JP6209369B2 - 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多重描画手法に関する。

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、照射を行う手法を提案した。

一方、マルチビーム描画では、レジストヒーティング等の影響を抑えるために必要な照射量を複数回の描画（露光）に分けて行う多重描画が行われる。かかる多重描画では、ストライプ単位或いは基板単位で描画を繰り返す。描画処理毎に、かかる桁数回の照射ステップの露光を行うと、多重描画のパス数（描画処理数）が増えた分、データ転送量および照射ステップ数が増えてしまうといった問題があった。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、多重描画において、回路設置スペースの制限を維持し、照射量制御の精度を向上させながら、データ転送量および照射ステップ数を低減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、
荷電粒子ビームによるマルチビームを用いて多重描画を行う際の試料の同一位置を照射する１つまたは複数の対応ビームの全描画回数分の合計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進数の値に変換する工程と、
当該ビームの全描画回数分の照射ステップ全体をかかる桁数回に分割した、変換された２進数の桁毎に当該桁の値を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にそれぞれ設定される桁数回の照射ステップの各照射ステップ或いはかかる桁数回の照射ステップの一部をさらに分割して桁数回よりも多くなった複数回の照射ステップの各照射ステップを、多重描画の複数の描画処理のいずれかの照射ステップとして、多重描画の描画処理毎に、当該描画処理に該当する照射ステップの照射時間のビームを試料に照射する工程と、
を備えたことを特徴とする。

また、多重描画の各描画処理の１つと他の少なくとも１つとの間で実施される照射ステップ数が異なるように構成しても好適である。

また、桁数回の照射ステップ或いはかかる桁数回の照射ステップの一部をさらに分割して桁数回よりも多くなった複数回の照射ステップについて、複数の照射ステップをグループ化して複数のグループが設定され、グループ単位で前記複数の描画処理に分配されるように構成しても好適である。

本発明の他の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を用いて、ビーム偏向領域の位置をずらしながら行う複数の第１の描画処理と、前記第１の描画処理毎に前記ビーム偏向領域の位置をずらさずに行う複数の第２の描画処理とを組み合わせた多重描画を行う際の試料の同一位置を照射する１つまたは複数の対応ビームの全描画回数分の合計照射時間を複数の第１の描画処理毎に振り分けた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進数の値に変換する工程と、
当該ビームの複数の第２の描画処理分の照射ステップ全体をかかる桁数回に分割した、変換された２進数の桁毎に当該桁の値を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にそれぞれ設定される桁数回の照射ステップの各照射ステップ或いはかかる桁数回の照射ステップの一部をさらに分割して桁数回よりも多くなった複数回の照射ステップの各照射ステップを、複数の第２の描画処理のいずれかの照射ステップとして、多重描画の複数の第１の描画処理の第１の描画処理毎、かつ、複数の第２の描画処理の第２の描画処理毎に、当該描画処理に該当する照射ステップの照射時間のビームを試料に照射する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
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、
マルチビームを用いて多重描画を行う際の試料の同一位置を照射する対応ビームの全描画回数分の合計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進数の値に変換する変換部と、
当該ビームの全描画回数分の照射ステップ全体をかかる桁数回に分割した、変換された２進数の桁毎に当該桁の値を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にそれぞれ設定される桁数回の照射ステップの各照射ステップ或いはかかる桁数回の照射ステップの一部をさらに分割して桁数回よりも多くなった複数回の照射ステップの各照射ステップを、多重描画の複数の描画処理のいずれかの照射ステップとして、多重描画の描画処理毎に、当該描画処理に該当する照射ステップの照射時間のビームを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、多重描画において、回路設置スペースの制限を維持し、照射量制御の精度を向上させながら、データ転送量および照射ステップ数を低減できる。その結果、描画処理全体でのスループットを向上させることができる。

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の一例を示す図である。 実施の形態１におけるグループ化された露光テーブルの一例を示す図である。 実施の形態１の比較例における描画パステーブルの一例を示す図である。 実施の形態１における描画パステーブルの一例を示す図である。 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と露光テーブルと描画パステーブルの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の他の一例を示す図である。 実施の形態１におけるグループ化された露光テーブルの他の一例を示す図である。 実施の形態１における描画パステーブルの他の一例を示す図である。 実施の形態１における全描画パス中のうちの１回の描画パスにおける照射ステップについてのビーム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における描画動作を説明するための概念図である。 実施の形態２におけるｙ方向のみ位置をずらして多重描画を行う場合の描画パステーブルの一例を示す図である。 実施の形態２におけるｙ方向のみ位置をずらして多重描画を行う場合の描画パステーブルの他の一例を示す図である。 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。

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、描画パステーブル作成部７６、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、描画パステーブル作成部７６、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、描画パステーブル作成部７６、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における描画動作の一例を説明するための概念図である。図６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。多重描画の１パス目（１回目の描画処理）における１番目のストライプ領域３２の描画終了後、再度、１番目のストライプ領域３２の左端に戻り、多重描画の２パス目（２回目の描画処理）における１番目のストライプ領域３２の描画を行う。同様に、多重描画のパス数分だけ１番目のストライプ領域３２の描画を繰り返す。全パス数分の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。多重描画の１パス目（１回目の描画処理）における２番目のストライプ領域３２の描画終了後、再度、２番目のストライプ領域３２の右端に戻り、多重描画の２パス目（２回目の描画処理）における２番目のストライプ領域３２の描画を行う。同様に、多重描画のパス数分だけ２番目のストライプ領域３２の描画を繰り返す。全パス数分の２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３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照射領域が相対的にｙ方向に位置するように調整する。そして、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第３番目のストライプ領域３２の描画を行う。そして、多重描画のパス数分だけ３番目のストライプ領域３２の描画を繰り返す。全パス数分の３番目のストライプ領域３２の描画終了後、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６では、ストライプ領域３２単位で描画処理を繰り返す多重描画の例を説明したが、これに限るものではない。試料１０１（基板）単位で描画処理を繰り返す多重描画の手法であっても構わない。或いは、ストライプ領域３２内の所定領域単位で描画処理を繰り返す多重描画の手法であっても構わない。所定領域として、例えば、マルチビームで一度に照射可能なｘ方向幅でストライプ領域３２内を分割した領域を用いてもよい。

図７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７において、実施の形態１における描画方法は、パターン面積密度算出工程（Ｓ１０２）と、全ショット時間（合計照射時間）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、対象描画パスデータ転送工程（Ｓ１１２）と、対象描画パスの描画工程（Ｓ１１４）と、判定工程（Ｓ１２０）と、描画パス変更工程（Ｓ１２２）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。実施の形態１において、判定工程（Ｓ１２４）は省略してよい。判定工程（Ｓ１２４）については実施の形態２において説明する。

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。

合計ショット時間（合計照射時間）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、電子ビームによるマルチビームを用いて多重描画を行う際の試料１０１の同一位置を照射する対応ビームの全パス（全描画回数）分の合計照射時間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。対応ビームは、マルチビームの特定の１つでもよいし、複数でもよい。複数の場合、複数のビームが、それぞれ異なる時刻に、試料上の同一箇所を露光することになる。基準となる合計照射時間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合計照射時間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。合計照射時間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、各合計照射時間Ｔを求めればよい。メッシュ領域毎の合計照射時間Ｔは、合計照射時間マップに定義され、合計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、合計照射時間マップに定義されたメッシュ領域毎の合計照射時間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。合計照射時間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、ショット位置毎に、マルチビームを用いて多重描画を行う際の試料１０１の同一位置を照射する対応ビームの全描画回数分の合計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。これにより、合計照射時間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、当該ビームの全描画回数分の照射ステップ全体を、変換された２進数の桁毎に当該桁の値を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にそれぞれ設定される桁数ｎ回の照射ステップに分割する。言い換えれば、多重描画における全パスの照射ステップ全体を、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、全パスの照射ステップ全体は、１０回の照射ステップに分割される。

図８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の一例を示す図である。図８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×８１６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。

実施の形態１では、かかるｎ回の照射ステップを設定されたパス数の各パスに分配する。

図９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の一例を示す図である。図９では、図８と同様、ｎ＝１０の場合を示している。図９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８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。

図１０は、実施の形態１の比較例における描画パステーブルの一例を示す図である。図１０では、図８，９と同様、ｎ＝１０の場合を示している。図１０では、多重描画の全パス分ではなく、各パスの照射時間を図８に示したｎ回の照射ステップにそれぞれ分割し、図９に示したグループ化を行った場合を示している。図１０の比較例では、多重描画のパス毎に、毎回、露光工程１〜５のｎ回の照射ステップを実施することになる。そのため、照射ステップ数とそれに伴う各照射ステップのデータ転送量がパス数に応じて増加することになってしまう。

図１１は、実施の形態１における描画パステーブルの一例を示す図である。図１１では、図８，９と同様、ｎ＝１０の場合を示している。実施の形態１では、多重描画の全パス分の照射時間を図８に示したｎ回の照射ステップに分割しているので、図９に示した各露光工程を多重描画の各描画パスのいずれかに分配すればよい。図１１の例では、１パス目（１回目の描画処理）となる描画パス１として、露光工程１の各桁を割り当てる。２パス目（２回目の描画処理）となる描画パス２として、露光工程２の各桁を割り当てる。３パス目（３回目の描画処理）となる描画パス３として、露光工程３の各桁を割り当てる。４パス目（４回目の描画処理）となる描画パス４として、露光工程４，５の各桁を割り当てる。これにより、多重描画におけるパス数（多重度）が増加しても、それに伴う照射ステップ数の増加と各照射ステップのデータ転送量の増加を防止できる。実施の形態１では、多重描画の各描画処理の１つと他の少なくとも１つとの間で実施される照射ステップ数が異なるように構成してもよい。図１１の描画パステーブルでは、図１０に示した比較例に比べて、データ転送量と、データ転送に使用されるシフトレジスタのクロックを１／４にできる。

ここで、図１１に示すように、描画パス１で示す描画パスの照射時間の合計が５１３Δであるのに対して、描画パス５で示す描画パスの照射時間の合計が１２０Δとなる。このように、描画パス間で、露光時間（照射時間）の合計に４倍以上の開きがある。短い露光時間（照射時間）の描画パスでは、長い露光時間（照射時間）の描画パスに比べて、ステージ連続移動描画を行う際、ステージ速度を速くするか、ステージ速度を同じにして露光を行わない無駄時間を設ける必要がある。また、長い露光時間（照射時間）の描画パスでは、短い露光時間（照射時間）の描画パスに比べて、レジストヒーティングによる影響が増大する。そこで、かかる露光時間の合計差をより小さくする場合には以下のようにビット加工を実施すると好適である。

図１２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１２（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１２（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、及び割り当て処理部９０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、及び割り当て処理部９０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１３は、実施の形態１におけるビット加工テーブルと露光テーブルと描画パステーブルの作成方法を示すフローチャート図である。図１３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、描画パステーブル作成工程（Ｓ３４）と、いう一連の工程を実施する。

ビット加工テーブル作成部７３は、全パス分の合計照射時間が、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、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）と多重描画の多重度（パス数）Ｎとについて、初期値を設定する。例えば、図９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、桁数ｎと、多重度Ｎ（パス数Ｎ）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、Ｎ＝４の例では、基準照射時間Ｔ’＝２５５．８Δ（＝１０２３Δ／４）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、ａ＝２、基準照射時間Ｔ’＝２５５．８Δの例では、図９のビットテーブルのうち、２５５．８Δ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）を満たしていることがわかる。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。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。

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、ａ＝２、ｂ＝２、及びＴ’＝２５５．８Δ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４つ（ａ＋ｂ）の照射時間に分割する。

図１４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の他の一例を示す図である。図１４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１４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と９ｂに分割して、それぞれの照射時間を２５６Δにする。このように合計１２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と９ｂ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。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、割り当て処理部９０は、より小さい（短い）照射時間側から１つと、より大きい（長い）照射時間側から１つとを順に組み合わせていくように複数のグループのいずれかに割り当てる。このように、桁数ｎ回の照射ステップ或いは桁数ｎ回の照射ステップの一部をさらに分割して桁数ｎ回よりも多くなった複数回の照射ステップについて、割り当て処理部９０は、複数の照射ステップをグループ化して複数のグループを設定する。

図１５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の他の一例を示す図である。図１５では、図１４と同様、個数１２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１５の例では、露光工程１として、図１４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＝９ｂ）である１２桁目（１２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＝９ａ）である１１桁目（１１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８桁目（ｋ＝７）（８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７桁目（ｋ＝６）（７ビット目）でグループ６を構成する。

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。

描画パステーブル作成工程（Ｓ３４）として、描画パステーブル作成部７６は、グループ化された各グループを多重度Ｎの描画パス（描画処理）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。描画パステーブル作成部７６は、演算された基準照射時間Ｔ’により近づくように、多重度Ｎ個の描画パス（描画処理）のいずれかに各グループを割り当てる。ここでは、桁数ｎ回の照射ステップ或いは桁数ｎ回の照射ステップの一部をさらに分割して桁数ｎ回よりも多くなった複数回の照射ステップについて、複数の照射ステップをグループ化して複数のグループが設定され、グループ単位で複数の描画パス（描画処理）に分配される。

図１６は、実施の形態１における描画パステーブルの他の一例を示す図である。図１１では、図１４，１５と同様、ｎ＝１０の場合を示している。実施の形態１では、多重描画の全パス分の照射時間を図１４に示したｎ＋ａ回の照射ステップに分割しているので、図１５に示した各露光工程（各グループ）を多重描画の各描画パスのいずれかに分配すればよい。図１６の例では、１パス目（１回目の描画処理）となる描画パス１として、露光工程１の各桁を割り当てる。２パス目（２回目の描画処理）となる描画パス２として、露光工程２の各桁を割り当てる。３パス目（３回目の描画処理）となる描画パス３として、露光工程３，４の各桁を割り当てる。４パス目（４回目の描画処理）となる描画パス４として、露光工程５，６の各桁を割り当てる。これにより、図１１に示した描画パステーブルに比べて、各パスにおける照射時間の合計（総露光時間の最大値）をより均一な値に近づけることができる。実施の形態１では、多重描画の各描画処理の１つと他の少なくとも１つとの間で実施される照射ステップ数が異なるように構成してもよい。

ここで、図１６に示すように、描画パス３で示す描画パスの照射時間の合計が２６８Δであるのに対して、描画パス４で示す描画パスの照射時間の合計が２１０Δとなる。このように、描画パス間で、露光時間（照射時間）の合計を１倍未満の開きに抑えることができる。以上のように描画パス間での露光時間（照射時間）の合計差を小さくすることは、最小露光時間（照射時間）であった描画パスの露光時間（照射時間）を大きくすることになりステージ速度を下げることができる。その結果、描画精度を向上である。描画パス毎にステージ速度を変えない場合に、露光を行わない無駄時間が小さくなりスループットの劣化が抑えられるとともに、露光時間が小さいパスでシフトレジスタの動作速度を上げることを回避できる。さらに、描画パス間での露光時間（照射時間）の合計差を小さくすることは、最大露光時間（照射時間）であった描画パスの露光時間（照射時間）を小さくすることになり、レジストヒーティングによる寸法変動現象を低減或いは回避できる。

以上のように作成された描画パステーブルは、記憶装置１４４に格納される。なお、描画パステーブルは、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、描画パス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および多重度Ｎが予め設定されていれば、描画パステーブル自体も予め設定可能である。よって、予め外部で描画パス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１及び図１２で示したビット加工テーブル作成部７３、露光テーブル作成部７４、及び描画パステーブル作成部７６を外部装置としてもよい。

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１４のビット加工テーブルの場合、１０桁の２進数データを１２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１２桁の“００００００１１００１０”に変換する。例えば、Ｎ＝５００であれば、同様に、１０桁の“０１１１１１０１００”を１２桁の“００１１１１１１０１００”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１２桁の値の９，１０桁目（８ａ，８ｂ）が”１”に、１１−１２桁目（９ａ，９ｂ）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１２桁の“１１００１０１１１１００”に変換する。例えば、Ｎ＝１０２３であれば、同様に、１０桁の“１１１１１１１１１１”を１２桁の“１１１１１１１１１１１１”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に格納された描画パステーブルを参照して、描画パス（描画処理）毎に、対応する照射時間配列データを偏向制御回路１３０に出力する。

対象描画パスのデータ転送工程（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に対象となる描画パス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、同じ描画パスを構成する各ビット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、各描画パスにおいて同じ位置を照射するビーム１のｋ描画パス目を構成する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。各描画パスにおいて同じ位置を照射するビーム２のｋ描画パス目を構成する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描画パス目を構成する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描画パス目を構成する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描画パス目を構成する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描画パス目のデータは、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描画パス目のデータを読み込む。上述した例では、ｋ描画パス目のデータとして、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描画パス目のデータとして、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描画パス目のデータとして、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描画パス目のデータとして、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描画パス目のデータとして、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描画パス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。ｋ描画パス目のデータが“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。ｋ描画パス目のデータが“１０”であればＯＮ信号とＯＦＦ信号の順で、“０１”であればＯＦＦ信号とＯＮ信号の順で出力すればよい。実施の形態１では、２ビット信号なので、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。

なお、図１６に示した、描画パス３，４のように、複数のグループによって構成される場合には、ｋ描画パス目の最初のグループの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、ｋ描画パス目の次のグループの２ビット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。

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

図１７は、実施の形態１における全描画パス中のうちの１回の描画パスにおける照射ステップについてのビーム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１７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、同じ位置を照射する多重描画のうちｋ描画パス目を照射するビーム１のｋ_１ビット目（ｋ_１桁目）とｋ_２ビット目（ｋ_２桁目）により構成される最初のグループ（第１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）により構成される次のグループ（第２グループ）までの照射ステップについて示している。例えば、図１６に示した描画パス３，４のように、複数のグループによって構成される場合である。図１６に示した描画パス１，２のように、１つのグループにより構成される場合には、上述した次のグループ（第２グループ）が無いことは言うまでもない。

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描画パス目の最初のグループ（第１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１７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、個別レジスタ信号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こ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１２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、ｋ描画パス目の最初のグループ（第１グループ）の１回目の照射ステップ（例えば、ｋ＝２の照射ステップ）の照射時間が４Δ＝４ｎｓとなる。２回目の照射ステップ（例えば、ｋ＝８ｂ（１０桁目）の照射ステップ）の照射時間が１２８Δ＝１２８ｎｓとなる。次のグループ（第２グループ）の１回目の照射ステップ（例えば、ｋ＝８ａの照射ステップ）の照射時間が１２８Δ＝１２８ｎｓとなる。以下、同様に、各描画パスにおいて対応する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、描画パス毎に、対象描画パスの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、各描画パスのいずれのショットについても、できるだけ照射時間の合計が基準照射時間Ｔ’に近づけるように全描画パス分の照射時間を割り振ることで、データ転送時間を１つ前の照射される位置を対応する各照射ステップが照射している間の時間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１７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描画パス目の対応グループの各照射ステップ（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１７の例では、ｋ描画パス目の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描画パス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、同じ位置を繰り返し照射する該当ビームの照射時間配列データについて全描画パス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、描画パス変更工程（Ｓ１２２）に進む。完了した場合には、判定工程（Ｓ１２４）に進む。

描画パス変更工程（Ｓ１２２）として、描画制御部７２は、対象描画パスを変更する。例えば、ｋ描画パス目からｋ＋１描画パス目に対象描画パスを変更する。そして、対象描画パスのデータ転送工程（Ｓ１１２）に戻る。そして、ｋ＋１描画パス目の処理について、対象描画パスのデータ転送工程（Ｓ１１２）から描画パス変更工程（Ｓ１２２）までを実施する。そして、判定工程（Ｓ１２０）において同じ位置を繰り返し照射する該当ビームの照射時間配列データについて全描画パス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、当該ビームの全描画回数分の照射ステップ全体を桁数ｎ回に分割した、変換された２進数の桁毎に当該桁の値を１０進数で定義した場合に相当する階調値Ｎに量子化単位Δを乗じた照射時間にそれぞれ設定される桁数ｎ回の照射ステップの各照射ステップ或いは桁数ｎ回の照射ステップの一部をさらに分割して桁数ｎ回よりも多くなった複数回（ｎ＋ａ回）の照射ステップの各照射ステップを、多重描画の複数の描画パスのいずれかの照射ステップとして、多重描画の描画パス毎に、当該描画パスに該当する照射ステップの照射時間のビームを試料１０１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１８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、全描画パス分の合計照射時間を分割した複数の照射時間の１回分の照射時間の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。

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、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、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２０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２０では、図１９の続きを示している。次に、図２０（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２０（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２０（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２１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２１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２１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２１（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２１（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２１（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２２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２２では、図２１の続きを示している。図２２（ｄ）に示すように、図２１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２１，図２２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２２（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２１（ｂ）及び図２１（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２２（ｆ）に示すように、図２１（ｂ）及び図２１（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。

以上の説明において、実施の形態１における多重描画の各描画パスは、上述したようにストライプ領域３２単位、或いは、試料１０１（基板）単位で描画処理を繰り返す場合の他、図２０（ｅ）或いは図２２（ｄ）で示したマルチビームによる描画領域単位で描画処理を繰り返しても好適である。たとえば、図２２のように１ストライプの描画の間に多重度２の露光を行なう露光方法で、各ストライプ領域を２回走査して、１回目のストライプ描画で図１６の描画パス１，２の露光を、２回目のストライプ描画でパス３，４の露光を行うことにしてもよい。

以上のように、実施の形態１によれば、共通ブランキング用の偏向器をブランキングアパーチャと併用することにより、ブランキングアパーチャの回路構成を簡素化して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２ビットのデータ量なので、消費電力も抑制できる。多重描画においては、回路設置スペースの制限を維持し、照射量制御の精度を向上させるのみならず、データ転送量および照射ステップ数を大幅に低減できる。さらに、シフトレジスタ等の回路の動作クロックを低くできると共に回路の発熱を低減できる。その結果、ブランキングアパーチャの回路負荷を下げる、または描画処理全体でのスループットを向上させることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、多重描画の各描画パスにおいて位置をずらさずに描画処理を繰り返す場合について説明したが、これに限るものではない。実施の形態２では、偏向領域の位置をずらしながら描画処理を繰り返す処理（第１の描画処理）と、ずらした各偏向領域の位置においてさらに位置をずらさずに描画処理を繰り返す処理（第２の描画処理）とを組み合わせた多重描画を行う場合について説明する。描画装置１００の装置構成は図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７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２における描画動作を説明するための概念図である。図２３において、多重描画を行う際、ストライプ領域２０単位で例えばｘ，ｙ方向に位置をずらしながら描画処理を行う。図２３では、位置をずらしながら描画処理を繰り返す処理（第１の描画処理）について、各パスの描画位置を示している。位置をずらすことでストライプ領域２０同士の境界における図形パターンの位置誤差等を低減できる。また、実施の形態２では、ずらした各ストライプ領域の位置においてさらに位置をずらさずに描画処理を繰り返す処理（第２の描画処理）も合わせて実施する。位置ずらしは、ｘ方向だけ、或いはｙ方向だけ、或いはｘ，ｙ両方向について行う。

図２４は、実施の形態２におけるｙ方向のみ位置をずらして多重描画を行う場合の描画パステーブルの一例を示す図である。図２４の例では、同じ位置で４回の描画処理（第２の描画処理）を行った後に、次の位置へとずらし同様に描画処理を行う場合を示している。ここでは、４回の位置ずらしを行う描画処理（第１の描画処理）を行う場合を示している。すなわち、描画パス番号１〜４で同じ位置関係で描画する。描画パス番号５〜８で同じ位置関係で描画する。描画パス番号９〜１２で同じ位置関係で描画する。描画パス番号１３〜１６で同じ位置関係で描画する。また、図２４の例では、４回の位置ずらしを行うので、毎回、ｙ方向のストライプ領域幅Ｗの１／４ずつ位置をずらす。よって、描画パス番号１〜４でｙ方向のストライプずらし量が０となる位置で描画する。描画パス番号５〜８でｙ方向のストライプずらし量がＷ／４となる位置で描画する。描画パス番号９〜１２でｙ方向のストライプずらし量がＷ／２となる位置で描画する。描画パス番号１３〜１６でｙ方向のストライプずらし量が３Ｗ／４となる位置で描画する。

位置ずらしを行うと、偏向領域がずれるので、同じ位置を照射するビームが変更になる。変更になったビームは、電子光学系の歪みなどにより、変更前のビーム位置からずれた位置に投影される可能性がある。よって、位置をずらした場合には、合計照射時間分のビーム照射を一連の照射ステップにより分割することは好ましくない。そこで、実施の形態２では、描画パス番号１〜４で図１５に示した露光工程１〜６を実施する。具体的には、描画パス番号１で露光工程１を実施する。描画パス番号２で露光工程２を実施する。描画パス番号３で露光工程３，４を実施する。描画パス番号４で露光工程５，６を実施する。同様に、描画パス番号５〜８で図１５に示した露光工程１〜６を実施する。具体的には、描画パス番号５で露光工程１を実施する。描画パス番号６で露光工程２を実施する。描画パス番号７で露光工程３，４を実施する。描画パス番号８で露光工程５，６を実施する。同様に、描画パス番号９〜１２で図１５に示した露光工程１〜６を実施する。具体的には、描画パス番号９で露光工程１を実施する。描画パス番号１０で露光工程２を実施する。描画パス番号１１で露光工程３，４を実施する。描画パス番号１２で露光工程５，６を実施する。同様に、描画パス番号１３〜１６で図１５に示した露光工程１〜６を実施する。具体的には、描画パス番号１３で露光工程１を実施する。描画パス番号１４で露光工程２を実施する。描画パス番号１５で露光工程３，４を実施する。描画パス番号１６で露光工程５，６を実施する。

ここで、図１０で説明した比較例と同様、図２４に示した描画パス番号１〜１６の各パスの照射時間をｎ回の照射ステップにそれぞれ分割し、グループ化を行った場合、描画パス番号１〜１６のパス毎に、毎回、露光工程１〜５のｎ回の照射ステップを実施することになる。そのため、照射ステップ数とそれに伴う各照射ステップのデータ転送量がパス数に応じて増加することになってしまう。これに対して、実施の形態２では、図２４に示したように、描画パス番号１〜１６を同じ位置同士でまとめ、同じ位置で繰り返し描画処理を行う際の描画時間の合計をｎ回或いはｎ＋ａ回の照射ステップにそれぞれ分割し、グループ化を行うことで、照射ステップ数とそれに伴う各照射ステップのデータ転送量を低減できる。

よって、実施の形態２では、マルチビームを用いて、ビーム偏向領域の位置をずらしながら行う複数の描画処理（第１の描画処理）と、描画処理（第１の描画処理）毎にビーム偏向領域の位置をずらさずに行う複数の描画処理（第２の描画処理）とを組み合わせた多重描画を行う際の試料１０１の同一位置を照射する対応ビームの全描画回数（描画パス番号１〜１６）分の合計照射時間を複数の描画処理（第１の描画処理）の回数（例えば、図２４の例では４回）で割った照射時間を分割対象として用いる。

まず、パターン面積密度算出工程（Ｓ１０２）として、まず、試料１０１の描画領域、或いは描画されるチップ領域を、図２４の描画パス番号１〜４で示す位置における複数のストライプ領域に分割する。言い換えれば、ストライプ領域のずらし量が０となるようにストライプレイヤを作成する。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。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。

合計ショット時間（合計照射時間）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、電子ビームによるマルチビームを用いて多重描画を行う際の試料１０１の同一位置を照射する対応ビームの全パス（全描画回数：図２４の描画パス番号１〜１６）分の合計照射時間を描画処理（第１の描画処理）による位置ずらし回数で割った照射時間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。

階調値Ｎ算出工程（Ｓ１０６）として、階調値算出部６４は、合計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。かかる処理により、位置ずらしを行わないで繰り返し描画処理を行う場合の階調値Ｎが算出される。

２進数変換工程（Ｓ１０８）として、ビット変換部６６は、ショット位置毎に、全描画回数分の合計照射時間を描画処理（第１の描画処理）による位置ずらし回数で割った照射時間Ｔ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の２進数の値に変換する。

そして、以下、実施の形態１と同様、位置ずらしを行わない図２４の描画パス番号１〜４で示す描画処理について図７の照射時間配列データ加工工程（Ｓ１０９）から描画パス変更工程（Ｓ１２２）までの各工程を実施する。

判定工程（Ｓ１２４）として、描画制御部７２は、全位置ずらし描画処理（第１の描画処理）が終了したかどうかを判定する。そして、全位置ずらし描画処理（第１の描画処理）が終了していれば終了し、まだ全位置ずらし描画処理（第１の描画処理）が終了していない場合にはパターン面積密度算出工程（Ｓ１０２）に戻り、全位置ずらし描画処理（第１の描画処理）が終了するまで、パターン面積密度算出工程（Ｓ１０２）から判定工程（Ｓ１２４）を繰り返す。

なお、図２４の描画パス番号１〜４の描画終了後、パターン面積密度算出工程（Ｓ１０２）に戻った際には、試料１０１の描画領域、或いは描画されるチップ領域を、図２４の描画パス番号５〜８で示す位置における複数のストライプ領域に分割する。言い換えれば、ストライプ領域のずらし量がＷ／４となるようにストライプレイヤを作成する。そして、位置がＷ／４ずらされた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。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。同様に、図２４の描画パス番号５〜８の描画終了後、パターン面積密度算出工程（Ｓ１０２）に戻った際には、試料１０１の描画領域、或いは描画されるチップ領域を、図２４の描画パス番号９〜１２で示す位置における複数のストライプ領域に分割する。言い換えれば、ストライプ領域のずらし量がＷ／２となるようにストライプレイヤを作成する。同様に、図２４の描画パス番号９〜１２の描画終了後、パターン面積密度算出工程（Ｓ１０２）に戻った際には、試料１０１の描画領域、或いは描画されるチップ領域を、図２４の描画パス番号１３〜１６で示す位置における複数のストライプ領域に分割する。言い換えれば、ストライプ領域のずらし量が３Ｗ／４となるようにストライプレイヤを作成する。

以上のようにして、実施の形態２では、描画処理（第１の描画処理）毎に、当該ビームの複数の描画処理（第２の描画処理）分の照射ステップ全体を桁数ｎ回に分割した、変換された２進数の桁毎に当該桁の値を１０進数で定義した場合に相当する階調値Ｎに量子化単位Δを乗じた照射時間にそれぞれ設定される桁数ｎ回の照射ステップの各照射ステップ或いは桁数ｎ回の照射ステップの一部をさらに分割して桁数ｎ回よりも多くなった複数回（ｎ＋ａ回）の照射ステップの各照射ステップを、複数の描画処理（第２の描画処理）のいずれかの照射ステップとして、多重描画の複数の描画処理（第１の描画処理）の描画処理（第１の描画処理）毎、かつ、複数の描画処理（第２の描画処理）の描画処理（第２の描画処理）毎に、当該描画処理に該当する照射ステップの照射時間のビームを試料１０１に照射する。

図２５は、実施の形態２におけるｙ方向のみ位置をずらして多重描画を行う場合の描画パステーブルの他の一例を示す図である。図２５の例では、同じ位置で４回の描画処理（第２の描画処理）を行った後に、次の位置へとずらし同様に描画処理を行う場合を示している。ここでは、４回の位置ずらしを行う描画処理（第１の描画処理）を行う場合を示している。また、図２５の例では、４回の位置ずらしを行うので、毎回、ｙ方向のストライプ領域幅Ｗの１／４ずつ位置をずらす。さらに、ｙ方向、ｘ方向、及びｘ，ｙ両方向にビームサイズａの１／２ずつ位置をずらす。よって、描画パス番号１〜４でｙ方向のストライプずらし量が０となる位置で描画する。描画パス番号５〜８でｙ方向のストライプずらし量がＷ／４＋ａ／２となる位置で描画する。描画パス番号９〜１２でｘ方向のストライプずらし量がａ／２、ｙ方向のストライプずらし量がＷ／２となる位置で描画する。描画パス番号１３〜１６でｘ方向のストライプずらし量がａ／２、ｙ方向のストライプずらし量が３Ｗ／４＋ａ／２となる位置で描画する。その他の点は、図２４と同様である。ここで、ビームサイズａの半分についてのずらしは、例えば特開平６−３０２５０６が示すように、描画パターンの位置、寸法の精度向上の効果がある。この場合、位置がａ／２ずれたビームの露光量は一般に異なる。よって、ａ／２のずらしについても、ずらしがない一連の露光でビット加工テーブルのすべての露光を完結する必要がある。

以上のように、実施の形態２によれば、偏向領域の位置ずらしを行う多重描画を行う際にも、実施の形態１と同様、データ転送量および照射ステップ数を低減できる。その結果、描画処理全体でのスループットを向上させることができる。

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、位置をずらさずに行う多重描画の全パス分の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、位置をずらさずに行う多重描画の全パス分の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２６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２６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７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２７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２７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描画パス目の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描画パス目のデータが“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、データ転送量および照射ステップ数を低減できる。その結果、描画処理全体でのスループットを向上させることができる。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７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２８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。

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
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
７６ 描画パステーブル作成部
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
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. 荷電粒子ビームによるマルチビームを用いて多重描画を行う際の試料の同一位置を照射する１つまたは複数の対応ビームの全描画回数分の合計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進数の値に変換する工程と、
   当該ビームの全描画回数分の照射ステップ全体を前記桁数回に分割した、変換された２進数の桁毎に当該桁の値を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にそれぞれ設定される前記桁数回の照射ステップの各照射ステップ或いは前記桁数回の照射ステップの一部をさらに分割して前記桁数回よりも多くなった複数回の照射ステップの各照射ステップを、前記多重描画の複数の描画処理のいずれかの照射ステップとして、前記多重描画の描画処理毎に、当該描画処理に該当する照射ステップの照射時間のビームを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. 前記多重描画の各描画処理の１つと他の少なくとも１つとの間で実施される照射ステップ数が異な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. 前記桁数回の照射ステップ或いは前記桁数回の照射ステップの一部をさらに分割して前記桁数回よりも多くなった複数回の照射ステップについて、複数の照射ステップをグループ化して複数のグループが設定され、グループ単位で前記複数の描画処理に分配される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方法。
4. 荷電粒子ビームによるマルチビームを用いて、ビーム偏向領域の位置をずらしながら行う複数の第１の描画処理と、前記第１の描画処理毎に前記ビーム偏向領域の位置をずらさずに行う複数の第２の描画処理とを組み合わせた多重描画を行う際の試料の同一位置を照射する１つまたは複数の対応ビームの全描画回数分の合計照射時間を前記複数の第１の描画処理毎に振り分けた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進数の値に変換する工程と、
   当該ビームの前記複数の第２の描画処理分の照射ステップ全体を前記桁数回に分割した、変換された２進数の桁毎に当該桁の値を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にそれぞれ設定される前記桁数回の照射ステップの各照射ステップ或いは前記桁数回の照射ステップの一部をさらに分割して前記桁数回よりも多くなった複数回の照射ステップの各照射ステップを、前記複数の第２の描画処理のいずれかの照射ステップとして、前記多重描画の複数の第１の描画処理の第１の描画処理毎、かつ、前記複数の第２の描画処理の第２の描画処理毎に、当該描画処理に該当する照射ステップの照射時間のビームを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。
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、
   前記マルチビームを用いて多重描画を行う際の試料の同一位置を照射する対応ビームの全描画回数分の合計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進数の値に変換する変換部と、
   当該ビームの全描画回数分の照射ステップ全体を前記桁数回に分割した、変換された２進数の桁毎に当該桁の値を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にそれぞれ設定される前記桁数回の照射ステップの各照射ステップ或いは前記桁数回の照射ステップの一部をさらに分割して前記桁数回よりも多くなった複数回の照射ステップの各照射ステップを、前記多重描画の複数の描画処理のいずれかの照射ステップとして、前記多重描画の描画処理毎に、当該描画処理に該当する照射ステップの照射時間のビームを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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