９を参照して、本実施の形態に係る２重描画方式のさらに詳細な説明を行う。描画データ３３ｂ〜３３ｄは、上述した図６に示したものと同じである。
【００８４】
図１２は、本実施の形態に係る２重描画方式の第１の手順の例を示す説明図である。
図１２では、同じ大きさの描画フィールド３０とデータフィールド４０が重なって表されている。また、描画フィールド３０には、描画フィールド中心３１が表されている。描画フィールド３０は、描画制御ユニット２０により描画フィールド中心３１の位置を基準として４分割される。４分割された各矩形領域は、描画フィールド３０内の第１〜第４象限として表される。そして、装置制御計算機２４は、１列目の描画フィールド３０における描画データ３３ｂの偏りを検知し、この描画データ３３ｂの重心３４ｂを求める。
【００８５】
図１３は、本実施の形態に係る２重描画方式の第２の手順の例を示す説明図である。
次に、装置制御計算機２４は、データフィールド４０にオフセット量を加えて図中の左上にデータフィールド４０を移動する。この移動は、描画データ３３ｂの重心３４ｂが描画フィールド中心３１に一致するように行われる。データフィールド４０が移動したことに伴い、データフィールド４０内の描画データ３３ｂだけがデータフィールド４０と共に移動する。
【００８６】
図１４は、本実施の形態に係る２重描画方式の第３の手順の例を示す説明図である。
次に、ステージ制御ユニット２５は、データフィールド４０に加えられたオフセット量と同じ量で図中の左上にＸＹステージ１１を移動する。そして、描画制御ユニット２０の制御により、描画フィールド３０内の描画データ３３ｂに電子ビームＥＢが照射される。ここで、１回目の電子ビームＥＢの照射により描画された描画データ３３ｂを描画データ３３ｂ（１）と表す。そして、２回目の電子ビームＥＢの照射により描画される描画データ３３ｂを描画データ３３ｂ（２）と表す。ただし、現時点で描画データ３３ｂ（２）はまだ描画されていない。このため、描画データ３３ｂ（１）は、描画データ３３ｂ（２）よりも濃く表現される。
【００８７】
また、１列目の描画において描画データ３３ｂ（１）に電子ビームＥＢが照射される時間は、既定の１／２である。１列目の描画だけでは、描画データ３３ｂ（１）に対する電子ビームＥＢの照射時間は不足するが、２列目が描画されるときに、再び描画データ３３ｂ（１）に電子ビームＥＢが照射されるため、描画データ３３ｂ（１）の描画に必要な規定の照射時間を満たすことになる。
【００８８】
図１５は、本実施の形態に係る２重描画方式の第４の手順の例を示す説明図である。以下の図においても、これから電子ビームＥＢが照射される描画フィールド３０を実線で表し、既に電子ビームＥＢが照射された描画フィールド３０、又は、まだ電子ビームＥＢが照射されていない描画フィールド３０を二点鎖線で表す。
装置制御計算機２４は、次の描画フィールド３０における描画データ３３ｃの偏りを検知し、この描画データ３３ｃの重心３４ｃを求める。以下の図では、これまで図中に記載していた描画データ３３ｂの重心３４ｂを不図示とする。
【００８９】
図１６は、本実施の形態に係る２重描画方式の第５の手順の例を示す説明図である。
次に、装置制御計算機２４は、データフィールド４０を図中の左上にオフセット量を加えて移動する。この移動は、描画データ３３ｃの重心３４ｃが描画フィールド中心３１に一致するように行われる。データフィールド４０が移動したことに伴い、データフィールド４０内の描画データ３３ｃだけが共に移動する。このとき、描画データ３３ｃは、描画データ３３ｂ（１）に従って描画された図形に重なって見える。
【００９０】
図１７は、本実施の形態に係る２重描画方式の第６の手順の例を示す説明図である。
次に、ステージ制御ユニット２５は、データフィールド４０に加えられたオフセット量と同じ量で図中の左上にＸＹステージ１１を移動する。このとき、描画データ３３ｃは、描画データ３３ｂ（１）に従って描画された図形と離れて見える。そして、描画フィールド３０内の描画データ３３ｃに電子ビームＥＢが照射される。ここで、１回目の電子ビームＥＢの照射により描画された描画データ３３ｃを描画データ３３ｃ（１）と表す。そして、２回目の電子ビームＥＢの照射により描画される描画データ３３ｃを描画データ３３ｃ（２）と表す。ただし、現時点で描画データ３３ｃ（２）はまだ描画されていない。このため、描画データ３３ｃ（１）は、描画データ３３ｃ（２）よりも濃く表現される。
【００９１】
また、１列目の描画において描画データ３３ｃ（１）に電子ビームＥＢが照射される時間は、既定の１／２である。１列目の描画だけでは、描画データ３３ｃ（１）に対する電子ビームＥＢの照射時間は不足するが、２列目が描画されるときに、再び描画データ３３ｃ（１）に電子ビームＥＢが照射されるため、描画データ３３ｃ（１）の描画に必要な規定の照射時間を満たすことになる。
【００９２】
図１８は、本実施の形態に係る２重描画方式の第７の手順の例を示す説明図である。
次に、２列目の描画について説明する。装置制御計算機２４は、２列目の描画フィールド３０における描画データ３３ｂ〜３３ｄの重心（不図示）を求める。このとき、１列目で電子ビームＥＢが照射されて描画された描画データ３３ｂ（１），３３ｃ（１）が、２列目の描画フィールド３０内に収まるように、描画データ３３ｂ，３３ｃの重心が求められる。このため、２列目の描画フィールド３０に対するデータフィールド４０にオフセット量を加えた移動が行われない。
【００９３】
図１９は、本実施の形態に係る２重描画方式の第８の手順の例を示す説明図である。
次に、ステージ制御ユニット２５は、描画データ３３ｂ〜３３ｄの重心が描画フィールド３０の描画フィールド中心３１に一致するように図中の右上にＸＹステージ１１を移動する。そして、太い実線で表した描画フィールド３０内に電子ビームＥＢが照射され、描画データ３３ｂ〜３３ｄが描画される。これにより、描画データ３３ｂ（１），３３ｃ（１）に電子ビームＥＢが２回照射されたため、描画に必要な規定の照射時間を満たすことになる。また、描画データ３３ｂ（２），３３ｃ（２）に電子ビームＥＢが１回照射されたため、描画に必要な規定の照射時間を満たしていないが、図示しない３列目の電子ビームＥＢが照射されることにより、２回描画されて規定の照射時間を満たすことになる。
【００９４】
図２０は、描画装置１００の動作例を示すフローチャートである。
描画材料１３に図形を描画する前に、装置制御計算機２４は、記憶媒体２３から描画データ３３を読出す（Ｓ１）。そして、装置制御計算機２４は、描画フィールド３０に対して描画データ３３が偏った位置にあるか否かを判定する（Ｓ２）。描画フィールド３０に対して描画データ３３が偏った位置にないと判定すると（Ｓ２のＮＯ）、従来通りに図形を描画する処理を開始する（Ｓ７）。
【００９５】
一方、描画フィールド３０に対して描画データ３３が偏った位置にあると判定すると（Ｓ２のＹＥＳ）、装置制御計算機２４は、描画データ３３の重心を算出する（Ｓ３）。次に、装置制御計算機２４は、描画データ３３の重心が描画フィールド中心３１に一致するＸ方向及びＹ方向のオフセット量を算出する（Ｓ４）。
【００９６】
次に、装置制御計算機２４は、描画制御ユニット２０に対して、描画データ３３の重心が描画フィールド中心３１に一致するように描画データ３３を移動させる制御を行う（Ｓ５）。このとき、描画制御ユニット２０は、装置制御計算機２４により算出されたオフセット量に基づいて、描画データ３３の重心が描画フィールド中心３１に一致するように描画データ３３を移動する。
【００９７】
次に、装置制御計算機２４は、ステージ制御ユニット２５に対して、描画データ３３の移動方向と同じ方向に、ＸＹステージ１１を移動させる制御を行う（Ｓ６）。このとき、ステージ制御ユニット２５は、装置制御計算機２４により算出されたオフセット量に基づいて、ＸＹステージ１１を移動する。
【００９８】
ステップＳ２のＮＯ又はステップＳ６の後、描画制御ユニット２０及びステージ制御ユニット２５は、描画部１１０の各部を制御して、オフセット量を反映して描画材料１３に図形を描画する処理を行い（Ｓ７）、本処理を終了する。
【００９９】
以上説明した第１の実施の形態に係る描画装置１００の装置制御計算機２４は、描画フィールド３０において、描画データ３３の位置が特定の象限に偏って配置されている場合、描画データ３３を移動させるためのオフセット量を算出する。そして、描画制御ユニット２０は、データフィールド４０の座標にオフセット量を加えて、描画データ３３の重心が描画フィールド中心３１に移動するように制御する。そして、ステージ制御ユニット２５は、データフィールド４０に加えたオフセット量と同じ値のオフセット量を加えた位置にＸＹステージ１１が移動するように制御する。このように描画データ３３の重心位置が描画フィールド中心３１に移動するため、描画フィールド３０の各象限に照射された電子ビームＥＢにより描画材料１３から反射する反射電子５２の量が各象限でほぼ同じとなる。このため、位置決め偏向電極７の特定電極だけに反射電子５２が集中することによる特定電極に対する電位の偏りを防ぐことができる。
【０１００】
このため、同じ様な描画データ３３で表される図形を描画材料１３に繰り返し描画するステップアンドリピート方式を採用した描画装置１００において、特定電極にチャージアップが発生する事態を避けることができる。また、特定電極にチャージアップが発生しないため、電子ビームＥＢを意図した場所に照射することが可能となり、描画される描画データ３３の正確性も向上することができる。
【０１０１】
［第１の実施の形態の変形例］
なお、データフィールド４０にオフセット量を加える際は、描画フィールド３０内における描画データ３３の偏りに応じて、オフセット量が大きくなり得る。そして、オフセット量を加えても描画フィールド３０内に描画データが収まらなければ、描画データの一部が抜けたり、描画が停止したりする事態が発生し得る。このような事態を回避するため、描画データの四隅の座標を考慮し、描画データ毎に異常の起こらないような値となるようにオフセット量を制限しなければならない。
【０１０２】
図２１は、オフセット量を加える前の描画フィールド３０内の描画データの例を示す説明図である。図２１には、描画フィールド３０の第１象限及び第２象限に矩形状の描画データ３３ｅが配置され、描画フィールド３０の第１象限及び第４象限に矩形状の描画データ３３ｆが配置される様子が示される。描画データ３３ｅの形状はＸ方向に長い長方形であり、描画データ３３ｆの形状はＹ方向に長い長方形である。
【０１０３】
このように描画フィールド３０内で描画データ３３ｅ，３３ｆが偏って配置されると、位置決め偏向電極７の特定電極にチャージアップが発生する可能性が高くなる。ここで、装置制御計算機２４は、描画データ３３ｅ，３３ｆの位置にオフセット量を加え、かつ、ステージ目標位置３２をオフセット量だけずらす制御を行う。
【０１０４】
図２２は、データフィールド４０にオフセット量を加えた後の描画フィールド３０内の描画データの例を示す説明図である。図２２には、描画データ３３ｅ，３３ｆの位置と、ステージ目標位置３２とが変更された様子が示される。
【０１０５】
描画データ３３ｅ，３３ｆの形状によっては、描画データ３３ｅ，３３ｆの位置と、ステージ目標位置３２とが変更された場合であっても、チャージアップを抑えるための十分な効果が得られないことがある。例えば、図２２に示す例では、描画フィールド３０の第１象限及び第２象限に描画データ３３ｅ，３３ｆが配置された面積が多いため、特定電極にチャージアップが発生する可能性がある。また、描画データ３３ｅ，３３ｆが大きいと、描画データ３３ｅ，３３ｆの位置にオフセット量を加えたことにより、移動後の描画データ３３ｅ，３３ｆの一部が描画フィールド３０からはみ出し、一つの描画フィールド３０内に、描画データ３３ｅ，３３ｆの全てが収まりきらない場合もある。
【０１０６】
このため、装置制御計算機２４は、図２１に示したデータフィールド４０の位置にオフセット量を加えて描画フィールド中心３１に移動した描画データ３３ｅ，３３ｆを優先して描画するように描画制御ユニット２０及びステージ制御ユニット２５を制御する。
【０１０７】
そして、装置制御計算機２４は、データフィールド４０にオフセット量を加えても描画フィールド３０内に収まらない描画データ３３ｅ，３３ｆの一部の図形については、改めて別の描画フィールド３０に取り込んで、この描画フィールド３０を本実施の形態に係る方式で描画するように制御する。これにより、一度の描画処理では、描画データ３３ｅ，３３ｆを描画しきれなくても、特定電極がチャージアップすることなく、描画データ３３ｅ，３３ｆの全体を確実に描画することが可能となる。
【０１０８】
ここで、図２１及び図２２を踏まえて、装置制御計算機２４がオフセット量を加えてデータフィールド４０を移動したことにより描画フィールド３０から一部がはみ出す描画データ３３に対処する描画方式についてさらに詳細な説明を行う。ここでは、本実施の形態に係るシングル描画方式により図形を描画する例を説明する。
【０１０９】
＜描画フィールドから描画データがはみ出す場合の描画方式＞
始めに、図２３〜図２７を参照して、描画フィールド３０から描画データ３３がはみ出す場合の描画方式を説明する。以下の説明で、各図の左側に描画フィールド３０、描画データ３３ｅ，３３ｆ、データフィールド４０の拡大図を示し、各図の右側にＸＹステージ１１における描画フィールド３０等の位置を表す全体図を示す。
【０１１０】
図２３は、描画フィールドから描画データがはみ出す場合の描画方式の第１の手順の例を示す説明図である。
始めに、装置制御計算機２４は、描画フィールド３０における描画データ３３ｅ，３３ｆの偏りを検知し、この描画データ３３ｅ，３３ｆの重心を求める。この例では、始めに描画データ３３ｅ，３３ｆがまとめて一つの描画データとして扱われ、この一つの描画データの重心が求められる。
【０１１１】
図２４は、描画フィールドから描画データがはみ出す場合の描画方式の第２の手順の例を示す説明図である。
次に、装置制御計算機２４は、データフィールド４０を図中の左下にオフセット量を加えて移動する。この移動は、描画データ３３ｅ，３３ｆの重心が描画フィールド中心３１に一致するように行われる。
【０１１２】
図２４に示したように、オフセット量に基づいて移動されるデータフィールド４０に含まれる描画データ３３ｆの一部が描画フィールド３０からはみ出る。この場合、装置制御計算機２４は、描画フィールド３０に含まれる部分の描画データ３３ｆで表される図形を描画した後で、描画フィールド３０からはみ出る部分の描画データ３３ｆで表される図形を描画するように偏向器１５及びステージ制御ユニット２５を制御する。
【０１１３】
図２５は、描画フィールドから描画データがはみ出す場合の描画方式の第３の手順の例を示す説明図である。
ステージ制御ユニット２５は、データフィールド４０に加えられたオフセット量と同じ量で図中の左下にＸＹステージ１１を移動する。
【０１１４】
図２６は、描画フィールドから描画データがはみ出す場合の描画方式の第４の手順の例を示す説明図である。
次に、描画フィールド３０内の描画データ３３ｅ，３３ｆに電子ビームＥＢが照射される。ここで、１回目の電子ビームＥＢの照射により描画された描画データ３３ｆを描画データ３３ｆ（１）と表す。そして、描画フィールド３０からはみ出しているため２回目の電子ビームＥＢの照射により描画される描画データ３３ｆを描画データ３３ｆ（２）と表す。ただし、現時点で描画データ３３ｆ（２）はまだ描画されていない。このため、描画データ３３ｂ（１）は、描画データ３３ｂ（２）よりも濃く表現される。
【０１１５】
図２７は、描画フィールドから描画データがはみ出す場合の描画方式の第５の手順の例を示す説明図である。
次に、装置制御計算機２４は、描画フィールド３０からはみ出す描画データ３３ｆ（２）の重心を求める。そして、例えば、２列目の描画フィールド３０の描画フィールド中心３１に描画データ３３ｆ（２）の重心が一致するように、描画データ３３ｆ（２）を移動する。その後、ＸＹステージ１１が移動され、描画フィールド３０からはみ出す描画データ３３ｆ（２）に対して電子ビームＥＢが照射されることで、描画データ３３ｆ（２）で表される図形が描画される。
【０１１６】
このように描画フィールド３０から描画データがはみ出す場合の描画方式を用いることにより、描画フィールド３０に収まりきらない大きな描画データで表される図形であっても、確実に描画することができる。また、描画データの重心が描画フィールド中心３１に一致するように移動されるため、位置決め偏向電極７のチャージアップの発生を抑えることができる。
【０１１７】
＜描画フィールドから描画データをはみ出させない描画方式＞
次に、図２８及び図２９を参照して、描画フィールド３０から描画データ３３をはみ出させない描画方式を説明する。
始めに、図２３に示したように、装置制御計算機２４は、描画フィールド３０における描画データ３３ｅ，３３ｆの偏りを検知し、この描画データ３３ｅ，３３ｆの重心を求める。
【０１１８】
図２８は、描画フィールドから描画データをはみ出させない場合の描画方式の第１の手順の例を示す説明図である。
次に、装置制御計算機２４は、データフィールド４０に含まれる描画データ３３の全部が描画フィールド３０の内部に含まれるようにデータフィールド４０を移動するオフセット量を算出する。そして、装置制御計算機２４は、データフィールド４０を図中の左下にオフセット量を加えて移動する。このとき加えられるオフセット量は、描画データ３３ｅ，３３ｆが描画フィールド３０からはみ出さない値となる。
【０１１９】
図２９は、描画フィールドから描画データをはみ出させない場合の描画方式の第２の手順の例を示す説明図である。
次に、ステージ制御ユニット２５は、データフィールド４０に加えられたオフセット量と同じ量で図中の左下にＸＹステージ１１を移動する。そして、描画フィールド３０内の描画データ３３ｅ，３３ｆに電子ビームＥＢが照射される。このようにして描画データ３３ｅ，３３ｆで表される図形が描画される。
【０１２０】
このように描画フィールド３０から描画データをはみ出させない描画方式を用いることにより、１回の電子ビームＥＢの照射で可能な限り広い範囲の描画データで表される図形を描画することが可能となる。なお、装置制御計算機２４がデータフィールド４０にオフセット量を加えても描画フィールド３０から描画データ３３ｅ，３３ｆがはみ出してしまう場合には、上述した図２３〜図２７に示した描画フィールド３０から描画データ３３がはみ出す場合の描画方式を用いればよい。
【０１２１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る描画装置１００の動作例を説明する。
図３０は、各象限における電子ビームＥＢのショット時間の例を示す説明図である。
【０１２２】
第２の実施の形態に係る描画装置１００の装置制御計算機２４は、描画フィールド３０内におけるデータフィールド４０の位置にオフセット量を加える際、各象限における描画データ３３の位置だけでなく、描画データ３３の位置に応じた各象限における電子ビームＥＢのショット時間を算出する。このとき、装置制御計算機２４は、予めデータフィールド４０を象限毎に区分けし、象限毎のショット時間を算出する。図３０の左に示すように、描画フィールド３０の第１象限のショット時間が「２」と算出され、第２象限が「１」、第３象限が「１．４」、第４象限が「０．８」と算出される。
【０１２３】
そして、装置制御計算機２４は、描画フィールド３０内の各象限のショット時間が均一になる位置を描画データ３３の重心として算出し、描画データ３３の重心が描画フィールド中心３１に一致するオフセット量を算出する。例えば、装置制御計算機２４は、図３０の左に示した各象限のショット時間の総和からショット時間の平均値を求める。図３０の右に示すように、第１〜第４象限のショット時間の平均値が、「１．０５」と算出される。そして、装置制御計算機２４は、描画データ３３の重心が描画フィールド中心３１に一致するようにデータフィールド４０にオフセット量を加える。また、ステージ制御ユニット２５は、データフィールド４０に加えたオフセット量に基づいて、データフィールド４０の移動方向と同じ方向にＸＹステージ１１を移動させる。これにより、実際に描画される図形の各象限のショット時間が均一となる。
【０１２４】
以上説明した第２の実施の形態に係る描画装置１００では、各象限のショット時間が均一になる位置にデータフィールド４０及びＸＹステージ１１を移動する。このため、描画フィールド３０における各象限のショット時間が均一となり、各象限に照射された電子ビームＥＢにより発生する反射電子５２の量も象限毎にほぼ均一となり、特定電極がチャージアップする事態を回避することができる。
【０１２５】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態に係る描画装置１００の動作例を説明する。
図３１は、各象限における描画面積の例を示す説明図である。
【０１２６】
第３の実施の形態に係る描画装置１００の装置制御計算機２４は、描画フィールド３０内におけるデータフィールド４０の位置にオフセット量を加える際、描画データ３３の位置だけでなく、描画データ３３の位置に応じた図形の描画面積も考慮する。このとき、装置制御計算機２４は、データフィールド４０を予め細かく区画分けし、区画毎の描画面積を算出する。図３１の左に示すように、描画フィールド３０の第１象限の描画面積が「０．２」と算出され、第２象限が「０．８」、第３象限が「０．５」、第４象限が「０．５」と算出される。これらの描画面積の値は、各象限の面積「１」に対する、各象限に描画される描画データ３３の実際の描画面積の割合である。
【０１２７】
そして、装置制御計算機２４は、描画フィールド３０内の各象限の描画データ３３の描画面積が均一となる位置を描画データ３３の重心として算出し、描画データ３３の重心が描画フィールド中心３１に一致するオフセット量を算出する。例えば、装置制御計算機２４は、図３１の左に示した各象限の描画面積の総和から描画面積の平均値を求める。図３１の右に示すように、第１〜第４象限の描画面積の平均値が、「０．５」と算出される。そして、装置制御計算機２４は、描画データ３３の重心が描画フィールド中心３１に一致するようにデータフィールド４０にオフセット量を加える。また、ステージ制御ユニット２５は、データフィールド４０に加えたオフセット量に基づいて、データフィールド４０の移動方向と同じ方向にＸＹステージ１１を移動させる。これにより、実際に描画される図形の各象限の描画面積が均一となる。
【０１２８】
以上説明した第３の実施の形態に係る描画装置１００では、各象限の描画面積が均一になる位置にデータフィールド４０及びＸＹステージ１１を移動する。このため、描画フィールド３０の各象限における図形の描画面積が均一となり、各象限に照射された電子ビームＥＢにより発生する反射電子５２の量も象限毎にほぼ均一となり、特定電極がチャージアップする事態を回避することができる。
【０１２９】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態に係る描画装置１００の動作例を説明する。
図３２は、描画面積、ショット時間及び照射量の関係を示す説明図である。図３２Ａは、照射量を求める際の各値の関係を示し、図３２Ｂは、各象限における電子ビームＥＢの照射量の例を示す。
【０１３０】
第４の実施の形態に係る描画装置１００の装置制御計算機２４は、描画フィールド３０内におけるデータフィールド４０の位置にオフセット量を加える際、描画データ３３の位置だけでなく、描画データ３３の位置に応じた面積とショット時間を考慮する。このとき、装置制御計算機２４は、データフィールド４０を予め細かく区画分けし、区画毎の描画面積を算出する。図３２Ａの左に示すように、描画フィールド３０の第１象限の描画面積が「０．３」、第２象限が「０．８」、第３象限が「０．５」、第４象限が「０．５」と算出される。
【０１３１】
また、装置制御計算機２４は、図３２Ａの中に示すように、描画フィールド３０の第２象限のショット時間を基準とした場合に、このショット時間を「１」と規定する。そして、装置制御計算機２４は、このショット時間に対する各象限のショット時間の割合を、第１象限が「２」、第３象限が「１．４」、第４象限が「０．８」と算出される。
【０１３２】
そして、装置制御計算機２４は、各象限の電子ビームＥＢの照射量の値ができるだけ均一となるように描画面積とショット時間を調整する制御を行う。このとき、装置制御計算機２４は、データフィールド４０を予め細かく区画分けし、区画毎の照射量を算出する。各象限の電子ビームＥＢの照射量は、第３の実施の形態にて説明した各象限における描画面積に、第２の実施の形態にて説明した各象限における電子ビームＥＢのショット時間の割合を乗じることで算出可能である。
【０１３３】
図３２Ａの右に示すように、電子ビームＥＢの照射量は、描画フィールド３０の第１象限が「０．６」、第２象限が「０．８」、第３象限が「０．７」、第４象限が「０．４」と算出される。このように各象限における電子ビームＥＢの照射量が異なる。
【０１３４】
このため、図３２Ｂに示すように、装置制御計算機２４は、電子ビームＥＢの照射量が均一となる位置「０．６２５」を描画データ３３の重心として算出し、描画データ３３の重心が描画フィールド中心３１に一致するオフセット量を算出する。そして、装置制御計算機２４は、描画データ３３の重心が描画フィールド中心３１に一致するようにデータフィールド４０にオフセット量を加える。また、ステージ制御ユニット２５は、データフィールド４０に加えたオフセット量に基づいて、データフィールド４０の移動方向と同じ方向にＸＹステージ１１を移動させる。これにより、実際に描画される図形の各象限の電子ビームＥＢの照射量が均一となる。
【０１３５】
以上説明した第４の実施の形態に係る描画装置１００では、各象限の電子ビームＥＢの照射量が均一となる位置にデータフィールド４０及びＸＹステージ１１を移動する。このため、描画フィールド３０の各象限における電子ビームＥＢの照射量が均一となり、各象限に照射された電子ビームＥＢにより発生する反射電子５２の量も象限毎にほぼ均一となり、特定電極がチャージアップする事態を回避することができる。
【０１３６】
［各実施の形態の変形例］
なお、上述した各実施の形態では、描画装置１００が電子ビームＥＢを描画材料１３に照射するものとしたが、電子以外のイオンをビームとして描画材料１３に照射し、図形を描画してもよい。この場合においても、イオンビームが描画材料１３に照射されることで反射イオンが発生し、この反射イオンが位置決め偏向電極７に衝突することで２次電子が発生し、位置決め偏向電極７の特定電極にチャージアップが発生する。このため、イオンビームを照射する場合においても、上述した各実施の形態に示したように描画データ３３が均一となる位置にデータフィールド４０を移動させ、かつＸＹステージ１１を移動させる。これにより、特定電極がチャージアップする事態を回避することができる。
【０１３７】
また、上述した実施の形態では、荷電粒子ビーム描画装置の一例として電子ビームＥＢを矩形型に成形する描画装置１００に適用した例を説明したが、スポット（ポイント）型の描画装置にも適用可能である。
【０１３８】
また、上述した実施の形態では、多重描画方式の一例として２重描画方式を挙げたが、例えば、３重描画方式、４重描画方式のように複数回にわたって電子ビームＥＢを照射することで図形を描画してもよい。
【０１３９】
また、描画フィールド３０には、描画フィールド３０の大きさに比べて非常に小さい図形の描画データ３３が多数含まれる場合がある。この場合、装置制御計算機２４は、描画フィールド３０に含まれる複数の描画データ３３が密である位置を描画データ３３の重心３４としてもよい。
【０１４０】
本発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、上述した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ここで説明した実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることは可能であり、さらにはある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【０１４１】
１…電子源、７…位置決め偏向電極、１１…ＸＹステージ、１３…描画材料、１５…偏向器、２０…描画制御ユニット、２３…記憶媒体、２４…装置制御計算機、２５…ステージ制御ユニット、３０…描画フィールド、３１…描画フィールド中心、３２…ステージ目標位置、３３…描画データ、４０…データフィールド
【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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