(57)【要約】【課題】ショットサイズの変化に応じてフォーカスを調整すると共に、スループットの低下を抑制する。【解決手段】本実施形態に係る荷電粒子ビーム描画装置は、荷電粒子ビームのフォーカス位置を補正する第１補正レンズ及び第２補正レンズと、試料面の高さ位置の変化に応じた前記荷電粒子ビームのフォーカス位置の第１補正量を算出し、前記荷電粒子ビームのショットサイズの変化に応じた前記荷電粒子ビームのフォーカス位置の第２補正量を算出するフォーカス補正量演算部と、前記第１補正量に基づく電圧を前記第１補正レンズに印加する第１ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプと、前記第２補正量に基づく電圧を前記第２補正レンズに印加する、前記第１ＤＡＣアンプよりも出力の小さい第２ＤＡＣアンプと、を備える。【選択図】図１
2019106499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
描画対象の試料を載置する、移動可能なステージと、
前記荷電粒子ビームを偏向する偏向器と、
前記荷電粒子ビームのフォーカス位置を補正する第１補正レンズ及び第２補正レンズと、
試料面の高さ位置の変化に応じた前記荷電粒子ビームのフォーカス位置の第１補正量を算出し、前記荷電粒子ビームのショットサイズの変化に応じた前記荷電粒子ビームのフォーカス位置の第２補正量を算出するフォーカス補正量演算部と、
前記第１補正量に基づく接地電位に対する電圧を前記第１補正レンズに印加する第１ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプと、
前記第２補正量に基づく接地電位に対する電圧を前記第２補正レンズに印加する、前記第１ＤＡＣアンプよりも出力の小さい第２ＤＡＣアンプと、
を備える荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
前記偏向器は、
前記ステージの移動に追従するように、前記試料の描画領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第１の小領域の基準位置に荷電粒子ビームを偏向する第１偏向器と、
前記第１小領域の基準位置から、前記第１小領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第２小領域の基準位置に前記荷電粒子ビームを偏向する第２偏向器と、
前記第２小領域の基準位置から、該第２小領域内に照射されるビームのショット位置に前記荷電粒子ビームを偏向する第３偏向器と、
を有し、
前記第１補正レンズは前記第１偏向器に含まれることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記偏向器は、
前記ステージの移動に追従するように、前記試料の描画領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第１の小領域の基準位置に荷電粒子ビームを偏向する第１偏向器と、
前記第１小領域の基準位置から、前記第１小領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第２小領域の基準位置に前記荷電粒子ビームを偏向する第２偏向器と、
前記第２小領域の基準位置から、該第２小領域内に照射されるビームのショット位置に前記荷電粒子ビームを偏向する第３偏向器と、
を有し、
前記第２補正レンズは前記第３偏向器に含まれることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
前記第２補正レンズによるフォーカス位置の補正に伴い移動するショット位置の補正量を算出するショット位置補正量演算部をさらに備え、
前記偏向器は、前記補正量に基づいて前記荷電粒子ビームのショット位置を補正するように前記荷電粒子ビームを偏向することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項５】
偏向器により荷電粒子ビームを偏向させて試料にパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法であって、
試料面の高さ位置の変化に応じた前記荷電粒子ビームのフォーカス位置の第１補正量を算出する工程と、
前記荷電粒子ビームのショットサイズの変化に応じた前記荷電粒子ビームのフォーカス位置の第２補正量を算出する工程と、
第１ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプが、前記第１補正量に基づく接地電位に対する電圧を第１補正レンズに印加し、前記荷電粒子ビームのフォーカス位置を補正する工程と、
前記第１ＤＡＣアンプよりも出力の小さい第２ＤＡＣアンプが、前記第２補正量に基づく接地電位に対する電圧を第２補正レンズに印加し、前記荷電粒子ビームのフォーカス位置を補正する工程と、
を備える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、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、縮小投影型露光装置を用いて、石英上に形成された高精度の原画パターン（マスク、或いは特にステッパやスキャナで用いられるものはレチクルともいう。）をウェーハ上に縮小転写する手法が採用されている。高精度の原画パターンは、電子ビーム描画装置によって描画され、所謂、電子ビームリソグラフィ技術が用いられている。
【０００３】
マスクに電子ビーム描画を行う描画装置は、例えば、矩形の開口が形成された第１アパーチャと、可変成形開口が形成された第２アパーチャとを備える。第１アパーチャの開口を通過して矩形形状に成形された電子ビームが、偏向器により偏向され、第２アパーチャの可変成形開口を通過して、所望の形状・サイズに成形される。第２アパーチャを通過した電子ビームは、可動ステージ上に載置された試料に照射される。
【０００４】
試料面のたわみ等により試料面の高さ方向の変動が生じると、試料面と最適フォーカスとがずれ、パターン寸法精度が劣化する。そのため、試料面の高さ方向の変動に伴う焦点ずれを補正する補正レンズを設け、描画中にフォーカス変動の補正を行っていた。
【０００５】
最適フォーカスは、ショットサイズによっても変動する。そのため、ショットサイズ起因のフォーカス変動量の補正を行うことが好ましい。ショットサイズ起因のフォーカス変動量の補正に、上述の補正レンズを使用することが考えられる。しかし、試料面の高さ方向の変動に伴うフォーカス変動量は、ショットサイズ起因のフォーカス変動量よりも大きい。そのため、上述の補正レンズに電圧を印加するＤＡＣ（デジタルアナログ変換）アンプの出力は、ショットサイズ起因のフォーカス変動量の補正に対して必要以上に大きく、ＤＡＣアンプの出力が安定するまでの長い待ち時間により、スループットが低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２６４４２０号公報
【特許文献２】特開２００６−８０３０３号公報
【特許文献３】特開２０１５−１０９３２３号公報
【特許文献４】特開２０１１−７１２４８号公報
【特許文献５】特開２００１−９３８３１号公報
【特許文献６】特開昭６２−１３３７１５号公報
【特許文献７】特開昭５９−３２１２８号公報
【特許文献８】特開２００７−１２３３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ショットサイズの変化に応じてフォーカスを調整すると共に、スループットの低下を抑制することができる荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置は、荷電粒子ビームを放出する放出部と、描画対象の試料を載置する、移動可能なステージと、前記荷電粒子ビームを偏向する偏向器と、前記荷電粒子ビームのフォーカス位置を補正する第１補正レンズ及び第２補正レンズと、試料面の高さ位置の変化に応じた前記荷電粒子ビームのフォーカス位置の第１補正量を算出し、前記荷電粒子ビームのショットサイズの変化に応じた前記荷電粒子ビームのフォーカス位置の第２補正量を算出するフォーカス補正量演算部と、前記第１補正量に基づく接地電位に対する電圧を前記第１補正レンズに印加する第１ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプと、前記第２補正量に基づく接地電位に対する電圧を前記第２補正レンズに印加する、前記第１ＤＡＣアンプよりも出力の小さい第２ＤＡＣアンプと、を備えるものである。
【０００９】
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置において、前記偏向器は、前記ステージの移動に追従するように、前記試料の描画領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第１の小領域の基準位置に荷電粒子ビームを偏向する第１偏向器と、前記第１小領域の基準位置から、前記第１小領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第２小領域の基準位置に前記荷電粒子ビームを偏向する第２偏向器と、前記第２小領域の基準位置から、該第２小領域内に照射されるビームのショット位置に前記荷電粒子ビームを偏向する第３偏向器と、を有し、前記第１補正レンズは前記第１偏向器に含まれる
【００１０】
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置において、前記偏向器は、前記ステージの移動に追従するように、前記試料の描画領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第１の小領域の基準位置に荷電粒子ビームを偏向する第１偏向器と、前記第１小領域の基準位置から、前記第１小領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第２小領域の基準位置に前記荷電粒子ビームを偏向する第２偏向器と、前記第２小領域の基準位置から、該第２小領域内に照射されるビームのショット位置に前記荷電粒子ビームを偏向する第３偏向器と、を有し、前記第２補正レンズは前記第３偏向器に含まれる。
【００１１】
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置は、前記第２補正レンズによるフォーカス位置の補正に伴い移動するショット位置の補正量を算出するショット位置補正量演算部をさらに備え、前記偏向器は、前記補正量に基づいて前記荷電粒子ビームのショット位置を補正するように前記荷電粒子ビームを偏向する。
【００１２】
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画方法は、偏向器により荷電粒子ビームを偏向させて試料にパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法であって、試料面の高さ位置の変化に応じた前記荷電粒子ビームのフォーカス位置の第１補正量を算出する工程と、前記荷電粒子ビームのショットサイズの変化に応じた前記荷電粒子ビームのフォーカス位置の第２補正量を算出する工程と、第１ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプが、前記第１補正量に基づく接地電位に対する電圧を第１補正レンズに印加し、前記荷電粒子ビームのフォーカス位置を補正する工程と、前記第１ＤＡＣアンプよりも出力の小さい第２ＤＡＣアンプが、前記第２補正量に基づく接地電位に対する電圧を第２補正レンズに印加し、前記荷電粒子ビームのフォーカス位置を補正する工程と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ショットサイズの変化に応じてフォーカスを調整すると共に、スループットの低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る描画装置の概略構成図である。
【図２】偏向領域を説明する概念図である。
【図３】（ａ）はショット図形の例を示す図であり、（ｂ）〜（ｄ）はショットデータのグループ化の例を示す図であり、（ｅ）（ｆ）はショット面積に基づくフォーカス調整の例を示すグラフである。
【図４】（ａ）はショット図形の例を示す図であり、（ｂ）はショットサイズの大きい図形の分割例を示す図である。
【図５】別の実施形態に係る描画装置の概略構成図である。
【図６】別の実施形態に係る描画装置の概略構成図である。
【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。また、荷電粒子ビーム装置の一例として、可変成形型の描画装置について説明する。
【００１６】
図１は、実施の形態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、ブランキング偏向器（ブランカ）２１２、ブランキングアパーチャ２１４、第１成形アパーチャ２０３、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、第２成形アパーチャ２０６、対物レンズ２０７、主偏向器２０８、副偏向器２０９、副副偏向器２１０、第１補正レンズ２２０、及び第２補正レンズ２２２が配置されている。
【００１７】
図１では、第１補正レンズ２２０及び第２補正レンズ２２２を副副偏向器２１０の下方に設けた構成を示しているが、第１補正レンズ２２０及び第２補正レンズ２２２の位置は特に限定されず、例えば副偏向器２０９の上方であってもよい。
【００１８】
描画室１０３内には、少なくともＸＹ方向に移動可能なＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、レジストが塗布された描画対象となる試料１０１（基板）が配置される。試料１０１には、半導体装置を製造するための露光用のマスクやシリコンウェハ等が含まれる。マスクにはマスクブランクスが含まれる。
【００１９】
制御部１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、制御回路１２０、ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプ１３０〜１３６、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２，１４４，１４６を有している。制御計算機１１０は、メモリ１１２、制御回路１２０、及び記憶装置１４０，１４２，１４４，１４６と接続されている。
【００２０】
制御回路１２０にはＤＡＣアンプ１３０〜１３６が接続されている。ＤＡＣアンプ１３０は、ブランキング偏向器２１２に接続されている。ＤＡＣアンプ１３１は、成形偏向器２０５に接続されている。
【００２１】
ＤＡＣアンプ１３２は、主偏向器２０８に接続されている。ＤＡＣアンプ１３３は、副偏向器２０９に接続されている。ＤＡＣアンプ１３４は、副副偏向器２１０に接続されている。
【００２２】
ＤＡＣアンプ１３５は、第１補正レンズ２２０に接続されている。ＤＡＣアンプ１３６は、第２補正レンズ２２２に接続されている。
【００２３】
制御計算機１１０は、ショットデータ生成部５０、フォーカス補正量演算部５２、及びショット位置補正量演算部５４を備える。ショットデータ生成部５０、フォーカス補正量演算部５２、及びショット位置補正量演算部５４の各機能は、ソフトウェアで構成されてもよいし、ハードウェアで構成されてもよい。制御計算機１１０による演算結果は、その都度メモリ１１２に記憶される。
【００２４】
図２は、主偏向器２０８、副偏向器２０９、及び副副偏向器２１０の偏向領域を説明するための概念図である。図２において、試料１０１の描画領域１０は、主偏向器２０８の偏向可能幅で、例えばｙ方向に向かって短冊状に複数のストライプ領域２０に仮想分割される。そして、主偏向器２０８の偏向可能幅で、ストライプ領域２０をｘ方向に分割した領域が主偏向器２０８の偏向領域（主偏向領域）となる。
【００２５】
この主偏向領域は、副偏向器２０９の偏向可能サイズで、メッシュ状に複数のサブフィールド（ＳＦ）３０に仮想分割される。そして、各ＳＦ３０は、副副偏向器２１６の偏向可能サイズで、メッシュ状に複数のアンダーサブフィールド（ここでは第３の偏向を意味するＴｅｒｔｉａｒｙ  Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄの略語を用いて「ＴＦ」とする。以下、同じ）４０に仮想分割される。
【００２６】
各ＴＦ４０の各ショット位置４２にショット図形が描画される。このように、電子ビーム２００を偏向する３段の偏向器によってそれぞれ偏向される各偏向領域は、領域サイズの異なる大きい方から順に主偏向領域、ＳＦ３０、ＴＦ４０となる。偏向領域のサイズが大きい程、接続されているアンプの出力は大きい。従って、ＤＡＣアンプ１３２，１３３，１３４の中では、ＤＡＣアンプ１３２の出力が最も大きく、ＤＡＣアンプ１３４の出力が最も小さい。
【００２７】
描画装置１００では、複数段の偏向器を用いて、ストライプ領域２０毎に描画処理を進めていく。ここでは、一例として、主偏向器２０８、副偏向器２０９、及び副副偏向器２１０といった３段偏向器が用いられる。ＸＹステージ１０５が例えば−ｘ方向に向かって連続移動しながら、１番目のストライプ領域２０についてｘ方向に向かって描画を進めていく。そして、１番目のストライプ領域２０の描画終了後、同様に、或いは逆方向に向かって２番目のストライプ領域２０の描画を進めていく。以降、同様に、３番目以降のストライプ領域２０の描画を進めていく。
【００２８】
主偏向器２０８が、ＸＹステージ１０５の移動に追従するように、ＳＦ３０の基準位置ＰＡに電子ビーム２００を順に偏向する。また、副偏向器２０９が、各ＳＦ３０の基準位置ＰＡから、ＴＦ４０の基準位置ＰＢに電子ビーム２００を順に偏向する。そして、副副偏向器２１０が、各ＴＦ４０の基準位置ＰＢから、当該ＴＦ４０内に照射されるビームのショット位置４２に電子ビーム２００を偏向する。
【００２９】
制御回路１２０からＤＡＣアンプ１３０に対して、ブランキング制御用のデジタル信号が出力される。ＤＡＣアンプ１３０では、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、ブランキング偏向器２１２に印加する。この偏向電圧によって電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットのブランキング制御が行われる。
【００３０】
制御回路１２０からＤＡＣアンプ１３１に対して、成形偏向用のデジタル信号が出力される。ＤＡＣアンプ１３１では、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、成形偏向器２０５に印加する。この偏向電圧によって電子ビーム２００が第２成形アパーチャ２０６の特定の位置に偏向され、所望の寸法及び形状の電子ビームが形成される。
【００３１】
制御回路１２０からＤＡＣアンプ１３２に対して、主偏向制御用のデジタル信号が出力される。ＤＡＣアンプ１３２は、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、主偏向器２０８に印加する。この偏向電圧によって、電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットのビームがメッシュ状に仮想分割された所定のサブフィールド（ＳＦ）の基準位置ＰＡ（例えば、該当するＳＦの中心位置或いは左下の角位置等）に偏向される。また、ＸＹステージ１０５が連続移動しながら描画する場合には、偏向電圧には、ステージ移動に追従するトラッキング用の偏向電圧も含まれる。
【００３２】
制御回路１２０からＤＡＣアンプ１３３に対して、副偏向制御用のデジタル信号が出力される。ＤＡＣアンプ１３２は、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、副偏向器２０９に印加する。この偏向電圧によって、電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットのビームが最小偏向領域となるＴＦ４０の基準位置ＰＢ（例えば、該当するＴＦの中心位置或いは左下の角位置等）に偏向される。
【００３３】
制御回路１２０からＤＡＣアンプ１３４に対して、副副偏向制御用のデジタル信号が出力される。ＤＡＣアンプ１３４は、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、副副偏向器２１０に印加する。この偏向電圧によって、電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットのビームがＴＦ４０内の各ショット位置４２に偏向される。
【００３４】
また、制御回路１２０からＤＡＣアンプ１３４に対して、フォーカス調整に起因する偏向感度の変動により移動するショット位置を補正するためのデジタル信号が出力される。ＤＡＣアンプ１３４は、このデジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、副副偏向器２１０に印加する。この偏向電圧によって、電子ビーム２００が偏向させられ、ショット位置が補正される。
【００３５】
制御回路１２０からＤＡＣアンプ１３５に対して、電子ビーム２００の焦点位置調整用のデジタル信号が出力される。ＤＡＣアンプ１３５は、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上でフォーカス補正電圧として、第１補正レンズ２２０（静電レンズ）に印加する。
【００３６】
制御回路１２０からＤＡＣアンプ１３６に対して、電子ビーム２００の焦点位置調整用のデジタル信号が出力される。ＤＡＣアンプ１３６は、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上でフォーカス補正電圧として、第２補正レンズ２２２（静電レンズ）に印加する。
【００３７】
第１補正レンズ２２０は、試料１０１の表面高さの変化にあわせて電子ビーム２００の焦点位置を補正する。第２補正レンズ２２２は、ショットサイズの変化に合わせて電子ビーム２００の焦点位置を補正する。第２補正レンズ２２２による電子ビーム２００の焦点位置の調整量（変化量）は、第１補正レンズ２２０による調整量よりも小さい。そのため、ＤＡＣアンプ１３６には、ＤＡＣアンプ１３５よりも出力電圧が小さく、出力の安定待ち時間が短いアンプが使用される。
【００３８】
記憶装置１４０は描画データを格納する。描画データは、設計データ（レイアウトデータ）に対し、描画装置に適した図形分割やフォーマット変換等の処理が施されたデータである。
【００３９】
記憶装置１４２は、フォーカス補正テーブルを格納する。フォーカス補正テーブルは、ショットサイズと高さ方向のフォーカス位置との対応関係を示す。テーブルの代わりに、ショットサイズからフォーカス位置を算出するための関数が記憶装置１４２に格納されていてもよい。
【００４０】
フォーカス調整により偏向器（主偏向器２０８、副偏向器２０９、副副偏向器２１０）の偏向感度が変動し、ショット位置にずれが生じるため、このずれを補正する必要がある。記憶装置１４４は、偏向感度補正テーブルを格納する。偏向感度補正テーブルは、フォーカス調整によるショット位置の移動量（ずれ）を算出する数式の係数が記録されている。係数は、フォーカス毎に設定されている。
【００４１】
例えば、Ｘ方向、Ｙ方向それぞれのショット位置の移動量ΔＸ、ΔＹは以下の数式１から求まる。ａ０、ａ１、ａ２、ｂ０、ｂ１、ｂ２が偏向感度補正テーブルに記録されている係数であり、添字のＭ，Ｓ，Ｔはそれぞれ主偏向領域、ＳＦ、ＴＦを意味する。ｘＭ、ｘＳ、ｘＴ、ｙＭ、ｙＳ、ｙＴは各偏向領域での偏向位置を示す。例えば、ｘＭ、ｙＭは上述の基準位置ＰＡであり、ｘＳ、ｙＳは基準位置ＰＢである。
【００４２】
数式１
ΔＸ＝（ａ０Ｍ＋ａ０Ｓ＋ａ０Ｔ）＋（ａ１ＭｘＭ＋ａ１ＳｘＳ＋ａ１ＴｘＴ）＋（ａ２ＭｙＭ＋ａ２ＳｙＳ＋ａ２ＴｙＴ）＋・・・
ΔＹ＝（ｂ０Ｍ＋ｂ０Ｓ＋ｂ０Ｔ）＋（ｂ１ＭｘＭ＋ｂ１ＳｘＳ＋ｂ１ＴｘＴ）＋（ｂ２ＭｙＭ＋ｂ２ＳｙＳ＋ｂ２ＴｙＴ）＋・・・
【００４３】
記憶装置１４６は、試料１０１の表面の高さ分布データを格納する。試料１０１の表面高さは、描画室１０３に設けられた、投光器と受光器を組み合わせた高さセンサ（図示略）を用いて予め測定されたデータである。投光器から照射された光を試料面で反射させ、反射した光を受光器が受光することで、試料面の高さが測定される。
【００４４】
ショットデータ生成部５０が、記憶装置１４０に格納されている描画データに対して、複数段のデータ変換処理を行い、描画対象となる各図形パターンを１回のショットで照射可能なサイズのショット図形に分割し、描画装置固有のフォーマットとなるショットデータを生成する。ショットデータとして、ショット毎に、例えば、各ショット図形の図形種を示す図形コード、図形サイズ（ショットサイズ）、及び描画位置等が定義される。ショットデータは制御回路１２０に出力される。
【００４５】
電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、ブランキング偏向器２１２内を通過する際に、ブランキング偏向器２１２によって、例えば、ビームＯＮの状態ではブランキングアパーチャ２１４を通過し、ビームＯＦＦの状態ではビーム全体がブランキングアパーチャ２１４で遮蔽されるように偏向される。ビームＯＦＦの状態からビームＯＮとなり、その後ビームＯＦＦになるまでにブランキングアパーチャ２１４を通過した電子ビーム２００が１回の電子ビームのショットとなる。
【００４６】
ブランキング偏向器２１２とブランキングアパーチャ２１４を通過することによって生成された各ショットの電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形の穴を持つ第１成形アパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形に成形する。
【００４７】
第１成形アパーチャ２０３を通過した第１アパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２成形アパーチャ２０６上に投影される。成形偏向器２０５によって、第２成形アパーチャ２０６上での第１アパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させる（可変成形を行う）ことができる。このような可変成形はショット毎に行なわれ、ショット毎に異なるビーム形状と寸法に成形することができる。
【００４８】
第２成形アパーチャ２０６を通過した第２アパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、主偏向器２０８、副偏向器２０９及び副副偏向器２１６によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料１０１の所望の位置に照射される。
【００４９】
試料１０１に照射される電子ビーム２００の試料面高さに依存するフォーカスずれは、第１補正レンズ２２０によってリアルタイムでダイナミックに補正される。また、試料１０１に照射される電子ビーム２００のショットサイズに依存するフォーカスずれは、第２補正レンズ２２２によってリアルタイムでダイナミックに補正される。
【００５０】
フォーカス補正量演算部５２が、記憶装置１４６に格納された高さ分布データを参照し、試料面の高さ位置の変化に応じて電子ビーム２００の焦点の位置を補正する第１補正量を演算する。第１補正量は制御回路１２０を介してＤＡＣアンプ１３５へ出力される。ＤＡＣアンプ１３５は、デジタル信号の第１補正量をアナログ信号に変換し、フォーカス補正電圧として第１補正レンズ２２０に印加する。これにより、試料面高さに依存するフォーカスずれが補正される。
【００５１】
フォーカス補正量演算部５２が、記憶装置１４２に格納されたフォーカス補正テーブルを参照し、ショットデータに定義されたショットサイズ（ショット面積）の変化に応じて電子ビーム２００の焦点の位置を補正する第２補正量を演算する。第２補正量は制御回路１２０を介してＤＡＣアンプ１３６へ出力される。ＤＡＣアンプ１３６は、デジタル信号の第２補正量をアナログ信号に変換し、フォーカス補正電圧として第２補正レンズ２２２に印加する。これにより、ショットサイズに依存するフォーカスずれが補正される。
【００５２】
ショット位置補正量演算部５４は、第２補正レンズ２２２（及び第１補正レンズ２２０）によるフォーカス補正に伴うショット位置の移動量を算出する。ショット位置補正量演算部５４は、記憶装置１４４に格納された偏向感度補正テーブルから、補正後のフォーカス値に対応する係数を選択し、この係数を用いた上記数式１に、ショットデータに定義された描画位置に基づく各偏向領域での偏向位置を代入し、ショット位置の移動量ΔＸ、ΔＹを算出する。
【００５３】
ショット位置の移動量ΔＸ、ΔＹは、制御回路１２０を介してＤＡＣアンプ１３４へ出力される。ＤＡＣアンプ１３４は、デジタル信号のショット位置移動量（ショット位置補正量）をアナログ信号に変換し、ショット位置補正電圧として副副偏向器２１０に印加する。これにより、フォーカス調整に起因するショット位置のずれが補正される。
【００５４】
このように、本実施形態によれば、ショットサイズに依存するフォーカスずれを、出力の小さいＤＡＣアンプ１３６に接続された第２補正レンズ２２２を用いて高速に補正するため、スループットの低下を抑制することができる。
【００５５】
また、ショットサイズ変動時のフォーカス補正に起因する偏向感度の変動（ショット位置の移動）を、出力電圧の小さいアンプであるＤＡＣアンプ１３４で動作する副副偏向器２１０で高速に補正し、描画精度を良好なものとすることができる。フォーカス変動が大きく、ショット位置の移動量が大きい場合は、副偏向器２０９を用いてショット位置を補正してもよい。
【００５６】
上記実施形態では、ショットサイズに依存するフォーカスずれを第２補正レンズ２２２を用いて補正する例について説明したが、第１補正レンズ２２０と第２補正レンズ２２２を併用してもよい。第１補正レンズ２２０でフォーカスの粗調整を行い、第２補正レンズ２２２でフォーカスの微調整を行う。これは、特に、領域内でのショットサイズの違いが大きい場合に有効であり、例えば、下記の２種類の手法を適用することができる。
【００５７】
［第１の手法］
領域内のショットデータを２グループに分類して“ショット面積ばらつき×個数”の和が最小となる組み合わせを求める。例えば、図３（ａ）に示すショットデータを、組み合わせを変えて図３（ｂ）〜（ｄ）のようにグループＡとグループＢとに分ける。この例では、図３（ｄ）に示す組み合せが、“ショット面積ばらつき×個数”の和が最小となる。
【００５８】
次に、第１補正レンズ２２０を用いて、グループＡ、Ｂのそれぞれのショット面積に相当するフォーカスの粗調整を行う。例えば、図３（ｅ）に示すように、フォーカスの粗調整を行う。
【００５９】
続いて、第２補正レンズ２２２を用いて、各ショット面積に相当するフォーカスの微調整を行う。例えば、図３（ｆ）に示すように、フォーカスの微調整を行う。
【００６０】
［第２の手法］
領域内のショットサイズの大きい図形を、ショット面積のばらつきが閾値以下になるまで分割する。例えば、図４（ａ）に示すショットデータに含まれる図形のうち、ショットサイズの大きい図形を図４（ｂ）に示すように分割する。そして、平均ショット面積を計算し、第１補正レンズ２２０を用いて、平均ショット面積に相当するフォーカスの粗調整を行う。続いて、第２補正レンズ２２２を用いて、各ショット面積に相当するフォーカスの微調整を行う。
【００６１】
第１の手法は、第２の手法と比較して、第１補正レンズ２２０に電圧を印加するＤＡＣアンプ１３５の動作回数が多く、アンプ出力の安定待ち時間が長くなる。一方、第２の手法は、第１の手法と比較して、ショット数が多くなる。制御計算機１１０が、第１の手法を採る場合の描画所要時間と、第２の手法を採る場合の描画所要時間とを計算し、スループットが良い方を適用することが好ましい。
【００６２】
上記実施形態では、偏向器（主偏向器２０８、副偏向器２０９、副副偏向器２１０）とは別に第１補正レンズ２２０及び第２補正レンズ２２２を設ける構成について説明したが、第１補正レンズ２２０又は第２補正レンズ２２２を偏向器内に含めてもよい。
【００６３】
例えば、図５に示すように、第１補正レンズ２２０を出力電圧の大きいアンプで動作する主偏向器２０８に含めてもよい。この場合、主偏向器２０８に印加される偏向電圧に、試料面高さに依存するフォーカスずれを補正するためのフォーカス補正電圧が重畳される。
【００６４】
図６に示すように、第２補正レンズ２２２を出力電圧の小さいアンプで動作する副副偏向器２１０に含めてもよい。この場合、副副偏向器２１０に印加される偏向電圧に、ショットサイズに依存するフォーカスずれを補正するためのフォーカス補正電圧が重畳される。
【００６５】
第２補正レンズ２２２は、副偏向器２０９に含めてもよい。
【００６６】
上記実施形態では、３段偏向器を備えた描画装置について説明したが、偏向器は２段でもよく、４段以上でもよい。
【００６７】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１００  描画装置
１１０  制御計算機
１５０  描画部
１６０  制御部
２００  電子ビーム
２０８  主偏向器
２０９  副偏向器
２１０  副副偏向器
２２０  第１補正レンズ
２２２  第２補正レンズ
【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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