JP5977629B2 - 荷電粒子ビームの偏向形状誤差取得方法及び荷電粒子ビーム描画方法 - Google Patents

Description

本発明は、荷電粒子ビームの偏向形状誤差取得方法及び荷電粒子ビーム描画方法に関する。

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８は、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（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置は、以下のように動作する。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、第１のアパーチャ４１０の開口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、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口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（ＶＳＢ方式）という。

図９は、試料に描画されたショットの偏向形状を評価するための評価パターンの一例を示す図である。描画装置では、描画位置精度を確保するため、偏向器で偏向する１つの偏向領域内に規則的に並ぶ複数の位置にそれぞれ評価パターンを描画する。図９の例では、２段偏向におけるサブフィールド内に、４つの矩形のショット図形を１つの組みとして、各組を縦横（５×５）規則的に配列するように評価パターンを描画する場合を示している。複数の組を描画するのは偏向位置による寸法／形状の変化を評価するためである。各評価パターンの位置を計測することで、偏向領域内での偏向位置のずれ量を確認すると共に、すべての評価パターンを１つの図形とみなして、その図形形状から偏向領域形状を確認していた。

しかしながら、昨今のパターンの微細化に伴い、より高精度な描画位置に描画するために偏向領域の縮小化が進んでいる（例えば、特許文献１参照）。そのため、図９に示すような同じ偏向領域内に多くの評価パターンを配置することが困難になってきている。例えば、同じ偏向領域内に評価パターンを縦横１×１個、乃至は２×２個程度しか配置することができないサイズにまで、偏向領域の縮小化が進んでいる。かかる個数では、高精度な偏向形状を特定することが困難になっている。

特開２０１１−２２８４９８号公報

そこで、本発明は、かかる問題を克服し、偏向領域の縮小化が進んでも偏向領域形状誤差を取得可能な方法及び荷電粒子ビーム描画方法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の偏向形状誤差取得方法は、
荷電粒子ビームを偏向する偏向器によって偏向される偏向領域が並ぶ複数の偏向領域におけるかかる偏向領域の配列ピッチとは異なるピッチで、荷電粒子ビームを用いてかかる偏向領域よりも小さい複数の図形パターンを描画する工程と、
当該図形パターンが描画された位置を含む偏向領域と当該図形パターンが描画された位置との位置関係に基づいて、偏向領域と同じサイズの１つの仮想偏向領域の中に前記複数の図形パターンの描画位置を合成する工程と、
合成された各図形パターンの描画位置を用いて、偏向領域にパターンを描画した場合における形状誤差を算出し、出力する工程と、
を備えたことを特徴とする。

また、上述した偏向器は、それぞれ偏向される領域サイズが異なる２段以上の偏向器によって構成され、
上述した偏向領域の形状誤差は、偏向領域より大きい上段の偏向領域の位置依存誤差を補正した値を用いると好適である。

或いは、偏向領域は、上述した最大偏向領域の次に大きい偏向領域であるように構成しても好適である。

また、本発明の他の態様の荷電粒子ビームの偏向形状誤差取得方法は、
荷電粒子ビームを偏向する３段の偏向器によってそれぞれ偏向される領域サイズの異なる大きい方から順に第１と第２と第３の偏向領域のうちの第３の偏向領域の配列ピッチとは異なるピッチで、荷電粒子ビームを用いて第３の偏向領域よりも小さい複数の第１の図形パターンを描画すると共に、第２の偏向領域内の位置依存性を評価するための複数の第２の図形パターンを第２の偏向領域内で位置が異なるように描画する工程と、
描画された複数の第２の図形パターンの描画位置を用いて、第２の偏向領域内における位置依存誤差を算出する工程と、
描画された各第１の図形パターンの描画位置に対してそれぞれ近傍の第２の偏向領域の位置依存誤差を用いて、各第１の図形パターンの描画位置を補正する工程と、
当該第１の図形パターンが描画された位置を含む第３の偏向領域と当該第１の図形パターンが描画された位置との位置関係に基づいて、第３の偏向領域と同じサイズの仮想的な１つの第３の偏向領域の中に、補正後の複数の第１の図形パターンの描画位置を合成する工程と、
合成された各図形パターンの描画位置を用いて、第３の偏向領域にパターンを描画した場合における形状誤差を算出し、出力する工程と、
を備えたことを特徴とする。

また、本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
上述したいずれか記載の荷電粒子ビームの偏向形状誤差取得方法によって取得された形状誤差を用いて、描画位置を補正する工程と、
補正された描画位置に、荷電粒子ビームを用いてパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、偏向領域の縮小化が進んでも偏向領域形状誤差を取得できる。よって、高精度にパターンを描画できる。

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。 実施の形態１における各領域を説明するための概念図である。 実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態１における評価パターンの描画手法の一例と計測位置の一例と偏向形状の一例とを示す概念図である。 実施の形態１における評価パターンの描画手法の他の一例と計測位置の一例と偏向形状の一例とを示す概念図である。 実施の形態２における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態２における評価パターンの描画手法の一例と計測位置の一例と偏向形状の一例とを示す概念図である。 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。 偏向形状を評価するための評価パターンの一例を示す図である。 実施の形態３における評価パターンの描画手法の一例と計測位置の一例と偏向形状の一例とを示す概念図である。

以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。また、荷電粒子ビーム装置の一例として、可変成形型の描画装置について説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。図１において、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。特に、可変成形型（ＶＳＢ型）の描画装置の一例である。描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、ブランキング偏向器（ブランカー）２１２、ブランキングアパーチャ２１４、第１の成形アパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２の成形アパーチャ２０６、対物レンズ２０７、主偏向器２０８、副偏向器２０９、及び副副偏向器２１６が配置されている。描画室１０３内には、少なくともＸＹ方向に移動可能なＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、レジストが塗布された描画対象となる試料１０１（基板）が配置される。試料１０１には、半導体装置を製造するための露光用のマスクやシリコンウェハ等が含まれる。マスクにはマスクブランクスが含まれる。

制御部１６０は、制御計算機ユニット１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１２０、ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプユニット１３０，１３２，１３４，１３６（偏向アンプ）、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２を有している。制御計算機ユニット１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１２０、及び記憶装置１４０，１４２は、図示しないバスを介して互いに接続されている。偏向制御回路１２０にはＤＡＣアンプユニット１３０，１３２，１３４，１３６が接続されている。ＤＡＣアンプユニット１３０は、ブランキング偏向器２１２に接続されている。ＤＡＣアンプユニット１３２は、副偏向器２０９に接続されている。ＤＡＣアンプユニット１３４は、主偏向器２０８に接続されている。ＤＡＣアンプユニット１３６は、副副偏向器２１６に接続されている。

また、制御計算機ユニット１１０内には、ショットデータ生成部５０、補正部５２、及び描画制御部５４が配置される。ショットデータ生成部５０、補正部５２、及び描画制御部５４といった各機能は、プログラムといったソフトウェアで構成されても良い。或いは、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。ショットデータ生成部５０、補正部５２、及び描画制御部５４内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ１１２に記憶される。

描画データが外部から入力され、記憶装置１４０に格納されている。

ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成を記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。

図２は、実施の形態１における各領域を説明するための概念図である。図２において、試料１０１の描画領域１０は、主偏向器２０８（第１の偏向器）の偏向可能幅で、例えばｙ方向に向かって短冊状に複数のストライプ領域２０に仮想分割される。そして、主偏向器２０８（第１の偏向器）の偏向可能幅で、ストライプ領域２０をｘ方向に分割した領域が主偏向器２０８（第１の偏向器）の偏向領域（第１の偏向領域：最大偏向領域、或いは主偏向領域）となる。この偏向領域は、副偏向器２０９（第２の偏向器）の偏向可能サイズで、メッシュ状に複数のサブフィールド（ＳＦ）３０（第２の偏向領域）に仮想分割される。そして、各ＳＦ３０は、副副偏向器２１６（第３の偏向器）の偏向可能サイズで、メッシュ状に複数のアンダーサブフィールド（ＵＳＦ：ここでは第３の偏向を意味するＴｅｒｔｉａｒｙ Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄの略語を用いて「ＴＦ」とする。以下、同じ）４０（第３の偏向領域：小偏向領域の一例）に仮想分割される。そして、各ＴＦ４０の各ショット位置４２にショット図形が描画される。このように、電子ビーム２００を偏向する３段の偏向器によって、各偏向領域は、それぞれ偏向される領域サイズの異なる大きい方から順に主偏向領域、ＳＦ３０、ＴＦ４０となる。

偏向制御回路１２０からＤＡＣアンプユニット１３０に対して、ブランキング制御用のデジタル信号が出力される。そして、ＤＡＣアンプユニット１３０では、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、ブランキング偏向器２１２に印加する。かかる偏向電圧によって電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットのビームが形成される。

偏向制御回路１２０からＤＡＣアンプユニット１３４に対して、主偏向制御用のデジタル信号が出力される。そして、ＤＡＣアンプユニット１３４では、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、主偏向器２０８に印加する。かかる偏向電圧によって電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットのビームがメッシュ状に仮想分割された所定のサブフィールド（ＳＦ）の基準位置（例えば、該当するＳＦの中心位置或いは左下の角位置等）に偏向される。また、ＸＹステージ１０５が連続移動しながら描画する場合には、かかる偏向電圧には、ステージ移動に追従するトラッキング用の偏向電圧も含まれる。

偏向制御回路１２０からＤＡＣアンプユニット１３２に対して、副偏向制御用のデジタル信号が出力される。そして、ＤＡＣアンプユニット１３２では、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、副偏向器２０９に印加する。かかる偏向電圧によって電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットのビームが最小偏向領域となるＴＦ４０の基準位置（例えば、該当するＴＦの中心位置或いは左下の角位置等）に偏向される。

偏向制御回路１２０からＤＡＣアンプユニット１３６に対して、副副偏向制御用のデジタル信号が出力される。そして、ＤＡＣアンプユニット１３６では、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、副副偏向器２１６に印加する。かかる偏向電圧によって電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットのビームがＴＦ４０内の各ショット位置に偏向される。

描画装置１００では、複数段の偏向器を用いて、ストライプ領域２０毎に描画処理を進めていく。ここでは、一例として、主偏向器２０８、副偏向器２０９、及び副副偏向器２１６といった３段偏向器が用いられる。ＸＹステージ１０５が例えば−ｘ方向に向かって連続移動しながら、１番目のストライプ領域２０についてｘ方向に向かって描画を進めていく。そして、１番目のストライプ領域２０の描画終了後、同様に、或いは逆方向に向かって２番目のストライプ領域２０の描画を進めていく。以降、同様に、３番目以降のストライプ領域２０の描画を進めていく。そして、主偏向器２０８（第１の偏向器）が、ＸＹステージ１０５の移動に追従するように、ＳＦ３０の基準位置Ａに電子ビーム２００を順に偏向する。また、副偏向器２０９（第２の偏向器）が、各ＳＦ３０の基準位置Ａから、ＴＦ４０の基準位置Ｂに電子ビーム２００を順に偏向する。そして、副副偏向器２１６（第３の偏向器）が、各ＴＦ４０の基準位置Ｂから、当該ＴＦ４０内に照射されるビームのショット位置４２に電子ビーム２００を偏向する。このように、主偏向器２０８、副偏向器２０９、及び副副偏向器２１６は、サイズの異なる偏向領域をもつ。そして、ＴＦ４０は、かかる複数段の偏向器の偏向領域のうち、最小偏向領域となる。

ここで、ＳＦ３０は、例えば、１０μｍ角のサイズで作成される。これに対して、ＴＦ４０は、例えば、０．５μｍ角のサイズで作成される。偏向されたパターンの形状を評価するための評価パターンは、パターン位置測定器で測定可能なサイズで形成される必要がある。パターン位置測定器は、例えば、０．２μｍ以上のサイズが測定可能である。そこで、評価パターンが、１ショットあたり、例えば、０．３５μｍ角のサイズで作成されると、０．５μｍ角のサイズのＴＦ４０内には、評価パターンが１つだけしか配置することができなくなってしまう。或いは、評価パターンの基準位置（例えば、左下の角位置）が含まれるように描画すれば、縦横２×２個の評価パターンを描画することができる。しかし、上述したように、かかる個数では、ＴＦ４０内の各位置における位置誤差を特定できるほどの精度を持ったＴＦ４０の偏向形状を特定することは困難である。そこで、実施の形態１では、あえて、１つのＴＦ４０内に多数の評価パターンを描画するのではなく、以下の手法でＴＦ４０の偏向形状を特定する。

図３は、実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図３において、実施の形態１における描画方法は、偏向形状誤差取得工程（Ｓ１００）と、ショットデータ生成工程（Ｓ１２４）と、位置補正工程（Ｓ１２６）と、描画工程（Ｓ１２８）という一連の工程を実施する。また、偏向形状誤差取得方法となる、偏向形状誤差取得工程（Ｓ１００）は、その内部工程として、評価パターン描画工程（Ｓ１０２）と、現像・エッチング工程（Ｓ１０４）と、ＴＦ評価パターン測定工程（Ｓ１１４）と、合成工程（Ｓ１２０）と、ｎ次フィッティング工程（Ｓ１２２）という一連の工程を実施する。

評価パターン描画工程（Ｓ１０２）として、描画装置１００により、評価基板に評価パターンを描画する。評価基板として、例えば、ガラス基板上にクロム（Ｃｒ）膜等の遮光膜が形成され、遮光膜上にレジスト膜が形成された基板を用いると好適である。評価パターン描画工程（Ｓ１０２）では、描画装置１００により、電子ビームを偏向する偏向器（例えば、副副偏向器２１６）によって偏向される偏向領域が並ぶ複数の偏向領域における偏向領域の配列ピッチとは異なるピッチで、電子ビームを用いてかかる偏向領域よりも小さい複数の図形パターンを描画する。偏向形状誤差を取得したい偏向領域が、例えば、副副偏向器２１６によって偏向される偏向領域（ＴＦ４０）の場合、ＴＦ４０の配列ピッチとは異なるピッチで、電子ビームを用いてかかるＴＦ４０よりも小さい複数の図形パターンを描画する。偏向形状誤差を取得したい偏向領域が、例えば、副偏向器２０９によって偏向される偏向領域（ＳＦ３０）の場合、ＳＦ３０の配列ピッチとは異なるピッチで、電子ビームを用いてかかるＳＦ３０よりも小さい複数の図形パターンを描画する。偏向形状誤差を取得したい偏向領域が、例えば、主偏向器２０８によって偏向される偏向領域の場合、主偏向器２０８の偏向領域の配列ピッチとは異なるピッチで、電子ビームを用いてかかる主偏向器２０８の偏向領域よりも小さい複数の図形パターンを描画する。以下、偏向形状誤差を取得したい偏向領域が、例えば、副副偏向器２１６によって偏向される偏向領域（ＴＦ４０）の場合を一例として説明する。

図４は、実施の形態１における評価パターンの描画手法の一例と計測位置の一例と偏向形状の一例とを示す概念図である。図４（ａ）に示すように、ＴＦ４０（偏向領域、第３の偏向領域の一例）のｘ方向およびｙ方向の寸法（配列ピッチ）Ｐ１とは異なるピッチＰ２で、電子ビーム２００を用いてＴＦ４０よりも小さいＴＦ評価用の複数の図形パターン６０（評価パターン：第１の図形パターン）を描画する。図４（ａ）の例では、複数の図形パターン６０は、例えば矩形の図形パターン６１〜図形パターン６９を含む。例えば、ＴＦ４０の配列ピッチＰ１の整数倍ではないピッチＰ２で描画する。図形パターン６０の配置ピッチＰ２は、ＴＦ４０の配列ピッチＰ１より大きい方が好適である。図形パターン６０の配置ピッチＰ２は、例えば、ＴＦ４０の配列ピッチＰ１より大きく、ＴＦ４０の配列ピッチＰ１の整数倍（例えば２倍）よりも小さいサイズに設定すると好適である。

図４（ａ）の例では、あるＳＦ３０内の一部の領域における格子状の複数のＴＦ４０に、複数の図形パターン６１〜６９を描画する。例えば、ＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向右隅の位置に図形パターン６１を、ＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向中央の位置に図形パターン６２を、ＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向左隅の位置に図形パターン６３を、描画する。同様に、ＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向右隅の位置に図形パターン６４を、ＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向中央の位置に図形パターン６５を、ＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向左隅の位置に図形パターン６６を、描画する。同様に、ＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向右隅の位置に図形パターン６７を、ＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向中央の位置に図形パターン６８を、ＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向左隅の位置に図形パターン６９を、描画する。これにより、例えば、複数のＴＦ４０内に、それぞれＴＦ４０内での描画位置が異なる各１つずつの図形パターン６１〜６９が描画できる。

現像・エッチング工程（Ｓ１０４）として、複数の図形パターン６０が描画された評価基板を現像し、レジストパターンを形成する。そして、かかるレジストパターンをマスクにして露出した遮光膜をエッチングする。そして、レジストパターンを図示しないアッシング等により除去することで、評価基板上に遮光膜のパターンを形成できる。これにより、例えば、複数のＴＦ４０内に、それぞれＴＦ４０内での描画位置が異なる各１つずつの遮光膜パターンを形成できる。

ＴＦ評価パターン測定工程（Ｓ１１４）として、パターン位置測定器を用いて、評価基板上に形成された各遮光膜パターン（図形パターン）の位置を測定する。

合成工程（Ｓ１２０）として、当該図形パターンが描画された位置を含むＴＦ４０と当該図形パターンが描画された位置との位置関係に基づいて、ＴＦ４０と同じサイズの仮想偏向領域となる１つのＴＦ４０の中にかかる複数の図形パターン（第１の図形パターン）の描画位置を合成する。複数の図形パターンの測定結果が得られたので、それぞれにおけるＴＦ４０の基準位置からの相対位置を得ることができる。具体的には、図４（ｂ）に示すように、図形パターン６１（遮光膜パターン）は、ＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向右隅の位置７１に、図形パターン６２（遮光膜パターン）は、ＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向中央の位置７２に、図形パターン６３（遮光膜パターン）は、ＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向左隅の位置７３に、図形パターン６４（遮光膜パターン）は、ＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向右隅の位置７４に、図形パターン６５（遮光膜パターン）は、ＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向中央の位置７５に、図形パターン６６（遮光膜パターン）は、ＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向左隅の位置７６に、図形パターン６７（遮光膜パターン）は、ＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向右隅の位置７７に、図形パターン６８（遮光膜パターン）は、ＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向中央の位置７８に、図形パターン６９（遮光膜パターン）は、ＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向左隅の位置７９に、それぞれ合成される。各図形パターンと合成に用いたＴＦ４０との相対位置の誤差（偏向領域形状誤差）が無ければ、図４（ｂ）に示すように、縦横３×３に規則的に配置されることになる。しかしながら、各図形パターンがずれて描画された場合には、その位置もずれる。よって、図４（ｃ）に示すように、合成後の各位置７１〜７９もずれることになる。理想的には正方形のＴＦ４０の偏向領域形状が、図４（ｃ）に示すように、歪みをもった形状になる。

ｎ次フィッティング工程（Ｓ１２２）として、描画された複数の図形パターンの描画位置７１〜７９のずれ量を多項式で近似して、ＴＦ４０の偏向領域形状誤差を算出する。ｘ方向およびｙ方向について、それぞれ、例えば、３次の多項式で近似すると好適である。言い換えれば、近似することで、多項式の各係数を求める。設計上の座標（ｘ，ｙ）でのＴＦ４０の偏向形状誤差に起因するずれ量（Δｘ’，Δｙ’）は、例えば、以下の式（１）と式（２）で近似できる。
（１） Δｘ’＝ａ_０＋ａ_１ｘ＋ａ_２ｙ＋ａ_３ｘ^２＋ａ_４ｘｙ＋ａ_５ｙ^２＋ａ_６ｘ^３
＋ａ_７ｘ^２ｙ＋ａ_８ｘｙ^２＋ａ_９ｙ^３
（２） Δｙ’＝ｂ_０＋ｂ_１ｘ＋ｂ_２ｙ＋ｂ_３ｘ^２＋ｂ_４ｘｙ＋ｂ_５ｙ^２＋ｂ_６ｘ^３
＋ｂ_７ｘ^２ｙ＋ｂ_８ｘｙ^２＋ｂ_９ｙ^３

以上のようにして、合成された各図形パターンの描画位置を用いて、小偏向領域にパターンを描画した場合における形状誤差を算出する。そして、得られたＴＦ４０の偏向領域形状誤差を示す、多項式或いは多項式の各係数をＴＦ形状誤差データとして、出力する。出力されたＴＦ形状誤差データは、描画装置１００が入力し、記憶装置１４２に格納する。

以上のように、実施の形態１によれば、かかる手法を用いることで、偏向領域の縮小化が進んでもＴＦ４０の偏向領域における形状誤差を取得できる。なお、図４の例では、ＳＦ３０の一部の領域（例えば、５×５個のＴＦ４０が配置できる領域）でＴＦ４０の各位置について１つずつのデータを取得した。しかし、ＴＦ４０の偏向領域形状誤差の取得方法は、これに限るものではない。例えば、ＴＦ４０の各位置について複数のデータを取得することで、さらに、精度を向上させてもよい。

図５は、実施の形態１における評価パターンの描画手法の他の一例と計測位置の一例と偏向形状の一例とを示す概念図である。図５（ａ）に示すように、ＴＦ４０（小偏向領域）のｘ方向およびｙ方向における配列ピッチＰ１とは異なるピッチＰ２で、電子ビーム２００を用いてＴＦ４０よりも小さいＴＦ評価用の複数の図形パターン６０（評価パターン：第１の図形パターン）を描画する。図５（ａ）の例では、図４と同様、複数の図形パターン６０は、図形パターン６１〜図形パターン６９を含む。例えば、ＴＦ４０の配列ピッチＰ１の整数倍ではないピッチＰ２で描画する。図形パターン６０の配置ピッチＰ２は、ＴＦ４０の配列ピッチＰ１より大きい方が好適である。図形パターン６０の配置ピッチＰ２は、例えば、ＴＦ４０の配列ピッチＰ１より大きく、ＴＦ４０の配列ピッチＰ１の整数倍（例えば２倍）よりも小さいサイズに設定すると好適である。

図５（ａ）の例では、あるＳＦ３０内の図４（ａ）で示した領域よりも大きい領域における格子状の複数のＴＦ４０に、複数の図形パターン６１〜６９を描画する。例えば、ＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向右隅の位置に図形パターン６１を、ＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向中央の位置に図形パターン６２を、ＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向左隅の位置に図形パターン６３を、描画する。そして、かかる３つの図形パターン６１〜６３を、ｘ方向に向かって、同様のピッチで繰り返し描画する。ｙ方向位置は、変更せずに同じ位置で描画するとよい。これにより、図形パターン６１ａ〜６３ａと図形パターン６１ｂ〜６３ｂと図形パターン６１ｃ〜６３ｃとが配置される。

同様に、ＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向右隅の位置に図形パターン６４を、ＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向中央の位置に図形パターン６５を、ＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向左隅の位置に図形パターン６６を、描画する。そして、かかる３つの図形パターン６４〜６６を、ｘ方向に向かって、同様のピッチで繰り返し描画する。ｙ方向位置は、変更せずに同じ位置で描画するとよい。これにより、図形パターン６４ａ〜６６ａと、符号は図示せず省略しているが同様に、図形パターン６４ｂ〜６６ｂと図形パターン６４ｃ〜６６ｃとが配置される。

同様に、ＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向右隅の位置に図形パターン６７を、ＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向中央の位置に図形パターン６８を、ＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向左隅の位置に図形パターン６９を、描画する。そして、かかる３つの図形パターン６７〜６９を、ｘ方向に向かって、同様のピッチで繰り返し描画する。ｙ方向位置は、変更せずに同じ位置で描画するとよい。これにより、図形パターン６７ａ〜６９ａと、符号は図示せず省略しているが同様に、図形パターン６７ｂ〜６９ｂと図形パターン６７ｃ〜６９ｃとが配置される。

以上により、例えば、複数のＴＦ４０内に、それぞれＴＦ４０内での描画位置が異なる各３つずつの図形パターン６１（ａ〜ｃ）〜６９（ａ〜ｃ）が描画できる。図５（ａ）の例では、３回の同様の図形パターンがえられるように繰り返したが、繰り返し回数はこれに限るものではなく、さらに、多くても好適である。

そして、現像・エッチング工程（Ｓ１０４）として、複数の図形パターン６０が描画された評価基板を現像し、レジストパターンを形成する。そして、かかるレジストパターンをマスクにして露出した遮光膜をエッチングする。そして、レジストパターンを図示しないアッシング等により除去することで、評価基板上に遮光膜のパターンを形成できる。これにより、例えば、複数のＴＦ４０内に、それぞれＴＦ４０内での描画位置が異なる各３つずつの遮光膜パターンを形成できる。

そして、ＴＦ評価パターン測定工程（Ｓ１１４）として、パターン位置測定器を用いて、評価基板上に形成された各図形パターン６１〜６９（遮光膜パターン）の位置を測定する。

合成工程（Ｓ１２０）として、当該図形パターンが描画された位置を含むＴＦ４０と当該図形パターンが描画された位置との位置関係に基づいて、１つのＴＦ４０の中にかかる複数の図形パターン（第１の図形パターン）の描画位置を合成する。ここでは、ＴＦ４０内の各位置について、複数の図形パターンの測定結果が得られたので、それぞれにおけるＴＦ４０の基準位置からの相対位置を得ることができる。合成する際には、その平均値を用いることで誤差を平均化することができる。具体的には、図５（ｂ）に示すように、図形パターン６１ａ〜６１ｃ（遮光膜パターン）の位置の平均値（平均位置）は、ＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向右隅の位置７１に、図形パターン６２ａ〜６２ｃ（遮光膜パターン）の位置の平均値（平均位置）は、ＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向中央の位置７２に、図形パターン６３ａ〜６３ｃ（遮光膜パターン）の位置の平均値（平均位置）は、ＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向左隅の位置７３に、図形パターン６４ａ〜６４ｃ（遮光膜パターン）の位置の平均値（平均位置）は、ＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向右隅の位置７４に、図形パターン６５ａ〜６５ｃ（遮光膜パターン）の位置の平均値（平均位置）は、ＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向中央の位置７５に、図形パターン６６ａ〜６６ｃ（遮光膜パターン）の位置の平均値（平均位置）は、ＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向左隅の位置７６に、図形パターン６７ａ〜６７ｃ（遮光膜パターン）の位置の平均値（平均位置）は、ＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向右隅の位置７７に、図形パターン６８ａ〜６８ｃ（遮光膜パターン）の位置の平均値（平均位置）は、ＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向中央の位置７８に、図形パターン６９ａ〜６９ｃ（遮光膜パターン）の位置の平均値（平均位置）は、ＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向左隅の位置７９に、それぞれ合成される。偏向領域形状誤差が無ければ、図５（ｂ）に示すように、縦横３×３に規則的に配置されることになる。しかしながら、各図形パターンがずれて描画された場合には、その位置もずれる。よって、図５（ｃ）に示すように、合成後の各位置７１〜７９もずれることになる。理想的には正方形が望ましいＴＦ４０の偏向領域形状が、図５（ｃ）に示すように、歪みをもった形状になる。図５の例では、複数のデータの平均値を用いることで、ＴＦ４０の偏向領域形状誤差の精度をより向上させることができる。

描画装置１００は、以上のようにして得られたＴＦ４０の偏向領域形状誤差データ（ＴＦ形状誤差データ）を利用して、ＴＦ内の位置を補正した位置に各ショットのビームを照射する。具体的には以下のように動作する。

ショットデータ生成工程（Ｓ１２４）として、ショットデータ生成部５０は、記憶装置１４０から描画データを入力して、複数段のデータ変換処理を行って、描画対象となる各図形パターンを１回のショットで照射可能なサイズのショット図形に分割し、描画装置固有のフォーマットとなるショットデータを生成する。ショットデータとして、ショット毎に、例えば、各ショット図形の図形種を示す図形コード、図形サイズ、及び描画位置等が定義される。

位置補正工程（Ｓ１２６）として、補正部５２は、上述した偏向形状誤差取得方法によって取得された偏向形状誤差を用いて、描画位置を補正する。具体的には、補正部５２は、記憶装置１４２からＴＦ形状誤差データを読み出し、ショット毎に、設計上のＴＦ４０内の描画位置についてＴＦ形状誤差分を補正する。例えば、設計上のＴＦ４０内の描画位置座標（ｘ，ｙ）をｎ次フィッティング工程（Ｓ１２２）で得られた多項式に代入し、ずれ量（Δｘ’，Δｙ’）を演算する。そして、例えば、設計上の描画位置座標（ｘ，ｙ）からずれ量（Δｘ’，Δｙ’）を差分した位置（ｘ−Δｘ’，ｙ−Δｙ’）を補正後の描画位置とすればよい。

描画工程（Ｓ１２８）として、描画制御部５４は、ショット毎に、補正後の描画位置を偏向制御回路１２０に出力し、偏向制御回路１２０は、かかる補正後の位置に描画するための偏向量を演算する。そして、かかる補正後の偏向量をＴＦ４０内の相対位置へと偏向する副副偏向器２１６用のＤＡＣアンプ１３６に出力する。その他、偏向制御回路１２０は、必要な照射量分の照射時間になる偏向データをブランキング偏向器２１２用のＤＡＣアンプ１３０に出力する。同様に、主偏向器２０８用のＤＡＣアンプ１３４に出力する。同様に、ＳＦ３０内の相対位置へと偏向する副偏向器２０９用のＤＡＣアンプ１３２に出力する。

また、描画制御部５４は、描画部１５０を制御して、描画処理を開始する。描画部１５０は、補正された描画位置に、荷電粒子ビームを用いてパターンを描画する。具体的には、以下のように動作する。ＤＡＣアンプ１３０は、偏向制御回路１２０からのデジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅した上で偏向電圧としてブランキング偏向器２１２に印加する。ＤＡＣアンプ１３２は、偏向制御回路１２０からのデジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅した上で偏向電圧として副偏向器２０９に印加する。ＤＡＣアンプ１３４は、偏向制御回路１２０からのデジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅した上で偏向電圧として主偏向器２０８に印加する。ＤＡＣアンプ１３６は、偏向制御回路１２０からのデジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅した上で偏向電圧として副副偏向器２１６に印加する。

電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、ブランキング偏向器２１２内を通過する際にブランキング偏向器２１２によって、例えば、ビームＯＮの状態では、ブランキングアパーチャ２１４を通過するように制御され、ビームＯＦＦの状態では、ビーム全体がブランキングアパーチャ２１４で遮へいされるように偏向される。ビームＯＦＦの状態からビームＯＮとなり、その後ビームＯＦＦになるまでにブランキングアパーチャ２１４を通過した電子ビーム２００が１回の電子ビームのショットとなる。ブランキング偏向器２１２は、通過する電子ビーム２００の向きを制御して、ビームＯＮの状態とビームＯＦＦの状態とを交互に生成する。例えば、ビームＯＮの状態では電圧を印加せず、ビームＯＦＦの際にブランキング偏向器２１２に電圧を印加すればよい。かかる各ショットの照射時間で試料１０１に照射される電子ビーム２００のショットあたりの照射量が調整されることになる。

以上のようにブランキング偏向器２１２とブランキングアパーチャ２１４を通過することによって生成された各ショットの電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形の穴を持つ第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。偏向器２０５によって、かかる第２の成形アパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させる（可変成形を行なう）ことができる。かかる可変成形はショット毎に行なわれ、通常ショット毎に異なるビーム形状と寸法に成形される。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、主偏向器２０８、副偏向器２０９及び副副偏向器２１６によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料１０１の所望する位置に照射される。以上のように、各偏向器によって、電子ビーム２００の複数のショットが順に基板となる試料１０１上へと偏向される。

以上のように、実施の形態１によれば、ＴＦ４０の偏向領域形状誤差が補正された位置に各ショットのビームを照射できる。よって、より精度の高い位置にパターンを描画できる。

なお、上述した例では、ＴＦ４０の偏向領域形状誤差を求めたが、同様の手法でＳＦ３０の偏向領域形状誤差を求めてもよい。言い換えれば、ＳＦ３０（小偏向領域の他の一例）のｘ方向およびｙ方向における配列ピッチＰ１とは異なるピッチＰ２で、電子ビーム２００を用いてＳＦ３０よりも小さいＳＦ評価用の複数の図形パターン６０（評価パターン：第１の図形パターン）を描画する。図４（ａ）の例では、ＴＦ４０をＳＦ３０と読み替えればよい。複数の図形パターン６０は、図形パターン６１〜図形パターン６９を含む。例えば、ＳＦ３０の配列ピッチＰ１の整数倍ではないピッチＰ２で描画する。図形パターン６０の配置ピッチＰ２は、ＳＦ３０の配列ピッチＰ１より大きい方が好適である。図形パターン６０の配置ピッチＰ２は、例えば、ＳＦ３０の配列ピッチＰ１より大きく、ＳＦ３０の配列ピッチＰ１の整数倍（例えば２倍）よりも小さいサイズに設定すると好適である。このように、最大偏向領域（主偏向領域）の次に大きいＳＦ３０について、上述した手法を適用してもよい。実施の形態１では、３段偏向で電子ビーム２００を偏向する描画装置１００に対して３段目のＴＦ４０の偏向形状誤差を取得する際に適用したが、かかる３段偏向の１段目のストライプ２０、２段目のＳＦ３０に適用してもよい。或いは、主副２段の２段偏向の描画装置について、１段目のストライプ２０、２段目のＳＦ３０に適用してもよい。或いは、主１段の１段偏向の描画装置について適用してもよい。このように、偏向領域の縮小化に関わらず、偏向領域形状誤差を取得する際に同様の手法を用いても好適である。

実施の形態２．
実施の形態１において、図４（ａ）の例では、ＴＦ４０の主要位置、例えば３×３の９か所の位置について１つずつ評価パターンの位置を取得した。かかる手法では、各位置のデータ数が１つずつなので母数が少ないことによる補正残差が残り得る一方、例えば、ＳＦ３０内における光軸近傍の領域を用いることでＳＦ３０内の位置依存誤差の影響を小さくできるというメリットがある。一方、図５（ａ）の例では、ＴＦ４０の主要位置、例えば３×３の９か所の位置について複数（例えば、３つ）ずつ評価パターンの位置を取得した。かかる手法では、各位置のデータ数が複数ありその平均を用いることで母数が増え補正残差を小さくできるというメリットがある一方、例えば、ＳＦ３０内の広範囲の領域を用いることでＳＦ３０内の位置依存誤差の影響を受ける可能性があるというデメリットがある。そこで、実施の形態２では、ＴＦ４０の主要位置、例えば３×３の９か所の位置について複数（例えば、３つ）ずつ評価パターンの位置を取得しながらＳＦ３０内の位置依存誤差も補正する構成について説明する。

実施の形態２における描画装置の構成は、図１と同様である。以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。

図６は、実施の形態２における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図７において、実施の形態２における描画方法は、偏向形状誤差取得工程（Ｓ１００）と、ショットデータ生成工程（Ｓ１２４）と、位置補正工程（Ｓ１２６）と、描画工程（Ｓ１２８）という一連の工程を実施する点で図３と同様である。但し、偏向形状誤差取得方法となる、偏向形状誤差取得工程（Ｓ１００）において、その内部工程として、評価パターン描画工程（Ｓ１０１）と、現像・エッチング工程（Ｓ１０４）と、ＳＦ位置依存評価パターン測定工程（Ｓ１０６）と、判定工程（Ｓ１０８）と、１次フィッティング工程（Ｓ１１２）と、ＴＦ評価パターン測定工程（Ｓ１１４）と、ＴＦ評価パターン測定工程（Ｓ１１５）と、ＳＦ位置依存補正工程（Ｓ１１６）と、合成工程（Ｓ１２０）と、ｎ次フィッティング工程（Ｓ１２２）という一連の工程を実施する。

評価パターン描画工程（Ｓ１０１）として、描画装置１００により、評価基板に評価パターンを描画する。評価基板は、実施の形態１と同様である。

図７は、実施の形態２における評価パターンの描画手法の一例と計測位置の一例と偏向形状の一例とを示す概念図である。図７（ａ）に示すように、ＴＦ４０（小偏向領域）のｘ方向およびｙ方向における配列ピッチＰ１とは異なるピッチＰ２で、電子ビーム２００を用いてＴＦ４０よりも小さいＴＦ評価用の複数の図形パターン６０（評価パターン：第１の図形パターン）を描画する点は図５（ａ）と同様である。ここでは、図５（ａ）と同様、複数のＴＦ４０に、複数の図形パターンを描画する。例えば、ＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向右隅の位置と、ＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向中央の位置と、ＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向左隅の位置とに、それぞれ図形パターンを描画する。そして、かかる３つの図形パターンを、ｘ方向に向かって、同様のピッチで繰り返し描画する。ｙ方向位置は、変更せずに同じ位置で描画するとよい。これにより、図形パターン６１ａ〜６３ａと、図形パターン６１ｂ〜６３ｂとが配置される。

同様に、ＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向右隅の位置と、ＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向中央の位置と、ＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向左隅の位置とに、それぞれ図形パターンを描画する。そして、かかる３つの図形パターンを、ｘ方向に向かって、同様のピッチで繰り返し描画する。ｙ方向位置は、変更せずに同じ位置で描画するとよい。これにより、図形パターン６４ａ〜６６ａと、図形パターン６４ｂ〜６６ｂとが配置される。

同様に、ＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向右隅の位置と、ＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向中央の位置と、ＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向左隅の位置とに、それぞれ図形パターンを描画する。そして、かかる３つの図形パターンを、ｘ方向に向かって、同様のピッチで繰り返し描画する。ｙ方向位置は、変更せずに同じ位置で描画するとよい。これにより、図形パターン６７ａ〜６９ａと、図形パターン６７ｂ〜６９ｂとが配置される。

図７（ａ）の例では、かかる図形パターン６１〜６９で構成される複数の図形パターン６０を２段描画している。すなわち、上段側に複数の図形パターン６０ｂを下段側に複数の図形パターン６０ａを描画している。

以上により、例えば、複数のＴＦ４０内に、それぞれＴＦ４０内での描画位置が異なる各複数個ずつ（例えば３つずつ）の図形パターンが描画できる。図７（ａ）では、図５（ａ）と同様、３回の同様の図形パターンが得られるように繰り返したが、繰り返し回数はこれに限るものではなく、さらに、多くても好適である。

実施の形態２では、上述したＴＦ評価用の複数の図形パターン６０を描画すると共に、さらに、上段の偏向領域であるＳＦ３０内の位置依存性を評価するための複数のＳＦ位置依存評価パターン８０（第２の図形パターン）をＳＦ３０内で位置が異なるように描画する。図７（ａ）の例では、例えば、位置依存評価位置として、３×３の９か所にそれぞれＳＦ位置依存評価パターン８０を描画する。ＳＦ位置依存評価パターン８０は、図７（ｂ）に示すように、例えば、各位置のＴＦ４０内の４隅の角部に基準位置（例えば左下の角位置）が配置されるように、２×２個のＳＦ位置依存評価パターン８１〜８４を配置する。ＳＦ位置依存評価パターン８０は、ＳＦ位置依存評価パターン８１〜８４を含む。以上により、ＳＦ３０内の位置依存評価位置にそれぞれＳＦ位置依存評価パターン８０を描画できる。ＳＦ位置依存評価パターン８１〜８４は、図形パターン６０と同様のパターンでも良いし、パターン位置測定器で測定可能なサイズであればサイズの異なるパターンであってもよい。

そして、現像・エッチング工程（Ｓ１０４）により、ＴＦ評価用の複数の図形パターン６０に対応する遮光膜パターンと、ＳＦ３０内の位置依存性を評価するための複数のＳＦ位置依存評価パターン８０に対応する遮光膜パターンと、が得られる。

ＳＦ位置依存評価パターン測定工程（Ｓ１０６）として、まず、パターン位置測定器を用いて、評価基板上に形成された各ＳＦ位置依存評価パターン８０（８１〜８４）（遮光膜パターン）の位置を測定する。

判定工程（Ｓ１０８）として、まず、ＳＦ３０内の各位置依存評価位置で測定されたＳＦ位置依存評価パターン８０について、ＳＦ位置依存評価パターン８０毎に、図７（ｃ）に示すように、構成するＳＦ位置依存評価パターン８１〜８４の位置９１〜９４を繋ぎ合わせた評価図形を作成する。そして、ＳＦ３０内の各位置依存評価位置（３×３か所）で作成されたそれぞれの評価図形を重ね合わせて、評価図形間に許容範囲を超えるずれがないかどうかを判定する。ここで、評価図形間に許容範囲を超えるずれがない場合には、ＳＦ３０内の位置依存誤差が生じていない、或いは許容範囲内の誤差しか発生していないことになる。かかる場合には、ＴＦ評価パターン測定工程（Ｓ１１４）に進む。

評価図形間に許容範囲を超えるずれがない場合には、以下、実施の形態１と同様に、ＴＦ評価パターン測定工程（Ｓ１１４）と合成工程（Ｓ１１６）とｎ次フィッティング工程（Ｓ１２２）との各工程を実施する。一方、評価図形間に許容範囲を超えるずれが存在する場合には、１次フィッティング工程（Ｓ１１２）へと進む。

１次フィッティング工程（Ｓ１１２）として、ＳＦ３０内の各位置依存評価位置で測定されたＳＦ位置依存評価パターン８０毎に、構成するＳＦ位置依存評価パターン８１〜８４の位置９１〜９４のずれ量を多項式でフィッティングする。例えば、１次多項式でフィッティングすると好適である。言い換えれば、近似することで、多項式の各係数を求める。ＳＦ３０内の位置依存評価位置毎に、設計上の座標（ｘ，ｙ）でのＳＦ３０の位置依存誤差に起因する当該位置でのＴＦ４０内のずれ量（Δｘ”，Δｙ”）は、例えば、以下の式（３）と式（４）で近似できる。
（３） Δｘ”＝ｃ_０＋ｃ_１ｘ＋ｃ_２ｙ
（４） Δｙ”＝ｄ_０＋ｄ_１ｘ＋ｄ_２ｙ

以上のようにして、ＳＦ位置依存評価パターン８１〜８４の描画位置を用いて、描画された複数のＳＦ位置依存評価パターン８０の描画位置を多項式で近似して、ＳＦ３０内における位置依存誤差を算出する。

ＴＦ評価パターン測定工程（Ｓ１１５）として、パターン位置測定器を用いて、評価基板上に形成されたＴＦ評価用の複数の図形パターン６０（遮光膜パターン）の位置を測定する。

ＳＦ位置依存補正工程（Ｓ１１６）として、描画された各図形パターン６０の描画位置に対してそれぞれ近傍のＳＦ３０の位置依存誤差を用いて、各図形パターン６０の描画位置を補正する。例えば、図７（ａ）に示す、図形パターン６０ａを構成する図形パターン６１ａ，６２ａ，６４ａ，６５ａについては、ＳＦ３０におけるｙ方向下部のｘ方向左隅の位置依存評価位置での位置依存誤差で補正する。同様に、図形パターン６０ａを構成する図形パターン６３ａ，６１ｂ，６６ａ，６４ｂについては、ＳＦ３０内におけるｙ方向下部のｘ方向中央の位置依存評価位置での位置依存誤差で補正する。同様に、図形パターン６０ａを構成する図形パターン６２ｂ，６３ｂ，６５ｂ，６６ｂについては、ＳＦ３０内におけるｙ方向下部のｘ方向右隅の位置依存評価位置での位置依存誤差で補正する。

同様に、図形パターン６０ａを構成する図形パターン６７ｂ，６８ａと、図形パターン６０ｂを構成する、符号は図示せず省略した図形パターン６１ａ，６２ａについては、ＳＦ３０内におけるｙ方向中央部のｘ方向左隅の位置依存評価位置での位置依存誤差で補正する。同様に、図形パターン６０ａを構成する図形パターン６９ａ，６７ｂと、図形パターン６０ｂを構成する、符号は図示せず省略した図形パターン６３ａ，６１ｂについては、ＳＦ３０内におけるｙ方向中央部のｘ方向中央の位置依存評価位置での位置依存誤差で補正する。同様に、図形パターン６０ａを構成する図形パターン６８ｂ，６９ｂと、図形パターン６０ｂを構成する、符号は図示せず省略した図形パターン６２ｂ，６３ｂについては、ＳＦ３０内におけるｙ方向中央部のｘ方向右隅の位置依存評価位置での位置依存誤差で補正する。

同様に、図形パターン６０ｂを構成する、符号は図示せず省略した図形パターン６４ａ，６５ａ，６７ａ，６８ａについては、ＳＦ３０におけるｙ方向上部のｘ方向左隅の位置依存評価位置での位置依存誤差で補正する。同様に、図形パターン６０ｂを構成する、符号は図示せず省略した図形パターン６６ａ，６４ｂ，６９ａ，６７ｂについては、ＳＦ３０内におけるｙ方向上部のｘ方向中央の位置依存評価位置での位置依存誤差で補正する。同様に、図形パターン６０ｂを構成する、符号は図示せず省略した図形パターン６５ｂ，６６ｂ，６８ｂ，６９ｂについては、ＳＦ３０内におけるｙ方向上部のｘ方向右隅の位置依存評価位置での位置依存誤差で補正する。

補正の仕方は、各図形パターン６１〜６９の測定されたＴＦ４０内での相対位置（ｘ，ｙ）を該当する位置依存評価位置での多項式に代入して、ＳＦ３０の位置依存に起因したずれ量（Δｘ”，Δｙ”）を求める。そして、例えば、測定された相対位置（ｘ，ｙ）からずれ量（Δｘ”，Δｙ”）を差分した位置（ｘ−Δｘ”，ｙ−Δｙ”）を補正後の測定された相対位置（ｘ，ｙ）とすればよい。

以上のように、ＴＦ４０の形状誤差は、ＳＦ３０の位置依存誤差を補正した値を用いることで、ＳＦ３０の位置依存誤差を補正できる。以下、合成工程（Ｓ１２０）以降の各工程は、実施の形態１と同様である。すなわち、合成工程（Ｓ１２０）では、補正後の複数の図形パターン６０の描画位置が合成される。

以上のように、実施の形態２によれば、ＳＦ３０の位置依存誤差が補正されたＴＦ４０の偏向領域形状誤差を取得できる。かかる手法を用いることで、偏向領域の縮小化が進んでも高精度な偏向領域形状誤差を取得できる。

なお、上述した例では、ＳＦ３０の位置依存誤差が補正されたＴＦ４０の偏向領域形状誤差を求めたが、ＴＦ４０をＳＦ３０と読み替え、ＳＦ３０を主偏向領域と読み替えて、同様の手法でＳＦ３０の偏向領域形状誤差を求めてもよい。言い換えれば、主偏向領域の位置依存誤差が補正されたＳＦ３０の偏向領域形状誤差を求めても好適である。このように、最大偏向領域（主偏向領域）の次に大きいＳＦ３０について、上述した手法を適用してもよい。実施の形態２では、実施の形態１と同様、３段偏向で電子ビーム２００を偏向する描画装置１００に対して３段目のＴＦ４０の偏向形状誤差を取得する際に適用したが、かかる３段偏向の２段目のＳＦ３０に適用してもよい。或いは、主副２段の２段偏向の描画装置について、２段目のＳＦ３０に適用してもよい。或いは、４段偏向以上の描画装置について、２段目、３段目、４段目に適用してもよい。

実施の形態３．
上述した実施の形態１では、１つのＳＦ３０内にＴＦ評価用の複数の図形パターン６０（評価パターン：第１の図形パターン）を描画し、１つのＳＦ３０内においてＴＦ４０の偏向形状誤差を求める例を示したがこれに限るものでない。描画装置の構成は図１と同様である。また、実施の形態３における描画方法の要部工程を示すフローチャート図は、図３と同様である。以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。

図１０は、実施の形態３における評価パターンの描画手法の一例と計測位置の一例と偏向形状の一例とを示す概念図である。図１０に示すように、ＴＦ４０（小偏向領域、或いは第３の偏向領域）のｘ方向およびｙ方向の寸法（配列ピッチ）Ｐ１とは異なるピッチＰ２で、電子ビーム２００を用いてＴＦ４０よりも小さいＴＦ評価用の複数の図形パターン６０（評価パターン：第１の図形パターン）を描画する。ここで、実施の形態３では、ＳＦ３０（中間偏向領域、或いは第２の偏向領域）のサイズを小さく設定する。例えば、ＴＦ４０がｘ，ｙ方向にそれぞれ数個ずつ含まれる程度のサイズに設定する。図１０の例では、１つのＳＦ３０内に、ｘ，ｙ方向にそれぞれ３個ずつ、合計９個のＴＦ４０が含まれる場合を示している。そして、複数の図形パターン６０が、複数のＳＦ３０に跨るように描画する。図１０の例では、複数の図形パターン６０は、例えば矩形の図形パターン６１〜図形パターン６９を含む。

図１０の例では、矩形の図形パターン６１〜６９が、座標（ｉ，ｊ）のＳＦ３０内の複数のＴＦ４０と、座標（ｉ＋１，ｊ）のＳＦ３０内の複数のＴＦ４０と、座標（ｉ，ｊ＋１）のＳＦ３０内の複数のＴＦ４０と、座標（ｉ＋１，ｊ＋１）のＳＦ３０内の複数のＴＦ４０と、に分割されて描画される。

例えば、座標（ｉ，ｊ）のＳＦ３０内の１つのＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向右隅の位置に図形パターン６１を、座標（ｉ，ｊ）のＳＦ３０内の他の１つのＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向中央の位置に図形パターン６２を、座標（ｉ＋１，ｊ）のＳＦ３０内の１つのＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向左隅の位置に図形パターン６３を、描画する。同様に、座標（ｉ，ｊ）のＳＦ３０内の他の１つのＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向右隅の位置に図形パターン６４を、座標（ｉ，ｊ）のＳＦ３０内の他の１つのＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向中央の位置に図形パターン６５を、座標（ｉ＋１，ｊ）のＳＦ３０内の他の１つのＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向左隅の位置に図形パターン６６を、描画する。同様に、座標（ｉ，ｊ＋１）のＳＦ３０内の１つのＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向右隅の位置に図形パターン６７を、座標（ｉ，ｊ＋１）のＳＦ３０内の他の１つのＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向中央の位置に図形パターン６８を、座標（ｉ＋１，ｊ＋１）のＳＦ３０内の１つのＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向左隅の位置に図形パターン６９を、描画する。これにより、例えば、座標（ｉ，ｊ），座標（ｉ＋１，ｊ），座標（ｉ，ｊ＋１），座標（ｉ＋１，ｊ＋１）の複数のＳＦ３０に跨って、複数のＴＦ４０内に、それぞれＴＦ４０内での描画位置が異なる各１つずつの図形パターン６１〜６９が描画できる。

現像・エッチング工程（Ｓ１０４）として、複数の図形パターン６０が描画された評価基板を現像し、レジストパターンを形成する。そして、かかるレジストパターンをマスクにして露出した遮光膜をエッチングする。そして、レジストパターンを図示しないアッシング等により除去することで、評価基板上に遮光膜のパターンを形成できる。これにより、複数のＳＦ３０に跨って、複数のＴＦ４０内に、それぞれＴＦ４０内での描画位置が異なる各１つずつの遮光膜パターンを形成できる。

ＴＦ評価パターン測定工程（Ｓ１１４）として、パターン位置測定器を用いて、評価基板上に形成された各遮光膜パターン（図形パターン）の位置を測定する。

合成工程（Ｓ１２０）として、複数のＳＦ３０（第２の偏向領域）に跨って描画された図形パターン６１〜６９のそれぞれについて得られる、当該図形パターンが描画された位置を含むＴＦ４０と当該図形パターンが描画された位置との位置関係に基づいて、１つのＴＦ４０の中にかかる複数の図形パターン（第１の図形パターン）の描画位置を合成する。複数の図形パターンの測定結果が得られたので、それぞれにおけるＴＦ４０の基準位置からの相対位置を得ることができる。

具体的には、図４（ｂ）に示すように、座標（ｉ，ｊ）のＳＦ３０内の１つのＴＦ４０に描画された図形パターン６１（遮光膜パターン）は、合成用のＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向右隅の位置７１に合成される。座標（ｉ，ｊ）のＳＦ３０内の他の１つのＴＦ４０に描画された図形パターン６２（遮光膜パターン）は、合成用のＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向中央の位置７２に合成される。座標（ｉ＋１，ｊ）のＳＦ３０内の１つのＴＦ４０に描画された図形パターン６３（遮光膜パターン）は、合成用のＴＦ４０のｙ方向上部のｘ方向左隅の位置７３に合成される。座標（ｉ，ｊ）のＳＦ３０内の１つのＴＦ４０に描画された図形パターン６４（遮光膜パターン）は、合成用のＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向右隅の位置７４に合成される。座標（ｉ，ｊ）のＳＦ３０内の他の１つのＴＦ４０に描画された図形パターン６５（遮光膜パターン）は、合成用のＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向中央の位置７５に合成される。座標（ｉ＋１，ｊ）のＳＦ３０内の他の１つのＴＦ４０に描画された図形パターン６６（遮光膜パターン）は、合成用のＴＦ４０のｙ方向中央部のｘ方向左隅の位置７６に合成される。座標（ｉ，ｊ＋１）のＳＦ３０内の１つのＴＦ４０に描画された図形パターン６７（遮光膜パターン）は、合成用のＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向右隅の位置７７に合成される。座標（ｉ，ｊ＋１）のＳＦ３０内の他の１つのＴＦ４０に描画された図形パターン６８（遮光膜パターン）は、合成用のＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向中央の位置７８に合成される。座標（ｉ＋１，ｊ＋１）のＳＦ３０内の１つのＴＦ４０に描画された図形パターン６９（遮光膜パターン）は、合成用のＴＦ４０のｙ方向下部のｘ方向左隅の位置７９に合成される。

各図形パターンと合成に用いたＴＦ４０との相対位置の誤差（偏向領域形状誤差）が無ければ、図４（ｂ）に示すように、縦横３×３に規則的に配置されることになる。しかしながら、各図形パターンがずれて描画された場合には、その位置もずれる。よって、図４（ｃ）に示すように、合成後の各位置７１〜７９もずれることになる。理想的には正方形のＴＦ４０の偏向領域形状が、図４（ｃ）に示すように、歪みをもった形状になる。

ｎ次フィッティング工程（Ｓ１２２）として、描画された複数の図形パターンの描画位置７１〜７９のずれ量を多項式で近似して、ＴＦ４０の偏向領域形状誤差を算出する。ｘ方向およびｙ方向について、それぞれ、例えば、３次の多項式で近似すると好適である。言い換えれば、近似することで、多項式の各係数を求める。設計上の座標（ｘ，ｙ）でのＴＦ４０の偏向形状誤差に起因するずれ量（Δｘ’，Δｙ’）は、例えば、上述した式（１）と式（２）で近似できる。

以上のようにして、合成された各図形パターンの描画位置を用いて、ＴＦ４０にパターンを描画した場合における形状誤差を算出する。そして、得られたＴＦ４０の偏向領域形状誤差を示す、多項式或いは多項式の各係数をＴＦ形状誤差データとして、出力する。出力されたＴＦ形状誤差データは、描画装置１００が入力し、記憶装置１４２に格納する。

以上のように、実施の形態３によれば、ＴＦ４０の偏向領域形状誤差を複数のＳＦ３０に跨って得られたデータから求めることで、ＳＦ３０内の位置依存誤差の影響を小さくできる。その結果、実施の形態２で説明したようなＳＦ位置依存評価パターン８１〜８４を描画しなくても高精度なＴＦ４０の偏向領域形状誤差を求めることができる。この形態を用いる場合、ＳＦ３０の大きさは、ＴＦ４０の大きさ以上である必要がある。ＴＦ４０とＳＦ３０の大きさが同じ場合、ＳＦ位置依存を完全に除去することが可能となる。

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、実施の形態１は、複数段の偏向器で偏向する複数段の偏向領域のいずれかに適応する場合に限るものではなく、１段の偏向器で１段偏向を行う場合についても同様に適応しても好適である。また、例えば、実施の形態２，３は、複数段の偏向器で偏向する複数段の偏向領域の２段目以降のいずれかについて、同様に適応しても好適である。

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。

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の偏向形状誤差取得方法、荷電粒子ビーム描画方法、及び荷電粒子ビーム描画装置は、本発明の範囲に包含される。

１０ 描画領域
２０ ストライプ領域
３０ ＳＦ
４０ ＴＦ
４２ ショット位置
５０ ショットデータ生成部
５２ 補正部
５４ 描画制御部
６０，６１〜６９ 図形パターン
７１〜７９，９１〜９４ 位置
８０，８１〜８４ ＳＦ位置依存評価パターン
１００ 描画装置
１０１ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 制御計算機ユニット
１１２ メモリ
１２０ 偏向制御回路
１３０，１３２，１３４，１３６ ＤＡＣアンプユニット
１４０ 記憶装置
１５０ 描画部
１６０ 制御部
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 偏向器
２０６ 第２の成形アパーチャ
２０７ 対物レンズ
２０８ 主偏向器
２０９ 副偏向器
２１２ ブランキング偏向器
２１４ ブランキングアパーチャ
２１６ 副副偏向器
３３０ 電子線
３４０ 試料
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 (16)

1. 荷電粒子ビームを偏向する偏向器によって偏向される偏向領域が並ぶ複数の偏向領域における前記偏向領域の配列ピッチとは異なるピッチで、荷電粒子ビームを用いて前記偏向領域よりも小さい複数の図形パターンを描画する工程と、
   当該図形パターンが描画された位置を含む偏向領域と当該図形パターンが描画された位置との位置関係に基づいて、前記偏向領域と同じサイズの１つの仮想偏向領域の中に前記複数の図形パターンの描画位置を合成する工程と、
   合成された各図形パターンの描画位置を用いて、前記偏向領域にパターンを描画した場合における形状誤差を算出し、出力する工程と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビームの偏向形状誤差取得方法。
2. 前記偏向器は、それぞれ偏向される領域サイズが異なる２段以上の偏向器によって構成され、
   前記偏向領域の形状誤差は、前記偏向領域より大きい上段の偏向領域の位置依存誤差を補正した値を用いることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビームの偏向形状誤差取得方法。
3. 前記偏向器は、それぞれ偏向される領域サイズが異なる２段以上の偏向器によって構成され、
   前記偏向領域は、最大偏向領域の次に大きい偏向領域であることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビームの偏向形状誤差取得方法。
4. 前記偏向器は、３段の偏向器によって構成され、３段の偏向器によってそれぞれ偏向される領域サイズの異なる大きい方から順に第１と第２と第３の偏向領域のうちの第３の偏向領域が前記偏向領域に相当し、
   前記複数の図形パターンは、複数の第２の偏向領域に跨って描画されることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビームの偏向形状誤差取得方法。
5. 前記複数の第２の偏向領域に跨って描画された前記複数の図形パターンのそれぞれについて得られる、当該図形パターンが描画された位置を含む第３の偏向領域と当該図形パターンが描画された位置との位置関係に基づいて、１つの第３の偏向領域の中に前記複数の図形パターンの描画位置を合成することを特徴とする請求項４記載の荷電粒子ビームの偏向形状誤差取得方法。
6. 前記複数の図形パターンの配列ピッチは、前記偏向領域の配列ピッチよりも大きいことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビームの偏向形状誤差取得方法。
7. 前記複数の図形パターンの配列ピッチは、前記偏向領域の配列ピッチの２以上の整数倍よりも小さいことを特徴とする請求項６記載の荷電粒子ビームの偏向形状誤差取得方法。
8. 前記複数の図形パターンは、
   複数の偏向領域のうちの１つのｙ方向に対して上部でｘ方向に対して左側と、前記複数の偏向領域のうちの他の１つのｙ方向に対して上部でｘ方向に対して中央部と、前記複数の偏向領域のうちの他の１つのｙ方向に対して上部でｘ方向に対して右側と、
   複数の偏向領域のうちの１つのｙ方向に対して中央部でｘ方向に対して左側と、前記複数の偏向領域のうちの他の１つのｙ方向に対して中央部でｘ方向に対して中央部と、前記複数の偏向領域のうちの他の１つのｙ方向に対して中央部でｘ方向に対して右側と、
   複数の偏向領域のうちの１つのｙ方向に対して下部でｘ方向に対して左側と、前記複数の偏向領域のうちの他の１つのｙ方向に対して下部でｘ方向に対して中央部と、前記複数の偏向領域のうちの他の１つのｙ方向に対して下部でｘ方向に対して右側と、
   に描画されることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビームの偏向形状誤差取得方法。
9. 前記形状誤差は、前記偏向領域の偏向領域形状誤差として求められることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビームの偏向形状誤差取得方法。
10. 荷電粒子ビームを偏向する３段の偏向器によってそれぞれ偏向される領域サイズの異なる大きい方から順に第１と第２と第３の偏向領域のうちの第３の偏向領域の配列ピッチとは異なるピッチで、荷電粒子ビームを用いて第３の偏向領域よりも小さい複数の第１の図形パターンを描画すると共に、第２の偏向領域内の位置依存性を評価するための複数の第２の図形パターンを第２の偏向領域内で位置が異なるように描画する工程と、
    描画された複数の第２の図形パターンの描画位置を用いて、第２の偏向領域内における位置依存誤差を算出する工程と、
    描画された各第１の図形パターンの描画位置に対してそれぞれ近傍の第２の偏向領域の位置依存誤差を用いて、各第１の図形パターンの描画位置を補正する工程と、
    当該第１の図形パターンが描画された位置を含む第３の偏向領域と当該第１の図形パターンが描画された位置との位置関係に基づいて、前記第３の偏向領域と同じサイズの１つの仮想的な第３の偏向領域の中に、前記補正後の複数の第１の図形パターンの描画位置を合成する工程と、
    合成された各図形パターンの描画位置を用いて、第３の偏向領域にパターンを描画した場合における形状誤差を算出し、出力する工程と、
    を備えたことを特徴とする荷電粒子ビームの偏向形状誤差取得方法。
11. 前記形状誤差は、前記第３の偏向領域の偏向領域形状誤差として求められることを特徴とする請求項１０記載の荷電粒子ビームの偏向形状誤差取得方法。
12. 前記複数の図形パターンの配列ピッチは、前記第３の偏向領域の配列ピッチよりも大きいことを特徴とする請求項１１記載の荷電粒子ビームの偏向形状誤差取得方法。
13. 前記複数の第１の図形パターンの配列ピッチは、前記第３の偏向領域の配列ピッチの２以上の整数倍よりも小さいことを特徴とする請求項１２記載の荷電粒子ビームの偏向形状誤差取得方法。
14. 前記複数の図形パターンは、
    複数の第３の偏向領域のうちの１つのｙ方向に対して上部でｘ方向に対して左側と、前記複数の第３の偏向領域のうちの他の１つのｙ方向に対して上部でｘ方向に対して中央部と、前記複数の第３の偏向領域のうちの他の１つのｙ方向に対して上部でｘ方向に対して右側と、
    複数の第３の偏向領域のうちの１つのｙ方向に対して中央部でｘ方向に対して左側と、前記複数の第３の偏向領域のうちの他の１つのｙ方向に対して中央部でｘ方向に対して中央部と、前記複数の第３の偏向領域のうちの他の１つのｙ方向に対して中央部でｘ方向に対して右側と、
    複数の第３の偏向領域のうちの１つのｙ方向に対して下部でｘ方向に対して左側と、前記複数の第３の偏向領域のうちの他の１つのｙ方向に対して下部でｘ方向に対して中央部と、前記複数の第３の偏向領域のうちの他の１つのｙ方向に対して下部でｘ方向に対して右側と、
    に描画されることを特徴とする請求項１２記載の荷電粒子ビームの偏向形状誤差取得方法。
15. 請求項１〜１４いずれか記載の荷電粒子ビームの偏向形状誤差取得方法によって取得された形状誤差を用いて、描画位置を補正する工程と、
    補正された描画位置に、荷電粒子ビームを用いてパターンを描画する工程と、
    を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
16. 前記形状誤差に起因するずれ量は、多項式で近似され、
    設計上の描画位置を前記多項式に代入して設計上の描画位置からのずれ量を演算し、
    前記描画位置は、前記設計上の描画位置から前記ずれ量を差分した位置に補正されることを特徴とする請求項１５記載の荷電粒子ビーム描画方法。
    

Images