JP2007189206A - 荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より描画時間を短縮させる方法および装置を提供する。
【解決手段】描画装置１００は、電子ビーム２００を偏向せずに通過させることでビームＯＮさせ、偏向することでビームＯＦＦさせるＢＬＫ偏向器２１２と、電子ビーム２００を偏向して成形する成形偏向器２０５と、電子ビーム２００を試料１０１の所定の位置に偏向する対物偏向器２０８と、を備える。上述した偏向器のうち少なくとも２つの偏向器が、同時期に異なるショットの電子ビーム２００を偏向制御するため、次のショットを早く照射することができるので、その分、描画時間を短縮することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置に係り、例えば、偏向器を用いて電子ビームを偏向させる電子ビーム描画装置に関する。

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。

図１３は、従来の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。
可変成形型電子線描画装置（ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置）では、以下のように描画される。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、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、開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向される。そして、可変成形開口４２１の一部を通過して、ステージ上に搭載された試料３４０に照射される。その際、ステージは、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動している。すなわち、開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、試料３４０の描画領域に描画される。開口４１１と可変成形開口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という。

一般に電子線描画装置の電子光学系の全体制御は、電子線３３０を試料３４０に照射するショット毎に行なわれる。すなわち、１ショットの照射が終了した後に次のショットの準備が行なわれる。そして、かかる次のショットが照射される。電子線描画装置では、複数の偏向器によって偏向されながら電子線３３０が試料３４０まで到達することになる。ここで、１つのショットが終了した後に、各偏向器に電圧を印加するアンプの準備期間が、次のショットの準備期間（いわゆるセトリングタイム）として必要となる。

ここで、セトリングタイムに関連した技術として、一番長いアンプの準備期間に合わせるとする技術が文献に開示されている（例えば、特開昭６３−９２０２０号公報参照）。
特開昭６３−９２０２０号公報

ＬＳＩの集積度の増加により、電子線描画装置によるマスク描画時間や直接ウェハ等に描画する場合の直接描画時間は爆発的に増加している。これに対応するためには、電子線描画装置で使用する電子ビームの電流密度を上げる、或いはショット間のセトリングタイムを短くするなどの工夫が必要となる。ここで、上述したように、従来の手法では、１ショットの照射が終了した後に次のショットの準備を行なっていた。このような手法では、電子ビームの電流密度を上げることで照射時間を短くし、かつ、各偏向器用のアンプの性能を上げてセトリングタイムを短くするようにしたとしてもシステムに限界がある。そのためそれ以上の描画時間の短縮を行なうことが困難となる。

そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、より描画時間を短縮させる方法および装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
荷電粒子ビームのショットを照射し、前記荷電粒子ビームの光路上に配置される複数の偏向器を用いて、前記荷電粒子ビームを偏向して、試料にパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法であって、
前記複数の偏向器のいずれかが、同時期に他の偏向器が偏向制御しているショットとは異なるショットの荷電粒子ビームを偏向制御することを特徴とする。

かかる構成にすることにより、まず、荷電粒子ビームの電流密度を上げることができる。その結果、照射時間を短くすることができる。照射時間を短くすることができるので、１ショットあたりのビーム長を短くすることができる。そして、短くなった各ショットの荷電粒子ビームについて、複数の偏向器のいずれかが、同時期に他の偏向器が偏向制御しているショットとは異なるショットの荷電粒子ビームを偏向制御することで、同時期に複数のショットを偏向制御することができる。よって、１ショットの照射が終了した後に次のショットの準備が行なう従来の手法に比べて次のショットを早く照射することができる。

そして、上述した荷電粒子ビームの各ショットについて複数の偏向器にパイプライン処理を行なわせることを特徴とする。パイプライン処理を行なわせることで、次々とショットすることができる。

本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
荷電粒子ビームのショットを照射し、
そのショットの荷電粒子を偏向させて試料にパターンを描画し、
前記荷電粒子が所定の偏向量を得るためのベースとなる偏向器を複数段に分割した複数の偏向器を用いて、前記荷電粒子の移動に合わせて前記複数の偏向器に独立に電圧を印加し、
前記複数の偏向器のうちのひとつがあるショット用の偏向を行っている時に少なくとも他のひとつによって次のショットの偏向準備が始められ、
照射される前記荷電粒子に前記複数偏向器の合計としての適切な電圧を印加する制御を行うことを特徴とする。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子ビームを偏向しないことでビームＯＮさせ、偏向することでビームＯＦＦさせる第１の偏向器と、
荷電粒子ビームを偏向して成形する第２の偏向器と、
荷電粒子ビームを試料の所定の位置に偏向する第３の偏向器と、
を備えた荷電粒子ビーム描画装置であって、
第１と第２と第３の偏向器のうち少なくとも２つの偏向器が、同時期に異なるショットの荷電粒子ビームを偏向制御することを特徴とする。

上述したように、第１と第２と第３の偏向器のうち少なくとも２つの偏向器が、同時期に異なるショットの荷電粒子ビームを偏向制御することで、同時期に複数のショットを偏向制御することができる。よって、１ショットの照射が終了した後に次のショットの準備が行なう従来の手法に比べて次のショットを早く照射することができる。

上述したように、荷電粒子ビームの電流密度を上げることで、１ショットあたりのビーム長を短くして、同時期に複数のショットが描画装置内を走行するようにさせることができる。しかし、同時期に複数のショットが描画装置内を走行するようになりショット間が短くなってくると、場合によっては各偏向器で荷電粒子を偏向している間に次のショットを偏向するための準備に入る時間となってしまい、偏向途中で制御不能になる恐れが生じる。そこで、荷電粒子が所定の偏向量を得るための偏向器を複数段に分割した複数段の偏向器を用いて、荷電粒子の移動に合わせてかかる複数段の偏向器に独立に電圧を印加することで、既に荷電粒子が通過した偏向器については次の偏向のための準備に入らせることができる。よって、偏向途中で制御不能になる場合を回避することができる。

また、荷電粒子ビーム描画装置は、さらに、
同じショットの荷電粒子ビームを第１と第２と第３の偏向器によって順に偏向させるための第１と第２と第３のタイミング信号をそれぞれ生成して出力する複数のタイミング信号生成部を備えると好適である。

そして、複数のタイミング信号生成部は、互いに独立して前記第１と第２と第３のタイミング信号を生成する。

また、荷電粒子ビーム描画装置は、さらに、
上述した第１のタイミング信号を受信し、第１のタイミング信号に基づいて第１の偏向器に電圧を印加する第１の電圧印加部と、
第２のタイミング信号を受信し、第２のタイミング信号に基づいて第２の偏向器に電圧を印加する第２の電圧印加部と、
第３のタイミング信号を受信し、第３のタイミング信号に基づいて第３の偏向器に電圧を印加する第３の電圧印加部と、
を備えると好適である。

また、荷電粒子ビーム描画装置は、さらに、
第１の電圧印加部に出力するための第１の偏向信号を一時的に蓄積する第１のバッファと、
第２の電圧印加部に出力するための第２の偏向信号を一時的に蓄積する第２のバッファと、
第３の電圧印加部に出力するための第３の偏向信号を一時的に蓄積する第３のバッファと、
を備えると好適である。

また、荷電粒子ビーム描画装置は、さらに、
第１と第２と第３の偏向信号を生成し、第１と第２と第３のバッファにそれぞれ分配する分配部を備えると好適である。

そして、荷電粒子ビームの各ショットについて第１と第２と第３の偏向器にパイプライン処理を行なわせる。

また、本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子ビームを照射する照射部と、
各偏向器長が荷電粒子ビームにおける各荷電粒子が所定の偏向量を得るための偏向器長より短く形成された複数段の偏向器と、
荷電粒子の移動に合わせて上述した複数段の偏向器に独立に電圧を印加する電圧印加部と、
を備えたことを特徴とする。

かかる構成により、各荷電粒子に複数段の偏向器を通過させることで、各荷電粒子に所定の偏向量の偏向をさせるようにすることができる。そして、荷電粒子の移動に合わせて上述した複数段の偏向器に独立に電圧を印加することで、既に荷電粒子が通過した偏向器については次の偏向のための準備に入らせることができる。よって、上述したように偏向途中で制御不能になる場合を回避することができる。

そして、複数段の偏向器は、各段がそれぞれ分離していることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、１ショットあたりのビーム長が短くなった各ショットの荷電粒子ビームについて、次のショットを早く照射することができるので、その分、描画時間を短縮することができる。また、本発明の他の態様によれば、偏向途中で制御不能になる場合を回避することができるので、ショット時間とショット間の待ち時間を短くすることができる。よって、その分、描画時間を短縮することができる。

以下、各実施の形態では、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、イオンビーム等の他の荷電粒子を用いたビームでも構わない。

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、荷電粒子ビーム描画装置の一例として可変成形型電子線描画装置である描画装置１００を示す。描画装置１００は、試料１０１上にパターンを描画する。描画装置１００は、描画部１５０と制御系を備えている。描画部１５０は、電子鏡筒１０２、描画室１０３、ＸＹステージ１０５、電子銃２０１、照明レンズ２０２、ブランキング（ＢＬＫ）偏向器２１２、ブランキング（ＢＬＫ）アパーチャ２１４、第１の成形アパーチャ２０３、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、第２の成形アパーチャ２０６、対物レンズ２０７、対物偏向器２０８、反射ミラー２０９を有している。制御系は、コンピュータとなる制御計算機（ＣＰＵ）１２０、メモリ１２２、偏向制御回路１１２、レーザ測長系１３２、駆動回路１１４、偏向アンプ１４２、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１５２、バッファメモリ１６２、偏向アンプ１４４、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１５４、バッファメモリ１６４、偏向アンプ１４６、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１５６、バッファメモリ１６６を有している。

そして、電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、ＢＬＫ偏向器２１２、ＢＬＫアパーチャ２１４、第１の成形アパーチャ２０３、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、第２の成形アパーチャ２０６、対物レンズ２０７、対物偏向器２０８が配置されている。描画室１０３には、ＸＹステージ１０５が配置され、ＸＹステージ１０５には、レーザ測長用の反射ミラー２０９が配置されている。

例えば静電型のＢＬＫ偏向器２１２（第１の偏向器の一例）は、電子ビーム２００を偏向せずに通過させることでビームＯＮさせ、偏向することでビームＯＦＦさせる。そして、例えば静電型の成形偏向器２０５（第２の偏向器の一例）は、ＢＬＫ偏向器２１２に対して光路上の後段に配置され、電子ビーム２００を偏向して成形する。そして、例えば静電型の対物偏向器２０８（第３の偏向器の一例）は、成形偏向器２０５に対して光路上の後段に配置され、電子ビーム２００を試料１０１の所定の位置に偏向する。

ＣＰＵ１２０には、メモリ１２２、偏向制御回路１１２、レーザ測長系１３２、駆動回路１１４が図示していないバスを介して接続されている。偏向制御回路１１２、駆動回路１１４は、ＣＰＵ１２０により制御されている。ＣＰＵ１２０に入力された情報や演算結果等はメモリ１２２に格納（記憶）される。偏向制御回路１１２には、さらに、レーザ測長系１３２、バッファメモリ１６２、バッファメモリ１６４、バッファメモリ１６６が図示していないバスを介して接続されている。バッファメモリ１６２には、ＤＡＣ１５２が接続され、ＤＡＣ１５２には、偏向アンプ１４２が接続され、そして、偏向アンプ１４２は、ＢＬＫ偏向器２１２に接続される。同様に、バッファメモリ１６４には、ＤＡＣ１５４が接続され、ＤＡＣ１５４には、偏向アンプ１４４が接続され、そして、偏向アンプ１４４は、成形偏向器２０５に接続される。同様に、バッファメモリ１６６には、ＤＡＣ１５６が接続され、ＤＡＣ１５６には、偏向アンプ１４６が接続され、そして、偏向アンプ１４６は、対物偏向器２０８に接続される。図１では、本実施の形態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、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。

電子銃２０１から照射された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により集光されてＢＬＫアパーチャ２１４でクロスオーバーを形成して通過した後、矩形例えば長方形の穴を持つ第１の成形アパーチャ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の成形アパーチャ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の成形アパーチャ２０６上に投影される。かかる第２の成形アパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、成形偏向器２０５によって制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２の成形アパーチャ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、対物偏向器２０８により偏向される。そして、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。ＸＹステージ１０５は、駆動回路１１４によりＸＹ方向に駆動される。また、ＸＹステージ１０５の位置は、レーザ測長系１３２から照射されたレーザを反射ミラー２０９で反射して、かかる反射光をレーザ測長系１３２が受光することで測長される。

また、電子鏡筒１０２内およびＸＹステージ１０５が配置された描画室内は、図示していない真空ポンプにより真空引きされ、大気圧よりも低い圧力となる真空雰囲気となっている。

ＢＬＫ偏向器２１２は、偏向制御回路１１２、バッファメモリ１６２、ＤＡＣ１５２、偏向アンプ１４２によって制御される。成形偏向器２０５は、偏向制御回路１１２、バッファメモリ１６４、ＤＡＣ１５４、偏向アンプ１４４によって制御される。そして、対物偏向器２０８は、偏向制御回路１１２、バッファメモリ１６６、ＤＡＣ１５６、偏向アンプ１４６によって制御される。

試料１０１上の電子ビーム２００の位置を移動する場合、或いは照射時間に達した場合、試料１０１上の不必要な領域に電子ビーム２００が照射されないようにするため、静電型のＢＬＫ偏向器２１２で電子ビーム２００を偏向する。そして、偏向された電子ビーム２００をＢＬＫアパーチャ２１４で電子ビーム２００をカットする。その結果、電子ビーム２００が試料１０１面上に到達しないようにする。ＢＬＫ偏向器２１２で電子ビーム２００を偏向してＢＬＫアパーチャ２１４で電子ビーム２００をカットすることで、所定の長さの電子ビーム長の電子ビーム２００の各ショットを形成することができる。すなわち、ビームＯＦＦ（ブランキングＯＮ）の場合、ＢＬＫ偏向器２１２により電子ビーム２００が偏向されてＢＬＫアパーチャ２１４で電子ビーム２００がカットされる。ビームＯＮ（ブランキングＯＦＦ）の場合、電子ビーム２００がＢＬＫ偏向器２１２では偏向されずにＢＬＫアパーチャ２１４を通過する。そして、図１において電子ビーム２００ｂ或いは電子ビーム２００ｃで記載した試料１０１へと進むショットビームとなる。

図２は、１ショットの照射が終了した後に次のショットの準備を行なう場合の電子ビームの進行状況を説明するための図である。図２（ａ）から２（ｄ）では、時間変化に伴う各状態を示している。本明細書では、以降、加速電圧を５０ｋＶとし、また電子銃２０１から試料１０１までを約１ｍと仮定する。

従来の１ショットの照射時間及びショット間の待ち時間が３０〜４０ｎｓ程度のシステムでは、位置や成型用の偏向器がある所定の電圧になっている状態で電子を試料上に照射する。そして、所定の照射時間経過した後、ブランキング偏向器に電圧を加えて、ビーム照射を終了させる。そして、位置や成型用の偏向器に次のショット用の電圧を加え、偏向器の電圧が所定電圧になるまで待つ。この待ち時間がショット間の待ち時間である。すなわち、このような制御では、１ショットの照射毎に位置、成型偏向器全体の電圧制御が行われる。

描画時間の短縮のため、電子ビーム２００の電流密度を上げることで照射時間を短くし、偏向器が安定するまでの時間を短くする（偏向器の高速化）する方法がある。例えば、１ショットの照射時間を２ｎｓとし、偏向器の安定時間を２ｎ秒とする。しかし、上述した従来の“１ショットの照射毎に位置、成型偏向器全体の電圧制御が行う方法”では、描画時間の十分な短縮は得られない。すなわち、ショット時間を従来の４０ｎ秒から２ｎ秒にしても描画時間を１／２０とすることはできない。

これを以下に説明する。５０ｋＶで加速された電子が２ｎｓの１ショット照射時間に走行する距離は約２４ｃｍである。図２では、試料１０１に到達する各ショット分の電子ビームを記載している。すなわち、ＢＬＫ偏向器２１２で偏向されてＢＬＫアパーチャ２１４でカットされる分の電子ビーム２００は除いている。

かかる電子ビーム長のショットを行なう場合、図２（ａ）に示すように電子銃２０１から１ショット分の電子ビーム２００が照射されると、かかる１ショット分の電子ビーム２００は、図２（ｂ）に示すようにＢＬＫ偏向器２１２で偏向されずに通過する。その後、図２（ｃ）に示すようにマスク等の試料１０１に到達し、試料１０１を照射する。そして、図２（ｃ）の状態から図２（ｄ）の状態になった時点で、１ショット分のビームの照射が終わり、そこから次のショットの準備のために、偏向器への電圧印加が始まる。その後所定電圧に達するまで時間Ｔだけ待ち、次のショットを照射し始める。

前のショットの照射が終了し、この次のショットが試料に到達するまでの時間は、次のふたつの時間の和となる。すなわち、（ｉ）偏向電圧が安定するまでの時間Ｔと、（ｉｉ）次の電子が電子光学系の鏡筒を通って試料面に到達するまでの時間Ｔｂのふたつである。

後者の時間Ｔｂは、電子銃先端から試料面までの距離１ｍを（５０ｋＶで加速された）電子が走行する時間であり、約８ｎ秒である。仮に偏向器の電圧安定時間Ｔを２ｎ秒としても、ＴとＴｂの合計は８＋２ｎ秒＝１０ｎ秒となる。よってショットサイクル（あるショットを照射し終えてから次のショットを照射し終えるまでの時間）は１０＋２ｎ秒＝１２ｎ秒となる。図２で説明した例ではショット時間３０ｎ秒、偏向器の安定時間３０ｎ秒でショットサイクル６０ｎ秒となる。ここでの例では、ショット時間２ｎ秒、偏向器の安定時間を２ｎ秒と、全体を１／１５とした。しかし、上記電子の走行時間８ｎ秒があるため、ショットサイクルは１２ｎ秒となり、１／５の短縮効果しかない。すなわち、１ショットの照射が終了した後に次のショットの準備を行なうのでは、システム上、かかる無駄な間隔を短くすることが困難となる。

図３は、実施の形態１における電子ビーム描画方法を行なう場合の電子ビームの進行状況を説明するための図である。図３（ａ）から３（ｄ）では、時間変化に伴う各状態を示している。
ここでの荷電粒子ビーム描画方法では、電子ビーム２００の光路上に配置される複数の偏向器を用いて、電子ビーム２００を偏向制御しながら電子ビーム２００のショットを照射する。これにより試料１０１に所定のパターンを描画する。このような荷電粒子ビーム描画方法においては、図３（ａ）から３（ｄ）に示すように、複数の偏向器のいずれかが、同時期に他の偏向器が偏向制御しているショットとは異なるショットの電子ビーム２００を偏向制御するように構成する。言い換えれば、ＢＬＫ偏向器２１２と成形偏向器２０５と対物偏向器２０８とのうち少なくとも２つの偏向器が、同時期に異なるショットの荷電粒子ビームを偏向制御する。

具体的には、図３（ａ）に示すように、ｎ番目のショットが成形偏向器２０５で偏向されながら通過している同時期に、電子銃２０１からはｎ＋１番目のショットが照射され、その一部がＢＬＫ偏向器２１２を通過している。さらに、ｎ−１番目のショットが試料１０１に照射され始め、残りの一部が対物偏向器２０８で偏向されている。そして、図３（ｂ）に示すように、ｎ＋１番目のショットが成形偏向器２０５で偏向されながら通過している同時期に、ｎ番目のショットが対物偏向器２０８で偏向されながら通過している。そして、図３（ｃ）に示すように、ｎ＋２番目のショットが成形偏向器２０５で偏向されながら通過している同時期に、ｎ＋１番目のショットが対物偏向器２０８で偏向されながら通過している。そして、図３（ｄ）に示すように、ｎ＋３番目のショットが成形偏向器２０５で偏向され始めている同時期に、ｎ＋２番目のショットが対物偏向器２０８で偏向されながら通過している。

かかる処理をおこなうために以下のように制御する。まず、偏向制御回路１１２は、レーザ測長系１３２から反射ミラー２０９の位置、しいては試料１０１の位置情報を常時或いは所定の間隔で入力している。そして、偏向制御回路１１２は、偏向信号をバッファメモリ１６２とバッファメモリ１６４とバッファメモリ１６６とに分配していく。ここでの分配にあたって、試料１０１の位置情報に基づいて、ＢＬＫ偏向器２１２には偏向をｏｆｆとする時間（すなわちビームをｏｎとする時間）を、また、成形偏向器２０５と対物偏向器２０８の各偏向器には偏向すべき偏向量を指示する信号（偏向信号）を電子ビーム２００の各ショットの移動に合わせてパイプライン処理が行なえるように分配していく。バッファメモリ１６２で一時的に蓄積された信号（ビームｏｎ時間のデータ）は、ＤＡＣ１５２に出力され、ＤＡＣ１５２は、後述するタイミングで、そのデータに記述される時間の間だけ、ビームをｏｎするように偏向アンプ１４２の電圧を調整し、ＢＬＫ偏向器２１２に出力し、ＢＬＫ偏向器２１２に電圧を印加する。同様に、バッファメモリ１６４で一時的に蓄積された信号は、ＤＡＣ１５４に出力され、ＤＡＣ１５４は後述するタイミングで、そのデータをデジタル／アナログ変換する。そして、アナログの電圧信号となって、所望する時間だけ偏向アンプ１４４に出力される。そして、アナログの電圧信号は、偏向アンプ１４４で増幅されて成形偏向器２０５に出力され、成形偏向器２０５に電圧を印加する。同様に、バッファメモリ１６６で一時的に蓄積された信号は、ＤＡＣ１５６に出力され、ＤＡＣ１５６は後述するタイミングで、そのデータをデジタル／アナログ変換する。そして、アナログの電圧信号となって、所望する時間だけ偏向アンプ１４６に出力される。そして、アナログの電圧信号は、偏向アンプ１４６で増幅されて対物偏向器２０８に出力され、対物偏向器２０８に電圧を印加する。

図４は、実施の形態１における信号分配を説明するための図である。
図４において、偏向制御回路１１２は、分配回路１８０、タイミングコントローラ１９０、複数の遅延回路１９２，１９４，１９６（タイミング信号生成部の一例）を有している。遅延回路１９２，１９４，１９６は、それぞれタイミングコントローラ１９０に制御される。偏向制御回路１１２内において、分配回路１８０は、試料１０１の位置情報に基づいて例えば第ｎ番目のショットについての偏向信号をバッファメモリ１６２とバッファメモリ１６４とバッファメモリ１６６とに分配する。タイミングコントローラ１９０は、各バッファメモリに偏向信号が分配されたことを確認する。そして、遅延回路１９２に動作開始の信号を出力する。すると、遅延回路１９２は、第ｎ番目のショットに対して、まず、ＤＡＣ１５２にタイミング信号を送信する。そして、所定の時間Ｔ１後に、今度はＤＡＣ１５４にタイミング信号を送信する。さらに所定の時間Ｔ２後に、今度はＤＡＣ１５６にタイミング信号を送信する。このように、遅延回路１９２は、独立して各ＤＡＣ１５４用のタイミング信号を生成し、各ＤＡＣにタイミング信号を送信する。

図５は、実施の形態１におけるタイミング信号のフローチャート図である。
ここでは、例えば、遅延回路１９２が送信したタイミング信号を（１）で示している。例えば、パルス信号を送信する。ＤＡＣ１５２は、このタイミング信号を受信するとバッファメモリ１６２経由で受け取ったデータ（ビームのｏｎ時間）だけ、ビームをｏｎするアナログの電圧信号を偏向アンプ１４２に出力する。このようにして、ＤＡＣ１５２（電圧印加部の一例）は、偏向アンプ１４２を介してＢＬＫ偏向器２１２に電圧を印加する。また、ＤＡＣ１５２に出力し終わった偏向信号は、バッファメモリ１６２から消去される。ＤＡＣ１５２は指定された時間だけビームをｏｎした後は、自動的にビームｏｆｆの電圧を生成、アンプを経由してＢＬＫ偏向器を制御してビームをｏｆｆする。

次に、ＤＡＣ１５４は、Ｔ１後にタイミング信号を受信するとバッファメモリ１６４経由で受け取った偏向信号を上述したようにデジタル／アナログ変換する。そして、ＤＡＣ１５４は、アナログの電圧信号を偏向アンプ１４４に出力する。このようにして、ＤＡＣ１５４（電圧印加部の一例）は、偏向アンプ１４４を介して成形偏向器２０５に電圧を印加する。また、ＤＡＣ１５４に出力し終わった偏向信号は、バッファメモリ１６４から消去される。

同様に、ＤＡＣ１５６は、Ｔ２後にタイミング信号を受信するとバッファメモリ１６６経由で受け取った偏向信号を上述したようにデジタル／アナログ変換する。そして、ＤＡＣ１５６は、アナログの電圧信号を偏向アンプ１４６に出力する。このようにして、ＤＡＣ１５６（電圧印加部の一例）は、偏向アンプ１４６を介して対物偏向器２０８に電圧を印加する。また、ＤＡＣ１５６に出力し終わった偏向信号は、バッファメモリ１６６から消去される。

この間、分配回路１８０は、第ｎ＋１番目のショットについての偏向信号をバッファメモリ１６２とバッファメモリ１６４とバッファメモリ１６６とに分配する。タイミングコントローラ１９０は、各バッファメモリに偏向信号が分配されたことを確認する。そして、今後は、遅延回路１９４に動作開始の信号を出力する。すると、遅延回路１９４が、このショットに対して、まず、ＤＡＣ１５２にタイミング信号を送信する。そして、所定の時間Ｔ１後に、今度はＤＡＣ１５４にタイミング信号を送信する。さらに所定の時間Ｔ２後に、今度はＤＡＣ１５６にタイミング信号を送信する。図５では、遅延回路１９４が送信したタイミング信号を（２）で示している。以下同様に偏向信号が処理されて第ｎ＋１番目のショットが偏向制御される。

そして、分配回路１８０は、第ｎ＋２番目のショットについての偏向信号をバッファメモリ１６２とバッファメモリ１６４とバッファメモリ１６６とに分配する。タイミングコントローラ１９０は、各バッファメモリに偏向信号が分配されたことを確認する。そして、今後は、遅延回路１９６に動作開始の信号を出力する。すると、遅延回路１９６が、このショットに対して、まず、ＤＡＣ１５２にタイミング信号を送信する。そして、所定の時間Ｔ１後に、今度はＤＡＣ１５４にタイミング信号を送信する。さらに所定の時間Ｔ２後に、今度はＤＡＣ１５６にタイミング信号を送信する。図５では、遅延回路１９６が送信したタイミング信号を（３）で示している。以下同様に偏向信号が処理されて第ｎ＋２番目のショットが偏向制御される。

ここで、図５に示すように、第ｎ番目のショットについてのＤＡＣ１５６へのタイミング信号と、第ｎ＋１番目のショットについてのＤＡＣ１５２へのタイミング信号とが同時期に出力される場合も想定される。その際、１台の遅延回路だけでは、制御不能に陥ってしまう。これに対し、実施の形態１では、複数の遅延回路１９２，１９４，１９６を設けることで、出力タイミングが重なる場合でも対応することができる。

ここで、例えば、遅延時間Ｔ１は、次のように求めることができる。ブランキング偏向器から成型偏向器までの距離を電子線の速度で除した値をｔ０とする。遅延回路からＤＡＣ１５４までの距離をタイミング信号の信号速度で除した値をｔ１とする。遅延回路からＤＡＣ１５２までの距離をタイミング信号の信号速度で除した値をｔ２とする。遅延回路でのＤＡＣ１５４方向出力側での電気回路遅延時間をｔ３とする。遅延回路でのＤＡＣ１５２方向出力側での電気回路遅延時間をｔ４とする。ＤＡＣ１５４の信号受信から偏向器動作までの時間をｔ５とする。ＤＡＣ１５２の信号受信から偏向器動作までの時間をｔ６とする。成形偏向器が動作を開始し所定の電圧に達するまでの時間をｔ７とし、ブランキング偏向器が動作開始しビームｏｎとなる電圧に達するまでの時間をｔ８とする。このような条件において、Ｔ１＝ｔ０−ｔ１＋ｔ２−ｔ３＋ｔ４−ｔ５＋ｔ６−ｔ７＋ｔ８で求めることができる。Ｔ２は、ＤＡＣ１５４をＤＡＣ１５６と、ＤＡＣ１５２をＤＡＣ１５４と、ブランキング偏向器を成型偏向器、成型偏向器を位置の偏向器と読み替えて同様に計算すればよい。図６は、１つのショットについて、各偏向器の制御、電圧の変化を示したものである。ブランキング偏向器側では、タイミング信号を受けた後、デジタル回路での遅れなどが発生した後、ブランキング偏向器の電圧が上昇始め、ある所定電圧に達するとビームがｏｎとなりはじめ、所定時間後、ビームｏｆｆの電圧が印加され始める。ＤＡＣ１５２に指示される時間は、これら遅れ時間などを考慮した時間の値が設定される。成型偏向器側でも同様に、タイミング信号を受け取った後、デジタル回路なででの遅れ時間が発生、その後偏向器の電圧が上昇し、所定の電圧に達する。その後、ｏｎとなるビームが通過する。逆に言えば、このように成型偏向器が所定電圧に達した後に、ｏｎのビームが成型偏向器部を通過するように、上述のＴ１のタイミングを調整すれば良い。なお、ブランキング偏向器のケースとは異なり、ここでは、ｏｎビームの通過後も自動的に電圧を変化させず、次のタイミング信号を待つ。位置に関する偏向器も成型偏向器と同様の動作をする。以上では、ブランキング偏向器、成型偏向器、位置偏向器の立ち上がり時間が同程度として、説明した。システムによっては、この立ち上がり時間が異なり、成型偏向器、位置偏向器の立ち上がり時間がブランキング偏向器の立ち上がり時間がながくなる場合もある。このようなケースでは、タイミング信号は成型偏向器や位置偏向器のＤＡＣへ先に送り、その後、ブランキング偏向器のＤＡＣに送れば良い。

以上のように、１ショットの照射が終了した後に次のショットの準備を行なうのではなく、自己の偏向器を通過したらすぐに次のショットの準備を行なう。このように動作させることで、偏向アンプの準備を早く開始することができ、セトリング時間を短縮することができる。その結果、複数の偏向器のいずれかが、同時期に他の偏向器が偏向制御しているショットとは異なるショットの荷電粒子ビームを偏向制御することができる。よって、同時期に複数のショットを偏向制御することができる。そして、ＢＬＫ偏向器２１２と成形偏向器２０５と対物偏向器２０８とで、パイプライン処理を行なうことで、次々とショットすることができる。よって、１ショットの照射が終了した後に次のショットの準備が行なう従来の手法に比べて次のショットを早く照射することができる。その結果、描画時間を短縮することができる。例えば、上述したように、電子ビーム２００の電流密度を上げることで照射時間を短くし、１ショットの照射時間を２ｎｓとすると、電子ビーム長を約２４ｃｍと短くすることができる。そして、パイプライン処理を行なうことで、ｎ番目のショットの最後とｎ＋１番目のショットの最初との間隔（ビームＯＦＦ間隔）を約２４ｃｍに短縮することができる。なお、上記で成形偏向器、位置偏向器が所定の電圧に達するまでの時間は、電圧の変化量に依存するので、Ｔ１、Ｔ２はショット毎に変化させることになる。また、偏向器が所定の電圧に達するまでの時間が長い場合には、Ｔ１，Ｔ２の値がマイナスとなるがその場合は、成形偏向系に先に信号を送り、ブランキング偏向系に対しては−Ｔ１、−Ｔ２後に信号を送れば良い。

実施の形態２．
図７は、実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。
図７において、バッファメモリ１７２、バッファメモリ１７４、バッファメモリ１７６が偏向制御回路１１２内に配置されている点を除いて図１と同様である。また、図７では、図１で省略している分配回路１８０を記載している。バッファメモリ１７２には、ＤＡＣ１５２が接続される。同様に、バッファメモリ１７４には、ＤＡＣ１５４が接続される。同様に、バッファメモリ１７６には、ＤＡＣ１５６が接続される。実施の形態１では、各バッファメモリが、偏向制御回路１１２からの出力信号の受け手側となる各偏向器側に配置されていたが、実施の形態２では、偏向制御回路１１２内に配置され、各偏向器への送り手側に配置されている点を除いて、実施の形態１と同様である。図７では、本実施の形態２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、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。

実施の形態２では、偏向制御回路１１２内の分配回路１８０が、偏向制御回路１１２内のバッファメモリ１７２とバッファメモリ１７４とバッファメモリ１７６とに分配していく。この分配も、実施の形態１と同様、試料１０１の位置情報に基づいてＢＬＫ偏向器２１２と成形偏向器２０５と対物偏向器２０８の各偏向器が偏向すべき偏向量を指示する信号を電子ビーム２００の各ショットの移動に合わせてパイプライン処理が行なえるように分配していく。その他の構成および制御方法ならびに描画方法は、実施の形態１と同様である。タイミング信号の制御も実施の形態１と同様である。

以上のように、各偏向器への偏向信号を蓄積するバッファメモリを送り手側に配置しても実施の形態１と同様に複数の偏向器のいずれかが、同時期に他の偏向器が偏向制御しているショットとは異なるショットの電子ビーム２００を偏向制御しながらパイプライン処理を行なうことができ、描画時間を短縮させることができる。

実施の形態３．
図８は、実施の形態３における描画装置の構成を示す概念図である。
図８において、描画装置１００は、描画部１５０の一例となる電子鏡筒１０２、描画室１０３、ＸＹステージ１０５、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のＢＬＫ偏向器２２１、第２のＢＬＫ偏向器２２２、ＢＬＫアパーチャ２１４、第１の成形アパーチャ２０３、投影レンズ２０４、第１の成形偏向器２２４、第２の成形偏向器２２５、第２の成形アパーチャ２０６、対物レンズ２０７、第１の対物偏向器２２６、第２の対物偏向器２２８、反射ミラー２０９を備え、制御系として、ＣＰＵ１２０、メモリ１２２、偏向制御回路１１２、レーザ測長系１３２、駆動回路１１４、偏向アンプ１４２、ＤＡＣ１５２、バッファメモリ１６２、偏向アンプ１４３、ＤＡＣ１５３、バッファメモリ１６３、偏向アンプ１４４、ＤＡＣ１５４、バッファメモリ１６４、偏向アンプ１４５、ＤＡＣ１５５、バッファメモリ１６５、偏向アンプ１４６、ＤＡＣ１５６、バッファメモリ１６６、偏向アンプ１４７、ＤＡＣ１５７、バッファメモリ１６７を備えている。

そして、電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のＢＬＫ偏向器２２１、第２のＢＬＫ偏向器２２２、ＢＬＫアパーチャ２１４、第１の成形アパーチャ２０３、投影レンズ２０４、第１の成形偏向器２２４、第２の成形偏向器２２５、第２の成形アパーチャ２０６、対物レンズ２０７、第１の対物偏向器２２６、第２の対物偏向器２２８が配置されている。描画室１０３には、ＸＹステージ１０５が配置され、ＸＹステージ１０５には、レーザ測長用の反射ミラー２０９が配置されている。

第１のＢＬＫ偏向器２２１と第２のＢＬＫ偏向器２２２は、電子ビーム２００を偏向せずに通過させることでビームＯＮさせ、偏向することでビームＯＦＦさせる。第１のＢＬＫ偏向器２２１と第２のＢＬＫ偏向器２２２は、ブランキングのために電子が所定の偏向量を得るための偏向器長を持つＢＬＫ偏向器２１２を複数段に分割した複数段の偏向器となる。ここでは、一例として、ＢＬＫ偏向器２１２を２段に分割した第１のＢＬＫ偏向器２２１と第２のＢＬＫ偏向器２２２とを示している。分割段数は、３段以上であっても構わない。分割された各偏向器は、互いに分離した形状で構成される。

そして、第１の成形偏向器２２４と第２の成形偏向器２２５は、第１のＢＬＫ偏向器２２１と第２のＢＬＫ偏向器２２２とに対して光路上の後段に配置され、電子ビーム２００を偏向して成形する。第１の成形偏向器２２４と第２の成形偏向器２２５は、成形のために電子が所定の偏向量を得るための偏向器長を持つ成形偏向器２０５を複数段に分割した複数段の偏向器となる。ここでは、一例として、成形偏向器２０５を２段に分割した第１の成形偏向器２２４と第２の成形偏向器２２５とを示している。分割段数は、３段以上であっても構わない。分割された各偏向器は、互いに分離した形状で構成される。

そして、第１の対物偏向器２２６と第２の対物偏向器２２８は、第１の成形偏向器２２４と第２の成形偏向器２２５とに対して光路上の後段に配置され、電子ビーム２００を試料１０１の所定の位置に偏向する。第１の対物偏向器２２６と第２の対物偏向器２２８は、試料１０１の所定の位置への偏向のために電子が所定の偏向量を得るための偏向器長を持つ対物偏向器２０８を複数段に分割した複数段の偏向器となる。ここでは、一例として、対物偏向器２０８を２段に分割した第１の対物偏向器２２６と第２の対物偏向器２２８とを示している。分割段数は、３段以上であっても構わない。分割された各偏向器は、互いに分離した形状で構成される。

ＣＰＵ１２０には、メモリ１２２、偏向制御回路１１２、レーザ測長系１３２、駆動回路１１４が図示していないバスを介して接続されている。偏向制御回路１１２、駆動回路１１４は、ＣＰＵ１２０により制御されている。ＣＰＵ１２０に入力された情報や演算結果等はメモリ１２２に格納（記憶）される。偏向制御回路１１２には、さらに、レーザ測長系１３２、バッファメモリ１６２、バッファメモリ１６３、バッファメモリ１６４、バッファメモリ１６５、バッファメモリ１６６、バッファメモリ１６７が図示していないバスを介して接続されている。

バッファメモリ１６２には、ＤＡＣ１５２が接続され、ＤＡＣ１５２には、偏向アンプ１４２が接続され、そして、偏向アンプ１４２は、第１のＢＬＫ偏向器２２１に接続される。バッファメモリ１６３には、ＤＡＣ１５３が接続され、ＤＡＣ１５３には、偏向アンプ１４３が接続され、そして、偏向アンプ１４３は、第２のＢＬＫ偏向器２２２に接続される。

同様に、バッファメモリ１６４には、ＤＡＣ１５４が接続され、ＤＡＣ１５４には、偏向アンプ１４４が接続され、そして、偏向アンプ１４４は、第１の成形偏向器２２４に接続される。バッファメモリ１６５には、ＤＡＣ１５５が接続され、ＤＡＣ１５５には、偏向アンプ１４５が接続され、そして、偏向アンプ１４５は、第２の成形偏向器２２５に接続される。

同様に、バッファメモリ１６６には、ＤＡＣ１５６が接続され、ＤＡＣ１５６には、偏向アンプ１４６が接続され、そして、偏向アンプ１４６は、第１の対物偏向器２２６に接続される。バッファメモリ１６７には、ＤＡＣ１５７が接続され、ＤＡＣ１５７には、偏向アンプ１４７が接続され、そして、偏向アンプ１４７は、第２の対物偏向器２２８に接続される。

第１のＢＬＫ偏向器２２１は、電圧印加部の一例となる偏向制御回路１１２、バッファメモリ１６２、ＤＡＣ１５２、偏向アンプ１４２によって制御され、電圧が印加される。第２のＢＬＫ偏向器２２２は、電圧印加部の一例となる偏向制御回路１１２、バッファメモリ１６３、ＤＡＣ１５３、偏向アンプ１４３によって制御され、電圧が印加される。第１の成形偏向器２２４は、電圧印加部の一例となる偏向制御回路１１２、バッファメモリ１６４、ＤＡＣ１５４、偏向アンプ１４４によって制御され、電圧が印加される。第２の成形偏向器２２５は、電圧印加部の一例となる偏向制御回路１１２、バッファメモリ１６５、ＤＡＣ１５５、偏向アンプ１４５によって制御され、電圧が印加される。そして、第１の対物偏向器２２６は、電圧印加部の一例となる偏向制御回路１１２、バッファメモリ１６６、ＤＡＣ１５６、偏向アンプ１４６によって制御され、電圧が印加される。第２の対物偏向器２２８は、電圧印加部の一例となる偏向制御回路１１２、バッファメモリ１６７、ＤＡＣ１５７、偏向アンプ１４７によって制御され、電圧が印加される。

図８では、本実施の形態３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、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。各偏向器が多段になった点、及び多段になった各偏向器を制御する偏向アンプ、ＤＡＣ、バッファメモリが追加になった点以外は、図１と同様である。また、偏向制御回路１１２内にタイミング制御用のタイミングコントローラや複数の遅延回路が配置され、同様に制御される点も実施の形態１と同様である。

図９は、多段化していない偏向器を電子が通過する様子を説明するための図である。図９（ａ）から９（ｅ）では、時間変化に伴う各状態を示している。
上述したように、荷電粒子ビームの電流密度を上げることで、１ショットあたりのビーム長を短くして、同時期に複数のショットが描画装置内を走行するようにさせることができる。しかし、同時期に複数のショットが描画装置内を走行するようになりショット間が短くなってくると、場合によっては各偏向器で電子を偏向している間に次のショットを偏向するための準備に入る時間となってしまい、偏向途中で制御不能になる恐れが生じる。以下、具体的に図面を用いて説明する。

図９（ａ）では、元の電圧「＋Ｖ’」と「−Ｖ’」が偏向器の対向する電極に印加されている状態を示している。かかる状態から、次の電子を偏向するため、図９（ｂ）に示すような電圧「＋Ｖ」と「−Ｖ」が偏向器の対向する電極に印加されるように電圧変化を行なう。そして、図９（ｃ）では、電圧「＋Ｖ」と「−Ｖ」が偏向器の対向する電極に印加された状態のところへ電子が突入してきた状態を示している。そして、電子は、図９（ｄ）に示すように偏向器を通過中は電圧「＋Ｖ」と「−Ｖ」の偏向電圧で偏向される。しかし、図９（ｅ）に示すように、まだ、電子が偏向器を通過し終わっていない状態で、次のショットを偏向するための準備に入る時間となってしまい電圧「＋Ｖ」と「−Ｖ」から電圧「＋Ｖ’’」と「−Ｖ’’」へと電圧変化を開始してしまうことになる。これでは、電子は、所望する位置へと偏向されなくなり制御不能に陥ってしまう。

そこで、本実施の形態では、電子が所定の偏向量を得るための偏向器を複数段に分割した複数段の偏向器を用いて、電子の移動に合わせて偏向制御回路１１２や対応する各ＤＡＣや対応する各偏向アンプから複数段の偏向器に独立に電圧を印加する。以下、具体的に図面を用いて説明する。

図１０は、実施の形態３における偏向方法を説明するための図である。図１０（ａ）から１０（ｅ）では、時間変化に伴う各状態を示している。
図１０（ａ）では、元の電圧「＋Ｖ’」と「−Ｖ’」が上段の第１の偏向器の対向する電極に印加されている状態を示している。かかる状態から、次のショットの電子ビーム２００ｎを偏向するため、図１０（ｂ）に示すような電圧「＋Ｖ」と「−Ｖ」が上段の第１の偏向器の対向する電極に印加されるように電圧変化を行なう。下段の第２の偏向器の対向する電極には、上段の第１の偏向器に印加されていた元の電圧「＋Ｖ’」と「−Ｖ’」が印加されるように電圧変化を行なう。そして、図１０（ｃ）では、電圧「＋Ｖ」と「−Ｖ」が上段の第１の偏向器の対向する電極に印加された状態のところへ電子ビーム２００ｎがかかる上段の第１の偏向器に突入してきた状態を示している。そして、電子ビーム２００ｎが上段の第１の偏向器を通過している間に下段の第２の偏向器に印加されていた電圧「＋Ｖ’」と「−Ｖ’」を上段の第１の偏向器にて偏向中の電子ビーム２００ｎを偏向させるための電圧「＋Ｖ」と「−Ｖ」へと電圧変化させる。その結果、図１０（ｄ）に示すように電子ビーム２００ｎが下段の第２の偏向器に突入してきても所望する偏向量の偏向をさせることができる。さらに、図１０（ｅ）に示すように、電子ビーム２００ｎが下段の第２の偏向器を通過中であっても、電子ビーム２００ｎが上段の第１の偏向器を通過し終わって、次のショットを偏向するための準備に入る時間となったら上段の第１の偏向器に印加されていた電圧「＋Ｖ」と「−Ｖ」を次のショットの電子ビーム２００ｎ＋１を偏向させるための電圧「＋Ｖ’’」と「−Ｖ’’」へと電圧変化を開始する。下段の第２の偏向器では、電子ビーム２００ｎが通過中であるため、まだ、電圧「＋Ｖ」と「−Ｖ」のままにしておく。

図１０では、ある１つの偏向機能の偏向器について記載しているが、図８に示すように、第１のＢＬＫ偏向器２２１と第２のＢＬＫ偏向器２２２についても同様に、第１の成形偏向器２２４と第２の成形偏向器２２５についても同様に、第１の対物偏向器２２６と第２の対物偏向器２２８についても同様に、偏向制御することが望ましい。

以上のように、電子が所定の偏向量を得るための偏向器を複数段に分割した複数段の偏向器を用いて、電子の移動に合わせてかかる複数段の偏向器に独立に電圧を印加して、パイプライン処理を行なうことで、既に電子が通過した偏向器については次の偏向のための準備に入らせることができる。よって、偏向途中で制御不能になる場合を回避することができると共にセトリングタイムを短縮することができる。このように、ショット時間とショット間の待ち時間を短くすることができる。よって、その分、描画時間を短縮することができる。

ここでは、複数段の各偏向器の偏向器長が電子ビーム２００における各電子が所定の偏向量を得るための偏向器長を複数段に分割しているが、これに限るものではなく、上述した所定の偏向量を得るための偏向器長より短く形成された偏向器を多段に組み合わせても好適である。

実施の形態４．
図１１は、実施の形態４における描画装置の構成を示す概念図である。
図１１において、図８において偏向制御回路１１２外に配置していた各バッファメモリの代わりに、バッファメモリ１７２、バッファメモリ１７３、バッファメモリ１７４、バッファメモリ１７５、バッファメモリ１７６、バッファメモリ１７７が、偏向制御回路１１２内に配置される。また、図８では、記載を省略した分配回路１８０を記載している。その他は、図８と同様である。

バッファメモリ１７２には、ＤＡＣ１５２が接続される。バッファメモリ１７３には、ＤＡＣ１５３が接続され。同様に、バッファメモリ１７４には、ＤＡＣ１５４が接続される。バッファメモリ１７５には、ＤＡＣ１５５が接続される。同様に、バッファメモリ１７６には、ＤＡＣ１５６が接続される。バッファメモリ１７７には、ＤＡＣ１５７が接続される。

実施の形態３では、各バッファメモリが、偏向制御回路１１２からの出力信号の受け手側となる各偏向器側に配置されていたが、実施の形態４では、偏向制御回路１１２内に配置され、各偏向器への送り手側に配置されている点を除いて、図８と同様である。図１１では、本実施の形態４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、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。

実施の形態４では、偏向制御回路１１２内の分配回路１８０が、偏向制御回路１１２内のバッファメモリ１７２とバッファメモリ１７３とバッファメモリ１７４とバッファメモリ１７５とバッファメモリ１７６とバッファメモリ１７７とに分配していく。この分配では、試料１０１の位置情報に基づいて第１のＢＬＫ偏向器２２１及び第２のＢＬＫ偏向器２２２と第１の成形偏向器２２４及び第２の成形偏向器２２５と第１の対物偏向器２２６及び第２の対物偏向器２２８の各偏向器が偏向すべき偏向量を指示する信号（偏向信号）を電子ビーム２００の各ショットの移動に合わせてパイプライン処理が行なえるように分配していく。

そして、バッファメモリ１７２で一時的に蓄積された信号は、所望するタイミングでＤＡＣ１５２に出力される。そして、ＤＡＣ１５２は、偏向アンプ１４２を介して所望するタイミングで第１のＢＬＫ偏向器２２１に電圧を印加する。バッファメモリ１７３で一時的に蓄積された信号は、所望するタイミングでＤＡＣ１５３に出力される。そして、ＤＡＣ１５３は、偏向アンプ１４３を介して所望するタイミングで第２のＢＬＫ偏向器２２２に電圧を印加する。

同様に、バッファメモリ１７４で一時的に蓄積された信号は、所望するタイミングでＤＡＣ１５４に出力される。そして、ＤＡＣ１５４は、偏向アンプ１４４を介して所望するタイミングで第１の成形偏向器２２４に電圧を印加する。バッファメモリ１７５で一時的に蓄積された信号は、所望するタイミングでＤＡＣ１５５に出力される。そして、ＤＡＣ１５５は、偏向アンプ１４５を介して所望するタイミングで第２の成形偏向器２２５に電圧を印加する。

同様に、バッファメモリ１７６で一時的に蓄積された信号は、所望するタイミングでＤＡＣ１５６に出力される。そして、ＤＡＣ１５６は、偏向アンプ１４６を介して所望するタイミングで第１の対物偏向器２２６に電圧を印加する。バッファメモリ１７７で一時的に蓄積された信号は、所望するタイミングでＤＡＣ１５７に出力される。そして、ＤＡＣ１５７は、偏向アンプ１４７を介して所望するタイミングで第２の対物偏向器２２８に電圧を印加する。

その他の構成および制御方法ならびに描画方法は、実施の形態３と同様である。

以上のように、各偏向器への電圧印加タイミングを図るバッファメモリを送り手側に配置しても実施の形態３と同様に電子が所定の偏向量を得るための偏向器を複数段に分割した複数段の偏向器を用いて、電子の移動に合わせてかかる複数段の偏向器に独立に電圧を印加して、パイプライン処理を行なうことができる。そしてパイプライン処理を行なうことで、既に電子が通過した偏向器については次の偏向のための準備に入らせることができる。よって、偏向途中で制御不能になる場合を回避することができると共にセトリングタイムを短縮することができる。

実施の形態５．
図１２は、実施の形態５における描画装置の構成を示す概念図である。
実施の形態５では、実施の形態３の構成に、さらに、ブランキング偏向機構を１セット増加した構成にした構成について説明する。すなわち、図８の構成における第１のＢＬＫ偏向器２２１と第２のＢＬＫ偏向器２２２の光路上の後段に、第１のＢＬＫ偏向器２３２と第２のＢＬＫ偏向器２３４を配置し、かかる第１のＢＬＫ偏向器２３２と第２のＢＬＫ偏向器２３４を制御するために、偏向アンプ１４８、ＤＡＣ１５８、バッファメモリ１６８、偏向アンプ１４９、ＤＡＣ１５９、バッファメモリ１６９を追加した点以外は、図８と同様である。図１２では、本実施の形態５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、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。

偏向制御回路１１２には、ＣＰＵ１２０のほかに、さらに、レーザ測長系１３２、バッファメモリ１６２、バッファメモリ１６３、バッファメモリ１６４、バッファメモリ１６５、バッファメモリ１６６、バッファメモリ１６７、バッファメモリ１６８、バッファメモリ１６９が図示していないバスを介して接続されている。

バッファメモリ１６８には、ＤＡＣ１５８が接続され、ＤＡＣ１５８には、偏向アンプ１４８が接続される。そして、偏向アンプ１４８は、第１のＢＬＫ偏向器２３２に接続される。バッファメモリ１６９には、ＤＡＣ１５９が接続され、ＤＡＣ１５９には、偏向アンプ１４９が接続される。そして、偏向アンプ１４９は、第２のＢＬＫ偏向器２３４に接続される。

第１のＢＬＫ偏向器２３２は、電圧印加部の一例となる偏向制御回路１１２、バッファメモリ１６８、ＤＡＣ１５８、偏向アンプ１４８によって制御され、電圧が印加される。第２のＢＬＫ偏向器２３４は、電圧印加部の一例となる偏向制御回路１１２、バッファメモリ１６９、ＤＡＣ１５９、偏向アンプ１４９によって制御され、電圧が印加される。

ここで、上段の第１のＢＬＫ偏向器２２１と第２のＢＬＫ偏向器２２２と下段の第１のＢＬＫ偏向器２３２と第２のＢＬＫ偏向器２３４とを第１のアパーチャ２０３及び第２のアパーチャ２０６の上流側に配置する。そして、下段の第１のＢＬＫ偏向器２３２と第２のＢＬＫ偏向器２３４の各電極には、上段の第１のＢＬＫ偏向器２２１と第２のＢＬＫ偏向器２２２の各電極と同じ電圧を逆方向に印加する。そのため、上段の第１のＢＬＫ偏向器２２１と第２のＢＬＫ偏向器２２２で偏向された電子ビーム２００は、下段の第１のＢＬＫ偏向器２３２と第２のＢＬＫ偏向器２３４によって振り戻されるようにしても好適である。

かかる上段のＢＬＫ偏向器と下段のＢＬＫ偏向器とを用いて電子ビーム２００を振り戻しながらブランキングする場合でも実施の形態３と同様に上段と下段の各ＢＬＫ偏向器を複数段に分割してそれぞれ独立にパイプライン制御を行なうことで、実施の形態３と同様の効果を得ることができる。

また、実施の形態５では、実施の形態３と同様、受け手側に各偏向器用のバッファメモリを配置しているが、実施の形態４のように送り手側、すなわち、偏向制御回路１１２側に配置しても構わないことは言うまでもない。

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。例えば、各実施の形態では、ＢＬＫアパーチャ２１４を第１の成形アパーチャ２０３よりも光路上における上流側に配置しているが、これに限るものではない。例えば、ＢＬＫアパーチャ２１４を第２の成形アパーチャ２０６よりも光路上における下流側に配置しても好適である。特に、ＢＬＫアパーチャ２１４を第２の成形アパーチャ２０６よりも光路上における下流側に配置する場合、実施の形態５において説明したようにＢＬＫ偏向器を上段と下段との２段に配置し、同じ電圧を逆方向に印加することで電子ビーム２００を振り戻す構成とするとなおよい。かかる構成にすることで、第１の成形アパーチャ２０３及び第２の成形アパーチャ２０６上での電流量および照射位置に変化を生じさせないようにすることができる。その結果、第１の成形アパーチャ２０３及び第２の成形アパーチャ２０６で発生する反射電子や２次電子の量を変化させず、ビームＯＮ（ブランキングＯＦＦ）の場合とチャージアップ状態を変化させないようにすることができる。よって、第１の成形アパーチャ２０３及び第２の成形アパーチャ２０６の光学的な重なりの程度が変化しないため、ビーム寸法を変化させないようにすることができる。さらに、第１の成形アパーチャ２０３及び第２の成形アパーチャ２０６に入射する電子ビーム２００量もブランキングＯＮ／ＯＦＦ時において変化しないため、第１の成形アパーチャ２０３及び第２の成形アパーチャ２０６の温度変化を起こさせず熱膨張によるビーム寸法の劣化を防止することができる。
また、上述した各実施の形態では、異なる偏向器で別のショットの偏向をしているとしているが、これに限るものではなく、例えば、ある偏向器Ａで第ｎショット用の偏向を行っている時に、別の偏向器Ｂでは第ｎ＋１ショットの偏向の準備を行わせていても良い。

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。
さらに、実施例ではマスク描画の方法及びマスク描画用の描画装置について説明したが、荷電粒子を利用してウェハ上のレジストにパターンを露光する方法（直接描画）及びその装置にも適用可能である。

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、及びは、荷電粒子ビーム描画方法本発明の範囲に包含される。

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２は、１ショットの照射が終了した後に次のショットの準備を行なう場合の電子ビームの進行状況を説明するための図である。 図３は、実施の形態１における電子ビーム描画方法を行なう場合の電子ビームの進行状況を説明するための図である。 図４は、実施の形態１における信号分配を説明するための図である。 図５は、実施の形態１におけるタイミング信号のフローチャート図である。 図６は、１つのショットについて、各偏向器の制御、電圧の変化を示した図である。 図７は、実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。 図８は、実施の形態３における描画装置の構成を示す概念図である。 図９は、多段化していない偏向器を電子が通過する様子を説明するための図である。 図１０は、実施の形態３における偏向方法を説明するための図である。 図１１は、実施の形態４における描画装置の構成を示す概念図である。 図１２は、実施の形態５における描画装置の構成を示す概念図である。 図１３は、従来の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。

符号の説明

１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１２ 偏向制御回路
１１４ 駆動回路
１２０ ＣＰＵ
１２２ メモリ
１３２ レーザ測長系
１４２，１４３，１４４，１４５，１４６，１４７，１４８，１４９ 偏向アンプ
１５０ 描画部
１５２，１５３，１５４，１５５，１５６，１５７，１５８，１５９ ＤＡＣ
１６２，１６３，１６４，１６５，１６６，１６７，１６８，１６９，１７２，１７３，１７４，１７５，１７６，１７７ バッファメモリ
１８０ 分配回路
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３ 第１の成形アパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５ 成形偏向器
２０６ 第２の成形アパーチャ
２０７ 対物レンズ
２０８ 対物偏向器
２０９ 反射ミラー
２１２ ＢＬＫ偏向器
２１４ ＢＬＫアパーチャ
２２１，２３２ 第１のＢＬＫ偏向器
２２２，２３４ 第２のＢＬＫ偏向器
２２４ 第１の成形偏向器
２２５ 第２の成形偏向器
２２６ 第１の対物偏向器
２２８ 第２の対物偏向器
３３０ 電子線
４１０ 第１のアパーチャ
４１１ 開口
４２０ 第２のアパーチャ
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース

Claims (10)

1. 荷電粒子ビームのショットを照射し、
   前記荷電粒子ビームの光路上に配置される複数の偏向器を用いて、前記荷電粒子ビームを偏向して、試料にパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法であって、
   前記複数の偏向器のいずれかが、同時期に他の偏向器が偏向制御しているショットとは異なるショットの荷電粒子ビームを偏向制御することを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
2. 前記荷電粒子ビームの各ショットについて前記複数の偏向器にパイプライン処理を行なわせ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方法。
3. 荷電粒子ビームのショットを照射し、
   そのショットの荷電粒子を偏向させて試料にパターンを描画し、
   前記荷電粒子が所定の偏向量を得るためのベースとなる偏向器を複数段に分割した複数の偏向器を用いて、前記荷電粒子の移動に合わせて前記複数の偏向器に独立に電圧を印加し、
   前記複数の偏向器のうちのひとつがあるショット用の偏向を行っている時に少なくとも他のひとつによって次のショットの偏向準備が始められ、
   照射される前記荷電粒子に前記複数偏向器の合計としての適切な電圧を印加する制御を行うことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
4. 荷電粒子ビームを偏向しないことでビームＯＮさせ、偏向することでビームＯＦＦさせる第１の偏向器と、
   前記荷電粒子ビームを偏向して成形する第２の偏向器と、
   前記荷電粒子ビームを前記試料の所定の位置に偏向する第３の偏向器と、
   を備えた荷電粒子ビーム描画装置であって、
   前記第１と第２と第３の偏向器のうち少なくとも２つの偏向器が、同時期に異なるショットの荷電粒子ビームを偏向制御することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
5. 前記荷電粒子ビーム描画装置は、さらに、
   同じショットの荷電粒子ビームを前記第１と第２と第３の偏向器によって順に偏向させるための第１と第２と第３のタイミング信号をそれぞれ生成して出力する複数のタイミング信号生成部を備えたことを特徴とする請求項４記載の荷電粒子ビーム描画装置。
6. 前記複数のタイミング信号生成部は、互いに独立して前記第１と第２と第３のタイミング信号を生成することを特徴とする請求項５記載の荷電粒子ビーム描画装置。
7. 前記荷電粒子ビーム描画装置は、さらに、
   前記第１のタイミング信号を受信し、前記第１のタイミング信号に基づいて前記第１の偏向器に電圧を印加する第１の電圧印加部と、
   前記第２のタイミング信号を受信し、前記第２のタイミング信号に基づいて前記第２の偏向器に電圧を印加する第２の電圧印加部と、
   前記第３のタイミング信号を受信し、前記第３のタイミング信号に基づいて前記第３の偏向器に電圧を印加する第３の電圧印加部と、
   を備えたことを特徴とする請求項６記載の荷電粒子ビーム描画装置。
8. 前記荷電粒子ビーム描画装置は、さらに、
   前記第１の電圧印加部に出力するための第１の偏向信号を一時的に蓄積する第１のバッファと、
   前記第２の電圧印加部に出力するための第２の偏向信号を一時的に蓄積する第２のバッファと、
   前記第３の電圧印加部に出力するための第３の偏向信号を一時的に蓄積する第３のバッファと、
   を備えたことを特徴とする請求項７記載の荷電粒子ビーム描画装置。
9. 前記荷電粒子ビームの各ショットについて前記第１と第２と第３の偏向器にパイプライン処理を行なわせることを特徴とする請求項４記載の荷電粒子ビーム描画装置。
10. 荷電粒子ビームを照射する照射部と、
    各偏向器長が前記荷電粒子ビームにおける各荷電粒子が所定の偏向量を得るための偏向器長より短く形成された複数段の偏向器と、
    前記荷電粒子の移動に合わせて前記複数段の偏向器に独立に電圧を印加する電圧印加部と、
    を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。

Images