JP2014007327A - 描画装置、および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異常な荷電粒子線を補償してスループットの点で有利な描画装置を提供することができる。
【解決手段】描画装置１は、第１方向に走査される基板６に荷電粒子線４で描画を行う。この描画装置１は、第１荷電粒子線群および第２荷電粒子線群に含まれる複数の荷電粒子線４を個別に遮蔽可能な遮蔽部１４と、基板６を保持して第１方向に可動の保持部７と、制御部８とを有する。ここで、制御部８は、第１荷電粒子線群の中に条件を満たさない異常線が存在する場合に、異常線の遮蔽と、異常線の遮蔽を補償するための第２荷電粒子線群のうちの補償線の通過とを、遮蔽部１４に行わせ、かつ、補償線が補償すべき荷電粒子線と補償線との第１方向における相対位置に基づいて補償線での描画を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置、および物品の製造方法に関する。

電子ビームなどの荷電粒子線の偏向走査およびブランキングを制御することで基板に描画を行う描画装置が知られている。この描画装置は、線幅が０．１μｍ以下の４ＧＤＲＡＭ以降のメモリデバイスの生産などにおいて、光露光方式に代わるパターン形成技術の１つとして採用され得る。この描画装置の一例として、さらに高スループットの要求に応えるべく、複数の荷電粒子線を用いて描画を行うマルチビーム方式の描画装置がある。このマルチ式描画装置に関連し、特許文献１は、複数の荷電粒子線をさらに分割したサブビームを、描画したいパターンに応じて個別に偏向走査させることで、基板に連続したストライプ領域を描画する描画方法を開示している。この描画方法では、基板に所望のパターンを描画することができないような、異常な荷電粒子線（サブビームを含む）は、基板に到達しないように遮蔽される。このとき、遮蔽された荷電粒子線が描画するはずであったストライプ領域には抜けが生じる。そこで、特許文献２は、この抜けとなったストライプ領域を２回目以降の描画時に正常な荷電粒子線で描画し補償する描画方法を開示している。

国際公開第２００９／１４７２０２号 特表２００９−５０３８４４号公報

しかしながら、特許文献２に示す描画方法のような補償描画を行うと、スループットが大きく低下する可能性がある。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、例えば、異常な荷電粒子線を補償してスループットの点で有利な描画装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、第１方向に走査される基板に荷電粒子線で描画を行う描画装置であって、第１の荷電粒子線群および第２の荷電粒子線群に含まれる複数の荷電粒子線を個別に遮蔽可能な遮蔽部と、基板を保持して第１方向に可動の保持部と、制御部と、を有し、制御部は、第１の荷電粒子線群の中に条件を満たさない異常線が存在する場合に、異常線の遮蔽と、異常線の遮蔽を補償するための第２の荷電粒子線群のうちの補償線の通過とを、遮蔽部に行わせ、かつ、補償線が補償すべき荷電粒子線と補償線との第１方向における相対位置に基づいて補償線での描画を制御する、ことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、異常な荷電粒子線を補償してスループットの点で有利な描画装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る描画装置の構成を示す図である。 描画装置の描画時の基本動作を説明する図である。 描画装置の描画時の基本動作を説明する図である。 基板上に正常な描画領域が描かれる状態を示す図である。 第１実施形態での第１事例における描画補正時の様子を示す図である。 第１実施形態での第２事例における描画補正時の様子を示す図である。 第１実施形態での第３事例における描画補正時の様子を示す図である。 第１実施形態での第４事例における描画補正時の様子を示す図である。 第１実施形態での第５事例における描画補正時の様子を示す図である。 第１実施形態での第６事例における描画補正時の様子を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る描画装置の構成を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る描画装置について説明する。本実施形態において説明する描画装置は、複数の荷電粒子線を偏向させ、かつ、荷電粒子線のブランキング（照射のＯＦＦ）を個別に制御することで、所定のパターンを基板の所定の位置に描画するマルチビーム方式の描画装置とする。ここで、荷電粒子線は、電子線（電子ビーム）やイオン線（イオンビーム）などをいう。図１は、本実施形態に係る描画装置１の構成を示す概略図である。なお、図１では、基板に対する荷電粒子線のノミナルの照射方向にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取っている。そして、以下の説明で用いる第１方向および第２方向は、基板の表面に平行で互いに直交し、そのうち第１方向は、基板が基板ステージにより移動される方向（ステージ移動方向）である。特に本実施形態では、第１方向がＹ軸方向に対応し、第２方向がＸ軸方向に対応している。さらに、以下の各図では、図１と同一構成のものには同一の符号を付す。

描画装置１は、荷電粒子線源２と、クロスオーバー３から発散した荷電粒子線４を複数の荷電粒子線に分割、偏向および結像させる光学系５と、基板６を保持する基板ステージ７と、描画装置１の各構成要素の動作などを制御する制御部８とを備える。ここで、荷電粒子線４は、大気圧雰囲気ではすぐに減衰するため、また高電圧による放電を防止するため、荷電粒子線源２や光学系５などの各構成要素は、真空排気系により内部圧力が調整された不図示の真空容器の内部に設置される。また、被処理体としての基板６は、例えば、単結晶シリコンからなるウエハであり、表面上には感光性のレジストが塗布されている。

荷電粒子線源２は、熱や電界の印加により荷電粒子線４を放出する機構である。この荷電粒子線源２としては、荷電粒子線４を電子ビームと想定するならば、例えば、電子放出材としてＬａＢ_６またはＢａО／Ｗ（ディスペンサーカソード）などを含む、いわゆる熱電子型の電子源ユニットが採用される。なお、図中では、クロスオーバー３から発散された荷電粒子線４の軌道を点線で示している。

光学系５は、荷電粒子線源２から放射された荷電粒子線４を基板６上に投影する投影系である。この光学系５は、荷電粒子線源２の側から順に、コリメーターレンズ１０、アパーチャアレイ１１、コンデンサーレンズアレイ１２、および、複数のサブアレイ１３を含む。さらに、光学系５は、ブランキング偏向器アレイ（第１偏向器アレイ）１４、第２偏向器アレイ１５、ブランキング絞り１６、第３偏向器アレイ１７、および対物レンズアレイ１８を含む。まず、コリメーターレンズ１０は、クロスオーバー３で発散した荷電粒子線４を集束（平行化）させて、所望の大きさを持った面積ビームとする電磁レンズまたは静電レンズである。

アパーチャアレイ１１は、マトリクス状に配列された複数の開口１１ａを有する開口部材であり、コリメーターレンズ１０からほぼ垂直に入射した荷電粒子線４を複数に分割する。図１には、荷電粒子線入射側から見たアパーチャアレイ１１の平面形状の概略図を示している。このアパーチャアレイ１１は、ｍ、ｎをそれぞれ自然数とすると、第２方向に沿って等間隔の第２間隔で並ぶｎ個の開口を含む行が、第１方向に沿って等間隔の第１間隔でｍ行配置された開口１１ａを複数含む。ここで、各行の先頭の開口は、第２方向において、それぞれ第１間隔よりも小さい第３間隔、具体的には第１間隔の１／ｍの間隔でずれて配置されている。さらに、複数の開口１１ａは、このような（ｍ×ｎ）個の開口１１ａ_１を含む第１開口群に加えて、（ｍ×ｎ）の配列の特定の規則に沿って配置される開口１１ａ_２（以下「予備開口」という）を含む第２開口群を有する。この第２開口群は、第２方向では第１開口群が含まれる範囲内に位置し、第１方向では第１開口群とは異なる位置にあることが望ましい。このように第１開口群と第２開口群とを１つのアパーチャアレイ１１上に並列させることは、荷電粒子線４の照射範囲を狭くすることができるため、照射効率の点で有利となる。特に本実施形態のアパーチャアレイ１１は、第２開口群（予備開口１１ａ_２の集合）として、（ｍ×ｎ）に配列された第１開口群（開口１１ａ_１の集合）に対してｎ列で１行分の開口列を冗長に配置している。このとき、予備開口１１ａ_２の第１方向に関する位置は、第２方向で予備開口１１ａ_２から最も遠い位置に存在する開口１１ａ_１の行の開口位置と一致している。また、予備開口１１ａ_２の第２方向に関する位置は、第１方向の位置が最も近い行から第４間隔（本実施形態では第１間隔と同一）で離れている。アパーチャアレイ１１は、このような複数の開口１１ａを有することで、（ｍ×ｎ）本の荷電粒子線（第１荷電粒子線群）４に加えて、さらに予備開口１１ａ_２によっても荷電粒子線（第２荷電粒子線群）４を生成させることができる。

コンデンサーレンズアレイ１２は、円形状の開口を有する３枚の電極板（図中では３枚の電極板を一体で示している）から構成されるコンデンサーレンズを配置し、それぞれの荷電粒子線４をサブアレイ１３に配列されている開口に入射させる。図１には、上部に図示しているアパーチャアレイ１１の平面形状（開口１１ａの配置）に対応した、荷電粒子線入射側から見たサブアレイ１３の平面形状の概略図を示している。サブアレイ１３は、少なくとも１つの開口１３ａを有し、入射したそれぞれの荷電粒子線をさらに複数に分割してサブビーム４ｓを形成する。なお、図１に示す例では、アパーチャアレイ１１およびサブアレイ１３に配置されている各開口１１ａ、１３ａの形状は、矩形としているが、任意の形状でよい。ブランキング偏向器アレイ（遮蔽部）１４は、マトリクス状に配置された複数のブランキング偏向器（静電型ブランカー）を有し、各サブビーム４ｓを個別に遮蔽可能とする。各ブランキング偏向器は、それぞれに対応したサブビーム４ｓを偏向させるか否か、すなわち下流側に配置されているブランキング絞り１６で所望のサブビーム４ｓを遮蔽するかしないかにより基板６に到達するサブビーム４ｓを選択する。第２偏向器アレイ（偏向器アレイ）１５は、アパーチャアレイ１１およびサブアレイ１３の各開口１１ａ、１３ａを通過したサブビーム４ｓを基板６の表面内の第２方向に個別に移動可能とする。第３偏向器アレイ（走査偏向器アレイ）１７は、基板ステージ７の第１方向に沿った移動に同期して、アパーチャアレイ１１およびサブアレイ１３の各開口１１ａ、１３ａを通過したサブビーム４ｓを第１方向または第２方向に個別に偏向可能とする。さらに、対物レンズアレイ１８は、第３偏向器アレイ１７を通過したサブビーム４ｓを基板６上に結像させる。なお、図１では、一例として、第２偏向器アレイ１５は、ブランキング絞り１６の上流側手前に、かつ、第３偏向器アレイ１７は、対物レンズアレイ１８の上流側手前にそれぞれ配置されているが、適宜変更可能である。

基板ステージ７は、基板６を、例えば静電吸着により保持しつつ、少なくとも第１および第２方向に可動とする保持部である。この基板ステージ７の移動位置は、不図示のレーザー干渉計（測長器）などにより実時間で計測される。

制御部８は、主制御系２０と、ブランキング制御回路２１と、第２偏向器制御回路２２と、第３偏向器制御回路２３と、ステージ制御回路２４とを含む。主制御系２０は、例えばコンピュータなどで構成され、描画装置１の各構成要素（各制御回路）に回線を介して接続され、プログラムなどにしたがって各構成要素を統括的に制御し得る。特に本実施形態の制御部８は、少なくとも、ブランキング制御回路２１、第２偏向器制御回路２２、第３偏向器制御回路２３およびステージ制御回路２４を制御し得る。ブランキング制御回路２１は、ブランキング偏向器アレイ１４に含まれる複数のブランキング偏向器を個別に制御する。第２偏向器制御回路２２は、第２偏向器アレイ１５に含まれる複数の偏向器を個別に制御する。第３偏向器制御回路２３は、第３偏向器アレイ１７に含まれる複数の偏向器を個別に制御する。さらに、ステージ制御回路２４は、レーザー干渉計による位置計測を参照して基板ステージ７の位置決めを制御する。

次に、描画装置１による描画動作について説明する。まず、図２および図３は、描画装置１の描画時の基本動作を説明する図である。この図２および図３では、一例として、アパーチャアレイ１１には４行８列の開口１１ａが配置され、かつ１つのサブアレイ１３には４行４列の開口１３ａが形成されていると想定している。なお、ここでは基本動作の説明とするため、アパーチャアレイ１１は、前述した第１開口群（開口１１ａ_１）のみを含むものとし、第２開口群（予備開口１１ａ_２）については、一旦考慮しない。

図２（ａ）は、基板６上に設定された描画パターンＰに対して割り当てられる各サブビーム４ｓを示す概略平面図である。各サブビーム４ｓは、描画パターンＰに応じて各グリッド点（第１方向および第２方向のピッチ（グリットピッチ）がそれぞれＧＹ、ＧＸ）でのＯＮが割り当てられる。ここで、第１方向および第２方向は、上記のとおり、基板６の表面上で互いに直交し、第１方向は、基板６が基板ステージ７により移動される方向である。さらに、第１方向および第２方向は、サブアレイ１３の４行４列の開口１３ａの位置を等間隔になるように投影できる方向およびそれに直交する方向でもある。なお、基板ステージ７の位置計測をレーザー干渉計を用いて実施する際には、このレーザー干渉計の光軸は、第１方向および第２方向と略一致していることが望ましい。

図２（ｂ）は、１つのサブアレイ１３からのサブビーム群（基板６に向かうサブビーム４ｓの集合）が第３偏向器アレイ１７による１回の偏向走査により基板６上に描く像（軌跡）を示す概略平面図である。サブビーム群では、各サブビーム４ｓは、第１方向および第２方向のピッチ（サブビームピッチ）をそれぞれＳＢＹ、ＳＢＸとして基板６上に結像されている。また、結像される１つの像の第１方向の大きさ（幅）は、グリッドピッチＧＹと一致している。描画時には、基板ステージ７は、第１方向に移動し、一方、第３偏向器アレイ１７は、第２方向に沿って像を描くように、各サブビーム４ｓを第２方向に偏向走査する。また、各サブビーム４ｓのブランキングは、ブランキング偏向器アレイ１４により、グリッドピッチＧＸで規定されるグリッド点ごとに制御される。

図３（ａ）は、１つのサブアレイ１３からのサブビーム群が複数回の偏向走査により基板６上に描く像を示す概略平面図である。基板ステージ７と第３偏向器アレイ１７とが図２（ｂ）に示す動作を連続的に繰り返すことで、基板６上にはストライプ領域ＳＡが描画される。具体的には、基板ステージ７は、第１方向に連続的に移動し、一方、第３偏向器アレイ１７は、各サブビーム４ｓの第２方向への偏向走査を、破線の矢印で示すような第１方向の偏向幅ＤＰでのフライバックを介して順次繰り返す。この動作により、基板６上には、第１方向に沿ってステージ移動方向とは逆方向に、太線枠で示すような各サブビーム４ｓの像で埋め尽くされた幅ＳＷのストライプ領域ＳＡが描画されることになる。ここで、ストライプ領域ＳＡの形成条件としては、Ｋ、Ｌ、Ｎを自然数とし、１つのサブアレイ１３からのサブビーム４ｓの本数をＮ^２とすると、以下の式（１）〜（３）をすべて満たすものとなる。
Ｎ^２＝Ｋ×Ｌ＋１ （１）
ＳＢＹ＝ＧＹ×Ｋ （２）
ＤＰ＝（Ｋ×Ｌ＋１）×ＧＹ＝Ｎ^２×ＧＹ （３）
このうち、式（１）を満足するＫを式（２）に適用して第１方向のサブビームピッチＳＢＹを決めることで、製造面で限界があるアパーチャアレイ１１の開口や各ブランキング偏向器の間隔の微細化によらずに、グリッドピッチＧＹの微細化を実現し得る。このグリットピッチＧＹの微細化により、描画装置１は、さらに微細なパターンを描画できることになる。さらに、式（３）により第２方向の偏向幅ＤＰを決めることで、ストライプ領域ＳＡでは、どの部分についてもグリッドピッチＧＹでの描画が可能となる。なお、図３（ａ）の例では、Ｋ＝５、Ｌ＝３、Ｎ＝４である。

図３（ｂ）は、アパーチャアレイ１１が生成した複数の荷電粒子線４が基板６上に描く像を示す概略平面図であり、特に、各ストライプ領域ＳＡの位置関係を説明している。描画装置１は、（ｍ×ｎ）本の荷電粒子線４で描画を行う場合、第１方向の先頭位置が互いに異なるｍ本の荷電粒子線４が描く各ストライプ領域ＳＡを１周期とし、同時にｎ周期分隣接させる描画を行う。なお、図３（ｂ）にて、各ストライプ領域ＳＡの先頭位置には丸印を付しており、特にこのような白抜きの丸印は、基板６上に荷電粒子線４が照射されている状態を示している。これにより、基板６上には、（ｍ×ｎ）本のストライプ領域ＳＡで隙間なく埋め尽くされた、描画領域ＥＡが描画されることになる。なお、図３（ｂ）の例では、ｍ＝４、ｎ＝８である。

ここで、一般的なマルチビーム方式の描画装置では、使用条件を満たさない荷電粒子線（以下「異常線」という）が存在すると、基板上に所望のストライプ領域ＳＡが描画されない可能性がある。例えば、異常線は、所望の特性を満たさない荷電粒子線、または個別にブランキングができない荷電粒子線である。ここで、「使用条件」とは、ブランキングのタイミング、基板上での荷電粒子線の到達位置、荷電粒子線（サブビーム）の電流値、荷電粒子線（サブビーム）の形状などについて、基板上に所望のパターンを描画するのに必要な条件である。さらに、異常線以外にも、第２偏向器アレイ１５により偏向できる条件を満たさない荷電粒子線（以下「偏向異常線」という）が存在する場合もある。ここで、「偏向できる条件」とは、第２方向へ所望の量だけ偏向できる、または第２方向に偏向された荷電粒子線が上記使用条件を満たすなどの条件である。この偏向異常線が存在する場合については、後述する。

上記のような異常線の存在による意図しないストライプ領域の発生を回避するために、描画装置１は、異常線が存在する場合、以下の各事例に示すような描画補正を実施する。なお、以下の説明に際し、異常線が存在するか否か、すなわち上記の使用条件を各荷電粒子線が満たしているかどうか、または、後述の補償線や代替線が第２方向に偏向可能か否かなどの判断は、制御部８が描画補正を実施させる前に予め判断するものとする。

まず、以下の描画制御の各事例の説明に先立ち、アパーチャアレイ１１により分割された荷電粒子線４のすべてが正常に動作する場合の描画状態について説明する。図４は、この場合の、具体的には（ｍ×ｎ）本の荷電粒子線４を含む第１荷電粒子線群の中に、異常線、および偏向できる条件を満たさない偏向異常線が存在しない場合の基板６上における描画状態を示す概略平面図である。この状態では、すべての荷電粒子線４は、ストライプ抜けを生じさせることなく所望の描画領域ＥＡを形成できるので、予備開口１１ａ_２により形成された荷電粒子線４は、第２偏向器アレイ１５により基板６に対して遮蔽されている。なお、図４から図１１までの各図では、丸印は、それぞれアパーチャアレイ１１に配置されている複数の開口１１ａ（予備開口１１ａ_２を含む）を通過した荷電粒子線４により描画される各ストライプ領域ＳＡの先頭位置となる。これらの丸印のうち、特に、白抜きの丸印は、基板６上に荷電粒子線４が正常に照射されている状態を示している。これに対して、黒塗りの丸印は、基板６上に荷電粒子線４を照射し得るが、意図的な遮蔽によりその時点では照射されていない状態、または正常に照射されない状態を示している。さらに、図４から図１１までの各図に示す描画状態におけるステージ移動方向などの基本動作は、図２および図３の各図に示す動作と同様と想定している。

次に、描画装置１における描画制御の第１事例について説明する。図５は、図４に対応した、第１事例として第１荷電粒子線群中に異常線４１が存在する場合の描画補正時の様子を示す概略平面図である。特に本事例では、異常線４１に対応する開口１１ａ_１の位置が、複数の予備開口１１ａ_２のうちのいずれかの開口の位置と第２方向で一致している。描画装置１は、異常線４１が存在すると、正常なストライプ領域ＳＡを描画することができず、結果的に基板６上に正常な描画領域ＥＡを形成することができない。そこで、制御部８は、第１事例のような場合には、まず、ブランキング制御回路２１を介し、ブランキング偏向器アレイ１４に対して異常線４１を遮蔽させる。次に、制御部８は、ブランキング制御回路２１を介し、異常線４１の第１方向に対応する位置にある予備開口１１ａ_２の遮蔽状態を解除する。そして、制御部８は、異常線４１に代わり、異常線４１が担っていた描画を補うための予備開口１１ａ_２からの荷電粒子線（以下「補償線」という）４２を基板６上に到達させる。このとき、制御部８は、補償線４２を、異常線４１が本来描画すべきであった描画データを利用して、その描画タイミングを｛（異常線４１の第１方向の位置−補償線４２の第１方向の位置）／ステージ移動速度｝だけずらして描画させる。これにより、基板６上には、（ｍ×ｎ）本のストライプ領域ＳＡで隙間なく埋め尽くされた描画領域ＥＡが描画されることになる。すなわち、制御部８は、異常線４１の第２方向の位置が予備開口１１ａ_２の第２方向の位置のいずれかと一致していれば、第２偏向器アレイ１５による偏向を実施させる必要がない。そして、制御部８は、描画タイミングをずらすだけで補償線４２を生成させて、異常線４１が本来描画すべきであったストライプ領域ＳＡを描画させる。

次に、描画装置１における描画制御の第２事例について説明する。図６は、図４に対応した、第２事例として第１荷電粒子線群中に異常線４３が存在する場合の描画補正時の様子を示す概略平面図である。特に本事例では、異常線４３に対応する開口１１ａ_１の位置が、第１事例と異なり、複数の予備開口１１ａ_２のうちのいずれの開口の位置とも第２方向で一致していない。この場合、制御部８は、第２偏向器アレイ１５を用いて、異常線４３に代わって描画を補う補償線４４を異常線４３の第２方向の位置と一致させるように第２方向に偏向させて基板６上に到達させる。まず、制御部８は、ブランキング制御回路２１を介し、ブランキング偏向器アレイ１４に対して異常線４３を遮蔽させる。次に、制御部８は、ブランキング制御回路２１を介し、異常線４３の第２方向に近い位置にある予備開口１１ａ_２の遮蔽状態を解除する。そして、制御部８は、第２偏向器制御回路２２を介し、第２偏向器アレイ１５により異常線４３と第２方向を一致させるように予備開口１１ａ_２からの補償線４４を偏向させ、基板６上に到達させる。このとき、制御部８は、補償線４４を、異常線４３が本来描画すべきであった描画データを利用して、その描画タイミングを｛（異常線４３の第１方向の位置−補償線４４の第１方向の位置）／ステージ移動速度｝だけずらして描画させる。これにより、基板６上には、（ｍ×ｎ）本のストライプ領域ＳＡで隙間なく埋め尽くされた描画領域ＥＡが描画されることになる。このとき、制御部８は、複数の予備開口１１ａ_２のうち補償線４４を照射する開口を選択する際に、異常線４３の第１方向に近い、望ましくは最も近い位置にあるものを選択する。これは、第２偏向器アレイ１５による偏向量を可能な限り小さくすることで、偏向される荷電粒子線（補償線４４）の偏向による結像性能の変化をより低減させるためである。本事例でいえば、第２偏向器アレイ１５による偏向量は、ストライプ領域ＳＡの幅ＳＷの１つ分で済む。

次に、描画装置１における描画制御の第３事例について説明する。図７は、図４に対応した、第３事例として第１荷電粒子線群中に異常線４５が存在する場合の描画補正時の様子を示す概略平面図である。本事例では、異常線４５に対応する開口１１ａ_１の位置が、第２事例と同様に、複数の予備開口１１ａ_２のうちのいずれの開口の位置とも第２方向で一致していないが、制御部８は、第２事例とは異なる描画制御を実行して、描画領域ＥＡを描画させる。この場合、制御部８は、異常線４５に代わって描画を補う荷電粒子線として、複数の開口１１ａ_１のうちの正常に動作している荷電粒子線（以下「代替線」という）４６を採用する。さらに、制御部８は、この代替線４６を異常線４５に代わる描画に用いることに伴い、代替線４６となる前の荷電粒子線が描画すべきであったストライプ領域ＳＡを、複数の予備開口１１ａ_２のうちのいずれかの開口からの補償線４７により描画させる。まず、制御部８は、ブランキング制御回路２１を介し、ブランキング偏向器アレイ１４に対して異常線４５を遮蔽させる。次に、制御部８は、第２偏向器制御回路２２を介し、第２偏向器アレイ１５により異常線４５と第２方向を一致させるように開口１１ａ_１からの代替線４６を偏向させ、基板６上に到達させる。一方、制御部８は、代替線４６の偏向と同時に、ブランキング制御回路２１を介し、代替線４６となる前の荷電粒子線の第２方向に対応する位置にある予備開口１１ａ_２の遮蔽状態を解除し、補償線４７を基板６上に到達させる。このとき、制御部８は、代替線４６を、異常線４５が本来描画すべきであった描画データを利用して、その描画タイミングを｛（異常線４５の第１方向の位置−代替線４６の第１方向の位置）／ステージ移動速度｝だけずらして描画させる。さらに、制御部８は、補償線４７を、代替線４６となる前の荷電粒子線が本来描画すべきであった描画データを利用して、その描画タイミングを｛（代替線４６の第１方向の位置−補償線４７の第１方向の位置）／ステージ移動速度｝だけずらして描画させる。これにより、基板６上には、（ｍ×ｎ）本のストライプ領域ＳＡで隙間なく埋め尽くされた描画領域ＥＡが描画されることになる。このとき、制御部８は、複数の開口１１ａ_１のうち代替線４６を照射する開口を選択する際に、その代替線４６となる前の荷電粒子線が、異常線４５の第２方向に近い、望ましくは最も近い位置にあるものを選択する。さらに、制御部８は、複数の予備開口１１ａ_２のうち補償線４７を照射する開口を選択する際、異常線４５の第２方向と一致する位置にあるものを選択する。このような選択により、結果的に異常線４５の描画を補うために用いられる荷電粒子線の偏向量は、第２事例の場合と同じで最小で済む。

次に、描画装置１における描画制御の第４事例について説明する。図８は、図４に対応した、第４事例として第１荷電粒子線群中に異常線４８が存在する場合の描画補正時の様子を示す概略平面図である。特に、本事例では、異常線４８に対応する開口１１ａ_１の位置が、第２方向で隣り合う２つの予備開口１１ａ_２のいずれの位置からも幅ＳＷの２つ分の距離だけ離れている。上記のとおり、異常線４８の描画を補うために用いられる荷電粒子線の偏向量は、可能な限り小さい方が望ましい。そこで、制御部８は、第４事例のような場合には、まず、異常線４８に代わって描画を補う荷電粒子線として、偏向する前の荷電粒子線が異常線４８に隣接している代替線４９を採用する。このとき、代替線４９を異常線４８に代わる描画に用いることに伴い、代替線４９となる前の荷電粒子線が描画すべきであったストライプ領域ＳＡに対しても、いずれかの荷電粒子線で描画を補う必要がある。そこで、制御部８は、代替線４９となる前の荷電粒子線に隣接していた荷電粒子線を偏向させることで、代替線５０として代替線４９となる前の荷電粒子線が描画すべきであったストライプ領域ＳＡを描画させる。次に、制御部８は、ブランキング制御回路２１を介し、代替線５０となる前の荷電粒子線の第２方向に対応する位置にある予備開口１１ａ_２の遮蔽状態を解除し、補償線５１を基板６上に到達させる。このとき、制御部８は、代替線４９を、異常線４８が本来描画すべきであった描画データを利用して、その描画タイミングを｛（異常線４８の第１方向の位置−代替線４９の第１方向の位置）／ステージ移動速度｝だけずらして描画させる。また、制御部８は、代替線５０を、代替線４９となる前の荷電粒子線が本来描画すべきであった描画データを利用して、その描画タイミングを｛（代替線４９の第１方向の位置−代替線５０の第１方向の位置）／ステージ移動速度｝だけずらして描画させる。さらに、制御部８は、補償線５１を、代替線５０となる前の荷電粒子線が本来描画すべきであった描画データを利用して、その描画タイミングを｛（代替線５０の第１方向の位置−補償線５１の第１方向の位置）／ステージ移動速度｝だけずらして描画させる。これにより、基板６上には、（ｍ×ｎ）本のストライプ領域ＳＡで隙間なく埋め尽くされた描画領域ＥＡが描画されることになる。このように、異常線に代わって描画を補う第１代替線として、異常線と隣り合う荷電粒子線を用い、さらに第１代替線に代わって描画を補う第２代替線として、第１代替線と隣り合う荷電粒子線を用いることで、それぞれ偏向量を小さくすることができる。すなわち、複数の開口１１ａ_１からの荷電粒子線の中で、隣接する荷電粒子線による本来描画すべきであったストライプ領域ＳＡの代替描画を少なくとも１回繰り返すことで、異常線の位置によらずに同様の補償を行うことができる。特に、この場合には、異常線の第２方向の位置に近い補償線を優先的に使用すれば、偏向される荷電粒子線の総数を少なくすることができる。偏向される荷電粒子線の総数を少なくすることで、結果的に、偏向により結像性能が変化し得る荷電粒子線の総数を予め少なくする、さらには、描画タイミングをずらす必要がある荷電粒子線の総数を予め少なくすることができる。

次に、描画装置１における描画制御の第５事例について説明する。図９は、図４に対応した、第５事例として第１荷電粒子線群中にそれぞれ第２方向で隣り合う複数の異常線５２、５３、５４が存在する場合の描画補正時の様子を示す概略平面図である。本事例のような場合も、描画装置１は、第４事例での隣り合う荷電粒子線を用いた代替描画を応用することで、基板６上に（ｍ×ｎ）本のストライプ領域ＳＡで隙間なく埋め尽くされた描画領域ＥＡを描画可能である。以下、本事例での異常線５２、５３、５４に対する代替線および補償線の対応関係を説明する。まず、第１異常線５２に代わる描画は、第１異常線５２の第２方向の図中左側で隣り合う第１荷電粒子線を偏向させた第１代替線５５が行う。これに伴い、以下、第１荷電粒子線に代わる描画は、第１荷電粒子線の第２方向の図中左側で隣り合う第２荷電粒子線を偏向させた第２代替線５６が行う。また、第２代替線５６に代わる描画は、第２荷電粒子線の第２方向の図中左側で隣り合う第３荷電粒子線を偏向させた第３代替線５７が行う。また、第３代替線５７に代わる描画は、第３荷電粒子線の第２方向の図中左側で隣り合う第４荷電粒子線を偏向させた第４代替線５８が行う。さらに、第４代替線５８に代わる描画は、第４荷電粒子線の第２方向で対応した位置にある第１補償線５９が行う。次に、第２異常線５３に代わる描画は、第２異常線５３の第２方向の図中左側で隣り合う予備開口１１ａ_２を通過した第５荷電粒子線を偏向させた第２補償線６０が行う。そして、第３異常線５４に代わる描画は、第３異常線５４の第２方向の図中右側で隣り合う第５荷電粒子線を偏向させた第５代替線６１が行う。これに伴い、第５荷電粒子線に代わる描画は、第５荷電粒子線の第２方向の図中右側で隣り合う予備開口１１ａ_２を通過した第６荷電粒子線を偏向させた第３補償線６２が行う。ここで、本事例でも各描画タイミングをずらすことは、上記事例と同様である。このような描画制御によれば、異常線が複数存在している場合でも、各代替線および各補償線の第２方向の偏向量を可能な限り小さくすることができる。

次に、描画装置１における描画制御の第６事例について説明する。図１０は、図４に対応した、第６事例として第１荷電粒子線群中に、異常線６３に加えて偏向異常線６４が存在する場合の描画補正時の様子を示す概略平面図である。異常線６３は、異常なストライプ領域ＳＡを描画しないように、上記のとおり基板６に対して予め遮蔽されることが望ましい。これに対して、図中四角で表記した偏向異常線６４は、偏向さえ要しなければ上記使用条件を満たすため、偏向せずそのままの位置で描画を行ってもよい。本事例では、異常線６３が存在するため、この異常線６３に関しては、上記事例と同様に補償線６５を用いて描画を補う。このとき、制御部８は、異常線６３の描画を補う荷電粒子線を選択する際に、偏向異常線６４を候補から除外する必要がある。これは、上記の各事例を第６事例に組み合わせることを想定すると、代替線となる前の荷電粒子線を選択する際も同様である。

このように、描画装置１は、第１荷電粒子線群の中に異常線が発生した場合に、補償線が補償すべき荷電粒子線と補償線との第１方向における相対位置に基づいて、補償線で描画を補償する。したがって、描画装置１は、異常線に代わる描画補正を、通常時の描画に合わせて実施することができるため、スループットへの影響を極力抑えることができる。なお、上記各事例にて例示した異常線の位置は、任意であり、異常線が（ｍ×ｎ）個の第１開口群のいずれで発生しても、上記各事例を組み合わせることで対応可能である。

以上のように、本実施形態によれば、異常な荷電粒子線を補償してスループットの点で有利な描画装置を提供することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る描画装置について説明する。図１１は、本実施形態に係る描画装置７０の構成を示す概略図である。なお、図１１において、第１実施形態に係る描画装置１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。この描画装置７０の特徴は、光学系５内に、第１実施形態に係る描画装置１にて存在していた第２偏向器アレイ１５に対応する偏向器アレイを含みつつ、一方、第３偏向器アレイ１７を含まない点にある。描画装置１にて第３偏向器アレイ１７が本来実施していた、各サブビーム４ｓを第２方向に沿って像を描くように第１方向および第２方向に偏向走査させる動作を、描画装置７０では、第２偏向器アレイ７１が行う。この第２偏向器アレイ７１は、第１実施形態での第３偏向器アレイ１７の動作を兼ね、それに伴って、第２偏向器制御回路７２は、第１実施形態での第３偏向器制御回路２３を兼ねることになる。このように、描画装置７０の構成を上記のように変更しても、第１実施形態と同様の効果を奏する。なお、図１１では、第２偏向器アレイ７１は、ブランキング絞り１６の下流側で、かつ、対物レンズアレイ１８の上流側手前に配置されているが、これは一例であり、変更可能である。

（物品の製造方法）
本発明の実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイスなどのマイクロデバイスや微細構造を有する素子などの物品を製造するのに好適である。該製造方法は、感光剤が塗布された基板の該感光剤に上記の描画装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板に描画を行う工程）と、該工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含み得る。さらに、該製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージングなど）を含み得る。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１ 描画装置
４ 荷電粒子線
６ 基板
７ 基板ステージ
８ 制御部
１４ ブランキング偏向器アレイ

Claims (13)

1. 第１方向に走査される基板に荷電粒子線で描画を行う描画装置であって、
   第１荷電粒子線群および第２荷電粒子線群に含まれる複数の荷電粒子線を個別に遮蔽可能な遮蔽部と、
   前記基板を保持して前記第１方向に可動の保持部と、
   制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記第１荷電粒子線群の中に条件を満たさない異常線が存在する場合、該異常線の遮蔽と、前記異常線の遮蔽を補償するための前記第２荷電粒子線群のうちの補償線の通過とを、前記遮蔽部に行わせ、かつ、前記補償線が補償すべき荷電粒子線と前記補償線との前記第１方向における相対位置に基づいて前記補償線での描画を制御する、
   ことを特徴とする描画装置。
2. 前記複数の荷電粒子線を前記基板上において前記第１方向とは直交する第２方向に個別に移動可能な偏向器アレイを有し、
   前記制御部は、前記補償線が補償すべき荷電粒子線の前記第２方向における位置に前記補償線が位置するように前記偏向器アレイを制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
3. 前記第１荷電粒子線群は、前記第２方向に沿って第２間隔で配置された荷電粒子線を含む行を、前記第１方向に沿って第１間隔で複数含み、かつ、前記複数の行は、各行の先頭の荷電粒子線の前記第２方向における位置が前記第２間隔より小さい第３間隔ずつずれて配列され、
   前記第２荷電粒子線群は、前記第１方向において前記第１荷電粒子線群の隣りに配列されている、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の描画装置。
4. 前記第２荷電粒子線群は、前記第２方向に沿って第４間隔で配置された荷電粒子線を含む、ことを特徴とする請求項３に記載の描画装置。
5. 前記制御部は、前記異常線の前記第２方向における位置に前記第１荷電粒子線群のうちの代替線が位置するように前記偏向器アレイを制御し、前記異常線と前記代替線との前記第１方向における相対位置に基づいて前記代替線での描画を制御し、
   前記補償線が前記代替線を補償するように前記偏向器アレイを制御し、前記代替線と前記補償線との前記第１方向における相対位置に基づいて前記補償線での描画を制御する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の描画装置。
6. 前記制御部は、第１代替線としての前記代替線を前記第１荷電粒子線群のうちの第２代替線が代替するように前記偏向器アレイを制御し、前記第１代替線と前記第２代替線との前記第１方向における相対位置に基づいて前記第２代替線での描画を制御する、ことを特徴とする請求項５に記載の描画装置。
7. 前記制御部は、前記異常線との前記第２方向における相対位置に基づいて、前記補償線または前記代替線となる荷電粒子線を選択する、ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の描画装置。
8. 前記制御部は、前記第１方向における前記保持部の移動速度にさらに基づいて、前記補償線または前記代替線での描画を制御する、ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の描画装置。
9. 前記保持部の前記第１方向に沿った移動と同期して、前記基板に入射する複数の荷電粒子線を前記第２方向に沿って走査させる走査偏向器を有する、ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の描画装置。
10. 前記偏向器アレイは、さらに、前記保持部の前記第１方向に沿った移動と同期して、前記基板に入射する複数の荷電粒子線を前記第２方向に沿って走査させる、ことを特徴とする請求項２に記載の描画装置。
11. 前記制御部は、前記偏向器アレイによる偏向に異常を有する偏向異常線を前記補償線または前記代替線の候補から除外する、
    ことを特徴とする請求項５に記載の描画装置。
12. 前記遮蔽部は、前記第１荷電粒子線群および前記第２荷電粒子線群に含まれる複数の荷電粒子線を個別に偏向してブランキングするブランキング偏向器アレイを含む、ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の描画装置。
13. 請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の描画装置を用いて基板に描画を行う工程と、
    前記工程で描画を行われた基板を現像する工程と、
    を含むことを特徴とする物品の製造方法。

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