(57)【要約】      （修正有）【課題】Ｓ／Ｎ比を十分に得ると共に偏向歪及び像面湾曲収差の影響を低減しながらマルチビーム像の形状を測定可能な装置を提供する。【解決手段】複数の第１の開口部全体の周囲に複数の第１の開口部の各第１の開口部よりも大きな複数の第２の開口部が形成された成形アパーチャアレイ部材２０３と、スライド位置に応じて、複数の第２の開口部を通過することによって形成される複数の校正用ビームを１本ずつ選択するシャッター２１２と、マルチビームの全てのビームがビームＯＦＦに制御されている状態で、選択された校正用ビームによるマーク走査により生じた反射電子を含む２次電子を検出する検出器２１４と、シャッターのスライド位置を切り替えることによって得られる複数の校正用ビームの各校正用ビームに対応する２次電子の検出結果を順に入力して、マルチビーム全体の照射領域の形状を演算する領域形状演算部６０と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2017107959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を載置する、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、
複数の第１の開口部が形成されると共に、前記複数の第１の開口部全体の周囲に前記複数の第１の開口部の各第１の開口部よりも大きな複数の第２の開口部が形成され、前記複数の第１の開口部全体に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の第１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と共に、前記複数の第２の開口部に前記荷電粒子ビームの照射を受けることによって前記複数の第２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複数の校正用ビームを形成可能な成形アパーチャアレイ部材と、
スライド位置に応じて、前記複数の第２の開口部を通過することによって形成される前記複数の校正用ビームを１本ずつ選択するシャッターと、
前記ステージ上に配置されたマークと、
選択された校正用ビームを偏向する偏向器と、
前記マルチビームの全てのビームがビームＯＦＦに制御されている状態で、選択された校正用ビームが偏向されることによって前記マーク上を走査することにより生じた反射電子を含む２次電子を検出する検出器と、
前記シャッターのスライド位置を切り替えることによって得られる前記複数の校正用ビームの各校正用ビームに対応する前記２次電子の検出結果を順に入力して、前記マルチビーム全体の照射領域の形状を演算する照射領域形状演算部と、
を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム装置。
【請求項２】
前記マルチビームの像を縮小する縮小光学系と、
前記縮小光学系を構成するレンズ群への励磁を調整することによって、前記マルチビーム全体の前記照射領域の形状の調整を行うレンズ制御部と、
をさらに備えた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装置。
【請求項３】
前記シャッターには、前記マルチビーム全体の照射領域以上のサイズの開口部が形成さ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装置。
【請求項４】
前記シャッターは、前記放出部と前記成形アパーチャアレイ部材との間に配置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装置。
【請求項５】
荷電粒子ビームの一部が成形アパーチャアレイ部材に形成された複数の第１の開口部をそれぞれ通過することによりマルチビームを形成すると共に、前記成形アパーチャアレイ部材の前記複数の第１の開口部全体が含まれる領域の周囲に形成された前記複数の第１の開口部の各第１の開口部よりも大きな複数の第２の開口部のうち、シャッターをスライドさせることにより一時的に選択された１つの第２の開口部を前記荷電粒子ビームの一部が通過することにより１つの校正用ビームを形成する工程と、
前記マルチビームの全てのビームをビームＯＦＦに制御する工程と、
前記マルチビームの全てのビームがビームＯＦＦに制御されている状態で、前記シャッターのスライド位置を切り替えることにより前記複数の第２の開口部により形成される各校正用ビームを切り替えながら、校正用ビーム毎に、試料が載置されるステージ上のマークを走査して、前記マークからの反射電子を含む２次電子を順に検出する工程と、
前記複数の第２の開口部により形成される各校正用ビームに対応する前記２次電子の検出結果を順に入力して、前記マルチビーム全体の照射領域の形状を演算する工程と、
前記マルチビームの像を縮小する縮小光学系を構成するレンズ群への励磁を調整することによって、前記マルチビーム全体の前記照射領域の形状の調整を行う工程と、
を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム像の形状調整方法。
【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装置及びマルチ荷電粒子ビーム像の形状調整方法に係り、例えば、電子線を用いたマルチビーム描画におけるマルチビーム像の形状を調整する手法に関する。
【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】
マルチビーム描画では、マルチビームを形成するアパーチャアレイの形状がそのまま描画図形のつなぎ精度に影響を与える。よって、形成されるマルチビーム像の倍率や回転の調整が非常に重要となる。しかしながら、各ビームの電流密度が数Ａ／ｃｍ２程度であるので、１本ごとのビームの位置を正確に測定することが困難である。Ｓ／Ｎ比を得るためには、同じビームを使って多数回のマークスキャン動作が必要となる。さらに、アパーチャアレイの領域のサイズが数１０〜数１００μｍと広く、その分、ビーム本数が多いために、マルチビーム全体の像の形状を正確に測定することが困難である。その結果、試料面におけるマルチビーム像の形状を調整することが困難となる。
【０００５】
ここで、描画用マルチビームの周囲に複数の測定用ビームを形成して、マルチビームがクロスオーバーを形成する高さ位置付近に測定用ビーム本数分の検出器を配置し、複数の測定用ビームを同時に位置検出することでマルチビームの成形セクションでのドリフト量を測定する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、かかる手法は、試料面上でのマルチビーム形状を測定することは困難である。
【０００６】
なお、マルチビーム全体の像の形状を正確に測定することが必要なのは描画装置に限るものではなく、電子線等を用いたマルチビーム装置全般に重要である。例えば、電子線等を用いたマルチビームで試料上に形成されたパターン検査を行う検査装置等にとっても同様に重要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−０３５４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
かかる問題に対して、マルチビームのうち、４隅の各隅に位置する複数のビームを１つのグループ（ビーム群）として、グループ単位でビームを照射することでマークスキャン動作を行うことが検討されている。しかし、かかる場合でもＳ／Ｎ比を十分に得るためには各グループのスキャン回数を多くしなければならない。スキャン回数が多くなるとその間にビームドリフトが生じ、その影響を受けてしまうといった問題が発生する。一方、Ｓ／Ｎ比を十分に得るために各グループを構成するビーム本数を増やすことも検討されている。しかし、Ｓ／Ｎ比を十分に得る程度までビーム本数を増やす場合には、各グループを構成するビーム群の面積を大幅に広くすることが必要になる。そのため、校正用マーク自体を大きくする必要があると共に、対物偏向器の偏向領域も大きくなり、偏向歪及び像面湾曲収差の影響が大きくなってしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、Ｓ／Ｎ比を十分に得ると共に偏向歪及び像面湾曲収差の影響を低減しながらマルチビーム像の形状を測定可能な装置及び方法を提供する。
【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装置は、
試料を載置する、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、
複数の第１の開口部が形成されると共に、複数の第１の開口部全体の周囲に複数の第１の開口部の各第１の開口部よりも大きな複数の第２の開口部が形成され、複数の第１の開口部全体に荷電粒子ビームの照射を受け、複数の第１の開口部を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と共に、複数の第２の開口部に荷電粒子ビームの照射を受けることによって複数の第２の開口部を荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより複数の校正用ビームを形成可能な成形アパーチャアレイ部材と、
スライド位置に応じて、複数の第２の開口部を通過することによって形成される複数の校正用ビームを１本ずつ選択するシャッターと、
ステージ上に配置されたマークと、
選択された校正用ビームを偏向する偏向器と、
マルチビームの全てのビームがビームＯＦＦに制御されている状態で、選択された校正用ビームが偏向されることによってマーク上を走査することにより生じた反射電子を含む２次電子を検出する検出器と、
シャッターのスライド位置を切り替えることによって得られる複数の校正用ビームの各校正用ビームに対応する２次電子の検出結果を順に入力して、マルチビーム全体の照射領域の形状を演算する照射領域形状演算部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、マルチビームの像を縮小する縮小光学系と、
縮小光学系を構成するレンズ群への励磁を調整することによって、マルチビーム全体の照射領域の形状の調整を行うレンズ制御部と、
をさらに備えると好適である。
【００１２】
また、シャッターには、マルチビーム全体の照射領域以上のサイズの開口部が形成されると好適である。
【００１３】
また、シャッターは、放出部と成形アパーチャアレイ部材との間に配置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像の形状調整方法は、
荷電粒子ビームの一部が成形アパーチャアレイ部材に形成された複数の第１の開口部をそれぞれ通過することによりマルチビームを形成すると共に、成形アパーチャアレイ部材の複数の第１の開口部全体が含まれる領域の周囲に形成された複数の第１の開口部の各第１の開口部よりも大きな複数の第２の開口部のうち、シャッターをスライドさせることにより一時的に選択された１つの第２の開口部を荷電粒子ビームの一部が通過することにより１つの校正用ビームを形成する工程と、
マルチビームの全てのビームをビームＯＦＦに制御する工程と、
マルチビームの全てのビームがビームＯＦＦに制御されている状態で、シャッターのスライド位置を切り替えることにより複数の第２の開口部により形成される各校正用ビームを切り替えながら、校正用ビーム毎に、試料が載置されるステージ上のマークを走査して、マークからの反射電子を含む２次電子を順に検出する工程と、
複数の第２の開口部により形成される各校正用ビームに対応する２次電子の検出結果を順に入力して、マルチビーム全体の照射領域の形状を演算する工程と、
マルチビームの像を縮小する縮小光学系を構成するレンズ群への励磁を調整することによって、マルチビーム全体の照射領域の形状の調整を行う工程と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一態様によれば、Ｓ／Ｎ比を十分に得ると共に偏向歪及び像面湾曲収差の影響を低減しながらマルチビーム像の形状を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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におけるシャッターの一例を示す上面概念図である。
【図５】実施の形態１におけるシャッターと成形アパーチャアレイ部材との重なり状況を説明するための上面概念図である。
【図６】実施の形態１におけるマルチビーム像の形状調整方法の要部工程を示すフローチャート図である。
【図７】実施の形態１におけるマルチビームがビームＯＦＦされ、選択された１本の校正用ビームが照射される状態を示す図である。
【図８】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９】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１０】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１１】実施の形態１におけるシャッターの他の一例を示す上面概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、実施の形態では、マルチ荷電粒子ビームを構成する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。
【００１８】
また、実施の形態では、マルチ荷電粒子ビーム装置の一例として、荷電粒子を用いたマルチビーム描画装置について説明する。荷電粒子を用いたマルチビーム検査装置等の他のマルチビーム装置においても試料面にマルチビームが照射されるまでは同様の構成を適用可能である。
【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、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、シャッター２１２、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材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、及び検出器２１４が配置されている。また、電子鏡筒１０２の側面には、伸縮配管１７４を介してスライダ１７２が配置される。また、スライダ１７２の軸１７３はシャッター２１２に接続され、スライダ１７２は駆動装置１７０によって駆動される。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と、校正用マーク１０６とが配置される。
【００２０】
制御部１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、レンズ制御回路１３１、デジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプユニット１３２，１３４、検出回路１３６、ステージ制御回路１３８、ステージ位置測定回路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、レンズ制御回路１３１、検出回路１３６、ステージ制御回路１３８、ステージ位置測定回路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材２０４が図示しないバスを介して接続されている。ステージ位置測定回路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。検出回路１３６は、検出器２１４に接続される。校正用マーク１０６は、例えば、矩形に形成され、表面の高さ位置が試料１０１表面と同一高さに調整されると良い。
【００２１】
制御計算機１１０内には、描画制御部５０、シャッター制御部５２、測定部５４、ビーム選択部５６、判定部５８、領域形状演算部６０、判定部６２、レンズ調整部６４、及び、ショットデータ生成部６６が配置されている。描画制御部５０、シャッター制御部５２、測定部５４、ビーム選択部５６、判定部５８、領域形状演算部６０、判定部６２、レンズ調整部６４、及び、ショットデータ生成部６６といった各「〜部」は、処理回路を有する。かかる処理回路は、例えば、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置を含む。各「〜部」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いても良いし、或いは異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。描画制御部５０、シャッター制御部５２、測定部５４、ビーム選択部５６、判定部５８、領域形状演算部６０、判定部６２、レンズ調整部６４、及び、ショットデータ生成部６６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】
また、成形アパーチャアレイ部材２０３には、かかるアレイ状に配列されたｍ列×ｎ列の複数の穴２２（第１の開口部）が形成されると共に、複数の穴２２全体（照射領域１１）の周囲に複数の穴２２の各穴２２よりも大きな複数の穴２３ａ〜２３ｄ（第２の開口部）が形成される。図２の例では、複数の穴２２全体の照射領域１１の４隅に、それぞれ１つずつの穴２３（ａ〜ｄ）が形成される。穴２３のサイズは、ｐ×ｑ個の穴２２が形成される領域と同様のサイズにする。なお、図２において、穴２２のサイズ及び配列ピッチと、穴２３のサイズの関係は以下の説明と一致させていない。例えば、照射領域１１内に５１２×５１２列の穴２２が形成される場合に、４隅の角部ごとに、例えば、３２×３２本のビーム形成用の穴２２が配列される領域と同様のサイズに形成される。電流密度Ｊが例えば２Ａ／ｃｍ２の場合に、１本のビームが例えば０．０１μｍ角のサイズの３２×３２本のビーム（１０２４本）を用いてマークスキャンを行う場合、合計２ｎＡのビーム電流を位置検出に用いることになる。一方、各穴２２は所定のピッチで配列されるので、例えば、３２×３２本のビーム形成用の穴２２が配列される領域が５μｍ×５μｍの矩形領域とすると、各穴２３は、５μｍ×５μｍの矩形領域になる。その場合、１つの穴２３によって形成される１本の校正用ビームは、５００ｎＡのビーム電流になる。よって、３２×３２本のビームを用いてマークスキャンを行う場合よりも、校正用ビーム１本を用いてマークスキャンを行う場合の方が２５０倍の電流量で位置の検出ができる。そのため、Ｓ／Ｎ比を確保するために、３２×３２本のビームを用いて例えば２５０回のマークスキャンが必要であった場合、１本の校正用ビームを用いれば、ビームの照射領域の面積を増やすことなく、１回のマークスキャンでＳ／Ｎ比を確保できる。
【００２５】
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材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、グランド接続される。また、各制御回路４１は、制御信号用の例えば１０ビットの配線が接続される。各制御回路４１は、例えば１０ビットの配線の他、クロック信号線および電源用の配線等が接続される。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タが配置され、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。
【００２６】
各通過孔を通過する電子ビーム２０は、それぞれ独立に対となる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。
【００２７】
なお、ブランキングアパーチャアレイ部材２０４は、成形アパーチャアレイ部材２０３の各穴２３に対応する位置に対応する校正用ビームの通過用の通過孔（開口部）が開口される。但し、校正用ビームの通過用の通過孔には、ブランキング偏向用の電極２４，２６の組が不要である。単に、通過孔があればよい。ブランキングアパーチャアレイ部材２０４によるブランキング制御は不要である。
【００２８】
図４は、実施の形態１におけるシャッターの一例を示す上面概念図である。図４において、シャッター２１２には、フレーム７０の中央部に貫通する開口部７４が形成され、開口部７４の周囲、ここでは例えば４隅にｘ方向に位置をずらした複数の開口部７２ａ〜７２ｄ（第２の開口部）が形成される。複数の開口部７２ａ〜７２ｄのサイズは、穴２３よりも若干大きいサイズに形成される。
【００２９】
図５は、実施の形態１におけるシャッターと成形アパーチャアレイ部材との重なり状況を説明するための上面概念図である。後述するように、シャッター２１２は、複数の開口部７２ａ〜７２ｄのサイズ分だけ−ｘ方向に１つずつずれる（シフトする）。図５（ａ）に示すように、当初、複数の開口部７２ａ〜７２ｄのうち開口部７２ａが成形アパーチャアレイ部材２０３の穴２３ａと重なる。かかる動作により、次に、図５（ｂ）に示すように、開口部７２ｂが成形アパーチャアレイ部材２０３の穴２３ｂと重なる。そして、次に開口部７２ｃが成形アパーチャアレイ部材２０３の穴２３ｃと重なり、次に開口部７２ｄが成形アパーチャアレイ部材２０３の穴２３ｄと重なる。かかる動作中、成形アパーチャアレイ部材２０３のすべての穴２２は、常時、開口部７４内に位置する。これにより、成形アパーチャアレイ部材２０３の複数の穴２３ａ〜２３ｄのうち、どの穴２３が複数の開口部７２ａ〜７２ｄのいずれかと重なった場合でも、成形アパーチャアレイ部材２０３のすべての穴２２（第１の開口部）全体に電子ビーム２００の照射を受け、すべての穴２２を電子ビーム２００の一部がそれぞれ通過することによりマルチビーム２０を形成できる。言い換えれば、シャッター２１２には、マルチビーム全体の照射領域以上のサイズの開口部７４が形成される。さらに言い換えれば、マルチビーム２０全体を形成可能な開口部７４が形成される。
【００３０】
一方、成形アパーチャアレイ部材２０３の複数の穴２３ａ〜２３ｄ（第２の開口部）に電子ビーム２００の照射を受けることによって複数の穴２３ａ〜２３ｄを電子ビーム２００の一部がそれぞれ通過することにより複数の校正用ビーム２１を形成することが可能である。しかし、実施の形態１では、あえて、シャッター２１２を配置する。これにより、シャッター２１２が、スライド位置に応じて、複数の穴２３ａ〜２３ｄを通過することによって形成される複数の校正用ビーム２１を１本ずつ選択する。実施の形態１では、例えば、電子銃２０１と成形アパーチャアレイ部材２０３との間、すなわち、成形アパーチャアレイ部材２０３の光軸上流側に、シャッター２１２を配置する。成形アパーチャアレイ部材２０３の光軸上流側にシャッター２１２を配置することにより、複数の校正用ビーム２１を形成する前に、複数の校正用ビーム２１を１本の校正用ビーム２１に絞ることができる。これにより、校正用ビーム２１間の干渉を回避することができる。
【００３１】
シャッター２１２の位置は、成形アパーチャアレイ部材２０３の光軸上流側の他、成形アパーチャアレイ部材２０３とブランキングアパーチャアレイ部材２０４の間、或いは、ブランキングアパーチャアレイ部材２０４の光軸下流側に配置することも可能である。かかる場合には、複数の校正用ビーム２１を形成した後に、シャッター２１２によって、複数の校正用ビーム２１を１本の校正用ビーム２１に絞ることができる。また、シャッター２１２には、マルチビーム２０全体が通過可能な開口部７４が形成される。よって、マルチビーム２０全体を通過させることができる。但し、校正用ビーム２１間の干渉を抑制する意味では、成形アパーチャアレイ部材２０３の光軸上流側にシャッター２１２を配置することがより好適である。
【００３２】
図６は、実施の形態１におけるマルチビーム像の形状調整方法の要部工程を示すフローチャート図である。図６において、実施の形態１におけるマルチビーム像の形状調整方法は、ステージ位置調整工程（Ｓ１０１）と、ビームＯＦＦ設定工程（Ｓ１０２）と、シャッター位置調整（シャッタースライド）工程（Ｓ１０４）と、ビーム形成工程（Ｓ１０６）と、描画用マルチビームビームＯＦＦ工程（Ｓ１０８）と、ｋ番目校正ビームでのマークスキャン工程（Ｓ１１０）と、２次電子検出工程（Ｓ１１２）と、判定工程（Ｓ１１４）と、校正用ビーム切り替え工程（Ｓ１１６）と、マルチビーム照射領域形状演算工程（Ｓ１１８）と、判定工程（Ｓ１２０）と、マルチビーム照射領域形状調整工程（Ｓ１２２）と、リセット工程（Ｓ１２４）と、いう一連の工程を実施する。
【００３３】
ステージ位置調整工程（Ｓ１０１）として、描画制御部５０は、校正用マーク１０６が校正用ビームの偏向領域内に位置するようにステージ制御回路１３８に制御信号を出力する。ステージ制御回路１３８は、校正用マーク１０６が校正用ビームの偏向領域内に位置するようにステージ１０５を移動させることによって位置を調整する。なお、電子鏡筒１０２内及び描画室１０３内は図示しない真空ポンプによって真空引きされ、大気圧よりも低い所定の圧力の真空状態に制御される。
【００３４】
ビームＯＦＦ設定工程（Ｓ１０２）として、描画制御部５０は、マルチビーム２０の全てのビームがビームＯＦＦになるように制御する。具体的には、描画制御部５０は、偏向制御回路１３０にマルチビーム２０の全てのビームがビームＯＦＦになるように制御信号を出力する。偏向制御回路１３０は、ブランキングアパーチャアレイ部材２０４内のマルチビーム２０の全てのビーム用の制御回路４１にビームＯＦＦ信号を出力する。これにより、各ビーム用の電極２４，２６間にブランキング電圧が印加される。
【００３５】
校正ビーム選択工程（Ｓ１０３）として、ビーム選択部５６は、複数の校正用ビーム２１のうち１つを選択する。
【００３６】
シャッター位置調整（シャッタースライド）工程（Ｓ１０４）として、シャッター制御部５２は、選択された校正用ビーム２１が形成可能な位置にシャッター２１２の位置を調整するための制御信号を駆動装置１７０に出力する。駆動装置１７０は、スライダ１７２を駆動してシャッター２１２をスライドさせ、選択された校正用ビーム２１が形成可能な位置にシャッター２１２の位置を調整する。ここでは、例えば、校正用ビーム２１ａを選択し、シャッター２１２の穴７２ａと成形アパーチャアレイ部材２０３の穴２３ａとが重なる位置にシャッター２１２を移動させる。スライダ１７２は、べローズ配管等の伸縮配管１７４によって電子鏡筒１０２に接続されているので、駆動により真空破壊されることは無い。
【００３７】
ビーム形成工程（Ｓ１０６）として、描画制御部５０の制御のもと、各ビームを形成する。具体的には、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によりほぼ垂直にシャッター２１２を照明する。その際、電子ビーム２００は、シャッター２１２の開口部７４を通過して、成形アパーチャアレイ部材２０３のすべての複数の穴２２が含まれる領域を照明する。同時に、電子ビーム２００は、シャッター２１２の開口部７２ａを通過して、成形アパーチャアレイ部材２０３の複数の穴２３のうち穴２３ａ全体を照明する。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（複数の第１の開口部）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。同時に、一時的に選択された１つの穴２３ａの位置に照射された電子ビーム２００の一部が、かかる成形アパーチャアレイ部材２０３の穴２３ａを通過することによって、複数の校正用ビーム２１のうち、例えば矩形形状の１本の校正用ビーム２１ａが形成される。
【００３８】
描画用マルチビームビームＯＦＦ工程（Ｓ１０８）として、ブランキングアパーチャアレイ部材２０４は、マルチビーム２０の全てのビームをビームＯＦＦに制御する。
【００３９】
図７は、実施の形態１におけるマルチビームがビームＯＦＦされ、選択された１本の校正用ビームが照射される状態を示す図である。図７に示すように、形成されたマルチビーム２０ａ〜ｅは、ブランキングアパーチャアレイ部材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をビームＯＦＦの状態を保つようにブランキング偏向する。
【００４０】
ブランキングアパーチャアレイ部材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。しかし、ブランキングアパーチャアレイ部材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。図７の例では、マルチビーム２０の全てのビームをビームＯＦＦに制御しているので、マルチビーム２０の全てのビームが制限アパーチャ部材２０６によって遮蔽される。一方、形成された１本の校正用ビーム２１は、ブランキングアパーチャアレイ部材２０４の対応する開口部内を通過する。しかし、ブランカーは配置されていないので、そのまま通過する。ブランキングアパーチャアレイ部材２０４を通過した１本の校正用ビーム２１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。そして、図７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。
【００４１】
ｋ番目校正ビームでのマークスキャン工程（Ｓ１１０）として、描画制御部５０は、選択された校正用ビーム２１を用いて、試料１０１が載置されるステージ１０５上の校正用マーク１０６を走査（スキャン）する。具体的には、偏向器２０８（或いは偏向器２０９）を使って校正用ビーム２１を偏向することで、校正用マーク１０６上を走査すればよい。
【００４２】
２次電子検出工程（Ｓ１１２）として、検出器２１４は、マルチビーム２０の全てのビームがビームＯＦＦに制御されている状態で、選択された校正用ビーム２１が偏向されることによって校正用マーク１０６上をスキャンすることにより生じた反射電子を含む２次電子３００を検出する。検出された検出データは検出回路１３６に出力される。検出回路１３６は、入力されたアナログデータをデジタルデータに変換の上、位置データとして、測定部５４に出力する。これにより、選択された校正用ビーム２１（例えば校正用ビーム２１ａ）の位置を個別に検出できる。
【００４３】
判定工程（Ｓ１１４）として、判定部５８は、すべての校正用ビーム２１について位置を検出したかどうかを判定する。まだ、位置検出が終了していない校正用ビーム２１が残っている場合には校正用ビーム切り替え工程（Ｓ１１６）に進む。すべての校正用ビーム２１について位置検出が終了した場合にはマルチビーム照射領域形状演算工程（Ｓ１１８）に進む。
【００４４】
校正用ビーム切り替え工程（Ｓ１１６）として、ビーム選択部５６は、選択されていた校正用ビーム２１を他の校正用ビーム２１に切り替える（選択し直す）。そして、シャッター位置調整（シャッタースライド）工程（Ｓ１０４）に戻る。そして、判定工程（Ｓ１１４）においてすべての校正用ビーム２１について位置検出が終了するまで、シャッター位置調整（シャッタースライド）工程（Ｓ１０４）から校正用ビーム切り替え工程（Ｓ１１６）までの各工程を繰り返す。
【００４５】
以上のように、実施の形態１では、マルチビーム２０の全てのビームがビームＯＦＦに制御されている状態で、シャッター２１２のスライド位置を切り替えることにより複数の穴２３により形成される各校正用ビーム２１を切り替えながら、校正用ビーム２１毎に、試料１０１が載置されるステージ１０５上の校正用マーク１０６を走査して、校正用マーク１０６からの反射電子を含む２次電子３００を順に検出する。
【００４６】
マルチビーム照射領域形状演算工程（Ｓ１１８）として、領域形状演算部６０（照射領域形状演算部）は、シャッター２１２のスライド位置を切り替えることによって得られる複数の校正用ビーム２１の各校正用ビーム２１に対応する２次電子３００の検出結果を順に入力して、マルチビーム２０全体の照射領域１１の形状を演算する。４つの校正用ビーム２１の位置が検出できれば、マルチビーム２０全体の照射領域１１の周囲４隅の位置を検出できる。よって、マルチビーム２０全体の矩形の照射領域１１形状を演算できる。
【００４７】
上述した例では、マルチビーム２０全体の照射領域１１の周囲４隅の位置を、校正用ビーム２１を使って測定したが、これに限るものではない。校正用ビーム２１は照射領域１１の周囲４隅以外にも、さらに照射領域１１の周囲上の他の位置に形成されても良い。測定点数が増えれば、その分、高精度な照射領域１１形状を演算できる。かかる場合でも複数の校正用ビーム２１が１本ずつ検出できるようにシャッター２１２の通過孔（穴７２）を形成すればよい。
【００４８】
判定工程（Ｓ１２０）として、判定部６２は、演算されたマルチビーム２０全体の照射領域形状の回転角度が許容範囲内かどうかを判定する。また、演算されたマルチビーム２０全体の照射領域形状の倍率が許容範囲内かどうかを判定する。いずれも許容範囲内であれば、描画処理へと進む。回転角度と倍率の少なくとも１つが許容範囲から外れている場合には、マルチビーム照射領域形状調整工程（Ｓ１２２）に進む。
【００４９】
マルチビーム照射領域形状調整工程（Ｓ１２２）として、レンズ調整部６４は、マルチビーム２０の像を縮小する縮小光学系を構成するレンズ群への励磁を調整することによって、マルチビーム全体の照射領域の形状の調整を行う。マルチビーム像の回転角度と倍率は、縮小光学系を構成する縮小レンズ２０５と対物レンズ２０７への励磁を調整することによって調整できる。そこで、実施の形態１では、かかるレンズ群への励磁を調整することによって、マルチビーム全体の照射領域の形状の調整を行う。レンズ調整部６４は、励磁制御信号をレンズ制御回路１３１に出力し、レンズ制御回路１３１が縮小レンズ２０５と対物レンズ２０７への励磁を調整する。
【００５０】
なお、マルチビーム全体の照射領域形状の調整は、かかる手法に限るものではない。例えば、成形アパーチャアレイ部材２０３及びブランキングアパーチャアレイ部材２０４を図示しない回転機構によって回転させることによって、マルチビーム全体の照射領域形状の回転調整を行っても好適である。或いは、ステージ１０５を図示しない回転機構によって回転させることによって、マルチビームの照射位置を相対的に回転させることでマルチビーム全体の照射領域形状の回転調整を行っても好適である。
【００５１】
リセット工程（Ｓ１２４）として、ビーム選択部５６は、選択されたｋ番目の校正用ビーム２１をリセットし、校正ビーム選択工程（Ｓ１０３）に戻る。そして、校正ビーム選択工程（Ｓ１０３）から判定工程（Ｓ１２０）までの各工程を繰り返す。これにより、マルチビーム照射領域形状調整工程（Ｓ１２２）による調整によって、マルチビーム２０全体の照射領域形状の回転角度が許容範囲内になったかどうかを確認する。照射領域形状の回転角度が許容範囲内に入らなければ、再度、マルチビーム照射領域形状調整工程（Ｓ１２２）を行って、さらに、その調整結果を同様に確認すればよい。
【００５２】
次に、マルチビーム照射領域形状の調整が終了した後、描画処理を行う。描画部１５０は、描画制御部５０の制御のもと、以下のように動作する。
【００５３】
上述したように、電子ビーム２００の各一部が、成形アパーチャアレイ部材２０３の複数の穴２２（複数の第１の開口部）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。なお、描画処理の際には、シャッター２１２をさらに移動させることで、図１に示すように、校正用ビーム２１が形成されないようにシャッター２１２ですべての穴２３を遮蔽する。
【００５４】
ブランキングアパーチャアレイ部材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材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材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２１３）によって、偏向されなければ、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４７のＯＮ／ＯＦＦと共通ブランキング機構２１３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４７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、理想的には成形アパーチャアレイ部材２０３の複数の穴２２の配列ピッチに所望の縮小率を乗じたピッチで並ぶことになる。
【００５５】
図８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８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は例えば等速で連続移動させる。第１番目のストライプ領域３２の描画（露光）が終了したら、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（露光）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（露光）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。
【００５６】
図９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９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（単位照射領域、或いは描画位置）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。言い換えれば、試料１０１の描画領域３０がマルチビームの１つのビームあたりの単位照射領域サイズで分割された複数のメッシュ領域を複数の画素３６（小領域）とする。図９の例では、試料１０１の描画領域が、例えばｙ方向に、１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９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、１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９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９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。
【００５７】
図１０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１０では、図９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１０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１０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。
【００５８】
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５０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。
【００５９】
そして、描画部１５０は、当該ショット（後述する分割ショット合計）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Ｔｔｒ内のそれぞれの画素３６に対応する描画時間、各画素３６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。
【００６０】
図１０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Ｔｔｒ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ショット目の複数の分割ショットのビームの照射が行われる。時刻ｔ＝０からｔ＝Ｔｔｒ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。
【００６１】
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Ｔｔｒ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１０の例では、時刻ｔ＝Ｔｔｒ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。
【００６２】
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Ｔｔｒ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１０の例では、座標（１，３）のビーム（１）によって、時刻ｔ＝Ｔｔｒからｔ＝２Ｔｔｒ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＝Ｔｔｒからｔ＝２Ｔｔｒ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。
【００６３】
図１０の例では、時刻ｔ＝２Ｔｔｒ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＝２Ｔｔｒからｔ＝３Ｔｔｒ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＝２Ｔｔｒからｔ＝３Ｔｔｒ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＝３Ｔｔｒ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＝３Ｔｔｒからｔ＝４Ｔｔｒ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＝３Ｔｔｒからｔ＝４Ｔｔｒ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。
【００６４】
図１０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ビームを切り替えながら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１０の例では、時刻ｔ＝４Ｔｔｒ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１０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＝４Ｔｔｒ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１０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。
【００６５】
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。
【００６６】
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当該パスの各ショット（複数の分割ショット）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８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。
【００６７】
なお、上述した描画処理を行うにあたって、各画素へのビームの入射照射量Ｄ（ｘ）は、以下のように演算すればよい。まず、ショットデータ生成部６６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を演算する。描画領域（ここでは、例えばストライプ領域３２）は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）に仮想分割される。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。
【００６８】
次に、ショットデータ生成部６６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）（補正照射量）を演算する。近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）は、従来と同様のしきい値モデルを用いて演算すればよい。
【００６９】
一方、ショットデータ生成部６６は、画素３６毎に、当該画素３６内のパターン面積密度ρ’を演算する。ρ’のメッシュサイズは例えば画素２８の大きさと同じにする。そして、基準照射量と近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）とパターン面積密度ρ’とを乗じることで、当該画素３６に照射するための入射照射量Ｄ（ｘ）を演算する。入射照射量Ｄ（ｘ）を電流密度Ｊで割れば、各画素へのビームの照射時間を求めることができる。
【００７０】
図１１は、実施の形態１におけるシャッターの他の一例を示す上面概念図である。図１１において、シャッター３１２のフレーム３７０には、成形アパーチャアレイ部材２０３のすべての穴２２全体の周囲、ここでは例えば４隅にｘ方向に位置をずらした複数の開口部３７２ａ〜３７２ｄ（第２の開口部）が形成される。複数の開口部３７２ａ〜３７２ｄのサイズは、穴２３よりも若干大きいサイズに形成される。そして、かかる複数の開口部３７２ａ〜３７２ｄよりもｘ方向に位置をずらして開口部３７４が形成される。
【００７１】
上述した例では、各校正用ビーム２１の位置を測定する際、マルチビーム２０は形成された後にブランキング制御によりビームＯＦＦの状態に維持される場合を説明したが、これに限るものではない。図１１に示すシャッター３１２を用いることで、各校正用ビーム２１の位置を測定する際、成形アパーチャアレイ部材２０３のすべての穴２２に電子ビーム２００が照射されないようにシャッター３１２自体で電子ビーム２００を遮蔽する。そして、通常の描画処理の際には、シャッター３１２の位置を大きくずらし、成形アパーチャアレイ部材２０３のすべての穴２２が開口部３７４内に入るようにすればよい。かかる構成によっても、複数の校正用ビーム２１の位置を１本ずつ検出できる。
【００７２】
以上のように、実施の形態１によれば、マルチビーム２０の一部を校正用ビームに用いる場合に比べて、校正用ビーム２１のビーム面積自体は大きくせずに各校正用ビーム２１の電流量を大きくできるのでＳ／Ｎ比を十分に得ることができる。さらに、校正用ビーム２１のビーム面積自体を大きくする必要がないので偏向歪及び像面湾曲収差の影響を低減できる。さらに、焦点深度が浅い光学系の場合、描画用マルチビーム２０と同じ平面で形成された校正用ビーム２１を用いて、描画対象とする試料１０１と同じＺ平面で校正を行うことができる。よって、確実かつ単純な装置構成にできる。
【００７３】
以上のように、実施の形態１によれば、Ｓ／Ｎ比を十分に得ると共に偏向歪及び像面湾曲収差の影響を低減しながらマルチビーム像の形状を測定できる。
【００７４】
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。上述した例では、縮小光学系を構成する電磁レンズの励磁調整によってマルチビーム全体の照射領域形状の調整を行う場合を示したが、その他のレンズを配置して構成してもよい。例えば、縮小レンズ２０５と対物レンズ２０７の磁場内にそれぞれ静電レンズを配置してマルチビーム全体の照射領域形状の回転・倍率調整を行ってもよい。
【００７５】
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。
【００７６】
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装置及びマルチ荷電粒子ビーム像の形状調整方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００７７】
１１  照射領域
２０  マルチビーム
２２  穴
２３  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
５０  描画制御部
５２  シャッター制御部
５４  測定部
５６  ビーム選択部
５８  判定部
６０  領域形状演算部
６２  判定部
６４  レンズ調整部
６６  ショットデータ生成部
７０，３７０  フレーム
７２，７４，３７２，３７４  開口部
１００  描画装置
１０１  試料
１０２  電子鏡筒
１０３  描画室
１０５  ＸＹステージ
１０６  校正用マーク
１１０  制御計算機
１１２  メモリ
１３０  偏向制御回路
１３１  レンズ制御回路
１３２，１３４  ＤＡＣアンプユニット
１３６  検出回路
１３８  ステージ制御回路
１３９  ステージ位置測定回路
１４０，１４２  記憶装置
１５０  描画部
１６０  制御部
１７０  駆動装置
１７２  スライダ
１７３  軸
１７４  伸縮配管
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材
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
２１２，３１２  シャッター
２１４  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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【図１１】
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