JP7458817B2 - 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、マルチビーム描画装置における基板面上で生じるビームアレイの位置ずれ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。

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。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カーを配置したブランキングアパーチャアレイ機構に各ビーム用のブランキング制御回路を搭載する。

ここで、ブランキングアパーチャアレイ機構では、各ブランカーを構成する電極の配線や制御回路が各ビームと近接しているため、これらの配線や制御回路に流れる電流により発生する磁場がビームの軌道に影響を与える可能性がある。これにより、各ビームが基板面上において位置ずれを生じてしまう。ビームの軌道に影響を与えるその他の要因として、クーロン効果や帯電等が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。マルチビームの位置ずれを補正する手法として、例えば平均的なビームの位置ずれ量を予め求めておいて描画にフィードバックさせるといった手法も考えられる。しかしながら、これらの位置ずれ要因は、ショット毎に変動量が変化する（ショットバイショットで変動する）ため、かかる手法では各ショットの補正は困難である。

特開平５－１６６７０７号公報

本発明の一態様は、マルチビーム描画においてショット毎に変動量が変化する各ビームの位置ずれ量を低減可能なマルチ荷電粒子ビーム描画装置及び方法を提供する。

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、基板を配置する移動可能なステージと、マルチ荷電粒子ビームの各ショットのショットデータを生成するショットデータ生成部と、少なくともｋ＋１回目（ｋは自然数）以降に照射されるマルチ荷電粒子ビームのショットに関するパラメータに基づき、ｋ回目のショットのマルチ荷電粒子ビーム全体を一括して位置補正を行うためのシフト量を算出するシフト量算出部と、かかるシフト量に応じてｋ回目のショットのマルチ荷電粒子ビーム全体を一括偏向によりシフトしながら、マルチ荷電粒子ビームを用いて、基板に前記ｋ回目のショットを行う描画機構と、を備え、
前記シフト量算出部は、前記少なくともｋ＋１回目（ｋは自然数）以降に照射される前記マルチ荷電粒子ビームのショットに関するパラメータとなる、ショットサイクルとオンビームの総量との組み合わせと、当該組み合わせに依存する相関関係式を用いて、前記ｋ回目のショットの前記シフト量を算出することを特徴とする。

本発明の他の態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、基板を配置する移動可能なステージと、マルチ荷電粒子ビームの各ショットのショットデータを生成するショットデータ生成部と、少なくともｋ－１回目（ｋは自然数）以前に照射されるマルチ荷電粒子ビームのショットに関するパラメータに基づき、ｋ回目のショットのマルチ荷電粒子ビーム全体を一括して位置補正を行うためのシフト量を算出するシフト量算出部と、かかるシフト量に応じて前記ｋ回目のショットのマルチ荷電粒子ビーム全体を一括偏向によりシフトしながら、マルチ荷電粒子ビームを用いて、基板にｋ回目のショットを行う描画機構と、を備え、
前記描画機構は、前記マルチ荷電粒子ビーム全体を一括偏向する対物偏向器を有し、
前記シフト量算出部は、前記少なくともｋ－１回目（ｋは自然数）以前に照射される前記マルチ荷電粒子ビームのショットに関するパラメータとなる、マルチ荷電粒子ビームの照射位置の照射量密度と、前記照射量密度に依存する、前記対物偏向器の帯電に起因するｋ回目のショットでの位置ずれ量を補正するシフト量を求める相関関係式を用いて、前記ｋ回目のショットの前記シフト量を算出することを特徴とする。

また、シフト量算出部は、さらに、ｋ－１回目以前に照射されるマルチビームのショットに関するパラメータに基づき、シフト量を算出し、描画機構は、シフト量に応じてｋ回目のショットのマルチ荷電粒子ビーム全体を一括偏向によりシフトしながら、マルチ荷電粒子ビームを用いて、基板にｋ回目のショットを行うと好適である。

また、シフト量算出部は、さらに、ｋ回目に照射されるマルチビームのショットに関するパラメータに基づき、シフト量を算出し、描画機構は、シフト量に応じてｋ回目のショットのマルチ荷電粒子ビーム全体を一括偏向によりシフトしながら、マルチ荷電粒子ビームを用いて、基板にｋ回目のショットを行うと好適である。

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、マルチ荷電粒子ビームの各ショットのショットデータを生成する工程と、少なくともｋ＋１回目（ｋは自然数）以降のショットに関するパラメータに基づき、ｋ回目のショットのマルチ荷電粒子ビーム全体を一括して位置補正を行うシフト量を算出する工程と、かかるシフト量に応じてｋ回目のショットのマルチ荷電粒子ビーム全体を一括偏向によりシフトしながら、マルチ荷電粒子ビームを用いて、移動可能なステージ上に配置された基板にｋ回目のショットを行う工程と、を備え、
前記少なくともｋ＋１回目（ｋは自然数）以降に照射される前記マルチ荷電粒子ビームのショットに関するパラメータとなる、ショットサイクルとオンビームの総量との組み合わせと、当該組み合わせに依存する相関関係式を用いて、前記ｋ回目のショットの前記シフト量を算出することを特徴とする。

また、さらに、ｋ－１回目（ｋは自然数）以前及び／またはｋ回目に照射されるマルチビームのショットに関するパラメータに基づき、シフト量を算出し、シフト量に応じてｋ回目のショットのマルチ荷電粒子ビーム全体を一括偏向によりシフトしながら、マルチ荷電粒子ビームを用いて、基板にｋ回目のショットを行うと好適である。

本発明の一態様によれば、未来のショット或いは過去のショットに関するパラメータを用いて、マルチビーム描画においてショット毎に変動量が変化する各ビームの位置ずれ量を低減できる。

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における成形アパーチャアレイ基板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アパーチャアレイ機構のメンブレン領域内の構成の一部を示す上面概念図である。 実施の形態１におけるシフトレジスタの接続構成の一例を示す図である。 実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ機構内部に配置される個別ビーム用の制御回路の一例を示す図である。 実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ機構内でのデータ転送とショットとのタイミングチャート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軌道変動を説明するための図である。 実施の形態１におけるビーム位置シフトの原因と関連パラメータと補正量との関係の一例を示す図である。 実施の形態１におけるパラメータとシフト量との相関を求めるための方法の一例を示すフローチャート図である。 実施の形態１における描画方法の要部工程の一例を示すフローチャート図である。 実施の形態１における描画される領域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照射領域と描画対象画素との一例を示す図である。 実施の形態１におけるｏｎビームの重心位置の一例を説明するための図である。 実施の形態１におけるｏｎビームの重心位置の他の一例を説明するための図である。 実施の形態１におけるマルチビームシフト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、描画機構１５０と制御系回路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と共に、マルチ荷電粒子ビーム露光装置の一例である。描画機構１５０は、電子鏡筒１０２（電子ビームカラム）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、成形アパーチャアレイ基板２０３、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４、縮小レンズ２０５、制限アパーチャ基板２０６、対物レンズ２０７、主偏向器２０８、及び副偏向器２０９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（露光時）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。

制御系回路１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、デジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプユニット１３２，１３４、レンズ制御回路１３６、ステージ制御機構１３８、ステージ位置測定器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、レンズ制御回路１３６、ステージ制御機構１３８、ステージ位置測定器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。偏向制御回路１３０には、ＤＡＣアンプユニット１３２，１３４及びブランキングアパーチャアレイ機構２０４が接続されている。副偏向器２０９は、４極以上の電極により構成され、電極毎にＤＡＣアンプユニット１３２を介して偏向制御回路１３０により制御される。主偏向器２０８は、４極以上の電極により構成され、電極毎にＤＡＣアンプユニット１３４を介して偏向制御回路１３０により制御される。ステージ位置測定器１３９は、ミラー２１０からの反射光を受光することによって、レーザ干渉法の原理でＸＹステージ１０５の位置を測長する。

制御計算機１１０内には、ラスタライズ処理部６０、ショットサイクルＴｃ算出部６１、パターン密度Ｐ（ｘ）算出部６２、補正照射係数ｄ（ｘ）算出部６３、照射量密度Ｐ’（ｘ）算出部６４、ショットデータ生成部６５、データ加工部６６、オンビーム量Ｂ算出部６７、重心算出部６８、シフト量算出部６９、転送制御部７９、及び描画制御部８０が配置されている。ラスタライズ処理部６０、ショットサイクル算出部６１、パターン密度算出部６２、補正照射係数算出部６３、照射量密度算出部６４、ショットデータ生成部６５、データ加工部６６、オンビーム量算出部６７、重心算出部６８、シフト量算出部６９、転送制御部７９、及び描画制御部８０といった各「～部」は、処理回路を有する。かかる処理回路は、例えば、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置を含む。各「～部」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いても良いし、或いは異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。ラスタライズ処理部６０、ショットサイクル算出部６１、パターン密度算出部６２、補正照射係数算出部６３、照射量密度算出部６４、ショットデータ生成部６５、データ加工部６６、オンビーム量算出部６７、重心算出部６８、シフト量算出部６９、転送制御部７９、及び描画制御部８０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。

描画装置１００の描画動作は、描画制御部８０によって制御される。また、各ショットの照射時間データの偏向制御回路１３０への転送処理は、転送制御部７９によって制御される。

また、描画装置１００の外部からチップデータ（描画データ）が入力され、記憶装置１４０に格納される。チップデータには、描画されるためのチップを構成する複数の図形パターンの情報が定義される。具体的には、図形パターン毎に、例えば、図形コード、座標、及びサイズ等が定義される。

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における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。図２において、成形アパーチャアレイ基板２０３には、縦（ｙ方向）ｐ列×横（ｘ方向）ｑ列（ｐ，ｑ≧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の例では、例えば、縦横（ｘ，ｙ方向）に５１２×５１２列の穴２２が形成される場合を示している。穴２２の数は、これに限るものではない。例えば、３２×３２列の穴２２が形成される場合であっても構わない。各穴２２は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。或いは、同じ直径の円形であっても構わない。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。言い換えれば、成形アパーチャアレイ基板２０３は、マルチビーム２０を形成する。

図３は、実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ機構のメンブレン領域内の構成の一部を示す上面概念図である。ブランキングアパーチャアレイ機構２０４は、基板の中央部を薄くしたメンブレン領域に、図２に示した成形アパーチャアレイ基板２０３の各穴２２に対応する位置にマルチビームのそれぞれのビームの通過用の通過孔２５（開口部）が開口される。そして、複数の通過孔２５のうち対応する通過孔２５を挟んで対向する位置に制御電極２４と対向電極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。また、各通過孔２５の近傍のブランキングアパーチャアレイ基板３１内部には、各通過孔２５用の制御電極２４に偏向電圧を印加する制御回路４１（ロジック回路；セル）が配置される。各ビーム用の対向電極２６は、グランド接続される。

また、図３に示すように、各制御回路４１は、制御信号用のｎビットのパラレル配線が接続される。各制御回路４１は、照射時間制御信号（データ）用のｎビットのパラレル配線の他、クロック（シフトクロック）信号、ロード信号、ショット信号および電源用の配線等が接続される。これらの配線等はパラレル配線の一部の配線を流用しても構わない。マルチビームを構成するそれぞれのビーム毎に、制御電極２４と対向電極２６と制御回路４１とによる個別ブランキング機構４７が構成される。また、実施の形態１では、データ転送方式として、シフトレジスタ方式を用いる。シフトレジスタ方式では、マルチビームは複数のビーム毎に複数のグループに分割され、同じグループ内の複数のビーム用の複数のシフトレジスタは、直列に接続される。具体的には、アレイ状に形成された複数の制御回路４１は、例えば、同じ行或いは同じ列の中で所定のピッチでグループ化される。同じグループ内の制御回路４１群は、図４に示すように、直列に接続される。そして、各ショットのための信号がグループ内の制御回路４１に伝達される。

図４は、実施の形態１におけるシフトレジスタの接続構成の一例を示す図である。各ビーム用の制御回路４１は、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４の基板の中央部にアレイ状に形成される。そして、例えば、同じ行に並ぶ複数の制御回路４１（ｘ方向）毎に、図４に示すように、各行の制御回路４１列が例えば８つのグループに順に振り分けられ、グループ化される。例えば、５１２列×５１２行のマルチビームで構成される場合、各行の１番目～５１２番目のビーム用の制御回路４１が１，９，１７，２５，・・・と８ビーム間ピッチ毎に、データ列１（グループ）を構成する。同様に、２，１０，１８，２６，・・・と８ビーム間ピッチ毎に、データ列２（グループ）を構成する。以下、同様に、データ列３（グループ）～データ列８（グループ）を構成する。そして、各グループ内の制御回路４１群は、直列に接続される。そして、偏向制御回路１３０からブランキングアパーチャアレイ機構２０４に出力された行毎の信号が、図示しないＩ／Ｏ回路を介して分割されて、パラレルに各グループに伝達される。そして各グループの信号がグループ内の直列に接続された制御回路４１に伝達される。具体的には、各制御回路４１内に、シフトレジスタ１１が配置され、同じグループの制御回路４１内のシフトレジスタ１１が直列に接続される。図４の例では、例えば、データ列（グループ）毎に６４個のシフトレジスタ１１が直列に接続される。よって、ｎビットデータをシリーズで転送する場合、６４ｎ回のクロック信号によって、各ビーム用の照射時間制御信号（ＯＮ／ＯＦＦ制御データ）がブランキングアパーチャアレイ機構２０４内の各制御回路４１に各ビーム用のシフトレジスタ１１を介して転送（伝送）されることになる。

そして、各個別ブランキング機構４７が、各ビーム用のシフトレジスタ１１に転送された照射時間制御信号に沿って、図示しないカウンタ回路を用いて当該ショットの照射時間をビーム毎に個別に制御する。或いは、１ショット分の最大照射時間Ｔｍａｘを照射時間の異なる複数のサブショットに分割する。そして、各個別ブランキング機構４７が、各ビーム用のシフトレジスタ１１に転送された照射時間制御信号に沿って、複数のサブショットの中から１ショット分の照射時間になるようにサブショットの組合せを選択する。そして、選択されたサブショットの組合せが同じ画素に対して連続して照射されることにより、ビーム毎に１ショット分の照射時間を制御するようにしても好適である。以下、カウンタ回路を用いて当該ショットの照射時間をビーム毎に個別に制御する場合を用いて説明する。

図５は、実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ機構内部に配置される個別ビーム用の制御回路の一例を示す図である。図５において、各制御回路４１内には、シフトレジスタ１１、バッファとなるｎビット分の複数のレジスタ４２、実行用のｎビット分の複数のレジスタ４４、コンパレータ４５、アンプ４６、及びアンド回路４９が配置される。図５の例では、例えば６ビットで照射時間制御信号が定義される場合を示している。照射時間制御信号として照射時間に相当するカウンタ値Ｔｒが定義される。図５において、シフトレジスタ１１の出力は、同じグループの次のシフトレジスタ１１の入力と、自身の制御回路４１内の最初のレジスタ４２ａの入力とに接続される。複数のレジスタ４２（ａ～Ｎ）は直列に接続される。複数のレジスタ４２（ａ～Ｎ）の各レジストの出力は、次のレジスタ４２の入力と、対応するレジスタ４４の入力とに接続される。複数のレジスタ４４（ａ～Ｎ）は直列に接続される。各レジスタ４４の出力は、コンパレータ４５の入力に接続される。コンパレータ４５には、図示しない共通のカウンタ回路からの出力が接続される。コンパレータ４５の出力は、アンド回路４９の入力に接続される。アンド回路４９の入力には、さらに、偏向制御回路１３０から送信されるショット信号が接続される。アンド回路４９の出力は、アンプ４６の入力に接続される。アンプ４６の出力は、制御電極２４に接続される。

図５において、ｋ回目のショットの各ビームの照射時間制御信号（データ）の最初の１ビット目の信号は、同じグループ内で直列に接続された複数のシフトレジスタ１１の数だけ偏向制御回路１３０から送信されるシフトクロック信号に同期して転送されることにより、所望のシフトレジスタ１１に格納される。照射時間制御信号（データ）は、２進数制御なのでＨ信号若しくはＬ信号となる。シフトレジスタ１１に格納された１ビット目の照射時間制御信号（データ）は、偏向制御回路１３０から送信されるロード１信号に同期して１番目のレジスタ４２に読み込まれ、記憶される。同様の動作をｎビットデータであればｎ回実施することで、ｋ回目のショットの各ビームの照射時間制御信号（データ）として、ｎビットのデータが複数のレジスタ４２に分かれて格納される。複数のレジスタ４２に格納された照射時間制御信号（データ）は、偏向制御回路１３０から送信されるロード２信号に同期して複数のレジスタ４３に読み込まれ、記憶される。これにより、ｎビットのデータが複数のレジスタ４３に分かれて記憶される。その結果、コンパレータ４５には、複数のレジスタ４３に分かれて記憶されたｎビットのデータが入力されることになる。そして、図示しない共通のカウンタ回路にて所定の周期（照射時間分解能）でカウントされた回数ｔｃがコンパレータ４５に入力されたカウンタ値Ｔｒになるまで、アンド回路４９の入力にはＨ信号が出力される。言い換えれば、Ｔｒ＞ｔｃの期間だけコンパレータ４５からアンド回路４９の入力にＨ信号が出力される。アンド回路４９には、コンパレータ４５から、例えば、ビームＯＮ信号であればＯＮ時間だけＨ信号、それ以外であればＬ信号が入力される。一方、アンド回路４９は、偏向制御回路１３０から送信されるショット信号（Ｈ信号）を入力している期間だけ、コンパレータ４５からの信号がＨ信号であれば、アンプ４６にビームＯＮ信号（Ｈ）を出力する。それ以外は、アンプ４６にビームＯＦＦ信号（Ｌ）を出力する。アンプ４６は、アンド回路４９からビームＯＮ信号（Ｈ）が出力されている期間だけ、制御電極２４にビームＯＮ電位（ＧＮＤ）を印加する。それ以外は、アンプ４６は、制御電極２４にビームＯＦＦ電位（Ｖｄｄ）を印加する。各ビームは、制御電極２４に印加される電位と対向電極２６に印加されるグランド電位との電位差により偏向され、制限アパーチャ基板２０６に遮蔽されることによりビームＯＦＦに制御される。制御電極２４に印加される電位と対向電極２６に印加されるグランド電位とが同電位であれば、制限アパーチャ基板２０６に遮蔽されることなく中心部の穴を通り抜けビームＯＮに制御される。カウンタ回路のカウント開始とショット信号を同期させることで、所望の照射時間のｋ回目のショットが実施される。各レジスタには、順次、次のショットのデータが送られ、ｋ回目のショットが終了後、アンド回路４９が次のショット信号（Ｈ信号）を入力することでｋ＋１回目のショットが実施される。以降、順に、各ショットが実施される。

図６は、実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ機構内でのデータ転送とショットとのタイミングチャートの一例を示す図である。図６に示すように、ｋ回目のショット中に、ｋ＋１回目のショットの照射時間制御信号（データ）が同様の手順で各シフトレジスタ１１に転送されると共に、各制御回路４１内の複数のレジスタ４２に保存される。よって、ｋ回目のショット中に、ｋ＋１回目のショットデータに起因する電流が各制御回路４１内を流れることになる。上述したように、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４では、各ブランカーを構成する制御電極２４及び対向電極２６の配線や制御回路４１が各ビームと近接しているため、これらの配線や制御回路４１に流れる電流により発生する磁場がビームの軌道に影響を与える可能性がある。特に、ｋ回目のショットは、ｋ＋１回目のショットデータに起因する磁場によりビームの軌道にずれが生じ得ることになる。複数のレジスタ４２といったバッファ回路がさらにショット１回分余分に追加されていれば、ｋ回目のショットは、ｋ＋２回目のショットデータに起因する磁場によりビームの軌道にずれが生じ得ることになる。言い換えれば、各ショットは、未来のショットのショットデータに起因する磁場によりビームの軌道にずれが生じ得ることになる。

図７は、実施の形態１におけるマルチビームの軌道変動を説明するための図である。図７に示すように、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４内での磁場の他に、マルチビーム２０に生じるクーロン効果によってビームの位置ずれやデフォーカスが生じ得る。ｋ回目のショットにおけるクーロン効果は、ｋ回目のショットにおけるマルチビーム２０の電流量に応じて作用する。ｋ回目のショットにおけるマルチビーム２０の電流量は、ｋ回目のショットのショットデータから把握できる。言い換えれば、各ショットは、当該ショットのショットデータに起因するクーロン効果によりビームの軌道にずれが生じ得ることになる。

その他、マルチビーム２０を偏向する主偏向器２０８及び副偏向器２０９といった対物偏向器に帯電する帯電も、マルチビーム２０を偏向する際にビームの軌道に影響を与える。ｋ回目のショット時における対物偏向器の帯電は、ｋ－１回目以前のショットにおけるマルチビーム２０によって生じる。また、対物偏向器の帯電量は、ｋ－１回目以前のショットのショットデータから把握できる。帯電の時間減衰が少なければ、より多くのｋ－ｍ（ｍ＞１）回目以前のショットがｋ回目のショットに影響する。言い換えれば、各ショットは、過去のショットのショットデータに起因する対物偏向器の帯電によりビームの軌道にずれが生じ得ることになる。

そこで、実施の形態１では、ｋ回目のショットに対するブランキングアパーチャアレイ機構２０４内で生じる磁場によるマルチビーム２０の位置ずれ量をｋ＋１回目以降のショットに関するパラメータを用いて定義する。同様に、ｋ回目のショットに対するクーロン効果によるマルチビーム２０の位置ずれ量をｋ回目のショットに関するパラメータを用いて定義する。同様に、ｋ回目のショットに対する対物偏向器の帯電によるマルチビーム２０の位置ずれ量をｋ－１回目以前のショットに関するパラメータを用いて定義する。

図８は、実施の形態１におけるビーム位置シフトの原因と関連パラメータと補正量との関係の一例を示す図である。図８において、偏向器の帯電が原因となるビーム軌道のシフトが生じる個所として、対物偏向器が挙げられる。そして、対物偏向器の帯電に関連するパラメータとして、パターン密度或いは照射量密度が相当する。よって、パターン密度或いは照射量密度とマルチビーム２０のビームアレイシフト量との相関関係が得られれば、補正が可能になる。また、図８において、クーロン効果が原因となるビーム軌道のシフトが生じる個所として、図７に示したように、試料面により近いクロスオーバ位置が挙げられる。ｏｎビームの合計の電流値が大きくなるとクーロン力によりビームの試料面上での位置のずれやフォーカスのずれが生じてしまう。そして、クーロン効果に関連するパラメータとして、分割ショット方式では、サブショット毎のｏｎビームの分布が相当する。よって、ｏｎビームの総照射量（ｏｎビーム量）及び分布の重心とマルチビーム２０のビームアレイシフト量との相関関係が得られれば、補正が可能になる。クーロン効果に関連するパラメータとして、カウンタ方式ではビーム毎の照射量の分布が相当する。よって、マルチビーム２０のｏｎビームの総照射量（ｏｎビーム量）及び分布の重心とマルチビーム２０のビームアレイシフト量との相関関係が得られれば、補正が可能になる。また、図８において、ブランキング動作が原因となるビーム軌道のシフトが生じる個所として、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４付近が挙げられる。そして、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４内の磁場の元になる電流量に関連するパラメータとして、ショットサイクルとオンビームの総量（ｏｎビーム量）が相当する。よって、ショットサイクルとマルチビーム２０のビームアレイシフト量との相関関係、及びショットサイクル固定でのｏｎビーム量とマルチビーム２０のビームアレイシフト量との相関関係が得られれば、補正が可能になる。

図９は、実施の形態１におけるパラメータとシフト量との相関を求めるための方法の一例を示すフローチャート図である。図９において、実施の形態１におけるパラメータとシフト量との相関を求めるための方法は、条件振り描画工程（Ｓ１０）と、描画結果解析とビーム位置分布算出工程（Ｓ１２）と、シフト量算出工程（Ｓ１４）と、相関関係式演算工程（Ｓ１６）と、いう一連の工程を実施する。

条件振り描画工程（Ｓ１０）として、描画装置１００は、複数のパラメータのパラメータ毎に、当該パラメータの値を可変にしながら、マルチビーム２０を照射して、ＸＹステージ１０５上に配置される図示しない位置検出用マークでマルチビーム２０の各ビームの位置を測定する。或いは、マルチビーム２０で評価基板上に評価パターンを描画しても好適である。ｋ回目のショットに対する対物偏向器の帯電に関連するパラメータとして、ｋ－１回目以前のショットに使用したマルチビームの照射位置のパターン密度Ｐ或いは照射量密度Ｐ’を用いる。ｋ回目のショットに対するクーロン効果に関連するパラメータとして、ｋ回目のショットに使用するマルチビームの２０のｏｎビーム量Ｂ及び分布の重心（Ｂｃｘ，Ｂｃｙ）の組合せを用いる。ｋ回目のショットに対するブランキングアパーチャアレイ機構２０４内の磁場の元になる電流量に関連するパラメータとして、ｋ＋１回目以降のショットに使用するマルチビーム２０のショットサイクルＴｃとｏｎビーム量Ｂの組合せを用いる。

描画結果解析とビーム位置分布算出工程（Ｓ１２）として、パラメータ毎に、測定された各ビームの位置を解析して、ビーム位置分布を算出する。或いは、描画された評価基板を取り出し、現像後、別の位置測定器で、パラメータ種及びパラメータ値毎に、各ビームの照射位置を測定し、ビーム位置分布を作成する。

シフト量算出工程（Ｓ１４）として、パラメータ種及びパラメータ値毎に、得られた各ビーム位置分布を設計位置にできるだけ近づけるためのシフト量（補正量）を算出する。ここでは、マルチビーム２０全体を一括してシフト（位置補正）するためのシフト量を算出する。例えば、最小２乗法によりアライメントする際のシフト量を算出する。シフト量は、ｘ，ｙ方向それぞれ求める。

相関関係式演算工程（Ｓ１６）として、パラメータ（或いはパラメータの組合せ）毎に得られたシフト量をフィッティングして相関関係式を演算する。例えば、ｋ－１回目以前のショットに使用したマルチビームの照射位置のパターン密度Ｐに依存した、対物偏向器の帯電に起因するｋ回目のショットでの位置ずれ量を補正するｘ，ｙ方向のシフト量を求める相関関係式Ｇｘ（Ｐ）及びＧｙ（Ｐ）を求める。或いは、例えば、ｋ－１回目以前のショットに使用したマルチビームの照射位置の照射量密度Ｐ’に依存した、対物偏向器の帯電に起因するｋ回目のショットでの位置ずれ量を補正するｘ，ｙ方向のシフト量を求める相関関係式Ｇｘ（Ｐ’）及びＧｙ（Ｐ’）を求める。過去のショットは、帯電減衰期間に応じて１～ｍ回前までのショットのパラメータを用いると好適である。また、例えば、ｋ回目のショットに使用するマルチビームの２０のｏｎビーム量Ｂ及び分布の重心（Ｂｃｘ，Ｂｃｙ）の組合せに依存した、クーロン効果に起因するｋ回目のショットでの位置ずれ量を補正するｘ，ｙ方向のシフト量を求める相関関係式Ｃｘ（Ｂ，Ｂｃｘ，Ｂｃｙ）及びＣｙ（Ｂ，Ｂｃｘ，Ｂｃｙ）を求める。また、例えば、ｋ＋１回目以降のショットに使用するマルチビーム２０のショットサイクルＴｃとｏｎビーム量Ｂの組合せに依存した、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４内の磁場に起因するｋ回目のショットでの位置ずれ量を補正するｘ，ｙ方向のシフト量を求める相関関係式Ｍｘ（Ｔｃ，Ｂ）及びＭｙ（Ｔｃ，Ｂ）を求める。未来のショットは、ｋ回目のショット時にブランキングアパーチャアレイ機構２０４内でデータ転送するショットの数に応じて１～ｊ回後までのショットのパラメータを用いると好適である。得られた各相関関係式のデータは、描画装置１００に入力され、記憶装置１４４に格納される。

図１０は、実施の形態１における描画方法の要部工程の一例を示すフローチャート図である。図１０において、実施の形態１における描画方法は、描画パラメータ決定工程（Ｓ１０２）と、ショットサイクル算出工程（Ｓ１０４）と、ラスタライズ工程（Ｓ１０６）と、パターン密度算出工程（Ｓ１０８）と、補正照射係数算出工程（Ｓ１１０）と、照射量密度算出工程（Ｓ１１２）と、ショットデータ生成工程（Ｓ１１４）と、ショット毎のｏｎビーム量、ｏｎビーム重心算出工程（Ｓ１１６）と、ショット毎のシフト量算出工程（Ｓ１２０）と、描画工程（Ｓ１３０）と、いう一連の工程を実施する。

描画パラメータ決定工程（Ｓ１０２）として、描画パラメータの情報が描画装置１００に入力され、記憶装置１４０に格納される。或いは、予め用意された複数の描画パラメータの組合せの中から当該チップの描画処理に使用する描画パラメータの組合せをユーザがＧＵＩ（グラフィックユーザインタフェース）等の図示しないインターフェースを用いて選択しても良い。これにより、当該チップの描画処理に使用する描画パラメータが決定される。描画パラメータの一例として、ベースドーズＤｂの値や近接効果を補正する照射量変調量Ｄｐ（ｘ）等が挙げられる。

ショットサイクル算出工程（Ｓ１０４）として、ショットサイクルＴｃ算出部６１は、決定された描画パラメータを用いて当該チップの描画処理に使用するショットサイクルＴｃを算出する。ショットサイクルＴｃは、ベースドーズＤｂと照射量変調量Ｄｐ（ｘ）とが決まれば、求めることができる。具体的には、ベースドーズＤｂと照射量変調量Ｄｐ（ｘ）とを乗じることで、最大照射量Ｄｍａｘが求める。よって、かかる最大照射量Ｄｍａｘを電流密度Ｊで割ることで最大照射時間Ｔｍａｘが得られる。ショットサイクルＴｃは、例えば、得られた最大照射時間Ｔｍａｘ或いは最大照射時間Ｔｍａｘに副偏向器２０９のセトリング時間を加算した値に設定されると好適である。ここでは、照射量変調量Ｄｐ（ｘ）をオフラインで求めているが、描画装置１００内で求めても好適である。

ラスタライズ工程（Ｓ１０６）として、ラスタライズ処理部６０は、記憶装置１４０からチップデータ（描画データ）を読み出し、ラスタライズ処理を行う。具体的には、ラスタライズ処理部６０は、画素毎に、当該画素内のパターンの面積密度ρ（ｘ）を演算する。ここで、まず、試料１０１上の描画される領域について説明する。

図１１は、実施の形態１における描画される領域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。描画領域３０は、チップデータに定義されたチップ領域が相当する。描画装置１００で描画領域３０にパターンを描画する場合には、例えば、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のショット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は例えば等速で連続移動させる。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、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方向に向かって同様に描画を行う。かかる動作を繰り返し、各ストライプ領域３２を順に描画する。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、成形アパーチャアレイ基板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、最大で各穴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におけるマルチビームの照射領域と描画対象画素との一例を示す図である。図１２において、ストライプ領域３２は、例えば、マルチビーム２０のビームサイズでメッシュ状の複数のメッシュ領域に分割される。かかる各メッシュ領域が、描画対象の画素３６（単位照射領域、照射位置、或いは描画位置）となる。描画対象画素３６のサイズは、ビームサイズに限定されるものではなく、ビームサイズとは関係なく任意の大きさで構成されるものでも構わない。例えば、ビームサイズの１／ｎ（ｎは１以上の整数）のサイズで構成されても構わない。図１２の例では、試料１０１の描画領域が、例えばｙ方向に、１回のマルチビーム２０の照射で照射可能な照射領域３４（描画フィールド）のサイズと実質同じ幅サイズで複数のストライプ領域３２に分割された場合を示している。矩形の照射領域３４のｘ方向のサイズは、ｘ方向のビーム数×ｘ方向のビーム間ピッチで定義できる。矩形の照射領域３４のｙ方向のサイズは、ｙ方向のビーム数×ｙ方向のビーム間ピッチで定義できる。図１２の例では、例えば５１２×５１２列のマルチビームの図示を８×８列のマルチビームに省略して示している。そして、照射領域３４内に、１回のマルチビーム２０のショットで照射可能な複数の画素２８（ビームの描画位置）が示されている。隣り合う画素２８間のピッチが試料１０１面上におけるマルチビームの各ビーム間のピッチとなる。ｘ，ｙ方向にビームピッチのサイズで囲まれた矩形の領域で１つのサブ照射領域２９（ピッチセル）を構成する。図１２の例では、各サブ照射領域２９は、例えば４×４画素で構成される場合を示している。各サブ照射領域２９内は、それぞれ、複数のビームによって照射されることにより各サブ照射領域２９内のすべての画素３６が描画可能になるように描画シーケンスが設定される。

ラスタライズ処理は、描画領域３０について、画素３６毎に要素が定義された面積密度ρ（ｘ）マップを作成する。

パターン密度算出工程（Ｓ１０８）として、パターン密度Ｐ（ｘ）算出部６２は、ストライプ領域３２毎に、当該ストライプ領域３２内の位置ｘに依存したパターン密度Ｐ（ｘ）を算出する。或いは、ストライプ領域３２を複数のサブストライプ領域に分割して、サブストライプ領域毎に行っても好適である。言い換えれば、サブストライプ領域毎に、当該サブストライプ領域内の位置ｘに依存したパターン密度Ｐ（ｘ）を算出する。パターン密度Ｐ（ｘ）は、面積密度ρ（ｘ）マップに定義された面積密度ρ（ｘ）を用いればよい。

補正照射係数算出工程（Ｓ１１０）として、補正照射係数ｄ（ｘ）算出部６３は、画素３６毎に、パターンの面積密度ρ（ｘ）と照射量変調量Ｄｐ（ｘ）とを乗じた補正照射係数ｄ（ｘ）を算出する。そして、補正照射係数ｄ（ｘ）算出部６３は、描画領域３０について、画素３６毎に要素が定義された補正照射係数ｄ（ｘ）マップを作成する。なお、例えば、補正照射係数ｄ（ｘ）にベースドーズＤｂを乗じることで各画素の照射量が決まることになる。

照射量密度算出工程（Ｓ１１２）として、照射量密度Ｐ’（ｘ）算出部６４は、ストライプ領域３２毎に、当該ストライプ領域３２内の位置ｘに依存した照射量密度Ｐ’（ｘ）を算出する。或いは、サブストライプ領域毎に、当該サブストライプ領域内の位置ｘに依存した照射量密度Ｐ’（ｘ）を算出する。照射量密度Ｐ’（ｘ）は、補正照射係数ｄ（ｘ）マップに定義された補正照射係数ｄ（ｘ）を用いればよい。

ショットデータ生成工程（Ｓ１１４）として、ショットデータ生成部６５は、マルチビーム２０の各ショットのショットデータを生成する。具体的には、ショットデータ生成部６５は、画素３６毎に、ショットデータを生成する。例えば、カウンタ方式では、各画素３６に照射するビームの照射時間を上述したカウンタ回路のカウント周期（照射時間分解能）で割ったカウント値をｎビットデータとして生成する。分割ショット方式では、各サブショットのＯＮ／ＯＦＦを選択するＯＮ／ＯＦＦ制御信号（１ビット）を１組のサブショット分並べたデータとして生成する。そして、データ加工部６６は、生成されたショットデータをショット順に並び替える。ショットデータ（照射時間データ）は記憶装置１４２に格納される。

ショット毎のｏｎビーム量、ｏｎビーム重心算出工程（Ｓ１１６）として、オンビーム量Ｂ算出部６７は、マルチビーム２０のショット毎に、ｏｎビームの総照射量（ｏｎビーム量Ｂ）を算出する。また、重心算出部６８は、マルチビーム２０のショット毎に、ｏｎビームの重心（Ｂｃｘ，Ｂｃｙ）を算出する。

図１３は、実施の形態１におけるｏｎビームの重心位置の一例を説明するための図である。図１３では、３×３のマルチビームを用いて説明する。図１３（ａ）では、マルチビーム２０のうちｏｎビームの割合が１１％であって、ｏｎビームの位置が左下の１ビームである場合を示している。図１３（ｂ）では、マルチビーム２０のうちｏｎビームの割合が１１％であって、ｏｎビームの位置が中心の１ビームである場合を示している。図１３（ｂ）の例では、中心ビームのみがｏｎビームになるため、重心位置はマルチビーム２０のビームアレイの中心位置になる。これに対して、図１３（ａ）の例では、左下のビームがｏｎビームになるため、重心位置は図１３（ｃ）に示すように、ビームアレイの中心位置から斜め左下方向にずれた位置となる。

図１４は、実施の形態１におけるｏｎビームの重心位置の他の一例を説明するための図である。図１４では、３×３のマルチビームを用いて説明する。図１４（ａ）では、マルチビーム２０のうちｏｎビームの割合が４４％であって、ｏｎビームの位置が左端１列と中央上段の４ビームである場合を示している。図１４（ｂ）では、マルチビーム２０のうちｏｎビームの割合が４４％であって、ｏｎビームの位置が四隅の４ビームである場合を示している。図１４（ｂ）の例では、矩形の四隅の４ビームがｏｎビームになるため、重心位置はマルチビーム２０のビームアレイの中心位置になる。これに対して、図１４（ａ）の例では、左端１列と中央上段の４ビームがｏｎビームになるため、重心位置は図１４（ｃ）に示すように、ビームアレイの中心位置から斜め左上方向にずれた位置となる。

ショット毎のシフト量算出工程（Ｓ１２０）として、シフト量算出部６９は、ｋ＋１回目（ｋは自然数）以降のショットに関するパラメータに基づくｋ回目のショットのマルチビーム２０のシフト量（Ｍｘ，Ｍｙ）を算出する。また、シフト量算出部６９は、ｋ－１回目（ｋは自然数）以前のショットに関するパラメータに基づくｋ回目のショットのマルチビーム２０のシフト量（Ｇｘ，Ｇｙ）を算出する。また、シフト量算出部６９は、ｋ回目のショットに関するパラメータに基づくｋ回目のショットのマルチビーム２０のシフト量（Ｃｘ，Ｃｙ）を算出する。具体的には、シフト量算出部６９は、記憶装置１４４から相関式データを読み出し、次の式（１－１）（１－２）に定義される、これらのシフト量を合計した合計シフト量（Ｄｘ，Ｄｙ）を算出する。すなわち、合計シフト量は、ｋ＋１回目（ｋは自然数）以降のショットに関するパラメータ、ｋ－１回目（ｋは自然数）以前のショットに関するパラメータ、およびｋ回目のショットに関するパラメータに基づいて算出される。
（１－１） Ｄｘ＝Ｇｘ（Ｐ）＋Ｃｘ（Ｂ，Ｂｃｘ，Ｂｃｙ）＋Ｍｘ（Ｔｃ，Ｂ）
（１－２） Ｄｙ＝Ｇｙ（Ｐ）＋Ｃｙ（Ｂ，Ｂｃｘ，Ｂｃｙ）＋Ｍｙ（Ｔｃ，Ｂ）

ここで、Ｇｘ（Ｐ）は、例えば、ｋ－１回目のショットにおけるマルチビーム２０の照射位置にあたる複数の画素３６のパターン密度Ｐ（ｘ）に依存する関数として定義されればよい。同様に、Ｇｙ（Ｐ）は、例えば、ｋ－１回目のショットにおけるマルチビーム２０の照射位置にあたる複数の画素３６のパターン密度Ｐ（ｘ）に依存する関数として定義されればよい。

或いは、シフト量（Ｇｘ，Ｇｙ）は、パターン密度Ｐ（ｘ）の代わりに照射量密度Ｐ’（ｘ）に依存させるとさらに好適である。かかる場合、Ｇｘ（Ｐ’）は、例えば、ｋ－１回目のショットにおけるマルチビーム２０の照射位置にあたる複数の画素３６の照射量密度Ｐ’（ｘ）に依存する関数として定義されればよい。同様に、Ｇｙ（Ｐ’）は、例えば、ｋ－１回目のショットにおけるマルチビーム２０の照射位置にあたる複数の画素３６の照射量密度Ｐ’（ｘ）に依存する関数として定義されればよい。さらにｋ－１回目からｋ－ｍ回目（ｍ＞１）までのショットにおけるＰ（ｘ）、Ｐ’（ｘ）の平均値や、帯電の時間減衰を考慮した重みを使ったＰ（ｘ）、Ｐ’（ｘ）の加重平均を使うとさらに好適である。

以上により、ショット毎に、過去のショットのショットデータに関連するパラメータに起因するシフト量（Ｇｘ，Ｇｙ）、当該ショットのショットデータに関連するパラメータに起因するシフト量Ｃｘ（Ｂ，Ｂｃｘ，Ｂｃｙ）、及び／或いは未来のショットのショットデータに関連するパラメータに起因するシフト量Ｍｙ（Ｔｃ，Ｂ）を用いた当該ショットの照射位置を補正するためのシフト量（Ｄｘ，Ｄｙ）を得ることができる。各ショットのシフト量（Ｄｘ，Ｄｙ）は、ストライプ領域３２毎、或いはサブストライプ領域毎に演算される。描画対象とするストライプ領域３２、或いはサブストライプ領域の各ショットのシフト量（Ｄｘ，Ｄｙ）が演算された後に、描画対象とするストライプ領域３２、或いはサブストライプ領域の描画を行う。演算された各ショットのシフト量（Ｄｘ，Ｄｙ）は、記憶装置１４２に格納される。

描画工程（Ｓ１３０）として、描画機構１５０は、算出されたシフト量（Ｄｘ，Ｄｙ）に応じてｋ回目のショットのマルチビーム２０全体を一括偏向によりシフトしながら、マルチビーム２０を用いて、試料１０１にｋ回目のショットを行う。まず、転送制御部７９による制御のもと、偏向制御回路１３０は、記憶装置１４２からショット順にショットデータ（照射時間データ）及びシフト量（Ｄｘ，Ｄｙ）データの転送を受ける。描画機構１５０は、各ショットにおいて、ショットデータ（照射時間データ）及びシフト量（Ｄｘ，Ｄｙ）に沿って制御される。

次に、描画機構１５０の動作の具体例について説明する。電子銃２０１（放出源）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２によりほぼ垂直に成形アパーチャアレイ基板２０３全体を照明する。成形アパーチャアレイ基板２０３には、矩形の複数の穴２２（開口部）が形成され、電子ビーム２００は、すべての複数の穴２２が含まれる領域を照明する。複数の穴２２の位置に照射された電子ビーム２００の各一部が、かかる成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の穴２２をそれぞれ通過することによって、例えば矩形形状のマルチビーム（複数の電子ビーム）２０が形成される。かかるマルチビーム２０は、ブランキングアパーチャアレイ機構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４７）内を通過する。かかるブランカーは、それぞれ、設定された描画時間（照射時間）の間、ビームがＯＮ状態になるように個別に通過するビームをブランキング制御する。

ブランキングアパーチャアレイ機構２０４を通過したマルチビーム２０は、縮小レンズ２０５によって、縮小され、制限アパーチャ基板２０６に形成された中心の穴に向かって進む。ここで、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４のブランカーによって偏向された電子ビームは、制限アパーチャ基板２０６の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ基板２０６によって遮蔽される。一方、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４のブランカーによって偏向されなかった電子ビームは、図１に示すように制限アパーチャ基板２０６の中心の穴を通過する。このように、制限アパーチャ基板２０６は、個別ブランキング機構４７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、制限アパーチャ基板２０６を通過したビームにより、１回分のショットの各ビームが形成される。制限アパーチャ基板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、主偏向器２０８及び副偏向器２０９によって、制限アパーチャ基板２０６を通過したマルチビーム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。そして、各ショットにおいて、主偏向器２０８或いは副偏向器２０９によって、当該ショットのシフト量（Ｄｘ，Ｄｙ）だけさらにマルチビーム２０全体が偏向される。一度に照射されるマルチビーム２０は、理想的には成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の穴２２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。

図１５は、実施の形態１におけるマルチビームシフトの一例を示す図である。図１５（ａ）に示すように、上述した要因によりマルチビーム２０の各ビームの照射位置１２は、ショット毎に変動量が異なりながら設計位置１０からずれる。実施の形態１によれば、各ビームを個別に軌道補正するのではなく、ショット毎に当該ショット用のシフト量（Ｄｘ，Ｄｙ）だけマルチビーム２０全体を一括してシフトすることで、図１５（ｂ）に示すように、マルチビーム２０全体での位置ずれ量を低減できる。

なお、描画制御部８０によって制御される描画シーケンスにおいて、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主偏向器２０８によってトラッキング制御が行われる。そして、各サブ照射領域２９は、予め設定された複数のビームによって自己のサブ照射領域２９内のすべての画素３６が照射され得るように偏向される。各サブ照射領域２９が、例えば、４×４の画素３６で構成され、いずれかの４つのビームで全画素を照射する場合、１回のトラッキング制御で、各サブ照射領域２９内の１／４の画素（４画素）が１つのビームによる例えば４ショットで描画される。各回のトラッキング制御において照射するビームを交代させることで、４回のトラッキング制御で、４×４の画素３６すべてが照射され得ることになる。

以上のように実施の形態１によれば、未来のショット或いは過去のショットに関するパラメータを用いて、マルチビーム描画においてショット毎に変動量が変化する各ビームの位置ずれ量を低減できる。

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。例えば、上述した例では、過去のショットのショットデータに関連するパラメータに起因するシフト量（Ｇｘ，Ｇｙ）について、Ｇｘ（Ｐ）及びＧｙ（Ｐ）は、例えば、ｋ－１回目のショットにおけるマルチビーム２０の照射位置にあたる複数の画素３６のパターン密度Ｐ（ｘ）に依存する関数として定義される場合を説明したが、これに限るものではない。例えば、ｋ－１回目のショットにおけるマルチビーム２０の照射位置にあたる複数の画素３６のパターン密度Ｐ（ｘ）の合計値或いは平均値に依存する関数として定義される場合であっても構わない。或いは、ｋ－１回目のショットにおけるマルチビーム２０の照射領域３４内の全画素のパターン密度Ｐ（ｘ）、或いは全画素のパターン密度Ｐ（ｘ）の合計値或いは平均値に依存する関数として定義される場合であっても構わない。パターン密度Ｐ（ｘ）の代わりに照射量密度Ｐ’（ｘ）を用いる場合についても同様である。ｋ－１回目からｋ－ｍ回目（ｍ＞１）までのショットにおけるＰ（ｘ）、Ｐ’（ｘ）の平均値や、帯電の時間減衰を考慮した重みを使ったＰ（ｘ）、Ｐ’（ｘ）の加重平均を使ってもよい。

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マルチ荷電粒子ビーム描画方法は、本発明の範囲に包含される。

１０ 設計位置
１１ シフトレジスタ
１２ 照射位置
２０ マルチビーム
２２ 穴
２４ 制御電極
２５ 通過孔
２６ 対向電極
２８，３６ 画素
２９ サブ照射領域
３０ 描画領域
３２ ストライプ領域
３４ 照射領域
４１ 制御回路
４２，４４ レジスタ
４５ コンパレータ
４６ アンプ
４７ 個別ブランキング機構
４９ アンド回路
６０ ラスタライズ処理部
６１ ショットサイクル算出部
６２ パターン密度算出部
６３ 補正照射係数算出部
６４ 照射量密度算出部
６５ ショットデータ生成部
６６ データ加工部
６７ オンビーム量算出部
６８ 重心算出部
６９ シフト量算出部
７９ 転送制御部
８０ 描画制御部
１００ 描画装置
１０１ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１０６ ファラデイカップ
１１０ 制御計算機
１１２ メモリ
１３０ 偏向制御回路
１３２，１３４ ＤＡＣアンプユニット
１３６ レンズ制御回路
１３８ ステージ制御機構
１３９ ステージ位置測定器
１４０，１４２，１４４ 記憶装置
１５０ 描画機構
１６０ 制御系回路
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３ 成形アパーチャアレイ基板
２０４ ブランキングアパーチャアレイ機構
２０５ 縮小レンズ
２０６ 制限アパーチャ基板
２０７ 対物レンズ
２０８ 主偏向器
２０９ 副偏向器
２１０ ミラー

Claims (6)

1. 基板を配置する移動可能なステージと、
   マルチ荷電粒子ビームの各ショットのショットデータを生成するショットデータ生成部と、
   少なくともｋ＋１回目（ｋは自然数）以降に照射される前記マルチ荷電粒子ビームのショットに関するパラメータに基づき、ｋ回目のショットのマルチ荷電粒子ビーム全体を一括して位置補正を行うためのシフト量を算出するシフト量算出部と、
   前記シフト量に応じて前記ｋ回目のショットのマルチ荷電粒子ビーム全体を一括偏向によりシフトしながら、前記マルチ荷電粒子ビームを用いて、基板に前記ｋ回目のショットを行う描画機構と、
   を備え、
   前記シフト量算出部は、前記少なくともｋ＋１回目（ｋは自然数）以降に照射される前記マルチ荷電粒子ビームのショットに関するパラメータとなる、ショットサイクルとオンビームの総量との組み合わせと、当該組み合わせに依存する相関関係式を用いて、前記ｋ回目のショットの前記シフト量を算出することを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
2. 基板を配置する移動可能なステージと、
   マルチ荷電粒子ビームの各ショットのショットデータを生成するショットデータ生成部と、
   少なくともｋ－１回目（ｋは自然数）以前に照射される前記マルチ荷電粒子ビームのショットに関するパラメータに基づき、ｋ回目のショットのマルチ荷電粒子ビーム全体を一括して位置補正を行うためのシフト量を算出するシフト量算出部と、
   前記シフト量に応じて前記ｋ回目のショットのマルチ荷電粒子ビーム全体を一括偏向によりシフトしながら、前記マルチ荷電粒子ビームを用いて、基板に前記ｋ回目のショットを行う描画機構と、
   を備え、
   前記描画機構は、前記マルチ荷電粒子ビーム全体を一括偏向する対物偏向器を有し、
   前記シフト量算出部は、前記少なくともｋ－１回目（ｋは自然数）以前に照射される前記マルチ荷電粒子ビームのショットに関するパラメータとなる、マルチ荷電粒子ビームの照射位置の照射量密度と、前記照射量密度に依存する、前記対物偏向器の帯電に起因するｋ回目のショットでの位置ずれ量を補正するシフト量を求める相関関係式を用いて、前記ｋ回目のショットの前記シフト量を算出することを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
3. 前記シフト量算出部は、さらに、ｋ－１回目以前に照射される前記マルチ荷電粒子ビームのショットに関するパラメータに基づき、前記シフト量を算出し、
   前記描画機構は、前記シフト量に応じて前記ｋ回目のショットのマルチ荷電粒子ビーム全体を一括偏向によりシフトしながら、前記マルチ荷電粒子ビームを用いて、基板に前記ｋ回目のショットを行う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。
4. 前記シフト量算出部は、さらに、前記ｋ回目に照射される前記マルチ荷電粒子ビームのショットに関するパラメータに基づき、前記シフト量を算出し、
   前記描画機構は、前記シフト量に応じて前記ｋ回目のショットのマルチ荷電粒子ビーム全体を一括偏向によりシフトしながら、前記マルチ荷電粒子ビームを用いて、基板に前記ｋ回目のショットを行うことを特徴とする請求項１乃至３記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
5. マルチ荷電粒子ビームの各ショットのショットデータを生成する工程と、
   少なくともｋ＋１回目（ｋは自然数）以降のショットに関するパラメータに基づき、ｋ回目のショットのマルチ荷電粒子ビーム全体を一括して位置補正を行うシフト量を算出する工程と、
   前記シフト量に応じて前記ｋ回目のショットのマルチ荷電粒子ビーム全体を一括偏向によりシフトしながら、前記マルチ荷電粒子ビームを用いて、移動可能なステージ上に配置された基板に前記ｋ回目のショットを行う工程と、
   を備え、
   前記少なくともｋ＋１回目（ｋは自然数）以降に照射される前記マルチ荷電粒子ビームのショットに関するパラメータとなる、ショットサイクルとオンビームの総量との組み合わせと、当該組み合わせに依存する相関関係式を用いて、前記ｋ回目のショットの前記シフト量を算出することを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
6. さらに、ｋ－１回目（ｋは自然数）以前及び／またはｋ回目に照射される前記マルチ荷電粒子ビームのショットに関するパラメータに基づき、前記シフト量を算出し、
   前記シフト量に応じて前記ｋ回目のショットのマルチ荷電粒子ビーム全体を一括偏向によりシフトしながら、前記マルチ荷電粒子ビームを用いて、基板に前記ｋ回目のショットを行うことを特徴とする請求項５記載のマルチ荷電粒子ビーム描画方法。

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