(57)【要約】【課題】複数の荷電粒子ビームを用い、ビームごとの照射タイミングの誤差を低減させて複雑で微細なパターンを形成する。【解決手段】試料上にパターンを露光する露光装置であって、複数の荷電粒子ビームに対応して設けられ、入力電圧に応じて試料上に対応する荷電粒子ビームを照射するか否かをそれぞれ切り替える複数のブランキング電極と、複数のブランキング電極のそれぞれに供給されるブランキング電圧を切り替えるための切替信号を出力する照射制御部と、複数のブランキング電極のそれぞれについて、切替信号の変化からブランキング電圧の変化までの遅延量を計測する計測部と、を備える露光装置を提供する。【選択図】図１４
2017063101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料上にパターンを露光する露光装置であって、
複数の荷電粒子ビームに対応して設けられ、入力電圧に応じて試料上に対応する荷電粒子ビームを照射するか否かをそれぞれ切り替える複数のブランキング電極と、
前記複数のブランキング電極のそれぞれに供給されるブランキング電圧を切り替えるための切替信号を出力する照射制御部と、
前記複数のブランキング電極のそれぞれについて、切替信号の変化からブランキング電圧の変化までの遅延量を計測する計測部と、
を備える露光装置。
【請求項２】
前記計測部は、
基準電圧を発生する基準電圧発生部と、
前記複数のブランキング電極のそれぞれについて、前記切替信号の変化から、前記ブランキング電圧が前記基準電圧に達するまでの前記遅延量を検出する遅延量検出部と、
を有する請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記基準電圧発生部は、前記基準電圧を順次変更して発生し、
前記遅延量検出部は、前記複数のブランキング電極のそれぞれについて、前記基準電圧が変更されたことに応じて、前記切替信号の変化から、前記ブランキング電圧が前記基準電圧に達するまでの前記遅延量を検出する
請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記照射制御部は、前記複数のブランキング電極のそれぞれに対する前記切替信号の出力タイミングを、個別に調整するタイミング調整部を有する請求項１から３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記タイミング調整部は、前記複数のブランキング電極のそれぞれについて、前記ブランキング電圧が、予め定められたタイミングに予め定められた閾値電圧に達するように、前記切替信号の出力タイミングを個別に調整する請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】
前記複数のブランキング電極に対応して設けられ、それぞれのブランキング電極に対する切替信号に応じたブランキング電圧をそれぞれ出力する複数の駆動回路を備える請求項１から５のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記複数の駆動回路は、前記複数の駆動回路のそれぞれが出力するブランキング電圧の過渡時間を個別に調整する時間調整部を有する請求項６に記載の露光装置。
【請求項８】
試料上にパターンを露光する露光装置で用いる方法であって、
複数の荷電粒子ビームに対応して設けられ、入力電圧に応じて試料上に対応する荷電粒子ビームを照射するか否かをそれぞれ切り替える複数のブランキング電極のそれぞれに供給されるブランキング電圧を切り替えるための切替信号を出力する照射制御段階と、
前記複数のブランキング電極のそれぞれについて、切替信号の変化からブランキング電圧の変化までの遅延量を計測する計測段階と、
を備える方法。
【請求項９】
前記計測段階は、
基準電圧を発生する基準電圧発生段階と、
前記複数のブランキング電極のそれぞれについて、前記切替信号の変化から、前記ブランキング電圧が前記基準電圧に達するまでの前記遅延量を検出する検出段階と、
を有する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記基準電圧発生段階は、前記基準電圧を順次変更して発生し、
前記検出段階は、前記複数のブランキング電極のそれぞれについて、前記基準電圧が変更されたことに応じて、前記切替信号の変化から、前記ブランキング電圧が前記基準電圧に達するまでの前記遅延量を検出する
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数のブランキング電極のそれぞれについて、前記ブランキング電圧が、予め定められた閾値電圧になる時間を調整する調整段階をさらに備える請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記調整段階は、前記複数のブランキング電極のそれぞれについて、前記切替信号の出力タイミングを個別に調整するタイミング調整段階を有する請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記露光装置は、前記複数のブランキング電極に対応して設けられ、それぞれのブランキング電極に対する切替信号に応じたブランキング電圧をそれぞれ出力する複数の駆動回路を備え、
前記調整段階は、前記複数のブランキング電極のそれぞれについて、前記複数の駆動回路のそれぞれが出力するブランキング電圧の過渡時間を個別に調整する時間調整段階を有する
請求項１１または１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置および露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、線幅が数十ｎｍ程度の光露光技術で形成した単純なラインパターンに、電子ビーム等の荷電粒子ビームを用いた露光技術を用いて加工することで、微細な配線パターンを形成するコンプリメンタリ・リソグラフィが知られている（例えば、特許文献１および２参照）。また、荷電粒子ビームを複数用いたマルチビーム露光技術も知られている（例えば、特許文献３および４参照）。
特許文献１  特開２０１３−１６７４４号公報
特許文献２  特開２０１３−１５７５４７号公報
特許文献３  米国特許第７２７６７１４号明細書
特許文献４  特開２０１３−９３５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術においては、複数の荷電粒子ビームのＯＮ／ＯＦＦ状態を個別に切り替えてパターンを露光するマルチビーム露光技術を用いる場合において、それぞれの荷電粒子ビームが試料を照射するタイミングを計測し、調整することは困難であった。しかし実際には、製造プロセス上のばらつき等に依存して、荷電粒子ビームの照射の有無を切り替えるためのブランキング電極および配線の寸法精度および配置精度等に実装誤差が生じてしまう。配線パターンの微細化に伴って、このような実装誤差の影響が顕在化しつつあり、ビームごとの照射タイミングがばらついて、露光位置および露光量の誤差の要因となりうる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、試料上にパターンを露光する露光装置であって、複数の荷電粒子ビームに対応して設けられ、入力電圧に応じて試料上に対応する荷電粒子ビームを照射するか否かをそれぞれ切り替える複数のブランキング電極と、複数のブランキング電極のそれぞれに供給されるブランキング電圧を切り替えるための切替信号を出力する照射制御部と、複数のブランキング電極のそれぞれについて、切替信号の変化からブランキング電圧の変化までの遅延量を計測する計測部と、を備える露光装置を提供する。
【０００５】
計測部は、基準電圧を発生する基準電圧発生部と、複数のブランキング電極のそれぞれについて、切替信号の変化から、ブランキング電圧が基準電圧に達するまでの遅延量を検出する遅延量検出部と、を有してもよい。
【０００６】
基準電圧発生部は、基準電圧を順次変更して発生し、遅延量検出部は、複数のブランキング電極のそれぞれについて、基準電圧が変更されたことに応じて、切替信号の変化から、ブランキング電圧が基準電圧に達するまでの遅延量を検出してもよい。
【０００７】
照射制御部は、複数のブランキング電極のそれぞれに対する切替信号の出力タイミングを、個別に調整するタイミング調整部を有してもよい。
【０００８】
タイミング調整部は、複数のブランキング電極のそれぞれについて、ブランキング電圧が、予め定められたタイミングに予め定められた閾値電圧に達するように、切替信号の出力タイミングを個別に調整してもよい。
【０００９】
複数のブランキング電極に対応して設けられ、それぞれのブランキング電極に対する切替信号に応じたブランキング電圧をそれぞれ出力する複数の駆動回路を備えてもよい。
【００１０】
複数の駆動回路は、複数の駆動回路のそれぞれが出力するブランキング電圧の過渡時間を個別に調整する時間調整部を有してもよい。
【００１１】
本発明の第２の態様においては、試料上にパターンを露光する露光装置で用いる方法であって、複数の荷電粒子ビームに対応して設けられ、入力電圧に応じて試料上に対応する荷電粒子ビームを照射するか否かをそれぞれ切り替える複数のブランキング電極のそれぞれに供給されるブランキング電圧を切り替えるための切替信号を出力する照射制御段階と、複数のブランキング電極のそれぞれについて、切替信号の変化からブランキング電圧の変化までの遅延量を計測する計測段階と、を備える方法を提供する。
【００１２】
計測段階は、基準電圧を発生する基準電圧発生段階と、複数のブランキング電極のそれぞれについて、切替信号の変化から、ブランキング電圧が基準電圧に達するまでの遅延量を検出する検出段階と、を有してもよい。
【００１３】
基準電圧発生段階は、基準電圧を順次変更して発生し、検出段階は、複数のブランキング電極のそれぞれについて、基準電圧が変更されたことに応じて、切替信号の変化から、ブランキング電圧が基準電圧に達するまでの遅延量を検出してもよい。
【００１４】
複数のブランキング電極のそれぞれについて、ブランキング電圧が、予め定められた閾値電圧になる時間を調整する調整段階をさらに備えてもよい。
【００１５】
調整段階は、複数のブランキング電極のそれぞれについて、切替信号の出力タイミングを個別に調整するタイミング調整段階を有してもよい。
【００１６】
露光装置は、複数のブランキング電極に対応して設けられ、それぞれのブランキング電極に対する切替信号に応じたブランキング電圧をそれぞれ出力する複数の駆動回路を備え、調整段階は、複数のブランキング電極のそれぞれについて、複数の駆動回路のそれぞれが出力するブランキング電圧の過渡時間を個別に調整する時間調整段階を有してもよい。
【００１７】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る露光装置１００の構成例を示す。
【図２】本実施形態に係る露光装置１００がアレイビームを走査して、試料１０の表面の一部に形成する照射可能領域２００の一例を示す。
【図３】本実施形態に係る露光装置１００の動作フローを示す。
【図４】試料１０に形成すべきカットパターンの情報の一例を示す。
【図５】本実施形態に係る走査制御部１９０がアレイビームの照射位置をフレームの開始点に移動した場合の一例を示す。
【図６】本実施形態に係る選択部１６０の一例を示す。
【図７】本実施形態に係る露光制御部１４０が、ブランキング電極６４に出力する制御信号のタイミングチャートの一例を示す。
【図８】試料１０の表面に形成されたラインパターン８０２の一例を示す。
【図９】試料１０の表面に形成された配線パターン９００の一例を示す。
【図１０】異なるライン幅および異なるライン間隔のラインパターンが形成された試料１０の一例を示す。
【図１１】本実施形態に係る電子ビームの照射領域５０２を、グリッド８００に対応させて配置した例を示す。
【図１２】本実施形態に係るブランキング部６０の一例を示す。
【図１３】ブランキング電極６４に供給されるブランキング電圧の一例を示す。
【図１４】本実施形態に係る露光装置１００の構成例を示す。
【図１５】本実施形態に係る計測部１１００の構成例を示す。
【図１６】本実施形態に係る、ブランキング電圧波形の計測フローの一例を示す。
【図１７】本実施形態に係る、露光装置１００の調整フローの一例を示す。
【図１８】電子ビームＢ１および電子ビームＢ２に対する、時間調整部１７２０の時間調整条件とブランキング電圧の過渡時間との関係の一例を示す。
【図１９】本実施形態に係る、タイミング調整部１７１０の調整を適用したブランキング電圧の一例を示す。
【図２０】本実施形態に係る、タイミング調整部１７１０および時間調整部１７２０の調整を適用したブランキング電圧の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る露光装置１００の構成例を示す。露光装置１００は、予め定められたグリッドに基づいて異なる線幅および異なるピッチで形成された試料上のラインパターンに応じた位置に、当該グリッドに応じた照射領域を有する荷電粒子ビームを照射して、当該ラインパターンを露光する。露光装置１００は、ステージ部１１０と、検出部１１４と、カラム部１２０と、ＣＰＵ１３０と、露光制御部１４０とを備える。
【００２１】
ステージ部１１０は、試料１０を載置して移動させる。ここで、試料１０は、半導体、ガラス、および／またはセラミック等で形成された基板でよく、一例として、シリコン等で形成された半導体ウエハである。試料１０は、金属等の導電体でラインパターンが表面に形成された基板である。本実施形態の露光装置１００は、当該ラインパターンを切断して微細な加工（電極、配線、および／またはビア等の形成）をすべく、当該ラインパターン上に形成されたレジストを露光する。
【００２２】
ステージ部１１０は、試料１０を搭載し、当該試料１０を図１に示したＸＹ平面上で移動させる。ステージ部１１０は、ＸＹステージであってよく、また、ＸＹステージに加えて、Ｚステージ、回転ステージ、およびチルトステージのうちの１つ以上と組み合わされてもよい。
【００２３】
ステージ部１１０は、試料１０に形成されたラインパターンの長手方向を、予め定められた方向として移動させる。ステージ部１１０は、ラインパターンの長手方向が、例えばＸ方向またはＹ方向といったステージの移動方向と略平行となるように試料１０を搭載する。本実施形態に係るステージ部１１０は、図１において、Ｘ方向およびＹ方向に移動するＸＹステージであり、ラインパターンの長手方向がＸ方向と略平行となるように試料１０を搭載する例を説明する。
【００２４】
検出部１１４は、ステージ部１１０の位置を検出する。検出部１１４は、一例として、レーザ光を移動するステージに照射し、反射光を検出することで当該ステージの位置を検出する。検出部１１４は、略１ｎｍ以下の精度でステージの位置を検出することが望ましい。
【００２５】
カラム部１２０は、ステージ部１１０に載置された試料１０に、電子およびイオンを有する荷電粒子ビームを照射する。本実施形態において、カラム部１２０が、電子ビームを照射する例を説明する。本実施形態のカラム部１２０は、試料１０に形成されたラインパターンの幅方向に照射位置が異なる複数の荷電粒子ビームを発生するビーム発生部である。カラム部１２０は、電子銃２０、アパーチャプレート３０、ビーム形状変形部４０、アパーチャアレイ５０、ブランキング部６０、ストッピングプレート７０、および偏向部８０を有する。
【００２６】
電子銃２０は、電子を電界または熱によって放出させ、当該放出した電子に予め定められた電界を印加して、図１の−Ｚ方向となる試料１０の方向に加速して電子ビームとして出力する。電子銃２０は、予め定められた加速電圧（一例として、５０ｋｅＶ）を印加して、電子ビームを出力してよい。電子銃２０は、ＸＹ平面と平行な試料１０の表面からＺ軸と平行な垂線上に設けられてよい。
【００２７】
アパーチャプレート３０は、電子銃２０および試料１０の間に設けられ、電子銃２０が放出する電子ビームの一部を遮蔽する。アパーチャプレート３０は、一例として、円形の開口３２を有し、当該開口３２で電子ビームの一部を遮蔽し、残りを通過させる。開口３２の中心は、電子銃２０と試料１０を結ぶ垂線と交わるように形成されてよい。即ち、アパーチャプレート３０は、電子銃２０から放出された電子ビームのうち、予め定められた放出角度以内の電子ビームを通過させる。
【００２８】
ビーム形状変形部４０は、アパーチャプレート３０および試料１０の間に設けられ、アパーチャプレート３０を通過した電子ビームの略円形の断面形状を変形させる。ビーム形状変形部４０は、例えば、静電四重極電極等の電子レンズでよく、電子ビームの断面形状を長円等の一方向に伸びる断面形状に変形させる。ビーム形状変形部４０は、図１の例において、電子ビームの断面形状をＹ軸と平行な方向に延びる断面形状に変形させる。
【００２９】
アパーチャアレイ５０は、ビーム形状変形部４０および試料１０の間に設けられ、ビーム形状変形部４０によって変形された断面形状の電子ビームの一部を遮蔽する。アパーチャアレイ５０は、一方向に並ぶ複数の開口５２を有し、当該複数の開口５２で電子ビームの一部を遮蔽し、残りを通過させる。
【００３０】
複数の開口５２は、図１の例において、Ｙ軸と平行な方向に予め定められた間隔を開けて並び、Ｙ軸と平行な方向に延びる断面形状の電子ビームから複数の電子ビームを形成するように切り出す。アパーチャアレイ５０は、入力する電子ビームを複数の開口５２に応じたアレイ状の電子ビーム群（本実施例においてアレイビームとする）として出力する。
【００３１】
ブランキング部６０は、アパーチャアレイ５０および試料１０の間に設けられ、アパーチャアレイ５０が出力する複数の荷電粒子ビームのそれぞれを試料１０に照射させるか否かを切り替える。即ち、ブランキング部６０は、アレイビームのそれぞれを、試料１０の方向とは異なる向きに偏向させるか否かをそれぞれ切り替える。ブランキング部６０は、アレイビームのそれぞれに対応して、一方向に並ぶ複数の開口６２と、当該複数の開口６２内に電界を印加する複数のブランキング電極６４を有する。
【００３２】
複数の開口６２は、図１の例において、Ｙ軸と平行な方向に予め定められた間隔を開けて並び、アレイビームのそれぞれを個別に通過させる。例えば、ブランキング電極６４に電圧が供給されない場合、対応する開口６２内には電子ビームに印加する電界が発生しないので、当該開口６２に入射する電子ビームは偏向されずに試料１０の方向に向けて通過する（ビームＯＮ状態とする）。また、ブランキング電極６４に電圧が供給される場合、対応する開口６２内に電界が発生するので、当該開口６２に入射する電子ビームは試料１０の方向に通過する方向とは異なる向きへと偏向される（ビームＯＦＦ状態とする）。
【００３３】
ストッピングプレート７０は、ブランキング部６０および試料１０の間に設けられ、ブランキング部６０が偏向した電子ビームを遮蔽する。ストッピングプレート７０は、開口７２を有する。開口７２は、一方向に伸びる略長円または略長方形の形状を有してよく、開口７２の中心が電子銃２０と試料１０を結ぶ直線と交わるように形成されてよい。開口７２は、図１の例において、Ｙ軸と平行な方向に伸びる形状を有する。
【００３４】
開口７２は、ブランキング部６０が偏向させずに通過させた電子ビームを通過させ、ブランキング部６０が偏向した電子ビームの進行を阻止する。即ち、カラム部１２０は、ブランキング部６０およびストッピングプレート７０を組み合わせて、ブランキング電極６４に供給される電圧を制御することで、アレイビームに含まれる個々の電子ビームを試料１０に照射するか（ビームＯＮ状態）否か（ビームＯＦＦ状態）を切り替える（ブランキング動作する）ことができる。
【００３５】
偏向部８０は、ストッピングプレート７０および試料１０の間に設けられ、複数の荷電粒子ビームを偏向し、試料１０に照射するアレイビームの照射位置を調整する。偏向部８０は、通過する電子ビームに入力する駆動信号に応じた電界を印加して当該電子ビームを偏向する偏向器を有し、アレイビームを偏向して当該アレイビームの照射位置を調整してよい。また、偏向部８０は、１または複数の電磁コイルを有し、アレイビームに磁界を印加して当該アレイビームの照射位置を調整してもよい。
【００３６】
以上の本実施形態に係るカラム部１２０は、予め定められた方向に配列された複数の電子ビームを生成し、それぞれの電子ビームを試料１０に照射するか否かを切り替える。カラム部１２０において、複数の電子ビームの配列方向は、ビーム形状変形部４０がビーム断面形状を変形する方向、アパーチャアレイ５０の複数の開口５２の配列方向、ブランキング部６０の複数の開口６２および対応するブランキング電極６４の配列方向等により決められる。
【００３７】
カラム部１２０は、これらの方向をステージ部１１０の移動方向と直交するラインパターンの幅方向に略一致させると、ステージ部１１０が当該移動方向と試料１０上のラインパターンの長手方向とを略一致させるように試料１０を搭載するので、当該ラインパターンの幅方向に照射位置が異なる複数の電子ビームを発生させることになる。本実施形態において、カラム部１２０は、Ｘ方向に略平行なラインパターンに対して垂直方向である、Ｙ方向に配列するアレイビームを照射する例を説明する。
【００３８】
ＣＰＵ１３０は、露光装置１００全体の動作を制御する。ＣＰＵ１３０は、ユーザからの操作指示を入力する入力端末の機能を有してよい。ＣＰＵ１３０は、コンピュータまたはワークステーション等でよい。ＣＰＵ１３０は、露光制御部１４０に接続され、ユーザの入力に応じて、露光装置１００の露光動作を制御する。ＣＰＵ１３０は、一例として、バス１３２を介して露光制御部１４０が有する各部とそれぞれ接続され、制御信号等を授受する。
【００３９】
露光制御部１４０は、ステージ部１１０およびカラム部１２０に接続され、ＣＰＵ１３０から受けとる制御信号等に応じて、ステージ部１１０およびカラム部１２０を制御して試料１０の露光動作を実行する。また、露光制御部１４０は、バス１３２を介して外部記憶部９０と接続され、外部記憶部９０に記憶されたパターンのデータ等を授受してよい。これに代えて、外部記憶部９０は、ＣＰＵ１３０に直接接続されてよい。これに代えて、露光制御部１４０は、内部にパターンデータ等を記憶する記憶部を有してもよい。露光制御部１４０は、記憶部１５０と、選択部１６０と、照射制御部１７０と、偏向量決定部１８０と、走査制御部１９０とを有する。
【００４０】
記憶部１５０は、試料１０に形成されたラインパターンを切断すべく、露光装置１００が露光するパターンであるカットパターンを、また、試料１０にビアを形成すべく、露光装置１００が露光するパターンであるビアパターンを、それぞれ記憶する。記憶部１５０は、例えば、外部記憶部９０からカットパターンおよびビアパターンの情報を受けとって記憶する。また、記憶部１５０は、ＣＰＵ１３０を介して、ユーザから入力されるカットパターンおよびビアパターンの情報を受けとって記憶してもよい。
【００４１】
また、記憶部１５０は、試料１０の配置情報と試料１０に形成されたラインパターンの配置情報とを記憶する。記憶部１５０は、露光動作に入る前に、予め測定された測定結果を配置情報として記憶してよい。記憶部１５０は、例えば、試料１０の縮率（製造プロセスによる変形誤差）、（搬送等による）回転誤差、基板等の歪、および高さ分布等といった位置決め誤差の要因となる情報を、試料１０の配置情報として記憶する。
【００４２】
また、記憶部１５０は、アレイビームの照射位置と、ラインパターンの位置との間の位置ずれに関する情報を、ラインパターンの配置情報として記憶する。記憶部１５０は、試料１０の配置情報およびラインパターンの配置情報を、ステージ部１１０上に載置された試料１０を計測することによって取得した情報を配置情報とすることが望ましい。これに代えて、記憶部１５０は、試料１０の過去の測定結果、または同一ロットの他の試料の測定結果等を記憶してもよい。
【００４３】
選択部１６０は、記憶部１５０に接続され、カットパターンおよびビアパターンの情報を読み出し、ラインパターン上の長手方向における照射位置の指定を判別する。選択部１６０は、ラインパターン上の長手方向の指定された照射位置において、カラム部１２０が発生させる複数の荷電粒子ビームのうち試料１０に照射すべき少なくとも１つの荷電粒子ビームを選択する。選択部１６０は、カットパターンおよびビアパターンの情報に基づき、アレイビームのうち照射すべき電子ビームを選択し、選択結果を照射制御部１７０に供給する。
【００４４】
照射制御部１７０は、選択部１６０に接続され、選択部１６０の選択結果を受けとる。照射制御部１７０は、選択部１６０で選択された少なくとも１つの荷電粒子ビームに対して、ＯＮ状態／ＯＦＦ状態を切り替える信号を発生し、駆動回路１７２に設定する。駆動回路１７２は、照射制御部１７０からの切替信号を受けて、ブランキング部６０のブランキング電極６４に、ビームブランキングのための偏向電圧（ブランキング電圧）を供給する。照射制御部１７０による電子ビームのＯＮ状態／ＯＦＦ状態の切替えと、駆動回路１７２がブランキング電極６４に出力するブランキング電圧との関係については、後程、図面を用いて説明する。
【００４５】
偏向量決定部１８０は、記憶部１５０に接続され、試料１０の配置情報およびラインパターンの配置情報を読み出し、試料１０の位置誤差およびアレイビームの照射位置誤差の情報に応じて、アレイビームの照射位置を調整すべき調整値を算出し、当該調整値に対応する偏向量を決定する。偏向量決定部１８０は、カラム部１２０に接続され、決定した偏向量に基づきアレイビームの照射位置を調整する。偏向量決定部１８０は、偏向部駆動回路１８２を介して、決定した偏向量に応じてアレイビームを偏向させる制御信号を偏向部８０に供給する。ここで、偏向部駆動回路１８２は、偏向量決定部１８０から出力される偏向量に応じた制御信号を、偏向部８０に入力する駆動信号に変換する。
【００４６】
走査制御部１９０は、ステージ部１１０に接続され、複数の荷電粒子ビームの照射位置を、ラインパターンの長手方向に沿って走査させる。本実施形態における走査制御部１９０は、試料１０を搭載するステージ部１１０をＸ方向に略平行に移動させることにより、アレイビームをラインパターンの長手方向に沿って走査させる。走査制御部１９０は、ステージ駆動回路１９２を介して、ステージ部１１０を移動させる制御信号を供給する。ステージ駆動回路１９２は、走査制御部１９０から出力される移動方向および移動量に応じた制御信号を、ステージ部１１０の対応する駆動信号に変換する。
【００４７】
走査制御部１９０は、検出部１１４に接続され、ステージ部１１０のステージ位置の検出結果を受け取る。走査制御部１９０は、検出結果に基づき、ステージ部１１０が実際に移動した移動量およびステージの位置誤差（即ち、移動誤差）等を取得して、ステージ部１１０の移動制御にフィードバックさせてよい。また、走査制御部１９０は、偏向量決定部１８０に接続され、ステージ部１１０による試料１０の移動誤差に応じて荷電粒子ビームの通過経路を調整してよい。
【００４８】
また、走査制御部１９０は、選択部１６０および照射制御部１７０にそれぞれ接続され、ステージ部１１０の位置情報を選択部１６０および照射制御部１７０に供給する。照射制御部１７０は、ステージ部１１０の位置情報に基づき、試料１０のラインパターンにアレイビームを照射するタイミングを取得する。
【００４９】
また、走査制御部１９０は、ラインパターンの幅方向にもアレイビームの照射位置を移動させ、試料１０の表面上の予め定められた領域をアレイビームの照射可能領域とするように走査させる。走査制御部１９０がアレイビームを走査する一例を、図２を用いて説明する。
【００５０】
本実施形態に係る露光装置１００がアレイビームを走査して、試料１０の表面の一部に形成する照射可能領域２００の一例を示す。図２は、ＸＹ面と略平行な試料１０の表面を示し、露光装置１００が照射するアレイビームのＹ方向（ラインパターンの幅方向）に並ぶ複数の電子ビームの全体のビーム幅をｆｗで示す。ここで、ビーム幅ｆｗは、一例として略３０μｍである。
【００５１】
走査制御部１９０は、荷電粒子ビームの通過経路を維持した状態でステージ部１１０によって試料１０をラインパターンの長手方向へと移動させる。図２は、走査制御部１９０がステージ部１１０を−Ｘ方向に移動させる例を示す。これにより、アレイビームの照射位置２１０は試料１０の表面上を＋Ｘ方向に走査し、当該アレイビームは、帯状の領域２２０を電子ビームの照射可能領域とする。即ち、走査制御部１９０は、ステージ部１１０を予め定められた距離だけＸ方向に移動させ、第１フレーム２３２を照射可能領域とする。ここで、第１フレーム２３２は、一例として、３０ｍｍ×３０μｍの面積を有する。
【００５２】
次に、走査制御部１９０は、−Ｙ方向にステージ部１１０をビームアレイのビーム幅ｆｗだけ移動させ、次に、前回−Ｘ方向に移動した予め定められた距離だけステージ部１１０を戻すように＋Ｘ方向に移動させる。これにより、アレイビームの照射位置２１０は、第１フレーム２３２とは異なる試料１０の表面上を−Ｘ方向に走査し、第１フレーム２３２と略同一面積で＋Ｙ方向に隣り合う第２フレーム２３４を照射可能領域とする。同様に、走査制御部１９０は、−Ｙ方向にステージ部１１０をビームアレイのビーム幅ｆｗだけ移動させ、再び、当該予め定められた距離だけ−Ｘ方向にステージ部１１０を移動させて第３フレーム２３６を照射可能領域とする。
【００５３】
このように、走査制御部１９０は、ラインパターンの長手方向であるＸ方向において、ステージ部１１０を往復動作させ、試料１０の表面における予め定められた領域をアレイビームの照射可能領域２００とする。ここで、走査制御部１９０は、一例として、３０×３０ｍｍの正方形領域を照射可能領域２００とする。
【００５４】
なお、本実施形態において、走査制御部１９０は、ステージ部１１０を往復動作させることで、正方形領域をアレイビームの照射可能領域２００とすることを説明したが、これに限定されるものではなく、走査制御部１９０は、アレイビームの照射方向を偏向して走査させてもよい。この場合、走査制御部１９０は、偏向量決定部１８０に走査する距離に応じた偏向量を供給して、アレイビームを走査してよい。また、走査制御部１９０は、アレイビームの照射可能領域２００を矩形の形状にすることを説明したが、これに限定されるものではなく、アレイビームの走査によって形成される予め定められた領域をアレイビームの照射可能領域２００としてよい。
【００５５】
以上の本実施形態に係る露光装置１００は、ラインパターンの長手方向であるＸ方向において、ステージ部１１０を往復動作させつつ、ラインパターンの上の照射位置に対応するアレイビームを照射して、試料１０を露光する。即ち、露光装置１００は、アレイビームの照射可能領域２００内のラインパターンに対して、形成すべきカットパターンおよびビアパターンに対応する露光位置に荷電粒子ビームを照射して露光する。露光装置１００の露光動作については、図３を用いて説明する。
【００５６】
図３は、本実施形態に係る露光装置１００の動作フローを示す。本実施形態において、露光装置１００は、Ｓ３００からＳ３７０の処理を実行することにより、試料１０表面のラインパターンにカットパターンを露光する例を説明する。
【００５７】
まず、ステージ部１１０は、ラインパターンが形成され、レジストが塗布された試料１０を載置する（Ｓ３００）。次に、露光装置１００は、載置した試料１０の配置情報およびラインパターンの配置情報を取得する（Ｓ３１０）。露光装置１００は、取得した配置情報を記憶部１５０に記憶する。
【００５８】
露光装置１００は、一例として、試料１０上に複数設けられた位置決めマーカ等を観察することにより、試料１０の配置情報および／またはラインパターンの配置情報を取得する。この場合、露光装置１００は、電子ビームを当該位置決めマーカに照射して、二次電子または反射電子等を検出することで得られる試料１０の表面画像から、当該位置決めマーカの位置と電子ビームの照射位置を検出し、ラインパターンの配置情報等を取得してよい。
【００５９】
また、露光装置１００は、レーザ光等を当該位置決めマーカに照射して、反射光または散乱光等を検出することにより、試料１０の配置情報等を取得してもよい。このように、露光装置１００が試料１０の配置情報およびラインパターンの配置情報を測定によって取得する場合、露光装置１００は、二次電子または反射電子等を検出する電子検出部、レーザ光照射装置、および光検出部等をさらに備えてよい。
【００６０】
次に、走査制御部１９０は、アレイビームの照射位置が露光すべきフレームの開始点に位置するように、ステージ部１１０を当該開始点に対応する位置に移動させる（Ｓ３２０）。走査制御部１９０は、ステージ部１１０を＋Ｘ方向に移動させて（アレイビームの照射位置を−Ｘ方向に移動させて）フレームを露光する場合、当該フレームの＋Ｘ方向側の端部をフレームの開始点とする。このように、ステージ部１１０は、試料１０を搭載し、当該試料１０をビーム発生部に対して相対的に移動させる。
【００６１】
また、走査制御部１９０は、ステージ部１１０を−Ｘ方向に移動させて（アレイビームの照射位置を＋Ｘ方向に移動させて）フレームを露光する場合、当該フレームの−Ｘ方向側の端部をフレームの開始点とする。走査制御部１９０は、ラインパターンの長手方向であるＸ方向において、フレーム毎にステージ部１１０を往復動作させる場合、当該往復動作に応じて、当該フレームの開始点として−Ｘ方向の端部および＋Ｘ方向の端部を交互に切り替える。
【００６２】
走査制御部１９０は、露光動作の開始段階において、フレームの開始点を予め定められた位置としてよい。走査制御部１９０は、一例として、最も−Ｙ方向側に位置するフレームの−Ｘ方向側の端部を、フレームの開始点とする。
【００６３】
次に、選択部１６０は、露光すべきフレーム内のカットパターンの情報を記憶部１５０から取得する（Ｓ３３０）。図４は、試料１０に形成すべきカットパターンの情報の一例を示す。カットパターンの情報は、矩形で示されるカットパターンの大きさおよび位置のデータを有してよい。図４は、カットパターンの２辺の長さ、および予め定められた部分（−Ｘ方向側および−Ｙ方向側の頂点、図中では左下の頂点）の座標を、カットパターンデータとする例を示す。
【００６４】
より具体的には、第１パターン４１０のカットパターンデータの｛（位置），大きさ｝を｛（Ｘｃ１，Ｙｃ１），Ｓｘ１，Ｓｙ１｝と示す。同様に、第２パターン４２０のカットパターンデータの｛（位置），大きさ｝を、｛（Ｘｃ２，Ｙｃ２），Ｓｘ２，Ｓｙ２｝に、第３パターン４３０のカットパターンデータの｛（位置），大きさ｝を、｛（Ｘｃ３，Ｙｃ３），Ｓｘ３，Ｓｙ３｝と示す。
【００６５】
なお、図４のＸ方向は、カットパターンを重ねる対象であるラインパターンの長手方向と略一致する。また、図４において、Ｙ方向に間隔ｇ毎に並び、Ｘ方向と平行な複数の線分を、ラインパターンおよびカットパターンの設計に用いるグリッド４００として点線で示す。例えば、間隔ｇはグリッド幅であり、当該グリッド幅ｇは、ラインパターンの短手方向（Ｙ方向）のライン幅の最小値と略等しい。また、ラインパターンが複数種類のライン幅を有する場合、複数のライン幅は、いずれもグリッド幅ｇのｎ倍の値が用いられる（ここでｎは１以上の自然数）。また、隣り合うラインパターンのＹ方向のパターン間隔は、グリッド幅ｇのｍ倍の値が用いられる（ここでｍは１以上の自然数）。
【００６６】
同様に、カットパターンのＹ方向の長さ、およびＹ方向のパターン間隔は、グリッド幅ｇの（１以上の）自然数倍の値が用いられる。例えば、第１パターン４１０のＹ方向の長さは４ｇに略等しく、第２パターン４２０のＹ方向の長さは２ｇに略等しく、また、第１パターン４１０および第２パターン４２０のＹ方向のパターン間隔は、２ｇに略等しい。また、図４の例は、カットパターンのＹ座標が、グリッド４００上に略等しくなるように設計された例を示す。このように、本実施形態に係るカットパターンおよびラインパターンは、Ｙ座標がグリッド４００の座標値を基準に設計されているものとする。
【００６７】
図５は、本実施形態に係る走査制御部１９０がアレイビームの照射位置をフレームの開始点（フレームの−Ｘ方向側の端部）に移動した場合の一例を示す。即ち、図５は、試料表面に形成されたラインパターン４０２と、アレイビーム５００の照射位置の位置関係の一例を示すＸＹ平面図である。また、図５は、ラインパターン４０２と、図４に示したカットパターンとの位置関係の一例を示すＸＹ平面図でもある。
【００６８】
図５の例は、１つのフレームが４本のラインパターン４０２を有し、それぞれのラインパターン４０２のライン幅、および、隣り合うラインパターン４０２の間の間隔が、共にグリッド４００のグリッド幅ｇと略等しい場合を示す。また、図中において、第１パターン４１０は、最上部から２本のラインパターン４０２を同時にカットするパターンであり、第２パターン４２０は、最下部のラインパターン４０２をカットするパターンであり、第３パターン４３０は、中央の２本のラインパターン４０２を同時にカットするパターンである。
【００６９】
また、図５において、アレイビーム５００は、Ｂ１からＢ８の合計８の電子ビームを有する例を説明する。アレイビーム５００は、試料１０上の複数の照射領域５０２のそれぞれに電子ビームを照射する。電子ビームＢ１からＢ８のラインパターンの幅方向（即ち、Ｙ方向）のビーム幅は、グリッド幅ｇと略等しいビーム幅をそれぞれ有する。また、電子ビームＢ１からＢ８の試料１０上のそれぞれの照射位置は、Ｙ方向においてそれぞれグリッド幅ｇずつずれて配列され、合計で略８ｇの幅を有し、フレーム内で略８ｇの幅を有する範囲を露光する。即ち、アレイビーム５００は、Ｙ方向において、当該アレイビーム５００が有する電子ビームの個数にグリッド幅ｇを掛けた値のビーム幅を有し、当該ビーム幅に略等しいＹ方向の幅を有するフレームを露光する。
【００７０】
ここで、カラム部１２０は、複数の電子ビームの照射位置をグリッド幅ｇずつずらして一列に配列できる場合、当該一列に並ぶアレイビーム５００を試料１０に照射してよい。これに代えて、カラム部１２０は、複数の電子ビームの照射位置が複数の列を有するアレイビーム５００を試料１０に照射してもよい。
【００７１】
図５は、アレイビーム５００がラインパターンの長手方向に間隔δだけ離間して並ぶ、２列の電子ビームを有する例を示す。また、各列に含まれる複数の電子ビームによる照射位置は、グリッド幅ｇと略等しい距離で離間し、ラインパターンの幅方向に配列する。したがって、電子ビームＢ１、Ｂ３、Ｂ５、およびＢ７の奇数番号の電子ビームを有する列（第１列とする）は、合計で略７ｇのＹ方向の幅を有する。同様に、偶数番号の電子ビームを有する列（第２列とする）も、合計で略７ｇのＹ方向の幅を有する。
【００７２】
また、走査制御部１９０がフレームの開始点にアレイビーム５００の照射位置を移動した段階Ｓ３２０において、複数の電子ビームの照射位置は、対応するグリッド間にそれぞれ配置される。図５は、−Ｙ方向側から１番目に配置する電子ビームＢ１の照射位置が、−Ｙ方向側から１番目と２番目のグリッドの間に位置し、同様に、−Ｙ方向側からｎ番目に配置する電子ビームＢｎの照射位置が、−Ｙ方向側からｎ番目とｎ＋１番目のグリッドの間に位置する例を示す。
【００７３】
以上のように、グリッド４００の座標値を基準に設計されたカットパターンを露光すべく、走査制御部１９０は、アレイビーム５００の照射位置を当該グリッド４００に基づく位置に移動させる。これにより、走査制御部１９０は、ｎ個の電子ビームを有するアレイビーム５００の照射位置をラインパターンの長手方向に走査することで、対応する１番目からｎ＋１番目のグリッドの間のｎ×ｇの幅を有するフレームを露光することができる。
【００７４】
次に、選択部１６０は、露光に用いる荷電粒子ビームを選択する（Ｓ３４０）。選択部１６０は、走査制御部１９０から受けとったアレイビームの照射位置の情報に基づき、露光すべきカットパターンを判断してよい。カットパターンのＹ座標が、グリッド４００上に略等しくなるように設計されているので、選択部１６０は、例えば、アレイビーム５００の照射位置をラインパターンの長手方向に走査しつつ、電子ビームＢ５からＢ８の４つの電子ビームを照射することで、４ｇの幅を有する第１パターン４１０を露光することができる。
【００７５】
即ち、選択部１６０は、第１パターン４１０を露光すべく、電子ビームＢ５からＢ８の４つを露光に用いる電子ビームとして選択する。そして、電子ビームＢ５は第１パターン４１０の一部のパターン４１８を、電子ビームＢ６は第１パターン４１０の一部のパターン４１６を、電子ビームＢ７は第１パターン４１０の一部のパターン４１４を、電子ビームＢ８は第１パターン４１０の一部のパターン４１２を、それぞれ露光する。
【００７６】
ここで、選択部１６０は、カットパターンのＹ座標の値に応じて、露光に用いる電子ビームを選択することができる。例えば、選択部１６０は、第２パターン４２０のＹ座標の値が、−Ｙ方向側から１番目と３番目の間に位置することに応じて、当該領域が照射位置となる電子ビームＢ１およびＢ２を選択する。また、選択部１６０は、第３パターン４３０のＹ座標の値が、−Ｙ方向側から３番目と７番目の間に位置することに応じて、当該領域が照射位置となる電子ビームＢ３からＢ６を選択する。
【００７７】
これにより、電子ビームＢ１は第２パターン４２０の一部のパターン４２２を、電子ビームＢ２は第２パターン４２０の一部のパターン４２４を露光する。また、電子ビームＢ３は第３パターン４３０の一部のパターン４３２を、電子ビームＢ４は第３パターン４３０の一部のパターン４３４を、電子ビームＢ５は第３パターン４３０の一部のパターン４３６を、電子ビームＢ６は第３パターン４３０の一部のパターン４３８を、それぞれ露光する。
【００７８】
また、選択部１６０は、選択した電子ビームを照射すべき照射位置を検出する。選択部１６０は、カットパターンに応じて照射すべき照射位置を、指定された照射位置として検出する。選択部１６０は、複数の荷電粒子ビームの照射位置がラインパターンの長手方向における予め定められた基準位置を経過してからの経過時間に応じて、指定された照射位置を検出する。
【００７９】
図５は、ラインパターンの長手方向において、第１基準位置および第２基準位置の２つの基準位置を予め定めた例を示す。即ち、第１基準位置および第２基準位置の間の領域を露光範囲とし、選択部１６０は、アレイビーム５００の照射位置が第１基準位置を経過してからの経過時間に応じて、複数の電子ビームの指定された照射位置をそれぞれ検出する。
【００８０】
これに加えて、ラインパターンの長手方向において、３以上の基準位置を予め定めてもよい。即ち、１つのフレームを複数の露光範囲に分割し、選択部１６０は、露光範囲毎に、複数の電子ビームの指定された照射位置をそれぞれ検出してよい。この場合、選択部１６０は、複数の荷電粒子ビームの照射位置がラインパターンの長手方向における複数の基準位置のうち最後に経過した基準位置と、当該基準位置を経過してからの経過時間とに応じて、指定された照射位置を検出する。選択部１６０による電子ビームの選択と、照射位置の検出について、図６および図７を用いて説明する。
【００８１】
図６は、本実施形態に係る選択部１６０の一例を示す。選択部１６０は、データ変換回路１６２と、ビーム選択回路１６４と、経過時間演算回路１６６とを含む。
【００８２】
データ変換回路１６２は、記憶部１５０からカットパターンデータを取得し、当該カットパターンデータを試料１０上のラインパターンの配置に係る座標系に変換する。データ変換回路１６２は、例えば、記憶部１５０からカットパターンデータとして（Ｘｃｉ，Ｙｃｉ），Ｓｘｉ，Ｓｙｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）を取得し、試料１０上の座標系の露光データ（（Ｘｃｂｉ，Ｙｃｂｉ），Ｓｘｂｉ，Ｓｙｂｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）に変換する。ここで、カットパターンデータのＹ座標の値Ｙｃｉ，Ｓｙｉは、グリッド幅ｇの整数倍の値なので、変換後のＹｃｂｉ，Ｓｙｂｉも離散的な値となる。
【００８３】
なお、データ変換回路１６２が実行するデータ変換は、試料１０をステージ部１１０にローディングするときに発生する回転誤差、および、試料１０がエッチングや成膜などのデバイス製造プロセスを経ることによる試料１０の変形誤差等を補正するためのものである。即ち、ステージ部１１０の精度、および製造プロセスの精度等が十分に高いものであれば、当該補正は、例えば、距離に対して１０ｐｐｍ程度以下、角度に対して１ｍｒａｄ程度以下を補正するデータ変換となる。
【００８４】
例えば、パターン幅Ｓｘｉ，Ｓｙｉが数１０〜１００ｎｍである場合、当該データ変換を実行しても０．１ｎｍ以上の変化は生じない。即ち、この場合、０．１ｎｍ以下を切り捨て処理すると、Ｓｘｉ＝Ｓｘｂｉ，Ｓｙｉ＝Ｓｙｂｉが成り立つ。したがって、試料１０に発生する回転誤差および変形誤差等が予め定められた範囲内の場合、選択部１６０は、データ変換回路１６２のＳｘｉ，Ｓｙｉに関するデータ変換を省略してもよい。
【００８５】
ビーム選択回路１６４は、露光データ（Ｘｃｂ，Ｙｃｂ），Ｓｘｂ，Ｓｙｂに基づき、露光に用いる電子ビームを選択する。例えば、図５に示すグリッド４００のＹ方向の座標が、−Ｙ方向側からＹｃ１，Ｙｃ２，・・・，Ｙｃ８である場合、ビーム選択回路１６４は、座標Ｙｃ１からＹｃ２の範囲の露光に用いる電子ビームとして、電子ビームＢ１を選択する。即ち、ビーム選択回路１６４は、座標Ｙｃｂから座標Ｙｃｂ＋Ｓｙｂに位置するカットパターンに対して、当該座標の範囲に対応する電子ビームを、露光に用いる電子ビームＢ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎとして選択する。
【００８６】
経過時間演算回路１６６は、ビーム選択回路１６４が選択した電子ビームＢ１からＢｎのそれぞれに対して、電子ビームをＯＮ状態またはＯＦＦ状態に切り替えるタイミングを検出する。経過時間演算回路１６６は、当該タイミングを露光データのＸ座標に基づいて検出し、一例として、経過時間として出力する。ここで、経過時間とは、アレイビーム５００が基準位置を通過した時間を起点として、アレイビームに含まれる各電子ビームをＯＮ状態およびＯＦＦ状態にするまでの時間のことである。
【００８７】
走査制御部１９０は、アレイビーム５００をラインパターンの長手方向である、＋Ｘ方向または−Ｘ方向に走査する。カットパターンが露光データ（Ｘｃｂ，Ｙｃｂ），Ｓｘｂ，Ｓｙｂで表され、かつ、走査制御部１９０が＋Ｘ方向にアレイビーム５００を走査する場合、Ｘ軸座標において対応する電子ビームの照射位置がＸｃｂの位置に到達した時点で当該電子ビームをＯＮ状態とし、Ｘｃｂ＋Ｓｘｂの位置に到達した時点でＯＦＦ状態とすることで、当該電子ビームは当該カットパターンのパターン領域内を露光することができる。即ち、経過時間演算回路１６６は、露光範囲の−Ｘ側の第１基準位置をアレイビーム５００が通過した時点から、電子ビームをＯＮ状態およびＯＦＦ状態に切り替えるまでの時間を、経過時間として検出する。
【００８８】
一方、走査制御部１９０が−Ｘ方向にアレイビーム５００を走査する場合、Ｘ軸座標において対応する電子ビームの照射位置がＸｃｂ＋Ｓｘｂの位置に到達した時点で当該電子ビームをＯＮ状態とし、Ｘｃｂの位置の位置に到達した時点でＯＦＦ状態とすることで、当該電子ビームは当該カットパターンのパターン領域内を露光することができる。この場合、経過時間演算回路１６６は、露光範囲の＋Ｘ側の第２基準位置をアレイビーム５００が通過した時点から、電子ビームをＯＮ状態およびＯＦＦ状態に切り替えるまでの時間を、経過時間として検出する。
【００８９】
また、経過時間演算回路１６６は、フレーム内に複数の基準位置が設定されている場合、複数の基準位置のうち最後に基準位置を通過した時点から、電子ビームをＯＮ状態およびＯＦＦ状態に切り替えるまでの時間を、経過時間として検出してよい。経過時間演算回路１６６は、一例として、走査制御部１９０がラインパターンの長手方向にアレイビーム５００を走査する速度に応じて、経過時間を算出する。この場合、走査制御部１９０は、アレイビーム５００をフレーム内で連続して移動させながら露光することが望ましく、ラインパターンの長手方向に走査する場合に、アレイビーム５００の速度Ｖが少なくとも０になることなく、速度Ｖが滑らかに変化するように制御してよい。
【００９０】
走査制御部１９０がアレイビーム５００を＋Ｘ方向に走査し、第１基準位置のＸ座標をＳ、露光すべきカットパターンのパターン開始位置をＸｃｂ、パターンの幅（Ｘ軸方向のパターン幅）をＳｘｂとすると、経過時間演算回路１６６は、電子ビームをＯＮ状態にするまでの経過時間（ＤＬａ）を、以下の関係式により算出することができる。なお、経過時間演算回路１６６は、速度Ｖの情報を走査制御部１９０から受けとってよい。
（数１）
ＤＬａ＝（Ｘｃｂ−Ｓ）／Ｖ
【００９１】
また、経過時間演算回路１６６は、パターン終了位置Ｘｃｂ＋Ｓｘｂにおいて電子ビームをＯＦＦ状態にするまでの経過時間（ＤＬｂ）を、以下の関係式により算出することができる。
（数２）
ＤＬｂ＝（Ｘｃｂ＋Ｓｘｂ−Ｓ）／Ｖ
【００９２】
経過時間演算回路１６６は、ビーム選択回路１６４で選択した電子ビームＢ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎのそれぞれに対して、電子ビームをＯＮ状態にするまでの経過時間を、ＤＬ１ａ，ＤＬ２ａ，・・・，ＤＬｎａとして算出する。また、経過時間演算回路１６６は、電子ビームをＯＦＦ状態にするまでの経過時間を、ＤＬ１ｂ，ＤＬ２ｂ，・・・，ＤＬｎｂとして算出する。
【００９３】
以上のように、ビーム選択回路１６４および経過時間演算回路１６６は、露光すべきカットパターンに対応して、露光すべき電子ビームの選択と経過時間の検出をそれぞれ実行する。選択部１６０は、ビーム選択回路１６４の選択結果および経過時間演算回路１６６の検出結果を、照射制御部１７０に供給する。
【００９４】
次に、露光制御部１４０は、アレイビーム５００の照射位置を走査しつつ、荷電粒子ビームの照射を制御する（Ｓ３５０）。即ち、走査制御部１９０は、ステージ部１１０を移動してアレイビーム５００の照射位置を速度Ｖで走査させ、検出部１１４の位置検出結果に基づくアレイビーム５００の照射位置を照射制御部１７０に供給する。照射制御部１７０は、アレイビーム５００の照射位置と経過時間に応じて、選択された電子ビームの照射を制御すべく、ビームのＯＮ状態／ＯＦＦ状態を切り替える信号を発生し、駆動回路１７２に設定する。駆動回路１７２は、照射制御部１７０からの、選択された電子ビームのＯＮ状態／ＯＦＦ状態の切替信号を受けて、ブランキング部６０の対応するブランキング電極６４に、ビームブランキングのためのブランキング電圧を供給する。
【００９５】
図７は、ビームのＯＮ状態／ＯＦＦ状態を切り替える信号のタイミングチャートの一例を示す。図７は、例えば、図５に示す露光範囲のカットパターンを露光する電子ビームＢ１からＢ８に対するブランキング動作のタイミングを示す。図７の横軸は時間軸を示す。
【００９６】
図７に示す８つの信号は、電子ビームＢ１からＢ８に対応するブランキング動作のタイミング信号の一例である。即ち、照射制御部１７０は、当該信号レベルがハイ状態の場合、ハイ状態の信号レベルに応じたブランキング電圧をブランキング電極６４に供給し、電子ビームを偏向させるので、当該電子ビームをビームＯＦＦ状態とする。また、照射制御部１７０は、当該信号レベルがロー状態の場合、ロー状態の信号レベルに対応して、ブランキング電極６４に供給するブランキング電圧を０Ｖとして電子ビームを通過させるので、当該電子ビームをビームＯＮ状態とする。
【００９７】
ここで、時間軸上において、Ｔ１で示す時点は、電子ビームＢ２、Ｂ４、Ｂ６、およびＢ８を有する第２列が第１基準位置を通過する時点を示す。また、Ｔ２で示す時点は、電子ビームＢ１、Ｂ３、Ｂ５、およびＢ７を有する第１列が第１基準位置を通過する時点を示す。即ち、Ｔ２−Ｔ１＝δ／Ｖとなる。
【００９８】
図７のＢ１およびＢ２で示す信号は、電子ビームＢ１およびＢ２を用いて図５に示すカットパターンの第２パターン４２０を露光するタイミング信号である。即ち、第２パターン４２０のカットパターンデータに基づき、選択部１６０は、電子ビームＢ１およびＢ２を選択し、経過時間を検出する。そして、照射制御部１７０が、経過時間に応じてブランキング動作のタイミング信号Ｂ１およびＢ２を生成する例を図７に示す。
【００９９】
照射制御部１７０は、電子ビームＢ１の照射位置が第１基準位置を通過した時点Ｔ２の後、経過時間ＤＬ１ａが経過した時点Ｔ４において、当該電子ビームＢ１をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替える。そして、照射制御部１７０は、時点Ｔ２の後、経過時間ＤＬ１ｂが経過した時点Ｔ６において、当該電子ビームＢ１をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替える。
【０１００】
また、照射制御部１７０は、電子ビームＢ２の照射位置が第１基準位置を通過した時点Ｔ１の後、経過時間ＤＬ２ａが経過した時点Ｔ３において、当該電子ビームＢ２をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替える。そして、照射制御部１７０は、時点Ｔ１の後、経過時間ＤＬ２ｂが経過した時点Ｔ５において、当該電子ビームＢ２をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替える。
【０１０１】
このように、照射制御部１７０は、選択部１６０の選択結果および経過時間と、走査制御部１９０によって走査される照射位置の位置情報とに応じて、電子ビームの照射を制御するタイミング信号を生成することができる。そして、照射制御部１７０が生成したタイミング信号に基づきブランキング電極６４を動作させることにより、カラム部１２０は、カットパターンの第２パターン４２０を試料１０に露光することができる。
【０１０２】
同様に、照射制御部１７０は、選択部１６０に選択された電子ビームＢ３からＢ８の制御信号を生成して、第１パターン４１０および第３パターン４３０を試料１０に露光する。以上のように、本実施形態に係る照射制御部１７０は、電子ビームのＯＮ状態およびＯＦＦ状態の切り替え動作を、照射位置が基準位置を通過する時点からの経過時間に基づき制御する。このため、第１基準位置から第２基準位置までの間の露光範囲の長さは、経過時間をカウントするクロックのビット数によって規定されることがある。
【０１０３】
ここで、クロックの最小周期は、予め定められる位置分解能およびステージ速度に応じて設定されてよい。例えば、露光位置のデータステップが０．１２５ｎｍの場合には、位置分解能をその半分の０．０６２５ｎｍとして、ステージの最大移動速度を５０ｍｍ／ｓｅｃとすると、クロックの周期は最小１．２５ｎｓが要求される。ここで、クロックカウンターのカウントビット数を１２ビット（＝４０９６）とすると、約５μｓの経過時間までカウントできる。この経過時間内にステージは最大移動速度５０ｍｍ／ｓｅｃで０．２５μｍ移動する。
【０１０４】
このように、本実施形態の露光装置１００は、クロック周期に基づいて露光範囲の長さを予め設計することができる。そして、露光装置１００は、複数の基準位置を設け、それぞれの基準位置からの経過時間に基づいて電子ビームの照射を制御することにより、当該露光範囲よりも長い露光範囲を有するフレームを露光することができる。
【０１０５】
即ち、露光制御部１４０は、１つのフレームに含まれる全ての露光範囲に対して、アレイビーム５００の照射位置を走査させ、通過する基準位置毎に当該基準位置からの経過時間に基づいて電子ビームの照射を制御する。即ち、露光制御部１４０は、図５の例に示す第１基準位置から次の第２基準位置までの露光範囲を、アレイビーム５００の照射位置を走査させつつ、複数の電子ビームの照射を制御することで露光する。
【０１０６】
そして、当該フレームに、更なる基準位置が存在する場合、露光制御部１４０は、当該フレームの露光を続行させ（Ｓ３６０：Ｎｏ）、第２基準位置から第３基準位置までの次の露光範囲を露光すべく、荷電粒子ビームの選択の段階Ｓ３４０に戻る。露光制御部１４０は、当該フレームに、アレイビーム５００の照射位置が通過する基準位置がなくなるまで、Ｓ３４０からＳ３５０の動作を繰り返す。なお、走査制御部１９０がアレイビーム５００の照射位置が最後に通過した基準位置から次の基準位置までの露光範囲を走査している間に、選択部１６０は、当該次の基準位置以降に続く次の露光範囲に対応する電子ビームの選択と経過時間の検出を実行してよい。これにより、露光制御部１４０は、隣り合う露光範囲を時間的に連続して露光することができる。
【０１０７】
露光制御部１４０は、当該フレームに、更なる基準位置が存在しない場合、当該フレームの露光を終了させる（Ｓ３６０：Ｙｅｓ）。そして、次に露光すべきフレームが存在する場合（Ｓ３７０：Ｎｏ）、Ｓ３２０に戻り、アレイビーム５００の照射位置を次のフレームの開始点に移動させ、当該次のフレームの露光を実行する。露光制御部１４０は、露光すべきフレームがなくなるまでＳ３２０からＳ３６０の動作を繰り返す。露光制御部１４０は、露光すべきフレームがなくなった場合、当該フレームの露光を終了させる（Ｓ３７０：Ｙｅｓ）。
【０１０８】
以上のように、本実施形態に係る露光装置１００は、アレイビームの照射可能領域２００をフレームに分割し、フレーム毎に、ラインパターンの長手方向にアレイビーム５００の照射位置を走査しつつ、複数の電子ビームの照射を制御する露光動作を繰り返し、当該照射可能領域２００を露光する。露光装置１００は、ステージ部１１０により試料１０を移動させることで、試料１０の表面上に異なる複数の照射可能領域２００を形成することができるので、試料１０の表面に形成されたラインパターンの全てに対して、１つのカラム部１２０で露光することもできる。
【０１０９】
図８は、試料１０の表面に形成されたラインパターン８０２の一例を示す。本実施形態に係る露光装置１００は、このようなラインパターン８０２上に形成されたレジストにおける、カットパターン８１０で示される領域を、図３で説明した動作を実行して露光する。当該露光により、カットパターン８１０の領域のレジストを除去することができるので、当該カットパターンに位置するラインパターン８０２を露出させ、当該露出したラインパターン８０２をエッチングして微細な配線パターン等を形成することができる。
【０１１０】
図９は、試料１０の表面に形成された微細な配線パターン９００の一例を示す。本実施形態に係る露光装置１００によれば、予めラインパターンが形成された試料１０を露光することで、より微細な配線パターン９００を形成することができる。例えば、図８に示すラインパターン８０２は、単純なラインアンドスペースパターンなので、光露光技術等を用いることで、略１０ｎｍ程度のライン幅およびライン間隔で形成することができる。そして、電子ビームを用いる本実施形態に係る露光装置１００を用いることで、当該ラインパターン８０２を加工することができるので、（例えばゲート電極等の）光露光技術だけでは実行できない微細な配線パターン９００を形成することができる。また、ラインパターン８０２の形成を、光露光技術等で実行することにより、微細な配線パターン９００を形成するまでのトータルの加工時間を低減させることができる。
【０１１１】
また、ラインパターン８０２の設計に用いるグリッドに基づき、カットパターンの座標およびアレイビーム５００の照射位置を配置するので、露光制御部１４０は、複雑なフィードバック制御をすることなしに、簡便な制御動作で微細な露光を実行することができる。なお、以上の説明において、本実施形態に係る露光装置１００は、電子ビームを用いた電子ビーム露光装置として説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、種々の荷電粒子ビームを用いた露光装置にも同様に適用できる。また、カットパターンの露光を例に説明したが、これに限定されるものではなく、ビアパターンの露光にも同様に適用できる。
【０１１２】
以上の本実施形態に係る露光装置１００において、略同一のライン幅およびライン間隔のラインパターンが形成された試料１０を露光することを説明した。これに代えて、露光装置１００は、異なるライン幅および異なるライン間隔のラインパターンが形成された試料１０を露光してもよい。グリッドに基づいて、このような異なるライン幅および異なるライン間隔のラインパターンが形成されている場合、露光装置１００は、当該グリッドに対応させてラインパターンの指定された照射位置に露光することができる。
【０１１３】
図１０は、異なるライン幅および異なるライン間隔のラインパターンが形成された試料１０の一例を示す。試料１０は、第１の部分、第２の部分、および第３の部分を有し、それぞれの部分において異なるライン幅および異なるライン間隔のラインパターンが形成されたものである。このように、複数の種類のラインパターンが１つの試料に形成される場合であっても、それぞれのラインパターンは、共通のグリッドを用いて設計されたものとする。
【０１１４】
本例において、第１の部分のラインパターン８０２は、ライン幅およびライン間隔がｇであり、第２の部分のラインパターン８０４は、ライン幅が２ｇ、ライン間隔がｇであり、第３の部分のラインパターン８０６は、ライン幅が３ｇ、ライン間隔が２ｇである。
【０１１５】
このように、ラインパターンの幅および間隔が異なると、それぞれのラインパターンに対応するカットパターン８１０、８２０、８３０の大きさもそれぞれ異なることになる。本例においては、ラインパターンのそれぞれが、同一のグリッド８００に基づいて設計されているので、それぞれのカットパターンのＹ座標は、図４および図５に関連して説明したように、当該グリッド８００の離散した座標で表すことができる。本実施形態の露光装置１００においては、電子ビームの照射位置を間隔ｇのグリッドに対応させているので、このような異なるライン幅およびライン間隔に対するカットパターンであっても露光することができる。
【０１１６】
図１１は、本実施形態に係る電子ビームの照射領域５０２を、グリッド８００に対応させて配置した例を示す。即ち、図１１は、図５に関連して説明したように、−Ｙ方向側から数えてｎ番目に配置する電子ビームＢｎの照射領域が、−Ｙ方向側から数えてｎ番目とｎ＋１番目のグリッドの間に位置する例を示す。これによって、例えば、カットパターンがｋ番目とｌ（エル）番目のグリッドの間に位置する場合、露光装置１００は、ｋ番目から（ｌ−１）番目までの電子ビームを用いることで、当該カットパターンを露光することができる。
【０１１７】
即ち、この場合、選択部１６０は、指定された照射位置におけるラインパターンの幅に応じて、複数の荷電粒子ビームのうち幅方向に連続する少なくとも１つの荷電粒子ビームを選択する。選択部１６０は、例えば、第１の部分のラインパターン８０２のライン幅ｇに応じて、当該ラインパターン８０２をカットするパターン幅２ｇのカットパターン８１０を露光すべく、アレイビームのうち幅方向に並ぶ２つの電子ビームを選択する。
【０１１８】
また、選択部１６０は、例えば、第２の部分のラインパターン８０４のライン幅２ｇに応じて、当該ラインパターン８０４をカットするパターン幅３ｇのカットパターン８２０を露光すべく、アレイビームのうち幅方向に並ぶ３つの電子ビームを選択する。同様に、選択部１６０は、第３の部分のラインパターン８０６のライン幅３ｇに応じて、当該ラインパターン８０６をカットするパターン幅４ｇのカットパターン８３２等のカットパターン８３０を露光すべく、アレイビームのうち幅方向に並ぶ４つの電子ビームを選択する。このように、選択部１６０は、ｍ×ｇのライン幅に応じて、（ｍ＋１）個の電子ビームを選択する。
【０１１９】
また、選択部１６０は、図６および図７に関連して説明したように、選択した電子ビームに対応する経過時間を決定して照射位置をそれぞれ検出する。これによって、露光制御部１４０は、アレイビーム５００の照射位置を走査しつつ、電子ビームの照射を制御することで、カットパターン８１０、８２０、および８３０をそれぞれ露光することができる。なお、図１１の例においても、露光装置１００は、電子ビームの数ｎに応じたビーム幅ｎ×ｇのアレイビームを走査し、当該ビーム幅ｎ×ｇに相当するフレーム幅を有するフレーム毎に試料１０を露光してよい。これによって、本実施形態に係る露光装置１００は、試料１０に異なるライン幅および異なるライン間隔のラインパターンが形成されても、照射位置に対応して適切な電子ビームを選択することにより、対応するカットパターンを露光することができる。
【０１２０】
図１２は、本実施形態に係るブランキング部６０の一例を示す。ブランキング部６０は、複数の開口６２と、第１のブランキング電極６４ａと、第２のブランキング電極６４ｂと、共通電極６６と、電極配線６８とを有する。
【０１２１】
複数の開口６２は、複数の荷電粒子ビームのそれぞれを個別に通過させる。即ち、複数の開口６２は、ビームアレイとして出力する複数の電子ビームに対応した数がブランキング部６０に設けられることが望ましい。複数の開口６２は、ラインパターンの長手方向に対応する向きであるＸ方向において、複数の第１の開口６２ａおよび複数の第２の開口６２ｂがオフセットされて配置されている。複数の第１の開口６２ａは、−Ｘ方向側にオフセットされてＹ方向に並び、例えば、図５における電子ビームＢ１、Ｂ３、Ｂ５、およびＢ７等に対応して形成される。複数の第２の開口６２ｂは、＋Ｘ方向側オフセットされてＹ方向に並び、例えば、図５における電子ビームＢ０、Ｂ２、Ｂ４、およびＢ６等に対応して形成される。
【０１２２】
第１のブランキング電極６４ａは、第１の開口６２ａにおける共通電極６６とは反対側の壁面をなすように設けられる。第２のブランキング電極６４ｂは、第２の開口６２ｂにおける共通電極６６とは反対側の壁面をなすように設けられる。共通電極６６は、Ｘ方向において、第１の開口６２ａおよび第２の開口６２ｂの間の壁面をなすように設けられた、第１の開口６２ａおよび第２の開口６２ｂに共通の電極である。また、共通電極６６は、Ｙ方向に並ぶ複数の開口６２のうち隣り合う開口６２の間にもそれぞれ設けられてよい。
【０１２３】
電極配線６８は、第１のブランキング電極６４ａおよび第２のブランキング電極６４ｂのそれぞれと、対応する駆動回路１７２とを接続する。駆動回路１７２は、選択部１６０による選択に応じて変化する照射制御部１７０の切替信号を受けて、第１のブランキング電極６４ａまたは第２のブランキング電極６４ｂにブランキング電圧を供給し、電子ビームのＯＮ状態およびＯＦＦ状態をそれぞれ切り替える。
【０１２４】
以上のように、ブランキング部６０は、Ｙ方向に２列に並ぶ複数の開口６２を有するので、共通電極６６で複数の開口６２のそれぞれを分離しつつ、当該複数の開口６２をＹ座標方向において隙間なく、または重なりを持たせて連続して配置させることができる。そして、照射制御部１７０は、複数の開口６２のそれぞれに対応するブランキング電極に、電子ビームのＯＮ状態およびＯＦＦ状態をそれぞれ切り替える信号を個別に供給して、個別に制御することができ、２以上の開口６２を通過する２以上の電子ビームによって、照射領域のＹ座標の方向に連続したアレイビームを形成することができる。即ち、露光装置１００は、このようなアレイビームを用いた１回の走査により、Ｙ座標における連続した２以上の電子ビーム照射の範囲をフレーム幅としてＸ軸方向に延伸するフレームを、試料１０に照射することができる。
【０１２５】
以上の本実施形態に係るブランキング部６０は、２列でＹ方向に並ぶ複数の開口６２を有することを説明したが、これに代えて、ブランキング部６０は、３列以上でＹ方向に並ぶ複数の開口６２を有してもよい。この場合においても、カラム部１２０は、共通電極６６で複数の開口６２のそれぞれを分離しつつ、当該複数の開口６２のＹ座標における配置を連続して配置させることができ、フレーム毎にアレイビームを走査して試料１０の表面を露光することができる。なお、以上の例においては、各列に設けた複数の開口６２ａおよび複数の開口６２ｂが、Ｙ方向と平行に配列された例を示したが、複数の開口６２ａおよび複数の開口６２ｂは、例えばＹ方向に対して斜めに配置される等、Ｘ方向に対して開口毎にずらした位置に配列されてもよい。
【０１２６】
図１３は、駆動回路１７２により出力されるブランキング電圧の出力波形を示す。本図においては、電子ビームＢ１およびＢ２に対応する２つのブランキング電極６４に供給されるブランキング電圧を示す。図中、縦軸はブランキング電圧の大きさを示し、横軸は時間を示す。
【０１２７】
既に説明したように、露光装置１００は、図２のフレームに沿ってアレイビームを走査しつつ、図７に一例を示すタイミングチャートに基づいて電子ビームそれぞれのＯＮ状態およびＯＦＦ状態を切り替える。即ち、例えば、図５の第２パターン４２０を露光する場合、露光装置１００は、図５の露光範囲のライン方向に沿ってアレイビームを走査する。選択部１６０が選択した電子ビームＢ１およびＢ２のそれぞれに対して、照射制御部１７０は、図７のＴ４およびＴ６で示す時点、ならびにＴ３およびＴ５で示す時点においてビーム状態を切り替える切替信号を出力する。なお、本例においては、電子ビームＢ２を通過させる開口６２ｂが電子ビームＢ１を通過させる開口６２ａよりもＸ方向において先行するので、その分だけ切替信号のタイミングを早めている。
【０１２８】
照射制御部１７０は、電子ビームＢ１およびＢ２と対応するブランキング電極に接続された駆動回路１７２に、これらの切替信号を出力する。駆動回路１７２は、切替信号の変化（電子ビームのＯＮ状態／ＯＦＦ状態の切り替りに対応する信号の変化）を受けて、ブランキング電極に供給するブランキング電圧を変化させる。電子ビームＢ１およびＢ２と対応するブランキング電極は、駆動回路１７２から供給されたブランキング電圧の変化に応じて電子ビームの進行方向を変化させ、電子ビームＢ１およびＢ２を試料上に照射するか否かをそれぞれ切り替えて、図５の第２パターン４２０を露光する。
【０１２９】
ここで、実際にビーム状態を切り替えるために、照射制御部１７０がブランキング電圧の切替信号を出力したあと、駆動回路１７２が切替信号に応じてブランキング電圧を出力して、ブランキング電極６４のブランキング電圧を、電子ビームをＯＦＦ状態とする電圧値としたり、０Ｖに戻したりしなければならず、ブランキング電極６４のそれぞれにおいて、ブランキング電圧の遷移に係る過渡時間が発生する。本図は、このようなブランキング電圧の遷移に係る過渡時間を具体的に説明する。
【０１３０】
縦軸のブランキング電圧において、Ｖｏｆｆで示された電圧値は、ビームＯＦＦ状態でブランキング電極６４に供給される電圧値である。ブランキング電極６４にＶｏｆｆが供給されると、電子ビームは、それに応じて偏向され、ストッピングプレート７０により進行が阻止される（ビームＯＦＦ状態）。また、縦軸の０Ｖで示された電圧値は、ビームＯＮ状態において、ブランキング電極６４に供給される電圧値である。ブランキング電極６４に０Ｖが供給されると、電子ビームは、ブランキング電極６４による偏向を受けず、ストッピングプレート７０の開口７２を通過する（ビームＯＮ状態）。
【０１３１】
縦軸のＶｔｈで示された電圧値は、電子ビームのＯＦＦ状態とビームＯＮ状態が切り替わる境界において、ブランキング電極６４に供給される閾値電圧である。即ち、ブランキング電極６４の電圧値が０V〜Ｖｔｈの時、電子ビームの少なくとも一部は、ストッピングプレート７０の開口７２を通過する。ブランキング電極６４の電圧値がＶｔｈ〜Ｖｏｆｆの時、電子ビームは、完全にストッピングプレート７０の開口７２から外れ、開口７２を通過しない。
【０１３２】
本図に示したように、電子ビームＢ１の切替信号は、照射制御部１７０によって、電子ビームＢ１の照射位置が第１基準位置を通過した時点Ｔ２の後、時間ＤＬ１ａが経過した時点Ｔ４においてＯＦＦ状態からＯＮ状態へと変化される。しかし、ブランキング電極６４に供給されるブランキング電圧は、ブランキング電圧の遷移に係る過渡時間のため遅れが発生する。電子ビームＢ１のブランキング電圧は、Ｔ４の時点から下がり始め、Ｔ８の時点で閾値電圧Ｖｔｈを横切る。電子ビームＢ１は、Ｔ８の時点で、少なくともその一部がストッピングプレート７０の開口７２を通過し始める。そして、電子ビームＢ１は、Ｔ８の時点以降に、試料上に照射され、ビームＯＮの状態になる。
【０１３３】
また、電子ビームＢ１の切替信号は、照射制御部１７０によって、時点Ｔ２から時間ＤＬ１ｂが経過した時点Ｔ６においてＯＮ状態からＯＦＦ状態へと変化される。電子ビームＢ１のブランキング電圧は、Ｔ６の時点から上がり始め、Ｔ１０の時点で閾値電圧Ｖｔｈを横切る。電子ビームＢ１は、Ｔ１０の時点以降にビームＯＦＦの状態になる。
【０１３４】
一方、電子ビームＢ２の切替信号は、照射制御部１７０によって、電子ビームＢ２の照射位置が第１基準位置を通過した時点Ｔ１の後、時間ＤＬ２ａが経過した時点Ｔ３においてＯＦＦ状態からＯＮ状態へと変化される。電子ビームＢ２のブランキング電圧は、Ｔ３の時点から下がり始め、Ｔ７の時点で閾値電圧Ｖｔｈを横切る。電子ビームＢ２は、Ｔ７の時点以降にビームＯＮの状態になる。
【０１３５】
さらに、電子ビームＢ２の切替信号は、照射制御部１７０によって、時点Ｔ１から時間ＤＬ２ｂが経過した時点Ｔ５においてＯＮ状態からＯＦＦ状態へと変化される。電子ビームＢ２のブランキング電圧は、Ｔ５の時点から上がり始め、Ｔ９の時点で閾値電圧Ｖｔｈを横切る。電子ビームＢ２は、Ｔ９の時点以降にビームＯＮの状態になる。
【０１３６】
すなわち、電子ビームＢ１は、ビームＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるタイミングにＴ８−Ｔ４の時間遅れが発生し、ビームＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わるタイミングにＴ１０−Ｔ６の時間遅れが発生する。また、電子ビームＢ２は、ビームＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるタイミングにＴ７−Ｔ３の時間遅れが発生し、ビームＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わるタイミングにＴ９−Ｔ５の時間遅れが発生する。ここで、ビームＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる際の上記の時間遅れを、立ち下がり時間と呼び、ビームＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わる際の上記の時間遅れを、立ち上がり時間と呼ぶ。
【０１３７】
本実施形態に係る露光装置１００において、立ち下がり時間および立ち上り時間の値はそれぞれ一例として略５ｎｓである。そして、この立ち下がり時間および立ち上がり時間は、アレイビームに属する電子ビームに対する、ＯＮ状態／ＯＦＦ状態の切り替わりタイミングの遅れを引き起こし、露光パターンのビーム照射位置に最大０．５ｎｍ程度、ビーム照射量に最大５％程度の誤差を発生する。
【０１３８】
また、これら立ち下がり時間および立ち上り時間の値は、アレイビームに属する電子ビームごとにばらつく可能性がある。駆動回路１７２が駆動する負荷の大きさが、複数のブランキング電極６４のそれぞれによって異なることが原因である。すなわち、図１２の構造を持つブランキング部６０は、製造工程で発生するプロセス的な要因のために、ブランキング電極６４、共通電極６６、および電極配線６８の出来上がり寸法、ならびに、電極間および配線間の間隔などに、ブランキング電極６４ごとにばらつきが存在しうる。これにより、駆動回路１７２が駆動する負荷の抵抗値およびキャパスタンス値にも、ブランキング電極６４ごとに違いが発生しうる。
【０１３９】
図１４は、本実施形態に係る露光装置１００の構成例を示す。他の図に記載されている構成要素と同じ動作をする構成要素には、同じ符号を付して示し、詳細な説明を省略する。本図に示す構成例は、図１に示された露光装置１００の一部分と対応する。本実施形態に係る露光装置１００は、アレイビームに属する電子ビームそれぞれに対して、ビーム状態の切り替わりに対するブランキング電圧の時間的変化を計測する機能を有する。また、本実施形態に係る露光装置１００は、駆動回路１７２が駆動する負荷にばらつきがあっても、ブランキング電極６４のそれぞれについてブランキング電圧が所定の閾値電圧になる時間を調整する機能を有する。露光装置１００は、ブランキング部６０、複数の駆動回路１７２、および照射制御部１７０の他に、計測部１１００を備える。
【０１４０】
計測部１１００は、一方で照射制御部１７０と接続しており、電子ビームそれぞれのＯＮ状態／ＯＦＦ状態を切り替える切替信号を取得する。計測部１１００は、他方で、中継端子６９を経由して、ブランキング電極６４のそれぞれと電気的につながっている。中継端子６９は、ブランキング電極６４と駆動回路１７２の出力との間に存在する。計測部１１００は、中継端子６９から、ブランキング電極６４に印加されたブランキング電圧を取得する。
【０１４１】
計測部１１００は、照射制御部１７０から得た電子ビームのＯＮ状態／ＯＦＦ状態を切り替える信号（切替信号）の変化をトリガーにして、ブランキング電極６４のそれぞれについて、切替信号の変化からブランキング電圧の変化までの遅延量を計測する。また、計測部１１００は、計測した遅延量をもとに、ブランキング電圧が閾値電圧に達するまでの時間、即ち、立ち下がり時間および立ち上がり時間を決定する。
【０１４２】
照射制御部１７０は、タイミング調整部１７１０を有する。タイミング調整部１７１０は、ブランキング電極６４のそれぞれについて、照射制御部１７０が出力する切替信号の出力タイミングを個別に調整する。複数の駆動回路１７２のそれぞれは、時間調整部１７２０を有する。時間調整部１７２０は、複数の駆動回路１７２のそれぞれが出力するブランキング電圧の過渡時間を個別に調整する。
【０１４３】
図１５は、計測部１１００の構成例を示す。計測部１１００は、基準電圧発生部１１２０と、１または複数の比較部１１４０と、１または複数の遅延量検出部１１６０とを有する。基準電圧発生部１１２０は、ブランキング電圧との比較に用いる基準電圧を発生する。基準電圧発生部１１２０は、ブランキング電圧の変化幅内の任意の電圧値を基準電圧として発生可能である。一例として、基準電圧発生部１１２０は、ビームのＯＦＦ状態とビームＯＮ状態が切り替わる境界の閾値電圧を基準電圧として発生してよい。基準電圧発生部１１２０は、基準電圧を複数の比較部１１４０に供給する。複数の比較部１１４０は、基準電圧発生部１１２０およびブランキング部６０内の複数のブランキング電極６４に接続される複数の中継端子６９に接続される。複数の比較部１１４０は、それぞれ、対応するブランキング電極６４に印加されたブランキング電圧値と、基準電圧発生部１１２０から得た基準電圧値とを比較し、両者の差分に応じた電圧値を遅延量検出部１１６０に出力する。
【０１４４】
複数の遅延量検出部１１６０のそれぞれは、対応する比較部１１４０から、ブランキング電圧と基準電圧との差分に応じた電圧値を取得する。また、複数の遅延量検出部１１６０のそれぞれは、照射制御部１７０から、対応する電子ビームのＯＮ状態／ＯＦＦ状態を切り替える切替信号を取得する。複数の遅延量検出部１１６０のそれぞれは、対応する電子ビームの状態を切り替える切替信号の変化（即ち、電子ビームをＯＦＦ状態からＯＮ状態へ、およびＯＮ状態からＯＦＦ状態へ切り替える切替信号の変化）から、ブランキング電圧と基準電圧との差分の絶対値が、例えば、２０ｍＶ（ブランキング電圧幅５Vに対して２５６（＝２＾８）等分した１ＬＳＢに相当する電圧値）以内に入るまでの時間を検出する。
【０１４５】
また、遅延量検出部１１６０は、切替信号の変化以降の、ブランキング電圧と基準電圧との差分の電圧値を、例えば、１ｎｓごとにサンプリングし、時間的に隣接した２回のサンプル点で差分の電圧値の符号が反転するまでの時間を検出してもよい。これらにより、遅延量検出部１１６０は、電子ビームのＯＦＦ状態からＯＮ状態への切り替え、およびＯＮ状態からＯＦＦ状態への切り替えに伴い、照射制御部１７０の出力である切替信号の変化から、ブランキング電圧が、基準電圧発生部１１２０が供給する基準電圧に達するまでに要する時間、即ち遅延量を検出する。
【０１４６】
なお、遅延量検出部１１６０が検出する遅延量は、中継端子６９から計測部１１００までの配線による信号の時間遅れ、および、計測部１１００の内部回路による信号の時間遅れを含んでいる。ブランキング電極６４のそれぞれについて、これらに起因する時間遅れが照射制御部１７０の切替信号の変化からブランキング電圧の変化までの遅延量と比べて十分に小さくなるように、露光装置１００の製造者は、中継端子６９から計測部１１００までの配線の太さおよび配線の配置間隔、ならびに計測部１１００の内部回路を設計・製作することができる。これにより、遅延量検出部１１６０は、ブランキング電極６４のそれぞれについて、切替信号の変化から、ブランキング電圧が基準電圧に達するまでの遅延量を検出することが可能となる。
【０１４７】
計測部１１００は、基準電圧の値を変えて上記の遅延量検出を繰り返すことにより、切替信号の変化からの時間とブランキング電圧の値との関係、即ち過渡波形を計測することができる。計測部１１００は、このようにして計測した過渡波形をもとに、切替信号の変化から、所定のブランキング電圧である閾値電圧に達するまでの時間を検出し、立ち下がり時間および立ちあがり時間を決定することができる。
【０１４８】
図１６は、ブランキング電極６４のそれぞれについて、ブランキング電圧の過渡波形を計測する計測フローの一例を示す。本計測フローは、複数の荷電粒子ビームに対応して設けられ、入力電圧に応じて試料上に対応する荷電粒子ビームを照射するか否かをそれぞれ切り替える複数のブランキング電極のそれぞれに供給されるブランキング電圧を切り替えるための切替信号を出力する照射制御段階と、前記複数のブランキング電極のそれぞれについて、切替信号の変化からブランキング電圧の変化までの遅延量を計測する計測段階と、を備える。計測部１１００は、ブランキング電極６４のそれぞれについて、Ｓ１６００からＳ１６７０の処理を実行することにより、ブランキング電圧の過渡波形を計測する。
【０１４９】
本図を用いて、計測部１１００による、ブランキング電圧の過渡波形の計測フローを説明する。まず、基準電圧発生部１１２０は、０Ｖの基準電圧値を発生する（Ｓ１６００）。次に、照射制御部１７０は、計測対象の電子ビームに対する駆動回路１７２に、電子ビームのＯＮ状態およびＯＦＦ状態を切り替える切替信号を出力する。照射制御部１７０は、これと同時に、計測部１１００の当該駆動回路１７２に対応する遅延量検出部１１６０に、切替信号の変化を出力する。これを受けて、遅延量検出部１１６０は、計測タイマーを始動する（Ｓ１６１０）。
【０１５０】
さらに、遅延量検出部１１６０は、比較部１１４０から、ブランキング電圧と基準電圧との差分の電圧を取得する。一例として、遅延量検出部１１６０は、差分の電圧の絶対値が、所定値デルタ（例えば、デルタ＝２０ｍＶ）より大きいときは、そのままタイマーを進め、差分の電圧が所定値デルタ以内に入ったときに、タイマーを停止する（Ｓ１６２０〜Ｓ１６４０）。これにより、遅延量検出部１１６０は、切替信号の変化から、ブランキング電圧の値が基準電圧の値に達するまでの時間、即ち遅延量を検出する。検出段階の処理の一例として、遅延量検出部１１６０は、タイマー停止時の基準電圧の値とタイマーが示す時間を記録する（Ｓ１６５０）。
【０１５１】
次に、基準電圧発生部１１２０は、基準電圧をδだけ増やす（Ｓ１６６０）。基準電圧の値がブランキング電圧の最大値Ｖｏｆｆ未満であれば、計測部１１００は、処理をステップＳ１６１０へと進め、新たな基準電圧について、Ｓ１６１０からＳ１６６０までの処理を行う（Ｓ１６７０：Ｙｅｓ）。他方で、切替信号Ｓ１６７０において新たな基準電圧がブランキング電圧の最大値Ｖｏｆｆより大きくなっていた場合には、計測フローを終了する（Ｓ１６７０：Ｎｏ）。
【０１５２】
即ち、本計測フローは、基準電圧を順次変更して発生する基準電圧発生段階と、複数のブランキング電極のそれぞれについて、基準電圧が変更されたことに応じて、切替信号の変化から、ブランキング電圧が基準電圧に達するまでの遅延量を検出する検出段階とを備える。計測フロー終了後、ステップＳ１６５０で記録された、基準電圧値と、切替信号の変化からブランキング電圧の値が基準電圧値に達するまでの時間、即ち遅延量との関係は、切替信号の変化以降のブランキング電圧の過渡波形を表す。計測部１１００は、アレイビームに属する複数の電子ビームのそれぞれと対応するブランキング電極６４のそれぞれについて、Ｓ１６００からＳ１６７０の処理を実行することにより、複数のブランキング電極６４のそれぞれについて、切替信号の変化以降のブランキング電圧の過渡波形を計測する。
【０１５３】
計測部１１００は、計測した過渡波形が、あらかじめ決められた閾値電圧を横切るまでの遅延量から、ブランキング電圧の立ち下がり時間、および立ち上がり時間を決定する。また、計測部１１００は、あらかじめ決められた閾値電圧を、基準電圧発生部１１２０の基準電圧として発生し、ブランキング電圧が閾値電圧に到達する遅延量を直接計測して、ブランキング電圧の立ち下がり時間、および立ち上がり時間を決定してもよい。
【０１５４】
なお、計測部１１００は、露光装置１００が電子ビームを出力して電子ビームをブランキングさせながら本計測フローを実行してもよく、電子ビームを出力しない状態で、本計測フローを実行してもよい。後者によれば、露光装置１００は、電子ビームを出力しない状態で、複数のブランキング電極６４のそれぞれについて、過渡波形、ならびに立ち下がり時間および立ち上がり時間をあらかじめ決めておくことができる。
【０１５５】
以上の処理により、露光装置１００は、駆動回路１７２が駆動するブランキング電極の負荷にばらつきがあっても、計測部１１００の計測結果をもとにタイミング調整部１７１０によって切替信号を出力するタイミングを調整し、時間調整部１７２０によってブランキング電圧が所定の閾値電圧になるまでの時間を調整することが可能となる。
【０１５６】
ここで、タイミング調整部１７１０は、経過時間演算回路１６６（図６参照）が算出した経過時間に対して、電子ビームごとに、ならびに、電子ビームの立ち下りおよび電子ビームの立ち上りのそれぞれごとに、オフセット時間を加減算して、経過時間を補正する機能を有する。これにより、タイミング調整部１７１０は、複数のブランキング電極６４のそれぞれについて、照射制御部１７０が出力する切替信号の出力タイミングを個別に調整する。
【０１５７】
また、時間調整部１７２０は、複数の駆動回路１７２のそれぞれに組み込まれており、駆動回路１７２の駆動能力を変えることにより、駆動回路１７２が供給するブランキング電圧の変化の速さ、即ち過渡時間、を変える。
【０１５８】
図１７は、露光装置１００のタイミング調整部１７１０および時間調整部１７２０の調整フローの一例を示す。本調整フローは、複数のブランキング電極のそれぞれについて、ブランキング電圧が、所定の閾値電圧になる時間（すなわちブランキング電圧の過渡時間）を調整する調整段階の一例である。露光装置１００は、Ｓ１７００からＳ１７５０の処理を実行することにより、タイミング調整段階の一例として、駆動回路１７２が駆動する負荷のばらつきも含めて、アレイビームに属するすべての電子ビームについて、照射制御部１７０が出力する切替信号の出力タイミングを個別に調整し、時間調整段階の一例として、駆動回路１７２が供給するブランキング電圧の過渡時間を個別に調整する。前半のＳ１７１０からＳ１７３０の処理は、時間調整部１７２０によりブランキング電圧の過渡時間を調整する処理フローであり、後半のＳ１７４０の処理は、タイミング調整部１７１０により、照射制御部１７０が出力する切替信号の出力タイミングを調整する処理フローである。
【０１５９】
本調整フローは、調整対象の電子ビームを順に選択し（Ｓ１７００）、選択した各電子ビームに対して、ブランキング電圧の過渡時間の調整（Ｓ１７１０からＳ１７３０）と、切替信号の出力タイミングの調整（Ｓ１７４０）とを行う。
【０１６０】
まず本調整フロー前半のＳ１７１０からＳ１７３０の処理について説明する。ＣＰＵ１３０の指令により、計測部１１００および時間調整部１７２０は、時間調整部１７２０の時間調整条件を順次変更しながら（Ｓ１７１０）、例えば図１６に示した計測フローにより、それぞれの時間調整条件に対するブランキング電圧の過渡波形を計測する（Ｓ１７２０）。そして、計測部１１００は、過渡波形から、ブランキング電圧の過渡時間を算出する。ＣＰＵ１３０の指令により、計測部１１００および時間調整部１７２０は、過渡時間があらかじめ決めた所定の値に一致または略一致（予め定められた誤差の範囲内での一致）しないときは（Ｓ１７３０：Ｎｏ）、時間調整条件を変更しながらＳ１７１０〜Ｓ１７３０を繰り返す。そして、計測部１１００は、過渡時間が所定の値に一致等したら（Ｓ１７３０：Ｙｅｓ）、その状態における時間調整条件に応じた設定値を駆動回路１７２の時間調整部１７２０に設定する。
【０１６１】
以上において、駆動回路１７２は、一例として、重みづけされた異なる駆動能力を持つ複数のスイッチ回路を並列に接続した構成をとる。駆動回路１７２の時間調整部１７２０は、一例として、時間調整条件に相当する７ビットのデジタル値で、７通りの異なる駆動能力を持つスイッチ回路（すなわち例えば駆動能力が順に２倍となっていく７つのスイッチ回路）のなかから、使用するスイッチ回路の組み合わせを選択可能である。ＣＰＵの指令により、時間調整部１７２０は、７ビットのデジタル値により各スイッチ回路の選択有無を指定することにより、選択した各スイッチ回路の駆動能力を合計した駆動能力を１２８段階で設定することができる。
【０１６２】
次に本調整フロー後半のＳ１７４０の処理について説明する。この部分は、照射制御部１７０が出力する切替信号の出力タイミングを調整するタイミング調整段階の処理の一例である。ＣＰＵ１３０の指令により、照射制御部１７０に含まれるタイミング調整部１７１０は、切替信号のタイミングを調整することによって、複数のブランキング電極にブランキング電圧が印加されるタイミングを調整する。
【０１６３】
次に、ＣＰＵ１３０は、アレイビームに属するすべての電子ビームについて調整を完了したかを判断する（Ｓ１７５０）。完了していなければ（Ｓ１７５０：Ｎｏ）、調整対象の電子ビームを変えて（Ｓ１７００）、Ｓ１７１０からＳ１７４０までの調整を繰り返す。そして、ＣＰＵ１３０は、アレイビームに属するすべての電子ビームについて調整を完了すると（Ｓ１７５０：Ｙｅｓ）、調整フロー全体を終了する。
【０１６４】
図１８は、図１７のＳ１７１０からＳ１７３０におけるブランキング電圧の過渡時間の調整に関し、一例として、電子ビームＢ１および電子ビームＢ２に対する駆動回路１７２について、時間調整部１７２０の時間調整条件と、ブランキング電圧の過渡時間との関係を示す。時間調整部１７２０は、本図の横軸の時間調整条件で示す７ビットのデジタル値（０〜１２７）で、ブランキング電圧を出力するスイッチ回路を選択する。本図の縦軸は、１０‐９０％過渡時間を示す。１０‐９０％過渡時間は、ブランキング電圧が、変化幅の１０％の高さから９０％の高さまで変化するのに要する時間を示す。１０‐９０％過渡時間は、ブランキング電圧の変化の速さを示す指標である。１０−９０％過渡時間は、計測部１１００が計測するブランキング電圧の過渡波形をもとに決定される。１０‐９０％過渡時間は、例えば、ブランキング電圧の変化幅が５Ｖの場合、ブランキング電圧が０．５Ｖから４．５Ｖまで立ち上がる時間を表す。この１０‐９０％過渡時間は、通常は、ブランキング電圧が４．５Ｖから０．５Ｖまで立ち下がる時間と、略一致する。
【０１６５】
電子ビームＢ１では、時間調整部１７２０の時間調整条件を４０〜６５範囲に設定することにより、ブランキング電圧の１０‐９０％過渡時間を約６ｎｓから約３．５ｎｓの範囲に設定できる。また、電子ビームＢ２では、時間調整部１７２０の時間調整条件を１４〜２４範囲に設定することにより、ブランキング電圧の１０‐９０％過渡時間を約６ｎｓから約３．５ｎｓの範囲に設定できる。電子ビームＢ１および電子ビームＢ２について、同じ１０‐９０％過渡時間、例えば過渡時間５．０ｎｓ、となる時間調整部１７２０の時間調整条件が異なるのは、駆動回路１７２が駆動するブランキング電極の負荷が、電子ビームＢ１とＢ２とで異なっているからである。
【０１６６】
このような場合であっても、時間調整部１７２０の時間調整条件をそれぞれ適切に取れば、電子ビームＢ１とＢ２とに対する過渡時間を、略一致させることができる。一例として、電子ビームＢ１に対する駆動回路１７２の、時間調整部１７２０の時間調整条件を４７とすれば、電子ビームＢ１のブランキング電圧の１０‐９０％過渡時間は約５．０ｎｓとなる。また、電子ビームＢ２に対する駆動回路１７２の、時間調整部１７２０の時間調整条件を１７とすれば、電子ビームＢ２のブランキング電圧の１０‐９０％過渡時間は約５．０ｎｓとなる。ブランキング電圧の１０‐９０％過渡時間が略一致するとき、ビーム状態の切替えに対するブランキング電圧の過渡波形も略一致する。即ち、それらのブランキング電圧は、ビーム状態の切替えに対して、略一致する立ち下がり時間、および立ち上がり時間を持つことになる。
【０１６７】
以上のように、ＣＰＵの指令のもとで、計測部１１００および時間調整部１７２０は、駆動回路１７２が駆動する負荷が異なっていても、時間調整部１７２０の時間調整条件を適切に設定することにより、ブランキング電圧の過渡時間を所定の値に、例えば５ｎｓに、調整することができる。
【０１６８】
図１９は、図１７のＳ１７４０における切替信号のタイミングの調整に関し、タイミング調整部１７１０の動作を説明するための図である。本図は、電子ビームＢ１およびＢ２に対して、ブランキング電極６４に供給されるブランキング電圧の例を示す。本図の縦軸のブランキング電圧Ｖｏｆｆ，Ｖｔｈ，および０Ｖは、それぞれ、図１３で説明した電圧値に対応する。また、本図の横軸のタイミングＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、およびＴ６は、それぞれ、図７および図１３で説明したタイミングに対応する。
【０１６９】
本図は、計測部１１００が、測定したブランキング電圧の立ち下がり時間および立ち上り時間を考慮して、タイミング調整部１７１０による電子ビームの切替信号の出力タイミングを調整した例を示す。
【０１７０】
電子ビームＢ１をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えるとき、照射制御部１７０は、電子ビームＢ１の照射位置が露光の基準位置を通過した時点Ｔ２の後、時間ＤＬ１ａａが経過した時点Ｔ４４で切替信号を出力する。ここで、時間ＤＬ１ａａは、経過時間演算回路１６６が算出した経過時間ＤＬ１ａから、電子ビームＢ１のブランキング電圧の立ち下がり時間を差し引いた経過時間である。このブランキング電圧の立ち下がり時間は、計測段階で検出された、電子ビームＢ１に対する照射制御部１７０の切替信号の変化からブランキング電圧が閾値電圧に達するまでの遅延量である。従って、この立ち下がり時間には、照射制御部１７０からブランキング電極までのすべての回路および配線によるブランキング電圧信号の時間遅れが含まれている。ＣＰＵ１３０の指令により、タイミング調整部１７１０は、経過時間ＤＬ１ａから電子ビームＢ１のブランキング電圧の立ち下がり時間を差し引く調整を行う。これにより、本図に示すように、電子ビームＢ１のブランキング電圧は、基準位置通過からＤＬ１ａが経過したＴ４の時点で閾値電圧Ｖｔｈとなり、Ｔ４の時点でビーム照射状態に切り替わる。露光装置１００は、露光の基準位置、設計パターンの位置およびサイズ、ならびにステージ速度から決まる経過時間ＤＬ１ａ（数１，２参照）後に、電子ビームＢ１の照射を開始できることになる。
【０１７１】
また、電子ビームＢ１をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えるとき、照射制御部１７０は、電子ビームＢ１の照射位置が露光の基準位置を通過した時点Ｔ２の後、時間ＤＬ１ｂｂが経過した時点Ｔ６６で切替信号を出力する。ここで、時間ＤＬ１ｂｂは、経過時間演算回路１６６が算出した経過時間ＤＬ１ｂから、電子ビームＢ１のブランキング電圧の立ち上がり時間を差し引いた経過時間である。このブランキング電圧の立ち上がり時間は、計測段階で検出された、電子ビームＢ１に対する照射制御部１７０の切替信号の変化からブランキング電圧が閾値電圧に達するまでの遅延量である。ＣＰＵ１３０の指令により、タイミング調整部１７１０は、経過時間ＤＬ１ｂから電子ビームＢ１のブランキング電圧の立ち上がり時間を差し引く調整を行う。これにより、本図に示すように、電子ビームＢ１のブランキング電圧は、基準位置通過からＤＬ１ｂが経過したＴ６の時点で閾値電圧Ｖｔｈとなり、Ｔ６の時点でビーム非照射状態に切り替わる。露光装置１００は、露光の基準位置、設計パターンの位置およびサイズ、ならびにステージ速度から決まる経過時間ＤＬ１ｂ（数１，２参照）後に、電子ビームＢ１の照射を終了できることになる。
【０１７２】
同様に、電子ビームＢ２をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えるとき、照射制御部１７０は、電子ビームＢ２の照射位置が露光の基準位置を通過した時点Ｔ１の後、時間ＤＬ２ａａが経過した時点Ｔ３３で切替信号を出力する。ここで、時間ＤＬ２ａａは、経過時間演算回路１６６が算出した経過時間ＤＬ２ａから、電子ビームＢ２のブランキング電圧の立ち下がり時間を差し引いた経過時間である。このブランキング電圧の立ち下がり時間は、計測段階で検出された、電子ビームＢ２に対する照射制御部１７０の切替信号の変化からブランキング電圧が閾値電圧に達するまでの遅延量である。ＣＰＵ１３０の指令により、タイミング調整部１７１０は、経過時間ＤＬ２ａから電子ビームＢ２のブランキング電圧の立ち下がり時間を差し引く調整を行う。これにより、本図に示すように、電子ビームＢ２のブランキング電圧は、基準位置通過からＤＬ２ａが経過したＴ３の時点で閾値電圧Ｖｔｈとなり、Ｔ３の時点でビーム照射状態に切り替わる。露光装置１００は、露光の基準位置、設計パターンの位置およびサイズ、ならびにステージ速度から決まる経過時間ＤＬ２ａ（数１，２参照）後に、電子ビームＢ２の照射を開始できることになる。
【０１７３】
また、電子ビームＢ２をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えるとき、照射制御部１７０は、電子ビームＢ２の照射位置が露光の基準位置を通過した時点Ｔ１の後、時間ＤＬ２ｂｂが経過した時点Ｔ５５で切替信号を出力する。ここで、時間ＤＬ２ｂｂは、経過時間演算回路１６６が算出した経過時間ＤＬ２ｂから、電子ビームＢ２のブランキング電圧の立ち上がり時間を差し引いた経過時間である。このブランキング電圧の立ち上がり時間は、計測段階で検出された、電子ビームＢ２に対する照射制御部１７０の切替信号の変化からブランキング電圧が閾値電圧に達するまでの遅延量である。ＣＰＵ１３０の指令により、タイミング調整部１７１０は、経過時間ＤＬ２ｂから電子ビームＢ２のブランキング電圧の立ち上がり時間を差し引く調整を行う。これにより、本図に示すように、電子ビームＢ２のブランキング電圧は、基準位置通過からＤＬ２ｂが経過したＴ５の時点で閾値電圧Ｖｔｈとなり、Ｔ５の時点でビーム非照射状態に切り替わる。露光装置１００は、露光の基準位置、設計パターンの位置およびサイズ、ならびにステージ速度から決まる経過時間ＤＬ２ｂ（数１，２参照）後に、電子ビームＢ１の照射を終了できることになる。
【０１７４】
ＣＰＵの指令により、タイミング調整部１７１０は、複数のブランキング電極６４のそれぞれについて、立ち下り時間および立ち上り時間を経過時間の補正量として設定を受けて、照射制御部１７０が出力する切替信号の出力タイミングを個別に調整してよい。これにより、露光装置１００は、ブランキング電極６４のそれぞれについて、立ち下がり時間および立ち上がり時間がばらついている場合でも、試料上の目標とする位置に設計通りの幅で電子ビームを照射することができる。
【０１７５】
以上において、露光装置１００は、アレイビームに属するすべての電子ビームに対する駆動回路１７２について、時間調整部１７２０の時間調整条件を、同一の過渡時間となるように調整してよい。この時、アレイビームに属するすべての電子ビームのブランキング電圧は、略同一の立ち下がり時間となる。また、アレイビームに属するすべての電子ビームのブランキング電圧は、略同一の立ち上がり時間となる。これにより、図１７に示す調整フロー全体を実行後、タイミング調整部１７１０は、アレイビームに属するすべての電子ビームに対して、電子ビームをＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替える場合の経過時間に対して一つのタイミング調整値、および電子ビームをＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替える場合の経過時間に対して一つのタイミング調整値を持てばよいことになる。露光装置１００は、タイミング調整部１７１０の調整値を決める手間を省くことができるとともに、タイミング調整部１７１０の調整値の記憶容量を節約することが可能となる。
【０１７６】
図２０は、図１７に示す調整フローの全体を適用した後、電子ビームＢ１およびＢ２のブランキング電極６４に供給されるブランキング電圧の時間変化の例を示す。本図の縦軸および横軸はそれぞれ、図１３および図１９の縦軸および横軸と同じ内容を示す。本図の縦軸に矢印で指示された電圧値、ならびに、本図の横軸に矢印で指示されたタイミングＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、およびＴ６は、それぞれ、図１３および図１９の同じ記号で示された電圧値およびタイミングと同じ内容を指示する。
【０１７７】
調整フローの全体を適用後、電子ビームＢ１および電子ビームＢ２は、ブランキング電圧の立ち下がり側で、タイミング調整部１７１０に同じ切替信号の出力タイミングの調整値を適用されることになる。即ち、電子ビームＢ１および電子ビームＢ２の照射位置が、それぞれの露光の基準位置を通過した時点Ｔ２およびＴ１のあと、同じ経過時間、例えばＤＬａａ、が経過したタイミングで切替信号を出力すれば、電子ビームＢ１および電子ビームＢ２はそれぞれ、Ｔ４およびＴ３の時点で閾値電圧に達し、ビーム照射を開始できることになる。
【０１７８】
また、電子ビームＢ１および電子ビームＢ２は、ブランキング電圧の立ち上がり側でも、タイミング調整部１７１０に同じ切替信号の出力タイミングの調整値を適用されることになる。電子ビームＢ１および電子ビームＢ２の照射位置が、それぞれの露光の基準位置を通過した時点Ｔ２およびＴ１のあと、同じ経過時間、例えばＤＬｂｂ、が経過したタイミングで切替信号を出力すれば、電子ビームＢ１および電子ビームＢ２はそれぞれ、Ｔ６およびＴ５の時点で閾値電圧に達し、ビーム照射を終了できることになる。
【０１７９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１８０】
例えば、図１７に示す調整フローは、露光装置１００が電子ビームを出力して実際に電子ビームをブランキングさせながら実行されてもよく、電子ビームを出力しない状態で実行されてもよい。後者によれば、露光装置１００は、複数のブランキング電極６４のそれぞれについて、ブランキング電圧の、過渡時間と切替信号の出力タイミングとを調整し終わった状態で、電子ビームを出力することができる。
【０１８１】
また、露光装置１００は、図３に動作フローを示す露光動作が開始される前に、図１７に示す調整フローを実行してよい。これにより、露光装置１００は、アレイビームに属するすべての電子ビームについて、ブランキング電圧の過渡時間と切替信号の出力タイミングとを調整した状態で、露光動作を開始することができる。
【０１８２】
さらに、露光装置１００は、図３に動作フローを示す露光動作の全体（図３の開始から終了まで）が繰り返されて運用されているとき、図３の露光動作全体を予め定められた回数または予め定められた期間実行した後、次の露光動作が開始される前に、図１７に示す調整フローを実行してもよい。これにより、露光装置１００は、アレイビームに属するすべての電子ビームについて、ブランキング電圧の過渡時間と切替信号の出力タイミングとを定期的に調整することができる。
【０１８３】
露光装置１００は、定期的に調整されるタイミング調整部１７１０および時間調整部１７２０のそれぞれの調整条件の経時変化を検出することにより、カラム部１２０に搭載されたブランキング電極６４の状態を、定期的にモニターしてよい。この調整条件の経時変化に係るモニター情報は、露光装置１００の運用状態を監視するための情報として用いられてよい。即ち、露光装置１００または管理者は、ブランキング電圧の過渡時間と切替信号の出力タイミングに大きな変化がないときには、ブランキング電極６４を含むブランキング部６０の運用状態には大きな変化が発生していないと判断してよい。一方、露光装置１００または管理者は、ブランキング電圧の過渡時間と切替信号の出力タイミングに一定以上の変化が発生した場合は、ブランキング電極６４を含むブランキング部６０に何らかの変化が発生したものと考え、露光を一時停止して、装置を点検することを判断してよい。このようにして、露光装置１００または管理者は、これらのモニター情報は、露光装置１００の稼動信頼性を保障するために利用してよい。また、露光装置１００は、以上の処理の各段階において、ＣＰＵ１３０が処理の指令を出す代わりに、それ以外の、例えば、計測部１１００が処理の指令を出すように構成されていてもよい。
【０１８４】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１８５】
１０  試料、２０  電子銃、３０  アパーチャプレート、３２  開口、４０  ビーム形状変形部、５０  アパーチャアレイ、５２  開口、６０  ブランキング部、６２  開口、６２ａ  第１の開口、６２ｂ  第２の開口、６４  ブランキング電極、６４ａ  第１のブランキング電極、６４ｂ  第２のブランキング電極、６６  共通電極、６８  電極配線、６９  中継端子、７０  ストッピングプレート、７２  開口、８０  偏向部、９０  外部記憶部、１００  露光装置、１１０  ステージ部、１１４  検出部、１２０  カラム部、１３０  ＣＰＵ、１３２  バス、１４０  露光制御部、１５０  記憶部、１６０  選択部、１６２  データ変換回路、１６４  ビーム選択回路、１６６  経過時間演算回路、１７０  照射制御部、１７２  駆動回路、１８０  偏向量決定部、１８２  偏向部駆動回路、１９０  走査制御部、１９２  ステージ駆動回路、２００  照射可能領域、２１０  照射位置、２２０  領域、２３２  第１フレーム、２３４  第２フレーム、２３６  第３フレーム、４００  グリッド、４０２  ラインパターン、４１０  第１パターン、４１２、４１４、４１６、４１８  パターン、４２０  第２パターン、４２２、４２４  パターン、４３０  第３パターン、４３２、４３４、４３６、４３８  パターン、５００  アレイビーム、５０２  照射領域、８００  グリッド、８０２、８０４、８０６  ラインパターン、８１０、８２０、８３０、８３２  カットパターン、９００  配線パターン、１１００  計測部、１１２０  基準電圧発生部、１１４０  比較部、１１６０  遅延量検出部、１７１０  タイミング調整部、１７２０  時間調整部
【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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