(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
描画対象となる試料を載置する移動可能なステージを有し、荷電粒子ビームによるマルチビームを用いて、前記試料にパターンを描画する描画部と、
前記マルチビームのショット毎に、当該ショットで同時に照射される各ビームの個別の照射時間のうちの最大照射時間であって、ショット毎に可変に設定される前記最大照射時間を取得する最大照射時間取得部と、
ショット毎に取得された前記最大照射時間を用いて、試料の描画領域が分割された複数の単位領域における単位領域毎に、前記ステージが移動しながら当該単位領域を前記マルチビームによる複数回のショットで照射する場合の各ショットの最大照射時間を合計した単位領域描画時間を演算する単位領域描画時間演算部と、
前記単位領域描画時間を用いて、ステージ速度が可変速になるように前記単位領域毎に前記ステージの速度を演算するステージ速度演算部と、
前記ステージの速度を可変速に制御するステージ制御部と、
を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
前記マルチビームの１回のショットで照射可能な照射可能領域の基準位置が重なる単位領域に、当該単位領域をマルチビームが照射する場合の前記複数回のショットの一部として、当該ショットを所属させ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】
前記照射可能領域が前記試料上にセットされた状態で、各ビームの位置をシフトさせながら最大照射時間が異なるマルチビームによる複数回のショットが行われることを特徴とする請求項１又は２記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
前記マルチビームの各ショットは、同じ位置に連続して照射される複数回の分割ショットに分割され、
前記試料に描画されるパターンに応じて、前記複数回の分割ショットの回数が可変に設定されることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項５】
荷電粒子ビームによるマルチビームのショット毎に、当該ショットで同時に照射される各ビームの個別の照射時間のうちの最大照射時間であって、ショット毎に可変に設定される前記最大照射時間を取得する工程と、
ショット毎に取得された前記最大照射時間を用いて、描画対象となる試料の描画領域が分割された複数の単位領域における単位領域毎に、前記試料を載置するステージが移動しながら当該単位領域をマルチビームによる複数回のショットで照射する場合の各ショットの最大照射時間を合計した単位領域描画時間を演算する工程と、
前記単位領域描画時間を用いて、ステージ速度が可変速になるように前記単位領域毎に前記ステージの速度を演算する工程と、
前記ステージの速度を可変速に制御しながら、荷電粒子ビームによるマルチビームを用いて、前記試料にパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項６】
描画するパターンのパターン密度の高い試料上の領域を描画する場合には前記試料が載置されたステージのステージ速度を高速に制御し、パターン密度の低い試料上の領域を描画する場合には前記ステージのステージ速度を低速に制御するように、前記ステージのステージ速度を可変速に制御しながら、荷電粒子ビームによるマルチビームを用いて、前記試料にパターンを描画する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及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、マルチビーム描画におけるステージの制御手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、ウェハ等へ電子線を使って描画することが行われている。
【０００３】
例えば、マルチビームを使った描画装置がある。１本の電子ビームで描画する場合に比べて、マルチビームを用いることで一度に多くのビームを照射できるのでスループットを大幅に向上させることができる。かかるマルチビーム方式の描画装置では、例えば、電子銃から放出された電子ビームを複数の穴を持ったマスクに通してマルチビームを形成し、各々、ブランキング制御され、遮蔽されなかった各ビームが光学系で縮小され、偏向器で偏向され試料上の所望の位置へと照射される。
【０００４】
マルチビーム描画装置では、ラスター走査方式を基本にして、ステージを等速で移動させながら該当する複数の画素領域へと一度にマルチビームを照射していく手法が採用され、開発が進められている。なお、ステージ速度が等速制御といっても、ストライプ領域の描き始め、あるいは、描き終わりの部分で、ステージの折り返しによるステージ速度低下が生じる場合がある。その際、ショットサイクルを一定にしたビームＯＮ／ＯＦＦの制御を行う場合、ステージの折り返し時に生じるステージ速度低下によってドーズ量過多になる。かかるドーズ量過多になることを防止するための照射量調整に関して、余分な照射量をブランキング機構でカットするといった手法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、このような方法では、高精度の描画を行い、かつ、スループットの改善を図ることは困難である。
【０００５】
ショットサイクルを一定にしたビームＯＮ／ＯＦＦの制御だけでは、近接効果に起因した寸法誤差が生じてしまう。近年の微細化の要求に対応して高精度化を図るには、ドーズ補正による近接効果補正が必要となった。近接効果を照射量によって補正するためには、照射量を可変に制御することが求められる。また、近接効果を照射量によって補正する場合、パターン密度が低い領域では照射量を増加させる必要がある。よって、パターン密度が低い領域では照射時間が長く、パターン密度が高い領域では照射時間が短く設定されることになる。
【０００６】
一方、ステージ速度を従来のラスター走査方式と同様に等速制御を行うと、最も長い照射時間のビームに合わせて速度が決定されることになる。そのため、照射時間が長いパターン密度が低い領域に合わせてステージ速度が決定されることになる。しかし、パターン密度が低い領域では、元々、照射時間が長いために描画時間がかかる上に、さらに、ステージ移動途中にパターンが無い領域がある場合にはビームを照射しないで単に待っている時間が存在することになる。よって、パターン密度が低い領域では、ベクター方式のシングルビーム描画方式よりもスループットが悪くなるといった逆転現象が生じる場合がある。マルチビーム描画装置では、パターン密度が高い領域での高スループット性能が、かかる逆転現象によるスループットの低下を解消し、全体としてシングルビーム描画方式よりもスループットを高めている。
【０００７】
しかし、照射時間が長いパターン密度が低い領域に合わせてステージ速度が決定されるので、パターン密度が高い領域では、ビーム照射が終了していても次のショットを待つ待機時間が発生することになる。よって、マルチビーム描画方式が本来持つ高スループット性能を十分に達成することができていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００９−５３２８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、高精度で、かつ、スループット性能をさらに高めることが可能なマルチビーム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】
【００１０】
本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
描画対象となる試料を載置する移動可能なステージを有し、荷電粒子ビームによるマルチビームを用いて、試料にパターンを描画する描画部と、
マルチビームのショット毎に、当該ショットで同時に照射される各ビームの個別の照射時間のうちの最大照射時間であって、ショット毎に可変に設定される前記最大照射時間を取得する最大照射時間取得部と、
ショット毎に取得された最大照射時間を用いて、試料の描画領域が分割された複数の単位領域における単位領域毎に、ステージが移動しながら当該単位領域をマルチビームによる複数回のショットで照射する場合の各ショットの最大照射時間を合計した単位領域描画時間を演算する単位領域描画時間演算部と、
単位領域描画時間を用いて、ステージ速度が可変速になるように単位領域毎にステージの速度を演算するステージ速度演算部と、
ステージの速度を可変速に制御するステージ制御部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、マルチビームの１回のショットで照射可能な照射可能領域の基準位置が重なる単位領域に、当該単位領域をマルチビームが照射する場合の上述した複数回のショットの一部として、当該ショットを所属させると好適である。
【００１２】
また、照射可能領域が試料上にセットされた状態で、各ビームの位置をシフトさせながら最大照射時間が異なるマルチビームによる複数回のショットが行われると好適である。
【００１３】
また、マルチビームの各ショットは、同じ位置に連続して照射される複数回の分割ショットに分割され、
試料に描画されるパターンに応じて、複数回の分割ショットの回数が可変に設定されると好適である。
【００１４】
本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、
荷電粒子ビームによるマルチビームのショット毎に、当該ショットで同時に照射される各ビームの個別の照射時間のうちの最大照射時間であって、ショット毎に可変に設定される前記最大照射時間を取得する工程と、
ショット毎に取得された最大照射時間を用いて、描画対象となる試料の描画領域が分割された複数の単位領域における単位領域毎に、試料を載置するステージが移動しながら当該単位領域をマルチビームによる複数回のショットで照射する場合の各ショットの最大照射時間を合計した単位領域描画時間を演算する工程と、
単位領域描画時間を用いて、ステージ速度が可変速になるように単位領域毎にステージの速度を演算する工程と、
ステージの速度を可変速に制御しながら、荷電粒子ビームによるマルチビームを用いて、前記試料にパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の他の態様のマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、
描画するパターンのパターン密度の高い試料上の領域を描画する場合には試料が載置されたステージのステージ速度を高速に制御し、パターン密度の低い試料上の領域を描画する場合にはステージのステージ速度を低速に制御するように、ステージのステージ速度を可変速に制御しながら、荷電粒子ビームによるマルチビームを用いて、試料にパターンを描画することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様によれば、マルチビーム描画において、スループット性能をさらに高めることができる。
【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における成形アパーチャアレイ部材の構成を示す概念図である。
【図３】実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ部の一部を示す上面概念図である。
【図４】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５】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６】実施の形態１におけるマルチビームの描画方法の一例を説明するための図である。
【図７】実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。
【図８】実施の形態１における最大照射時間の短縮処理を説明するための一例を示す図である。
【図９】実施の形態１におけるステージ速度と他の因子との関係の一例を示す図である。
【図１０】実施の形態１におけるショット時間の短縮とパターン密度との関係を説明するための図である。
【図１１】実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。
【図１２】実施の形態２における個別ブランキング制御回路と共通ブランキング制御回路の内部構成を示す概念図である。
【図１３】実施の形態２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１４】実施の形態２における桁数ｎ＝１０とする場合の各桁数と各桁の照射時間の関係を示すビット加工テーブルを示す図である。
【図１５】実施の形態２における最大照射時間の短縮処理を説明するための一例を示す図である。
【図１６】実施の形態２における照射時間配列データの一部の一例を示す図である。
【図１７】実施の形態２における１ショット中の照射ステップの一部についてのビームＯＮ／ＯＦＦ切り替え動作を示すタイミングチャート図である。
【図１８】実施の形態２におけるブランキング動作を説明するための概念図である。
【図１９】実施の形態３における描画装置の構成を示す概念図である。
【図２０】実施の形態３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２１】実施の形態３における頻度関数グラフの一例を示す図である。
【図２２】実施の形態３における頻度関数グラフの他の一例を示す図である。
【図２３】実施の形態３における最大照射時間の短縮処理を説明するための一例を示す図である。
【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。
【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、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の一例である。描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、成形アパーチャアレイ部材２０３、ブランキングアパーチャアレイ部２０４、縮小レンズ２０５、制限アパーチャ部材２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８，２０９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マスク等の試料１０１が配置される。試料１０１には、半導体装置を製造する際の露光用マスク、或いは、半導体装置が製造される半導体基板（シリコンウェハ）等が含まれる。また、試料１０１には、レジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。ＸＹステージ１０５上には、さらに、ＸＹステージ１０５の位置測定用のミラー２１０が配置される。
【００２０】
制御部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１３２，１３４、ステージ制御部１３８、ステージ位置測定部１３９及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２を有している。制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、ステージ制御部１３８、ステージ位置測定部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。記憶装置１４０（記憶部）には、描画データが描画装置１００の外部から入力され、格納されている。偏向制御回路１３０には、ＤＡＣアンプユニット１３２，１３４及びブランキングアパーチャアレイ部２０４が図示しないバスを介して接続されている。ステージ位置測定部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。
【００２１】
制御計算機１１０内には、パターン面積密度ρ（ｘ、ｙ）演算部６０、近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ、ｙ）演算部６２、画素内パターン面積密度ρ’（ｘ、ｙ）演算部６４、照射量Ｄ（ｘ、ｙ）演算部６６、照射時間ｔ（ｘ、ｙ）演算部６８、配列加工部７０、短縮処理部７２、最大照射時間ｔｍａｘ取得部７４、単位領域描画時間演算部７６、ステージ速度演算部７８、速度チャート作成部８０、転送処理部８２、及び描画制御部８４が配置されている。パターン面積密度ρ（ｘ、ｙ）演算部６０、近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ、ｙ）演算部６２、画素内パターン面積密度ρ’（ｘ、ｙ）演算部６４、照射量Ｄ（ｘ、ｙ）演算部６６、照射時間ｔ（ｘ、ｙ）演算部６８、配列加工部７０、短縮処理部７２、最大照射時間ｔｍａｘ取得部７４、単位領域描画時間演算部７６、ステージ速度演算部７８、速度チャート作成部８０、転送処理部８２、及び描画制御部８４といった各機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。パターン面積密度ρ（ｘ、ｙ）演算部６０、近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ、ｙ）演算部６２、画素内パターン面積密度ρ’（ｘ、ｙ）演算部６４、照射量Ｄ（ｘ、ｙ）演算部６６、照射時間ｔ（ｘ、ｙ）演算部６８、配列加工部７０、短縮処理部７２、最大照射時間ｔｍａｘ取得部７４、単位領域描画時間演算部７６、ステージ速度演算部７８、速度チャート作成部８０、転送処理部８２、及び描画制御部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。
【００２２】
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。
【００２３】
図２は、実施の形態１における成形アパーチャアレイ部材の構成を示す概念図である。図２において、成形アパーチャアレイ部材２０３には、縦（ｙ方向）ｍ列×横（ｘ方向）ｎ列（ｍ，ｎ≧２）の穴（開口部）２２が所定の配列ピッチで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、同じ外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３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部の一部を示す上面概念図である。なお、図３において、電極２４，２６と制御回路４１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部２０４は、図３に示すように、図２に示した成形アパーチャアレイ部材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。そして、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電極２４，２６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、各通過孔２５の近傍には、各通過孔２５用の例えば電極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２つの電極２４，２６の他方（例えば、電極２６）は、接地される。また、各制御回路４１は、制御信号用の例えば１０ビットのパラレル配線が接続される。各制御回路４１は、例えば１０ビットのパラレル配線の他、クロック信号線および電源用の配線が接続される。クロック信号線および電源用の配線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、電極２４，２６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。偏向制御回路１３０から各制御回路４１用の制御信号が出力される。各制御回路４１内には、図示しないシフトレジストが配置され、例えば、ｎ×ｍ本のマルチビームの１列分の制御回路内のシフトレジスタが直列に接続される。そして、例えば、ｎ×ｍ本のマルチビームの１列分の制御信号がシリーズで送信され、例えば、ｎ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。
【００２５】
各通過孔を通過する電子ビーム２０は、それぞれ独立にかかる対となる２つの電極２４，２６に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。マルチビームのうちの対応ビームをそれぞれ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部材２０３の複数の穴２２（開口部）を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う。
【００２６】
図４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４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の照射で照射可能な照射領域３４が位置するように調整し、描画が開始される。第１番目のストライプ領域３２を描画する際には、ＸＹステージ１０５を例えば−ｘ方向に移動させることにより、相対的にｘ方向へと描画を進めていく。ＸＹステージ１０５は後述するように可変速で例えば連続移動させる。第１番目のストライプ領域３２の描画終了後、ステージ位置を−ｙ方向に移動させて、第２番目のストライプ領域３２の右端、或いはさらに右側の位置に照射領域３４が相対的にｙ方向に位置するように調整し、今度は、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部材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。
【００２７】
図５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５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。かかる各メッシュ領域が描画対象画素３６（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。図５の例では、試料１０１の描画領域が、例えばｙ方向に、一回のマルチビーム２０の照射で照射可能な照射領域３４（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５の例では、５１２×５１２列のマルチビームの場合を示している。そして、照射領域３４内に、一回のマルチビーム２０の照射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５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つのグリッド２９を構成する。図５の例では、各グリッド２９は、４×４画素で構成される場合を示している。
【００２８】
図６は、実施の形態１におけるマルチビームの描画方法の一例を説明するための図である。図６では、図５で示したストライプ領域３２を描画するマルチビームのうち、ｙ方向３段目の座標（１，３），（２，３），（３，３），・・・，（５１２，３）の各ビームで描画するグリッドの一部を示している。図６の例では、例えば、ＸＹステージ１０５が８ビームピッチ分の距離を移動する間に４つの画素を描画（露光）する場合を示している。かかる４つの画素を描画（露光）する間、照射領域３４がＸＹステージ１０５の移動によって試料１０１との相対位置がずれないように、偏向器２０８によってマルチビーム２０全体を一括偏向することによって、照射領域３４をＸＹステージ１０５の移動に追従させる。言い換えれば、トラッキング制御が行われる。図６の例では、８ビームピッチ分の距離を移動する間に４つの画素を描画（露光）することで１回のトラッキングサイクルを実施する場合を示している。
【００２９】
具体的には、ステージ位置検出器１３９が、ミラー２１０にレーザを照射して、ミラー２１０から反射光を受光することでＸＹステージ１０５の位置を測長する。測長されたＸＹステージ１０５の位置は、制御計算機１１０に出力される。制御計算機１１０内では、描画制御部８４がかかるＸＹステージ１０５の位置情報を偏向制御回路１３０に出力する。偏向制御回路１３０内では、ＸＹステージ１０５の移動に合わせて、ＸＹステージ１０５の移動に追従するようにビーム偏向するための偏向量データ（トラッキング偏向データ）を演算する。デジタル信号であるトラッキング偏向データは、ＤＡＣアンプ１３４に出力され、ＤＡＣアンプ１３４は、デジタル信号をアナログ信号に変換の上、増幅して、トラッキング偏向電圧として偏向器２０８に印加する。
【００３０】
そして、描画部１５０は、当該ショットにおけるマルチビームの各ビームのそれぞれの照射時間のうちの最大描画時間Ｔ１内のそれぞれのビームに対応する描画時間、各ビームの描画位置にマルチビーム２０のうちＯＮビームのそれぞれ対応するビームを照射する。具体的には以下のように動作する。
【００３１】
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部材２０３全体を照明する。成形アパーチャアレイ部材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２２が含まれる領域を照明する。複数の穴２２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部材２０３の複数の穴２２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部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を演算された描画時間（照射時間）の間だけビームＯＮ、それ以外はビームＯＦＦとなるように偏向する（ブランキング偏向を行う）。
【００３２】
ブランキングアパーチャアレイ部２０４を通過したマルチビーム２０ａ〜ｅは、縮小レンズ２０５によって、縮小され、制限アパーチャ部材２０６に形成された中心の穴に向かって進む。ここで、ブランキングアパーチャアレイ部２０４のブランカーによってビームＯＦＦとなるように偏向された電子ビーム２０は、制限アパーチャ部材２０６（ブランキングアパーチャ部材）の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ部材２０６によって遮蔽される。一方、ブランキングアパーチャアレイ部２０４のブランカーによって偏向されなかった或いはビームＯＮとなるように偏向された電子ビーム２０は、図１に示すように制限アパーチャ部材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、制限アパーチャ部材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ＯＮになってからビームＯＦＦになるまでに形成された、制限アパーチャ部材２０６を通過したビームにより、１回分のショットのビームが形成される。制限アパーチャ部材２０６を通過したマルチビーム２０は、対物レンズ２０７により焦点が合わされ、所望の縮小率のパターン像となり、偏向器２０８及び偏向器２０９によって、制限アパーチャ部材２０６を通過した各ビーム（マルチビーム２０全体）が同方向にまとめて偏向され、各ビームの試料１０１上のそれぞれの描画位置（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部材２０３の複数の穴の配列ピッチに上述した所望の縮小率を乗じたピッチで並ぶことになる。描画装置１００は、描画位置をシフトしながら順にショットビームを照射していく方式で描画動作を行い、所望のパターンを描画する際、パターンに応じて必要なビームがブランキング制御によりビームＯＮに制御される。
【００３３】
図６の例では、座標（１，３）のビーム（１）によって、時刻ｔ＝０からｔ＝最大描画時間Ｔ１までの間に注目グリッド２９の例えば最下段右から１番目の画素に１ショット目のビームの照射が行われる。時刻ｔ＝０からｔ＝Ｔ１までの間にＸＹステージ１０５は例えば２ビームピッチ分だけ−ｘ方向に移動する。その間、トラッキング動作は継続している。
【００３４】
当該ショットのビーム照射開始から当該ショットの最大描画時間Ｔ１が経過後、偏向器２０８によってトラッキング制御のためのビーム偏向を継続しながら、トラッキング制御のためのビーム偏向とは別に、偏向器２０９によってマルチビーム２０を一括して偏向することによって各ビームの描画位置（前回の描画位置）を次の各ビームの描画位置（今回の描画位置）にシフトする。図６の例では、時刻ｔ＝Ｔ１になった時点で、注目グリッド２９の最下段右から１番目の画素から下から２段目かつ右から１番目の画素へと描画対象画素をシフトする。その間にもＸＹステージ１０５は定速移動しているのでトラッキング動作は継続している。
【００３５】
そして、トラッキング制御を継続しながら、シフトされた各ビームの描画位置に当該ショットの最大描画時間Ｔ２内のそれぞれ対応する描画時間、マルチビーム２０のうちＯＮビームのそれぞれ対応するビームを照射する。図６の例では、座標（１，３）のビーム（１）によって、時刻ｔ＝Ｔ１からｔ＝Ｔ１＋Ｔ２までの間に注目グリッド２９の例えば下から２段目かつ右から１番目の画素に２ショット目のビームの照射が行われる。時刻ｔ＝Ｔ１からｔ＝Ｔ１＋Ｔ２までの間にＸＹステージ１０５は例えば２ビームピッチ分だけ−ｘ方向に移動する。その間、トラッキング動作は継続している。
【００３６】
図６の例では、時刻ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２になった時点で、注目グリッド２９の下から２段目かつ右から１番目の画素から下から３段目かつ右から１番目の画素へと偏向器２０９によるマルチビームの一括偏向により描画対象画素をシフトする。その間にもＸＹステージ１０５は移動しているのでトラッキング動作は継続している。そして、座標（１，３）のビーム（１）によって、時刻ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２からｔ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３までの間に注目グリッド２９の例えば下から３段目かつ右から１番目の画素に３ショット目のビームの照射が行われる。時刻ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２からｔ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３までの間にＸＹステージ１０５は例えば２ビームピッチ分だけ−ｘ方向に移動する。その間、トラッキング動作は継続している。時刻ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３になった時点で、注目グリッド２９の下から３段目かつ右から１番目の画素から下から４段目かつ右から１番目の画素へと偏向器２０９によるマルチビームの一括偏向により描画対象画素をシフトする。その間にもＸＹステージ１０５は移動しているのでトラッキング動作は継続している。そして、座標（１，３）のビーム（１）によって、時刻ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３からｔ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４までの間に注目グリッド２９の例えば下から４段目かつ右から１番目の画素に４ショット目のビームの照射が行われる。時刻ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３からｔ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４までの間にＸＹステージ１０５は例えば２ビームピッチ分だけ−ｘ方向に移動する。その間、トラッキング動作は継続している。以上により、注目グリッド２９の右から１番目の画素列の描画が終了する。
【００３７】
図６の例では初回位置から３回シフトされた後の各ビームの描画位置にそれぞれ対応するビームを照射した後、ＤＡＣアンプユニット１３４は、トラッキング制御用のビーム偏向をリセットすることによって、トラッキング位置をトラッキング制御が開始されたトラッキング開始位置に戻す。言い換えれば、トラッキング位置をステージ移動方向と逆方向に戻す。図６の例では、時刻ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４になった時点で、注目グリッド２９のトランキングを解除して、ｘ方向に８ビームピッチ分ずれた注目グリッドにビームを振り戻す。なお、図６の例では、座標（１，３）のビーム（１）について説明したが、その他の座標のビームについてもそれぞれの対応するグリッドに対して同様に描画が行われる。すなわち、座標（ｎ，ｍ）のビームは、ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４の時点で対応するグリッドに対して右から１番目の画素列の描画が終了する。例えば、座標（２，３）のビーム（２）は、図６のビーム（１）用の注目グリッド２９の−ｘ方向に隣り合うグリッドに対して右から１番目の画素列の描画が終了する。
【００３８】
なお、各グリッドの右から１番目の画素列の描画は終了しているので、トラッキングリセットした後に、次回のトラッキングサイクルにおいてまず偏向器２０９は、各グリッドの下から１段目かつ右から２番目の画素にそれぞれ対応するビームの描画位置を合わせる（シフトする）ように偏向する。
【００３９】
以上のように同じトラッキングサイクル中は偏向器２０８によって照射領域３４を試料１０１に対して相対位置が同じ位置になるように制御された状態で、偏向器２０９によって１画素ずつシフトさせながら各ショットを行う。そして、トラッキングサイクルが１サイクル終了後、照射領域３４のトラッキング位置を戻してから、図４の下段に示すように、例えば１画素ずれた位置に１回目のショット位置を合わせ、次のトラッキング制御を行いながら偏向器２０９によって１画素ずつシフトさせながら各ショットを行う。ストライプ領域３２の描画中、かかる動作を繰り返すことで、照射領域３４ａ〜３４ｏといった具合に順次照射領域３４の位置が移動していき、当該ストライプ領域の描画を行っていく。
【００４０】
ここで、かかる動作を仮にステージの等速移動ラスター走査方式で行う場合、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ４となるが、実施の形態１では、ショット毎に、当該ショットの最大照射時間を可変に設定する。そして、ＸＹステージ１０５のステージ速度を可変速に制御する。実施の形態１では、図４の中段に示すように、ストライプ領域３２を複数のコンパートメント（ＣＰＭ）領域３７（単位領域の一例）に分割する。そして、ＣＰＭ領域３７毎にＸＹステージ１０５のステージ速度を可変に設定する。ＣＰＭ領域３７のサイズは、ｘ方向（ストライプ領域３２の長手方向）について任意サイズで構わない。但し、照射領域３４以上のサイズに設定するとより好適である。また、各ＣＰＭ領域３７間でｘ方向（ストライプ領域３２の長手方向）のサイズが同じサイズでも異なるサイズでもよい。また、１つのストライプ領域３２内に、ＣＰＭ領域３７は、ｙ方向（ストライプ領域３２の短手方向）については１つ設定する。そのため、ＣＰＭ領域３７のｙ方向サイズは、ストライプ領域３２と同じサイズにすると良い。
【００４１】
図７は、実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図７において、実施の形態１における描画方法は、パターン面積密度ρ（ｘ、ｙ）演算工程（Ｓ１０２）と、近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ、ｙ）演算工程（Ｓ１０４）と、画素内パターン面積密度ρ’（ｘ、ｙ）演算工程（Ｓ１０６）と、照射量Ｄ（ｘ、ｙ）演算及び照射時間ｔ（ｘ、ｙ）演算工程（Ｓ１０８）と、配列加工工程（Ｓ１１０）と、最大照射時間短縮処理工程（Ｓ１２２）と、ショット毎の最大照射時間ｔｍａｘ取得工程（Ｓ１３０）と、単位領域描画時間演算工程（Ｓ１５０）と、ステージ速度演算工程（Ｓ１５２）と、ステージ速度チャート作成工程（Ｓ１５４）と、データ転送処理工程（Ｓ１５６）と、描画工程（Ｓ１５８）と、いう一連の工程を実施する。
【００４２】
まず、試料１０１の描画領域３０（或いは描画されるチップ領域）は、所定の幅で短冊上のストライプ領域３２（描画領域の他の一例）に分割される。そして、各ストライプ領域３２は、複数のメッシュ状の画素領域３６（画素）に分割される。画素領域３６（画素）のサイズは、例えば、ビームサイズ、或いは、それ以下のサイズであると好適である。例えば、１０ｎｍ程度のサイズにすると好適である。画素領域３６（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。各ストライプ領域３２は、複数の上述したＣＰＭ領域３７に分割される。
【００４３】
ρ（ｘ、ｙ）演算工程（Ｓ１０２）として、ρ（ｘ、ｙ）演算部６０は、描画領域（ここでは、例えばストライプ領域３５）を所定のサイズでメッシュ状に複数の近接メッシュ領域（近接効果補正計算用メッシュ領域）に仮想分割する。近接メッシュ領域のサイズは、近接効果の影響範囲の１／１０程度、例えば、１μｍ程度に設定すると好適である。ρ（ｘ、ｙ）演算部６０は、記憶装置１４０から描画データを読み出し、近接メッシュ領域毎に、当該近接メッシュ領域内に配置されるパターンのパターン面積密度ρ（ｘ、ｙ）を演算する。
【００４４】
Ｄｐ（ｘ、ｙ）演算工程（Ｓ１０４）として、Ｄｐ（ｘ、ｙ）演算部６２は、近接メッシュ領域毎に、近接効果を補正するための近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ、ｙ）を演算する。ここで、近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ、ｙ）を演算するメッシュ領域のサイズは、パターン面積密度ρ（ｘ、ｙ）を演算するメッシュ領域のサイズと同じである必要は無い。また、近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ、ｙ）の補正モデル及びその計算手法は従来のシングルビーム描画方式で使用されている手法と同様で構わない。
【００４５】
ρ’（ｘ、ｙ）演算工程（Ｓ１０６）として、ρ’（ｘ、ｙ）演算部６４は、画素領域３６毎に、当該画素領域３６内のパターン面積密度ρ’（ｘ、ｙ）を演算する。
【００４６】
照射量Ｄ（ｘ、ｙ）演算及び照射時間ｔ（ｘ、ｙ）演算工程（Ｓ１０８）として、まず、Ｄ（ｘ、ｙ）演算部６６は、画素領域（描画対象画素）３６毎に、当該画素領域３６に照射するための照射量Ｄ（ｘ、ｙ）を演算する。照射量Ｄ（ｘ、ｙ）は、例えば、予め設定された基準照射量Ｄｂａｓｅに近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ、ｙ）とパターン面積密度ρ’（ｘ、ｙ）とを乗じた値として演算すればよい。このように、照射量Ｄ（ｘ、ｙ）は、画素領域３６毎に算出されたパターンの面積密度に比例して求めると好適である。次に、ｔ（ｘ、ｙ）演算部６８は、画素領域３６毎に、当該画素領域３６に演算された照射量Ｄ（ｘ、ｙ）を入射させるための電子ビームの照射時間ｔ（ｘ、ｙ）を演算する。照射時間ｔ（ｘ、ｙ）は、照射量Ｄ（ｘ、ｙ）を電流密度Ｊで割ることで演算できる。また、ｔ（ｘ、ｙ）演算部６８は、画素領域３６毎に得られた照射時間ｔ（ｘ、ｙ）を量子化単位Δ（階調値分解能）で割ることで整数の階調値データを算出する。階調値データは、例えば、０〜１０２３の階調値で定義される。量子化単位Δは、様々に設定可能であるが、例えば、１ｎｓ（ナノ秒）等で定義できる。量子化単位Δは、例えば１〜１０ｎｓの値を用いると好適である。
【００４７】
配列加工工程（Ｓ１１０）として、配列加工部７０は、ショット順に、画素領域３６毎の照射時間データを並び替える（配列加工される）。試料１０１上のどの画素領域３６をマルチビーム２０のどのビームが照射するのかは描画シーケンスによって決まる。ショット順に配列加工された画素領域３６毎に得られた階調値データは、照射時間データ（ショットデータ）として、記憶装置１４２にショット順に記憶される。
【００４８】
最大照射時間短縮処理工程（Ｓ１２２）として、短縮処理部７２は、ショット毎に、待ち時間となる不要な時間を短縮する最大照射時間短縮処理を行う。
【００４９】
図８は、実施の形態１における最大照射時間の短縮処理を説明するための一例を示す図である。図８（ａ）の例では、各ショットについて一律に１０２３Δを最大照射時間に設定する場合を示している。また、図８（ａ）の例では、１０２３Δを最大照射時間に設定した場合に連続して照射される、ｋショット目の各ビーム（ここでは、ビーム１〜５）の照射時間と、ｋ＋ｍショット目の各ビームの照射時間と、ｋ＋ｐショット目の各ビームの照射時間と、を示している。ｋショット目に注目すると、ビーム１の照射時間は７６８Δで最大を示す。よって、ｋショット目では、７６８Δの時間経過後、２５５Δ（＝１０２３Δ−７６８Δ）の時間がいずれもビームも照射していない待ち時間となる。ｋ＋ｍショット目に注目すると、ビーム２の照射時間が最大を示す。よって、ｋ＋ｍショット目では、ビーム２の照射時間が経過後、１０２３Δの時間になるまで、いずれもビームも照射していない待ち時間となる。ｋ＋ｐショット目に注目すると、ビーム１の照射時間が１０２３Δで最大を示す。よって、ｋ＋ｐショット目では、いずれもビームも照射していない待ち時間が存在しない、当初の最大照射時間が必要となるショットになる。
【００５０】
そこで、短縮処理部７２は、ショット毎に、かかる待ち時間を短縮する処理を行う。図８（ｂ）の例では、ｋショット目に注目すると、ビーム１の照射時間が経過後、１０２３Δの時間になるまでが待ち時間となる。よって、ｋショット目について、かかる待ち時間を短縮する。その結果、ｋショット目について、かかる待ち時間分だけ描画時間を短縮できる。ｋ+ｍショット目に注目すると、ビーム２の照射時間が経過後、１０２３Δの時間になるまでが待ち時間となる。よって、ｋ＋ｍショット目について、かかる待ち時間を短縮する。その結果、ｋ＋ｍショット目について、かかる待ち時間分だけ描画時間を短縮できる。ｋ＋ｐショット目に注目すると、待ち時間が発生していないので、ｋ＋ｐショット目については短縮できない。以上のように、すべてのショットについてかかる最大照射時間の短縮処理を行う。
【００５１】
ショット毎の最大照射時間ｔｍａｘ取得工程（Ｓ１３０）として、ｔｍａｘ取得部７４は、マルチビーム２０のショット毎に、マルチビーム２０の各ビームの照射時間のうちの最大照射時間ｔｍａｘを取得する。図８（ｂ）の例では、例えば、ｋショット目に注目すると、短縮後の最大照射時間７６８Δ（ビーム１の照射時間）が最大照射時間ｔｍａｘとなる。
【００５２】
単位領域描画時間演算工程（Ｓ１５０）として、単位領域描画時間演算部７６は、ショット毎に演算された最大照射時間ｔｍａｘを用いて、試料１０１の描画領域（例えば、ストライプ領域３２）が分割された複数のＣＰＭ領域３７（単位領域）におけるＣＰＭ領域３７毎に、ＸＹステージ１０５が移動しながら当該ＣＰＭ領域３７をマルチビーム２０による複数回のショットで照射する場合の各ショットの最大照射時間ｔｍａｘを合計した単位領域描画時間を演算する。ここで、マルチビーム２０の１回のショットで照射可能な照射領域３４（照射可能領域）の基準位置が重なるＣＰＭ領域３７に、当該ＣＰＭ領域３７をマルチビーム２０が照射する場合の複数回のショットの一部として、当該ショットを所属させる。図４の下段の例は、ＣＰＭ１（ＣＰＭ領域３７）と、照射領域３４ａ〜３４ｏのそれぞれの位置関係を例示している。図４の下段の例では、ＣＰＭ１（ＣＰＭ領域３７）は、照射領域３４ｂ〜３４ｎのそれぞれで実施されるショットによって描画される。
実施の形態１では、ＣＰＭ１を描画する複数回のショットになるかどうかを、照射領域３４ａ〜３４ｏの基準位置１１ａ〜１１ｏがＣＰＭ１内に入るかどうかで判断する。基準位置１１は、例えば、当該照射領域３４の中心位置に設定されると好適である。図４の下段の例では、照射領域３４ａ〜３４ｏのうち、照射領域３４ｄ〜３４ｌの基準位置１１がＣＰＭ１内に入るので、照射領域３４ｄ〜３４ｌにおいて照射された複数のショットが当該ＣＰＭ領域３７の描画時間を演算するためのショットとなる。図６の例では、照射領域３４ｄ〜３４ｌのそれぞれのショットサイクル中に実行された４回ずつのショットが当該ＣＰＭ領域３７の描画時間を演算するためのショットとなる。ＣＰＭ領域３７毎の単位領域描画時間は、当該ＣＰＭ領域３７に所属する各ショットの最大照射時間ｔｍａｘを合計したΣｔｍａｘで演算できる。なお、描画位置のシフト時間は各ショットの最大照射時間に比べて通常は十分小さいので無視して構わないが、無視できない場合には描画位置のシフト時間を含めて描画時間を算定すれば良い。
【００５３】
ステージ速度演算工程（Ｓ１５２）として、ステージ速度演算部７８は、単位領域描画時間を用いて、ステージ速度が可変速になるようにＣＰＭ領域３７毎にＸＹステージ１０５の速度を演算する。具体的には、当該ＣＰＭ領域３７のステージ進行方向（ｘ方向）のサイズを当該ＣＰＭ領域３７の単位領域描画時間で割ることで当該ＣＰＭ領域３７のステージ速度を演算すればよい。ＣＰＭ領域３７毎に異なる単位領域描画時間になり得るので、ステージ速度は可変速になる。
【００５４】
ステージ速度チャート作成工程（Ｓ１５４）として、速度チャート作成部８０は、ＣＰＭ領域３７毎のステージ速度を用いて、ステージ速度チャートを作成する。
【００５５】
図９は、実施の形態１におけるステージ速度と他の因子との関係の一例を示す図である。図９（ａ）では、縦軸に近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ、ｙ）の値を示し、横軸にｘ方向位置を示している。図９（ａ）では、ＣＰＭ領域３７（区間）毎の近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ、ｙ）の値の一例を示している。ＣＰＭ領域３７内で、Ｄｐ（ｘ、ｙ）は通常の描画パターンでは様々な値を取るが、ここでは模式的に領域内で一定としている。図９（ａ）の例では、同じ近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ、ｙ）の値を取る範囲をＣＰＭ領域３７に設定している。よって、図９（ａ）の例では、ＣＰＭ領域３７の描画進行方向（ｘ方向）の幅サイズは互いに異なっている。かかる各ＣＰＭ領域３７（区間）に対応するパターン面積密度ρ（ｘ、ｙ）の一例を図９（ｂ）に示している。図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、パターン面積密度ρ（ｘ、ｙ）が高い領域に比べて低いＣＰＭ領域３７（区間）の方が近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ、ｙ）の値が大きいことがわかる。これは、近接効果補正を行うために、パターン面積密度が低い領域では描画時に反射電子によって受ける露光量が少ないため、パターン面積密度が高い領域と同等の露光量に合わせるために照射量を増加させる必要があるためである。言い換えれば、パターン面積密度ρ（ｘ、ｙ）が高い領域に比べて低いＣＰＭ領域３７（区間）の方が、照射時間が長いことがわかる。図９（ｃ）には、参考までにＶＳＢ方式のシングルビーム描画におけるショット数の推移を示している。シングルビームでは、パターン面積密度ρ（ｘ、ｙ）が高い領域の方が低いＣＰＭ領域３７（区間）に比べてショット数が多くなる。図９（ｄ）には、参考までにＶＳＢ方式のシングルビーム描画におけるステージ速度のチャートを示している。描画時間はショット数にほぼ比例するので、パターン面積密度ρ（ｘ、ｙ）が高い領域の方が低いＣＰＭ領域３７（区間）に比べてショット数が多く、それに伴って描画時間が増加するためステージ速度は遅くなる。このように、ＶＳＢ方式のシングルビームではステージ速度はパターン密度で決められる。
【００５６】
図９（ｅ）では、各ＣＰＭ領域３７（区間）の描画時間の推移を照射領域３４（描画フィールド）の位置で示している。図９（ｅ）では、照射領域３４（描画フィールド）が重なるＣＰＭ領域３７の描画時間を照射領域３４（描画フィールド）の基準位置（ここでは中心）で示している。なお、パターン密度の高いＣＰＭ領域３７（区間）の描画時間は短く、パターン密度の低いＣＰＭ領域３７（区間）の描画時間は長くなる。言い換えれば、照射領域３４（描画フィールド）の描画時間の推移は、図９（ａ）に示した近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ、ｙ）の値の推移に比例する。図９（ｅ）では、描画時間が長いＣＰＭ領域３７（区間）に所属する照射領域３４（描画フィールド）を優先して示している。照射領域３４（描画フィールド）の基準位置（中心）が描画時間の短いＣＰＭ領域３７（区間）内にあっても、描画領域の一部が描画時間の長いＣＰＭ領域３７（区間）に重なる場合には、長い照射時間で制御することとなる。よって、描画時間が長いＣＰＭ領域３７（区間）に所属する照射領域３４（描画フィールド）が示されている領域が当該ＣＰＭ領域３７（区間）よりも広く示される。この例では、照射領域３４（描画フィールド）の基準位置を中心としているので、照射領域３４（描画フィールド）の半分の大きさの分だけ広く示されている。
【００５７】
ステージ速度は、図９（ｆ）に示すように推移する。上述したように照射領域３４（描画フィールド）が重なるＣＰＭ領域３７の描画時間に当該照射領域３４のトラッキングサイクル中の複数のショットが所属する。よって、照射領域３４（描画フィールド）が重なるＣＰＭ領域３７のステージ速度に当該照射領域３４のトラッキングサイクル中の複数のショットが所属する。その結果、図９（ｆ）に示すように、ステージ速度は、ＣＰＭ領域３７（区間）の途中で変化していく。言い換えれば、各ＣＰＭ領域３７（区間）の速度領域とＣＰＭ領域３７（区間）との間にはずれが生じる。また、ステージ速度は、遅い速度と速い速度とが重なる場合には遅い速度が優先される。ステージ速度が早すぎると照射時間が終了する前にステージ移動を補正するためのトラッキング量が過大となり照射位置が偏向器２０８の偏向可能領域から外れてしまうからである。なお、ステージ速度は、当該ＣＰＭ領域３７用に演算された速度を超えないように加速或いは減速させる。よって、遅い速度から速い速度へと加速する場合には、速い速度の速度領域に入ってから当該速い速度のＣＰＭ領域３７の速度まで加速する。逆に、速い速度から遅い速度へと減速する場合には、遅い速度の速度領域に入るまでに減速が終了するように速い速度の速度領域の最終部で減速する。速度チャート作成部８０は、以上のステージ速度チャートを作成する。作成されたステージ速度チャートデータは、記憶装置１４２に格納される。
【００５８】
データ転送処理工程（Ｓ１５６）として、転送処理部８２は、記憶装置１４２に格納されたショット毎のショットデータを偏向制御回路１３０に出力する。そして、偏向制御回路１３０は、ショット毎に、各ビーム用のロジック回路４１にショット毎のショットデータを転送する。また、偏向制御回路１３０は、高速シフト偏向用の偏向データとトラッキング制御用の偏向データを生成する。そして、偏向制御回路１３０は、各ショットのタイミングと同期して、高速シフト偏向用の偏向データをＤＡＣアンプユニット１３２に出力する。ＤＡＣアンプユニット１３２は、デジタル信号で生成された偏向データをアナログデータに変換し、増幅した上で偏向電圧として偏向器２０９に印加する。また、偏向制御回路１３０は、トラッキング制御用の偏向データを偏向領域３４のトラッキング動作タイミングに合わせてＤＡＣアンプユニット１３４に出力する。ＤＡＣアンプユニット１３４は、デジタル信号で生成された偏向データをアナログデータに変換し、増幅した上で偏向電圧として偏向器２０８に印加する。
【００５９】
描画工程（Ｓ１５８）として、描画制御部８４の制御のもと、ステージ制御部１３８は、ステージ速度チャートを読み出し、ステージ速度チャートに沿って、ＸＹステージ１０５の速度を可変速に制御する。その際、図９（ｆ）のステージ速度チャートに示すように、ステージ制御部１３８は、描画するパターンのパターン密度の高い試料上の領域を描画する場合には試料が載置されたＸＹステージ１０５のステージ速度を高速に制御し、パターン密度の低い試料上の領域を描画する場合にはＸＹステージ１０５のステージ速度を低速に制御する。また、描画部１５０は、ＸＹステージ１０５の移動に同期しながら、電子ビームによるマルチビーム２０を用いて、試料１０１にパターンを描画する。このように、ステージ制御部１３８がＸＹステージ１０５のステージ速度を可変速に制御しながら、描画部１５０は、電子ビームによるマルチビーム２０を用いて、試料１０１にパターンを描画する。その際、上述したように、照射領域３４が試料１０１上にセットされた状態で、１回のトラッキングサイクル中に、各ビームの位置をシフトさせながら最大照射時間が異なるマルチビームによる複数回のショットが行われる。そして、トラッキングサイクルの描画を繰り返し行うことで、ストライプ領域３２全体、如いては試料１０１の描画領域３０全体の描画処理を進めていく。
【００６０】
図１０は、実施の形態１におけるショット時間の短縮とパターン密度との関係を説明するための図である。図１０（ａ）の例では、各ショットについて一律に例えば１０２３Δを最大照射時間に設定する場合を示している。高密度部（パターン密度の高い領域）の各ショットでは、照射時間に省略可能部分（時間）が存在する。これに対して、低密度部（パターン密度の低い領域）のショットでは、照射時間に省略可能部分（時間）が存在しない。よって、実施の形態１では、図１０（ｂ）に示すように高密度部（パターン密度の高い領域）の各ショットの省略可能部分（時間）を短縮する。これにより、ショット毎の最大照射時間を可変にし、各ショットの描画時間を大幅に短縮できる。そして、ショット毎の最大照射時間を可変にしたことで、高密度部（パターン密度の高い領域）でのＸＹステージ１０５のステージ速度を速めるといった、ステージ速度を可変にできる。
【００６１】
以上のように、実施の形態１によれば、マルチビーム描画において、ＸＹステージ１０５を可変速に移動させることで、スループット性能をさらに高めることができる。
【００６２】
なお、ストライプ領域３２中に、パターンが存在しない領域があれば、その領域を１つのＣＰＭ領域３７に設定し、かかるパターンが存在しないＣＰＭ領域３７（ＮＵＬＬ領域）については、高速にステージ移動をすればよい。これにより、さらに、スループット性能を高めることができる。
【００６３】
実施の形態２．
実施の形態１では、１回のショットについてマルチビームの各ビームがそれぞれ必要な照射時間だけ連続照射する場合について説明した。各ショット内のビームの照射方法はこれに限るものではない。実施の形態２では、１回のショットを複数の分割ショットに分けて分割されたビームを同じ位置に順に照射する構成について説明する。
【００６４】
図１１は、実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。図１１において、描画装置１００は、電子鏡筒１０２内のブランキングアパーチャアレイ部２０４と制限アパーチャ部材２０６との間にさらに偏向器２１２を配置した点、制御部１６０がさらにロジック回路１３１を有する点、及び、制御計算機１１０内に分割ショットデータ生成部８６をさらに配置した点、最大照射時間ｔｍａｘ取得部７４の代わりに最大照射時間ｔｍａｘ演算部７５を配置した点、以外は図１と同様である。また、以下、特に説明した点以外の内容は実施の形態１と同様である。
【００６５】
ロジック回路１３１は、偏向制御回路１３０に接続される。また、ロジック回路１３１は、偏向器２１２に接続される。
【００６６】
パターン面積密度ρ（ｘ、ｙ）演算部６０、近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ、ｙ）演算部６２、画素内パターン面積密度ρ’（ｘ、ｙ）演算部６４、照射量Ｄ（ｘ、ｙ）演算部６６、照射時間ｔ（ｘ、ｙ）演算部６８、配列加工部７０、短縮処理部７２、最大照射時間ｔｍａｘ演算部７５、分割ショットデータ生成部８６、単位領域描画時間演算部７６、ステージ速度演算部７８、速度チャート作成部８０、転送処理部８２、及び描画制御部８４といった各機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。パターン面積密度ρ（ｘ、ｙ）演算部６０、近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ、ｙ）演算部６２、画素内パターン面積密度ρ’（ｘ、ｙ）演算部６４、照射量Ｄ（ｘ、ｙ）演算部６６、照射時間ｔ（ｘ、ｙ）演算部６８、配列加工部７０、短縮処理部７２、最大照射時間ｔｍａｘ演算部７５、分割ショットデータ生成部８６、単位領域描画時間演算部７６、ステージ速度演算部７８、速度チャート作成部８０、転送処理部８２、及び描画制御部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。
【００６７】
図１２は、実施の形態２における個別ブランキング制御回路と共通ブランキング制御回路の内部構成を示す概念図である。図１２において、描画装置１００本体内のブランキングアパーチャアレイ部２０４に配置された個別ブランキング制御用の各ロジック回路４１には、シフトレジスタ４０、レジスタ４２、及びＡＮＤ演算器４４が配置される。なお、ＡＮＤ演算器４４については、省略しても構わない。実施の形態２では、従来、例えば、１０ビットの制御信号によって制御されていた各ビーム用の個別ブランキング制御を、例えば１ビットの制御信号によって制御する。すなわち、シフトレジスタ４０、レジスタ４２、及びＡＮＤ演算器４４には、１ビットの制御信号が入出力される。制御信号の情報量が少ないことにより、制御回路の設置面積を小さくできる。言い換えれば、設置スペースが狭いブランキングアパーチャアレイ部２０４上にロジック回路を配置する場合でも、より小さいビームピッチでより多くのビームを配置できる。これはブランキングアパーチャアレイ部２０４を透過する電流量を増加させ、すなわち描画スループットを向上することができる。
【００６８】
また、共通ブランキング用の偏向器２１２には、アンプが配置され、ロジック回路１３１には、レジスタ５０、及びカウンタ５２が配置される。こちらは、同時に複数の異なる制御を行うわけではなく、ＯＮ／ＯＦＦ制御を行う１回路で済むため、高速に応答させるための回路を配置する場合でも設置スペース、回路の使用電流の制限の問題が生じない。よってこのアンプはブランキングアパーチャ上に実現できるアンプよりも格段に高速で動作する。このアンプは例えば、１０ビットの制御信号によって制御する。すなわち、レジスタ５０、及びカウンタ５２には、例えば１０ビットの制御信号が入出力される。
【００６９】
実施の形態２では、上述した個別ブランキング制御用の各ロジック回路４１によるビームＯＮ／ＯＦＦ制御と、マルチビーム全体を一括してブランキング制御する共通ブランキング制御用のロジック回路１３１によるビームＯＮ／ＯＦＦ制御との両方を用いて、各ビームのブランキング制御を行う。
【００７０】
図１３は、実施の形態２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１３において、実施の形態２における描画方法は、配列加工工程（Ｓ１１０）と最大照射時間短縮処理工程（Ｓ１２２）との間に、分割ショットデータ生成工程（Ｓ１２０）を実施する点以外は、図７と同様である。
【００７１】
パターン面積密度ρ（ｘ、ｙ）演算工程（Ｓ１０２）から配列加工工程（Ｓ１１０）までの各工程の内容は実施の形態１と同様である。
【００７２】
分割ショットデータ生成工程（Ｓ１２０）として、分割ショットデータ生成部８６は、１回分のショットを同じ位置に連続して照射される照射時間が異なる複数回の分割ショットに分割するための分割ショットデータを生成する。分割ショットデータ生成部８６は、ショット毎に、マルチビームの各ビームの照射時間を量子化単位Δ（階調値分解能）で割った階調値Ｎを予め設定された桁数ｎの２進数の値に変換する。例えば、Ｎ＝５０であれば、５０＝２５+２４+２１なので、例えば、１０桁の２進数の値に変換すると“００００１１００１０”となる。例えば、Ｎ＝５００であれば、同様に、“０１１１１１０１００”となる。例えば、Ｎ＝７００であれば、同様に、“１０１０１１１１００”となる。例えば、Ｎ＝１０２３であれば、同様に、“１１１１１１１１１１”となる。各ビームの照射時間は、ショット毎に、各ビームが照射することになるメッシュ領域に定義された照射時間が相当する。
【００７３】
桁数ｎは、２桁以上であればよいが、好ましくは４桁以上、より好ましくは８桁以上が好適である。ここでは、一例として１０桁を用いる。
【００７４】
実施の形態２では、各ビームのショット毎に、当該ビームの照射を、変換された２進数の各桁の値をそれぞれ１０進数で定義した場合に相当する階調値にΔを乗じた照射時間として各桁を組み合わせた桁数ｎ回の照射に分割する。言い換えれば、１ショットを、Δａｎ−１２ｎ−１、・・・Δａｋ２ｋ、・・・Δａ１２１、Δａ０２０の各照射時間の複数の分割ショットに分割する。桁数ｎ＝１０とする場合、１ショットは、１０回の分割ショット（照射ステップ）に分割される。ａｋは、各桁のビット値を示す。よって、ビット値が１の桁に対応する分割ショットでは、ビームが照射されるが、ビット値が０の桁に対応する分割ショットでは、ビームが照射されないことになる。
【００７５】
図１４は、実施の形態２における桁数ｎ＝１０とする場合の各桁数と各桁の照射時間の関係を示すビット加工テーブルを示す図である。図１４において、１桁目（ｋ＝０）（１ビット目）の照射時間はΔ、２桁目（ｋ＝１）（２ビット目）の照射時間は２Δ、３桁目（ｋ＝２）（３ビット目）の照射時間は４Δ、４桁目（ｋ＝３）（４ビット目）の照射時間は８Δ、・・・、１０桁目（ｋ＝９）（１０ビット目）の照射時間が５１２Δとなる。
【００７６】
例えば、桁数ｎ＝１０とする場合、Ｎ＝７００であれば、１０桁目（１０ビット目）の照射時間がΔ×５１２となる。９桁目（９ビット目）の照射時間がΔ×０＝０となる。８桁目（８ビット目）の照射時間がΔ×１２８となる。７桁目（７ビット目）の照射時間がΔ×０＝０となる。６桁目（６ビット目）の照射時間がΔ×３２となる。５桁目（５ビット目）の照射時間がΔ×１６となる。４桁目（４ビット目）の照射時間がΔ×８となる。３桁目（３ビット目）の照射時間がΔ×４となる。２桁目（２ビット目）の照射時間がΔ×０＝０となる。１桁目（１ビット目）の照射時間がΔ×０＝０、となる。これらの合計時間は７００Δである。
【００７７】
そして、例えば桁数の大きい方から順に照射する場合、例えばΔ＝１ｎｓとすれば、１回目の照射ステップが５１２ｎｓ（ビームＯＮ）の照射となる。２回目の照射ステップが０ｎｓ（ビームＯＦＦ）の照射となる。３回目の照射ステップが１２８ｎｓ（ビームＯＮ）の照射となる。４回目の照射ステップが０ｎｓ（ビームＯＦＦ）の照射となる。５回目の照射ステップが３２ｎｓ（ビームＯＮ）の照射となる。６回目の照射ステップが１６ｎｓ（ビームＯＮ）の照射となる。７回目の照射ステップが８ｎｓ（ビームＯＮ）の照射となる。８回目の照射ステップが４ｎｓ（ビームＯＮ）の照射となる。９回目の照射ステップが０ｎｓ（ビームＯＦＦ）の照射となる。１０回目の照射ステップが０ｎｓ（ビームＯＦＦ）の照射となる。
【００７８】
最大照射時間短縮処理工程（Ｓ１２２）として、短縮処理部７２は、ショット毎に、待ち時間となる不要な時間を短縮する最大照射時間短縮処理を行う。
【００７９】
図１５は、実施の形態２における最大照射時間の短縮処理を説明するための一例を示す図である。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）では、上述した例えば１０回の分割ショットのうち、３２Δ未満の照射時間になる分割ショットについては図示を省略している。図１５（ａ）の例では、各ショットについて一律に１０回の分割ショットを行うように設定する場合を示している。言い換えれば、各ショットについて一律に１０２３Δを最大照射時間に設定する場合を示している。また、図１５（ａ）の例では、ｋショット目の各ビーム（ここでは、ビーム１〜５）の各分割ショットのショット有無と、ｋ＋ｍショット目の各ビームの各分割ショットのショット有無と、ｋ＋ｐショット目の各ビームの各分割ショットのショット有無と、を示している。
【００８０】
ｋショット目に注目すると、ビーム１では、３２Δの照射時間になる分割ショット、２５６Δの照射時間になる分割ショット、及び５１２Δの照射時間になる分割ショットでは、ビームＯＮになる。しかし、６４Δ、及び１２８Δの照射時間になる分割ショットでは、ビームＯＦＦになる。よって、ビーム１では、６４Δ、及び１２８Δの照射時間になる分割ショットの期間は待ち時間になる。ビーム２では、６４Δの照射時間になる分割ショット、及び２５６Δの照射時間になる分割ショットでは、ビームＯＮになる。しかし、３２Δ、１２８Δ、及び５１２Δの照射時間になる分割ショットでは、ビームＯＦＦになる。よって、ビーム２では、３２Δ、１２８Δ、及び５１２Δの照射時間になる分割ショットの期間は待ち時間になる。同様に、ビーム３では、３２Δ、６４Δ、１２８Δ、及び５１２Δの照射時間になる分割ショットの期間は待ち時間になる。同様に、ビーム４では、３２Δ、１２８Δ、及び５１２Δの照射時間になる分割ショットの期間は待ち時間になる。同様に、ビーム５では、３２Δ、６４Δ、１２８Δ、及び５１２Δの照射時間になる分割ショットの期間は待ち時間になる。よって、ｋショット目では、１２８Δの照射時間になる分割ショットの期間が、いずれもビームも照射していない待ち時間となる。同様に、ｋ＋ｍショット目では、５１２Δの照射時間になる分割ショットの期間が、いずれもビームも照射していない待ち時間となる。これに対して、ｋ＋ｐショット目では、いずれもビームも照射していない分割ショットの期間が存在しない、すべての分割ショットが必要となるショットになる。言い換えれば、当初の最大照射時間が必要となるショットになる。
【００８１】
そこで、短縮処理部７２は、ショット毎に、かかる待ち時間を短縮する処理を行う。図１５（ｂ）の例では、ｋショット目に注目すると、１２８Δの照射時間になる分割ショットの期間が待ち時間となる。よって、ｋショット目について、１２８Δの照射時間になる分割ショットを省略することで待ち時間を短縮する。その結果、ｋショット目について、かかる待ち時間分だけ描画時間を短縮できる。ｋ+ｍショット目に注目すると、５１２Δの照射時間になる分割ショットの期間が待ち時間となる。よって、ｋショット目について、５１２Δの照射時間になる分割ショットを省略することで待ち時間を短縮する。ｋ＋ｐショット目に注目すると、待ち時間が発生していないので、ｋ＋ｐショット目については短縮できない。以上のように、すべてのショットについてかかる最大照射時間の短縮処理を行う。
【００８２】
ショット毎の最大照射時間ｔｍａｘ取得工程（Ｓ１３０）として、最大照射時間ｔｍａｘ演算部７５は、ショット毎に、残った分割ショットの照射時間の合計を当該ショットの最大照射時間ｔｍａｘとして演算する。
【００８３】
単位領域描画時間演算工程（Ｓ１５０）からステージ速度チャート作成工程（Ｓ１５４）までの各工程の内容は実施の形態１と同様である。
【００８４】
データ転送処理工程（Ｓ１５６）として、転送処理部８２は、各ビームのショット毎に、ｎ桁の２進数データに変換された照射時間配列データを偏向制御回路１３０に出力する。偏向制御回路１３０は、ショット毎に、各ビーム用のロジック回路４１に照射時間配列データを出力する。また、これと同期して、偏向制御回路１３０は、共通ブランキング用のロジック回路１３１に各分割ショットのタイミングデータを出力する。
【００８５】
図１６は、実施の形態２における照射時間配列データの一部の一例を示す図である。図１６では、マルチビームを構成するビームの内、例えばビーム１〜５についての所定のショットの照射時間配列データの一部を示している。図１６の例では、ビーム１〜５について、ｋビット目（ｋ桁目）の分割ショットの照射ステップからｋ−３ビット目（ｋ−３桁目）の分割ショットの照射ステップまでの照射時間配列データを示している。図７の例では、ビーム１について、ｋビット目（ｋ桁目）からｋ−３ビット目（ｋ−３桁目）までの分割ショットの照射ステップについてデータ”１１０１”を示す。ビーム２について、ｋビット目（ｋ桁目）からｋ−３ビット目（ｋ−３桁目）までの分割ショットの照射ステップについてデータ”１１００”を示す。ビーム３について、ｋビット目（ｋ桁目）からｋ−３ビット目（ｋ−３桁目）までの分割ショットの照射ステップについてデータ”０１１０”を示す。ビーム４について、ｋビット目（ｋ桁目）からｋ−３ビット目（ｋ−３桁目）までの分割ショットの照射ステップについてデータ”０１１１”を示す。ビーム５について、ｋビット目（ｋ桁目）からｋ−３ビット目（ｋ−３桁目）までの分割ショットの照射ステップについてデータ”１０１１”を示す。
【００８６】
実施の形態２では、図１２に示したように、ロジック回路４１にシフトレジスタ４０を用いているので、データ転送の際、偏向制御回路１３０は、同じビット（同じ桁数）のデータをビームの配列順（或いは識別番号順）にブランキングアパーチャアレイ部２０４の各ロジック回路４１にデータ転送する。また、同期用のクロック信号（ＣＬＫ１）、データ読み出し用のリード信号（ｒｅａｄ）、及びＡＮＤ演算器信号（ＢＬＫ信号）を出力する。図１６の例では、例えば、ビーム１〜５のｋビット目（ｋ桁目）のデータとして、後のビーム側から”１００１１”の各１ビットデータを転送する。各ビームのシフトレジスタ４０は、クロック信号（ＣＬＫ１）に従って、上位側から順にデータを次のシフトレジスタ４０に転送する。例えば、ビーム１〜５のｋビット目（ｋ桁目）のデータは、５回のクロック信号によって、ビーム１のシフトレジスタ４０には１ビットデータである”１”が格納される。ビーム２のシフトレジスタ４０には１ビットデータである”１”が格納される。ビーム３のシフトレジスタ４０には１ビットデータである”０”が格納される。ビーム４のシフトレジスタ４０には１ビットデータである”０”が格納される。ビーム５のシフトレジスタ４０には１ビットデータである”１”が格納される。
【００８７】
次に、各ビームのレジスタ４２が、リード信号（ｒｅａｄ）を入力すると、各ビームのレジスタ４２が、シフトレジスタ４０からそれぞれのビームのｋビット目（ｋ桁目）のデータを読み込む。図１６の例では、ｋビット目（ｋ桁目）のデータとして、ビーム１のレジスタ４２には１ビットデータである”１”が格納される。ｋビット目（ｋ桁目）のデータとして、ビーム２のレジスタ４２には１ビットデータである”１”が格納される。ｋビット目（ｋ桁目）のデータとして、ビーム３のレジスタ４２には１ビットデータである”０”が格納される。ｋビット目（ｋ桁目）のデータとして、ビーム４のレジスタ４２には１ビットデータである”０”が格納される。ｋビット目（ｋ桁目）のデータとして、ビーム５のレジスタ４２には１ビットデータである”１”が格納される。各ビームの個別レジスタ４２は、ｋビット目（ｋ桁目）のデータを入力すると、そのデータに従って、ＯＮ／ＯＦＦ信号をＡＮＤ演算器４４に出力する。ｋビット目（ｋ桁目）のデータが”１”であればＯＮ信号を、”０”であればＯＦＦ信号を出力すればよい。そして、ＡＮＤ演算器４４では、ＢＬＫ信号がＯＮ信号であって、レジスタ４２の信号がＯＮであれば、アンプ４６にＯＮ信号を出力し、アンプ４６は、ＯＮ電圧を個別ブランキング偏向器の電極２４に印加する。それ以外では、ＡＮＤ演算器４４は、アンプ４６にＯＦＦ信号を出力し、アンプ４６は、ＯＦＦ電圧を個別ブランキング偏向器の電極２４に印加する。
【００８８】
そして、かかるｋビット目（ｋ桁目）のデータが処理されている間に、偏向制御回路１３０は、次のｋ−１ビット目（ｋ−１桁目）のデータをビームの配列順（或いは識別番号順）にブランキングアパーチャアレイ部２０４の各ロジック回路４１にデータ転送する。図１６の例では、例えば、ビーム１〜５のｋ−１ビット目（ｋ−１桁目）のデータとして、後のビーム側から”０１１１１”の各１ビットデータを転送する。各ビームのシフトレジスタ４０は、クロック信号（ＣＬＫ１）に従って、上位側から順にデータを次のシフトレジスタ４０に転送する。例えば、ビーム１〜５のｋ−１ビット目（ｋ−１桁目）のデータは、５回のクロック信号によって、ビーム１のシフトレジスタ４０には１ビットデータである”１”が格納される。ビーム２のシフトレジスタ４０には１ビットデータである”１”が格納される。ビーム３のシフトレジスタ４０には１ビットデータである”１”が格納される。ビーム４のシフトレジスタ４０には１ビットデータである”１”が格納される。ビーム５のシフトレジスタ４０には１ビットデータである”０”が格納される。そして、偏向制御回路１３０は、ｋビット目の照射時間が終了したら、次のｋ−１ビット目（ｋ−１桁目）のリード信号を出力する。ｋ−１ビット目（ｋ−１桁目）のリード信号によって、各ビームのレジスタ４２が、シフトレジスタ４０からそれぞれのビームのｋ−１ビット目（ｋ−１桁目）のデータを読み込めばよい。以下、同様に、１ビット目（１桁目）のデータ処理まで進めればよい。偏向制御回路１３０により、リード信号を出力するタイミングを各分割ショットの照射時間に対応させて制御することで、複数の分割ショットの一部の分割ショットを省略しても残りの各分割ショットの照射時間に合わせることができる。また、省略された分割ショットに対しては照射時間配列データの転送を省略することで効率良く次の分割ショットに移ることができる。
【００８９】
ここで、図１２に示したＡＮＤ演算器４４については、省略しても構わない。但し、ロジック回路４１内の各素子のいずれかが故障して、ビームＯＦＦにできない状態に陥った場合などに、ＡＮＤ演算器４４を配置することでビームをＯＦＦに制御できる点で効果的である。また、図１２では、シフトレジスタを直列にした１ビットのデータ転送経路を用いているが、複数の並列の転送経路を設けることで、２ビット以上のデータで制御することもでき、転送の高速化を図ることができる。
【００９０】
描画工程（Ｓ１５８）として、描画制御部８４の制御のもと、ステージ制御部１３８は、ステージ速度チャートを読み出し、ステージ速度チャートに沿って、ＸＹステージ１０５の速度を可変速に制御する。その際、図９（ｆ）のステージ速度チャートに示すように、ステージ制御部１３８は、描画するパターンのパターン密度の高い試料上の領域を描画する場合には試料が載置されたＸＹステージ１０５のステージ速度を高速に制御し、パターン密度の低い試料上の領域を描画する場合にはＸＹステージ１０５のステージ速度を低速に制御する。また、描画部１５０は、ＸＹステージ１０５の移動に同期しながら、電子ビームによるマルチビーム２０を用いて、１回分のショットを同じ位置に連続して照射される照射時間が異なる複数回の分割ショットに分けて試料１０１にパターンを描画する。
【００９１】
図１７は、実施の形態２における１ショット中の照射ステップの一部についてのビームＯＮ／ＯＦＦ切り替え動作を示すタイミングチャート図である。図１７では、例えば、マルチビームを構成する複数のビームのうち、１つのビーム（ビーム１）について示している。ここでは、例えば、ビーム１のｋビット目（ｋ桁目）から（ｋ−３）ビット目（ｋ−３桁目）までの分割ショットについて示している。照射時間配列データは、例えば、ｋビット目（ｋ桁目）が”１”、ｋ−１ビット目（ｋ−１桁目）が”１”、ｋ−２ビット目（ｋ−２桁目）が”０”、ｋ−３ビット目（ｋ−３桁目）が”１”の場合を示している。
【００９２】
まず、ｋビット目（ｋ桁目）のリード信号の入力によって、個別レジスタ４２は、格納されているｋビット目（ｋ桁目）のデータ（１ビット）に従ってＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する。
【００９３】
ｋビット目（ｋ桁目）のデータがＯＮデータであるので、個別アンプ４６（個別アンプ１）はＯＮ電圧を出力し、ビーム１用のブランキング電極２４にＯＮ電圧を印加する。一方、共通ブランキング用のロジック回路１３１内では、当該ショットで使用する分割ショットの各分割ショットのタイミングデータに従って、ＯＮ／ＯＦＦを切り替える。共通ブランキング機構では、各分割ショットの照射時間だけＯＮ信号を出力する。当該ショットの複数の分割ショットが、５１２Δ、２５６Δ、６４Δ、３２Δの各照射時間になる４回の分割ショットで構成される場合、例えば、Δ＝１ｎｓとすれば、１回目の分割ショットの照射時間が５１２Δ＝５１２ｎｓとなる。２回目の分割ショットの照射時間が２５６Δ＝２５６ｎｓとなる。３回目の分割ショットの照射時間が６４Δ＝６４ｎｓとなる。４回目の分割ショットの照射時間が３２Δ＝３２ｎｓとなる。ロジック回路１３１内では、レジスタ５０に各分割ショットのタイミングデータが入力されると、レジスタ５０がｋ桁目（ｋビット目）のＯＮデータを出力し、カウンタ５２がｋ桁目（ｋビット目）の照射時間をカウントし、かかる照射時間の経過時にＯＦＦとなるように制御される。省略された分割ショットに対しては、各分割ショットのタイミングデータの入力を省略し、また、対応する照射時間配列データの転送を省略することで効率良く描画時間の短縮を行うことができる。
【００９４】
また、共通ブランキング機構では、個別ブランキング機構のＯＮ／ＯＦＦ切り替えに対して、アンプ４６の電圧安定時間（セトリング時間）Ｓ１／Ｓ２を経過した後にＯＮ／ＯＦＦ切り替えを行う。図１７の例では、個別アンプ１がＯＮになった後、ＯＦＦからＯＮに切り替え時の個別アンプ１のセトリング時間Ｓ１を経過後に、共通アンプがＯＮになる。これにより、個別アンプ１の立ち上がり時の不安定な電圧でのビーム照射を排除できる。そして、共通アンプは対象となるｋ桁目（ｋビット目）の照射時間の経過時にＯＦＦとなる。その結果、実際のビームは、個別アンプと共通アンプが共にＯＮであった場合に、ビームＯＮとなり、試料１０１に照射される。よって、共通アンプのＯＮ時間が実際のビームの照射時間になるように制御される。一方、個別アンプ１がＯＦＦになるときには、共通アンプがＯＦＦになった後、セトリング時間Ｓ２を経過後に個別アンプ１がＯＦＦになる。これにより、個別アンプ１の立ち下がり時の不安定な電圧でのビーム照射を排除できる。
【００９５】
以上のように、個別ブランキング機構により各ビームのＯＮ／ＯＦＦ切り替えが行われる制御とは別に、共通ブランキング機構（ロジック回路１３１、及び偏向器２１２等）を用いてマルチビーム全体に対して一括してビームのＯＮ／ＯＦＦ制御を行い、ｋビット目の各照射ステップ（照射）に対応する照射時間だけビームＯＮの状態になるようにブランキング制御を行う。これにより、マルチビームの各ショットは、同じ位置に連続して照射される照射時間が異なる複数回の分割ショットに分割される。そして、試料１０１に描画されるパターンに応じて、複数回の分割ショットの回数が可変に設定される。設定される分割ショットの照射時間の合計が短いほど、当該ショットの最大照射時間を短くできる。そして、ショット毎の最大照射時間を可変にしたことで、高密度部（パターン密度の高い領域）でのＸＹステージ１０５のステージ速度を速めるといった、ステージ速度を可変にできる。
【００９６】
図１８は、実施の形態２におけるブランキング動作を説明するための概念図である。ブランキングアパーチャアレイ部２０４を通過したマルチビーム２０ａ〜ｅは、縮小レンズ２０５によって、縮小され、制限アパーチャ部材２０６に形成された中心の穴に向かって進む。ここで、ブランキングアパーチャアレイ部２０４のブランカーによって偏向された電子ビーム２０は、制限アパーチャ部材２０６（ブランキングアパーチャ部材）の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ部材２０６によって遮蔽される。一方、ブランキングアパーチャアレイ部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、偏向器２１２（共通ブランキング機構）によって、偏向されなければ、図１１に示すように制限アパーチャ部材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と共通ブランキング機構のＯＮ／ＯＦＦとの組み合わせによって、ブランキング制御が行われ、ビームのＯＮ／ＯＦＦが制御される。このように、制限アパーチャ部材２０６は、個別ブランキング機構或いは共通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ＯＮになってからビームＯＦＦになるまでに形成された、制限アパーチャ部材２０６を通過したビームにより、１回分のショットをさらに分割した複数の分割ショットの各ビームが形成される。制限アパーチャ部材２０６を通過したマルチビーム２０は、対物レンズ２０７により焦点が合わされ、所望の縮小率のパターン像となり、偏向器２０８によって、制限アパーチャ部材２０６を通過した各ビーム（マルチビーム２０全体）が同方向にまとめて偏向され、各ビームの試料１０１上のそれぞれの照射位置に照射される。また、例えばＸＹステージ１０５が連続移動している時、ビームの照射位置がＸＹステージ１０５の移動に追従するように偏向器２０８によって制御される。一度に照射されるマルチビーム２０は、理想的にはアパーチャ部材２０３の複数の穴の配列ピッチに上述した所望の縮小率を乗じたピッチで並ぶことになる。
【００９７】
以上のように、実施の形態２によれば、１回分のショットを同じ位置に連続して照射される照射時間が異なる複数回の分割ショットに分割して描画するマルチビーム描画において、ＸＹステージ１０５を可変速に移動させることで、スループット性能をさらに高めることができる。
【００９８】
実施の形態３．
実施の形態２では、例えば、ｎ桁の２進数のうち、大きい桁で定義される照射時間の分割ショット側から順に各ビームの照射時間を振り分ける。よって、例えば、１０２３Δを１０回の分割ショットに分ける場合、照射時間が５１２Δ以上であれば、複数の分割ショットのうち、最も照射時間が長い５１２Δの分割ショットが当該ショット中に必ず含まれることになる。また、ショット毎に、マルチビームの各ビームの照射を複数の分割ショットに分けた場合に、すべてのビームで照射に用いない分割ショットが存在しなければ最大照射時間の短縮につながらない。そこで、実施の形態３では、分割ショットの照射時間が２ｋΔに限定されない２ｎ−１Δよりも短い特定値の分割ショットを用いて、最大照射時間の短縮を図る構成について説明する。
【００９９】
図１９は、実施の形態３における描画装置の構成を示す概念図である。図１９において、制御計算機１１０内に、短縮処理部７２の代わりに、最大照射時間ｔｍａｘ取得部７４、頻度関数演算部８８、Ｔ１演算部９０、ｍ１演算部９２、及びＭ２演算部９４を追加した点以外は図１１と同様である。また、以下、特に説明した点以外の内容は実施の形態２と同様である。
【０１００】
パターン面積密度ρ（ｘ、ｙ）演算部６０、近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ、ｙ）演算部６２、画素内パターン面積密度ρ’（ｘ、ｙ）演算部６４、照射量Ｄ（ｘ、ｙ）演算部６６、照射時間ｔ（ｘ、ｙ）演算部６８、配列加工部７０、最大照射時間ｔｍａｘ取得部７４、頻度関数演算部８８、Ｔ１演算部９０、ｍ１演算部９２、Ｍ２演算部９４、分割ショットデータ生成部８６、最大照射時間ｔｍａｘ演算部７５、単位領域描画時間演算部７６、ステージ速度演算部７８、速度チャート作成部８０、転送処理部８２、及び描画制御部８４といった各機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。パターン面積密度ρ（ｘ、ｙ）演算部６０、近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ、ｙ）演算部６２、画素内パターン面積密度ρ’（ｘ、ｙ）演算部６４、照射量Ｄ（ｘ、ｙ）演算部６６、照射時間ｔ（ｘ、ｙ）演算部６８、配列加工部７０、最大照射時間ｔｍａｘ取得部７４、頻度関数演算部８８、Ｔ１演算部９０、ｍ１演算部９２、Ｍ２演算部９４、分割ショットデータ生成部８６、最大照射時間ｔｍａｘ演算部７５、単位領域描画時間演算部７６、ステージ速度演算部７８、速度チャート作成部８０、転送処理部８２、及び描画制御部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。
【０１０１】
図２０は、実施の形態３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２０において、実施の形態３における描画方法は、ショット毎の最大照射時間ｔｍａｘ取得工程（Ｓ１３０）と、単位領域描画時間演算工程（Ｓ１５０）との間に、頻度関数演算工程（Ｓ１３２）と、Ｔ１演算工程（Ｓ１３４）と、ｍ１，Ｍ２演算工程（Ｓ１３６）と、分割ショットデータ生成工程（Ｓ１３８）と、最大照射時間ｔｍａｘ再演算工程（Ｓ１４０）と、を実施する点以外は、図７と同様である。
【０１０２】
パターン面積密度ρ（ｘ、ｙ）演算工程（Ｓ１０２）からショット毎の最大照射時間ｔｍａｘ取得工程（Ｓ１３０）までの各工程の内容は実施の形態１と同様である。
【０１０３】
頻度関数演算工程（Ｓ１３２）として、頻度関数演算部８８は、試料１０１を描画するための全ショットの各ショットの最大照射時間ｔｍａｘの頻度を定義した照射時間ｔに依存する頻度関数Ｆ（ｔ）を演算する。言い換えれば、描画レイアウト毎に頻度関数Ｆ（ｔ）を演算する。或いは、ストライプ領域毎に、或いはＣＰＭ領域３７毎に、当該領域を描画するための全ショットの各ショットの最大照射時間ｔｍａｘの頻度を定義した照射時間ｔに依存する頻度関数Ｆ（ｔ）を演算してもよい。ＣＰＭ領域３７毎に頻度関数Ｆ（ｔ）を演算する場合、それぞれのＣＰＭ領域３７に所属させる照射領域３４の決め方は実施の形態１と同様で良い。よって、所属する複数の照射領域３４の各照射領域３４にてトラッキングサイクル中に行う複数のショットが、当該ＣＰＭ領域３７に所属する複数回のショットに該当する。
【０１０４】
図２１は、実施の形態３における頻度関数グラフの一例を示す図である。縦軸に、頻度（同じ最大照射時間のショット個数）を示す。横軸に照射時間を示す。最小の最大照射時間Ｔｍｉｎと最大の最大照射時間Ｔ２とが存在し、ＴｍｉｎとＴ２との間で同じ最大照射時間のショット個数が分布することになる。なお、ここでは実照射のないショットは対象外としている。
【０１０５】
Ｔ１演算工程（Ｓ１３４）として、Ｔ１演算部９０は、ＴｍｉｎとＴ２との間で以下の条件を満たす照射時間Ｔ１を演算する。ＴｍｉｎからＴ１までの頻度関数Ｆ（ｔ）の積分値（面積）Ｓ１（＝ΣＦ（ｔ），Ｔｍｉｎ≦ｔ≦Ｔ１）と、Ｔ１からＴ２までの頻度関数Ｆ（ｔ）の積分値（面積）Ｓ２（＝ΣＦ（ｔ），Ｔ１＜ｔ≦Ｔ２）と、を定義する。ここで、積分値（面積）は、それぞれの範囲にあるショットの個数を表している。マルチビームの制御シーケンス上の描画時間Ｔｃは、以下の式（１）で定義できる。式（１）ではステージ移動に伴う待ち時間を無視した場合を示している。
（１）  Ｔｃ＝Ｓ１・Ｔ１＋Ｓ２・Ｔ２
これは、特定値（Ｔ２−Ｔ１）の分割ショットが効率良く省略されることによって、Ｓ１に含まれるショットは最大照射時間Ｔ１で描画され、また、Ｓ２に含まれるショットは最大照射時間Ｔ２で描画される場合の描画時間を示している。
【０１０６】
なお、実施の形態３における特定値を用いないで各ショットをそれぞれの最大照射時間で描画した場合、全てのショットが最大照射時間Ｔ２で描画されるので、マルチビームの制御シーケンス上の描画時間Ｔｃは、以下の式（２）で定義できる。
（２）  Ｔｃ＝（Ｓ１＋Ｓ２）・Ｔ２
【０１０７】
実施の形態３において、Ｔ１演算部９０は、式（１）に示す描画時間Ｔｃを最小にする照射時間Ｔ１を演算する。
【０１０８】
図２２は、実施の形態３における頻度関数グラフの他の一例を示す図である。縦軸に、頻度（同じ最大照射時間のショット個数）を示す。横軸に照射時間を示す。図２２では、より単純な例として頻度関数Ｆ（ｔ）＝ｋで一定の場合を仮定している。かかる場合、式（１）は以下の式（３）のように変形できる。
（３）  Ｔｃ＝Ｓ１・Ｔ１＋Ｓ２・Ｔ２
＝ｋ（Ｔ１−Ｔｍｉｎ）・Ｔ１＋ｋ（Ｔ２−Ｔ１）・Ｔ２
＝ｋ｛Ｔ１２−（Ｔｍｉｎ＋Ｔ２）・Ｔ１＋Ｔ２２｝
【０１０９】
ここで、例えば、近接効果補正係数（後方散乱係数）η＝０．６とし、パターン面積密度が１００％での照射時間（照射量）を１．０とした場合、後方散乱電子による露光を含めた露光量を一定にするためには、パターン面積密度が５０％での照射時間（照射量）が１．２３（相対値）、パターン面積密度が０％（０％に近い０％ではない）での照射時間（照射量）が１．６（相対値）に相当する。よって、Ｔｍｉｎ＝１．０、Ｔ２＝１．６を式（３）に代入すると、式（３）は以下の式（４）に変形できる。
（４）  Ｔｃ＝ｋ（Ｔ１２−２．６・Ｔ１＋２．５６）
【０１１０】
よって、式（４）を時間ｔで微分し、微分値＝０として描画時間Ｔｃの最小値を求めると、照射時間Ｔ１は、Ｔ１＝１．３となる。よって、この例では、分割ショットの特定値（Ｔ２−Ｔ１）を０．３（相対値）にすれば、描画時間が最少にできることになる。
【０１１１】
（ケース１）
例えば、描画領域内で、パターン面積密度が５０％の領域が９５％、パターン面積密度が０％の領域（０％に近い０％ではない領域）が５％となるレイアウトの場合の描画時間は以下のように計算できる。また、かかる場合、描画時間を最小にするＴ１の値を、パターン面積密度が５０％での照射時間（照射量）の１．２３（相対値）を含むように、例えば、Ｔ１＝１．２５（相対値）とする。
（１−１）  実施の形態３における特定値を用いない場合
Ｔｃ＝（０．９５＋０．０５）×１．６＝１．６（相対値）
（１−２）  実施の形態３における特定値を用いて分割ショットを行う場合
Ｔｃ＝０．９５×１．２５＋０．０５×１．６＝１．２７（相対値）
よって、１．２７／１．６＝０．７９となり、実施の形態３における特定値を用いて分割ショットを行う場合、描画時間が０．７９倍に短縮できる。よって、ステージ速度を可変速に適切に制御ができれば、約２０％の速度向上が可能となる。
【０１１２】
（ケース２）
また、例えば、描画領域内で、パターン面積密度が１００％の領域が９５％、パターン面積密度が０％の領域（０％に近い０％ではない領域）が５％となるレイアウトの場合の描画時間は以下のように計算できる。また、かかる場合、描画時間を最小にするＴ１の値を、パターン面積密度が１００％での照射時間（照射量）の１．０（相対値）を含むように、例えば、Ｔ１＝１．０５（相対値）とする。
（２−１）  実施の形態３における特定値を用いない場合
Ｔｃ＝（０．９５＋０．０５）×１．６＝１．６（相対値）
（２−２）  実施の形態３における特定値を用いて分割ショットを行う場合
Ｔｃ＝０．９５×１．０５＋０．０５×１．６＝１．０８（相対値）
よって、１．０８／１．６＝０．６８となり、実施の形態３における特定値を用いて分割ショットを行う場合、描画時間が０．６８倍に短縮できる。よって、ステージ速度を可変速に適切に制御ができれば、約３０％の速度向上が可能となる。
【０１１３】
ｍ１，Ｍ２演算工程（Ｓ１３６）として、Ｍ２演算部９４は、特定値Ｍ２Δ（第１の特定値）の階調値Ｍ２を演算する。特定値Ｍ２Δは、Ｔ２−Ｔ１で定義される。特定値Ｍ２Δの階調値Ｍ２は、以下の式（５）で定義される。ここで、演算によって生じる余りδ２は、諧調が１００以上あるような場合には生じる誤差が十分小さいので無視して構わない。諧調が１００以下で誤差が無視できない場合は、描画時間の短縮効果が得られるように、適宜、余りδ２を切り上げ、あるいは、切り捨てする処理を選択すれば良い。
（５）  Ｍ２＝（Ｔ２−Ｔ１）／Δ
【０１１４】
次に、ｍ１演算部９２は、照射時間Ｔ１の階調値Ｍ１（＝Ｔ１／Δ）を用いて、特定値ｍ１Δ（第２の特定値）の階調値ｍ１を演算する。特定値ｍ１Δの階調値ｍ１は、以下の式（６−１）で定義される。２進数の桁数ｎは、以下の式（６−２）を満たす最大数とする。
（６−１）  ｍ１＝Ｍ１−（２ｎ−１）
（６−２）  Ｍ１≧２ｎ−１
【０１１５】
以上により、１ショットを複数の分割ショットに分割するための照射時間列（Ｍ２Δ、ｍ１Δ、２ｎ−１Δ、２ｎ−２Δ、・・・，２０Δ）を得ることができる。具体的には、照射時間がＴ１からＴ２の各ショットは、（Ｍ２Δ、ｍ１Δ、２ｎ−１Δ、２ｎ−２Δ、・・・，２０Δ）の照射時間に設定される（ｎ＋２）回の分割ショットで描画され、照射時間がＴｍｉｎからＴ１の各ショットは、（ｍ１Δ、２ｎ−１Δ、２ｎ−２Δ、・・・，２０Δ）の照射時間に設定される（ｎ＋１）回の分割ショットで描画される。
【０１１６】
よって、各ショットは、例えば、ｎ＝１０とした従来の最大照射時間１０２３Δを２進数で定義した場合の最大桁で定義される照射時間５１２Δの分割ショットの代わりに、照射時間５１２Δ以下となる照射時間Ｍ２Δの分割ショットにすることができる。よって、２のべき乗に限定されない任意の最大照射時間を設定することで描画時間の短縮ができる。さらに、各ショットの最大照射時間がＭ１Δ以上か否かにより、分割ショット数を変えることができる。
【０１１７】
分割ショットデータ生成工程（Ｓ１３８）として、分割ショットデータ生成部８６は、１回分のショットを同じ位置に連続して照射される照射時間が異なる複数回の分割ショットに分割するための分割ショットデータを生成する。分割ショットデータ生成部８６は、ショット毎に、マルチビームの各ビームの照射時間を量子化単位Δ（階調値分解能）で割った階調値Ｎを予め設定された（Ｍ２、ｍ１、２ｎ−１、２ｎ−２、・・・，２０）の照射時間列の組み合わせに変換する。具体的には、以下のように変換する。
【０１１８】
対象ビームの照射時間の階調値Ｔｓが、Ｔｓ＞Ｍ１の場合には、ビット（Ｍ２）＝１として、残りの照射時間の階調値Ｔｓ１（＝Ｔｓ−Ｍ２）を次に振り分ける。Ｔｓ１＞２ｎ−１の場合には、ビット（ｍ１）＝１として、残りの照射時間の階調値Ｔｓ２（＝Ｔｓ１−ｍ１）を次に振り分ける。Ｔｓ１≦２ｎ−１の場合には、ビット（ｍ１）＝０として、残りの照射時間の階調値Ｔｓ２（＝Ｔｓ１）を次に振り分ける。残りの照射時間の階調値Ｔｓ２は、Ｔｓ２≦２ｎ−１となるので、（２ｎ−１、２ｎ−２、・・・，２０）の少なくとも１つを用いた照射時間の階調値の組合せに変換する。よって、Ｔｓ＞Ｍ１の場合には、（Ｍ２Δ、ｍ１Δ、２ｎ−１Δ、２ｎ−２Δ、・・・，２０Δ）の照射時間に設定される（ｎ＋２）回の分割ショットに変換される。
【０１１９】
一方、対象ビームの照射時間の階調値Ｔｓが、Ｔｓ≦Ｍ１の場合には、ビット（Ｍ２）＝０として、残りの照射時間の階調値Ｔｓ１（＝Ｔｓ）を次に振り分ける。Ｔｓ１＞２ｎ−１の場合には、ビット（ｍ１）＝１として、残りの照射時間の階調値Ｔｓ２（＝Ｔｓ１−ｍ１）を次に振り分ける。Ｔｓ１≦２ｎ−１の場合には、ビット（ｍ１）＝０として、残りの照射時間の階調値Ｔｓ２（＝Ｔｓ１）を次に振り分ける。残りの照射時間の階調値Ｔｓ２は、Ｔｓ２≦２ｎ−１となるので、（２ｎ−１、２ｎ−２、・・・，２０）の少なくとも１つを用いた照射時間の階調値の組合せに変換する。よって、Ｔｓ≦Ｍ１の場合には、（ｍ１Δ、２ｎ−１Δ、２ｎ−２Δ、・・・，２０Δ）の照射時間に設定される（ｎ＋１）回の分割ショットに変換される。
【０１２０】
当該描画レイアウトについて、例えば、Ｔ２＝８５０Δ、Ｔ１＝７００Δの場合を計算する。かかる場合、Ｍ２＝１５０、Ｍ１＝７００となる。よって、Ｍ１≧２ｎ−１を満たす最大数ｎは、ｎ＝９となる。よって、ｍ１＝１８９（＝７００−５１１）となる。よって、複数の分割ショットの照射時間の階調値列は、（１５０、１８９、２８、２７、・・・、２０）となる。
【０１２１】
ここで、あるショットの最大照射時間に対応するビームの照射時間の階調値Ｔｓ＝８５０を複数回の分割ショットに分割する場合を計算する。Ｔｓ＞Ｍ１なので、ビット（Ｍ２＝１５０）＝１となる。残りのＴｓ１（＝７００）は、Ｔｓ１＞２ｎ−１（＝５１１）なので、ビット（ｍ１＝１８９）＝１となる。残りのＴｓ１（＝５１１）は、Ｔｓ１＝２８＋２７＋２６＋２５＋２４＋２３＋２２＋２１＋２０となる。よって、かかるビームは、１１回の分割ショットに変換され、分割ショットデータは、（１１１１１１１１１１１）となる。分割ショットの回数は例えば最大照射時間１０２３Δを２進数変換した１０回の場合よりも増えているが、分割ショットの照射時間の合計は、１０２３Δ以下にできる。
【０１２２】
次に、あるショットの最大照射時間に対応するビームの照射時間の階調値Ｔｓ＝７００を複数回の分割ショットに分割する場合を計算する。Ｔｓ≦Ｍ１なので、ビット（Ｍ２＝１５０）＝０となる。残りのＴｓ１（＝７００）は、Ｔｓ１＞２ｎ−１（＝５１１）なので、ビット（ｍ１＝１８９）＝１となる。残りのＴｓ１（＝５１１）は、Ｔｓ１＝２８＋２７＋２６＋２５＋２４＋２３＋２２＋２１＋２０となる。よって、かかるビームは、１０回の分割ショットに変換され、分割ショットデータは、（１１１１１１１１１１）となる。よって、１回分の分割ショットを省略できる。なお、特定値Ｍ２Δの分割ショットが不要であることを示すため、分割ショットデータは、１１桁の（０１１１１１１１１１１）と定義すると好適である。分割ショットの回数は例えば最大照射時間１０２３Δを２進数変換した１０回の場合と同じであるが、分割ショットの照射時間の合計は、１０２３Δよりも小さくできる。また、階調値Ｔｓが７００より小さい場合には、分割ショットデータは、指定された階調値になるように、適宜、１と０の組み合わせで表現される。
【０１２３】
なお、特定値Ｍ２Δの分割ショットと特定値ｍ１Δの分割ショットとが不要であることを示すため、分割ショットデータは、１１桁の（００１１１１１１１１１）と定義すると好適である。分割ショットの回数は例えば最大照射時間１０２３Δを２進数変換した１０回の場合よりも少なくでき、かつ分割ショットの照射時間の合計は、１０２３Δよりも大幅に小さくできる。また、分割ショットの特定値を複数個設定することも効果的である。例えば、最大照射時間が３種類に偏在するような場合は、Ｔｍｉｎ、Ｔ１、Ｔ２にさらにＴ３を加えて、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の各々の最大照射時間で描画されるように設定すれば、さらに描画時間の短縮を図ることができる。特定値の個数を増やすと、より細かい設定が可能になり描画時間の短縮効果が期待できるが、その反面、処理が複雑になり、また、分割ショット数の増加により切り換えのオーバヘッドが増加し、返って描画時間を増加させることにもなる。そのため、分割ショットの特定値を何個設けるかは、効率を見て判断すると良い。
【０１２４】
図２３は、実施の形態３における最大照射時間の短縮処理を説明するための一例を示す図である。図２３（ａ）、図２３（ｂ）及び図２３（ｃ）では、上述した複数回の分割ショットのうち、３２Δ未満の照射時間になる分割ショットについては図示を省略している。
図２３（ａ）の例では、各ショットについて最大照射時間を１０２３Δに設定して一律に１０回の分割ショットを行うように設定する場合を示している。また、図２３（ａ）の例では、ｋショット目の各ビーム（ここでは、ビーム１〜５）の各分割ショットのショット有無と、ｋ＋ｍショット目の各ビームの各分割ショットのショット有無と、ｋ＋ｐショット目の各ビームの各分割ショットのショット有無と、を示している。
【０１２５】
図２３（ａ）において、ｋショット目に注目すると、ビーム１では、５１２Δ、及び３２Δの照射時間になる分割ショットでは、ビームＯＮになる。しかし、２５６Δ、１２８Δ、及び６４Δの照射時間になる分割ショットでは、ビームＯＦＦになる。ビーム２，４では、２５６Δ、及び６４Δの照射時間になる分割ショットでは、ビームＯＮになる。しかし、５１２Δ、１２８Δ、及び３２Δの照射時間になる分割ショットでは、ビームＯＦＦになる。ビーム３，５では、２５６Δの照射時間になる分割ショットでは、ビームＯＮになる。しかし、５１２Δ、１２８Δ、６４Δ、及び３２Δの照射時間になる分割ショットでは、ビームＯＦＦになる。図２３（ａ）において、ｋ＋ｍショット目に注目すると、ビーム１〜５のいずれも５１２Δの照射時間になる分割ショットでは、ビームＯＦＦになる。図２３（ａ）において、ｋ＋ｐショット目に注目すると、ビーム１では、５１２Δ、２５６Δ、及び３２Δの照射時間になる分割ショットでは、ビームＯＮになる。しかし、１２８Δ、及び６４Δの照射時間になる分割ショットでは、ビームＯＦＦになる。ビーム２，３，５では、照射時間が０である。ビーム４では、３２Δの照射時間になる分割ショットではビームＯＮになる。しかし、５１２Δ、２５６Δ、１２８Δ、及び６４Δの照射時間になる分割ショットでは、ビームＯＦＦになる。
【０１２６】
これに対して、実施の形態３では、５１２Δの代わりに、特定値Ｍ２Δ、ｍ１Δを用いる。近接効果補正描画を想定すると、通常、Ｍ２Δ＋ｍ１Δは、図２３（ａ）に示す２進数の最大桁の照射時間（ここでは、５１２Δ）よりも短くできる。その結果、図２３（ｂ）において、ｋショット目に注目すると、５１１Δよりも照射時間が長いビーム１の照射時間を、ｍ１Δの照射時間になる分割ショット、及び２５６Δ、及び１２８Δ、及び６４Δの照射時間になる分割ショットに振り替えることができる。ビーム２〜５は、いずれも２８Δ〜２０Δまでの合計である５１１Δ以下の照射時間なので分割ショットの振り分けは図２３（ａ）と同じである。その結果、５１１Δ＋ｍ１Δを超える部分が待ち時間となるので図２３（ｃ）に示すように短縮できる。図２３（ｂ）において、ｋ＋ｍショット目に注目すると、ビーム１〜５は、いずれも２８Δ〜２０Δまでの合計である５１１Δ以下の照射時間なので分割ショットの振り分けは図２３（ａ）と同じである。その結果、５１１Δを超える部分が待ち時間となるので図２３（ｃ）に示すように短縮できる。図２３（ｂ）において、ｋ＋ｐショット目に注目すると、５１１Δよりも照射時間が長いビーム１の照射時間を、Ｍ２Δ、及びｍ１Δの照射時間になる分割ショット、及び２５６Δ、及び１２８Δ、及び６４Δの照射時間になる分割ショットに振り替えることができる。ビーム２〜５は、いずれも２８Δ〜２０Δまでの合計である５１１Δ以下の照射時間なので分割ショットの振り分けは図２３（ａ）と同じである。その結果、５１１Δ＋Ｍ２Δ＋ｍ１Δを超える部分が待ち時間となるので図２３（ｃ）に示すように短縮できる。
【０１２７】
最大照射時間ｔｍａｘ再演算工程（Ｓ１４０）として、最大照射時間ｔｍａｘ演算部７５は、ショット毎に、短縮処理された分割ショットの照射時間の合計を当該ショットの最大照射時間ｔｍａｘとして演算する。
【０１２８】
単位領域描画時間演算工程（Ｓ１５０）から描画工程（Ｓ１５８）の各内容は、実施の形態２と同様である。
【０１２９】
以上のように、実施の形態３によれば、特定値Ｍ２Δ、ｍ１Δを用いて、同じ位置に連続して照射される照射時間が異なる複数回の分割ショットに分割することで、１回分のショットを、すべてを２進数変換する場合よりも照射時間を短縮可能にできる。また、特定値Ｍ２Δ、ｍ１Δを用いて、さらに、近接効果補正等の照射量可変描画において、効果的に照射時間を短縮可能にできる。そして、特定値Ｍ２Δ、ｍ１Δを用いて、同じ位置に連続して照射される照射時間が異なる複数回の分割ショットに分割して描画するマルチビーム描画において、ＸＹステージ１０５を可変速に移動させることで、スループット性能をさらに高めることができる。なお、分割ショットの特定値に関しては、ビーム電流の変動などに伴って照射時間が変化する場合は、その変化を予測して設定されると良い。また、分割ショットの特定値を決めるためのより簡便な方法として、例えば、すべての描画パターンに対して、上記で頻度関数Ｆ（ｔ）＝ｋで一定の場合を仮定した例のように特定の固定値（例えばＴ１＝１．３）を採用することにしても、最適ではないにしても十分な描画時間短縮効果が得られる。また、分割ショットの特定値を、レイアウト毎、あるいは、品種毎に代表的なパターンで最適値を決めておくことも効果的であるし、また、経験的に決めることにしても効果的である。分割ショットの特定値は種々の方法で決めることができるが、より正確な最適値を求めようとすると手順が複雑で処理時間が多くかかることになる。そのため、分割ショットの特定値の決める方は、要求に合わせて適宜選択されると良い。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのマルチ荷電粒子ビーム描画装置及び方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０１３３】
１１  基準位置
２０  マルチビーム
２２  穴
２４，２６  電極
２５  通過孔
２８，３６  画素
２９  グリッド
３０  描画領域
３２  ストライプ領域
３４  照射領域
３７  ＣＰＭ領域
４０  シフトレジスタ
４１  ロジック回路
４２  レジスタ
４４  ＡＮＤ演算器
４６  アンプ
４７  個別ブランキング機構
５０  レジスタ
５２  カウンタ
６０  ρ（ｘ、ｙ）演算部
６２  Ｄｐ（ｘ、ｙ）演算部
６４  ρ’（ｘ、ｙ）演算部
６６  Ｄ（ｘ、ｙ）演算部
６８  ｔ（ｘ、ｙ）演算部
７０  配列加工部
７２  短縮処理部
７４  ｔｍａｘ取得部
７５  ｔｍａｘ演算部
７６  単位領域描画時間演算部
７８  ステージ速度演算部
８０  速度チャート作成部
８２  転送処理部
８４  描画制御部
８６  分割ショットデータ生成部
８８  頻度関数演算部
９０  Ｔ１演算部
９２  ｍ１演算部
９４  Ｍ２演算部
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
１３１  ロジック回路
１３２，１３４  ＤＡＣアンプユニット
１３８  ステージ制御部
１３９  ステージ位置測定部
１４０，１４２  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  成形アパーチャアレイ部材
２０４  ブランキングアパーチャアレイ部
２０５  縮小レンズ
２０６  制限アパーチャ部材
２０７  対物レンズ
２０８，２０９  偏向器
２１０  ミラー
２１２  偏向器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【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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