CN108181790B - 多带电粒子束曝光方法以及多带电粒子束曝光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多带电粒子束曝光方法及多带电粒子束曝光装置，在使用基于带电粒子束的多束将按每束预先设定的多个控制照射时间对应的多个分割发射分别组合来对相同的照射位置持续进行多个分割发射，来对多重曝光中的每个通路的各束的照射位置分别进行所希望的照射时间的曝光的情况下，使用预先取得的消隐误差时间，按每个控制照射时间运算实效照射时间，创建表示控制照射时间与实效照射时间的关系的相关关系数据，使用相关关系数据，按试样的每个照射位置，选择与所希望的照射时间更接近的实效照射时间所对应的分割发射的组合，使用多束，进行按照对于试样的每个照射位置选择出的分割发射的组合的曝光。

Description

多带电粒子束曝光方法以及多带电粒子束曝光装置
技术领域
本发明涉及多带电粒子束曝光方法以及多带电粒子束曝光装置，例如涉及多束描绘中的照射时间的修正。
背景技术
担负着半导体器件的微细化的进展的光刻技术在半导体制造工序中也是唯一生成图案的极其重要的工序。近年来，伴随着LSI的高集成化，对半导体器件要求的电路线宽度每年不断微细化。这里，电子线(电子束)描绘技术本质上具有出色的分辨率，进行使用电子线对晶片等的描绘。
例如，存在使用多束的描绘装置。由于与通过1条电子束进行描绘的情况相比，通过使用多束能够一次照射很多的束，所以能够大幅提高生产率。在该多束方式的描绘装置中，例如使从电子枪释放出的电子束通过具有多个孔的掩模而形成多束，并分别被消隐(blanking)控制，未被遮挡的各束通过光学系统而被缩小，被偏转器偏转后向试样上的所希望的位置照射。
在多束描绘中，当进行高精度的描绘时，为了向试样上的各个位置赋予被指定了的照射量，基于照射时间分别独立地控制各个束的照射量。为了高精度地控制该各束的照射量，进行束的ON/OFF(有/无)的消隐控制需要以高速进行。因此，在多束方式的描绘装置中，对配置了多束的各消隐电极的消隐孔阵列基板安装各束用的消隐控制电路。而且，对各束独立地进行了消隐控制。例如，对所有束的控制电路发送束ON的触发信号。各束的控制电路在基于触发信号对电极施加束ON电压的同时，通过计数器对照射时间进行计数，如果照射时间结束则施加束OFF电压。在该控制中，例如以10比特的控制信号进行了控制。但是，由于消隐孔阵列基板上的设置电路的空间、能够使用的电流量存在限制，所以对于控制信号的信息量不得不成为简单的电路，难以内置能够进行高速高精度的动作的消隐电路。并且，由于对消隐孔阵列基板安装各束用的消隐控制电路，也成为了缩窄多束的间距的限制。
因此，提出了一种将1次发射(shot)的最大照射时间分割为基于多个子照射时间的多个分割发射，对于每一个束通过分割发射的组合来进行所希望的照射时间的束照射的方法(例如，参照日本专利公开公报2014－112639号)。通过该方法，不需要在消隐孔阵列基板安装计数器电路等，电路构成能够简化。
在包括多束的电子束的消隐控制中，需要对如上述那样施加于成对的电极的电压进行切换的动作。但是，在该电压的切换时，消隐波形不成为理想的矩形，会在电压切换的上升沿以及下降沿中产生延迟。因此，对于控制上的照射时间，实际的照射时间包含误差。例如，在通过可变成形(VSB)方式的单束进行描绘的描绘装置中，由于通过1组电极以1个发射量的所希望的照射时间为单位对1条束进行消隐控制，所以因为是单束而容易实现高速的消隐电极和驱动电路，并且由于不使用灰束(日文原文：グレイビーム)描绘所以不使用抗蚀剂不感光那样的短的发射时间，因此能够实现束的ON和OFF的整定波形不重叠那样的消隐控制。可知在这样的装置中，曝光时间控制的误差不取决于曝光时间而统一地产生。因此，能够将该误差作为补偿时间来统一地修正照射时间。然而，在多束方式的描绘装置中，存在如果使用上述的分割发射则1次分割发射中的照射时间极短的情况，可知误差的方式不像单束的情况那样是一样的。因此，无法进行与单束相同的修正处理，导致照射时间中包含误差。
发明内容
本发明的一个方式提供能够修正多束曝光中的消隐误差的多带电粒子束曝光装置以及多带电粒子束曝光方法。
本发明的一个方式的多带电粒子束曝光方法的特征在于，在使用基于带电粒子束的多束，将按每束预先设定的多个控制照射时间所对应的多个分割发射分别组合来对相同的照射位置持续进行该组合的多个分割发射，由此对多重曝光中的每个表示各次曝光处理的通路的各束的照射位置分别进行所希望的照射时间的曝光的情况下，使用在对于每个分割发射按照该分割发射进行了基于带电粒子束的曝光的情况下因消隐控制的误差而引起的、预先取得的消隐误差时间，对于每个控制照射时间，运算按照与该控制照射时间对应的上述分割发射的组合由带电粒子束进行了曝光的情况下的实效照射时间，创建表示上述控制照射时间与上述实效照射时间的关系的相关关系数据，使用上述相关关系数据，按试样的每个照射位置，选择与所希望的照射时间更接近的上述实效照射时间所对应的上述分割发射的组合，使用上述多束，按照对于上述试样的每个照射位置选择出的上述分割发射的组合来进行曝光。
本发明的一个方式的多带电粒子束曝光装置的特征在于，具备：实效照射时间运算处理电路，在使用基于带电粒子束的多束，将按每束预先设定的多个控制照射时间所对应的多个分割发射分别组合来对相同的照射位置持续进行该组合的多个分割发射，由此对多重曝光中的每个表示各次曝光处理的通路的各束的照射位置分别进行所希望的照射时间的曝光的情况下，使用在对于每个分割发射按照该分割发射进行了基于带电粒子束的曝光的情况下因消隐控制的误差而引起的、预先取得的消隐误差时间，对于每个控制照射时间，运算按照与该控制照射时间对应的上述分割发射的组合由带电粒子束进行了曝光的情况下的实效照射时间；创建处理电路，创建表示上述控制照射时间与上述实效照射时间的关系的相关关系数据；选择处理电路，使用上述相关关系数据，按试样的每个照射位置，选择与所希望的照射时间更接近的上述实效照射时间所对应的上述分割发射的组合；以及曝光机构，具有形成上述多束的成形孔阵列基板和使上述多束偏转的偏转器，该曝光机构使用上述多束，按照对于上述试样的每个照射位置选择出的上述分割发射的组合来进行曝光。
附图说明
图1是表示实施方式1中的描绘装置的构成的概念图。
图2是表示实施方式1中的成形孔阵列基板的构成的概念图。
图3是表示实施方式1中的消隐孔阵列机构的构成的剖视图。
图4是表示实施方式1中的消隐孔阵列机构的光阑片区域内的构成的一部分的俯视概念图。
图5是表示实施方式1的个别消隐机构的一个例子的图。
图6是用于对实施方式1中的描绘动作的一个例子进行说明的概念图。
图7是表示实施方式1中的多束的照射区域与描绘对象像素的一个例子的图。
图8是用于对实施方式1中的多束的描绘方法的一个例子进行说明的图。
图9是表示实施方式1中的多束的分割发射的一个例子的图。
图10是表示实施方式1中的个别消隐控制电路与共用消隐控制电路的内部构成的概念图。
图11是表示实施方式1中的关于分割发射的束ON/OFF切换动作的时间图。
图12A和图12B是表示实施方式1中的对偏转器施加的电位的消隐波形的一个例子的图。
图13A和图13B是表示实施方式1的比较例中的分割发射的组合的一个例子的图。
图14是表示实施方式1中的描绘方法的主要工序的一部分的流程图。
图15是表示实施方式1中的描绘方法的主要工序的其余部分的流程图。
图16是表示实施方式1中的对取决于评价用控制照射时间的线宽度尺寸CD进行近似的图表的一个例子的图。
图17是表示实施方式1中的各分割发射中的消隐误差时间δtk的表。
图18是表示实施方式1中的各分割发射中的消隐误差时间δtk的变化的图表。
图19是表示实施方式1中的控制照射时间、实效照射时间与分割发射的组合的关系的图。
图20是表示实施方式1中的等级化曝光时间与实效曝光时间的关系的图表。
具体实施方式
以下，在实施方式中，对能够修正多束曝光中的消隐误差的曝光装置以及方法进行说明。
另外，以下在实施方式中，对使用了电子束作为带电粒子束的一个例子的构成进行说明。不过，带电粒子束并不限定于电子束，也可以是离子束等使用了带电粒子的束。另外，在实施方式中，对使用了描绘装置作为曝光装置的一个例子的构成进行说明。不过，曝光装置并不限定于描绘装置，也可以是检查装置等向试样照射带电粒子束的曝光装置。
实施方式1
图1是表示实施方式1中的描绘装置的构成的概念图。在图1中，描绘装置100具备描绘机构150和控制系电路160。描绘装置100是多带电粒子束描绘装置的一个例子，并且是多带电粒子束曝光装置的一个例子。描绘机构150(曝光机构)具备电子镜筒102(电子束柱)和描绘室103。在电子镜筒102内配置有电子枪201、照明透镜202、成形孔阵列基板203、消隐孔阵列机构204、缩小透镜205、限制孔基板206、物镜207、偏转器208、偏转器209、以及共用消隐偏转器212。在描绘室103内配置有XY工作台105。在XY工作台105上配置有当描绘时(曝光时)成为描绘对象基板的掩模等试样101。试样101包括制造半导体装置时的曝光用掩模、或者制造半导体装置的半导体基板(硅晶片)等。另外，试样101包括被涂覆了抗蚀剂但尚未被进行任何描绘的掩模坯。在XY工作台105上还配置有XY工作台105的位置测定用的反射镜210。
控制系电路160具有控制计算机110、存储器112、偏转控制电路130、逻辑电路131、数字/模拟变换(DAC)放大器单元132、134、工作台控制机构138、工作台位置测定器139以及磁盘装置等存储装置140、142、144。控制计算机110、存储器112、偏转控制电路130、逻辑电路131、工作台控制机构138、工作台位置测定器139以及存储装置140、142、144经由未图示的总线相互连接。在偏转控制电路130连接有DAC放大器单元132、134、逻辑电路131、以及消隐孔阵列机构204。DAC放大器单元132的输出与偏转器209连接。DAC放大器单元134的输出与偏转器208连接。逻辑电路131的输出与共用消隐偏转器212连接。工作台位置测定器139向XY工作台105上的反射镜210照射激光，并接收来自反射镜210的反射光。而且，利用该反射光的信息来测定XY工作台105的位置。
在控制计算机110内配置有图案面积密度ρ运算部60、照射量D运算部62、照射时间t运算部64、选择部65、数据加工部66、传输控制部68、描绘控制部69、设定部70、Δ设定部72、拟合处理部74、分割发射设定部76、t’运算部78、δtk运算部80、判定部82、Tem运算部84、以及表创建部86。图案面积密度ρ运算部60、照射量D运算部62、照射时间t运算部64、选择部65、数据加工部66、传输控制部68、描绘控制部69、设定部70、Δ设定部72、拟合处理部74、分割发射设定部76、t’运算部78、δtk运算部80、判定部82、Tem运算部84、以及表创建部86等各“～部”具有处理电路。该处理电路例如包括电气电路、计算机、处理器、电路基板、量子电路或者半导体装置。各“～部”可以使用共用的处理电路(相同的处理电路)，或者可以使用不同的处理电路(各自的处理电路)。对图案面积密度ρ运算部60、照射量D运算部62、照射时间t运算部64、选择部65、数据加工部66、传输控制部68、描绘控制部69、设定部70、Δ设定部72、拟合处理部74、分割发射设定部76、t’运算部78、δtk运算部80、判定部82、Tem运算部84、以及表创建部86输入的信息和从这些部件输出的信息以及运算中的信息每次都被储存到存储器112。
另外，从描绘装置100的外部输入描绘数据，并储存到存储装置140。在描绘数据中通常定义有用于进行描绘的多个图形图案的信息。具体而言，按每个图形图案定义图形码、坐标以及尺寸等。
这里，在图1中，记载了对实施方式1进行说明时的必要的构成。对于描绘装置100而言，通常也可以具备必要的其他构成。
图2是表示实施方式1中的成形孔阵列基板的构成的概念图。在图2中，在成形孔阵列基板203，纵(y方向)p列×横(x方向)q列(p、q≥2)的孔(开口部)22以规定的排列间距形成为矩阵状。在图2中，例如沿纵横(x，y方向)形成512×512列的孔22。各孔22都由相同的尺寸形状的矩形形成。或者，也可以是相同直径的圆形。通过电子束200的一部分分别通过这些多个孔22，由此形成多束20。这里，表示了纵横(x，y方向)都配置了2列以上的孔22的例子，但并不限定于此。例如，也可以是纵横(x，y方向)任意一方为多列而另一方只为1列。另外，孔22的排列方式并不限于如图2那样纵横被配置为栅格状的情况。例如，纵向(y方向)第k段的列与第k+1段的列的孔彼此可以在横向(x方向)错开尺寸a地配置。同样，纵向(y方向)第k+1段的列和第k+2段的列的孔彼此可以在横向(x方向)错移尺寸b地配置。
图3是表示实施方式1中的消隐孔阵列机构的构成的剖视图。
图4是表示实施方式1中的消隐孔阵列机构的光阑片(membrane)区域内的构成的一部分的俯视概念图。其中，在图3和图4中，没有记载为使控制电极24、对置电极26、控制电路41与焊盘(pad)43的位置关系一致。消隐孔阵列机构204如图3所示，在支承台33上配置由硅等构成的半导体基板31。基板31的中央部例如从背面侧被削薄而加工成薄的膜厚h的光阑片区域330(第1区域)。包围光阑片区域330的周围成为厚的膜厚H的外周区域332(第2区域)。光阑片区域330的上表面与外周区域332的上表面形成为相同的高度位置、或者实际上成为相同的高度位置。基板31通过外周区域332的背面被保持在支承台33上。支承台33的中央部开口，光阑片区域330的位置位于支承台33的开口的区域。
在光阑片区域330中，在与图2所示的成形孔阵列基板203的各孔22对应的位置开设有多束各自的束通过用的通过孔25(开口部)。换言之，在基板31的光阑片区域330，使用了电子线的多束各自对应的束所通过的多个通过孔25形成为阵列状。而且，在基板31的光阑片区域330上且夹着多个通过孔25中的对应的通过孔25而对置的位置分别配置有具有2个电极的多个电极对。具体而言，如图3以及图4所示，在光阑片区域330上，在各通过孔25的附近位置分别夹着该通过孔25而配置有消隐偏转用的控制电极24与对置电极26的组(消隐装置(blanker)：消隐偏转器)。另外，在基板31内部且光阑片区域330上的各通过孔25的附近，配置有对各通过孔25用的控制电极24施加偏转电压的控制电路41(逻辑电路)。各束用的对置电极26被接地连接。
另外，如图4所示，各控制电路41连接着控制信号用的n比特(例如1比特)的并行布线。各控制电路41除了控制信号用的n比特的并行布线以外，还连接着时钟信号线、读取(read)信号、发射(shot)信号以及电源用的布线等。时钟信号线、读取(read)信号、发射(shot)信号以及电源用的布线等也可以挪用并行布线的一部分的布线。按构成多束的各个束，由控制电极24、对置电极26以及控制电路41构成个别消隐机构47。另外，在图3的例子中，控制电极24、对置电极26以及控制电路41被配置在基板31的膜厚薄的光阑片区域330。但是，并不限定于此。另外，以阵列状形成于光阑片区域330的多个控制电路41例如根据相同的行或者相同的列被分组，组内的控制电路41组如图4所示串联连接。而且，来自按每一组配置的焊盘43的信号被传递至组内的控制电路41。具体而言，在各控制电路41内配置有后述的位移寄存器，例如p×q条多束中的例如相同行的束的控制电路41内的位移寄存器串联连接。而且，例如p×q条多束的相同行的束的控制信号被连续(series)发送，例如根据p次的时钟信号，各束的控制信号被储存到对应的控制电路41。
图5是表示实施方式1的个别消隐机构的一个例子的图。在图5中，在控制电路41内配置放大器46(开关电路的一个例子)。在图5的例子中，作为放大器46的一个例子，配置CMOS(Complementary MOS：互补金属氧化物半导体)倒相电路。而且，CMOS倒相电路与正的电位(Vdd：消隐电位：第1电位)(例如5V)(第1电位)和地电位(GND：第2电位)连接。CMOS倒相电路的输出线(OUT)与控制电极24连接。另一方面，对置电极26被施加地电位。而且，以能够切换的方式被施加消隐电位和地电位的多个控制电极24配置在基板31上的、夹着多个通过孔25中各个对应的通过孔25而与多个对置电极26中各个对应的对置电极26对置的位置。
对CMOS倒相电路的输入(IN)施加比阈值电压低的L(low)电位(例如地电位)、与作为阈值电压以上的H(high)电位(例如1.5V)的任意一个作为控制信号。在实施方式1中，按照在CMOS倒相电路的输入(IN)被施加L电位的状态下，CMOS倒相电路的输出(OUT)成为正电位(Vdd)，通过与对置电极26的地电位的电位差所形成的电场来使对应束20偏转，被限制孔基板206遮挡而成为束OFF的方式进行控制。另一方面，按照在CMOS倒相电路的输入(IN)被施加H电位的状态(激活状态)下，CMOS倒相电路的输出(OUT)成为地电位，由于与对置电极26的地电位的电位差消失，不使对应束20偏转，所以通过限制孔基板206，由此成为束ON的方式进行控制。
通过各通过孔的电子束20基于施加于分别独立成对的2个控制电极24与对置电极26的电压而偏转。通过该偏转来进行消隐控制。具体而言，控制电极24与对置电极26的组，通过由分别对应的开关电路即CMOS倒相电路切换后的电位来使多束中的对应束分别独立地消隐偏转。这样，多个消隐装置进行通过了成形孔阵列基板203的多个孔22(开口部)的多束中的、分别对应的束的消隐偏转。
图6是用于对实施方式1中的描绘动作的一个例子进行说明的概念图。如图6所示，试样101的描绘区域30例如朝向y方向以规定的宽度被假想分割成长方形的多个带状(stripe)区域32。首先，使XY工作台105移动，来调整成通过一次的多束20的发射能够照射的照射区域34位于第1个带状区域32的左端、或者更左侧的位置，并开始描绘。在对第1个带状区域32进行描绘时，通过使XY工作台105例如向－x方向移动，来相对地使描绘向x方向不断进行。使XY工作台105例如以等速连续移动。在第1个带状区域32的描绘结束后，使工作台位置向－y方向移动，调整成照射区域34相对地在y方向位于第2个带状区域32的右端、或者更右侧的位置，这次，通过使XY工作台105例如向x方向移动，来朝向－x方向同样地进行描绘。通过按照在第3个带状区域32中，朝向x方向进行描绘，在第4个带状区域32中，朝向－x方向进行描绘的方式，一边交替改变朝向一边进行描绘，由此能够缩短描绘时间。但是，不限于该一边交替地改变朝向一边进行描绘的情况，也可以在对各带状区域32进行描绘时，朝向相同的方向推进描绘。在1次发射中，利用通过成形孔阵列基板203的各孔22而形成的多束最多一次形成与各孔22数目相同的多个发射图案。
图7是表示实施方式1中的多束的照射区域与描绘对象像素的一个例子的图。在图7中，带状区域32例如以多束的束尺寸被分割成网格(mesh)状的多个网格区域。该各网格区域成为描绘对象像素36(单位照射区域、照射位置或者描绘位置)。描绘对象像素36的尺寸并不限定于束尺寸，也可以与束尺寸无关系地由任意的大小构成。例如，可以由束尺寸的1/n(n是1以上的整数)的尺寸构成。在图7的例子中，表示了试样101的描绘区域例如在y方向以与通过1次的多束20的照射能够照射的照射区域34(描绘区域)的尺寸实质相同的宽度尺寸被分割为多个带状区域32的情况。此外，带状区域32的宽度并不限定于此。可以是照射区域34的n倍(n是1以上的整数)的尺寸。在图7的例子中，例如将512×512列的多束的图示省略表示为8×8列的多束。而且，在照射区域34内示出了通过1次的多束20的发射能够照射的多个像素28(束的描绘位置)。换言之，相邻的像素28间的间距成为多束的各束间的间距。在图7的例子中，由被相邻的4个像素28包围并且包括4个像素28中的一个像素28的正方形的区域构成一个栅格(grid)29。在图7的例子中，表示了各栅格29由4×4像素构成的情况。
图8是用于对实施方式1中的多束的描绘方法的一个例子进行说明的图。在图8中，表示了由对图7中所示的带状区域32进行描绘的多束中的、y方向第3段的坐标(1，3)、(2，3)、(3，3)、……、(512，3)的各束描绘的栅格的一部分。在图8的例子中，表示了例如在XY工作台105移动8束间距量的距离的期间描绘(曝光)4个像素的情况。在该描绘(曝光)4个像素的期间，按照照射区域34与试样101的相对位置不因XY工作台105的移动而错移的方式，通过偏转器208使多束20整体一并偏转，由此使照射区域34追随于XY工作台105的移动。换言之，进行跟踪控制。在图8的例子中，表示了通过在移动8束间距量的距离的期间描绘(曝光)4个像素来实施1次跟踪周期的情况。
具体而言，工作台位置测定器139向反射镜210照射激光，并从反射镜210接受反射光，由此对XY工作台105的位置进行检测。检测出的XY工作台105的位置被输出至控制计算机110。在控制计算机110内，描绘控制部80将该XY工作台105的位置信息输出至偏转控制电路130。在偏转控制电路130内，根据XY工作台105的移动，来运算为了进行束偏转以便追随XY工作台105的移动的偏转量数据(跟踪偏转数据)。作为数字信号的跟踪偏转数据被输出至DAC放大器134，DAC放大器134在将数字信号转换为模拟信号的基础上进行放大，作为跟踪偏转电压施加给偏转器208。
然后，描绘机构150以该发射中的多束的各束各自的照射时间中的最大描绘时间Ttr内的与各个像素36对应的描绘时间(照射时间、或者曝光时间)，对各像素36照射多束20中的ON束各自对应的束。其中，在实施方式1中，连续或者不连续地进行从将最大描绘时间Ttr以多个照射时间分割而得到的1组分割发射(子发射：发射的一个例子)组中选择了与像素36所对应的描绘时间相当的量的分割发射组的各分割发射。
图9是表示实施方式1中的多束的分割发射的一个例子的图。在图9中，将对各像素36的1次量的发射的最大照射时间Ttr分割为对相同的像素36照射的例如照射时间不同的n次分割发射。首先，决定将最大照射时间Ttr除以量化单位Δ(等级(日文原文：階調)值分辨率)而得到的等级值Ntr。例如，在n＝10的情况下，分割为10次的分割发射。在用位数n的2进数的值定义等级值Ntr的情况下，可以预先设定量化单位Δ以使等级值Ntr＝1023。由此，最大照射时间Ttr＝1023Δ。而且，如图9所示，n次的分割发射具有到位数k’＝0～9为止的2k’Δ中任意一个的照射时间。换言之，具有512Δ(＝29Δ)、256Δ(＝28Δ)、128Δ(＝27Δ)、64Δ(＝26Δ)、32Δ(＝25Δ)、16Δ(＝24Δ)、8Δ(＝23Δ)、4Δ(＝22Δ)、2Δ(＝21Δ)、Δ(＝20Δ)中任意一个的照射时间。即，1次量的多束的发射被分割为具有512Δ的照射时间tk’的分割发射、具有256Δ的照射时间tk’的分割发射、具有128Δ的照射时间tk’的分割发射、具有64Δ的照射时间tk’的分割发射、具有32Δ的照射时间tk’的分割发射、具有16Δ的照射时间tk’的分割发射、具有8Δ的照射时间tk’的分割发射、具有4Δ的照射时间tk’的分割发射、具有2Δ的照射时间tk’的分割发射、以及具有Δ的照射时间tk’的分割发射。
因此，如果照射时间不为零则对各像素36照射的任意的照射时间t(＝NΔ)能够从由该512Δ(＝29Δ)、256Δ(＝28Δ)、128Δ(＝27Δ)、64Δ(＝26Δ)、32Δ(＝25Δ)、16Δ(＝24Δ)、8Δ(＝23Δ)、4Δ(＝22Δ)、2Δ(＝21Δ)、以及Δ(＝20Δ)定义的1组的分割发射组的照射时间中，由至少一个组合定义。
图10是表示实施方式1中的个别消隐控制电路与共用消隐控制电路的内部构成的概念图。在图10中，在描绘装置100主体内的消隐孔阵列机构204配置的个别消隐控制用的各控制电路41中，配置有位移寄存器40、寄存器42、寄存器44、以及放大器46。例如通过1比特的控制信号来控制各束用的个别消隐控制。即，对位移寄存器40、寄存器42、寄存器44、以及放大器46输入或从这些部件输出例如1比特的控制信号。由于控制信号的信息量少，所以能够减小控制电路的设置面积。换言之，即便是在设置空间狭窄的消隐孔阵列机构204上配置控制电路的情况，也能够以更小的束间距配置更多的束。这能够使透过消隐板的电流量增加、即提高描绘生产率。
另外，在共用消隐用的逻辑电路131中配置有寄存器50、计数器52、以及放大器54。由于这里不同时进行多个不同的控制，利用进行ON/OFF控制的1个电路即可，所以在配置用于高速响应的电路的情况下，也不会产生设置空间、电路的使用电流的限制的问题。因此，该放大器54与在消隐孔阵列机构204上能够实现的放大器46相比格外高速地动作。该放大器54例如通过10比特的控制信号进行控制。即，寄存器50以及计数器52被输入或者从寄存器50以及计数器52输出例如10比特的控制信号。
在实施方式1中，使用上述的由个别消隐控制用的各控制电路41执行的束ON/OFF控制、和由对多束整体一并进行消隐控制的共用消隐控制用的逻辑电路131执行的束ON/OFF控制双方，来进行各束的消隐控制。
图11是表示关于实施方式1中的分割发射的束ON/OFF切换动作的时间图。在图11中，例如对构成多束20的多个束中的一个束(束1)进行了表示。这里，例如表示了束1的第k发射与第k+1发射的分割发射的步骤(step)。照射时间排列数据例如表示了第k发射为“1”、第k+1发射为“0”的情况。
p×q条多束中的例如相同行的束的控制电路41内的位移寄存器40串联连接。而且，例如，p×q条多束的相同行的束的该分割发射的照射时间数据(ON/OFF控制信号)被连续发送，例如，通过p次的时钟信号将各束的照射时间数据储存到对应的位移寄存器40。
而且，根据来自偏转控制电路130的读取信号的输入，个别寄存器42按照所储存的第k发射的数据(1比特)读取并存储ON/OFF信号。另外，从偏转控制电路130发送第k发射的照射时间数据(10比特)，共用消隐控制用的寄存器50存储第k发射的照射时间数据(10比特)。
接下来，从偏转控制电路130向所有束的个别寄存器44输出第k发射的个别发射信号。由此，各束用的个别寄存器44将个别寄存器42中储存的数据维持个别发射信号为ON的时间，按照被维持的ON/OFF信号，向个别放大器46输出束ON信号或者束OFF信号。也可以取代个别发射信号，而将维持读取的加载信号和使所储存的信息复位的复位信号输出至个别寄存器44。个别放大器46按照被输入的束ON信号或者束OFF信号，将束ON电压或者束OFF电压施加给控制电极24。另一方面，比个别发射信号延迟地从偏转控制电路130向共用消隐控制用的计数器52输出第k发射的共用发射信号，计数器52在存储于寄存器50的ON/OFF控制信号所表示的时间进行计数，在该期间对共用放大器54输出束ON信号。共用放大器54在输入来自计数器52的束ON信号的时间向偏转器212施加束ON电压。
在共用消隐机构中，例如相对于个别消隐机构47的ON/OFF切换，在经过了放大器46的电压稳定时间(建立时间；settling time)S1/S2之后进行从OFF向ON的切换。在图11的例子中，在个别放大器变为ON之后，当经过了从OFF切换为ON时的个别放大器46的建立时间S1后，共用放大器54变为ON。由此，能够排除个别放大器46的上升沿时的不稳定的电压下的束照射。而且，共用放大器54在经过作为对象的第k发射的照射时间时变为OFF。结果，实际的束在个别放大器46与共用放大器54都为ON的情况下成为束ON，向试样101照射。因此，优选控制为共用放大器54的ON时间成为实际的束的照射时间。另一方面，在个别放大器46为OFF时共用放大器54变为ON的情况下，优选当个别放大器46变为OFF之后，在经过了从ON切换为OFF时的个别放大器46的建立时间S2后，使共用放大器54为ON。由此，能够排除个别放大器46的下降沿时的不稳定的电压下的束照射。
如以上那样，通过连续进行1个跟踪周期内的相同组内的分割发射来实施该组的移位周期(shift cycle)。
这里，在上述的例子中，通过由共用放大器54对照射时间进行控制，来控制成不包含因个别放大器46的电位的上升沿以及下降沿的电压稳定时间(建立时间：整定时间(日文原文：整定時間))引起的误差。但是，该共用放大器54也需要电位的上升沿以及下降沿的电压稳定时间(建立时间：整定时间)。
图12A和图12B是表示实施方式1中的对偏转器施加的电位的消隐波形的一个例子的图。在个别消隐机构47中，电极24、26的组成为消隐偏转器。在共用消隐机构中，共用消隐偏转器212成为消隐偏转器。在基于切换信号(on指示)，电位从0V(地电位)向正电位(例如5V)进行电位切换的情况下，理想的是如图12A所示在切换的瞬间成为正电位(例如5V)。然而，实际上如图12B所示上升沿的波形不瞬时上升而缓缓地上升。这样，需要上升沿的整定时间。另外，在电位从正电位(例如5V)向0V(地电位)进行电位切换的情况下，理想的是如图12A所示在切换的瞬间变为0V。然而，实际上如图12B所示下降沿的波形不瞬时下降而缓缓地下降。另一方面，束的ON/OFF切换的阈值存在于0V(地电位)与正电位(例如5V)之间。因此，如图12B所示，电位在上升到正电位(例如5V)之前从束ON切换为束OFF。同样，电位在下降到0V之前从束OFF切换为束ON。因此，根据电位的上升沿的波形变化与下降沿的波形变化的关系，成为束ON的时间(照射时间：曝光时间)变长、或变短。在图12B的例子中，表示了电位的上升沿整定时间比下降沿整定时间长，实际的照射时间比控制上的照射时间短的情况。
因此，与上述的例子无关，在照射时间的控制中，由个别放大器46与共用放大器54中的因电位的上升沿以及下降沿引起的消隐误差小的一方进行控制能够更高精度地描绘。尽管如此，该消隐误差会残存。鉴于此，在实施方式1中，在多束描绘中对该消隐误差进行修正。另外，可能存在实际的照射时间(曝光时间)因消隐误差而变长的情况和变短的情况。以下，在实施方式1中，作为一个例子，对在这些中的照射时间(曝光时间)因消隐误差而变短的情况下修正该不足量的构成进行说明。另外，虽然说明共用放大器的整定时间比个别放大器短、使用共用放大器来进行曝光时间的控制的情况的例子，但在相反的情况下也能够同样地修正个别放大器的补偿时间。
图13A与图13B是表示实施方式1的比较例中的分割发射的组合的一个例子的图。例如，在所希望的照射时间是63Δ的情况下，如图13A所示，通过将照射时间为32Δ的分割发射、16Δ的分割发射、8Δ的分割发射、4Δ的分割发射、2Δ的分割发射、以及Δ的分割发射组合，能够进行63Δ的照射时间的束照射。但是，由于如上述那样包含消隐误差，所以导致实际的照射时间比63Δ短。在分割发射中，由于以等级化的值定义照射时间，所以最小单位为Δ。鉴于此，在比较例中，通过对该63Δ的照射时间加上Δ作为消隐误差量而将64Δ设为控制上的照射时间，来修正因消隐误差引起的照射时间(曝光时间)的不足。但是，该情况下如图13B所示，导致必要的分割发射成为一个64Δ的分割发射。在图13A中，需要6次消隐动作，而在图13B中，成为1次消隐动作。因而，所产生的消隐误差的量也应该不同。因此可知，在使用分割发射的多束描绘中，通过比较例的方法难以修正因消隐误差引起的照射时间(曝光时间)的偏差。鉴于此，在实施方式1中，通过对分割发射的组合的选择的办法采取措施，来对使用分割发射的多束描绘也修正因消隐误差引起的照射时间(曝光时间)的偏差。
图14是表示实施方式1中的描绘方法的主要工序的一部分的流程图。
图15是表示实施方式1中的描绘方法的主要工序的其余部分的流程图。在图14以及图15中，实施方式1中的描绘方法(曝光方法)实施多重度(通路(pass)数)设定工序(S102)、等级化单位Δ1设定工序(S104)、非分割描绘工序(S106)、CD测定工序(S108)、拟合(fitting)处理工序(S110)、等级化单位Δ2设定工序(S112)、分割发射设定工序(S114)、组合描绘工序(S116)、CD测定工序(S118)、评价用控制照射时间t’运算工序(S120)、消隐误差δtk运算工序(S122)、判定工序(S124)、分割发射变更工序(S126)、实效照射时间运算工序(S128)、Tm－Tem表创建工序(S130)、多重度(通路数)设定工序(S202)、图案密度图(map)创建工序(S204)、照射量运算工序(S208)、照射时间运算工序(S210)、每个通路的控制照射时间组选择工序(S212)以及描绘工序(S214)这一系列的工序。
该一系列的工序中的多重度(通路数)设定工序(S102)、等级化单位Δ1设定工序(S104)、非分割描绘工序(S106)、CD测定工序(S108)、拟合处理工序(S110)、等级化单位Δ2设定工序(S112)、分割发射设定工序(S114)、组合描绘工序(S116)、CD测定工序(S118)、评价用控制照射时间t’运算工序(S120)、消隐误差δtk运算工序(S122)、判定工序(S124)、分割发射变更工序(S126)、实效照射时间运算工序(S128)以及Tm－Tem表创建工序(S130)相当于表示控制照射时间与实效照射时间的关系的相关关系数据的创建方法的主要工序。优选该相关关系数据的创建方法作为描绘处理的前处理，在描绘处理之前预先实施。首先，创建该相关关系数据。
作为多重度(通路数)设定工序(S102)，设定部70设定进行多重描绘的情况的多重度(通路数)。例如，将多重度(通路数)设定为8。优选设定实际进行描绘处理的情况的通路数。
作为等级化单位Δ1设定工序(S104)，Δ设定部72设定在进行后述的非分割描绘(曝光)的情况下使用的量化单位Δ1。设想在图案密度ρ为50％时，例如在被涂覆了若将2A的束照射15μs则分辨为所希望的尺寸的图案的灵敏度的抗蚀剂的评价用基板上描绘用于测定线宽度尺寸CD的评价图案的情况。换言之，设想将照射时间相当于15μs的照射量作为阈值的阈值模型。在该阈值模型中，照射最大2倍的照射量。该情况下，需要照射时间能够在0～30μs的范围设定。在以n比特(例如10比特)定义的n次分割发射(例如10次分割发射)中设定最大1023个等级的照射时间的情况下，等级化单位Δ1(量化单位)在基于1个通路(不进行多重描绘)进行描绘的情况下，Δ＝约30ns。等级化单位Δ1成为用于以等级值定义照射时间的量化单位。
作为非分割描绘(非分割曝光)工序(S106)，描绘机构150不使用分割发射地按每1个像素36通过1次照射进行规定的照射时间的描绘处理。这里，使用比进行各束的消隐控制的情况的整定时间充分长的不同的多个评价用控制照射时间t1、t2、……(第1评价用控制照射时间)，来对被涂覆了上述的灵敏度的抗蚀剂的评价用基板进行基于多束的非分割曝光。作为整定时间，使用对曝光时间进行控制的放大器的整定时间，在本实施方式中使用共用消隐动作中的上升沿的电压稳定时间和下降沿的电压稳定时间中的较长的时间。
如后述那样，需要对在实际描绘后形成的图案的CD进行测定。因此，在非分割描绘工序(S106)中，在不大幅偏离上述的模型的照射量阈值的范围进行描绘。例如，通过照射时间成为以15μs为中心的前后例如12μs～18μs的多个评价用控制照射时间t1、t2、……来分别描绘评价图案。例如，在等级化单位Δ1＝30ns的情况下，只要在382Δ1～640Δ1的范围设定即可。作为评价图案，例如优选是图案密度ρ为50％的线和空间图案等。只要在1张评价用基板使区域不同地描绘每个评价用控制照射时间的图案即可。但是，并不限定于此，也可以按每个评价用控制照射时间使评价用基板不同。
另外，当描绘评价图案时，相同的像素分别由多束中的任意1条束来描绘。在多束的束间存在电流的差别的情况下，只要通过单一束描绘评价图案即可。设为描绘所使用的束的电流量被校正。
在描绘后，进行未图示的显影处理，形成每个评价用控制照射时间的抗蚀剂图案。或者，也可以进而将抗蚀剂图案作为掩模来对下层的膜(例如，Cr膜)进行蚀刻处理，然后，进行灰化(ashing)处理，形成下层的膜的图案。
作为CD测定工序(S108)，使用比进行各束的消隐控制的情况的整定时间充分长的不同的多个评价用控制照射时间t(第1评价用控制照射时间)，按每个评价用控制照射时间，来测定以该评价用控制照射时间对评价用基板进行了基于多束的非分割曝光的情况下形成的图案尺寸CD(第1图案尺寸)。具体而言，按每个评价用控制照射时间，使用尺寸测定器，对通过非分割描绘工序(S106)以及其后的显影处理等而获得的抗蚀剂图案(或者下层膜图案)的线宽度尺寸CD进行测定。测定出的每个评价用控制照射时间的线宽度尺寸CD的信息从描绘装置100的外部输入，被储存到存储装置144。
作为拟合处理工序(S110)，拟合处理部74从存储装置144读出每个评价用控制照射时间的线宽度尺寸CD的信息，作为拟合处理而运算取决于评价用控制照射时间的线宽度尺寸CD的近似式。
图16是表示实施方式1中的对取决于评价用控制照射时间的线宽度尺寸CD进行近似的图表的一个例子的图。在图16中，纵轴表示CD值，横轴表示控制照射时间。在图16中，例如在评价用控制照射时间t1时，评价图案尺寸为CD1，在评价用控制照射时间t2时，评价图案尺寸为CD2。然而，由于在非分割描绘中，进行1次消隐动作，所以包括该消隐动作中的消隐误差δt。因此，获得了图案尺寸CD1的实际的照射时间(实效照射时间)成为评价用控制照射时间t1与消隐误差δt之和。其中，如后述那样，如果1次消隐动作中的照射时间是比进行消隐控制的情况的整定时间充分长的时间，则消隐误差δt取恒定值。因此，获得了图案尺寸CD2的实际的照射时间(实效照射时间)成为评价用控制照射时间t2与上述的相同的消隐误差δt之和。
因此，图案尺寸CD能够使用比进行消隐控制的情况的整定时间充分长的控制照射时间t和消隐误差δt，通过使用了函数f的以下式(1)来定义。
(1)CD＝f(t+δt)
在图16中，将控制照射时间t1与控制照射时间t2之间的控制照射时间t’如以下的式(2)那样定义。
(2)t’＝t3+tk×m
控制照射时间t3设定为比能够进行非分割描绘处理的消隐机构的整定时间充分长的时间。另外，子控制照射时间tk是多个分割发射中的后述的所设定的分割发射的控制照射时间。次数m是所设定的分割发射的反复次数。调整控制照射时间t3和次数m，以使进行所设定的分割发射和非分割描绘处理的1次发射的情况的合计的控制照射时间t’成为控制照射时间t1与控制照射时间t2之间(t1＜t’＜t2)。
这里，在非分割描绘处理的1次发射束照射进行该控制照射时间t’的情况下，实际的照射时间(实效照射时间)由于包含消隐误差δt，所以成为(t’+δt)。另外，在非分割描绘处理的1次发射束照射进行控制照射时间t3的情况下，实际的照射时间(实效照射时间)由于包含消隐误差δt，所以成为(t3+δt)。另外，在1次分割发射束照射进行子控制照射时间tk的情况下，实际的照射时间(实效照射时间)由于包含该分割发射用的消隐误差δtk，所以成为(tk+δtk)。因此，式(2)如果以实效照射时间定义则能够变形为以下的式(3)。
(3)t’+δt＝(t3+δt)+(tk+δtk)×m
因此，以式(3)的右边{(t3+δt)+(tk+δtk)×m}的实效照射时间进行描绘的结果而获得的CD、与以式(3)的左边(t’+δt)的实效照射时间进行描绘的结果而获得的CD应该一致。因此，以式(3)的右边{(t3+δt)+(tk+δtk)×m}的实效照射时间来描绘评价图案，使用所获得的结果来根据图16的近似式推断控制照射时间t’。
而且，如果获得了控制照射时间t’，则该分割发射用的消隐误差δtk能够通过将式(3)变形了的以下的式(4)求出。
(4)δtk＝(t’－t3)/m－tk
即，能够不求取δt地求出δtk。
作为等级化单位Δ2设定工序(S112)，Δ设定部72设定进行实际的描绘处理的情况的等级化单位(量化单位)Δ2。当在多重度(通路数)设定工序(S102)中，设定为在实际的描绘处理中例如以8通路进行的情况下，等级化单位Δ2能够运算为将等级化单位Δ1除以通路数而得到的值。因此，例如在Δ1＝30ns的情况下，Δ2＝约4ns。这意味着分割发射的最小的控制照射时间是Δ2(＝4ns)。该值成为比消隐处理中的整定时间小的值。因此，在分割发射中，大幅受到消隐处理中的整定时间中的消隐波形的错移的影响。以下，按多个分割发射中的每个分割发射，不断求出所产生的消隐误差δtk。
作为分割发射设定工序(S114)，分割发射设定部76设定一个多个分割发射(例如，k＝0～9的10次分割发射)中的、作为求取消隐误差δtk的对象的分割发射k。
作为组合描绘工序(S116)，描绘机构150通过基于比整定时间充分长的控制照射时间t3(第2评价用控制照射时间)的非分割曝光、与反复多次进行多个分割发射中的对象分割发射的分割曝光的组合，来进行评价图案的描绘。换言之，描绘机构150不使用分割发射地按每1个像素36进行控制照射时间t3的1次发射与子控制照射时间tk的m次连续发射的组合描绘。对被涂覆了上述的灵敏度的抗蚀剂的评价用基板进行基于多束的组合曝光。
例如，在选择子控制照射时间tk＝Δ2(＝4ns)的分割发射的情况下，若设定为t3＝440Δ1(＝13200ns)，m＝200次，则合计控制照射时间能够为440Δ1+Δ2×200＝13μs。例如，在选择子控制照射时间tk＝2Δ2(＝8ns)的分割发射的情况下，若设定为t3＝440Δ1(＝13200ns)，m＝100次，则合计控制照射时间能够为440Δ1+2Δ2×100＝14μs。例如，在选择子控制照射时间tk＝4Δ2(＝16ns)的分割发射的情况下，若设定为t3＝440Δ1(＝13200ns)，m＝100次，则合计控制照射时间能够为440Δ1+4Δ2×100＝14.8μs。例如，在选择子控制照射时间tk＝8Δ2(＝32ns)的分割发射的情况下，若设定为t3＝440Δ1(＝13200ns)，m＝100次，则合计控制照射时间能够为440Δ1+8Δ2×100＝16.4μs。由于若反复次数m变小则平均化效果变小，所以希望反复次数m不太小。例如，优选m≥5。更优选m≥50。进而优选m≥100。另外，通过m≥100，在合计控制照射时间超过图16的t2(＝例如18μs)的情况下，只要减小t3即可。例如，在选择子控制照射时间tk＝16Δ2(＝64ns)的分割发射的情况下，若设定为t3＝300Δ1(＝13200ns)，m＝100次，则合计控制照射时间能够为300Δ1+16Δ2×100＝15.4μs。以下，只要同样地到子控制照射时间tk＝512Δ2(＝2048ns)为止设定t3、m即可。
作为CD测定工序(S118)，测定在对评价用基板进行了基于比整定时间充分长的控制照射时间t3(第2评价用控制照射时间)的非分割曝光、与多次反复进行多个分割发射中的对象分割发射的分割曝光的组合的情况下形成的图案尺寸CD(第2图案尺寸)。具体而言，使用尺寸测定器，对通过组合描绘工序(S116)以及其后的显影处理等而获得的抗蚀剂图案(或者下层膜图案)的线宽度尺寸CD进行测定。测定出的组合描绘的线宽度尺寸CD的信息从描绘装置100的外部输入而被储存到存储装置144。
另外，当描绘评价图案时，相同的像素分别通过多束中的任意1条束来进行描绘。在多束的束间存在电流的差别的情况下，只要通过单一束来描绘评价图案即可。
在描绘后，进行未图示的显影处理，形成每个评价用控制照射时间的抗蚀剂图案。或者，也可以进而将抗蚀剂图案作为掩模而对下层的膜(例如，Cr膜)进行蚀刻处理，然后，进行灰化处理，形成下层的膜的图案。
作为评价用控制照射时间t’运算工序(S120)，t’运算部78使用按评价用控制照射时间t1、t2(第1评价用控制照射时间)测定出的图案尺寸CD(第1图案尺寸CD)的结果，对可获得通过组合描绘获得了的图案尺寸CD(第2图案尺寸)的评价用控制照射时间t’(第3评价用控制照射时间)进行近似。换言之，使用在拟合处理工序(S110)中获得的近似式，来运算在CD测定工序(S118)中测定出的通过组合了对象分割发射的组合描绘而形成的线宽度尺寸CD所对应的评价用控制照射时间t’。
作为消隐误差δtk运算工序(S122)，δtk运算部80使用控制照射时间t3(第2评价用控制照射时间)、评价用控制照射时间t’(第3评价用控制照射时间)、对象分割发射的子控制照射时间tk以及对象分割发射的反复次数m，来运算对象分割发射中的消隐误差时间δtk。具体而言，δtk运算部80对式(4)输入各参数的值，来运算对象分割发射中的消隐误差时间δtk。
作为判定工序(S124)，判定部82针对全部的分割发射判定是否运算了消隐误差时间δtk。在尚未针对全部的分割发射运算消隐误差时间δtk的情况下，进入分割发射变更工序(S126)。在针对全部的分割发射运算了消隐误差时间δtk的情况下，进入实效照射时间运算工序(S128)。
作为分割发射变更工序(S126)，分割发射设定部76重新设定为与当前所设定的分割发射不同、尚未运算消隐误差时间δtk的分割发射。在重新设定之后，返回到组合描绘工序(S116)，反复实施从分割发射变更工序(S126)到判定工序(S124)的各工序，直至针对全部的分割发射运算出消隐误差时间δtk为止。
图17是表示实施方式1中的各分割发射中的消隐误差时间δtk的表。在图17中，比特(bit)0～9表示从子照射时间为20/Δ2(＝Δ2)的分割发射到29/Δ2(＝512Δ2)的分割发射。在图17中，消隐误差时间δtk表示了负值，在表示负值的情况下，表示为实际的照射时间(实效照射时间)比所设定的控制照射时间短。
图18是表示实施方式1中的各分割发射中的消隐误差时间δtk的变化的图表。如图18所示，消隐误差时间δtk伴随着控制照射时间变长而收敛为恒定值δtk0。在图18的例子中，可知子控制照射时间tk在4Δ(＝4/Δ2)与8Δ(＝8/Δ2)之间收敛。在该时间比描绘装置100的消隐处理中的整定时间(例如图12B的T”)短的情况下消隐误差时间δtk变动，如果比整定时间长则收敛于恒定值δtk0。整定时间如上述那样，应用上升沿的电位稳定时间与下降沿的电位稳定时间中的较长的时间。
因此，在上述的例子中，例示了对多个分割发射的全部求出消隐误差时间δtk的例子，但也可以只对多个分割发射中的比整定时间短的子控制照射时间tk的分割发射运算消隐误差时间δtk。由此，能够缩短前处理所花费的时间。
作为实效照射时间运算工序(S128)，Tem运算部84在通过使用基于电子束的多束20，将与按每束预先设定的多个子控制照射时间tk对应的多个分割发射bk分别组合来对相同的照射位置持续进行该组合的多个分割发射bk，由此在各束的照射位置分别进行所希望的照射时间Tm的曝光的情况下，使用在对于每个分割发射按照该分割发射bk进行了基于电子束(多束的一个)的曝光的情况下因消隐控制的误差而引起的、不取决于多束的束位置的预先取得的消隐误差时间δtk，对于每个子控制照射时间tk，运算按照与该子控制照射时间tk对应的分割发射bk的组合通过电子束(多束的一个)被曝光的情况下的实效照射时间Tem。
图19是表示实施方式1中的控制照射时间、实效照射时间以及分割发射的组合的关系的图。例如，在控制照射时间Tm为Δ(＝Δ2)的情况下，仅子控制照射时间tk为Δ(＝Δ2)的分割发射(b0)为ON，其他分割发射为OFF(不实施)。因此，产生分割发射(b0)的消隐误差时间δtk＝－0.7Δ(＝－0.7Δ2)。因此，实效照射时间Tem成为对控制照射时间Δ加上消隐误差时间δtk的0.3Δ(＝Δ－0.7Δ)。例如，在控制照射时间为2Δ(＝2Δ2)的情况下，仅子控制照射时间tk为2Δ(＝2Δ2)的分割发射(b1)为ON，其他分割发射为OFF(不实施)。因此，产生分割发射(b1)的消隐误差时间δtk＝－0.4Δ(＝－0.4Δ2)。因此，实效照射时间Te成为对控制照射时间Δ加上消隐误差时间δtk的1.6Δ(＝2Δ－0.4Δ)。以下，同样地运算控制照射时间到1023Δ为止的实效照射时间Te。例如，在控制照射时间Tm为1023Δ(＝1023Δ2)的情况下，子控制照射时间tk为Δ(＝Δ2)的全部的分割发射(b0～b9)都为ON。因此，各分割发射(b0～b9)的消隐误差时间δtk的合计产生－0.7Δ－0.4Δ－0.3Δ－0.2Δ－0.2Δ－0.2Δ－0.2Δ－0.2Δ－0.2Δ－0.2Δ(＝－2.8Δ2)。因此，实效照射时间Tem成为对控制照射时间1023Δ加上消隐误差时间δtk的1020.2Δ(＝1023Δ－2.8Δ)。此外，在各控制照射时间中选择的分割发射尽量从子照射时间长的分割发射bk开始按顺序选择。
作为Tm－Tem表创建工序(S130)，表创建部86创建表示控制照射时间Tm与实效照射时间Tem的关系的相关关系数据。具体而言，表创建部86创建图19所示的表示控制照射时间、实效照射时间以及分割发射的组合的关系的Tm－Tem表。此外，在Tm－Tem表中，也可以省略图19的分割发射的组合部分。创建出的Tm－Tem表被储存于存储装置144。使用该Tm－Tem表来实施实际的描绘处理。
图20是表示实施方式1中的等级化曝光时间与实效曝光时间的关系的图表。在图20中，纵轴表示实效曝光时间(实效照射时间/Δ)，横轴表示等级化曝光时间(控制曝光时间/Δ)。如图20所示可知，在消隐误差时间δtk取负值的情况下，如图20所示，实效曝光时间(实效照射时间/Δ)相对于等级化曝光时间(控制曝光时间/Δ)不足。鉴于此，在实施方式1中，对因该消隐误差时间δtk引起的曝光时间的误差进行修正。
作为多重度(通路数)设定工序(S202)，设定部70设定进行描绘处理时的多重度(通路数)。例如，设定通路数＝8。
作为图案密度图创建工序(S204)，图案面积密度ρ运算部60从存储装置140读出描绘数据，按每个像素36，运算该像素36内的图案面积密度ρ。
作为照射量运算工序(S208)，照射量D运算部62按每个像素(描绘对象像素)36，运算用于对该像素36照射的照射量D。照射量D例如只要运算为对预先设定的基准照射量Dbase乘以了接近效果修正照射系数Dp和图案面积密度ρ的值即可。这样，优选照射量D与按每个像素36计算出的图案的面积密度成比例地求出。关于接近效果修正照射系数Dp，将描绘区域(这里，例如是带状区域32)按规定的尺寸以网格状虚拟分割成多个接近网格区域(接近效果修正计算用网格区域)。优选接近网格区域的尺寸设定为接近效果的影响范围的1/10左右，例如1μm左右。然后，从存储装置140读出描绘数据，按每个接近网格区域，运算在该接近网格区域内配置的图案的图案面积密度ρ’。
接下来，按每个接近网格区域，运算用于对接近效果进行修正的接近效果修正照射系数Dp。这里，运算接近效果修正照射系数Dp的网格区域的尺寸无需与运算图案面积密度ρ’的网格区域的尺寸相同。另外，接近效果修正照射系数Dp的修正模型以及其计算方法也可以与以往的单束描绘方式中使用的方法相同。
作为照射时间运算工序(S210)，照射时间t运算部64按每个像素36，运算用于向该像素36入射所运算出的照射量D的电子束的照射时间t。照射时间t能够通过将照射量D除以电流密度J来运算。然后，创建对按每个像素36获得的照射时间t进行定义的照射时间t图。创建出的t图被储存于存储装置142。
作为每通路的控制照射时间组选择工序(S212)，选择部65使用Tm－Tem表(相关关系数据)，按试样101的每个照射位置，选择与所希望的照射时间更接近的实效照射时间Tem所对应的分割发射的组合。例如，在通路数＝1的情况(不进行多重描绘的情况)下，如图19所示，例如在所希望的照射时间为15Δ的情况下，根据Tm－Tem表，控制照射时间Tm为16Δ的情况的实效照射时间即15.8Δ与控制照射时间Tm为15Δ的情况的实效照射时间即13.4Δ相比，所希望的照射时间更接近15Δ。因此，该情况下，选择部65选择与所希望的照射时间更接近的实效照射时间(15.8Δ)所对应的分割发射的组合(b1，b4)。
另外，在进行多重描绘的情况下，分割发射的组合按多重曝光中的表示各次曝光处理的通路来选择。该情况下，按照基于按每通路选择的分割发射的组合的实效照射时间Tem的合计更接近多重曝光中的所有通路量的所希望的照射时间的方式，选择各通路的分割发射的组合。例如，在所希望的照射时间是64Δ的情况下，如果是8通路，则通常将控制照射时间Te选择为8Δ(第1通路)、8Δ(第2通路)、8Δ(第3通路)、8Δ(第4通路)、8Δ(第5通路)、8Δ(第6通路)、8Δ(第7通路)、以及8Δ(第8通路)。然而，该情况下，实效照射时间Tem的合计为62.4Δ。另一方面，如果将控制照射时间Te选择为9Δ(第1通路)、9Δ(第2通路)、9Δ(第3通路)、8Δ(第4通路)、9Δ(第5通路)、9Δ(第6通路)、9Δ(第7通路)、以及8Δ(第8通路)而作为控制照射时间Te选择6次9Δ、2次8Δ，则实效照射时间Tem的合计能够为64.2Δ(＝8.1Δ×6+7.8Δ×2)。因此，选择部65例如在所希望的照射时间是64Δ的情况下，如果是8通路，则作为控制照射时间Te选择6次9Δ而且选择2次8Δ。由此，能够使实效照射时间更接近所希望的照射时间。
作为描绘工序(S214)，描绘机构150(曝光部)使用多束20，按照针对试样101的每个照射位置选择出的分割发射的组合来进行曝光(描绘)。因此，首先，数据加工部66例如按每通路并且按每个像素36以2进数生成ON/OFF信号(照射时间数据)，以便能够识别与所选择的控制照射时间Te对应的1组的分割发射组。在图9的例子中，例如对照射时间为1023Δ的像素36而言，该像素的照射时间数据由于选择全部的分割发射，所以为“1111111111”。此时的分割发射的排列顺序只要适当地设定即可，但优选例如定义为从照射时间长的分割发射开始按顺序排列。例如若是需要960Δ的照射时间的像素36，则由于960＝29+28+27+26，所以选择具有29Δ的照射时间的分割发射、具有28Δ的照射时间的分割发射、具有27Δ的照射时间的分割发射、与具有26Δ的照射时间的分割发射的组合。因此，该像素36的照射时间数据成为“1111000000”。
接下来，传输控制部68按发射顺序向偏转控制电路130传输照射时间数据。偏转控制电路130按每个分割发射，向消隐孔阵列机构204(消隐装置)输出多束20的各束的ON/OFF控制信号。具体而言，偏转控制电路130按每个发射，向消隐孔阵列机构204的各束用的控制电路41输出ON/OFF控制信号。
p×q条多束中的例如相同行的束的控制电路41内的位移寄存器40串联连接。而且，例如，p×q条多束的相同行的束的该分割发射的照射时间数据(ON/OFF控制信号)被连续发送，例如，通过p次的时钟信号，各束的照射时间数据被储存于对应的位移寄存器40。
然后，根据来自偏转控制电路130的读取信号的输入，个别寄存器42按照所储存的第k发射的数据(1比特)读取并存储ON/OFF信号。另外，从偏转控制电路130发送第k发射的照射时间数据(10比特)，共用消隐控制用的寄存器50存储第k发射的照射时间数据(10比特)。
接下来，从偏转控制电路130向所有束的个别寄存器44输出第k发射的个别发射信号。由此，各束用的个别寄存器44将个别寄存器42中储存的数据维持个别发射信号为ON的时间，按照所被维持的ON/OFF信号，向个别放大器46输出束ON信号或者束OFF信号。也可以取代个别发射信号而将维持读取的加载信号和使所储存的信息复位的复位信号向个别寄存器44输出。个别放大器46按照被输入的束ON信号或者束OFF信号，将束ON电压或者束OFF电压施加给控制电极24。另一方面，在由共用消隐机构控制照射时间的情况下，比个别发射信号延迟地从偏转控制电路130向共用消隐控制用的计数器52输出第k发射的共用发射信号，计数器52在储存于寄存器50的ON/OFF控制信号所表示的时间进行计数，在该期间对共用放大器54输出束ON信号。共用放大器54在输入来自计数器52的束ON信号的时间向偏转器212施加束ON电压。
如以上那样，通过连续进行所选择的分割发射来实施对象图像36的曝光。在多通路描绘(多重曝光)的情况下，一般一边错移带状区域32一边按各通路进行各像素的分割发射来进行描绘区域30的曝光。该情况下，各像素被按通路而不同的束曝光。
此外，消隐波形和消隐误差δtk因X射线照射、电子线照射而变化。因此，优选定期地更新Tm－Tem表的值。通过更新能够修正消隐误差δtk(消隐补偿)的变化。
另外，如上述那样，p×q条多束中的例如相同行的束的控制电路41内的位移寄存器40串联连接。因此，从消隐孔阵列机构204的例如左右(x方向以及－x方向)向各控制电路41供给控制信号、电源。因此，存在消隐误差δtk(消隐补偿)按朝向串联连接的方向配置的每个放大器46而不同的可能性。因此，Tm－Tem表也可以按多束的每个个别消隐机构47来创建。或者，也可以将与控制信号、电源流动的方向正交的方向的个别消隐机构47组作为相同的组，按每一组创建Tm－Tem表。
如以上那样，根据实施方式1，能够修正多束曝光中的消隐误差δtk。因此，能够描绘高精度的尺寸的图案。
以上，一边参照具体例一边对实施方式进行了说明。但是，本发明并不限定于这些具体例。在上述的例子中，说明了将曝光时间相互不同的多个分割发射作为1组的分割发射组的情况，并不限定于此，也可以在1组的分割发射组中混有相同的曝光时间的分割发射。
另外，在上述的例子中，由于消隐误差δtk被测定为负值，所以通过控制照射时间不足于所希望的照射时间，因此进行修正以便尽量补偿不足量，但也可能存在消隐误差δtk为正值的情况。该情况下，由于通过控制照射时间成为过曝光，所以只要按照尽量减少过度量的方式进行修正即可。
另外，对于装置构成、控制方法等与本发明的说明没有直接必要的部分等省略了记载，但能够适当地选择必要的装置构成、控制方法来使用。例如，虽然对于控制描绘装置100的控制部构成省略了记载，但当然能够适当地选择必要的控制部构成来使用。
此外，具备本发明的要素且本领域技术人员能够适当地设计变更的全部的多带电粒子束曝光方法以及多带电粒子束曝光装置包含在本发明的范围中。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式只是例示，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够通过其他各种方式来实施，在不脱离发明主旨的范围能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、主旨，并且包含在技术方案所记载的发明及其等同的范围。

Claims (10)

1.一种多带电粒子束曝光方法，其特征在于，
在使用基于带电粒子束的多束，将按每束预先设定的多个控制照射时间所对应的多个分割发射分别组合来对相同的照射位置持续进行该组合的多个分割发射，由此对多重曝光中的每个表示各次曝光处理的通路的各束的照射位置分别进行所希望的照射时间的曝光的情况下，使用在对于每个分割发射按照该分割发射进行了基于带电粒子束的曝光的情况下因消隐控制的误差而引起的、预先取得的消隐误差时间，对于每个控制照射时间，运算按照与该控制照射时间对应的上述分割发射的组合由带电粒子束进行了曝光的情况下的实效照射时间，
创建表示上述控制照射时间与上述实效照射时间的关系的相关关系数据，
使用上述相关关系数据，按试样的每个照射位置，选择与所希望的照射时间更接近的上述实效照射时间所对应的上述分割发射的组合，
使用上述多束，按照对于上述试样的每个照射位置选择出的上述分割发射的组合来进行曝光。
2.根据权利要求1所述的多带电粒子束曝光方法，其特征在于，
上述分割发射的组合按多重曝光中的每个表示各次曝光处理的通路来选择，
以按每个通路选择的上述分割发射的组合的实效照射时间的合计更接近上述多重曝光中的所有通路量的所希望的照射时间的方式，选择各通路的上述分割发射的组合。
3.根据权利要求1所述的多带电粒子束曝光方法，其特征在于，
使用比进行各束的消隐控制的情况下的整定时间充分长的不同的多个第1评价用控制照射时间，按每个第1评价用控制照射时间，测定在以该第1评价用控制照射时间对评价用基板进行了基于带电粒子束的非分割曝光的情况下形成的第1图案尺寸，
测定在对评价用基板进行了上述多个分割发射中的对象分割发射被反复多次进行的分割曝光与比上述整定时间充分长的第2评价用控制照射时间的非分割曝光的组合的情况下所形成的第2图案尺寸，
使用按每个上述第1评价用控制照射时间测定出的上述第1图案尺寸的结果，对能够获得上述第2图案尺寸的第3评价用控制照射时间进行近似，
使用上述第2评价用控制照射时间、上述第3评价用控制照射时间、上述对象分割发射的控制照射时间以及上述对象分割发射的反复次数，运算上述对象分割发射的上述消隐误差时间。
4.根据权利要求3所述的多带电粒子束曝光方法，其特征在于，
针对上述多个分割发射中的比上述整定时间短的控制照射时间的分割发射，运算上述消隐误差时间。
5.根据权利要求3所述的多带电粒子束曝光方法，其特征在于，
设定进行上述多重曝光的情况下的多重度即通路数。
6.根据权利要求5所述的多带电粒子束曝光方法，其特征在于，
设定量化单位，该量化单位用于以等级值定义进行上述非分割曝光的情况下所使用的照射时间。
7.根据权利要求6所述的多带电粒子束曝光方法，其特征在于，
按每个上述第1评价用控制照射时间，使用评价图案对成为单位照射区域的像素进行上述非分割曝光，上述非分割曝光不使用分割发射而通过1次束的发射来照射。
8.一种多带电粒子束曝光装置，其特征在于，具备：
实效照射时间运算处理电路，在使用基于带电粒子束的多束，将按每束预先设定的多个控制照射时间所对应的多个分割发射分别组合来对相同的照射位置持续进行该组合的多个分割发射，由此对多重曝光中的每个表示各次曝光处理的通路的各束的照射位置分别进行所希望的照射时间的曝光的情况下，使用在对于每个分割发射按照该分割发射进行了基于带电粒子束的曝光的情况下因消隐控制的误差而引起的、预先取得的消隐误差时间，对于每个控制照射时间，运算按照与该控制照射时间对应的上述分割发射的组合由带电粒子束进行了曝光的情况下的实效照射时间；
创建处理电路，创建表示上述控制照射时间与上述实效照射时间的关系的相关关系数据；
选择处理电路，使用上述相关关系数据，按试样的每个照射位置，选择与所希望的照射时间更接近的上述实效照射时间所对应的上述分割发射的组合；以及
曝光机构，具有形成上述多束的成形孔阵列基板和使上述多束偏转的偏转器，该曝光机构使用上述多束，按照对于上述试样的每个照射位置选择出的上述分割发射的组合来进行曝光。
9.根据权利要求8所述的多带电粒子束曝光装置，其特征在于，
上述分割发射的组合按多重曝光中的每个表示各次曝光处理的通路来选择，
以按每个通路选择的上述分割发射的组合的实效照射时间的合计更接近上述多重曝光中的所有通路量的所希望的照射时间的方式，上述选择处理电路选择各通路的上述分割发射的组合。
10.根据权利要求8所述的多带电粒子束曝光装置，其特征在于，还具备：
存储装置，存储第1图案尺寸和第2图案尺寸，上述第1图案尺寸是使用比进行各束的消隐控制的情况下的整定时间充分长的不同的多个第1评价用控制照射时间，按每个第1评价用控制照射时间，在以该第1评价用控制照射时间对评价用基板进行了基于带电粒子束的非分割曝光的情况下形成的图案尺寸，上述第2图案尺寸是在对评价用基板进行了上述多个分割发射中的对象分割发射被反复多次进行的分割曝光与比上述整定时间充分长的第2评价用控制照射时间的非分割曝光的组合的情况下所形成的图案尺寸；以及
评价用控制照射时间运算处理电路，使用按每个上述第1评价用控制照射时间测定出的上述第1图案尺寸的结果，对能够获得上述第2图案尺寸的第3评价用控制照射时间进行近似。
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