(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の描画領域に荷電粒子ビームを照射して、前記描画領域に所定のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置であって、
前記所定のパターンを形成するための照射量を計算する計算領域を第１メッシュサイズでメッシュ分割した第１メッシュでの後方散乱分布関数の値である第１カーネルの値を算出する第１カーネル作成部と、
前記計算領域を前記第１メッシュサイズの整数倍の第２のメッシュサイズでメッシュ分割した第２メッシュ内に所属する複数の前記第１メッシュの前記第１カーネルの値の平均値である第２カーネルの値を算出する第２カーネル作成部と、
前記第１カーネルの値と、前記第２カーネルの値との差である差分カーネルの値を算出する差分カーネル作成部と、
各前記第１メッシュの面積密度を算出して第１の面積密度マップを作成し、各前記第２メッシュの面積密度を算出して第２の面積密度マップを作成する面積密度算出部と、
前記第１の面積密度マップ及び前記第２の面積密度マップに基づき各前記第１メッシュの照射量密度を算出して第１の照射量密度マップを作成し、前記第１の面積密度マップ及び前記第２の面積密度マップに基づき各前記第２メッシュの照射量密度を算出して第２の照射量密度マップを作成する照射量密度マップ作成部と、
前記第１の照射量密度マップのマップ値と前記差分カーネルとの第１の畳み込み計算を第１の領域で行い、前記第２の照射量密度マップのマップ値と前記第２カーネルとの第２の畳み込み計算を前記第１の領域より広い第２の領域で行う畳み込み計算部と、
を備えることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
前記第１の畳み込み計算結果と、前記第２の畳み込み計算結果とに基づいて、最終的な照射量密度マップを作成する照射量密度算出部と、
前記照射量密度に基づいて、前記描画領域に前記パターンを描画する描画部と、
を備え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】
前記畳み込み計算部は、前記第１の畳み込み計算を行う際、畳み込み中心である第１メッシュの第２メッシュ内での位置に応じた前記差分カーネルを使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
試料の描画領域に荷電粒子ビームを照射して、前記描画領域に所定のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法であって、
前記所定のパターンを形成するための照射量を計算する計算領域を第１メッシュサイズでメッシュ分割した第１メッシュでの後方散乱分布関数の値である第１カーネルの値を算出し、
前記計算領域を前記第１メッシュサイズの整数倍の第２のメッシュサイズでメッシュ分割した第２メッシュ内に所属する複数の前記第１メッシュの前記第１カーネルの値の平均値より第２カーネルの値を算出し、
前記第１カーネルの値と、前記第２カーネルの値との差である差分カーネルの値を算出し、
各前記第１メッシュの面積密度を算出して第１の面積密度マップを作成し、各前記第２メッシュの面積密度を算出して第２の面積密度マップを作成し、
前記第１の面積密度マップ及び前記第２の面積密度マップに基づき各前記第１メッシュの照射量密度を算出して第１の照射量密度マップを作成し、前記第１の面積密度マップ及び前記第２の面積密度マップに基づき各前記第２メッシュの照射量密度を算出して第２の照射量密度マップを作成し、
前記第１の照射量密度マップのマップ値と前記差分カーネルとの第１の畳み込み計算を第１の領域で行い、前記第２の照射量密度マップのマップ値と前記第２カーネルとの第２の畳み込み計算を前記第１の領域より広い第２の領域で行うことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項５】
さらに、
前記第１の畳み込み計算結果と、前記第２の畳み込み計算結果とに基づいて、最終的な照射量密度マップを作成し、
前記最終的な照射量密度マップに基づいて、前記描画領域に前記所定のパターンを描画することを特徴とする請求項４に記載の荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項６】
前記第１の畳み込み計算は、畳み込み中心である第１メッシュの第２メッシュ内での位置に応じた前記差分カーネルを使用して行うことを特徴とする請求項４又は５に記載の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】
リソグラフィ技術は、半導体デバイスの微細化の進展を担う重要な技術である。近年、半導体デバイスに要求される回路線幅は、年々微細化されている。そのため、半導体製造プロセスのリソグラフィ工程では、高精度のマスクパターンを有するフォトマスクが必要とされている。このような高精度のマスクパターンを有するフォトマスクの作成には、優れた解像性を有する電子ビーム（荷電粒子ビーム）描画装置が用いられている。
【０００３】
図５は、従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。 
可変成形型電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置は、以下のように動作する。第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式（ＶＳＢ方式）という。
【０００４】
上述の電子ビーム描画では、後方散乱電子によりパターンの太りや細りが生じる、いわゆる近接効果の影響が問題となる。近接効果を補正する有効な方法の一つは照射量補正法である。これは、ビーム照射位置の周辺パターンのサイズや粗密に基づき位置毎に照射量を決定する補正方法である。この技術は既に実用化されており、マスク製造に利用されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３４６９４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
照射量補正では、フォトマスクへ照射した荷電粒子ビームがマスクで反射し、レジストを再露光して生じる、後方散乱照射量の計算が行われる。この計算は、レイアウト内のパターン情報を例えば数μｍ角のメッシュで表現したパターン密度マップと、後方散乱分布関数の代わりによく用いられているガウスカーネルとの積和（たたみ込み）を用いて高速化されている。補正計算の精度は、パターン密度マップで用いるメッシュサイズに依る。
【０００７】
従来の方法では、メッシュサイズｍの代わりに、メッシュサイズｍ／ｋ（ｋは自然数）を用いると、補正計算に必要な計算量はｋの３乗に比例して増えていた。このため、フォトマスクのさらなる高精度化の要求のために、近接補正計算で用いるメッシュサイズにより小さい値を用いると、増大した計算量のために近接補正計算が描画スループットに影響する可能性がある。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を克服し、補正計算で用いるメッシュサイズを小さくした際に増加する計算量を抑える事が可能な装置及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】
【０００９】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
試料の描画領域に荷電粒子ビームを照射して、描画領域に所定のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置であって、
所定のパターンを形成するための照射量を計算する計算領域を第１メッシュサイズでメッシュ分割した第１メッシュでの後方散乱分布関数の値である第１カーネルの値を算出する第１カーネル作成部と、
計算領域を前記第１メッシュサイズの整数倍の第２のメッシュサイズでメッシュ分割した第２メッシュ内に所属する複数の第１メッシュの第１カーネルの値の平均値である第２カーネルの値を算出する第２カーネル作成部と、
第１カーネルの値と、第２カーネルの値との差である差分カーネルの値を算出する差分カーネル作成部と、
各第１メッシュの面積密度を算出して第１の面積密度マップを作成し、各第２メッシュの面積密度を算出して第２の面積密度マップを作成する面積密度算出部と、
第１の面積密度マップ及び第２の面積密度マップに基づき各第１メッシュの照射量密度を算出して第１の照射量密度マップを作成し、第１の面積密度マップ及び第２の面積密度マップに基づき各第２メッシュの照射量密度を算出して第２の照射量密度マップを作成する照射量密度マップ作成部と、
第１の照射量密度マップのマップ値と差分カーネルとの第１の畳み込み計算を第１の領域で行い、第２の照射量密度マップのマップ値と第２カーネルとの第２の畳み込み計算を前記第１の領域より広い第２の領域で行う畳み込み計算部と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
第１の畳み込み計算結果と、第２の畳み込み計算結果とに基づいて、最終的な照射量密度マップを作成する照射量密度算出部と、照射量密度に基づいて、描画領域にパターンを描画する描画部と、を備えることが望ましい。
【００１１】
また、上述した畳み込み計算部は、第１の畳み込み計算を行う際、畳み込み中心である第１メッシュの第２メッシュ内での位置に応じた差分カーネルを使用することが望ましい。
【００１２】
また、本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
試料の描画領域に荷電粒子ビームを照射して、描画領域に所定のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法であって、
所定のパターンを形成するための照射量を計算する計算領域を第１メッシュサイズでメッシュ分割した第１メッシュでの後方散乱分布関数の値である第１カーネルの値を算出し、
計算領域を前記第１メッシュサイズの整数倍の第２のメッシュサイズでメッシュ分割した第２メッシュ内に所属する複数の第１メッシュの第１カーネルの値の平均値より第２カーネルの値を算出し、
第１カーネルの値と、第２カーネルの値との差である差分カーネルの値を算出し、
各第１メッシュの面積密度を算出して第１の面積密度マップを作成し、各第２メッシュの面積密度を算出して第２の面積密度マップを作成し、
第１の面積密度マップ及び第２の面積密度マップに基づき各第１メッシュの照射量密度を算出して第１の照射量密度マップを作成し、第１の面積密度マップ及び第２の面積密度マップに基づき各前記第２メッシュの照射量密度を算出して第２の照射量密度マップを作成し、
第１の照射量密度マップのマップ値と前記差分カーネルとの第１の畳み込み計算を第１の領域で行い、第２の照射量密度マップのマップ値と第２カーネルとの第２の畳み込み計算を前記第１の領域より広い第２の領域で行うことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
上述した前記第１の畳み込み計算結果と、前記第２の畳み込み計算結果とに基づいて、最終的な照射量密度マップを作成し、
前記最終的な照射量マップに基づいて、前記描画領域に前記所定のパターンを描画することが望ましい。
【００１４】
また、本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法において、第１の畳み込み計算は、畳み込み中心である第１メッシュの第２メッシュ内での位置に応じた前記差分カーネルを使用して行うことが望ましい。
【００１５】
本発明の一態様によれば、小メッシュ（第１メッシュ）での計算は、中心周辺のみの少ない領域で行われるため、従来に比べて計算量が減少する。  
本発明の一態様において、大メッシュ（第２メッシュ）での計算が追加されるが、これによって増加する計算量は大きくないので、小メッシュでの計算量の減少が寄与して、全体の計算時間は  短縮される。
【００１６】
このように、本発明の一態様によれば、従来と同様の精度を、より短い時間で計算できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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における描画方法の要部工程を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態１における差分カーネルの一例を示す図である。
【図４】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５】従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
（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、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。特に、可変成形型（ＶＳＢ型）の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、ブランキング偏向器（ブランカー）２１２、ブランキングアパーチャ２１４、第１の成形アパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２の成形アパーチャ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、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、描画対象となる試料１０１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。
【００２０】
制御部１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１１、偏向制御回路１２０、ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプユニット１３０（偏向アンプ）、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１２０、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１２０にはＤＡＣアンプユニット１３０が接続されている。ＤＡＣアンプユニット１３０は、ブランキング偏向器２１２に接続されている。
【００２１】
偏向制御回路１２０からＤＡＣアンプユニット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。そして、ＤＡＣアンプユニット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。かかる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形成される。
【００２２】
また、制御計算機１１０内には、カーネル作成部６０，カーネル作成部６１，差分カーネル作成部６２、面積密度計算部６３、面積密度計算部６４，設定部６５、ｕｙ算出部６６，Ｐｙ算出部６７、ｕ算出部６８、加算部６９、ｄｎ算出部７０、判定部７１，ρｎ算出部７２、Ｄｎ算出部７３、Ｄ計算部７４，照射時間算出部７５，描画部７６が配置されている。カーネル作成部６０，カーネル作成部６１，差分カーネル作成部６２、面積密度計算部６３、面積密度計算部６４，設定部６５、畳み込み計算部であるｕｙ算出部６６，Ｐｙ算出部６７、ｕ算出部６８と、加算部６９、ｄｎ算出部７０、判定部７１，ρｎ算出部７２、Ｐｎ算出部７３、Ｄ計算部７４，照射時間算出部７５，描画部７６といった各機能は、プログラムといったソフトウェアで構成されても良い。或いは、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。制御計算機１１０に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ１１２に記憶される。同様に、偏向制御回路１２０は、プログラムといったソフトウェアで動作させるコンピュータで構成されても、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。
【００２３】
また、記憶装置１４０には、描画データが外部から入力され、記憶される。
【００２４】
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、偏向器２０５や偏向器２０８のための各ＤＡＣアンプユニットも備えてもよい。
【００２５】
図２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２において、実施の形態１における描画方法は、カーネルｆ（Ｊ，ｊ）作成工程（Ｓ１０１）と、カーネルＦ（Ｊ）作成工程（Ｓ１０２）と、カーネルδｆ（Ｊ，ｊ）作成工程（Ｓ１０３）と、面積密度マップρ（Ｉ，ｉ）作成工程（Ｓ１０４）と、面積密度マップΡ（Ｉ）作成工程（Ｓ１０５）と、繰り返し回数ｎ設定工程（Ｓ１０６）と、パラメータｕｙ（Ｉ）計算工程（Ｓ１０７）と、パラメータΡｙｎ（Ｉ）算出工程（Ｓ１０８）と、パラメータｕｎ（Ｉ、ｉ）計算工程（Ｓ１０９）と、加算工程（Ｓ１１０）と、ｄｎ計算工程（Ｓ１１１）と、判定工程（Ｓ１１２）と、ρｎ（Ｉ，ｉ）計算工程（Ｓ１１３）と、Ｐｎ（Ｉ）計算工程（Ｓ１１４）と、照射量Ｄ計算工程（Ｓ１１５）と、照射時間計算工程（Ｓ１１６）と、描画工程（Ｓ１１７）いう一連の工程を実施する。
【００２６】
カーネルｆ（Ｊ，ｊ）作成工程（Ｓ１０１）において、カーネル作成部６０は、試料の描画領域に所定のパターンを形成するための照射量を計算する計算領域をメッシュ分割した第１メッシュでの、後方散乱分布関数の値であるカーネルｆ（Ｊ，ｊ）の値を算出する。ｆ（Ｊ，ｊ）は、標準偏差の値が電子の後方散乱の広がりσである規格化されたガウス関数ｇ（ｘ）、予め設定部６５において設定された第１メッシュのメッシュサイズ（第１メッシュサイズ）ｍ１と、第１メッシュサイズｍ１と第１メッシュより大きいメッシュサイズで複数の第１メッシュが所属する第２メッシュのメッシュサイズ（第２メッシュサイズ）ｍ２との比率ｋを用いて、
ｆ（Ｊ、ｊ）＝ｇ（ｍ１×ｋ×Ｊ＋ｍ１×(ｊ−ｓ)）
ｋ＝２ｓ＋１（ｓは１以上の整数）
−ｓ≦ｊ≦ｓ
と定義される。第２メッシュサイズｍ２は、設定されたｍ１とｋより設定部６５において設定される。カーネルｆ（Ｊ，ｊ）を作成する際、使用するＪの値の範囲はＪ＝０をカーネルの中心とし、第２メッシュサイズｍ２と｜Ｊ｜の積が電子の後方散乱の広がりσの３倍程度に相当する範囲を用いる。例えば、Ｊ２＝ｆｌｏｏｒ（３σ／ｍ２）とし、―Ｊ２≦Ｊ≦Ｊ２をＪの値の範囲に用いる。σ、ｍ１，ｍ２，ｋの値は予め記憶装置１４０、或いはメモリ１１２に記録されている値を用いれば良い。
【００２７】
カーネルＦ（Ｊ）作成工程（Ｓ１０２）において、カーネル作成部６１は、カーネルＦ（Ｊ）を作成する。Ｆ（Ｊ）は第２メッシュ内でのカーネルｆ（Ｊ，ｊ）の平均値であり、式（１）から求める。
【数１】
0005758325.tif 000002
なお、Ｓ１０２で、カーネルＦ（Ｊ）作成時に用いられるＪの値の範囲は、Ｓ１０１でカーネルｆ（Ｊ，ｊ）作成時に用いたＪの値の範囲とする。
【００２８】
カーネルδｆ（ｉ１、Ｊ、ｊ）作成工程（Ｓ１０３）において、差分カーネル作成部６２はカーネルδｆ（ｉ１、Ｊ，ｊ）を作成する。差分カーネルδｆは次式（２）で定義される。
【数２】
0005758325.tif 000003
【数３】
0005758325.tif 000004
【数４】
0005758325.tif 000005
式（４）でｍｏｄは剰余を表す。
【００２９】
Ｓ１０３でカーネルδｆ（ｉ１、Ｊ、ｊ）で用いられるｉ１の値の範囲は、０からｋ−１までとする。Ｊの値の範囲は、ｍ２×｜Ｊ｜の値がσの１〜２倍程度に相当する範囲を用いる。例えば、Ｊの値の範囲をｍ２×｜Ｊ｜の値がσとなる範囲とする場合、Ｊ１＝ｆｌｏｏｒ（σ／ｍ２）とし、―Ｊ１≦Ｊ≦Ｊ１をＪの値の範囲に用いる。ｊは０からｋ−１の範囲について求める。Ｊ１の値がＪ２よりも小さいほど補正計算の計算量を削減する事ができる。
【００３０】
図３は実施の形態１における差分カーネルの一例を示す図である。図３（ａ）はｉ１＝０（式（２））、図３（ｂ）はｉ１＝１，図３（ｃ）はｉ１＝−１とした場合の差分カーネルをそれぞれ示す。このとき、σ=１０μｍ、ｍ１＝０．０５σ、ｋ＝３（ｍ２＝０．１５σ）とし、左の縦軸は差分カーネルの値を、下の横軸はＪの値を示し、一つのＪの値において、左側からそれぞれｊ＝０，ｊ＝１，ｊ＝２の順で各第１メッシュの差分カーネルの値が示されている。
【００３１】
面積密度マップρ（Ｉ，ｉ）作成工程（Ｓ１０４）において、面積密度算出部６３は、描画データをフレーム領域毎に記憶装置１４０から読み出して、メッシュサイズを第１メッシュサイズｍ１とした各メッシュ位置におけるメッシュ領域内のパターン面積密度ρ（Ｉ，ｉ）を算出する。ここでの座標（Ｉ，ｉ）はフレーム領域毎に設定される。
【００３２】
図４は、実施の形態１におけるパターン面積密度ρ（Ｉ，ｉ）の一例を示す図である。図４（ａ）は計算領域を太い実線で示している第２メッシュサイズｍ２の格子状のメッシュに分割した個々のメッシュをさらに点線で示した第１メッシュサイズｍ１の格子状のメッシュに分割した様子を示した。細い実線はパターンを示している。図４中では第２メッシュサイズｍ２が第１メッシュサイズｍ１の３倍である場合を示している。図４（ｂ）は図４（ａ）の様にメッシュ分割した計算領域について、メッシュサイズが第１メッシュサイズｍ１のメッシュ（Ｉ，ｉ）に含まれるパターン面積に応じたパターン面積密度ρ（Ｉ，ｉ）を表している。
【００３３】
面積密度マップρ（Ｉ，ｉ）を作成する領域は、補正計算を何次まで行うかに応じて変化する。補正計算をＮｍａｘ次まで求める場合、面積密度マップρ（Ｉ，ｉ）は、照射量マップを作成する領域の四辺を、それぞれｍ２×（Ｊ２＋１）×Ｎｍａｘ拡張した領域について行う。
【００３４】
面積密度マップΡ（Ｉ）作成工程（Ｓ１０５）において、面積密度算出部６４は、メッシュＩ内の、メッシュ幅ｍ１でのパターン面積密度ρ（Ｉ，ｉ）の平均値Ｐ（Ｉ）を算出する。パターン面積密度ρ（Ｉ，ｉ）が作成されていない領域についてはレイアウトデータを用い、メッシュサイズｍ２での面積密度マップを作成する。
【００３５】
面積密度マップΡ（Ｉ）を作成する領域は、補正計算を何次まで行うかに応じて変化する。補正計算をＮｍａｘ次まで求める場合、面積密度マップρ（Ｉ，ｉ）は、照射量マップを作成する領域の四辺を、それぞれｍ２×（Ｊ１＋１）×Ｎｍａｘ拡張した領域について行う。
【００３６】
図４（ｃ）は実施例におけるメッシュＩ内のパターン密度ρ（Ｉ，ｉ）の平均値Ｐ（Ｉ）の一例を示す図である。図４（ｃ）の実線で示したメッシュサイズｍ２のメッシュ内の値は、図４（ｂ）の実線で示したメッシュサイズｍ２のメッシュ内の、点線で示したメッシュサイズｍ１のメッシュの値から求められている。
【００３７】
繰り返し回数ｎ設定工程（Ｓ１０６）において、設定部６５は、照射量演算を行う際の繰り返し回数（ｎ）を設定する。ここでは、初回のｎ＝０を設定する。以降、フレーム毎、かつ、各フレーム内のメッシュ領域毎に、当該メッシュ領域用に用いる照射量を求めていく。
【００３８】
工程Ｓ１０７〜Ｓ１０９は、Ｓ１０２とＳ１０３で作成したカーネルの値とＳ１０４とＳ１０５で作成した面積密度マップのマップ値を用いて畳み込み計算を行う。
【００３９】
パラメータｕｙ（Ｉ）計算工程（Ｓ１０７）において、ｕｙ算出部６６はパラメータuｙ（Ｉ）を算出する。パラメータｕｙｎ（Ｉ）は式（５）、（６）、（７）で定義される。
【数５】
0005758325.tif 000006
【数６】
0005758325.tif 000007
【数７】
0005758325.tif 000008
式（６）中のＪｙは次式（８）で定義される。
【数８】
0005758325.tif 000009
式（６）で、Ｕｙｎ（Ｉ，ｉ）を求めるＩの範囲は、計算次数ｎに応じて変わる。求めるＩの範囲は、照射量密度マップを作成する領域の四辺をＪ２×（Ｎｍａｘ−ｎ）拡張した領域である。Ｊについての加算は、―Ｊ２≦Ｊ≦Ｊ２を範囲として行う。
【００４０】
式（７）で、δｕｙｎ（Ｉ，ｉ）を求めるＩの範囲は、計算次数ｎに応じて変わる。求めるＩの範囲は、照射量密度マップを作成する領域の四辺をＪ１×（Ｎｍａｘ―ｎ）拡張した領域である。Ｊについての加算は、―Ｊ１≦Ｊ≦Ｊ１を範囲として行う。
【００４１】
式（５）で、ｕｙｎ（Ｉ，ｉ）を求めるＩの範囲は、計算次数ｎに応じて変わる。求めるＩの範囲は、照射量密度マップを作成する領域の四辺をＪ２×（Ｎｍａｘ―ｎ）拡張した領域である。式（５）の値を求める際、Ｉの値によってはδｙｎ（Ｉ，ｉ）の値は存在しない。その場合はδｕｎｙ（Ｉ，ｉ）の値を０として扱う。
【００４２】
パラメータΡｙｎ（Ｉ）算出工程（Ｓ１０８）において、Ｐｙ算出部６７はパラメータＰｙ（Ｉ）を算出する。パラメータＰｙ（Ｉ）は、メッシュＩ内のｕｙ（Ｉ，ｉ）の平均値であり、次式（９）で定義される。
【数９】
0005758325.tif 000010
式（９）でＰｙｎ（Ｉ）を求めるＩの値の範囲は、計算次数ｎに応じて変わる。求めるＩの範囲は、照射量密度マップを作成する領域の四辺をＪ１×（Ｎｍａｘ―ｎ）拡張した領域である。
【００４３】
パラメータｕｎ（Ｉ、ｉ）計算工程（Ｓ１０９）において、ｕ算出部６８は、パラメータｕｎ（Ｉ、ｉ）を算出する。ｕｎ（Ｉ、ｉ）は式（１０）、（１１）、（１２）で定義される。
【数１０】
0005758325.tif 000011
【数１１】
0005758325.tif 000012
【数１２】
0005758325.tif 000013
式（１２）中のＪｘは式（１３）で定義される。
【数１３】
0005758325.tif 000014
式（１１）で、Ｕｘｎ（Ｉ）を求めるＩの範囲は、計算次数ｎに応じて変わる。求めるＩの範囲は、照射量密度マップを作成する領域の四辺をＪ２×（Ｎｍａｘ−ｎ）拡張した領域である。Ｊについての加算は、―Ｊ２≦Ｊ≦Ｊ２を範囲として行う。
【００４４】
式（１２）で、δｕｘｎ（Ｉ，ｉ）を求めるＩの範囲は、計算次数ｎに応じて変わる。求めるＩの範囲は、照射量密度マップを作成する領域の四辺をＪ１×（Ｎｍａｘ―ｎ）拡張した領域である。ｊについての加算は、―Ｊ１≦Ｊ≦Ｊ１を範囲として行う。
【００４５】
式（１０）で、ｕｎ（Ｉ，ｉ）を求めるＩの範囲は、計算次数ｎに応じて変わる。求めるＩの範囲は、照射量密度マップを作成する領域の四辺をＪ２×（Ｎｍａｘ―ｎ）拡張した領域である。式（１０）の値を求める際、Ｉの値によってはδｘｎ（Ｉ，ｉ）の値は存在しない。その場合はδｕｎ（Ｉ，ｉ）の値を０として扱う。
【００４６】
加算工程（Ｓ１１０）において、加算部６９はｎに１を加算する。
【００４７】
ｄｎ計算工程（Ｓ１１１）において、ｄｎ算出部（照射量密度マップ作成部）７０はｄｎを算出し、ｎ次の照射量密度マップが作成される。ｄｎは次式（１４）、（１５）で定義される。
【数１４】
0005758325.tif 000015
【数１５】
0005758325.tif 000016
判定工程（Ｓ１１２）において、判定部７１は、計算次数が所定のＮｍａｘに達したかどうかを判定する。計算次数が所定のＮｍａｘに達している場合には、照射量計算工程（Ｓ１１５）へと進む。計算次数がまだ所定のＮｍａｘに達していない場合には、ρｎ（Ｉ，ｉ）計算工程（Ｓ１１３）に進む。
【００４８】
ρｎ（Ｉ，ｉ）計算工程（Ｓ１１３）において、ρｎ算出部７２は、第１メッシュの面積密度マップ値となるρｎ（Ｉ，ｉ）を算出する。ρｎ（Ｉ，ｉ）は式（１６）のように、ρ０（Ｉ，ｉ）とｄｎ（Ｉ，ｉ）の積で定義される。
【数１６】
0005758325.tif 000017
ρｎ（Ｉ，ｉ）を求めるＩの範囲は、計算次数ｎに応じて変わる。求めるＩの範囲は、照射量マップを作成する領域の四辺をＪ２×（Ｎｍａｘ―ｎ＋１）拡張した領域である。
【００４９】
Ｐｎ（Ｉ）計算工程（Ｓ１１４）において、Ｐｎ算出部７３は、第２メッシュの面積密度マップ値となるＰｎ（Ｉ，ｉ）を算出する。Ｐｎ（Ｉ）はメッシュＩ内のρｎ（Ｉ，ｉ）の平均値であり、次式（１７）で定義される。
【数１７】
0005758325.tif 000018
Ｐｎ（Ｉ，ｉ）を求めるＩの範囲は、計算次数ｎに応じて変わる。求めるＩの範囲は、照射量マップを作成する領域の四辺をＪ２×（Ｎｍａｘ−ｎ＋１）拡張した領域である。
【００５０】
Ｓ１１４の後、Ｓ１０７へ戻る。Ｓ１０７からＳ１１４を繰り返すことで、計算精度を向上できる。
【００５１】
照射量計算工程（Ｓ１１５）において、Ｄ計算部（照射量密度算出部）７４は得られたｄ１，ｄ２，・・・ｄｎmaxを用いて、該当メッシュの照射量密度Ｄ（Ｉ，ｉ）を演算する。照射量密度Ｄ（Ｉ,ｉ）は次式（１８）で定義される。
【数１８】
0005758325.tif 000019
照射時間計算工程（Ｓ１１６）において、照射時間演算部７５は、各ショットにおける電子ビーム２００の照射時間Ｔを計算する。照射時間Ｔは照射量密度ＤにＤｂａｓｅｄｏｓｅを掛けたものを電流密度Ｊで除することで求めることができる。算出された照射時間は偏向制御回路１２０に出力される。
【００５２】
描画行程（Ｓ１１７）において、描画部７６は、メッシュ毎に求めた照射量で該当メッシュ領域内に所望のパターンを描画する。具体的には、以下のように動作する。偏向制御回路１２０は、ショット毎の照射時間を制御するデジタル信号をＤＡＣアンプユニット１３０に出力する。そして、ＤＡＣアンプユニット１３０は、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅し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。
【００５３】
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、ビームＯＮの状態では、ブランキングアパーチャ２１４を通過するように制御され、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。ブランキング偏向器２１２は、通過する電子ビーム２００の向きを制御して、ビームＯＮの状態とビームＯＦＦの状態とを交互に生成する。例えば、ビームＯＮの状態では電圧を印加せず、ビームＯＦＦの際にブランキング偏向器２１２に電圧を印加すればよい。かかる各ショットの照射時間Ｔで試料１０１に照射される電子ビーム２００のショットあたりの照射量が調整されることになる。
【００５４】
以上のように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の成形アパーチャ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。そして、第１の成形アパーチャ２０３を通過した第１の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の成形アパーチャ２０６上に投影される。偏向器２０５によって、かかる第２の成形アパーチャ２０６上での第１の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（可変成形を行なう）ことができる。かかる可変成形はショット毎に行なわれ、通常ショット毎に異なるビーム形状と寸法に成形される。そして、第２の成形アパーチャ２０６を通過した第２の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、偏向器２０８によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料の所望する位置に照射される。以上のように、各偏向器によって、電子ビーム２００の複数のショットが順に基板となる試料１０１上へと偏向される。 
【００５５】
上述した各フレーム２０内の計算処理が、描画処理の進行に合わせて、リアルタイムで順次行われる。 
【００５６】
以上のように、実施の形態１によれば、二種類の異なるメッシュサイズを用いて照射量計算を行うことができる。これにより、演算量自体を抑制し、計算時間を短縮できる。その結果、描画時間を短縮して装置のスループットを向上させることができる。
【００５７】
以上、本発明の具体的な態様の例を、本発明の実施の形態１により説明したが、本発明は、当該実施の形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５８】
６０  カーネル作成部
６１  カーネル作成部
６２  差分カーネル作成部
６３  面積密度算出部
６４  面積密度算出部
６５  設定部
６６  ｕｙ算出部
６７  Ｐｙ算出部
６８  ｕ算出部
６９  加算部
７０  ｄｎ算出部
７１  判定部
７２  ρｎ算出部
７３  Ｄｎ算出部
７４  Ｄ計算部
７５  照射時間算出部
７６  描画部
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
１２０  偏向制御回路
１３０  ＤＡＣアンプユニット
１４０  記憶装置
１４２  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  第１の成形アパーチャ
２０４  投影レンズ
２０５  偏向器
２０６  第２の成形アパーチャ
２０７  対物レンズ
２０８  偏向器
２１２  ブランキング偏向器
２１４  ブランキングアパーチャ
３３０  電子線
３４０  試料
４１０  第１のアパーチャ
４１１  開口
４２０  第２のアパーチャ
４２１  可変成形開口
４３０  荷電粒子ソース
【図１】
0005758325.tif 000020
【図２】
0005758325.tif 000021
【図３】
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【図４】
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【図５】
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