(57)【要約】      （修正有）【課題】マルチカラムで多重描画を行なう際の描画時間をより短縮可能な描画装置を提供する。【解決手段】描画装置１００は、試料を配置するステージ１０５と相対移動しながら、電子ビーム２００，３００を用いて試料にパターンを描画する複数のカラム２２０，３２０と、パターンが描画される試料１０１の描画領域が複数のカラムの中心間距離よりも小さい幅で短冊状に仮想分割された複数のストライプ領域で構成されるストライプ層を多重描画回数分作成するストライプレイヤ作成部５０と、を備え、複数のカラムがそれぞれ担当する描画対象領域がそれぞれ異なるストライプ層を構成する複数のストライプ領域全面になるように、複数のカラムが、同時期に、試料のチップ領域に描画を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を配置するステージと、
前記ステージと相対移動しながら、荷電粒子ビームを用いて前記試料にパターンを描画する複数のカラムと、
前記パターンが描画される前記試料の描画領域が前記複数のカラムの中心間距離よりも小さい幅で短冊状に仮想分割された複数のストライプ領域で構成されるストライプ層を多重描画回数分作成するストライプ層作成部と、
を備え、
前記複数のカラムがそれぞれ担当する描画対象領域がそれぞれ異なるストライプ層を構成する複数のストライプ領域全面になるように、前記複数のカラムが、同時期に、前記試料のチップ領域に描画を行うことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
前記複数のカラムは、各ストライプ領域を描画する際における前記ステージの移動方向と直交する方向に向かって並んで配置され、
前記ストライプ層作成部は、各ストライプ層を構成する複数のストライプ領域の位置が前記複数のカラムの中心間距離の整数ｎ分の１（但し、ｎ≧３）ずつずれるように、各ストライプ層を作成することを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記複数のカラムは、各ストライプ領域を描画する際における前記ステージの移動方向と直交する方向に対して斜め方向に向かって並んで配置され、
前記ストライプ層作成部は、各ストライプ層を構成する複数のストライプ領域の位置が前記複数のカラムの中心間を結ぶ線分の前記ステージの移動方向と直交する方向成分長さの整数ｎ分の１（但し、ｎ≧１）ずつずれるように、各ストライプ層を作成することを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
前記描画領域の幅と長さに応じて、各ストライプ層を構成する複数のストライプ領域の位置が前記複数のカラムの中心間距離の整数ｎ分の１（但し、ｎ≧３）ずつずれるように、各ストライプ層を作成するか、各ストライプ層を構成する複数のストライプ領域の位置が前記複数のカラムの中心間を結ぶ線分の前記ステージの移動方向と直交する方向成分長さの整数ｎ分の１（但し、ｎ≧１）ずつずれるように、各ストライプ層を作成するかを選択する選択部をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項５】
荷電粒子ビームを用いてステージ上に配置された試料にパターンを描画する複数のカラムの中心間距離よりも小さい幅で前記パターンが描画される前記試料の描画領域が短冊状に仮想分割された複数のストライプ領域で構成されるストライプ層を多重描画回数分作成する工程と、
前記複数のカラムがそれぞれ担当する描画対象領域がそれぞれ異なるストライプ層を構成する複数のストライプ領域全面になるように、前記複数のカラムが、前記ステージと相対移動しながら、同時期に前記試料のチップ領域に描画を行う工程と、
を備えたことを特徴とす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係り、例えば、マルチカラムで多重描画を行う描画装置および方法に関する。
【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。これらの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、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。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、高精度の原画パターンの生産に用いられる。
【０００３】
図１４は、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例えば長方形の開口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】
従来、１つの電子鏡筒に１つの光学系カラムを積み込んだシングルカラムから１つのビーム（シングルビーム）を照射する電子ビーム描画装置が採用されていた。しかし、昨今のパターンの微細化、高集積化に伴い、シングルカラム方式での電子ビーム描画装置で描画する際の描画時間が増加の一途を辿っている。かかるシングルカラム方式の描画装置に対し、１つの電子鏡筒に２つ以上の光学系カラムを積み込んだマルチカラムセル（ＭＣＣ）方式の描画装置が開発されている。そして、各カラムは同じ描画条件に構成され、各カラムでそれぞれ可変成形描画を行なっている。これにより、描画時間の短縮が期待されている。
【０００５】
しかしながら、かかるマルチカラムで描画する場合でも、それぞれのカラムは異なるチップを描画するに留まっている（例えば、特許文献１参照）。これは、同じチップを担当すると、カラム間の違いによるパターンの偏向つなぎや、ドーズ量の差によるパターン寸法差等のむらが生じてしまうといった問題があるからである。かかる問題は、他の統計的ばらつきによる影響よりも、結果的に描画精度を劣化させやすいという問題があった。そのため、マルチカラムを搭載した描画装置であっても１つのチップを描画する場合にはシングルカラムと描画時間は同じになってしまい、描画時間の短縮にはつながらない。また、例えば、１つのマスクの左右にそれぞれ同じチップを描画する場合にも、別のカラムで左右の一方ずつを担当すると結局ずれが生じてしまう。
【０００６】
また、電子ビーム描画では、チップ領域を複数のストライプ領域に分割し、ストライプ領域単位で描画をおこなう。その際、ストライプ間でのパターンのつなぎ精度を向上させるため、多重描画処理を行うことが行われる。１回目の描画でのストライプ領域と２回目の描画でのストライプ領域を若干ずらすことでストライプ間でのパターンのつなぎ精度を向上させている。しかし、このような、多重描画を行うと、さらに、描画時間が増加してしまうといった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４０１７９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、マルチカラムで多重描画を行なう際の描画時間をより短縮可能な描画装置およ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、
試料を配置するステージと、
ステージと相対移動しながら、荷電粒子ビームを用いて試料にパターンを描画する複数のカラムと、
パターンが描画される試料の描画領域が複数のカラムの中心間距離よりも小さい幅で短冊状に仮想分割された複数のストライプ領域で構成されるストライプ層を多重描画回数分作成するストライプ層作成部と、
を備え、
複数のカラムがそれぞれ担当する描画対象領域がそれぞれ異なるストライプ層を構成する複数のストライプ領域全面になるように、複数のカラムが、同時期に、試料のチップ領域に描画を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、複数のカラムもしくは複数のカラムの組み合わせの一部は、各ストライプ領域を描画する際におけるステージの移動方向と直交する方向に向かって並んで配置され、
ストライプ層作成部は、各ストライプ層を構成する複数のストライプ領域の位置が複数のカラムの中心間距離の整数ｎ分の１（但し、ｎ≧３）ずつずれるように、各ストライプ層を作成すると好適である。
【００１１】
また、複数のカラムもしくは複数のカラムの組み合わせの一部は、各ストライプ領域を描画する際におけるステージの移動方向と直交する方向に対して斜め方向に向かって並んで配置され、
ストライプ層作成部は、各ストライプ層を構成する複数のストライプ領域の位置が複数のカラムの中心間を結ぶ線分のステージの移動方向と直交する方向成分長さの整数ｎ分の１（但し、ｎ≧１）ずつずれるように、各ストライプ層を作成すると好適である。
【００１２】
また、描画領域の幅と長さに応じて、各ストライプ層を構成する複数のストライプ領域の位置が複数のカラムの中心間距離の整数ｎ分の１（但し、ｎ≧３）ずつずれるように、各ストライプ層を作成するか、各ストライプ層を構成する複数のストライプ領域の位置が複数のカラムの中心間を結ぶ線分のステージの移動方向と直交する方向成分長さの整数ｎ分の１（但し、ｎ≧１）ずつずれるように、各ストライプ層を作成するかを選択する選択部をさらに備えると好適である。
【００１３】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
荷電粒子ビームを用いてステージ上に配置された試料にパターンを描画する複数のカラムの中心間距離よりも小さい幅でパターンが描画される試料の描画領域が短冊状に仮想分割された複数のストライプ領域で構成されるストライプ層を多重描画回数分作成する工程と、
複数のカラムがそれぞれ担当する描画対象領域がそれぞれ異なるストライプ層を構成する複数のストライプ領域全面になるように、複数のカラムが、ステージと相対移動しながら、同時期に試料のチップ領域に描画を行う工程と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、マルチカラムで多重描画を行なう際の描画時間をより短縮できる。よって、描画装置のスループットの低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
【図２】実施の形態１における描画装置の動作を説明するための概念図である。
【図３】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４】実施の形態１におけるストライプレイヤの一例を示す図である。
【図５】実施の形態１におけるカラムの配置状況とストライプレイヤ間のずらし幅の一例を示す図である。
【図６】実施の形態１におけるカラムの配置状況とストライプレイヤ間のずらし幅の他の一例を示す図である。
【図７】実施の形態１におけるカラムの配置状況の一例を示す図である。
【図８】実施の形態１における略水平配置されたカラムで描画した場合の描画時間を説明するための概念図である。
【図９】実施の形態１における垂直配置されたカラムで描画した場合の描画時間を説明するための概念図である。
【図１０】実施の形態１における描画装置に入力される描画データのチップ領域と描画装置内でストライプ分割されたチップ領域の関係の一例を示す概念図である。
【図１１】実施の形態１における描画装置に入力される描画データのチップ領域と描画装置内でストライプ分割されたチップ領域の関係の他の一例を示す概念図である。
【図１２】実施の形態１における描画装置に入力される描画データのチップ領域と描画装置内でストライプ分割されたチップ領域の関係の他の一例を示す概念図である。
【図１３】レンズ系を独立にしたマルチカラムを搭載した描画装置の構成を示す概念図である。
【図１４】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】
【００１６】
以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。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。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。図１において、描画装置１００は、描画部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。描画装置１００は、試料１０１に所望するパターンを描画する。描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。制御部１６０は、磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２、制御計算機１１０、メモリ１１２、制御回路１２０を備えている。制御計算機１１０内には、ストライプレイヤ作成部５０、パターンデータ割当部５４、ショットデータ生成部５６、選択部５８、描画制御部６０、及びカラム設定部６２が配置される。ストライプレイヤ作成部５０、パターンデータ割当部５４、ショットデータ生成部５６、選択部５８、描画制御部６０、及びカラム設定部６２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。
【００１８】
電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１，３０１，４０１，５０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３，３０３，４０３，５０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５，３０５，４０５，５０５、第２のアパーチャ２０６，３０６，４０６，５０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８，３０８，４０８，５０８、及び遮へい筒２１２，３１２，４１２，５１２が配置されている。
【００１９】
ここで、電子銃２０１、第１のアパーチャ２０３、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、遮へい筒２１２、及び偏向器２０８で第１のカラム２２０（＃１）を構成する。また、電子銃３０１、第１のアパーチャ３０３、偏向器３０５、第２のアパーチャ３０６、遮へい筒３１２及び偏向器３０８で第２のカラム３２０（＃２）を構成する。また、電子銃５０１、第１のアパーチャ５０３、偏向器５０５、第２のアパーチャ５０６、遮へい筒５１２及び偏向器５０８で第３のカラム３２２（＃３）を構成する。また、電子銃４０１、第１のアパーチャ４０３、偏向器４０５、第２のアパーチャ４０６、遮へい筒４１２及び偏向器４０８で第４のカラム２２２（＃４）を構成する。電子鏡筒１０２内では、照明レンズ２０２、投影レンズ２０４、及び対物レンズ２０７といったレンズ系をカラム間で共通にして、複数のカラムを搭載している。ここでは、独立した電子ビームの光路を制御するサブシステムをカラムと呼ぶ。
【００２０】
また、描画室１０３内には、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５が配置されている。また、ＸＹステージ１０５上には、試料１０１が配置されている。試料１０１として、例えば、半導体装置が形成されるウェハやウェハにパターンを転写する露光用のマスクが含まれる。また、このマスクは、例えば、まだ何もパターンが形成されていないレジストが塗布されたマスクブランクスが含まれる。また、描画データが外部から入力され記憶装置１４０に格納されている。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部分について記載している。描画装置１００にとって、その他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。
【００２１】
また、図１の例では、４つのカラムが搭載されているが、これに限るものではない。２つ以上搭載されていればよい。
【００２２】
図２は、実施の形態１における描画装置の動作を説明するための概念図である。
まず、第１のカラム２２０側での動作について説明する。照射部の一例となる電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の開口２１８を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ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のアパーチャ２０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器２０５によって偏向制御され、成形開口２１６によってビーム形状と寸法を変化させる（可変成形させる）ことができる。その結果、電子ビーム２００は成形される。そして、第２のアパーチャ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により偏向される。その結果、連続移動するＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。以上のようにして、第１のカラム２２０により電子ビーム２００を用いて試料１０１にパターンが描画される。
【００２３】
また、第２のカラム３２０側での動作もカラム２２０側での動作と同様、以下のように動作する。照射部の一例となる電子銃３０１から出た電子ビーム３００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の開口３１８を持つ第１のアパーチャ３０３全体を照明する。ここで、電子ビーム３００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ３０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム３００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ３０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ３０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器３０５によって偏向制御され、成形開口３１６によってビーム形状と寸法を変化させる（可変成形させる）ことができる。その結果、電子ビーム３００は成形される。そして、第２のアパーチャ３０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム３００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向器３０８により偏向される。その結果、連続移動するＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。以上のようにして、第２のカラム３２０により電子ビーム２００を用いて試料１０１にパターンが描画される。
【００２４】
また、図示していないが、第３のカラム３２２および第４のカラム２２２も、カラム２２０，３２０側と同様に動作する。かかる動作により、第３のカラム３２２により電子ビーム２００を用いて試料１０１にパターンが描画される。同様に、第４のカラム２２２により電子ビーム２００を用いて試料１０１にパターンが描画される。
【００２５】
図３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３において、実施の形態１における描画方法は、ストライプレイヤ作成工程（Ｓ１０２）と、パターンデータ割り当て工程（Ｓ１０６）と、ショットデータ生成工程（Ｓ１０８）と、カラム設定工程（Ｓ１１０）と、描画工程（Ｓ１１２）という一例の工程を実施する。
【００２６】
図４は、実施の形態１におけるストライプレイヤの一例を示す図である。描画装置１００では、チップパターンが描画される試料１０１の描画領域１０が例えば短冊状の複数のストライプ領域２０にｙ方向に向かって仮想分割される。もちろん、複数のチップが試料１０１上に描画される場合であっても構わない。その場合には、描画条件が同じであれば、複数のチップがマージ処理されて１つのチップ（描画グループ）として複数のストライプ領域２０に仮想分割される。かかるストライプ領域２０の幅は、各カラムの偏向器２０８，３０８，４０８，５０８で偏向可能な幅で分割される。ここで、描画処理はストライプ領域単位で行われる。各ストライプ領域２０を描画する際には、ｘ方向に向かって描画を進めていく。実際にはカラムに対してステージが移動するので、あるストライプ領域２０を描画する際には、−ｘ方向に向かってＸＹステージ１０５が移動することで相対的にカラムがｘ方向に移動することになる。これによりｘ方向に描画を進めていく。或いは、ｘ方向に向かってＸＹステージ１０５が移動することで相対的にカラムが−ｘ方向に移動することになる。これにより−ｘ方向に描画を進めてもよい。
【００２７】
そして、１回で描画してしまうとドーズ量が大きすぎてレジストヒーティング等を引き起こしてしまう場合や、ストライプ間のパターンのつなぎ精度を向上させるために、描画領域１０を分割する複数のストライプ領域２０を複数の層（レイヤ）に分け、各レイヤの描画領域１０を複数のストライプ領域に分割する。このようにして複数のストライプレイヤを作成する。図４の例では、多重度Ｎ＝２の２回描画を行う場合を示している。１層目のストライプレイヤを構成する複数のストライプ領域２０と２層目のストライプレイヤを構成する複数のストライプ領域２２を示している。そして、１層目のストライプレイヤを構成する複数のストライプ領域２０と２層目のストライプレイヤを構成する複数のストライプ領域２２とで若干位置をずらすことでストライプ間のパターンのつなぎ精度を向上させることができる。
【００２８】
まず、ストライプレイヤ作成工程（Ｓ１０２）として、ストライプレイヤ作成部５０は、設定された多重度回数分のストライプレイヤを作成する。その際、各ストライプレイヤにおけるストライプレイヤ間のずらし幅を複数のカラムの配置状況に応じて設定する。ストライプレイヤ作成部５０は、ストライプ層作成部の一例である。
【００２９】
図５は、実施の形態１におけるカラムの配置状況とストライプレイヤ間のずらし幅の一例を示す図である。図５では、例えば、カラム２２０とカラム３２０がｙ方向に向かって並んで配置されている場合を示している。言い換えれば、複数のカラム２２０，３２０が、各ストライプ領域２０，２２を描画する際におけるＸＹステージ１０５の移動方向と直交する方向に向かって並んで配置される場合を示している。その他のカラム３２２，２２２は搭載されていなくても構わない。すなわち、描画装置１００が２つのカラム２２０，３２０だけを搭載している場合でもよい。
【００３０】
かかるカラム２２０とカラム３２０で描画処理を行う場合、ストライプレイヤ作成部５０は、カラム２２０，３２０の中心間距離Ｌよりも小さい幅でストライプ領域を分割する。さらに、ストライプレイヤ作成部５０は、各ストライプレイヤ（ストライプ層）を構成する複数のストライプ領域の位置が複数のカラム２２０，３２０の中心間距離Ｌの整数ｎ分の１（但し、ｎ≧３）ずつずれるように、各ストライプレイヤを作成する。これにより、１層目のストライプレイヤのストライプ領域２０をカラム２２０が、２層目のストライプレイヤのストライプ領域２２をカラム３２０が、同時期に描画することができる。言い換えれば、同じチップパターンを異なるカラムで描画することができる。かかる場合には、カラム２２０が、１層目のストライプレイヤのすべてのストライプ領域２０を描画担当領域とし、カラム３２０が、２層目のストライプレイヤのすべてのストライプ領域２２を描画担当領域とする。これにより、チップ内のすべてのパターンが共にカラム２２０，３２０両方で描画されることなる。
【００３１】
図６は、実施の形態１におけるカラムの配置状況とストライプレイヤ間のずらし幅の他の一例を示す図である。図６では、例えば、カラム２２０とカラム２２２がｙ方向に対して斜め向かって並んで配置されている場合を示している。言い換えれば、複数のカラム２２０，２２２が、各ストライプ領域２０，２２を描画する際におけるＸＹステージ１０５の移動方向と直交する方向に対して斜め方向に向かって並んで配置される場合を示している。その際、カラム２２０，２２２の中心間を結ぶ長さＬの線分のｙ方向成分長さＨが、カラム２２０，２２２の中心間を結ぶ長さＬの線分よりも短くなるように配置される。その他のカラム３２０，３２２は搭載されていなくても構わない。すなわち、描画装置１００が２つのカラム２２０，２２２だけを搭載している場合でもよい。
【００３２】
かかるカラム２２０とカラム２２２で描画処理を行う場合、ストライプレイヤ作成部５０は、カラム２２０，３２０の中心間距離Ｌよりも小さい幅でストライプ領域を分割する。さらに、ストライプレイヤ作成部５０は、各ストライプレイヤ（ストライプ層）を構成する複数のストライプ領域の位置が複数のカラム２２０，２２２の中心間を結ぶ長さＬの線分のＸＹステージ１０５の移動方向と直交する方向成分長さＨの整数ｎ分の１（但し、ｎ≧１）ずつｙ方向にずれるように、各ストライプレイヤを作成する。言い換えれば、カラム２２０，２２２の中心間を結ぶ長さＬの線分がｙ方向に対して成す方向余弦の長さＨの整数ｎ分の１（但し、ｎ≧１）ずつずれるように、各ストライプレイヤを作成する。これにより、１層目のストライプレイヤのストライプ領域２０をカラム２２０が、２層目のストライプレイヤのストライプ領域２２をカラム２２２が、同時期に描画することができる。言い換えれば、同じチップパターンを異なるカラムで描画することができる。かかる場合には、カラム２２０が、１層目のストライプレイヤのすべてのストライプ領域２０を描画担当領域とし、カラム２２２が、２層目のストライプレイヤのすべてのストライプ領域２２を描画担当領域とする。これにより、チップ内のすべてのパターンが共にカラム２２０，２２２両方で描画されることなる。
【００３３】
パターンデータ割り当て工程（Ｓ１０６）として、パターンデータ割当部５４は、作成された各ストライプレイヤの各ストライプに該当するパターンデータを割り当てる。
【００３４】
ショットデータ生成工程（Ｓ１０８）として、ショットデータ生成部５６は、割り当てられたパターンデータに対して複数段のデータ変換処理を行って、装置固有のショットデータを生成する。描画装置１００で図形パターンを描画するためには、１回のビームのショットで照射できるサイズに各図形パターンを分割する必要がある。そこで、ショットデータ生成部５６は、各パターンデータが示す図形パターンを１回のビームのショットで照射できるサイズに分割してショット図形を生成する。そして、ショット図形毎にショットデータを生成する。ショットデータには、例えば、図形種、図形サイズ、照射位置、及び照射量が定義される。これらのショットデータは、ストライプレイヤ別に、当該ストライプレイヤのストライプ毎に順に定義される。生成されたショットデータは記憶装置１４２に順次一時的に格納される。
【００３５】
カラム設定工程（Ｓ１１０）として、カラム設定部６２は、複数のカラムがそれぞれ担当する描画対象領域がそれぞれ異なるストライプレイヤを構成する複数のストライプ領域全面になるように、ストライプレイヤ毎に担当カラムを設定する。例えば、図５の例では、１層目のストライプレイヤをカラム２２０が、２層目のストライプレイヤをカラム３２０が担当するように設定する。例えば、図６の例では、１層目のストライプレイヤをカラム２２０が、２層目のストライプレイヤをカラム２２２が担当するように設定する。
【００３６】
描画工程（Ｓ１１２）として、描画制御部６０により制御された制御回路１２０がショットデータを読み出し、ショットデータに沿って、描画部１５０が試料１０１のチップ領域に描画を行う。具体的には、複数のカラムが、同時期に、試料１０１のチップ領域に描画を行う。かかる複数のカラムが、担当するストライプレイヤの複数のストライプ領域全面を順に描画する。
【００３７】
以上のように構成することで、チップ内のすべてのパターンが共にカラム２２０，２２２両方（或いはカラム２２０，３２０両方）で描画されることなる。言い換えれば、すべてのパターンが各カラムによる描画を１回ずつ均等に受けることになる。よって、カラム間の違いによるパターンの偏向つなぎや、ドーズ量の差によるパターン寸法差等のむらを平均化できる。言い換えれば、カラム間の平均値ずれ要因を相殺、吸収できる。
【００３８】
以上のように実施の形態１によれば、マルチカラムで多重描画を行なう際の描画時間をより短縮できる。よって、描画装置のスループットの低下を抑制できる。
【００３９】
なお、上述した例では、少なくとも２つのカラムが図５或いは図６の配置関係になるように構成したが、これに限るものではない。以下、描画装置１００が、図５及び図６の両方の配置関係になる少なくとも３つのカラムを含む複数のカラムを搭載するように構成する場合を説明する。かかる構成により、さらに、描画時間を短縮できる。
【００４０】
図７は、実施の形態１におけるカラムの配置状況の一例を示す図である。図７では、例えば、カラム２２０とカラム３２０がｙ方向に向かって並んで配置（例えば、垂直配置と呼ぶ）され、カラム２２０とカラム２２２がｙ方向に対して斜め向かって並んで配置される場合を示している。その際、カラム２２０，２２２の中心間を結ぶ長さＬの線分のｙ方向成分長さＨが、カラム２２０，２２２の中心間を結ぶ長さＬの線分よりも短くなるように配置（例えば、略水平配置と呼ぶ）される。その他のカラム３２２は搭載されていなくても構わない。すなわち、描画装置１００が３つのカラム２２０，３２０，２２２だけを搭載している場合でもよい。かかるカラムの配置関係の場合には、例えば、多重度Ｎ＝２の２つのストライプレイヤのいずれか一方を描画するための２つのカラムをかかる３つのカラム２２０，３２０，２２２の中から選択できる。かかる場合に以下のように選択すると好適である。
【００４１】
図８は、実施の形態１における略水平配置されたカラムで描画した場合の描画時間を説明するための概念図である。略水平配置されたカラム２２０，２２２で多重描画した場合、図８に示す斜線領域が同時期に描画を行うことができる領域である。その他に、カラム２２０或いはカラム２２２だけが描画する領域がｘ方向に残ることになる。例えば、ｘ方向に一定速度ｖで描画した場合、略水平配置されたカラム２２０，２２２で多重描画すると、描画時間Ｔは以下の式（１）で表現できる。
（１）  Ｔ＝｛（Ａ＋Ｍ）／ｖ｝・Ｂ／Ｄ
【００４２】
但し、描画対象となるチップ領域（描画領域）の幅（ｘ方向サイズ）をＡ、長さ（ｙ方向サイズ）をＢ、カラム２２０，２２２の中心間を結ぶ長さＬの線分のｘ方向成分長さをＭ、ストライプ幅をＤとする。
【００４３】
図９は、実施の形態１における垂直配置されたカラムで描画した場合の描画時間を説明するための概念図である。垂直配置されたカラム２２０，３２０で多重描画した場合、図９に示す斜線領域が同時期に描画を行うことができる領域である。その他に、カラム２２０或いはカラム２２２だけが描画する領域がｙ方向に残ることになる。ここでも同様に、例えば、ｘ方向に一定速度ｖで描画した場合、垂直配置されたカラム２２０，３２０で多重描画すると、描画時間Ｔは以下の式（２）で表現できる。
（２）  Ｔ＝（Ａ／ｖ）・｛（Ｂ＋Ｌ）／Ｄ｝
【００４４】
但し、描画対象となるチップ領域（描画領域）の幅（ｘ方向サイズ）をＡ、長さ（ｙ方向サイズ）をＢ、カラム２２０，３２０の中心間距離をＬ、ストライプ幅をＤとする。
【００４５】
通常、チップ領域幅Ａに対するカラム２２０，２２２のｘ方向成分長さＭの割合が、チップ領域長さＢに対するカラム２２０，３２０の中心間距離Ｌの割合よりも小さいので、横長チップ（Ａ＞Ｂ）の場合、略水平配置されたカラム２２０，２２２で多重描画した方が描画時間としては短くとなる。逆に、縦長チップ（Ａ＜Ｂ）の場合、垂直配置されたカラム２２０，３２０で多重描画した方が描画時間としては短くとなる。よって、実施の形態１では、描画対象となるチップ領域の領域形状に応じて使用するカラムを選択する。
【００４６】
よって、まず、ずらし量選択工程として、選択部５８は、描画領域１０（チップ領域）の幅Ａと長さＢに応じて、各ストライプレイヤを構成する複数のストライプ領域の位置が複数のカラムの中心間距離の整数ｎ分の１（但し、ｎ≧３）ずつずれるように、各ストライプレイヤを作成するか、各ストライプレイヤを構成する複数のストライプ領域の位置が前記複数のカラムの中心間を結ぶ線分の前記ステージの移動方向と直交する方向成分長さの整数ｎ分の１（但し、ｎ≧１）ずつずれるように、各ストライプレイヤを作成するかを選択する。すなわち、横長チップ（Ａ＞Ｂ）の場合、図６で示したように、各ストライプレイヤを構成する複数のストライプ領域の位置が前記複数のカラムの中心間を結ぶ線分の前記ステージの移動方向と直交する方向成分長さの整数ｎ分の１（但し、ｎ≧１）ずつずれるように、各ストライプレイヤを作成することを選択する。逆に、縦長チップ（Ａ＜Ｂ）の場合、図５で示したように、各ストライプレイヤを構成する複数のストライプ領域の位置が複数のカラムの中心間距離の整数ｎ分の１（但し、ｎ≧３）ずつずれるように、各ストライプレイヤを作成することを選択する。言い換えれば、横長チップ（Ａ＞Ｂ）の場合、略水平配置されたカラム２２０，２２２を使用することを選択する。逆に、縦長チップ（Ａ＜Ｂ）の場合、垂直配置されたカラム２２０，３２０を使用することを選択する。
【００４７】
そして、以下、ストライプレイヤ作成工程（Ｓ１０２）から描画工程（Ｓ１１２）という一例の工程を実施する。その際、ストライプレイヤ作成工程（Ｓ１０２）において、ストライプレイヤ作成部５０は、選択されたずらし量で多重度回数分の各ストライプレイヤを作成する。或いは、選択されたカラムが略水平配置されたカラム２２０，２２２である場合に、図６で示したように、各ストライプレイヤを構成する複数のストライプ領域の位置が前記複数のカラムの中心間を結ぶ線分の前記ステージの移動方向と直交する方向成分長さの整数ｎ分の１（但し、ｎ≧１）ずつずれるように、各ストライプレイヤを作成する。そして、逆に、選択されたカラムが垂直配置されたカラム２２０，３２０である場合に、図５で示したように、各ストライプレイヤを構成する複数のストライプ領域の位置が複数のカラムの中心間距離の整数ｎ分の１（但し、ｎ≧３）ずつずれるように、各ストライプレイヤを作成する。以上のように構成することで、描画時間をより短縮できる。
【００４８】
また、例えば、描画装置１００に搭載される複数のカラムが略水平配置であった場合、描画装置１００に入力する前の段階で、以下のように処理しても好適である。
【００４９】
図１０は、実施の形態１における描画装置に入力される描画データのチップ領域と描画装置内でストライプ分割されたチップ領域の関係の一例を示す概念図である。図１０（ａ）に示すように、描画データに定義されるチップパターンが横長チップ（Ａ＞Ｂ）の場合、略水平配置が有利なので、そのまま、描画装置１００に入力して、図１０（ｂ）に示すように、ストライプ分割すればよい。
【００５０】
図１１は、実施の形態１における描画装置に入力される描画データのチップ領域と描画装置内でストライプ分割されたチップ領域の関係の他の一例を示す概念図である。図１１（ａ）に示すように、描画データに定義されるチップパターンが縦長チップ（Ａ＜Ｂ）の場合、略水平配置では不利である。そこで、描画装置１００に入力する前に、図１０（ｂ）に示すように、チップの向きを９０度回転させた描画データを生成する。そして、９０度回転させた描画データを描画装置１００に入力して、図１１（ｃ）に示すように、ストライプ分割すればよい。これにより、当初、縦長チップ（Ａ＜Ｂ）でも横長チップ（Ａ＞Ｂ）として、描画装置１００で描画できる。或いは以下のように描画してもよい。
【００５１】
図１２は、実施の形態１における描画装置に入力される描画データのチップ領域と描画装置内でストライプ分割されたチップ領域の関係の他の一例を示す概念図である。図１１（ａ）に示すように、描画データに定義されるチップパターンが縦長チップ（Ａ＜Ｂ）の場合、略水平配置では不利である。そこで、描画装置１００内では、図１２（ｂ）に示すように、ｘ，ｙ方向を逆にしてストライプ分割する。そして、描画する際には、ｘ，ｙ方向を逆にしてＸＹステージ１０５を移動させる。これにより、略水平配置で搭載されたカラムでも、描画時間を短縮できる。なおその際に、ストライプ分割幅は、略水平配置で搭載された複数のカラムの中心間距離Ｌのｘ方向成分の長さＭの整数ｎ分の１（但し、ｎ≧３）に設定されていることはいうまでもない。
【００５２】
逆に、例えば、描画装置１００に搭載される複数のカラムが垂直配置であった場合、上述した図１０から図１２の説明において、略水平配置を垂直配置に、縦長を横長に、横長を縦長に、それぞれ読み替えればよい。
【００５３】
以上の説明において、上述した実施の形態で説明したマルチカラムを搭載した描画装置１００は、各電子レンズを共通にする構成となっていたが、これに限るものではない。
【００５４】
図１３は、レンズ系を独立にしたマルチカラムを搭載した描画装置の構成を示す概念図である。図１３では、一例として、図１に対応する４つのマルチカラム２２０，３２０，３２２，２２２の場合について示している。また、制御系については、図示していないが図１と同様である。電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８、及び絶縁カラム２１４で第１のカラム２２０を構成する。また、電子銃３０１、照明レンズ３０２、第１のアパーチャ３０３、投影レンズ３０４、偏向器３０５、第２のアパーチャ３０６、対物レンズ３０７、偏向器３０８、及び絶縁カラム３１４で第２のカラム３２０を構成する。また、電子銃５０１、照明レンズ５０２、第１のアパーチャ５０３、投影レンズ５０４、偏向器５０５、第２のアパーチャ５０６、対物レンズ５０７、偏向器５０８、及び絶縁カラム５１４で第３のカラム３２２を構成する。また、電子銃４０１、照明レンズ４０２、第１のアパーチャ４０３、投影レンズ４０４、偏向器４０５、第２のアパーチャ４０６、対物レンズ４０７、偏向器４０８、及び絶縁カラム４１４で第４のカラム２２２を構成する。上述した実施の形態では、照明レンズ、投影レンズ、および対物レンズといったレンズ系をカラム間で共通にしていたが、図１３に示すように、レンズ系をカラム毎に独立にして、複数のカラムを搭載しても好適である。このように、それぞれ絶縁カラム内に独立した電子ビームの光路を制御するサブシステムを納めて他方と絶縁することで相手側の電場や磁場の影響を排除することができる。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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】
【００５８】
１０  描画領域
２０，２２  ストライプ領域
５０  ストライプレイヤ作成部
５４  パターンデータ割当部
５６  ショットデータ生成部
５８  選択部
６０  描画制御部
６２  カラム設定部
１００  描画装置
１０１，３４０  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  制御回路
１４０，１４２  記憶装置
１５０  描画部
１６０  制御部
２００，３００，４００，５００  電子ビーム
２０１，３０１，４０１，５０１  電子銃
２０２，３０２，４０２，５０２  照明レンズ
２０３，３０３，４０３，５０３，４１０  第１のアパーチャ
２０４，３０４，４０４，５０４  投影レンズ
２０５，３０５，４０５，５０５，２０８，３０８，４０８，５０８  偏向器
２０６，３０６，４０６，５０６，４２０  第２のアパーチャ
２０７，３０７，４０７，５０７  対物レンズ
２１２，３１２，４１２，５１２  遮へい筒
２１４，３１４絶縁カラム
２１６，３１６  成形開口
２２０，２２２，３２０，３２２  カラム
２１８，３１８，４１１  開口
３３０  電子線
４２１  可変成形開口
４３０  荷電粒子ソース
【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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