(57)【要約】【課題】ビーム形状を精度良く測定し、調整する。【解決手段】本実施形態によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、マルチビームの各ビームのオン／オフを切り替える複数のブランカと、ブランキング偏向されたビームを、基板を載置するステージの移動に追従して偏向する主偏向器と、主偏向器により偏向されたビームをステージ上に設けられたマークに対して走査し、反射する荷電粒子の強度の変化からビーム位置を検出する検出部と、オンビームを切り替え、該オンビームを前記マークに対して走査し、ビーム位置からマルチビームの形状を算出するビーム形状算出部と、を備える。主偏向器によるビーム偏向位置に依存したビーム位置のずれ量を表現する多項式を用いて、主偏向領域の形状を補正して、オンビームを前記マークに対して走査する。前記多項式は、オンビーム毎に異なる。【選択図】図１
2017220615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置する、連続移動可能なステージと、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
複数の開口部が形成され、前記複数の開口部全体が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の開口部を前記荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
前記アパーチャ部材の複数の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オン／オフを切り替えるブランキング偏向を行う複数のブランカが配置されたブランキングプレートと、
ブランキング偏向されたビームを、前記ステージの移動に追従して各ビームの描画位置に偏向する主偏向器と、
前記主偏向器により偏向されたビームを前記ステージ上に設けられたマークに対して走査し、反射する荷電粒子の強度の変化と、前記ステージの位置とから、ビーム位置を検出する検出部と、
前記ブランカによりオンビームを切り替え、該オンビームを前記マークに対して走査し、オンビームのビーム位置から前記ステージ上でのマルチビームの形状を算出するビーム形状算出部と、
を備え、
前記主偏向器によるビーム偏向位置に依存したビーム位置のずれ量を表現する多項式を用いて、前記主偏向器による偏向領域の形状を補正して、前記オンビームを前記マークに対して走査し、
前記多項式は、前記オンビーム毎に異なる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】
前記アパーチャ部材の複数の前記開口部に対応する複数組の前記多項式の係数を格納する記憶装置と、
前記記憶装置から、前記オンビームを形成する前記開口部に対応する係数を取得する係数取得部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記係数取得部は、前記記憶装置から、前記オンビームを形成する開口部の周囲の複数の開口部に対応する複数組の係数を取得し、複数組の係数を線形補間して前記補正用の多項式を生成することを特徴とする請求項２に記載のマルチ荷電粒子ビーム描画。
【請求項４】
前記アパーチャ部材の開口部の位置から前記多項式の係数を算出する関数を格納する記憶装置と、
前記関数に、前記オンビームを形成する前記開口部の位置を代入して前記多項式の係数を求める係数取得部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項５】
荷電粒子ビームを放出する工程と、
アパーチャ部材の複数の開口部を前記荷電粒子ビームが通過することにより、マルチビームを形成する工程と、
複数のブランカを用いて、前記マルチビームのうち、それぞれ対応するビームのオン／オフを切り替えるブランキング偏向を行う工程と、
主偏向器を用いて、ブランキング偏向されたビームを、基板を載置可能なステージの移動に追従して各ビームの描画位置に偏向する工程と、
前記主偏向器により偏向されたビームを前記ステージ上に設けられたマークに対して走査し、反射する荷電粒子の強度の変化と、前記ステージの位置とから、ビーム位置を検出する工程と、
前記ブランカによりオンビームを切り替え、該オンビームを前記マークに対して走査し、オンビームのビーム位置から前記ステージ上でのマルチビームの形状を算出する工程と、
算出したマルチビームの形状に基づいて、マルチビームの寸法を調整する工程と、
を備え、
前記主偏向器によるビーム偏向位置に依存したビーム位置のずれ量を表現する多項式を用いて、前記主偏向器による偏向領域の形状を補正して、前記オンビームを前記マークに対して走査し、
前記多項式は、前記オンビーム毎に異なることを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置の調整方法。
【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その調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスの回路線幅はさらに微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ回路パターンを形成するための露光用マスク（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。）を形成する方法として、優れた解像性を有する電子ビーム描画技術が用いられている。
【０００３】
例えば、マルチビームを使った描画装置がある。マルチビームを用いることで、１本の電子ビームで描画する場合に比べて、一度（１回のショット）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。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アパーチャ部材に通してマルチビームを形成し、各ビームのブランキング制御を行い、遮蔽されなかった各ビームが光学系で縮小され、移動可能なステージ上に載置された基板に照射される。
【０００４】
マルチビーム方式の描画装置は、ビームを偏向して基板上でのビーム照射位置を決定する主偏向器及び副偏向器を有する。主偏向器でマルチビーム全体を基板上の所定の場所に位置決めし、副偏向器でビームピッチを埋めるように偏向する。
【０００５】
このようなマルチビーム方式の描画装置では、複数のビームを一度に照射し、アパーチャ部材の同じ穴又は異なる穴を通過して形成されたビーム同士をつなげていき、所望の図形形状のパターンを描画する。基板上に照射されるマルチビーム全体像の形状（以下、「ビーム形状」と記載することもある）が描画図形のつなぎ精度となって現れるため、マルチビーム全体像の縮小率（伸縮率）や歪みの調整が重要であった。
【０００６】
マルチビーム全体像の縮小率等は、ビーム形状に基づいて調整されるため、ビーム形状を正確に測定する必要がある。ビーム形状は、オンするビームを順に切り替えてステージ上の反射マークをスキャンし、各ビームの位置を検出することで測定される。
【０００７】
しかし、ステージ上の反射マークをスキャンする際、主偏向器によるビーム偏向量が大きくなり、ビームの軌道が変わってビーム形状に歪みが生じ、ビーム形状の測定精度を低下させるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１０６９３１号公報
【特許文献２】特開２００６−８６１８２号公報
【特許文献３】特開２００２−３５３１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、ビーム形状を精度良く測定し、調整することができるマルチ荷電粒子ビーム描画装置及びその調整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】
【００１０】
本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、基板を載置する、連続移動可能なステージと、荷電粒子ビームを放出する放出部と、複数の開口部が形成され、前記複数の開口部全体が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の開口部を前記荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、前記アパーチャ部材の複数の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オン／オフを切り替えるブランキング偏向を行う複数のブランカが配置されたブランキングプレートと、ブランキング偏向されたビームを、前記ステージの移動に追従して各ビームの描画位置に偏向する主偏向器と、前記主偏向器により偏向されたビームを前記ステージ上に設けられたマークに対して走査し、反射する荷電粒子の強度の変化と、前記ステージの位置とから、ビーム位置を検出する検出部と、前記ブランカによりオンビームを切り替え、該オンビームを前記マークに対して走査し、オンビームのビーム位置から前記ステージ上でのマルチビームの形状を算出するビーム形状算出部と、を備え、前記主偏向器によるビーム偏向位置に依存したビーム位置のずれ量を表現する多項式を用いて、前記主偏向器による偏向領域の形状を補正して、前記オンビームを前記マークに対して走査し、前記多項式は、前記オンビーム毎に異なるものである。
【００１１】
本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、前記アパーチャ部材の複数の前記開口部に対応する複数組の前記多項式の係数を格納する記憶装置と、前記記憶装置から、前記オンビームを形成する前記開口部に対応する係数を取得する係数取得部と、をさらに備える。
【００１２】
本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置において、前記係数取得部は、前記記憶装置から、前記オンビームを形成する開口部の周囲の複数の開口部に対応する複数組の係数を取得し、複数組の係数を線形補間して前記補正用の多項式を生成する。
【００１３】
本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、前記アパーチャ部材の開口部の位置から前記多項式の係数を算出する関数を格納する記憶装置と、前記関数に、前記オンビームを形成する前記開口部の位置を代入して前記多項式の係数を求める係数取得部と、をさらに備える。
【００１４】
本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置の調整方法は、荷電粒子ビームを放出する工程と、アパーチャ部材の複数の開口部を前記荷電粒子ビームが通過することにより、マルチビームを形成する工程と、複数のブランカを用いて、前記マルチビームのうち、それぞれ対応するビームのオン／オフを切り替えるブランキング偏向を行う工程と、主偏向器を用いて、ブランキング偏向されたビームを、基板を載置可能なステージの移動に追従して各ビームの描画位置に偏向する工程と、前記主偏向器により偏向されたビームを前記ステージ上に設けられたマークに対して走査し、反射する荷電粒子の強度の変化と、前記ステージの位置とから、ビーム位置を検出する工程と、前記ブランカによりオンビームを切り替え、該オンビームを前記マークに対して走査し、オンビームのビーム位置から前記ステージ上でのマルチビームの形状を算出する工程と、算出したマルチビームの形状に基づいて、マルチビームの寸法を調整する工程と、を備え、前記主偏向器によるビーム偏向位置に依存したビーム位置のずれ量を表現する多項式を用いて、前記主偏向器による偏向領域の形状を補正して、前記オンビームを前記マークに対して走査し、前記多項式は、前記オンビーム毎に異なるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ビーム形状を精度良く測定し、調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態による描画装置の概略構成図である。
【図２】アパーチャ部材の構成を示す概念図である。
【図３】ビーム位置の測定方法を説明する図である。
【図４】主偏向感度の測定方法を説明する図である。
【図５】ビーム形状の測定方法を説明する図である。
【図６】（ａ）（ｂ）はビーム形状に歪みがない場合の主偏向領域を示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）はビーム形状に歪みがある場合の主偏向領域の例を示す図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は主偏向領域の形状の補正例を示す図である。
【図９】同実施形態による主偏向補正係数の算出方法を説明するフローチャートである。
【図１０】同実施形態によるビーム形状の測定方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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なく、イオンビーム等の荷電粒子ビームでもよい。
【００１８】
図１は、本実施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、鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、アパーチャ部材２０３、ブランキングプレート２０４、縮小レンズ２０５、制限アパーチャ部材２０６、対物レンズ２０７、コイル２０８、主偏向器２０９、及び副偏向器（図示略）が配置されている。
【００１９】
描画室１０３内には、検出器２１２及びＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画対象となる基板１０１が配置される。基板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、基板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。
【００２０】
ＸＹステージ１０５上には、ＸＹステージ１０５の位置測定用のミラー２１０が配置される。また、ＸＹステージ１０５上には、ビームキャリブレーション用のマークＭが設けられている。マークＭは、電子ビームで走査することで位置を検出しやすいように例えば十字型の形状になっている（図３参照）。検出器２１２は、マークＭの十字を電子ビームで走査する際に、マークＭからの反射電子を検出する。
【００２１】
制御部１６０は、制御計算機１１０、偏向制御回路１３０、デジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプ１３１、コイル制御回路１３２、レンズ制御回路１３３、検出アンプ１３４、ステージ位置検出器１３５、磁気ディスク装置等の記憶装置１４０及び１４２を有している。
【００２２】
偏向制御回路１３０、コイル制御回路１３２、レンズ制御回路１３３、検出アンプ１３４、ステージ位置検出器１３５、記憶装置１４０及び１４２は、バスを介して制御計算機１１０に接続されている。記憶装置１４０には、描画データが外部から入力され、格納されている。記憶装置１４２には、後述の主偏向補正係数データが格納されている。
【００２３】
偏向制御回路１３０には、ＤＡＣアンプ１３１が接続される。ＤＡＣアンプ１３１は主偏向器２０９に接続される。コイル制御回路１３２には、コイル２０８が接続されている。レンズ制御回路１３３には、対物レンズ２０７が接続されている。
【００２４】
制御計算機１１０は、描画データ処理部１１１、描画制御部１１２、ビーム位置検出部１１３、係数取得部１１４、ビーム形状算出部１１５及び調整部１１６を備える。制御計算機１１０の各部の機能は、ハードウェアで実現されてもよいし、ソフトウェアで実現されてもよい。ソフトウェアで構成する場合には、制御計算機１１０の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを記録媒体に収納し、電気回路を含むコンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。
【００２５】
図２は、アパーチャ部材２０３の構成を示す概念図である。図２に示すように、アパーチャ部材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、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、同じ径の円形であっても構わない。
【００２６】
電子ビーム２００が、アパーチャ部材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）２０が形成される。
【００２７】
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）にずれて配置されてもよい。
【００２８】
ブランキングプレート２０４には、図２に示したアパーチャ部材２０３の各穴２２に対応する位置にマルチビームの各ビームが通過する通過孔（開口部）が形成されている。各通過孔の近傍には、ビームを偏向するブランキング偏向用の電極（ブランカ：ブランキング偏向器）が配置されている。
【００２９】
各通過孔を通過する電子ビーム２０は、それぞれ独立に、ブランカから印加される電圧によって偏向される。この偏向によってブランキング制御が行われる。このように、複数のブランカが、アパーチャ部材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。
【００３０】
次に、描画部１５０の動作について説明する。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によりほぼ垂直にアパーチャ部材２０３全体を照明する。電子ビーム２００が、アパーチャ部材２０３の複数の穴２２をそれぞれ通過することによって、マルチビーム２０が形成される。マルチビーム２０は、それぞれブランキングプレート２０４の対応する通過孔を通過する。
【００３１】
ブランキングプレート２０４を通過したマルチビーム２０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、ブランキングプレート２０４のブランカによってビーム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、ブランキングプレート２０４のブランカによってビームオン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の中心の穴を通過する。
【００３２】
このように、制限アパーチャ部材２０６は、ブランカによってビーム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。
【００３３】
制限アパーチャ部材２０６を通過したマルチビーム２０は、コイル２０８によりアライメント調整され、対物レンズ２０７により焦点が合わされて所望の縮小率のパターン像となる。主偏向器２０９は、制限アパーチャ部材２０６を通過した各ビーム（マルチビーム全体）を同方向にまとめて偏向し、基板１０１上の描画位置（照射位置）に照射する。
【００３４】
ＸＹステージ１０５が連続移動している時、ビームの描画位置（照射位置）がＸＹステージ１０５の移動に追従するように主偏向器２０９によってトラッキング制御される。ＸＹステージ１０５の位置は、ステージ位置検出器１３５からＸＹステージ１０５上のミラー２１０に向けてレーザを照射し、その反射光を用いて測定される。
【００３５】
一度に照射されるマルチビームは、理想的にはアパーチャ部材２０３の複数の穴２２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。副偏向器（図示略）は、ビームピッチを埋めるようにマルチビーム全体を偏向する。
【００３６】
制御計算機１１０の描画データ処理部１１１は、記憶装置１４０から描画データを読み出し、複数段のデータ変換をおこなって、ショットデータを生成する。ショットデータには、基板１０１の描画面を例えばビームサイズで格子状の複数の照射領域に分割した各照射領域への照射有無、及び照射時間等が定義される。
【００３７】
描画制御部１１２は、ショットデータ及びステージ位置情報に基づいて、偏向制御回路１３０に制御信号を出力する。偏向制御回路１３０は、制御信号に基づいて、ブランキングプレート２０４の各ブランカの印加電圧を制御する。また、偏向制御回路１３０は、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１３１に出力され、ＤＡＣアンプ１３１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主偏向器２０９に印加する。
【００３８】
マルチビーム方式の描画装置では、描画対象の基板１０１に、アパーチャ部材２０３の複数の穴２２の配列ピッチに所定の縮小率を乗じたピッチで並んだ多数のビームを一度に照射し、ビーム同士をつなげてビームピッチを埋めることで、所望の図形形状のパターンを描画する。そのため、描画処理の前に、ビーム位置を検出して、主偏向器２０９の主偏向感度の校正を行ったり、ビーム形状を測定して寸法を調整したりする必要がある。
【００３９】
ビーム位置を検出する場合は、図３に示すように、主偏向器２０９で電子ビーム２０を前後左右（ｘ方向及びｙ方向）へと偏向して、マークＭの十字を走査し、反射電子を検出器２１２で検出し、検出アンプ１３４で増幅してデジタルデータに変換した上で、測定データを制御計算機１１０に出力する。
【００４０】
ビーム位置検出部１１３は、測定された反射電子を時系列で並べたプロファイルと、その時のステージ位置とから、ビームの位置を計算することができる。
【００４１】
主偏向感度を測定する場合は、特定のビームのみオンし、主偏向器２０９の偏向量を変えながらビーム位置を測定する。例えば、図４に示すように、アパーチャ部材２０３の中心の穴２２を通過するビームのみオンし、オンビームの直下の位置Ｐ１にマークＭを移動し、マークＭの十字を走査してビーム位置を計算する。
【００４２】
次に、マークＭを主偏向領域（主偏向器２０９による偏向領域）Ｒ１内の別の位置Ｐ２に移動し、同様にビーム位置を計算する。その後、マークＭをさらに別の位置Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５に順に移動し、各位置においてビーム位置を計算する。主偏向器２０９による偏向量と、算出されたビーム位置とを比較することで、主偏向感度を校正できる。
【００４３】
ビーム形状を測定する場合は、図５に示すように、アパーチャ部材２０３の中心と四隅のように、オンするビームを順に切り替えて、主偏向感度測定と同様の測定を行う。ビームサイズの設計値に基づいて、オンビームの直下にマークＭを移動することができる。
【００４４】
図６（ａ）（ｂ）はビーム形状に歪みが無い場合の主偏向領域Ｒ２、Ｒ３を示している。図６（ａ）はアパーチャ部材２０３の中心の穴２２を通過するビームのみオンした場合を示し、図６（ｂ）はアパーチャ部材２０３の四隅の穴２２の１つを通過するビームのみオンした場合を示している。主偏向領域Ｒ２、Ｒ３の形状は同じ正方形となっている。
【００４５】
実際の描画装置では、ビーム形状に多少の歪みが生じる。また、ビーム形状測定時は主偏向器２０９の偏向量が大きく、主偏向器２０９による偏向位置に依存したビーム位置のずれによるビーム形状の歪みも加わる。
【００４６】
図７（ａ）〜（ｃ）はビーム形状に歪みがある場合の主偏向領域Ｒ４〜Ｒ６を示している。図７（ａ）はアパーチャ部材２０３の中心の穴２２を通過するビームのみオンした場合を示し、図７（ｂ）（ｃ）はアパーチャ部材２０３の四隅の穴２２の１つを通過するビームのみオンした場合を示している。主偏向領域Ｒ４の形状は正方形となっているのに対し、主偏向領域Ｒ５、Ｒ６の形状は歪んで台形になっている。
【００４７】
このように、ビームが通過するアパーチャ部材２０３の穴２２が違うことで主偏向領域Ｒ４〜Ｒ６の形状が異なると、ビーム形状の測定精度を劣化させる。そのため、本実施形態では、図８に示すように、アパーチャ部材２０３の異なる穴２２を通過したビームの主偏向領域の形状が互いに同じになるように、主偏向領域の形状を補正する。例えば、図８に示す補正後の主偏向領域Ｒ５´の形状は、図７（ａ）に示す主偏向領域Ｒ４と同じ正方形になっている。
【００４８】
主偏向器２０９による偏向位置（ｘ、ｙ）に依存したビーム位置のずれ量（主偏向歪み）Δｘ、Δｙは、アパーチャ部材２０３の穴２２毎に以下のような高次多項式で表現することができる。なお、本実施形態では４次式で表現しているが、３次式でもよいし、５次式以上でもよい。
【００４９】
Δｘ＝ａ０＋（ａ１＋１）ｘ＋ａ２ｙ＋ａ３ｘ２＋ａ４ｘｙ＋ａ５ｙ２＋ａ６ｘ３＋ａ７ｘ２ｙ＋ａ８ｘｙ２＋ａ９ｙ３＋・・・＋ａ１４ｙ４
Δｙ＝ｂ０＋ｂ１ｘ＋（ｂ２＋１）ｙ＋ｂ３ｘ２＋ｂ４ｘｙ＋ｂ５ｙ２＋ｂ６ｘ３＋ｂ７ｘ２ｙ＋ｂ８ｘｙ２＋ｂ９ｙ３＋・・・＋ｂ１４ｙ４
【００５０】
この多項式の係数ａ０〜ａ１４、ｂ０〜ｂ１４が上述の主偏向補正係数であり、アパーチャ部材２０３の穴２２毎に主偏向補正係数ａ０〜ａ１４、ｂ０〜ｂ１４を規定したデータが記憶装置１４２に格納されている。例えば、記憶装置１４２は、アパーチャ部材２０３の中心と四隅の計５箇所の穴２２の各々について、主偏向補正係数ａ０〜ａ１４、ｂ０〜ｂ１４を格納する。
【００５１】
主偏向補正係数は予め算出して、記憶装置１４２に格納しておく。図９は、主偏向補正係数の算出方法を説明するフローチャートである。まず、オンするビームを決定する（ステップＳ１０１）。例えば、アパーチャ部材２０３の中心の穴２２を通過するビームをオンすると決定する。
【００５２】
ＸＹステージ１０５を移動し、マークＭの十字を走査する（ステップＳ１０２、Ｓ１０３）。検出器２１２が反射電子を検出し、ビーム位置検出部１１３が、検出された反射電子を時系列で並べたプロファイルと、その時のステージ位置とから、ビームの位置を計算する。主偏向補正係数の算出に十分な測定点数となるまで、ステージ移動及びマークＭのスキャンを繰り返す（ステップＳ１０２〜Ｓ１０４）。例えば、図４の位置Ｐ１〜Ｐ５にマークＭを順に移動してスキャンし、ビーム位置を計算する。
【００５３】
主偏向領域内の複数の位置へマークＭを移動し、計算したビーム位置から、主偏向補正係数ａ０〜ａ１４、ｂ０〜ｂ１４を求める（ステップＳ１０５）。オンするビームを切り替えて、同様の測定を繰り返し行う（ステップＳ１０１〜Ｓ１０６）。例えば、アパーチャ部材２０３の四隅の穴２２を通過するビームを１つずつ順にオンビームにする。これにより、アパーチャ部材２０３の穴２２毎に主偏向補正係数ａ０〜ａ１４、ｂ０〜ｂ１４を求めることができる（ステップＳ１０７）。各穴２２に対応する主偏向補正係数ａ０〜ａ１４、ｂ０〜ｂ１４は記憶装置１４２に格納される。例えば、アパーチャ部材２０３の中心と四隅のそれぞれの穴２２に対応する５セットの主偏向補正係数ａ０〜ａ１４、ｂ０〜ｂ１４が記憶装置１４２に格納される。
【００５４】
主偏向補正係数を用いてビーム形状を測定する方法を図１０に示すフローチャートを用いて説明する。まず、オンするビームを決定する（ステップＳ２０１）。例えば、アパーチャ部材２０３の中心の穴２２を通過するビームをオンすると決定する。
【００５５】
次に、ＸＹステージ１０５を移動し、オンビームの直下にマークＭを移動する（ステップＳ２０２）。係数取得部１１４が、オンビームのアパーチャ部材２０３の穴２２の位置に対応する主偏向補正係数を記憶装置１４２から取得する（ステップＳ２０３）。続いて、マークＭの十字を走査する（ステップＳ２０４）。ビーム形状算出部１１５は、マークＭを走査する際、取得された主偏向補正係数を用いた上述の多項式から主偏向歪み量を計算し、主偏向領域の形状が正方形となるように主偏向器２０９の偏向量を補正する。
【００５６】
検出器２１２が反射電子を検出し、ビーム位置検出部１１３が、検出された反射電子を時系列で並べたプロファイルと、その時のステージ位置とから、ビームの位置を計算する。
【００５７】
オンするビームを切り替えて、同様の測定を繰り返し行う（ステップＳ２０１〜Ｓ２０５）。例えば、アパーチャ部材２０３の四隅の穴２２を通過するビームを１つずつ順にオンビームにする。ステップＳ２０３では、係数取得部１１４が、オンビームのアパーチャ部材２０３の穴２２の位置に応じて、それぞれ異なる主偏向補正係数を記憶装置１４２から取得する。ビーム形状算出部１１５が、各ビームの位置から、ビーム形状を算出する（ステップＳ２０６）。
【００５８】
本実施形態によれば、アパーチャ部材２０３の異なる穴２２を通過したビームの主偏向領域の形状が互いに同じになるように、主偏向領域の形状を補正し、主偏向器２０９の偏向に起因するビーム形状の歪みを抑制するため、ビーム形状を精度良く測定することができる。
【００５９】
調整部１１６は、測定されたビーム形状に基づいて、ビームの縮小率等を調整する。そのため、基板１０１に照射されるマルチビームの形状や寸法を精度良く調整することができ、描画図形のつなぎ精度を向上させることができる。
【００６０】
上記実施形態では、ビーム形状の測定に使用するビームに対応する主偏向補正係数ａ０〜ａ１４、ｂ０〜ｂ１４を記憶装置１４２に格納していた。例えば、アパーチャ部材２０３の中心と四隅の穴２２を通過した５つのビームを使用する場合、各穴２２に対応する５セットの主偏向補正係数ａ０〜ａ１４、ｂ０〜ｂ１４を記憶装置１４２に格納していた。
【００６１】
主偏向補正係数ａ０〜ａ１４、ｂ０〜ｂ１４が格納されている穴２２とは異なる穴２２を通過したビームをビーム形状の測定に使用してもよい。この場合、係数取得部１１４は、ビーム形状の測定に使用するビームが通過する穴２２の周囲（近傍）に位置する複数の穴２２に対応する複数セットの主偏向補正係数を記憶装置１４２から取り出し、線形補間（バイリニア補間）して主偏向補正係数を算出する。
【００６２】
また、主偏向補正係数ａ０〜ａ１４、ｂ０〜ｂ１４をアパーチャ部材２０３の穴２２の位置を変数とした関数で表現し、この関数を記憶装置１４２に格納してもよい。係数取得部１１４は、記憶装置１４２から関数を取り出し、オンビームが通過する穴２２の位置を代入して、主偏向補正係数ａ０〜ａ１４、ｂ０〜ｂ１４を算出する。
【００６３】
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】
【００６４】
１００  制御装置
１１０  制御計算機
１５０  描画部
１６０  制御部
２０９  主偏向器
２１２  検出器
【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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