JP6190254B2 - マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法 - Google Patents

Description

本発明は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、マルチビーム描画における空間電荷効果を補正する手法に関する。

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、高精度の描画を行うに際して、試料上の各々の位置に指定された照射量を与えるために、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。ショット毎に、各ビームの照射時間が一定ではないため、１ショット中のある時刻では、例えば、１００００本のビームが照射されていても、１ｎｓ（ナノ秒）後には、例えば、ＯＮビームが５００本になり、さらに１ｎｓ後には、例えば、ＯＮビームが５０本になる。このように刻々とマルチビームのＯＮビーム数が変化するため、１ショット中に、マルチビームにおけるＯＮビームパターンとビーム電流がダイナミックに変化することになる。電子ビーム等の荷電粒子ビームでは、ビーム経路上で電荷を持った粒子間で反発力が生じ、それによりビーム経路が変化し、その影響はビーム電流（粒子数）が多いほど大きくなるという空間電荷効果が生じる。そのため、１ショット中の各ビームが照射され続けている間に、空間電荷効果により、フォーカスずれや描画パターンの位置ずれ等が生じるといった問題があった。

しかしながら、１ショット中の各ビームが照射され続けている状態でダイナミックに変化するＯＮビームパターンやビーム電流に追従するようにフォーカスずれや描画パターンの位置ずれ等の補正を行うことは困難である。

特開２００６−２６１３４２号公報

そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、マルチビーム描画において、空間電荷効果により生じる描画パターンの位置ずれを補正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装置は、
荷電粒子ビームによるマルチビームのショット毎に、各ビームの１ショット分の照射を照射時間が異なる複数回の分割ショットに分割するように複数回の分割ショットのデータを生成する分割ショットデータ生成部と、
複数回の分割ショットのデータに沿って、マルチビームの各ビームを個別にブランキング制御する個別ブランキング機構と、
分割ショット毎に、マルチビームのＯＮビーム数に応じてマルチビーム全体の像の伸縮率を補正する伸縮率補正値を取得する伸縮率補正値取得部と、
分割ショット毎に、伸縮率補正値を用いてマルチビーム全体の像の伸縮率を補正するレンズと、
を備えたことを特徴とする。

また、分割ショット毎に、マルチビーム全体のビーム中心位置を補正する中心位置補正値を取得する中心位置補正値取得部と、
分割ショット毎に、中心位置補正値を用いてマルチビーム全体のビーム中心位置を補正する偏向器と、
をさらに備えると好適である。

また、分割ショット毎に、マルチビーム全体のフォーカス位置を補正するフォーカス位置補正値を取得するフォーカス位置補正値取得部と、
分割ショット毎に、フォーカス位置補正値を用いてマルチビーム全体のフォーカス位置を補正する第２のレンズと、
をさらに備えると好適である。

また、個別ブランキング機構によるビーム毎のビームのＯＮ／ＯＦＦ切り替えとは別に、分割ショット毎に、マルチビーム全体に対して一括して、ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う共通ブランキング機構をさらに備えると好適である。

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、
荷電粒子ビームによるマルチビームのショット毎に、各ビームの１ショット分の照射を照射時間が異なる複数回の分割ショットに分割して、各分割ショットにそれぞれ対応する照射時間のビームを順に試料に照射する工程と、
分割ショット毎に、マルチビームのＯＮビーム数に応じてマルチビーム全体の像の伸縮率を補正する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、マルチビーム描画において、空間電荷効果により生じる描画パターンの位置ずれを補正できる。

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における照射時間配列データの一部の一例を示す図である。 実施の形態１におけるマルチビームのＯＮビームパターン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フローチャート図である。 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１におけるマルチビームの位置ずれ補正の一例を示す概念図である。 実施の形態２におけるマルチビームのＯＮビームパターンの一例を示す図である。 実施の形態２におけるマルチビームのビーム中心位置ずれ補正の一例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３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フローチャート図である。 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。 実施の形態４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。

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、偏向器２０８、及び静電レンズ２１４，２１６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。

また、縮小レンズ２０５と対物レンズ２０７は、共に、電磁レンズで構成され、縮小レンズ２０５と対物レンズ２０７によって縮小光学系が構成される。静電レンズ２１４，２１６は、対物レンズ２０７の磁場中に配置される。静電レンズ２１４，２１６は、それぞれ自身に印加された電圧による影響が対物レンズ２０７の磁場と効率よく作用させるため、対物レンズ２０７の磁場中に含まれる位置に配置されると好適である。但し、これに限るものではない。例えば、静電レンズ２１４，２１６のうちの１つが、縮小レンズ２０５の磁場中に配置され、静電レンズ２１４，２１６のうちの残りが、対物レンズ２０７の磁場中に配置されるようにしても好適である。或いは、静電レンズ２１４，２１６は、縮小レンズ２０５の磁場中に配置されてもよい。これらの構成は、要求に合わせて適宜設計されると良い。

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、デジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプ１３４，１３６，１３８、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、ＤＡＣアンプ１３４，１３６，１３８、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。ブランキングプレート２０４に搭載された図示しない複数の個別ブランキング機構のそれぞれのロジック回路は後述するようにシフトレジスタを用いて直接或いは間接的に偏向制御回路１３０に接続されている。また、ロジック回路１３２は偏向制御回路１３０に接続されている。ＤＡＣアンプ１３４は、静電レンズ２１４に接続される。ＤＡＣアンプ１３６は、静電レンズ２１６に接続される。ＤＡＣアンプ１３８は、偏向器２０８に接続される。

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。記憶装置１４４（記憶部）には、伸縮係数補正テーブル、中心位置係数補正テーブル、及びフォーカス補正テーブル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、ＯＮビーム数演算部７４、係数取得部７６、係数設定部７８、係数取得部８０、係数設定部８２、係数取得部８４、係数設定部８６、描画制御部７２、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、ＯＮビーム数演算部７４、係数取得部７６、係数設定部７８、係数取得部８０、係数設定部８２、係数取得部８４、係数設定部８６、描画制御部７２、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、ＯＮビーム数演算部７４、係数取得部７６、係数設定部７８、係数取得部８０、係数設定部８２、係数取得部８４、係数設定部８６、描画制御部７２、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に配置された複数の個別ブランキング機構の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、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は、レジスタ動作に問題が生じた場合などに、個別ブランキングをすべて強制的にＯＦＦするために使用されるが、実施の形態１で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、１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、及びＡＮＤ演算器４４には、１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、共通ブランキング機構用の偏向器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（ショット時間制御部の一例）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、上述した複数の個別ブランキング機構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機構用のロジック回路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、分割ショットデータ生成工程（Ｓ１０８）と、照射時間配列データ出力工程（Ｓ１１０）と、ＯＮビーム数演算工程（Ｓ２０２）と、補正係数取得工程（Ｓ２０４）と、補正係数設定工程（Ｓ２０６）と、対象桁のデータ転送工程（Ｓ２１２）と、対象桁の照射時間による描画工程（Ｓ２１４）と、判定工程（Ｓ２２０）と、桁変更工程（Ｓ２２２）と、判定工程（Ｓ２２４）と、いう一連の工程を実施する。対象桁の照射時間による描画工程（Ｓ２１４）は、その内部工程として、個別ビームＯＮ／ＯＦＦ切り替え工程（Ｓ２１６）と、共通ビームＯＮ／ＯＦＦ切り替え工程（Ｓ２１８）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。

分割ショットデータ生成工程（Ｓ１０８）として、ビット変換部６６は、電子ビームによるマルチビームのショット毎に、各ビームの１ショット分の照射を照射時間が異なる複数回の分割ショットに分割するように複数回の分割ショットのデータを生成する。ビット変換部６６は、分割ショットデータ生成部の一例である。例えば、１ショット分の照射時間を２進数の値に変換する。ショット毎に、マルチビームの各ビームの照射時間（ここでは、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。かかる”００００１１００１０”データが、照射時間が異なる複数回の分割ショットのデータとして生成される。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進数の対応桁の値を１０進数で定義した場合に相当する照射時間とした各桁の照射時間の照射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。

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。

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。

以上のように、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進数の対応桁の値を１０進数で定義した場合に相当する照射時間とした各桁の照射時間の照射を組み合わせた桁数ｎ回の照射に分割する。そして、後述するように、各桁にそれぞれ対応する照射時間のビームを順に試料１０１に照射する。

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、複数回の分割ショット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。

以上により、各ビームの各回の分割ショットデータが得られる。よって、各回の分割ショットの際、マルチビームのうち、どのビームがビームＯＮになり、どのビームがビームＯＦＦになるかの情報が得られたことになる。

図７は、実施の形態１における照射時間配列データの一部の一例を示す図である。図７では、マルチビームを構成するビームの内、例えばビーム１〜５についての所定のショットの照射時間配列データ（複数回の分割ショットデータ）の一部を示している。図７の例では、ビーム１〜５について、ｋビット目（ｋ桁目）の照射ステップからｋ−３ビット目（ｋ−３桁目）の照射ステップまでの照射時間配列データを示している。図７の例では、ビーム１について、ｋビット目（ｋ桁目）からｋ−３ビット目（ｋ−３桁目）までの照射ステップについてデータ”１１０１”を示す。ビーム２について、ｋビット目（ｋ桁目）からｋ−３ビット目（ｋ−３桁目）までの照射ステップについてデータ”１１００”を示す。ビーム３について、ｋビット目（ｋ桁目）からｋ−３ビット目（ｋ−３桁目）までの照射ステップについてデータ”０１１０”を示す。ビーム４について、ｋビット目（ｋ桁目）からｋ−３ビット目（ｋ−３桁目）までの照射ステップについてデータ”０１１１”を示す。ビーム５について、ｋビット目（ｋ桁目）からｋ−３ビット目（ｋ−３桁目）までの照射ステップについてデータ”１０１１”を示す。

以上のように、マルチビームを構成する各ビームの１ショットあたりの複数回の分割ショットデータが得られる。そこで、実施の形態１では、かかる複数回の分割ショットデータを用いて、空間電荷効果により生じる描画パターンの位置ずれを補正する補正係数を取得する。以下、具体的に説明する。

ＯＮビーム数演算工程（Ｓ２０２）として、ＯＮビーム数演算部７４は、分割ショット毎に、マルチビームのＯＮビーム数を演算する。

図８は、実施の形態１におけるマルチビームのＯＮビームパターンの一例を示す図である。例えば、縦（ｙ方向）ｍ列×横（ｘ方向）ｎ列（ｍ，ｎ≧２）の開口をもつアパーチャ部材２０３を用いて、一度に照射可能なマルチビームのビーム本数は、（ｍ列×ｎ列）本となる。図８では、かかる（ｍ列×ｎ列）本のマルチビームの照射領域３０のうち、例えば、ｋビット目の分割ショットの際に照射されるＯＮビーム３２のビームパターンの一例を示している。言い換えれば、ブランキング制御によりビームＯＦＦにならないで、試料１０１面に到達するビームのビームパターンの一例を示している。図８は、例えば、ｋビット目の分割ショットの際に照射されるマルチビーム全体におけるＯＮビーム数の一例を示している。ＯＮビーム３２のビームパターンは、例えば、分割ショット毎に異なり得る。かかるＯＮビーム数を得ることで、複数回の分割ショットのうち、その回の分割ショットにおけるマルチビーム全体でのビーム電流量を得ることができる。マルチビーム描画では、空間電荷効果によって、ビーム電流量（ビーム強度）に応じたマルチビーム全体の像の伸縮率やフォーカスにずれが生じる。例えば、ビーム強度が大きくなれば、マルチビーム全体の像の伸縮率やフォーカスは大きくずれる。特に、マルチビームでは、端部に位置するビーム程、そのずれ量は顕著になる。そこで、実施の形態１では、予め、実験等によりビーム電流量（ＯＮビーム数）を可変にして、各ＯＮビーム数におけるマルチビーム全体の像の基準伸縮率に対する伸縮率補正係数を求めておく。そして、ＯＮビーム数に対応した伸縮率補正係数を定義した伸縮率補正テーブルを作成しておく。同様に、予め、実験等によりビーム電流量（ＯＮビーム数）を可変にして、各ＯＮビーム数におけるフォーカス位置の基準フォーカス位置に対する補正係数を求めておく。そして、ＯＮビーム数に対応したフォーカス補正係数を定義したフォーカス補正テーブルを作成しておく。かかる伸縮率補正テーブルとフォーカス補正テーブルは、記憶装置１４４に格納しておく。

なお、ここでは、伸縮率補正とフォーカス補正を行っているが、フォーカス位置がずれると非点収差補正にずれが生じるので、予め、実験等によりビーム電流量（ＯＮビーム数）を可変にして、各ＯＮビーム数における非点補正係数を求めておいてもよい。そして、ＯＮビーム数に対応した非点補正係数を定義した非点補正テーブルを作成しておいてもよい。かかる非点補正テーブルは、記憶装置１４４に格納しておけばよい。
なお、補正係数を求める方法は、例えば、条件を変えてパターンを描画し、その測定結果から補正係数を求めることができる。また、ステージ上にマークを配置し、種々条件でそのマーク位置を測定する、あるいは、ビーム解像性を測定することでも補正係数を求めることもできる。また、補正量が比較的小さい場合には、電子光学系のシミュレーション等により設計値として求められた補正係数を設定することでも十分精度良く補正が可能になる。

補正係数取得工程（Ｓ２０４）として、係数取得部７６は、記憶装置１４４に記憶された伸縮率補正テーブルを参照して、分割ショット毎に、マルチビームのＯＮビーム数に応じてマルチビーム全体の像の伸縮率を補正する伸縮率補正値（ここでは、例えば、基準伸縮率に対する伸縮率補正係数）を取得する。係数取得部８０は、伸縮率補正値取得部の一例である。また、係数取得部８０は、記憶装置１４４に記憶されたフォーカス補正テーブルを参照して、分割ショット毎に、マルチビーム全体のフォーカス位置を補正するフォーカス位置補正値（ここでは、例えば、基準フォーカス位置に対するフォーカス補正係数）を取得する。係数取得部８０は、フォーカス位置補正値取得部の一例である。

また、非点補正テーブルを記憶装置に格納している場合には、係数取得部８４は、記憶装置１４４に記憶された非点補正テーブルを参照して、分割ショット毎に、マルチビームのＯＮビーム数に応じて非点を補正する非点補正値（ここでは、例えば、非点が生じていない状態に対する非点補正係数）を取得する。

補正係数設定工程（Ｓ２０６）として、係数設定部７８は、分割ショット毎に、ＤＡＣアンプ１３４に伸縮率補正係数を設定する。同様に、係数設定部８２は、分割ショット毎に、ＤＡＣアンプ１３６にフォーカス補正係数を設定する。なお、予め、基準となる電流量において、対物レンズ２０７で合わせた焦点位置が変化しないように（フォーカスずれが生じないように）、かつマルチビーム全体の像の伸縮率が予め設定した基準伸縮率になるような電圧の組の一方が、ＤＡＣアンプ１３４に、他方がＤＡＣアンプ１３６に設定されている。

また、非点補正テーブルを記憶装置に格納している場合には、係数設定部８６は、分割ショット毎に、ＤＡＣアンプ１３８に非点補正係数を設定する。非点補正レンズは独立に設置しても良いが、ここでは、偏向器２０８に非点補正レンズの機能を合わせ持たせるとよい。偏向器２０８は、例えば周方向に８極に分割された複数の電極により構成される。これにより、ｘ，ｙ方向にビームを偏向可能にできる。なお、図１では、偏向器２０８用にＤＡＣアンプ１３８しか記載されていないが、各電極用にそれぞれＤＡＣアンプが接続されることは言うまでもない。

対象桁のデータ転送工程（Ｓ２１２）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）、及びゲート信号（ＢＬＫ）を出力する。図７の例では、例えば、ビーム１〜５のｋビット目（ｋ桁目）のデータとして、後のビーム側から”１００１１”の各１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ビット目（ｋ桁目）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１ビットデータである”１”が格納される。ビーム２のシフトレジスタ４０には１ビットデータである”１”が格納される。ビーム３のシフトレジスタ４０には１ビットデータである”０”が格納される。ビーム４のシフトレジスタ４０には１ビットデータである”０”が格納される。ビーム５のシフトレジスタ４０には１ビットデータである”１”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ビット目（ｋ桁目）のデータを読み込む。図７の例では、ｋビット目（ｋ桁目）のデータとして、ビーム１のレジスタ４２には１ビットデータである”１”が格納される。ｋビット目（ｋ桁目）のデータとして、ビーム２のレジスタ４２には１ビットデータである”１”が格納される。ｋビット目（ｋ桁目）のデータとして、ビーム３のレジスタ４２には１ビットデータである”０”が格納される。ｋビット目（ｋ桁目）のデータとして、ビーム４のレジスタ４２には１ビットデータである”０”が格納される。ｋビット目（ｋ桁目）のデータとして、ビーム５のレジスタ４２には１ビットデータである”１”が格納される。各ビームの個別レジスタ４２は、ｋビット目（ｋ桁目）のデータを入力すると、そのデータに従って、ＯＮ／ＯＦＦ信号をＡＮＤ演算器４４に出力する。ｋビット目（ｋ桁目）のデータが”１”であればＯＮ信号を、”０”であればＯＦＦ信号を出力すればよい。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ビット目（ｋ桁目）の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ビット目（ｋ−１桁目）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。図７の例では、例えば、ビーム１〜５のｋ−１ビット目（ｋ−１桁目）のデータとして、後のビーム側から”０１１１１”の各１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−１ビット目（ｋ−１桁目）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１ビットデータである”１”が格納される。ビーム２のシフトレジスタ４０には１ビットデータである”１”が格納される。ビーム３のシフトレジスタ４０には１ビットデータである”１”が格納される。ビーム４のシフトレジスタ４０には１ビットデータである”１”が格納される。ビーム５のシフトレジスタ４０には１ビットデータである”０”が格納される。そして、ｋ−１ビット目（ｋ−１桁目）のリード信号によって、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−１ビット目（ｋ−１桁目）のデータを読み込めばよい。以下、同様に、１ビット目（１桁目）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かが故障して、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。また、図５では、シフトレジスタを直列にした１ビットのデータ転送経路を用いているが、複数の並列の転送経路を設けることで、転送の高速化を図ることも効果的である。

対象桁の照射時間による描画工程（Ｓ２１４）として、各ビームのショット毎に、複数の照射ステップに分割した照射（分割ショット）のうち、対象桁（例えばｋビット目（ｋ桁目））の照射時間の描画を実施する。また、かかる対象桁（例えばｋビット目（ｋ桁目））の分割ショットに同期して、分割ショット毎に、ＤＡＣアンプ１３４から印加された電圧に応じて静電レンズ２１４（第１のレンズ）が、伸縮率補正値を用いてマルチビーム全体の像の伸縮率を補正する。同時に、かかる対象桁（例えばｋビット目（ｋ桁目））の分割ショットに同期して、分割ショット毎に、ＤＡＣアンプ１３６から印加された電圧に応じて静電レンズ２１６（第２のレンズ）が、フォーカス補正係数（フォーカス位置補正値の一例）を用いてマルチビーム全体のフォーカス位置を補正する。また、同時に、かかる対象桁（例えばｋビット目（ｋ桁目））の分割ショットに同期して、分割ショット毎に、ＤＡＣアンプ１３８から印加された電圧に応じて偏向器２０８が、非点補正係数（非点補正値の一例）を用いてマルチビーム全体の非点収差を補正する。

図９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フローチャート図である。図９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。ビーム１のｋビット目（ｋ桁目）からｋ−３ビット目（ｋ−３桁目）までの照射時間配列データは、図７の例では、”１１０１”で示される。まず、ｋビット目（ｋ桁目）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１）は、格納されているｋビット目（ｋ桁目）のデータに従ってＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する。図９では、ＯＮ出力となる。実施の形態１では、１ビット信号なので、個別レジスタ４２は、次のｋ−１ビット目（ｋ−１桁目）のデータが読み込まれるまで、データ出力が維持されることになる。

ｋビット目（ｋ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、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、１回目の照射ステップ（例えば１０桁目（１０ビット目））の照射時間がΔ×５１２＝５１２ｎｓとなる。２回目の照射ステップ（例えば９桁目（９ビット目））の照射時間がΔ×２５６＝２５６ｎｓとなる。３回目の照射ステップ（例えば８桁目（８ビット目））の照射時間がΔ×１２８＝１２８ｎｓとなる。以下、同様に、各桁目（各ビット目）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データを出力すると、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。

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９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。換言すれば、共通ブランキング機構が照射時間を規定することになる。すなわち、カウンタ５２（照射時間制御部）によって、共通アンプ及び偏向器２１２が照射時間を規定す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。また、図８に記載したように、個別アンプ動作は共通アンプがＯＦＦした後に開始することにすれば、不安定な動作が排除でき確実なビーム照射が実施できる。また、補正用静電レンズのＤＡＣアンプも個別アンプと同様のタイミングで制御すれば、不安定な動作が排除でき確実なビーム照射が実施できる。

以上のように、個別ビームＯＮ／ＯＦＦ切り替え工程（Ｓ２１６）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）は、複数回の分割ショットのデータに沿って、マルチビームの各ビームを個別にブランキング制御する。具体的には、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桁目（ｋビット目）の照射ステップ（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９の例では、ｋ−１桁目（ｋ−１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−１桁目（ｋ−１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（Ｓ２１８）として、ビーム毎に、ｋ桁目（ｋビット目）の照射ステップ（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切り替えが行われるのとは別に、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桁目（ｋビット目）の照射ステップ（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。

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（Ｓ２２０）として、描画制御部７２は、照射時間配列データについて全桁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、桁変更工程（Ｓ２２２）に進む。完了した場合には、判定工程（Ｓ２２４）に進む。

桁変更工程（Ｓ２２２）として、描画制御部７２は、対象ビット（桁）を変更する。例えば、ｋ桁目（ｋビット目）からｋ−１桁目（ｋ−１ビット目）に対象桁を変更する。そして、対象桁のデータ転送工程（Ｓ２１２）に戻る。同時に、補正係数取得工程（Ｓ２０４）に戻る。そして、ｋ−１桁目（ｋ−１ビット目）の処理について補正係数取得工程（Ｓ２０４）から桁変更工程（Ｓ２２２）までを実施する。そして、判定工程（Ｓ２２０）において照射時間配列データについて全桁のデータの処理が完了するまで、同様に、繰り返す。

図９の例では、ｋ桁目（ｋビット目）の照射ステップ用のビームＯＮ時間が経過後に、ｋ−１桁目（ｋ−１ビット目）のリード信号がレジスタ４２に入力される。ビーム１についてレジスタ４２では、ｋ−１桁目（ｋ−１ビット目）のデータが”１”なので、引き続きＯＮ出力となる。よって、個別アンプ１出力のＯＮとなり、ＯＮ電圧が個別ブランキング用の電極２４に印加される。そして、同様に、個別アンプ１の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。そして、ｋ−１桁目（ｋ−１ビット目）の照射時間経過後に共通ブランキング機構でビームＯＦＦにする。

次に、ｋ−１桁目（ｋ−１ビット目）の照射ステップ用のビームＯＮ時間が経過後に、ｋ−２桁目（ｋ−２ビット目）のリード信号がレジスタ４２に入力される。ビーム１についてレジスタ４２では、ｋ−２桁目（ｋ−２ビット目）のデータが”０”なので、ＯＦＦ出力に切り替わる。よって、個別アンプ１出力がＯＦＦとなり、ＯＦＦ電圧が個別ブランキング用の電極２４に印加される。そして、同様に、個別アンプ１の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。しかし、個別アンプ１出力のＯＦＦなので、ビーム１は結果としてビームＯＦＦとなる。そして、ｋ−２桁目（ｋ−２ビット目）の照射時間経過後に共通ブランキング機構でＯＦＦにする。

次に、ｋ−２桁目（ｋ−２ビット目）の照射ステップ用のビームＯＮ時間が経過後に、ｋ−３桁目（ｋ−３ビット目）のリード信号がレジスタ４２に入力される。ビーム１についてレジスタ４２では、ｋ−３桁目（ｋ−３ビット目）のデータが”１”なので、ＯＮ出力に切り替わる。よって、個別アンプ１出力のＯＮとなり、ＯＮ電圧が個別ブランキング用の電極２４に印加される。そして、同様に、個別アンプ１の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。今度は、個別アンプ１出力はＯＮなので、ビーム１は結果としてビームＯＮとなる。そして、ｋ−３桁目（ｋ−３ビット目）の照射時間経過後に共通ブランキング機構でＯＦＦにする。

以上のように、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制御を行う複数の個別ブランキング機構を用いて、ビーム毎に、桁数回の照射（桁数回の分割ショット）の各回の照射について、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。そして、同時に、ビーム毎に、桁数回の照射（桁数回の分割ショット）の各回の照射について、個別ブランキング機構によりビームのＯＮ／ＯＦＦ切り替えと共に、これとは別に、マルチビーム全体に対して一括してビームのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う共通ブランキング機構を用いて当該桁の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。かかる個別ブランキング機構と共通ブランキング機構と補正用静電レンズの切り替え動作によって、各桁にそれぞれ対応する照射時間のビームを順に試料１０１に照射する。

このように、各分割ショットの間は、ＯＮビームパターンが一定に維持されるので、ビーム電流量も一定に維持され、その間の空間電荷効果も一定にできる。よって、実施の形態１では、分割ショット毎に、マルチビーム全体の像の伸縮率を補正する。同時に、分割ショット毎に、フォーカスずれを補正する。同時に、分割ショット毎に、非点を補正する。これにより、１ショット中のビーム電流量の変化に応じた空間電荷効果による位置ずれを補正できる。

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１０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（Ｓ２２４）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（Ｓ２２４）を繰り返す。

図１１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１１に示すように、試料１０１の描画領域４０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４２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４２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４２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４２の右端、或いはさらに右側の位置に照射領域が相対的に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４２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４２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４２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１２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１２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１２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１２（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１２（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１２（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１３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１３では、図１２の続きを示している。次に、図１３（ａ）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１３（ｂ）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１３（ｃ）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１４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１４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１４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１４（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１４（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１４（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１５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１５では、図１４の続きを示している。図１５（ａ）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１４，１５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１５（ｂ）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１４（ｂ）及び図１４（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１５（ｃ）に示すように、図１４（ｂ）及び図１４（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。

図１６は、実施の形態１におけるマルチビームの位置ずれ補正の一例を示す概念図である。マルチビームで一度に照射可能なマルチビーム全体での照射領域３０ａの像は、１ショット中の電流量の変化に伴い空間電荷効果により、例えば、照射領域３０ｂの像のように拡大する。これにより照射領域３０ａの中心位置付近のビーム３６ａは、ビーム３６ｂが示す位置へと位置ずれが生じる。また、照射領域３０ａの端部位置付近のビーム３７ａは、ビーム３７ｂが示す位置へと位置ずれが生じる。図１６に示すように、マルチビームにおける空間電荷効果の影響は、照射領域３０ａの中心位置付近のビーム３６ａよりも、より端部のビーム３７ａの方が大きい。よって、実施の形態１のように、１ショットを複数回の分割ショットに分割して、分割ショット毎に、マルチビームのＯＮビーム数に応じてマルチビーム全体の像の伸縮率を補正することで、特に、位置ずれ量の大きい端部のビームでより効果を発揮できる。

以上のように、実施の形態１によれば、マルチビーム描画において、空間電荷効果により生じる描画パターンの位置ずれを補正できる。

実施の形態２．
実施の形態１では、マルチビーム全体でのＯＮビーム数に応じて空間電荷効果に起因する種々の現象を補正したが、これに限るものではない。実施の形態２では、マルチビームを複数の領域に区分して、領域毎のＯＮビーム数に応じて空間電荷効果に起因する種々の現象を補正する構成について説明する。

実施の形態２における装置構成は、図１〜５と同様である。また、および実施の形態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。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。

パターン面積密度算出工程（Ｓ１０２）から照射時間配列データ出力工程（Ｓ１１０）までの各工程の内容は実施の形態１と同様である。

ＯＮビーム数演算工程（Ｓ２０２）として、ＯＮビーム数演算部７４は、分割ショット毎に、領域毎のマルチビームのＯＮビーム数を演算する。

図１７は、実施の形態２におけるマルチビームのＯＮビームパターンの一例を示す図である。例えば、縦（ｙ方向）ｍ列×横（ｘ方向）ｎ列（ｍ，ｎ≧２）の開口をもつアパーチャ部材２０３を用いて、一度に照射可能なマルチビームのビーム本数は、（ｍ列×ｎ列）本となる。かかる点は図８と同様である。図１７（ａ）の例では、マルチビームの照射領域３０を複数の領域３３に分割する。例えば、メッシュ状の複数の領域３３に分割する。マルチビームのビーム本数が、例えば、５１２×５１２本とし、領域３３の個数が１６個とすると、各領域３３からは、１６３８４本のビーム３１が照射されることになる。領域３３の個数はこれに限るものではなく、各領域３３に例えば１００本程度以上のビーム３１が所属すると好適である。ここでは、図１７（ａ）の例に示すように、１６個の領域３１に分割された場合について説明する。実施の形態２では、領域３３毎のＯＮビーム数を演算する。図１７（ｂ）では、各領域３３のＯＮビーム数の一例を示している。

実施の形態２では、かかるＯＮビーム数をランク分けして、ランクパターンを取得する。例えば、ランクＡはビーム本数が０本、ランクＢはビーム本数が１〜９９本、ランクＣはビーム本数が１００〜４９９本、ランクＤはビーム本数が５００〜９９９本、及びランクＥはビーム本数が１０００本以上、といったように本数に範囲を設定してランク分けする。ランク数および各ランクの設定本数については適宜設定すればよい。また、ビーム本数が０の場合には、空間電荷効果の影響が１本以上とは異なるので、独立したランクを設けると好適である。図１７（ｂ）の例に示すように、各領域３３にランクＡ〜Ｅのいずれかが設定される。分割ショット毎に、各領域３３にそれぞれ複数のランクが設定される可能性があるので、マルチビームの照射領域３０では、複数のランク分布パターンが想定できる。そして、ランク分布パターン毎に、空間電荷効果によって生じる、マルチビーム全体の像の伸縮率やフォーカスにずれ、及び非点収差の補正値を切り替えて補正を行う。また、マルチビーム全体の電流分布が対称でない場合等、分布に偏りがある場合には、空間電荷効果により中心位置の擦れが生じる。そこで、実施の形態２では、ランク分布パターン毎に、中心位置ずれの補正も行う。

実施の形態２では、複数のランク分布パターンのランク分布パターン毎に、予め、実験等によりマルチビーム全体の像の基準伸縮率に対する伸縮率補正係数を求めておく。そして、ランク分布パターン（ＯＮビーム数パターン）に対応した伸縮率補正係数を定義した伸縮率補正テーブルを作成しておく。同様に、予め、実験等によりフォーカス位置の基準フォーカス位置に対する補正係数を求めておく。そして、ランク分布パターン（ＯＮビーム数パターン）に対応したフォーカス補正係数を定義したフォーカス補正テーブルを作成しておく。同様に、予め、実験等によりマルチビームの中心位置ずれに対する補正係数を求めておく。そして、ランク分布パターン（ＯＮビーム数パターン）に対応したマルチビーム中心位置補正係数を定義した中心位置補正テーブルを作成しておく。かかる伸縮率補正テーブルとフォーカス補正テーブルと中心位置補正テーブルとは、記憶装置１４４に格納しておく。
なお、補正係数を求める方法は、実施の形態１の場合と同様に、例えば、パターンを描画し、その測定結果から補正係数を求めることができる。また、ステージ上に配置したマークを測定する方法、また、シミュレーション等数値計算による方法などにより補正係数を求めることができる。

なお、ここでは、伸縮率補正とフォーカス補正と中心位置補正を行っているが、フォーカス位置がずれると非点収差が生じるので、予め、実験等によりランク分布パターン（ＯＮビーム数パターン）に対応した非点補正係数を求めておいてもよい。そして、ランク分布パターン（ＯＮビーム数パターン）に対応した非点補正係数を定義した非点補正テーブルを作成しておいてもよい。かかる非点補正テーブルは、記憶装置１４４に格納しておけばよい。以下、非点補正については説明を省略する。

補正係数取得工程（Ｓ２０４）として、係数取得部７６は、記憶装置１４４に記憶された伸縮率補正テーブルを参照して、分割ショット毎に、ランク分布パターン（ＯＮビーム数パターン）に応じてマルチビーム全体の像の伸縮率を補正する伸縮率補正値（ここでは、例えば、基準伸縮率に対する伸縮率補正係数）を取得する。係数取得部８０は、伸縮率補正値取得部の一例である。また、係数取得部８０は、記憶装置１４４に記憶されたフォーカス補正テーブルを参照して、分割ショット毎に、マルチビーム全体のフォーカス位置を補正するフォーカス位置補正値（ここでは、例えば、基準フォーカス位置に対するフォーカス補正係数）を取得する。係数取得部８０は、フォーカス位置補正値取得部の一例である。また、係数取得部８４は、記憶装置１４４に記憶された中心位置補正テーブルを参照して、分割ショット毎に、マルチビーム全体のビーム中心位置を補正する中心位置補正値（ここでは、例えば、ビーム中心位置ずれが生じていない状態に対する中心位置補正係数）を取得する。係数取得部８４は、中心位置補正値取得部の一例である。

補正係数設定工程（Ｓ２０６）として、係数設定部７８は、分割ショット毎に、ＤＡＣアンプ１３４に伸縮率補正係数を設定する。同様に、係数設定部８２は、分割ショット毎に、ＤＡＣアンプ１３６にフォーカス補正係数を設定する。なお、予め、基準となる電流量において、対物レンズ２０７で合わせた焦点位置が変化しないように（フォーカスずれが生じないように）、かつマルチビーム全体の像の伸縮率が予め設定した基準伸縮率になるような電圧の組の一方が、ＤＡＣアンプ１３４に、他方がＤＡＣアンプ１３６に設定されている。

また、係数設定部８６は、分割ショット毎に、ＤＡＣアンプ１３８に非点補正係数を設定する。ここでは、偏向器２０８にマルチビームのビーム中心位置補正の機能を合わせ持たせるとよい。偏向器２０８は、例えば周方向に８極に分割された複数の電極により構成される。これにより、非点を補正するとともに、ｘ，ｙ方向にビームを偏向できる。なお、図１では、偏向器２０８用にＤＡＣアンプ１３８しか記載されていないが、各電極用にそれぞれＤＡＣアンプが接続されることは言うまでもない。なお、非点を補正する場合には、偏向器２０８にて、かかるビーム中心位置補正に合わせて非点補正を行えばよい。

対象桁のデータ転送工程（Ｓ２１２）以降の各工程の内容は、実施の形態１と同様である。よって、対象桁の照射時間による描画工程（Ｓ２１４）において、各ビームのショット毎に、複数の照射ステップに分割した照射（分割ショット）のうち、対象桁（例えばｋビット目（ｋ桁目））の照射時間の描画を実施する。また、かかる対象桁（例えばｋビット目（ｋ桁目））の分割ショットに同期して、分割ショット毎に、ＤＡＣアンプ１３４から印加された電圧に応じて静電レンズ２１４（第１のレンズ）が、伸縮率補正値を用いてマルチビーム全体の像の伸縮率を補正する。同時に、かかる対象桁（例えばｋビット目（ｋ桁目））の分割ショットに同期して、分割ショット毎に、ＤＡＣアンプ１３６から印加された電圧に応じて静電レンズ２１６（第２のレンズ）が、フォーカス補正係数（フォーカス位置補正値の一例）を用いてマルチビーム全体のフォーカス位置を補正する。また、同時に、かかる対象桁（例えばｋビット目（ｋ桁目））の分割ショットに同期して、分割ショット毎に、ＤＡＣアンプ１３８から印加された電圧に応じて偏向器２０８が、マルチビームのビーム中心位置補正係数（中心位置補正値の一例）を用いてマルチビーム全体のビーム中心位置を補正する。

また、桁変更工程（Ｓ２２２）において、描画制御部７２は、対象ビット（桁）を変更する。例えば、ｋ桁目（ｋビット目）からｋ−１桁目（ｋ−１ビット目）に対象桁を変更する。そして、対象桁のデータ転送工程（Ｓ２１２）に戻る。同時に、補正係数取得工程（Ｓ２０４）に戻る。そして、ｋ−１桁目（ｋ−１ビット目）の処理について補正係数取得工程（Ｓ２０４）から桁変更工程（Ｓ２２２）までを実施する。そして、判定工程（Ｓ２２０）において照射時間配列データについて全桁のデータの処理が完了するまで、同様に、繰り返す。

上述したように、各分割ショットの間は、ＯＮビームパターンが一定に維持されるので、ランク分布パターン（ＯＮビーム数パターン）も一定に維持される。よって、ランク分布パターン毎のビーム電流量も一定に維持される。よって、その間の空間電荷効果も一定にできる。よって、実施の形態２では、分割ショット毎に、マルチビーム全体の像の伸縮率を補正する。同時に、分割ショット毎に、フォーカスずれを補正する。同時に、分割ショット毎に、マルチビーム全体のビーム中心位置を補正する。もちろん、同時に非点を補正してもよい。これにより、１ショット中のランク分布パターン（ＯＮビーム数パターン）の変化に応じた空間電荷効果による位置ずれを補正できる。実施の形態２では、ランク分布パターンを用いているので、ビーム中心位置のずれも補正が可能となる。

図１８は、実施の形態２におけるマルチビームのビーム中心位置ずれ補正の一例を示す概念図である。マルチビームで一度に照射可能なマルチビーム全体での照射領域３０のビーム中心位置３８ａは、１ショット中の電流量の変化（分布の偏り）に伴い空間電荷効果により、例えば、ビーム中心位置３８ｂのように位置がずれる。よって、実施の形態２のように、１ショットを複数回の分割ショットに分割して、分割ショット毎に、マルチビームのランク分布パターン（ＯＮビーム数パターン）に応じてマルチビーム全体のビーム中心位置を補正することで、ビーム分布に偏りがある場合にも空間電荷効果による位置ずれが補正できる。

以上のように、実施の形態２によれば、マルチビーム描画において、空間電荷効果により生じる描画パターンの位置ずれを補正できる。

実施の形態３．
上述した実施の形態１，２では、ｎ回の照射ステップ用のデータを１ビットずつ例えば大きい順にデータ転送する場合を説明したが、これに限るものでない。実施の形態３では、複数の照射ステップ用のデータを組み合わせて転送する場合について説明する。実施の形態３における装置構成は、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或いは実施の形態２と同様である。

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、実施の形態３では、例えば、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る。グループ化は、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複数のグループを設定すると好適である。例えば、ｎ桁目（ｎビット目）と１桁目（１ビット目）とのグループ、ｎ−１桁目（ｎ−１ビット目）と２桁目（２ビット目）とのグループ、ｎ−２桁目（ｎ−２ビット目）と３桁目（３ビット目）とのグループ、・・・といったようにグループ化すると好適である。

図１９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１９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、さらに、セレクタ４８が追加された点、および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点、以外は図５と同様である。ここでは、例えば、２つの照射ステップを組み合わせて１つのグループに設定する場合を示している。そのため、グループ内の各照射ステップ用に１ビットずつ制御信号として使用する。よって、グループ毎に２ビットの制御信号を用いる。制御信号を２ビットとしてもビームオフオン用の制御回路は、１０ビットで照射量制御を行う回路に比べロジック回路自体を圧倒的に小さくできる。よって、（共通ブランキング機構の使用で）ブランキング制御の応答性を向上させながら（ブランキングアパーチャ上の回路の）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を実現しつつ、照射量制御の精度を向上できる。

図２０は、実施の形態３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フローチャート図である。図２０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ｎビット目（ｎ桁目）と１ビット目（１桁目）のグループからｎ−１ビット目（ｎ−１桁目）と２ビット目（２桁目）の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、ｎビット目（ｎ桁目）が”１”、１ビット目（１桁目）が”１”、ｎ−１ビット目（ｎ−１桁目）が”０”、２ビット目（１桁目）が”１”の場合を示している。

まず、ｎビット目（ｎ桁目）と１ビット目（１桁目）の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（ｎ桁目）及び個別レジスタ信号２（１桁目））は、格納されているｎビット目（ｎ桁目）と１ビット目（１桁目）のデータに従ってＯＮ／ＯＦＦ信号を並列に（パラレル転送信号として）出力する。実施の形態３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２０では、まず、セレクタ４８で個別レジスタ信号１のデータが選択され、ｎビット目（ｎ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、ｎビット目（ｎ桁目）の出力から１ビット目（１桁目）の出力に切り替える。以下、照射ステップ毎にこの切り替えを順次繰り返す。

ｎビット目（ｋ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、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、１回目の照射ステップ（例えば１０桁目（１０ビット目））の照射時間がΔ×５１２＝５１２ｎｓとなる。２回目の照射ステップ（例えば１桁目（１ビット目））の照射時間がΔ×１＝１ｎｓとなる。３回目の照射ステップ（例えば９桁目（９ビット目））の照射時間がΔ×２５６＝２５６ｎｓとなる。４回目の照射ステップ（例えば２桁目（２ビット目））の照射時間がΔ×２＝２ｎｓとなる。以下、同様に、各グループの桁目（各ビット目）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３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。

なお、上記の実施の形態３では、２ビット並列のシフトレジスタを用いた転送経路を用いる場合を説明したが、十分な転送速度が得られれば１ビットのシリアル転送を用いても構わない。転送経路の設計は、当該技術者が適宜選択すればよい。また、２個のデータの切り替えをセレクタを用いて切り替える構成としているが、セレクタを用いずに順にシフトレジスタで転送されるように構成しても効果的である。

また、上記の実施の形態３では、２個の照射ステップをグループ化した場合の形態を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、３個の照射ステップをグループ化した場合には、データ転送時間と照射ステップ中のグループ化された照射時間の合計時間がより均一化できる。さらに、グループ化する照射ステップを増やすとより均一化が可能である。例えば、照射ステップを２進数の各桁とした場合、グループ化する照射ステップを３個あるいは４個にすると十分な均一化効果が得られる。ただし、個数を増やすとその分必要なレジスタが増加し、その結果回路面積も増加することになるので、何個の照射ステップをグループ化するかは要求に合わせて適宜選択されると良い。

具体的な実施形態は上述の内容に限定されるものではなく、グループデータの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ようにする骨子に従って種々の実施形態が選択できる。

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分割ショット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４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分割ショット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２１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２１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４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１〜３のいずれかと同様である。

図２２は、実施の形態４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２２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ビット目（ｋ桁目）のデータを入力すると、そのデータに従って、ＯＮ／ＯＦＦ信号をＡＮＤ演算器４４に出力する。ｋビット目（ｋ桁目）のデータが”１”であればＯＮ信号を、”０”であれば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。

なお、個別ブランキング回路はブランキングプレートの広い範囲に配置されるため、回路による遅延、あるいは、配線長による遅延などにより、個別ブランキング回路の動作にはどうしても時間的なずれが生じるが、このような応答速度のずれによる個別ブランキング回路の動作が収まったところで、共通ブランキングからビームON信号を供給するようにすれば、個別の回路の遅延等による不安定なビーム照射が避けられる。

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。

なお、本実施形態において、共通ブランキング用のロジック回路１３２は独立に製作されても良いが、ブランキングプレートの周辺部分に設置して一体構造の集積回路として製作することも可能である。ブランキングプレートの周辺部分に設置すれば、個別ブランキング回路への配線長が短くでき、正確なタイミング制御が容易になるという利点がある。

なお、上述した例では、個別ブランキング用のロジック回路４１が１ビットのデータ量の場合を示したが、これに限るものではなく、実施の形態４の構成は、実施の形態３のように２ビットのデータ量の場合についても適用できる。また、実施の形態４の構成は、その他の実施の形態においても適用できる。

実施の形態５．
上述した各実施の形態では、照射ステップの分割の仕方を２進数の各桁に合わせるという例を示したが、分割の仕方はそれに限定されるものではなく、２進数の各桁とする以外にも、種々の異なる時間あるいは同じ時間の組み合わせで照射ステップの分割が可能である。実施の形態６では、種々の異なる時間あるいは同じ時間の組み合わせで照射ステップの分割を行う場合について説明する。装置構成は、図１或いは図２１と同様である。

また、以下、特に説明する点以外の内容は上述したいずれかの実施の形態と同様である。

最大照射時間Ｔｍａｘまでの任意の照射時間を表すことができる分割照射時間の組み合わせ（Ｘ０Δ、Ｘ１Δ、Ｘ２Δ、・・・、Ｘｍ−１Δ）（以下、Δを省略して、単に組合せ数列（Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２、・・・、Ｘｍ−１）と記載する）は、以下の条件で選択することができる。

まず、１桁目（ｋ＝０）の分割照射時間をＸ０＝１として、
ｋ桁目の分割照射時間をＸｋ≦｛Σ（Ｘｉ）｝＋１，（ｉ＝０〜ｋ−１）とした分割照射時間で組み合わせることができる。ただし、Ｘｋは１以上の整数とする。ここで、｛Σ（Ｘｉ）｝，（ｉ＝０〜ｋ−１）は、括弧内のＸｉをＸ０からＸｋ−１までを加算したもの（Ｘ０＋Ｘ１＋．．．＋Ｘｋ−２＋Ｘｋ−１）を意味する。ここでは、以下、同様の表記で説明する。

上記の条件では、例えば、まず、Ｘ０＝１なので、Ｘ１は１または２のどちらかとなる。Ｘ１＝２とした場合には、Ｘ２は１〜４のどれかとなる。ここで例えば、Ｘ２を３とした場合には、組み合わせ数列（Ｘ０，Ｘ２，Ｘ３）＝（１，２，３）は、どの桁を選択するか（加算するかしないか）によって、０〜６までの任意の時間設定が可能となる。

さらに、Ｘｋの場合を考えると、まず、Ｘ０からＸｋ−１までの組み合わせ数列（Ｘ０，・・・，Ｘｋ−１）では、０からΔ・｛Σ（Ｘｉ）｝，（ｉ＝０〜ｋ−１）までの任意の時間の設定が可能となる。これに、Ｘｋを追加した組み合わせ数列（Ｘ０，・・・，Ｘｋ−１，Ｘｋ）は、Ｘｋを非選択とすれば元の０から｛Σ（Ｘｉ）｝，（ｉ＝０〜ｋ−１）までの任意の照射時間が設定でき、また、Ｘｋを選択した組み合わせでは、ＸｋからＸｋ＋｛Σ（Ｘｉ）｝，（ｉ＝０〜ｋ−１）までの任意の時間が設定できることになる。

ここで、このＸｋを選択または非選択とした場合の設定可能領域を、非選択時の最大値＋１を選択時の最小値（すなわち、Ｘｋ＝｛Σ（Ｘｉ）｝＋１、（ｉ＝０〜ｋ−１））とすれば、合わせた連続的な設定領域となり、組み合わせ数列（Ｘ０，・・・，Ｘｋ−１，Ｘｋ）の分割時間組み合わせは０からＸｋ＋｛Σ（Ｘｉ）｝，（ｉ＝０〜ｋ−１）まで、すなわち、０から｛Σ（Ｘｉ）｝，（ｉ＝０〜ｋ）までの任意の時間が設定できることになる。

また、ここで、Ｘｋ＜｛Σ（Ｘｉ）｝＋１、（ｉ＝０〜ｋ−１）とした場合には、Ｘｋを選択または非選択とした場合の設定可能範囲がオーバラップする（Ｘｋを選択／非選択の双方で設定可能な照射時間が存在する）が、そのような選択も可能となる。

さらに、最大照射時間Ｔｍａｘ≦Δ・｛Σ（Ｘｉ）｝，（ｉ＝０〜ｍ−１）となる、すなわち、最大照射時間Ｔｍａｘまで設定可能となるようにＸｋの項数（桁数）をｍ項（桁）まで増やせば、組み合せ数列（Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２、．．．、Ｘｍ−１）は、０からＴｍａｘまでの任意の時間が設定可能な分割時間の組み合わせとなる。

ここで、各ショットの照射時間ＴはＸｉの組み合わせで表現され、
Ｔ＝Δ・｛Σ（ａｉ・Ｘｉ）｝，（ｉ＝０〜ｍ−１）となる。

ここで、ａｉは選択／非選択に対応して１または０で表現される。そのため、ａｉの数列（ａ０，ａ１，ａ２，ａ３，・・・，ａｍ−１）は擬似的に２進数と同様に０／１の並びで表現すると処理上都合が良い。

また、ここで、特に、Ｘｋ＝｛Σ（Ｘｉ）｝＋１，（ｉ＝０〜ｋ−１）とすると、２進数の各桁としたＸｋ（Ｘｋ＝２^ｋ）が上記条件を満たすことになり、必要桁数ｍが最少で表現できることになる。

上記の条件を満たす他の一例として、例えば、同じ時間の照射ステップを組み合わせた場合の例として、Δ＝１ｎｓでＮ＝７００とした場合に、２５６ｎｓ（ビームＯＮ）、２５６ｎｓ（ビームＯＮ）、２５６ｎｓ（ビームＯＦＦ）、６４ｎｓ（ビームＯＮ）、６４ｎｓ（ビームＯＮ）、６４ｎｓ（ビームＯＦＦ）、１６ｎｓ（ビームＯＮ）、１６ｎｓ（ビームＯＮ）、１６ｎｓ（ビームＯＮ）、４ｎｓ（ビームＯＮ）、４ｎｓ（ビームＯＮ）、４ｎｓ（ビームＯＮ）、１ｎｓ（ビームＯＦＦ）、１ｎｓ（ビームＯＦＦ）、１ｎｓ（ビームＯＦＦ）、という照射ステップの組み合わせで照射を行うことにしても同様に実施できる。この場合は、１５回の照射ステップで照射が実施される。このような照射ステップの分割の仕方は２進数の各桁とした場合に比べて照射ステップ数が増加してスループットが低下する可能性があるが、その一方で、同じ時間の繰り返しにすることで制御回路の設計がし易くなるというメリットもある。照射ステップの分割の仕方は、２進数の各桁に合わせることにすれば照射ステップ数が最少で済むというメリットがあるが、上述の他にも種々の組み合わせで分割が可能である。どのような組み合わせにするかは要求に従って選択されればよい。

分割ショットデータ生成工程（Ｓ１０８）として、ビット変換部６６は、各値がそれぞれ１つ前の値までの合計に１を加算した値以下となる、予め設定された項数の数列を用いて、ショット毎に、前記数列の各項の値を選択／非選択することによって選択された値の合計が電子ビームによるマルチビームの各ビームの照射時間（ここでは、階調値Ｎ）になるようにそれぞれ照射時間配列データを生成する。照射時間配列データは、例えば、選択時に「１」、非選択時に「０」で識別される。例えば、上述した、１５項の組み合わせ数列（１，１，１，４，４，４，１６，１６，１６，６４，６４，６４，２５６，２５６，２５６）を用いて、Δ＝１ｎｓでＮ＝７００を定義した場合に、１（非選択＝０），１（非選択＝０），１（非選択＝０），４（選択＝１），４（選択＝１），４（選択＝１），１６（選択＝１），１６（選択＝１），１６（選択＝１），６４（非選択＝０），６４（選択＝１），６４（選択＝１），２５６（非選択＝０），２５６（選択＝１），２５６（選択＝１）となる。例えば、例えば数値（照射時間）の大きい方（長い方）から順に照射する場合、Ｎ＝７００の照射時間配列データは”１１０１１０１１１１１１０００”で定義できる。ここでは、一例として数値の大きい方から並べたが、元々の数列の順に沿って、小さい方から”０００１１１１１１０１１０１１”と定義してもよい。照射時間配列データの各桁（項）が示す照射時間は、予め設定された数列の各項の値が相関されていることは言うまでもない。

以上のように、各ショットは、２進数の各桁の値に限らず、その他の数列値の照射時間の組み合わせによる複数の照射ステップに分割されてもよい。

対象桁の照射時間による描画工程（Ｓ２１４）として、各ビームのショット毎に、複数の照射ステップに分割した照射のうち、対象桁（例えばｋビット目（ｋ桁目））の照射時間の描画を実施する。このように、各ビームのショット毎に、当該ビームの照射を、かかる項数の数列の各値に相当する照射時間として各項を組み合わせた数列の項数回の照射に分割して、照射時間配列データに基づいて、選択された各項の値にそれぞれ対応する照射時間のビームを順に試料に照射する。

また、実施の形態３で説明したように、複数の照射ステップ用のデータを組み合わせて転送する構成にしても好適である。言い換えれば、かかる数列の項数回の照射について、数列の各項の値のうち、複数の値の組み合わせで構成される複数のグループを設定し、グループ毎に順にビームの照射が行われるようにすると好適である。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る。グループ化は、実施の形態３と同様、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複数のグループを設定すると好適である。例えば、ｎ桁目（ｎビット目）と１桁目（１ビット目）とのグループ、ｎ−１桁目（ｎ−１ビット目）と２桁目（２ビット目）とのグループ、ｎ−２桁目（ｎ−２ビット目）と３桁目（３ビット目）とのグループ、・・・といったようにグループ化すると好適である。

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 照射領域
３１，３６，３７，３８ ビーム
３２ ＯＮビーム
３３ 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
７４ ＯＮビーム数演算部
７６，８０，８４ 係数取得部
７８，８２，８６ 係数設定部
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
１１２ メモリ
１３０ 偏向制御回路
１３２ ロジック回路
１３４，１３６，１３８ ＤＡＣアンプ
１３９ ステージ位置測定部
１４０，１４２，１４４ 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
２１４，２１６ 静電レンズ

Claims (5)

1. 荷電粒子ビームによるマルチビームのショット毎に、各ビームの１ショット分の照射を照射時間が異なる複数回の分割ショットに分割するように前記複数回の分割ショットのデータを生成する分割ショットデータ生成部と、
   前記複数回の分割ショットのデータに沿って、マルチビームの各ビームを個別にブランキング制御する個別ブランキング機構と、
   前記分割ショット毎に、マルチビームのＯＮビーム数に応じてマルチビーム全体の像の伸縮率を補正する伸縮率補正値を取得する伸縮率補正値取得部と、
   前記分割ショット毎に、前記伸縮率補正値を用いてマルチビーム全体の像の伸縮率を補正するレンズと、
   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。
2. 前記分割ショット毎に、マルチビーム全体のビーム中心位置を補正する中心位置補正値を取得する中心位置補正値取得部と、
   前記分割ショット毎に、前記中心位置補正値を用いてマルチビーム全体のビーム中心位置を補正する偏向器と、
   をさらに備えた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装置。
3. 前記分割ショット毎に、マルチビーム全体のフォーカス位置を補正するフォーカス位置補正値を取得するフォーカス位置補正値取得部と、
   前記分割ショット毎に、前記フォーカス位置補正値を用いてマルチビーム全体のフォーカス位置を補正する第２のレンズと、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
4. 前記個別ブランキング機構によるビーム毎のビームのＯＮ／ＯＦＦ切り替えとは別に、前記分割ショット毎に、マルチビーム全体に対して一括して、ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う共通ブランキング機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
5. 荷電粒子ビームによるマルチビームのショット毎に、各ビームの１ショット分の照射を照射時間が異なる複数回の分割ショットに分割して、各分割ショットにそれぞれ対応する照射時間のビームを順に試料に照射する工程と、
   前記分割ショット毎に、マルチビームのＯＮビーム数に応じてマルチビーム全体の像の伸縮率を補正する工程と、
   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。

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