JP6097640B2 - マルチ荷電粒子ビーム描画方法及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置 - Google Patents

Description

本発明は、マルチ荷電粒子ビーム描画方法及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置に係り、例えば、マルチビーム描画におけるブランキング手法に関する。

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。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、ウェハ等へ電子線を使って描画することが行われている。

例えば、マルチビームを使った描画装置がある。１本の電子ビームで描画する場合に比べて、マルチビームを用いることで一度に多くのビームを照射できるのでスループットを大幅に向上させることができる。かかるマルチビーム方式の描画装置では、例えば、電子銃から放出された電子ビームを複数の穴を持ったマスクに通してマルチビームを形成し、各々、ブランキング制御され、遮蔽されなかった各ビームが光学系で縮小され、偏向器で偏向され試料上の所望の位置へと照射される（例えば、特許文献１参照）。

ここで、マルチビーム描画では、個々のビームの照射量を照射時間により個別に制御する。かかる各ビームの照射量を高精度に制御するためには、ビームのＯＮ／ＯＦＦを行うブランキング制御を高速で行う必要がある。従来、マルチビーム方式の描画装置では、マルチビームの各ブランキング電極を配置したブランキングプレートに各ビーム用のブランキング制御回路を搭載していた。そして、各ビームに対して非同期で制御していた。例えば、全ビームの制御回路にビームＯＮのトリガ信号を送る。各ビームの制御回路はトリガ信号によりビームＯＮ電圧を電極に印加すると同時に、照射時間をカウンタによりカウントし、照射時間が終了するとビームＯＦＦ電圧を印加していた。かかる制御には、例えば、１０ビットの制御信号で制御していた。しかし、ブランキングプレート上での回路を設置するスペースや使用可能な電流量に制限があるため、制御信号の情報量に対して簡単な回路にせざるを得ず、高速な動作が可能なブランキング回路を内蔵することが困難であった。さらに、ブランキングプレートに各ビーム用のブランキング制御回路を搭載することで、マルチビームのピッチを狭めることへの制限にもなっていた。一方、回路を設置するスペースを確保するため、各ビームの制御回路を描画装置本体の外に配置し、配線で接続する場合、配線が長くなるためクロストークの問題がより顕著になってしまうといった問題があった。

特開２００６−２６１３４２号公報

上述した問題点を解決すべく、出願人は、未だ公知になっていない特願２０１２−２４２６４４において、各ビームのショット毎に、１ショットあたりの照射時間を２進数に変換し、１ショットあたりのビームの照射を、変換された２進数の各桁の値をそれぞれ１０進数で定義した場合に相当する照射時間として各桁を組み合わせた桁数回の照射ステップに分割して、照射時間がより長い桁とより短い桁とから順に１つずつを組み合わせて２つの桁によりグループ化してグループ順に照射を行う手法を提案した。

しかしながら、かかる手法において、グループ間で、グループの照射時間の合計のばらつきが大きく、照射時間の合計が極端に短いグループの照射の次のグループの照射において、データ転送が前の照射時間の合計が極端に短いグループの照射動作に追いつかず、データ転送時間がビーム照射動作の待ち時間になってしまう場合が生じ得るといった問題が持ち上がってきた。そのため、さらなる改良が求められている。

そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、回路設置スペースの制限を維持しながらデータ転送時間によるビーム照射動作の待ち時間を低減或いは回避することが可能な描画装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、
ビームのショット毎に、荷電粒子ビームによるマルチビームの各ビームの照射時間を量子化単位で割った階調値を予め設定された桁数の２進数データに変換する工程と、
ビームの１ショットあたりの最大照射時間が、上述した桁数の２進数の各桁の値をそれぞれ１０進数で定義した場合に相当する階調値に量子化単位を乗じた照射時間としてかかる桁数個の複数の第１の照射時間に分割され、複数の第１の照射時間の一部の第２の照射時間がさらに複数の第３の照射時間に分割された、複数の第３の照射時間と分割されなかった残りの複数の第１の照射時間とを用いて、ビームのショット毎に、当該ビームの照射を複数の第３の照射時間の各照射ステップと分割されなかった残りの複数の第１の照射時間の各照射ステップとに分割して、少なくとも２つの照射時間による照射ステップの組み合わせにより構成される複数のグループが順に続くように、グループ毎に当該グループを構成する各照射ステップの照射時間のビームを順に試料に照射する工程と、
を備えたことを特徴とする。

また、照射ステップの組み合わせ数ｍと、上述した桁数ｎと、量子化単位Δと、桁数ｎ個の複数の第１の照射時間のうちの２進数のｉ桁目の第１の照射時間Ｔｉと、を用いた以下の式（３）及び式（４）を満たす基準照射時間Ｔ’に対応する個数ｂの第２の照射時間が分割され、
以下の式（３）及び式（４）を満たす基準照射時間Ｔ’に対応する個数ａだけ、第２の照射時間を分割することによって照射時間の個数が桁数ｎ個から増えるように構成すると好適である。

また、複数の第１の照射時間のうち、基準照射時間Ｔ’よりも大きい第１の照射時間Ｔｉを個数ｂの第２の照射時間として、個数ａだけ複数の第１の照射時間よりも照射時間の個数が増えるように、個数ｂの第２の照射時間が複数の第３の照射時間に分割され、
各グループの合計照射時間が基準照射時間Ｔ’により近づくように、複数の第３の照射時間の各照射ステップと分割されなかった残りの複数の第１の照射時間の各照射ステップとが複数のグループのいずれかに割り当てられると好適である。

また、複数のグループの一部のグループを構成する少なくとも２つの照射時間の一部の照射時間を複数の第４の照射時間に分割して、分割された複数の第４の照射時間の一部の第４の照射時間を他のグループの照射時間に割り当てた、複数のグループを構成する複数の照射時間の各照射ステップに当該ビームの照射が分割されるように構成すると好適である。

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
試料を載置する、連続移動可能なステージと、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
複数の開口部が形成され、複数の開口部全体が含まれる領域に荷電粒子ビームの照射を受け、複数の開口部を荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う複数のブランカーと、
複数のブランカーによってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽するブランキングアパーチャ部材と、
ビームの１ショットあたりの最大照射時間が、上述した桁数の２進数の各桁の値をそれぞれ１０進数で定義した場合に相当する階調値に量子化単位を乗じた照射時間としてかかる桁数個の複数の第１の照射時間に分割され、複数の第１の照射時間の一部の第２の照射時間がさらに複数の第３の照射時間に分割された、複数の第３の照射時間と分割されなかった残りの複数の第１の照射時間とを用いて、ビームのショット毎に、当該ビームの照射を複数の第３の照射時間の各照射ステップと分割されなかった残りの複数の第１の照射時間の各照射ステップとに分割して、少なくとも２つの照射時間による照射ステップの組み合わせにより構成される複数のグループが順に続くように、グループ毎に当該グループを構成する各照射ステップの照射時間のビームを順に試料に照射するように複数のブランカーの対応するブランカーを制御する偏向制御部と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、回路設置スペースの制限を維持しながらデータ転送時間によるビーム照射動作の待ち時間を低減或いは回避できる。

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におけるアパーチャ部材の構成を示す概念図である。 実施の形態１におけるブランキングプレートの構成を示す概念図である。 実施の形態１におけるブランキングプレートの構成を示す上面概念図である。 実施の形態１における個別ブランキング制御回路と共通ブランキング制御回路の内部構成を示す概念図である。 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における桁数ｎ＝１０とする場合の各桁数と各桁の照射時間の関係を示すビット加工テーブルを示す図である。 実施の形態１の比較例におけるグループ化された露光テーブルを示す図である。 実施の形態１におけるビット加工テーブル作成部と露光テーブル作成部の内部構成を示す図である。 実施の形態１におけるビット加工テーブルおよび露光テーブル作成方法を示すフローチャート図である。 実施の形態１における桁数ｎ＝１０とする場合の分割後の各桁数と各桁の照射時間の関係を示すビット加工テーブルを示す図である。 実施の形態１におけるグループ化された露光テーブルを示す図である。 実施の形態１におけるグループ化された調整後の露光テーブルの一例を示す図である。 実施の形態１における１ショット中の照射ステップの一部についてのビームＯＮ／ＯＦＦ切り替え動作を示すタイミングチャート図である。 実施の形態１におけるブランキング動作を説明するための概念図である。 実施の形態１における描画動作の一例を説明するための概念図である。 実施の形態１におけるストライプ内の描画動作の一例を説明するための概念図である。 実施の形態１におけるストライプ内の描画動作の一例を説明するための概念図である。 実施の形態１におけるストライプ内の描画動作の他の一例を説明するための概念図である。 実施の形態１におけるストライプ内の描画動作の他の一例を説明するための概念図である。 実施の形態２における露光待ち時間を比較例と比較したタイムチャート図である。 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。 実施の形態３における個別ブランキング制御回路と共通ブランキング制御回路の内部構成を示す概念図である。 実施の形態４におけるロジック回路とブランキングプレート２０４との配置状況を説明するための概念図である。 実施の形態５におけるグループ化された露光テーブルの一例を示す図である。 実施の形態５におけるグループ化された露光テーブルの他の一例を示す図である。

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。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。図１において、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の一例である。描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、アパーチャ部材２０３、ブランキングプレート２０４、縮小レンズ２０５、偏向器２１２、制限アパーチャ部材２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８が配置されている。描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画時には描画対象基板となるマスク等の試料１０１が配置される。試料１０１には、半導体装置を製造する際の露光用マスク、或いは、半導体装置が製造される半導体基板（シリコンウェハ）等が含まれる。また、試料１０１には、レジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。ＸＹステージ１０５上には、さらに、ＸＹステージ１０５の位置測定用のミラー２１０が配置される。

制御部１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、ロジック回路１３２、ステージ位置測定部１３９及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２，１４４を有している。制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、ステージ位置測定部１３９及び記憶装置１４０，１４２，１４４は、図示しないバスを介して互いに接続されている。記憶装置１４０（記憶部）には、描画データが外部から入力され、格納されている。

制御計算機１１０内には、面積密度算出部６０、照射時間算出部６２、階調値算出部６４、ビット変換部６６、ビット加工部７０、描画制御部７２、ビット加工テーブル作成部７３、露光テーブル作成部７４、及び転送処理部６８が配置されている。面積密度算出部６０、照射時間算出部６２、階調値算出部６４、ビット変換部６６、ビット加工部７０、描画制御部７２、ビット加工テーブル作成部７３、露光テーブル作成部７４、及び転送処理部６８といった各機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。面積密度算出部６０、照射時間算出部６２、階調値算出部６４、ビット変換部６６、ビット加工部７０、描画制御部７２、ビット加工テーブル作成部７３、露光テーブル作成部７４、及び転送処理部６８に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１２にその都度格納される。

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におけるアパーチャ部材の構成を示す概念図である。図２（ａ）において、アパーチャ部材２０３には、縦（ｙ方向）ｍ列×横（ｘ方向）ｎ列（ｍ，ｎ≧２）の穴（開口部）２２が所定の配列ピッチでマトリクス状に形成されている。図２（ａ）では、例えば、５１２×８列の穴２２が形成される。各穴２２は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。或いは、同じ外径の円形であっても構わない。ここでは、ｙ方向の各列について、ｘ方向にＡからＨまでの８つの穴２２がそれぞれ形成される例が示されている。これらの複数の穴２２を電子ビーム２００の一部がそれぞれ通過することで、マルチビーム２０が形成されることになる。ここでは、縦横（ｘ，ｙ方向）が共に２列以上の穴２２が配置された例を示したが、これに限るものではない。例えば、縦横（ｘ，ｙ方向）どちらか一方が複数列で他方は１列だけであっても構わない。また、穴２２の配列の仕方は、図２（ａ）のように、縦横が格子状に配置される場合に限るものではない。図２（ｂ）に示すように、例えば、縦方向（ｙ方向）１段目の列と、２段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ａだけずれて配置されてもよい。同様に、縦方向（ｙ方向）２段目の列と、３段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ｂだけずれて配置されてもよい。

図３は、実施の形態１におけるブランキングプレートの構成を示す概念図である。
図４は、実施の形態１におけるブランキングプレートの構成を示す上面概念図である。
ブランキングプレート２０４には、アパーチャ部材２０３の各穴２２の配置位置に合わせて通過孔が形成され、各通過孔には、対となる２つの電極２４，２６の組（ブランカー：ブランキング偏向器）が、それぞれ配置される。各ビーム用の２つの電極２４，２６の一方（例えば、電極２４）には、電圧を印加するアンプ４６がそれぞれ配置される。そして、各ビーム用のアンプ４６には、それぞれ独立にロジック回路４１が配置される。各ビーム用の２つの電極２４，２６の他方（例えば、電極２６）は、接地される。各通過孔を通過する電子ビーム２０は、それぞれ独立にかかる対となる２つの電極２４，２６に印加される電圧によって偏向される。かかる偏向によってブランキング制御される。このように、複数のブランカーが、アパーチャ部材２０３の複数の穴２２（開口部）を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う。

図５は、実施の形態１における個別ブランキング制御回路と共通ブランキング制御回路の内部構成を示す概念図である。図５において、描画装置１００本体内のブランキングプレート２０４に配置された個別ブランキング制御用の各ロジック回路４１には、シフトレジスタ４０、レジスタ４２、セレクタ４８、及びＡＮＤ演算器４４（論理積演算器）が配置される。なお、ＡＮＤ演算器４４については、省略しても構わない。実施の形態１では、従来、例えば、１０ビットの制御信号によって制御されていた各ビーム用の個別ブランキング制御を、例えば２ビットの制御信号によって制御する。すなわち、シフトレジスタ４０、レジスタ４２、セレクタ４８、及びＡＮＤ演算器４４には、例えば２ビットの制御信号が入出力される。制御信号の情報量が少ないことにより、制御回路の設置面積を小さくできる。言い換えれば、設置スペースが狭いブランキングプレート２０４上にロジック回路を配置する場合でも、より小さいビームピッチでより多くのビームを配置できる。これはブランキングプレートを透過する電流量を増加させ、すなわち描画スループットを向上することができる。

また、共通ブランキング用の偏向器２１２には、アンプが配置され、ロジック回路１３２には、レジスタ５０、及びカウンタ５２が配置される。こちらは、同時に複数の異なる制御を行うわけではなく、ＯＮ／ＯＦＦ制御を行う１回路で済むため、高速に応答させるための回路を配置する場合でも設置スペース,回路の使用電流の制限の問題が生じない。よってこのアンプはブランキングアパーチャ上に実現できるアンプよりも格段に高速で動作する。このアンプは例えば、１０ビットの制御信号によって制御する。すなわち、レジスタ５０、及びカウンタ５２には、例えば１０ビットの制御信号が入出力される。

実施の形態１では、上述した個別ブランキング制御用の各ロジック回路４１によるビームＯＮ／ＯＦＦ制御と、マルチビーム全体を一括してブランキング制御する共通ブランキング制御用のロジック回路１３２によるビームＯＮ／ＯＦＦ制御との両方を用いて、各ビームのブランキング制御を行う。

図６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６において、パターン面積密度算出工程（Ｓ１０２）と、ショット時間（照射時間）Ｔ算出工程（Ｓ１０４）と、階調値Ｎ算出工程（Ｓ１０６）と、２進数変換工程（Ｓ１０８）と、照射時間配列データ加工工程（Ｓ１０９）と、照射時間配列データ出力工程（Ｓ１１０）と、対象グループデータ転送工程（Ｓ１１２）と、対象グループの照射時間による描画工程（Ｓ１１４）と、判定工程（Ｓ１２０）と、グループ変更工程（Ｓ１２２）と、判定工程（Ｓ１２４）と、いう一連の工程を実施する。対象グループの照射時間による描画工程（Ｓ１１４）は、その内部工程として、個別ビームＯＮ／ＯＦＦ切り替え工程（Ｓ１１６）と、共通ビームＯＮ／ＯＦＦ切り替え工程（Ｓ１１８）という一連の工程を実施する。

パターン面積密度算出工程（Ｓ１０２）として、面積密度算出部６０は、記憶装置１４０から描画データを読み出し、試料１０１の描画領域、或いは描画されるチップ領域がメッシュ状に仮想分割された複数のメッシュ領域のメッシュ領域毎にその内部に配置されるパターンの面積密度を算出する。例えば、まず、試料１０１の描画領域、或いは描画されるチップ領域を所定の幅で短冊上のストライプ領域に分割する。そして、各ストライプ領域を上述した複数のメッシュ領域に仮想分割する。メッシュ領域のサイズは、例えば、ビームサイズ、或いは、それ以下のサイズであると好適である。例えば、１０ｎｍ程度のサイズにすると好適である。面積密度算出部６０は、例えば、ストライプ領域毎に記憶装置１４０から対応する描画データを読み出し、描画データ内に定義された複数の図形パターンをメッシュ領域に割り当てる。そして、メッシュ領域毎に配置される図形パターンの面積密度を算出すればよい。

ショット時間（照射時間）Ｔ算出工程（Ｓ１０４）として、照射時間算出部６２は、所定のサイズのメッシュ領域毎に、１ショットあたりの電子ビームの照射時間Ｔ（ショット時間、或いは露光時間ともいう。以下、同じ）を算出する。多重描画を行う場合には、各階層における１ショットあたりの電子ビームの照射時間Ｔを算出すればよい。基準となる照射時間Ｔは、算出されたパターンの面積密度に比例して求めると好適である。また、最終的に算出される照射時間Ｔは、図示しない近接効果、かぶり効果、ローディング効果等の寸法変動を引き起こす現象に対する寸法変動分を照射量によって補正した補正後の照射量に相当する時間にすると好適である。照射時間Ｔを定義する複数のメッシュ領域とパターンの面積密度を定義した複数のメッシュ領域とは同一サイズであってもよいし、異なるサイズで構成されても構わない。異なるサイズで構成されている場合には、線形補間等によって面積密度を補間した後、各照射時間Ｔを求めればよい。メッシュ領域毎の照射時間Ｔは、照射時間マップに定義され、照射時間マップが例えば記憶装置１４２に格納される。

階調値Ｎ算出工程（Ｓ１０６）として、階調値算出部６４は、照射時間マップに定義されたメッシュ領域毎の照射時間Ｔを所定の量子化単位Δを用いて定義する際の整数の階調値Ｎを算出する。照射時間Ｔは、次の式（１）で定義される。

よって、階調値Ｎは、照射時間Ｔを量子化単位Δで割った整数の値として定義される。量子化単位Δは、様々に設定可能であるが、例えば、１ｎｓ（ナノ秒）等で定義できる。量子化単位Δは、例えば１〜１０ｎｓの値を用いると好適である。Δは、カウンタで制御する場合のクロック周期等、制御上の量子化単位を意味する。

２進数変換工程（Ｓ１０８）として、ビット変換部６６は、ショット毎に、マルチビームの各ビームの照射時間を量子化単位Δで割った階調値Ｎを予め設定された桁数ｎの２進数の値に変換する。例えば、Ｎ＝５０であれば、５０＝２^１+２^４+２^５なので、例えば、１０桁の２進数の値に変換すると”００００１１００１０”となる。例えば、Ｎ＝５００であれば、同様に、”０１１１１１０１００”となる。例えば、Ｎ＝７００であれば、同様に、”
１０１０１１１１００”となる。例えば、Ｎ＝１０２３であれば、同様に、”１１１１１１１１１１”となる。各ビームの照射時間は、ショット毎に、各ビームが照射することになるメッシュ領域に定義された照射時間が相当する。これにより、照射時間Ｔは、次の式（２）で定義される。

ａ_ｋは、階調値Ｎを２進数で定義した場合の各桁の値（１又は０）を示す。桁数ｎは、２桁以上であればよいが、好ましくは４桁以上、より好ましくは８桁以上が好適である。

実施の形態１では、各ビームのショット毎に、当該ビームの照射を、変換された２進数の各桁の値をそれぞれ１０進数で定義した場合に相当する階調値にΔを乗じた照射時間として各桁を組み合わせた桁数ｎ回の照射に分割する。言い換えれば、１ショットを、Δａ_０２^０、Δａ_１２^１、・・・Δａ_ｋ２^ｋ、・・・Δａ_ｎ−１２^ｎ−１、の各照射時間の複数の照射ステップに分割する。桁数ｎ＝１０とする場合、１ショットは、１０回の照射ステップに分割される。

図７は、実施の形態１における桁数ｎ＝１０とする場合の各桁数と各桁の照射時間の関係を示すビット加工テーブルを示す図である。図７において、１桁目（ｋ＝０）（１ビット目）の照射時間はΔ、２桁目（ｋ＝１）（２ビット目）の照射時間は２Δ、３桁目（ｋ＝２）（３ビット目）の照射時間は４Δ、４桁目（ｋ＝３）（４ビット目）の照射時間は８Δ、・・・、１０桁目（ｋ＝９）（１０ビット目）の照射時間が５１２Δとなる。

例えば、桁数ｎ＝１０とする場合、Ｎ＝７００であれば、１０桁目（１０ビット目）の照射時間がΔ×５１２となる。９桁目（９ビット目）の照射時間がΔ×０＝０となる。８桁目（８ビット目）の照射時間がΔ×１２８となる。７桁目（７ビット目）の照射時間がΔ×０＝０となる。６桁目（６ビット目）の照射時間がΔ×３２となる。５桁目（５ビット目）の照射時間がΔ×１６となる。４桁目（４ビット目）の照射時間がΔ×８となる。３桁目（３ビット目）の照射時間がΔ×４となる。２桁目（２ビット目）の照射時間がΔ×０＝０となる。１桁目（１ビット目）の照射時間がΔ×０＝０、となる。これらの合計時間は７００Δである。

そして、例えば桁数の大きい方から順に照射する場合、例えばΔ＝１ｎｓとすれば、１回目の照射ステップが５１２ｎｓ（ビームＯＮ）の照射となる。２回目の照射ステップが０ｎｓ（ビームＯＦＦ）の照射となる。３回目の照射ステップが１２８ｎｓ（ビームＯＮ）の照射となる。４回目の照射ステップが０ｎｓ（ビームＯＦＦ）の照射となる。５回目の照射ステップが３２ｎｓ（ビームＯＮ）の照射となる。６回目の照射ステップが１６ｎｓ（ビームＯＮ）の照射となる。７回目の照射ステップが８ｎｓ（ビームＯＮ）の照射となる。８回目の照射ステップが４ｎｓ（ビームＯＮ）の照射となる。９回目の照射ステップが０ｎｓ（ビームＯＦＦ）の照射となる。１０回目の照射ステップが０ｎｓ（ビームＯＦＦ）の照射となる。

ｎ回の照射ステップ用のデータを例えば大きい順にデータ転送する場合を説明したが、各ビームのｋ−１ビット目（ｋ−１桁目）のＯＮ／ＯＦＦデータの転送をｋビット目（ｋ桁目）の照射ステップと並列に行うことで、データ転送の時間を照射ステップの照射時間内に含めることができる。しかし、ｋが小さくなってくると、照射ステップの照射時間が短くなるので、ｋ−１ビット目（ｋ−１桁目）のＯＮ／ＯＦＦデータの転送を照射ステップの照射時間内に含めることが困難になってくる。そこで、照射時間が長い桁と短い桁とをグループ化する。これにより、次のグループのデータ転送時間を照射ステップ中のグループ化された照射時間の合計内に含めることができ得る。

図８は、実施の形態１の比較例におけるグループ化された露光テーブルを示す図である。図８では、図７と同様、ｎ＝１０の場合を示している。図８の例では、グループ化された照射時間の合計間の差がより均一に近づくように、露光工程１として、図７のビット加工テーブルの１桁目（ｋ＝０）（１ビット目）と１０桁目（ｋ＝９）（１０ビット目）でグループ１を構成する。露光工程２として、２桁目（ｋ＝１）（２ビット目）と９桁目（ｋ＝８）（９ビット目）でグループ２を構成する。露光工程３として、３桁目（ｋ＝２）（３ビット目）と８桁目（ｋ＝７）（８ビット目）でグループ３を構成する。露光工程４として、４桁目（ｋ＝３）（４ビット目）と７桁目（ｋ＝６）（７ビット目）でグループ４を構成する。露光工程５として、５桁目（ｋ＝４）（５ビット目）と６桁目（ｋ＝５）（６ビット目）でグループ５を構成する。このように５つのグループに分けると、グループの照射時間の合計間の差がグループ化されない場合に比べては小さくできる。しかしながら、図８に示すように、露光工程１で示すグループ１の照射時間の合計が５１３Δであるのに対して、露光工程５で示すグループ５の照射時間の合計が４８Δとなる。このように、露光工程間で、露光時間（照射時間）の合計に１０倍以上の開きがあり、依然として、その差が大きい。例えば、露光工程５で示すグループ５の照射時間の合計が４８Δの場合、かかる露光工程５で示すグループ５の照射を行う間に次に露光するグループのデータ転送が完了する様にシフトレジスタ４０の動作クロックを上げる必要が生じる。そこで、実施の形態１では、図７で示したビット加工テーブルの一部の桁の照射時間をさらに分割する。

図９は、実施の形態１におけるビット加工テーブル作成部と露光テーブル作成部の内部構成を示す図である。図９（ａ）において、ビット加工テーブル作成部７３内には、初期設定部８０、基準照射時間Ｔ’演算部８２、判定部８４、増加照射時間数ａ変更部８６、分割部８８が配置される。図９（ｂ）において、露光テーブル作成部７４内には、割り当て処理部９０、及び調整部９２が配置される。初期設定部８０、基準照射時間Ｔ’演算部８２、判定部８４、増加照射時間数ａ変更部８６、分割部８８、割り当て処理部９０、及び調整部９２といった各機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。初期設定部８０、基準照射時間Ｔ’演算部８２、判定部８４、増加照射時間数ａ変更部８６、分割部８８、割り当て処理部９０、及び調整部９２に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１２にその都度格納される。

図１０は、実施の形態１におけるビット加工テーブルおよび露光テーブル作成方法を示すフローチャート図である。図１０において、ビット加工テーブルおよび露光テーブル作成方法は、初期設定工程（Ｓ２０）と、基準照射時間Ｔ’演算工程（Ｓ２２）と、判定工程（Ｓ２４）と、増加照射時間数ａ変更工程（Ｓ２６）と、分割工程（Ｓ３０）と、グループ化処理工程（Ｓ３２）と、時間調整工程（Ｓ３４）と、いう一連の工程を実施する。なお、時間調整工程（Ｓ３４）については、省略しても構わない。

ビット加工テーブル作成部７３は、ビームの１ショットあたりの照射時間が、桁数ｎの２進数の各桁の値をそれぞれ１０進数で定義した場合に相当する階調値にΔを乗じた照射時間として桁数ｎ個の複数の照射時間（第１の照射時間）に分割され、かかる複数の照射時間の一部のｂ個の照射時間がさらに複数の照射時間（第２の照射時間）に分割されて、分割された（ａ＋ｂ）個の複数の照射時間（第２の照射時間）と分割されなかった残りの（ｎ−ｂ）個の複数の照射時間（第１の照射時間）とを用いて、ビットデータの桁値ｋと、それに対応する照射時間との関係を示すビット加工テーブルを作成する。

初期設定工程（Ｓ２０）として、初期設定部８０は、組み合わせ数ｍと、桁数ｎ個の複数の照射時間から増やす照射時間の個数ａ（増加照射時間数ａ）とについて、初期値を設定する。各桁の照射ステップの照射時間配列データにそれぞれ１ビット必要なので、例えば、データ転送を２ビットデータで構成する場合には、２つの桁の照射ステップの組み合わせ（グループ化）になるので、組み合わせ数ｍ＝２となる。例えば、データ転送を３ビットデータで構成する場合には、３つの桁の照射ステップの組み合わせ（グループ化）になるので、組み合わせ数ｍ＝３となる。例えば、データ転送を４ビットデータで構成する場合には、４つの桁の照射ステップの組み合わせ（グループ化）になるので、組み合わせ数ｍ＝４となる。ここでは、例えば、ｍ＝２とする。例えば、図７に示したリストでは、ｋ＝０〜９の桁数１０個の照射時間に分割されている。そして、かかる照射時間のうち、例えば、２つの照射時間を分割して、例えば、４つの照射時間とする場合には、かかる２つの照射時間が４つの照射時間になるので、桁数１０個の照射時間が合計１２個の照射時間となり、増加照射時間数ａ＝２となる。例えば、２つの照射時間を分割して、例えば、６つの照射時間とする場合には、かかる２つの照射時間が６つの照射時間になるので、桁数１０個の照射時間が合計１４個の照射時間となり、増加照射時間数ａ＝４となる。ここでは、例えば、ａ＝２とする。

基準照射時間Ｔ’演算工程（Ｓ２２）として、基準照射時間Ｔ’演算部８２は、組み合わせ数ｍと、桁数ｎと、増加照射時間数ａと、量子化単位Δと、を用いて、以下の式（３）を解いて、基準照射時間Ｔ’を演算する。

例えば、ｎ＝１０、ｍ＝２、ａ＝２の例では、基準照射時間Ｔ’＝１７０．５Δ（＝１０２３Δ／｛（１０＋２）／２｝）となる。次に、演算された基準照射時間Ｔ’が妥当かどうかを判定する。

判定工程（Ｓ２４）として、判定部８４は、増化照射時間個数ａと、桁数ｎ個の複数の照射時間（第１の照射時間）のうちの２進数のｉ桁目の照射時間Ｔｉ（第１の照射時間）と、桁数ｎ個の複数の照射時間（第１の照射時間）のうち分割対象となる照射時間の一部の照射時間の個数ｂと、を用いて、演算された基準照射時間Ｔ’が、以下の式（４）を満たすかどうかを判定する。

例えば、上述したｎ＝１０、ｍ＝２、ａ＝２、基準照射時間Ｔ’＝１７０．５Δの例では、図７のビットテーブルのうち、１７０．５Δを超える照射時間Ｔｉは、２５６Δと５１２Δとの２つである。実施の形態１では、かかる基準照射時間Ｔ’を超える照射時間を分割対象とする。よって、桁数ｎ個の複数の照射時間（第１の照射時間）のうち分割対象となる一部の照射時間（第２の照射時間）の個数ｂは、ｂ＝２と求まる。よって、式（４）の右辺＝（２５６＋５１２）／（２＋２）＝１９２となり、式（４）を満たしていないことがわかる。演算された基準照射時間Ｔ’が、以下の式（４）を満たしていない場合には、増加照射時間数ａ変更工程（Ｓ２６）に進む。

増加照射時間数ａ変更工程（Ｓ２６）として、増加照射時間数ａ変更部８６は、増加照射時間数ａを変更する。ここでは、例えば、ａ＝４に変更する。そして、基準照射時間Ｔ’演算工程（Ｓ２２）に戻る。そして、判定工程（Ｓ２４）において、演算された基準照射時間Ｔ’が、式（４）を満たすまで、基準照射時間Ｔ’演算工程（Ｓ２２）〜増加照射時間数ａ変更工程（Ｓ２６）までの各工程を繰り返す。

増加照射時間数ａが例えば、ａ＝４に変更された後の基準照射時間Ｔ’演算工程（Ｓ２２）では、同様に式（３）を演算する。例えば、ｎ＝１０、ｍ＝２、ａ＝４の例では、基準照射時間Ｔ’＝１４６．１Δとなる。次に、演算された基準照射時間Ｔ’＝１４６．１Δが妥当かどうかを判定する。判定工程（Ｓ２４）において、１４６．１Δを超える照射時間は、２５６Δと５１２Δとの２つである。よって、ｂ＝２と求まる。しかし、ａ＝４であるので、式（４）の右辺＝（２５６＋５１２）／（４＋２）＝１２８となる。よって、演算された基準照射時間Ｔ’＝１４６．１Δは、式（４）を満たす。よって、基準照射時間Ｔ’＝１４６．１Δは妥当であり、その際の分割対象となる照射時間の個数ｂは、ｂ＝２となり、増加照射時間数ａ＝４となる。以上のようにして、基準照射時間Ｔ’と、その際の分割対象となる照射時間の個数ｂと、増加照射時間数ａと、を求める。判定工程（Ｓ２４）において、演算された基準照射時間Ｔ’が、式（４）を満たす場合には、分割工程（Ｓ３０）に進む。

分割工程（Ｓ３０）として、分割部８８は、桁数ｎ個の複数の照射時間（第１の照射時間）のうち、基準照射時間Ｔ’よりも大きい個数ｂ個の照射時間Ｔｉ（第２の照射時間）を個数ａだけ複数の照射時間（第１の照射時間）よりも照射時間の個数が増えるように複数の照射時間（第３の照射時間）に分割する。具体的には、例えば、上述したｎ＝１０、ｍ＝２、ａ＝４、ｂ＝２、及びＴ’＝１４６．１Δの例では、照射時間Ｔｉは、２５６Δと５１２Δとの２つである。よって、２個の２５６Δと５１２Δとを６つ（ａ＋ｂ）の照射時間に分割する。その際、目標となる照射時間として、基準照射時間Ｔ’に最も近い２進数のｉ桁目の照射時間を用いるとよい。ここでは、Ｔ’＝１４６．１Δに最も近いのは、１２８Δである。よって、２個の２５６Δと５１２Δとを６つの１２８Δに分割する。

図１１は、実施の形態１における桁数ｎ＝１０とする場合の分割後の各桁数と各桁の照射時間の関係を示すビット加工テーブルを示す図である。図１１において、１桁目（ｋ＝０）（１ビット目）から８桁目（ｋ＝７）（８ビット目）までの照射時間は、図７と同様である。図１０では、９桁目（ｋ＝８）（９ビット目）を、ｋ＝８ａと８ｂに分割して、それぞれの照射時間を１２８Δにする。そして、１０桁目（ｋ＝９）（１０ビット目）を、ｋ＝９ａ〜９ｄに分割して、それぞれの照射時間を１２８Δにする。このように合計１４個（ｎ＋ａ個）の照射時間の組み合わせにする。

以上のようにして、ビット加工テーブル作成部７３は、１ショットあたりの照射時間を定義する（ｎ＋ａ）桁の２進数データを生成するためのビット加工テーブルを作成する。以上のように作成されたかかるビット加工テーブルは、記憶装置１４４に格納される。なお、分割後の照射時間のＯＮ／ＯＦＦデータは、分割前の照射時間のＯＮ／ＯＦＦデータを引き継ぐように構成する。すなわち、例えば、１０桁目（１０ビット目）の照射時間のＯＮ／ＯＦＦデータがＯＮであれば、分割されたｋ＝９ａ〜９ｄの照射時間のＯＮ／ＯＦＦデータもＯＮにする。９桁目（９ビット目）の照射時間のＯＮ／ＯＦＦデータがＯＮであれば、分割されたｋ＝８ａ〜８ｂの照射時間のＯＮ／ＯＦＦデータもＯＮにする。これにより、分割しても、１ショットあたりの照射時間の合計は同じにできる。なお、ビット加工テーブルは、描画処理を開始する前に作成しておく。

以上により、桁数ｎ個の複数の照射時間を（ｎ＋ａ個）の複数の照射時間に生成し直す。言い換えれば、１ショットをｎ個の複数の照射ステップから（ｎ＋ａ個）の複数の照射ステップに分割し直す。

次に、露光テーブル作成部７４は、作成されたビット加工テーブルの各照射時間を少なくとも２つの照射時間の組み合わせにより構成される複数のグループ（照射時間群）のいずれかに割り当てて、グループ化した露光テーブルを作成する。

グループ化処理工程（Ｓ３２）として、割り当て処理部９０は、各ビームのショット毎に、当該ビームの照射時間が、変換された２進数の各桁の値をそれぞれ１０進数で定義した場合に相当する照射時間として桁数ｎ個の複数の照射時間（第１の照射時間）に分割され、複数の照射時間（第１の照射時間）の一部の照射時間（第２の照射時間）がさらに複数の照射時間（第３の照射時間）に分割された、複数の照射時間（第３の照射時間）と分割されなかった残りの複数の照射時間（第１の照射時間）とを、少なくとも２つの照射時間の組み合わせにより構成される複数の照射時間群（グループ）のいずれかに割り当てる。具体的には、以下のように割り当てる。割り当て処理部９０は、各グループの合計照射時間が基準照射時間Ｔ’により近づくように、分割された複数の照射時間（第３の照射時間）と分割されなかった残りの複数の照射時間（第１の照射時間）とを複数のグループのいずれかに割り当てる。ここでは、より小さい（短い）照射時間とより大きい（長い）照射時間とから順に組み合わせる。

図１２は、実施の形態１におけるグループ化された露光テーブルを示す図である。図１２では、図１１と同様、個数１４個に照射時間（露光時間）が分割された場合を示している。図１２の例では、グループ化された照射時間の合計間の差がより均一に近づくように、露光工程１として、図１１のビット加工テーブルの１桁目（ｋ＝０）（１ビット目）と１０桁目（１０ビット目）の分割（ｋ＝９ｄ）である１４桁目（１４ビット目）でグループ１を構成する。露光工程２として、２桁目（ｋ＝１）（２ビット目）と１０桁目（１０ビット目）の分割（ｋ＝９ｃ）である１３桁目（１３ビット目）でグループ２を構成する。露光工程３として、３桁目（ｋ＝２）（３ビット目）と１０桁目（１０ビット目）の分割（ｋ＝９ｂ）である１２桁目（１２ビット目）でグループ３を構成する。露光工程４として、４桁目（ｋ＝３）（４ビット目）と１０桁目（１０ビット目）の分割（ｋ＝９ａ）である１１桁目（１１ビット目）でグループ４を構成する。露光工程５として、５桁目（ｋ＝４）（５ビット目）と９桁目（９ビット目）の分割（ｋ＝８ｂ）である１０桁目（１０ビット目）でグループ５を構成する。露光工程６として、６桁目（ｋ＝５）（６ビット目）と９桁目（９ビット目）の分割（ｋ＝８ａ）である９桁目（９ビット目）でグループ６を構成する。露光工程７として、７桁目（ｋ＝６）（７ビット目）と８桁目（ｋ＝７）（８ビット目）でグループ７を構成する。このように７つのグループに分けると、グループの照射時間の合計間の差が、図８に示した５つのグループの場合に比べて小さくできる。図８で示した比較例では、露光工程間で、露光時間（照射時間）の合計に１０倍以上の開きがあったが、実施の形態１では、図１２に示すように、露光工程１で示すグループ１の照射時間の合計が１２９Δであるのに対して、露光工程７で示すグループ７の照射時間の合計が１９２Δとなる。このように、露光工程間で、露光時間（照射時間）の合計の開きは、１．４９倍まで縮めることができる。よって、照射時間が最も短い露光工程７で示すグループ１のデータ転送処理を行う際、シフトレジスタ４０の動作クロックを１．５倍にするだけでよく、図８の比較例のように１０倍に上げる必要は生じないようにできる。

以上のように作成されたグループ化された露光テーブルは、記憶装置１４４に格納される。なお、露光テーブルは、描画処理を開始する前に作成しておく。上述した例では、描画装置１００内において、グループ化された露光テーブルを作成しているがこれに限るものではない。１ショットあたりの照射時間を２進数データに変換する際の桁数ｎが予め設定されていれば、グループ化された露光テーブル自体も予め設定可能である。よって、予め外部でグループ化された露光テーブルを作成しておき、描画装置１００内に入力して記憶装置１４４に格納しておいてもよい。言い換えれば、図９で示したビット加工テーブル作成部を外部装置としてもよい。

なお、露光工程間で、露光時間（照射時間）の合計の開きをさらに小さくする場合には、時間調整工程（Ｓ３４）を実施すればよい。時間調整工程（Ｓ３４）は、省略しても構わない。

時間調整工程（Ｓ３４）では、調整部９２が、複数のグループのそれぞれの合計照射時間が互いにより近づくように、複数のグループの一部のグループを構成する各照射時間の一部の照射時間を複数の照射時間（第４の照射時間）に分割して、照射時間（第４の照射時間）の一方を、他のグループに割り当てる。調整部９２は、各グループの合計照射時間が基準照射時間Ｔ’にさらにより近づくように、一部のグループを構成する各照射時間の一部の照射時間を複数の照射時間（第４の照射時間）に分割して、照射時間（第４の照射時間）の一方を、他のグループに割り当てる。

図１３は、実施の形態１におけるグループ化された調整後の露光テーブルの一例を示す図である。図１３では、照射時間の合計が最も大きいグループの一部の照射時間を分割する。図１２の例では、露光工程７で示すグループ７の照射時間の合計が１９２Δで最大である。上述した例では、基準照射時間Ｔ’＝１４６．１Δである。その差は、約４６Δである。よって、露光工程７で示すグループ７の照射時間の合計を１４６Δにしたい。しかしながら、露光工程７で示すグループ７は、７桁目（ｋ＝６）（７ビット目）の照射時間６４Δと８桁目（ｋ＝７）（８ビット目）の照射時間１２８Δで構成される。よって、分割対象となった照射時間ではない。分割対象以外の照射時間を分割すると、上述したｂ＝２とならない。そこで、実施の形態１では、分割対象となった照射時間を用いて調整する。具体的には、例えば、上述したｎ＝１０、ｍ＝２、ａ＝４、ｂ＝２、及びＴ’＝１４６．１Δの例では、上述したように露光工程数（グループ数）は７になる。よって、小さい方から７個までは、これらを分割対象の照射時間と同一の工程に所属させる可能性を高くするため、それぞれの露光工程（グループ）に分かれて割り当てられる。

次に、調整部９２は、分割対象ではない照射時間同士で組み合わせた際に、より基準照射時間Ｔ’＝１４６．１Δに近づく組み合わせを演算する。分割対象ではない照射時間で残っているのは、８桁目（ｋ＝７）（８ビット目）の照射時間１２８Δなので、図１３の例では、露光工程５（グループ５）の１６Δと組み合わせることで、照射時間の合計を１４４Δにできる。次に、図１２では照射時間の合計が１９２Δで最大であった露光工程７で示すグループ７について、７桁目（ｋ＝６）（７ビット目）の照射時間６４Δが割り当てられているので、残りの８２Δを分割対象となった１０桁目（１０ビット目）の分割（ｋ＝９ｄ）の照射時間１２８Δを８２Δと４６Δに分割して、一方の８２Δを割り当てる。これにより、露光工程７で示すグループ７について、照射時間の合計を１４６Δにできる。次に、１桁目（ｋ＝０）（１ビット目）と１０桁目（１０ビット目）の分割（ｋ＝９ａ）でグループ１を構成する。露光工程２として、２桁目（ｋ＝１）（２ビット目）と１０桁目（１０ビット目）の分割（ｋ＝９ｂ）でグループ２を構成する。露光工程３として、３桁目（ｋ＝２）（３ビット目）と１０桁目（１０ビット目）の分割（ｋ＝９ｃ）でグループ３を構成する。ｋ＝０，１，２は、それぞれΔ、２Δ、４Δなので、共に小さい。よって、ｋ＝９ｄの分割された残りの４６Δを１６Δ、１６Δ、１４Δに分割して、ｋ＝９ａ，９ｂ，９ｃの照射時間に割り当てる。これにより、露光工程１で示すグループ１について、照射時間の合計を１４５Δにできる。露光工程２で示すグループ２について、照射時間の合計を１４６Δにできる。露光工程３で示すグループ３について、照射時間の合計を１４６Δにできる。

かかる処理により、残っているのは、露光工程４で示すグループ４と露光工程６で示すグループ６となる。露光工程４として、４桁目（ｋ＝３）（４ビット目）と９桁目（９ビット目）の分割（ｋ＝８ａ）でグループ４を構成する。露光工程６として、６桁目（ｋ＝５）（５ビット目）と９桁目（９ビット目）の分割（ｋ＝８ｂ）でグループ６を構成する。ここで、露光工程４で示すグループ４について、４桁目（ｋ＝３）（４ビット目）の照射時間８Δと、ｋ＝８ａの１２８Δが割り当てられているので、残りの１０Δが必要となる。一方、露光工程６で示すグループ６について、６桁目（ｋ＝５）（５ビット目）の照射時間３２Δと、ｋ＝８ｂの１２８Δが割り当てられているので、１４Δ余分である。そこで、ｋ＝８ｂの１２８Δを１１８Δと１０Δに分割して、一方の１１８Δを露光工程６で示すグループ６のｔ８ｂに割り当て、他方の１０Δを露光工程４で示すグループ４のｔ８ａに割り当てる。これにより、露光工程４で示すグループ４について、照射時間の合計を１４６Δにできる。露光工程６で示すグループ６について、照射時間の合計を１５０Δにできる。以上のように、時間調整工程（Ｓ３４）により、さらに、複数のグループのそれぞれの合計照射時間を互いにより近づけることができる。なお、調整後の照射時間のＯＮ／ＯＦＦデータは、分割前の照射時間のＯＮ／ＯＦＦデータを引き継ぐように構成する。よって、分割前のビット加工テーブルの各要素またはこれを分割したものを、他の要素またはこれを分割したものと加算して、露光テーブルの要素とすることはできない。

以上のように作成された調整後の露光テーブルは、記憶装置１４４に格納される。なお、調整後の露光テーブルは、描画処理を開始する前に作成しておく。上述した例では、描画装置１００内において、調整後の露光テーブルを作成しているがこれに限るものではない。１ショットあたりの照射時間を２進数データに変換する際の桁数ｎが予め設定されていれば、調整後の露光テーブル自体も予め設定可能である。よって、予め外部で調整後の露光テーブルを作成しておき、描画装置１００内に入力して記憶装置１４４に格納しておいてもよい。

照射時間配列データ加工工程（Ｓ１０９）において、ビット加工部７０は、記憶装置１４４に格納されたビット加工テーブルを参照して、２進数変換工程（Ｓ１０８）で変換された桁数ｎの２進数データを（ｎ＋ａ）桁の２進数データに変換する。例えば、図１１のビット加工テーブルの場合、１０桁の２進数データを１４桁の２進数データに変換する。例えば、Ｎ＝５０であれば、１０桁の“００００１１００１０”を１４桁の“００００００００１１００１０”に変換する。例えば、Ｎ＝５００であれば、同様に、１０桁の“０１１１１１０１００”を１４桁の“００００１１１１１１０１００”に変換する。ここで１０桁の２進数データの９桁目が”１”、１０桁目が”０”なので、加工後の１４桁の値の９，１０桁目（８ａ，８ｂ）が”１”に、１１−１４桁目（９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ）が０になっている。例えば、Ｎ＝７００であれば、同様に、１０桁の“１０１０１１１１００”を１４桁の“１１１１００１０１１１１００”に変換する。例えば、Ｎ＝１０２３であれば、同様に、１０桁の“１１１１１１１１１１”を１４桁の“１１１１１１１１１１１１１１”に変換する。

照射時間配列データ出力工程（Ｓ１１０）として、転送処理部６８は、各ビームのショット毎に、（ｎ＋ａ）桁の２進数データに変換された照射時間配列データを偏向制御回路１３０に出力する。その際、転送処理部６８は、記憶装置１４４に格納されたグループ化された露光テーブルを参照して、グループ毎に、照射時間配列データを偏向制御回路１３０に出力する。

対象グループのデータ転送工程（Ｓ１１２）として、偏向制御回路１３０は、ショット毎に、各ビーム用のロジック回路４１にグループ毎の照射時間配列データを出力する。また、これと同期して、偏向制御回路１３０は、共通ブランキング用のロジック回路１３２に各照射ステップのタイミングデータを出力する。

実施の形態１では、図５に示したように、ロジック回路４１にシフトレジスタ４０を用いているので、データ転送の際、偏向制御回路１３０は、同じグループを構成する各ビット（同じ桁数）のデータをビームの配列順（或いは識別番号順）にブランキングプレート２０４の各ロジック回路４１にデータ転送する。また、同期用のクロック信号（ＣＬＫ１）、データ読み出し用のリード信号（ｒｅａｄ）、及び加算器信号（ＢＬＫ）を出力する。例えば、ビーム１のｋグループ目を構成するｋ_１ビット目（ｋ_１桁目）とｋ_２ビット目（ｋ_２桁目）のデータとして、２ビットの“１１”とする。ビーム２のｋグループ目を構成するｋ_１ビット目（ｋ_１桁目）とｋ_２ビット目（ｋ_２桁目）のデータとして、２ビットの“１１”とする。ビーム３のｋグループ目を構成するｋ_１ビット目（ｋ_１桁目）とｋ_２ビット目（ｋ_２桁目）のデータとして、２ビットの“００”とする。ビーム４のｋグループ目を構成するｋ_１ビット目（ｋ_１桁目）とｋ_２ビット目（ｋ_２桁目）のデータとして、２ビットの“１１”とする。ビーム５のｋグループ目を構成するｋ_１ビット目（ｋ_１桁目）とｋ_２ビット目（ｋ_２桁目）のデータとして、２ビットの“００”とする。偏向制御回路１３０は、後のビーム側から“００１１００１１１１”の各２ビットデータを転送する。各ビームのシフトレジスタ４０は、クロック信号（ＣＬＫ１）に従って、上位側から順にデータを２ビットずつ次のシフトレジスタ４０に転送する。例えば、ビーム１〜５のｋグループ目のデータは、５回のクロック信号によって、ビーム１のシフトレジスタ４０には２ビットデータである“１１”が格納される。ビーム２のシフトレジスタ４０には２ビットデータである“１１”が格納される。ビーム３のシフトレジスタ４０には２ビットデータである“００”が格納される。ビーム４のシフトレジスタ４０には２ビットデータである“１１”が格納される。ビーム５のシフトレジスタ４０には２ビットデータである“００”が格納される。

次に、各ビームのレジスタ４２が、リード信号（ｒｅａｄ）を入力すると、各ビームのレジスタ４２が、シフトレジスタ４０からそれぞれのビームのｋグループ目のデータを読み込む。上述した例では、ｋグループ目のデータとして、ビーム１のレジスタ４２には２ビットデータである“１１”が格納される。ｋグループ目のデータとして、ビーム２のレジスタ４２には２ビットデータである“１１”が格納される。ｋグループ目のデータとして、ビーム３のレジスタ４２には２ビットデータである“００”が格納される。ｋグループ目のデータとして、ビーム４のレジスタ４２には２ビットデータである“１１”が格納される。ｋグループ目のデータとして、ビーム５のレジスタ４２には２ビットデータである“００”が格納される。各ビームの個別レジスタ４２は、ｋグループ目のデータを入力すると、そのデータに従って、ＯＮ／ＯＦＦ信号を、セレクタ４８を介してＡＮＤ演算器４４に出力する。実施の形態１では、個別レジスタ４２の出力は、セレクタ４８の切り替えによって、ｋ_１ビット目（ｋ_１桁目）の出力からｋ_２ビット目（ｋ_２桁目）の出力に切り替わる。セレクタ４８は、セレクト信号（ｓｅｌｅｃｔ）を入力すると２ビット信号の一方から他方に切り替わる。そして、ＡＮＤ演算器４４では、ＢＬＫ信号がＯＮ信号であって、レジスタ４２の信号がＯＮであれば、アンプ４６にＯＮ信号を出力し、アンプ４６は、ＯＮ電圧を個別ブランキング偏向器の電極２４に印加する。それ以外では、ＡＮＤ演算器４４は、アンプ４６にＯＦＦ信号を出力し、アンプ４６は、ＯＦＦ電圧を個別ブランキング偏向器の電極２４に印加する。

そして、かかるｋグループ目の２ビットデータが処理されている間に、偏向制御回路１３０は、次のｋ＋１グループ目のデータをビームの配列順（或いは識別番号順）にブランキングプレート２０４の各ロジック回路４１にデータ転送する。以下、同様に、最終グループのデータ処理まで進めればよい。

ここで、図５に示したＡＮＤ演算器４４については、省略しても構わない。但し、ロジック回路４１内の各素子のいずれが故障して、ビームＯＦＦにできない状態に陥った場合などに、ＡＮＤ演算器４４を配置することでビームをＯＦＦに制御できる点で効果的である。

対象グループの照射時間による描画工程（Ｓ１１４）として、各ビームのショット毎に、複数のグループによる複数の照射ステップに分割した照射のうち、対象グループの各照射ステップの照射時間の描画を実施する。

図１４は、実施の形態１における１ショット中の照射ステップの一部についてのビームＯＮ／ＯＦＦ切り替え動作を示すタイミングチャート図である。図１４では、例えば、マルチビームを構成する複数のビームのうち、１つのビーム（ビーム１）について示している。ここでは、例えば、ビーム１のｋ_１ビット目（ｋ_１桁目）とｋ_２ビット目（ｋ_２桁目）により構成されるｋグループからｋ_３ビット目（ｋ_３桁目）とｋ_４ビット目（ｋ_４桁目）により構成される（ｋ＋１）グループまでの照射ステップについて示している。照射時間配列データは、例えば、ｋ_１ビット目（ｋ_１桁目）が”１”、ｋ_２ビット目（ｋ_２桁目）が”１”、ｋ_３ビット目（ｋ_３桁目）が”０”、ｋ_４ビット目（ｋ_４桁目）が”１”の場合を示している。

まず、ｋ_１ビット目（ｋ_１桁目）とｋ_２ビット目（ｋ_２桁目）により構成されるｋグループのリード信号の入力によって、個別レジスタ４２（個別レジスタ信号１及び個別レジスタ信号２）は、格納されているｋ_１ビット目（ｋ_１桁目）とｋ_２ビット目（ｋ_２桁目）のデータ（２ビット）に従ってＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する。実施の形態１では、２ビット信号なので信号を選択して切り替える必要がある。図１４では、まず、セレクタ４８で個別レジスタ１のデータが選択され、ｋ_１ビット目（ｋ_１桁目）のＯＮ信号が個別アンプに出力される。次に、個別レジスタ４２の出力は、セレクタ４８の切り替えによって、個別レジスタ２のデータが選択され、ｋ_１ビット目（ｋ_１桁目）の出力からｋ_２ビット目（ｋ_２桁目）の出力に切り替える。以下、照射ステップ毎に順次子の切り替えを繰り返す。

ｋ_１ビット目（ｋ_１桁目）のデータがＯＮデータであるので、個別アンプ４６（個別アンプ１）はＯＮ電圧を出力し、ビーム１用のブランキング電極２４にＯＮ電圧を印加する。一方、共通ブランキング用のロジック回路１３２内では、（ｎ＋ａ）ビット（例えば１０ビット）の各照射ステップのタイミングデータに従って、ＯＮ／ＯＦＦを切り替える。共通ブランキング機構では、各グループの各照射ステップの照射時間だけＯＮ信号を出力する。例えば、Δ＝１ｎｓとすれば、グループ１の１回目の照射ステップ（例えば、ｋ＝０の照射ステップ）の照射時間がΔ×１＝１ｎｓとなる。２回目の照射ステップ（例えば、ｋ＝９ｄ（１４桁目）の照射ステップ）の照射時間がΔ×１２８＝１２８ｎｓとなる。グループ２の１回目の照射ステップ（例えば、ｋ＝１の照射ステップ）の照射時間がΔ×２＝２ｎｓとなる。２回目の照射ステップ（例えば、ｋ＝９ｃ（１３桁目）の照射ステップ）の照射時間がΔ×１２８＝１２８ｎｓとなる。以下、同様に、各グループの各照射ステップの照射時間だけＯＮとなる。ロジック回路１３２内では、レジスタ５０に各照射ステップのタイミングデータが入力されると、レジスタ５０がｋ桁目（ｋビット目）のＯＮデータを出力し、カウンタ５２がｋ桁目（ｋビット目）の照射時間をカウントし、かかる照射時間の経過時にＯＦＦとなるように制御される。以下、グループ毎に順にビームの照射が行われる。

以上のように、実施の形態１によれば、データ転送時間を照射ステップ中のグループ化された照射時間の合計内に含めることができる。

また、共通ブランキング機構では、個別ブランキング機構のＯＮ／ＯＦＦ切り替えに対して、アンプ４６の電圧安定時間（セトリング時間）Ｓ１／Ｓ２を経過した後にＯＮ／ＯＦＦ切り替えを行う。図１４の例では、個別アンプ１がＯＮになった後、ＯＦＦからＯＮに切り替え時の個別アンプ１のセトリング時間Ｓ１を経過後に、共通アンプがＯＮになる。これにより、個別アンプ１の立ち上がり時の不安定な電圧でのビーム照射を排除できる。そして、共通アンプは対象となるｋ桁目（ｋビット目）の照射時間の経過時にＯＦＦとなる。その結果、実際のビームは、個別アンプと共通アンプが共にＯＮであった場合に、ビームＯＮとなり、試料１０１に照射される。よって、共通アンプのＯＮ時間が実際のビームの照射時間になるように制御される。一方、個別アンプ１がＯＦＦの時に共通アンプがＯＮになる場合には、個別アンプ１がＯＦＦになった後、ＯＮからＯＦＦに切り替え時の個別アンプ１のセトリング時間Ｓ２を経過後に、共通アンプがＯＮになる。これにより、個別アンプ１の立ち下がり時の不安定な電圧でのビーム照射を排除できる。

以上のように、個別ビームＯＮ／ＯＦＦ切り替え工程（Ｓ１１６）として、複数の個別ブランキング機構（ブランキングプレート２０４等）により、マルチビームのうち、それぞれ対応するビームに対して個別にビームのＯＮ／ＯＦＦ制御を行い、ビーム毎に、ｋグループ目の各照射ステップ（照射）について、当該ビーム用の個別ブランキング機構によりビームのＯＮ／ＯＦＦ切り替えを行う。図１４の例では、ｋグループ目のｋ_２桁目（ｋ_２ビット目）の照射ステップがビームＯＦＦではないので、ＯＮからＯＦＦ切り替えを行っていないが、例えば、ｋ_２桁目（ｋ_２ビット目）の照射ステップがビームＯＦＦであれば、ＯＮからＯＦＦ切り替えを行うことは言うまでもない。

そして、共通ビームＯＮ／ＯＦＦ切り替え工程（Ｓ１１８）として、ビーム毎に、ｋグループ目の各照射ステップ（照射）について、個別ブランキング機構によりビームのＯＮ／ＯＦＦ切り替えが行われた後、共通ブランキング機構（ロジック回路１３２、及び偏向器２１２等）を用いてマルチビーム全体に対して一括してビームのＯＮ／ＯＦＦ制御を行い、ｋグループ目の各照射ステップ（照射）に対応する照射時間だけビームＯＮの状態になるようにブランキング制御を行う。

上述したように、ブランキングプレート２０４では回路の設置面積や使用電流に制限があるため、簡易なアンプ回路になってしまう。そのため、個別アンプのセトリング時間を短くするにも制限がある。これに対して、共通ブランキング機構では、鏡筒の外に十分な大きさ、使用電流、回路規模の高精度なアンプ回路を搭載可能である。よって、共通アンプのセトリング時間を短くできる。そこで、実施の形態１では、個別ブランキング機構でビームＯＮにした後（或いは対象桁目のリード信号出力後）、セトリング時間経過後に共通ブランキング機構でビームＯＮにすることで、ブランキングプレート上の個別アンプの電圧不安定時間やクロストークを含むノイズ成分を排除でき、かつ、高精度な照射時間でブランキング動作を行うことができる。

判定工程（Ｓ１２０）として、描画制御部７２は、照射時間配列データについて全グループのデータの転送が完了したかどうかを判定する。完了していない場合には、グループ変更工程（Ｓ１２２）に進む。完了した場合には、判定工程（Ｓ１２４）に進む。

グループ変更工程（Ｓ１２２）として、描画制御部７２は、対象グループを変更する。例えば、ｋグループ目からｋ＋１グループ目に対象桁を変更する。そして、対象グループのデータ転送工程（Ｓ１１２）に戻る。そして、ｋ＋１グループ目の処理について、対象グループのデータ転送工程（Ｓ１１２）からグループ変更工程（Ｓ１２２）までを実施する。そして、判定工程（Ｓ１２０）において照射時間配列データについて全グループのデータの処理が完了するまで、同様に、繰り返す。

以上のように、ビームの１ショットあたりの最大照射時間（２^ｎ−１）が、設定された桁数ｎの２進数の各桁の値をそれぞれ１０進数で定義した場合に相当する階調値に量子化単位Δを乗じた照射時間として桁数ｎ個の複数の照射時間（第１の照射時間）に分割され、複数の照射時間（第１の照射時間）の一部の照射時間（第２の照射時間）がさらに複数の照射時間（第３の照射時間）に分割された、照射時間（第３の照射時間）と分割されなかった残りの複数の照射時間（第１の照射時間）とを用いて、ビームのショット毎に、当該ビームの照射を複数の照射時間（第３の照射時間）の各照射ステップと分割されなかった残りの複数の照射時間（第１の照射時間）の各照射ステップとに分割して、少なくとも２つの照射時間による照射ステップの組み合わせにより構成される複数のグループが順に続くように、グループ毎に当該グループを構成する各照射ステップの照射時間のビームを順に試料に照射する。

電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２によりほぼ垂直にアパーチャ部材２０３全体を照明する。アパーチャ部材２０３には、矩形の複数の穴（開口部）が形成され、電子ビーム２００は、すべての複数の穴が含まれる領域を照明する。複数の穴の位置に照射された電子ビーム２００の各一部が、かかるアパーチャ部材２０３の複数の穴をそれぞれ通過することによって、例えば矩形形状の複数の電子ビーム（マルチビーム）２０ａ〜ｅが形成される。かかるマルチビーム２０ａ〜ｅは、ブランキングプレート２０４のそれぞれ対応するブランカー（第１の偏向器：個別ブランキング機構）内を通過する。かかるブランカーは、それぞれ、個別に通過する電子ビーム２０を偏向する（ブランキング偏向を行う）。

図１５は、実施の形態１におけるブランキング動作を説明するための概念図である。ブランキングプレート２０４を通過したマルチビーム２０ａ〜ｅは、縮小レンズ２０５によって、縮小され、制限アパーチャ部材２０６に形成された中心の穴に向かって進む。ここで、ブランキングプレート２０４のブランカーによって偏向された電子ビーム２０は、制限アパーチャ部材２０６（ブランキングアパーチャ部材）の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ部材２０６によって遮蔽される。一方、ブランキングプレート２０４のブランカーによって偏向されなかった電子ビーム２０は、偏向器２１２（共通ブランキング機構）によって、偏向されなければ、図１に示すように制限アパーチャ部材２０６の中心の穴を通過する。かかる個別ブランキング機構のＯＮ／ＯＦＦと共通ブランキング機構のＯＮ／ＯＦＦとの組み合わせによって、ブランキング制御が行われ、ビームのＯＮ／ＯＦＦが制御される。このように、制限アパーチャ部材２０６は、個別ブランキング機構或いは共通ブランキング機構によってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する。そして、ビームＯＮになってからビームＯＦＦになるまでに形成された、制限アパーチャ部材２０６を通過したビームにより、１回分のショットをさらに分割した照射ステップのビームが形成される。制限アパーチャ部材２０６を通過したマルチビーム２０は、対物レンズ２０７により焦点が合わされ、所望の縮小率のパターン像となり、偏向器２０８によって、制限アパーチャ部材２０６を通過した各ビーム（マルチビーム２０全体）が同方向にまとめて偏向され、各ビームの試料１０１上のそれぞれの照射位置に照射される。また、例えばＸＹステージ１０５が連続移動している時、ビームの照射位置がＸＹステージ１０５の移動に追従するように偏向器２０８によって制御される。一度に照射されるマルチビーム２０は、理想的にはアパーチャ部材２０３の複数の穴の配列ピッチに上述した所望の縮小率を乗じたピッチで並ぶことになる。描画装置１００は、ショットビームを連続して順に照射していくラスタースキャン方式で描画動作を行い、所望のパターンを描画する際、パターンに応じて必要なビームがブランキング制御によりビームＯＮに制御される。

判定工程（Ｓ１２４）として、描画制御部７２は、全ショットが終了したかどうかを判定する。そして、全ショットが終了していれば終了し、まだ全ショットが終了していない場合には階調値Ｎ算出工程（Ｓ１０６）に戻り、全ショットが終了するまで、階調値Ｎ算出工程（Ｓ１０６）から判定工程（Ｓ１２４）を繰り返す。

図１６は、実施の形態１における描画動作の一例を説明するための概念図である。図１６に示すように、試料１０１の描画領域３０は、例えば、ｙ方向に向かって所定の幅で短冊状の複数のストライプ領域３２に仮想分割される。かかる各ストライプ領域３２は、描画単位領域となる。まず、ＸＹステージ１０５を移動させて、第１番目のストライプ領域３２の左端、或いはさらに左側の位置に一回のマルチビーム２０の照射で照射可能な照射領域３４が位置するように調整し、描画が開始される。第１番目のストライプ領域３２を描画する際には、ＸＹステージ１０５を例えば−ｘ方向に移動させることにより、相対的にｘ方向へと描画を進めていく。ＸＹステージ１０５は所定の速度で例えば連続移動させる。第１番目のストライプ領域３２の描画終了後、ステージ位置を−ｙ方向に移動させて、第２番目のストライプ領域３２の右端、或いはさらに右側の位置に照射領域３４が相対的にｙ方向に位置するように調整し、今度は、ＸＹステージ１０５を例えばｘ方向に移動させることにより、−ｘ方向にむかって同様に描画を行う。第３番目のストライプ領域３２では、ｘ方向に向かって描画し、第４番目のストライプ領域３２では、−ｘ方向に向かって描画するといったように、交互に向きを変えながら描画することで描画時間を短縮できる。但し、かかる交互に向きを変えながら描画する場合に限らず、各ストライプ領域３２を描画する際、同じ方向に向かって描画を進めるようにしても構わない。１回のショットでは、アパーチャ部材２０３の各穴２２を通過することによって形成されたマルチビームによって、各穴２２と同数の複数のショットパターンが一度に形成される。

図１７は、実施の形態１におけるストライプ内の描画動作の一例を説明するための概念図である。図１７の例では、例えば、ｘ，ｙ方向に４×４のマルチビームを用いてストライプ内を描画する例を示している。図１７の例では、例えば、ｙ方向にマルチビーム全体の照射領域の約２倍の幅でストライプ領域を分割した場合を示している。そして、ｘ方向或いはｙ方向に１メッシュずつ照射位置をずらしながら４回のショット（１ショットは複数の照射ステップの合計）でマルチビーム全体の１つの照射領域が露光（描画）終了する場合を示している。まず、ストライプ領域の上側の領域について描画する。図１７（ａ）では、１回のショット（１ショットは複数の照射ステップの合計）で照射したメッシュ領域を示している。次に、図１７（ｂ）に示すように、ｙ方向に、まだ照射されていないメッシュ領域に位置をずらして、２回目のショット（複数の照射ステップの合計）を行う。次に、図１７（ｃ）に示すように、ｘ方向に、まだ照射されていないメッシュ領域に位置をずらして、３回目のショット（複数の照射ステップの合計）を行う。

図１８は、実施の形態１におけるストライプ内の描画動作の一例を説明するための概念図である。図１８では、図１７の続きを示している。次に、図１８（ｄ）に示すように、ｙ方向に、まだ照射されていないメッシュ領域に位置をずらして、４回目のショット（１ショットは複数の照射ステップの合計）を行う。かかる４回のショット（１ショットは複数の照射ステップの合計）でマルチビーム全体の１つの照射領域が露光（描画）終了する。次に、ストライプ領域の下側の領域について描画する。図１８（ｅ）に示すように、ストライプ領域の下側の領域について、１回目のショット（１ショットは複数の照射ステップの合計）を行う。次に、ｙ方向に、まだ照射されていないメッシュ領域に位置をずらして、２回目のショット（１ショットは複数の照射ステップの合計）を行う。次に、ｘ方向に、まだ照射されていないメッシュ領域に位置をずらして、３回目のショット（１ショットは複数の照射ステップの合計）を行う。次に、ｙ方向に、まだ照射されていないメッシュ領域に位置をずらして、４回目のショット（１ショットは複数の照射ステップの合計）を行う。以上の動作により、ストライプ領域のうち、マルチビームの照射領域の１列目の描画が終了する。そして、図１８（ｆ）に示すように、ｘ方向に移動して、マルチビームの照射領域の２列目について、同様に、描画を行えばよい。以上の動作を繰り返し行うことで、ストライプ領域全体を描画できる。

図１９は、実施の形態１におけるストライプ内の描画動作の他の一例を説明するための概念図である。図１９の例では、例えば、ｘ，ｙ方向に４×４のマルチビームを用いてストライプ内を描画する例を示している。図１９の例では、各ビーム間の距離を離して、例えば、ｙ方向にマルチビーム全体の照射領域と同等、或いは若干広いの幅でストライプ領域を分割した場合を示している。そして、ｘ方向或いはｙ方向に１メッシュずつ照射位置をずらしながら１６回のショット（１ショットは複数の照射ステップの合計）でマルチビーム全体の１つの照射領域が露光（描画）終了する場合を示している。図１９（ａ）では、１回のショット（１ショットは複数の照射ステップの合計）で照射したメッシュ領域を示している。次に、次に、図１９（ｂ）に示すように、ｙ方向に、まだ照射されていないメッシュ領域に１メッシュずつ位置をずらしながら、２，３，４回目のショット（１ショットは複数の照射ステップの合計）を順に行う。次に、図１９（ｃ）に示すように、ｘ方向にまだ照射されていないメッシュ領域に１メッシュずつ位置をずらし、５回目のショット（１ショットは複数の照射ステップの合計）を行う。次に、ｙ方向に、まだ照射されていないメッシュ領域に１メッシュずつ位置をずらしながら、６，７，８回目のショット（１ショットは複数の照射ステップの合計）を順に行う。

図２０は、実施の形態１におけるストライプ内の描画動作の他の一例を説明するための概念図である。図２０では、図１９の続きを示している。図２０（ｄ）に示すように、図１３で説明した動作と同様に、繰り返し、残りの９〜１６回目のショット（１ショットは複数の照射ステップの合計）を順に行えばよい。図１９，図２０の例では、例えば、多重描画（多重度＝２）を行う場合を示している。かかる場合には、マルチビーム全体の照射領域の約１／２のサイズだけｘ方向に移動し、図２０（ｅ）に示すように、多重描画２層目の１回目のショット（１ショットは複数の照射ステップの合計）を行う。以下、図１９（ｂ）及び図１９（ｃ）で説明したように、順次、多重描画２層目の２〜８回目の各ショット（１ショットは複数の照射ステップの合計）を行い、図２０（ｆ）に示すように、図１９（ｂ）及び図１９（ｃ）で説明した動作と同様に、繰り返し、残りの９〜１６回目のショット（１ショットは複数の照射ステップの合計）を順に行えばよい。

以上のように、実施の形態１によれば、回路設置スペースの制限を維持しながら照射時間制御の精度、ひいては照射量制御の精度を向上できる。また、個別ブランキング機構のロジック回路４１が１ビットのデータ量なので、消費電力も抑制できる。

実施の形態２．
実施の形態１では、量子化単位Δ（共通ブランキング機構のカウンタ周期）を一意に設定する場合を示したが、これに限るものではない。実施の形態２では、量子化単位Δを可変に設定する場合について説明する。実施の形態２における装置構成は、図１と同様である。また、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は、図６と同様である。また、以下、特に説明する点以外が内容は、実施の形態１と同様である。

図２１は、実施の形態２における露光待ち時間を比較例と比較したタイムチャート図である。図２１（ａ）では、１ショットをｎ回の照射ステップに分割した場合の各照射ステップでの各ビームのビーム照射の有無の一例を示している。ショットをｎ回の照射ステップに分割する場合、１ショットあたりの照射時間は、最大（２^ｎ−１）Δとなる。図２１（ａ）では、例えば、ｎ＝１０である場合を一例として示している。かかる場合、１ショットあたりの照射時間は、最大１０２３Δとなる。そして、図２１（ａ）では、１ショットあたりの照射時間を、照射時間が長い方から順に記載すると、５１２Δ、２５６Δ、１２８Δ、６４Δ、３２Δ、１６Δ、８Δ、４Δ、２Δ、及び、１Δの計１０回の照射ステップに分割している。また、図２１（ａ）では、１２８Δ未満の短い照射時間の照射ステップについては記載を省略している。図２１（ａ）において、ビーム１は、照射時間が１２８Δの照射ステップではＯＦＦ（ビーム照射無）、照射時間が２５６Δの照射ステップではＯＮ（ビーム照射有）、そして照射時間が５１２Δの照射ステップではＯＮ（ビーム照射有）であることを示している。ビーム２は、照射時間が１２８Δの照射ステップではＯＮ（ビーム照射有）、照射時間が２５６Δの照射ステップではＯＮ（ビーム照射有）、そして照射時間が５１２Δの照射ステップではＯＦＦ（ビーム照射無）であることを示している。ビーム３は、照射時間が１２８Δの照射ステップではＯＦＦ（ビーム照射無）、照射時間が２５６Δの照射ステップではＯＮ（ビーム照射有）、そして照射時間が５１２Δの照射ステップではＯＦＦ（ビーム照射無）であることを示している。ビーム４は、照射時間が１２８Δの照射ステップではＯＮ（ビーム照射有）、照射時間が２５６Δの照射ステップではＯＮ（ビーム照射有）、そして照射時間が５１２Δの照射ステップではＯＦＦ（ビーム照射無）であることを示している。ビーム５は、照射時間が１２８Δの照射ステップではＯＦＦ（ビーム照射無）、照射時間が２５６Δの照射ステップではＯＮ（ビーム照射有）、そして照射時間が５１２Δの照射ステップではＯＦＦ（ビーム照射無）であることを示している。

図２１（ｂ）では、図２１（ａ）で示した各ビームの１ショットあたりの全体照射時間の一例を示している。図２１（ｂ）では、比較例として、量子化単位Δを一意に設定する場合を示している。また、図２１（ａ）で示した各ビームは、１２８Δ未満の短い照射時間の照射ステップについてはいずれもＯＦＦ（ビーム照射無）である場合について示している。かかる場合、図１５（ｂ）に示すように、ビーム１は、１ショットあたりの全体照射時間が、例えば、７６８Δとなる。ビーム２は、１ショットあたりの全体照射時間が、例えば、３８４Δとなる。ビーム３は、１ショットあたりの全体照射時間が、例えば、２５６Δとなる。ビーム４は、１ショットあたりの全体照射時間が、例えば、３８４Δとなる。ビーム５は、１ショットあたりの全体照射時間が、例えば、２５６Δとなる。一方、上述したように、１ショットあたりの照射時間は、最大１０２３Δとなる。各ビームの１ショットあたりの全体照射時間が最大照射時間よりも短い場合、図１５（ｂ）に示すように、待ち時間が発生することになる。そこで、実施の形態２では、かかる待ち時間を短縮するべく、量子化単位Δを可変にする。

図２１（ｃ）に示すように、全ショット中のマルチビームの全ビームの１ショットあたりの全体照射時間が最大となるビームの１ショットあたりの全体照射時間に１ショットあたりの照射時間の最大値が一致するように、量子化単位Δを設定する。図２１（ｂ）の例では、ビーム１の１ショットあたりの全体照射時間が７６８Δとなり、最大である。よって、１ショットあたりの最大照射時間７６８Δが、１０２３Δ_１となるように量子化単位Δ_１を設定する。これにより、各ショットの繰り返し周期（インターバル）を縮めることができる。

図２１（ｄ）では、最大照射時間７６８Δが、１０２３Δ１として、改めて１ショットを１０回の照射ステップに分割した場合の各照射ステップでの各ビームのビーム照射の有無の一例を示している。また、図２１（ｄ）では、１２８Δ未満の短い照射時間の照射ステップについては記載を省略している。図２１（ｄ）において、ビーム１は、繰返し周期の基準となるビームなので、すべての照射ステップにおいてＯＮ（ビーム照射有）となる。ビーム２，４は、３８４Δなので換算すると約５１２Δ_１となる。よって、照射時間が５１２Δ_１の照射ステップでＯＮ（ビーム照射有）となり、残りの照射ステップではＯＦＦ（ビーム照射無）となる。ビーム３，５は、２５６Δなので換算すると３４１Δ_１となる。よって、照射時間が２５６Δ_１，６４Δ_１，１６Δ_１，４Δ_１，１Δ_１の照射ステップでＯＮ（ビーム照射有）となり、残りの照射ステップではＯＦＦ（ビーム照射無）となる。

図２１（ｅ）では、ショット毎に、マルチビームの全ビームの１ショットあたりの全体照射時間が最大となるビームの１ショットあたりの全体照射時間に１ショットあたりの照射時間の最大値が一致するように、量子化単位Δを設定する。図２１（ｅ）の例では、１ショット目のビーム１の１ショットあたりの全体照射時間が７６８Δとなり、最大である。よって、１ショットあたりの最大照射時間７６８Δが、１０２３Δ_１となるように量子化単位Δ_１を設定する。これにより、１ショット目の繰り返し周期（インターバル）を縮めることができる。また、２ショット目のビーム２の１ショットあたりの全体照射時間が６４０Δとなり、最大である。よって、１ショットあたりの最大照射時間６４０Δが、１０２３Δ_２となるように量子化単位Δ_２を設定する。これにより、２ショット目の繰り返し周期（インターバル）を縮めることができる。以下、同様に、ショット毎にΔ_３、Δ_４、・・・を設定していけばよい。

以上のように、量子化単位Δを可変にする。これにより、待ち時間を抑制できる。よって、描画時間を短縮できる。図１５の例では、例えば、ｎ＝１０である場合を一例として示したが、ｎの値がその他の場合であっても同様に適用可能である。

以上のように、実施の形態２によれば、照射ステップを実行する際の待ち時間を低減或いは抑制できる。

実施の形態３．
上述した各実施の形態では、個別ブランキング制御用のブランキングプレート２０４と共通ブランキング用の偏向器２１２とを用いて、ビーム毎に、１ショットを分割した複数回の照射の各回の照射ステップについてブランキング制御をおこなったが、これに限るものではない。実施の形態３では、共通ブランキング用の偏向器２１２を用いずに個別ブランキング制御用のブランキングプレート２０４を用いてビーム毎に、１ショットを分割した複数回の照射の各回の照射ステップについてブランキング制御をおこなう構成について説明する。

図２２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２２において、偏向器２１２が無くなった点、ロジック回路１３２の出力がブランキングプレート２０４に接続される点、以外は、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は、図６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２３は、実施の形態３における個別ブランキング制御回路と共通ブランキング制御回路の内部構成を示す概念図である。図２３において、偏向器２１２が無くなった点、ＡＮＤ演算器４４（論理積回路）に偏向制御回路１３０からの信号の代わりにロジック回路１３２の出力信号が入力される点、以外の内容は図５と同様である。

個別ビームＯＮ／ＯＦＦ切り替え工程（Ｓ１１６）として、マルチビームのうち、それぞれ対応するビームに対して個別にビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を出力するシフトレジスタ４０と個別レジスタ４２を有する複数のロジック回路（第１のロジック回路）を用いて、ビーム毎に、複数回の照射の各回の照射について、当該ビーム用のロジック回路（第１のロジック回路）によりビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号（第１のＯＮ／ＯＦＦ制御信号）を出力する。具体的には、上述したように、各ビームの個別レジスタ４２は、ｋグループ目の２ビットデータを入力すると、そのデータに従って、ＯＮ／ＯＦＦ信号をセレクタ４８を介してＡＮＤ演算器４４に出力する。ｋグループ目のデータが“１１”であれば共にＯＮ信号を、“００”であれば共にＯＦＦ信号を出力すればよい。

そして、共通ビームＯＮ／ＯＦＦ切り替え工程（Ｓ１１８）として、ビーム毎に、複数回の照射の各回の照射について、個別ブランキング用のロジック回路によりビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号の切り替えが行われた後、マルチビーム全体に対して一括してビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を出力するロジック回路１３２（第２のロジック回路）を用いて当該照射に対応する照射時間だけビームＯＮの状態になるようにビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号（第２のＯＮ／ＯＦＦ制御信号）を出力する。具体的には、共通ブランキング用のロジック回路１３２内では、１０ビットの各照射ステップのタイミングデータに従って、ＯＮ／ＯＦＦを切り替える。ロジック回路１３２は、かかるＯＮ／ＯＦＦ制御信号をＡＮＤ演算器４４に出力する。ロジック回路１３２では、各照射ステップの照射時間だけＯＮ信号を出力する。

そして、ブランキング制御工程として、ＡＮＤ演算器４４は、個別ビーム用のＯＮ／ＯＦＦ制御信号と共通ビーム用のＯＮ／ＯＦＦ制御信号とが共にＯＮ制御信号である場合に、当該ビームについて、当該照射に対応する照射時間だけビームＯＮの状態になるようにブランキング制御を行う。ＡＮＤ演算器４４は、個別ビーム用と共通ビーム用のＯＮ／ＯＦＦ制御信号が共にＯＮ制御信号である場合に、アンプ４６にＯＮ信号を出力し、アンプ４６は、ＯＮ電圧を個別ブランキング偏向器の電極２４に印加する。それ以外では、ＡＮＤ演算器４４は、アンプ４６にＯＦＦ信号を出力し、アンプ４６は、ＯＦＦ電圧を個別ブランキング偏向器の電極２４に印加する。このように、個別ブランキング偏向器の電極２４（個別ブランキング機構）は、個別ビーム用と共通ビーム用のＯＮ／ＯＦＦ制御信号が共にＯＮ制御信号である場合に、当該ビームについて、当該照射に対応する照射時間だけビームＯＮの状態になるように個別にビームのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。

以上のように、共通ブランキング用の偏向器２１２を用いずに個別ブランキング制御用のブランキングプレート２０４を用いても実施の形態１と同様、回路設置スペースの制限を維持することができる。また、個別ブランキング用のロジック回路４１が１ビットのデータ量なので、消費電力も抑制できる。また、共通ブランキング用の偏向器２１２が省略できるメリットもある。

実施の形態４．
上述した各実施の形態では、個別ブランキング制御用の各ロジック回路４１をブランキングプレート２０４上に配置したが、外部に設置してもよい。実施の形態４では、個別ブランキング制御用の各ロジック回路４１をブランキングプレート２０４の外部に配置する場合について説明する。実施の形態４における装置構成は、個別ブランキング制御用の各ロジック回路４１をブランキングプレート２０４の外部に配置する点以外は図１と同様である。また、実施の形態４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６と同様である。また、以下、特に説明する点以外が内容は、実施の形態１〜３のいずれかと同様である。

図２４は、実施の形態４におけるロジック回路とブランキングプレート２０４との配置状況を説明するための概念図である。実施の形態４では、個別ブランキング制御用の各ロジック回路４１と各アンプ４６は、描画部１５０の外部に配置されたロジック回路１３４内に配置される。そして、個別ブランキング制御用の各電極２４には配線によって接続される。かかる構成では、配線が長くなるので、クロストークとセトリング時間が増大することになる。しかし、実施の形態４では、上述したように、個別ブランキング機構でＯＮ／ＯＦＦ切り替えをした後に、電圧安定を待って、共通ブランキング機構でＯＮ／ＯＦＦ切り替えを行うため、かかるクロストークとセトリング時間が増大してもこれらの影響を受けずに照射時間を高精度に制御できる。

実施の形態５．
上述した各実施の形態では、各グループを２つの照射ステップによって構成される場合を示したがこれに限るものではない。実施の形態５では、各グループを３つ以上の照射ステップによって構成される場合について説明する。以下、特に説明する点以外の内容は、上述した各実施の形態のいずれかと同様である。

図２５は、実施の形態５におけるグループ化された露光テーブルの一例を示す図である。図２５では、例えば、１ショットあたりの照射が、個数１２個に照射時間（露光時間）の照射ステップに分割された場合を示している。図２５の例では、３つの照射ステップによりグループ化された照射時間の合計間の差がより均一に近づくように、露光工程１として、照射時間Δと、照射時間１２８Δと、照射時間１２８Δと、でグループ１を構成する。露光工程２として、照射時間３２Δと、照射時間６４Δと、照射時間１５８Δと、でグループ２を構成する。露光工程３として、照射時間８Δと、照射時間２Δと、照射時間２５６Δと、でグループ３を構成する。露光工程４として、照射時間４Δと、照射時間１６Δと、照射時間２２６Δと、でグループ４を構成する。ここで工程１，２，４の露光時間３である１２８Δ、１５８Δ、２２６Δは５１２Δを分割したものである。以上のように、３つの照射ステップによりグループ化しても好適である。かかる場合には、各グループのデータは、３ビットデータとなる。

図２６は、実施の形態５におけるグループ化された露光テーブルの他の一例を示す図である。図２６では、例えば、１ショットあたりの照射が、個数１２個に照射時間（露光時間）の照射ステップに分割された場合を示している。図２４の例では、４つの照射ステップによりグループ化された照射時間の合計間の差がより均一に近づくように、露光工程１として、照射時間４Δと、照射時間１６Δと、照射時間６４Δと、照射時間２５６Δと、でグループ１を構成する。露光工程２として、照射時間２Δと、照射時間８Δと、照射時間１２８Δと、照射時間２０４Δと、でグループ２を構成する。露光工程３として、照射時間１Δと、照射時間３２Δと、照射時間１２８Δと、照射時間１８０Δと、でグループ３を構成する。ここで工程２の露光時間４、工程３の露光時間３，４である２０４Δ、１２８Δ、１８０Δは５１２Δを分割したものである。以上のように、４つの照射ステップによりグループ化しても好適である。かかる場合には、各グループのデータは、４ビットデータとなる。以上のように、各グループを３つ以上の照射ステップによって構成しても好適である。

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。

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マルチ荷電粒子ビーム描画装置及び方法は、本発明の範囲に包含される。

２０ マルチビーム
２２ 穴
２４，２６ 電極
３０ 描画領域
３２ ストライプ領域
３４ 照射領域
４０ シフトレジスタ
４１ ロジック回路
４２ レジスタ
４４ 加算演算器
４６ アンプ
４８ セレクタ
５０ レジスタ
５２ カウンタ
６０ 面積密度算出部
６２ 照射時間算出部
６４ 階調値算出部
６６ ビット変換部
６８ 転送処理部
７２ 描画制御部
７３ ビット加工テーブル作成部
７４ 露光テーブル作成部
８０ 初期設定部
８２ 基準照射時間演算部
８４ 判定部
８６ 増化照射時間数変更部
８８ 分割部
９０ 割り当て処理部
９２ 調整部
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 制御計算機
１１２ メモリ
１３０ 偏向制御回路
１３２ ロジック回路
１３９ ステージ位置測定部
１４０，１４２ 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 アパーチャ部材
２０４ ブランキングプレート
２０５ 縮小レンズ
２０６ 制限アパーチャ部材
２０７ 対物レンズ
２０８ 偏向器
２１０ ミラー
２１２ 偏向器

Claims (5)

1. ビームのショット毎に、荷電粒子ビームによるマルチビームの各ビームの照射時間を量子化単位で割った階調値を予め設定された桁数の２進数データに変換する工程と、
   ビームの１ショットあたりの最大照射時間が、前記桁数の２進数の各桁の値をそれぞれ１０進数で定義した場合に相当する階調値に量子化単位を乗じた照射時間として前記桁数個の複数の第１の照射時間に分割され、前記複数の第１の照射時間の一部の第２の照射時間がさらに複数の第３の照射時間に分割された、前記複数の第３の照射時間と分割されなかった残りの複数の第１の照射時間とを用いて、ビームのショット毎に、当該ビームの照射を前記複数の第３の照射時間の各照射ステップと分割されなかった残りの複数の第１の照射時間の各照射ステップとに分割して、少なくとも２つの照射時間による照射ステップの組み合わせにより構成される複数のグループが順に続くように、グループ毎に当該グループを構成する各照射ステップの照射時間のビームを順に試料に照射する工程と、
   を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
2. 照射ステップの組み合わせ数ｍと、前記桁数ｎと、量子化単位Δと、前記桁数ｎ個の前記複数の第１の照射時間のうちの２進数のｉ桁目の第１の照射時間Ｔｉと、を用いた以下の式（３）及び式（４）を満たす基準照射時間Ｔ’に対応する個数ｂの前記第２の照射時間が分割され、
   以下の式（３）及び式（４）を満たす基準照射時間Ｔ’に対応する個数ａだけ、前記第２の照射時間を分割することによって照射時間の個数が前記桁数ｎ個から増えることを特徴とする請求項１記載のマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
   

   

   
3. 前記複数の第１の照射時間のうち、前記基準照射時間Ｔ’よりも大きい第１の照射時間Ｔｉを個数ｂの前記第２の照射時間として、前記個数ａだけ前記複数の第１の照射時間よりも照射時間の個数が増えるように、個数ｂの前記第２の照射時間が前記複数の第３の照射時間に分割され、
   各グループの合計照射時間が前記基準照射時間Ｔ’により近づくように、前記複数の第３の照射時間の各照射ステップと分割されなかった残りの複数の第１の照射時間の各照射ステップとが前記複数のグループのいずれかに割り当てられることを特徴とする請求項２記載のマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
4. 前記複数のグループの一部のグループを構成する少なくとも２つの照射時間の一部の照射時間を複数の第４の照射時間に分割して、分割された複数の第４の照射時間の一部の第４の照射時間を他のグループの照射時間に割り当てた、前記複数のグループを構成する複数の照射時間の各照射ステップに当該ビームの照射が分割されることを特徴とする請求項３記載のマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
5. 試料を載置する、連続移動可能なステージと、
   荷電粒子ビームを放出する放出部と、
   複数の開口部が形成され、前記複数の開口部全体が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の開口部を前記荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
   前記アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う複数のブランカーと、
   前記複数のブランカーによってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽するブランキングアパーチャ部材と、
   ビームの１ショットあたりの最大照射時間が、前記桁数の２進数の各桁の値をそれぞれ１０進数で定義した場合に相当する階調値に量子化単位を乗じた照射時間として前記桁数個の複数の第１の照射時間に分割され、前記複数の第１の照射時間の一部の第２の照射時間がさらに複数の第３の照射時間に分割された、前記複数の第３の照射時間と分割されなかった残りの複数の第１の照射時間とを用いて、ビームのショット毎に、当該ビームの照射を前記複数の第３の照射時間の各照射ステップと分割されなかった残りの複数の第１の照射時間の各照射ステップとに分割して、少なくとも２つの照射時間による照射ステップの組み合わせにより構成される複数のグループが順に続くように、グループ毎に当該グループを構成する各照射ステップの照射時間のビームを順に試料に照射するように前記複数のブランカーの対応するブランカーを制御する偏向制御部と、
   を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。

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