JP2019153622A - 可変成形型荷電粒子ビーム照射装置及び可変成形型荷電粒子ビーム照射方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＶＳＢ方式の荷電粒子ビーム照射において、成形ビームの形状の解像度を向上可能な装置を提供する。【解決手段】可変成形型荷電粒子ビーム照射装置は、荷電粒子ビームを放出する電子銃２０１と、開口部が形成され、開口部全体に荷電粒子ビームの照射を受け、荷電粒子ビームを開口部の開口サイズに成形する第１の成形アパーチャ基板２０３と、いずれも開口サイズの荷電粒子ビームを可変成形する、切り替え可能に配置された第２と第３の成形アパーチャ基板２０６，２１１と、第２の成形アパーチャ基板と第３の成形アパーチャ基板との間に配置され、通過する荷電粒子ビームの収差を補正する収差補正器２１０と、第２の成形アパーチャ基板と第３の成形アパーチャ基板との一方によって可変成形された荷電粒子ビームが照射される基板を配置するＸＹステージ１０５と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、可変成形型荷電粒子ビーム照射装置及び可変成形型荷電粒子ビーム照射方法に係り、例えば、電子ビームを可変成形して試料に照射する電子ビーム描画装置或いは電子ビーム検査装置に関する。

近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスの回路線幅はさらに微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ回路パターンを形成するための露光用マスク（レチクルともいう。）を形成する方法として、優れた解像性を有する電子ビーム（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画技術が用いられる。

図１３は、可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。可変成形型電子線描画装置は、以下のように動作する。第１の成形アパーチャ基板４１０には、電子線３３０を成形するための矩形の開口４１１が形成されている。また、第２の成形アパーチャ基板４２０には、第１の成形アパーチャ基板４１０の開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から放出され、第１の成形アパーチャ基板４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２の成形アパーチャ基板４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的または断続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０に照射される。すなわち、第１の成形アパーチャ基板４１０の開口４１１と第２の成形アパーチャ基板４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的または断続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１の成形アパーチャ基板４１０の開口４１１と第２の成形アパーチャ基板４２０の可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式（ＶＳＢ方式）という。

ここで、昨今のパターンの微細化に伴い、ＶＳＢ方式の描画装置では、試料に照射する成形ビームの形状のさらなる解像度の向上が求められる。ＶＳＢ方式の描画装置の光学系にて解像度を向上させるためには、球面収差といった収差を低減させることが必要となる。例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）では、電子ビームの球面収差の補正に収差補正器を用いることが検討されてきた（例えば、特許文献１参照）。しかし、球面収差を補正する光学系を電子鏡筒内に配置するとなると、ビームの成形位置から試料面までの光路長が長くなってしまうので、クーロン効果による、いわゆるボケが増大し、収差補正の効果が得られないばかりか、さらに解像度が低下してしまう場合があり得るといった問題があった。

かかる問題は、ＶＳＢ方式の電子ビーム描画に限らず、例えば、２次電子像を撮像して、パターンを検査する検査装置においても、成形される１次電子ビームの形状について同様の問題が生じ得る。

特開２００４−３０３５４７号公報

そこで、本発明の一態様は、ＶＳＢ方式の荷電粒子ビーム照射において、成形ビームの形状の解像度を向上可能な装置および方法を提供する。

本発明の一態様の可変成形型荷電粒子ビーム照射装置は、
荷電粒子ビームを放出する放出源と、
開口部が形成され、開口部全体に荷電粒子ビームの照射を受け、荷電粒子ビームを開口部の開口サイズに成形する第１の成形アパーチャ基板と、
いずれも開口サイズの荷電粒子ビームを可変成形する、切り替え可能に配置された第２と第３の成形アパーチャ基板と、
第２の成形アパーチャ基板と第３の成形アパーチャ基板との間に配置され、通過する荷電粒子ビームの収差を補正する収差補正器と、
第２の成形アパーチャ基板と第３の成形アパーチャ基板との一方によって可変成形された荷電粒子ビームが照射される基板を配置するステージと、
を備えたことを特徴とする。

また、荷電粒子ビームの軌道を偏向することによって可変成形に用いる前記第２の成形アパーチャ基板と前記第３の成形アパーチャ基板とを切り替える偏向機構をさらに備えると好適である。

また、第２の成形アパーチャ基板と第３の成形アパーチャ基板との間に配置された、制限アパーチャ基板をさらに備えると好適である。

また、第２の成形アパーチャ基板と第３の成形アパーチャ基板とのうち、最終段の成形アパーチャ基板に電気的に接続された電流計をさらに備えると好適である。

本発明の一態様の可変成形型荷電粒子ビーム照射方法は、
開口部が形成された第１の成形アパーチャ基板の開口部全体に放出源から放出された荷電粒子ビームの照射を受け、荷電粒子ビームを開口部の開口サイズに成形する工程と、
ショットサイズの大小によって切り替えられる第２と第３の成形アパーチャ基板の一方を用いて、開口サイズの荷電粒子ビームを可変成形する工程と、
第２の成形アパーチャ基板と第３の成形アパーチャ基板との間に配置された収差補正器を用いて、通過する荷電粒子ビームの収差を補正する工程と、
第２の成形アパーチャ基板と第３の成形アパーチャ基板との一方によって可変成形された荷電粒子ビームを、ステージ上に配置された基板に照射する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、ＶＳＢ方式の荷電粒子ビーム照射において、成形ビームの形状の解像度を向上できる。

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における各領域を説明するための概念図である。 実施の形態１における解像度とショットサイズとの関係を示す図である。 実施の形態１における描画機構の動作を説明するための断面図である。 実施の形態１における第２の成形アパーチャ基板と同じ形状とサイズを有する場合の第３の成形アパーチャ基板の一例を示す図である。 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における試料に塗布したレジストの閾値モデルのビームプロファイルの一例を説明するための図である。 実施の形態１におけるパターン形成手法の一例を示す図である。 実施の形態１の変形例の構成の一部を示す図である。 実施の形態２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における描画機構の動作を説明するための断面図である。 可変成形型電子線描画装置の動作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。また、荷電粒子ビーム照射装置の一例として、可変成形型の描画装置について説明する。

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、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。特に、可変成形型（ＶＳＢ型）の描画装置の一例である。描画機構１５０は、電子鏡筒１０２、及び描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２（電子ビームカラム）内には、電子銃２０１、電子レンズ２１８、照明レンズ２０２、ブランキング偏向器２１９、第１の成形アパーチャ基板２０３、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、第２の成形アパーチャ基板２０６、収差補正器２１０、第３の成形アパーチャ基板２１１、対物レンズ２０７、主偏向器２０８、副偏向器２０９、及び第３偏向器２０９１が配置されている。また、電子鏡筒１０２内には、第２の成形アパーチャ基板２０６の成形開口を電子軌道内及び電子軌道外へと移動させる駆動機構２３０と、第３の成形アパーチャ基板２１１の成形開口を電子軌道内及び電子軌道外へと移動させる駆動機構２３２が配置される。なお、駆動機構２３０と駆動機構２３２は、電子鏡筒１０２外からそれぞれ担当する第２の成形アパーチャ基板２０６或いは第３の成形アパーチャ基板２１１を駆動させても構わない。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。ブランキング偏向器２１９、例えば２極の電極群が用いられる。また、成形偏向器２０５として、例えば４極又は８極の電極群が用いられる。主偏向器２０８、副偏向器２０９、及び第３偏向器２０９１として、例えば８極の電極群が用いられる。

収差補正器２１０は、第２の成形アパーチャ基板２０６と第３の成形アパーチャ基板２１１との間に配置される。そして、収差補正器２１０は、入射多極子レンズ２１４と出射多極子レンズ２２４との組合せにより構成される。例えば、６極子の入射多極子レンズ２１４と６極子の出射多極子レンズ２２４との組合せにより構成される。或いは、例えば、４極子の入射多極子レンズ２１４と８極子の出射多極子レンズ２２４との組合せにより構成される。組合せ方は、補正する収差、例えば球面収差や色収差に合わせて適宜設定すればよい。また、入射多極子レンズ２１４の入力側には、入射コリメーターレンズ２１２が配置され、入射多極子レンズ２１４に平行ビームを入射する。また、入射多極子レンズ２１４の出力側には入射トランスファーレンズ２１６が配置される。出射多極子レンズ２２４の入力側には、出射コリメーターレンズ２２２が配置され、出射多極子レンズ２２４に平行ビームを入射する。出射多極子レンズ２２４の出力側には出射トランスファーレンズ２２６が配置される。

制御系回路１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、制御回路１２０、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２を有している。描画装置１００全体を制御する制御計算機１１０には、メモリ１１２、制御回路１２０、及び記憶装置１４０，１４２が図示しないバスを介して接続されている。

制御計算機１１０内には、ショットデータ生成部７０、ショットサイズ判定部７２、アパーチャ設定部７４、判定部７６、及び描画制御部７８が配置される。ショットデータ生成部７０、ショットサイズ判定部７２、アパーチャ設定部７４、判定部７６、及び描画制御部７８といった各「〜部」は、処理回路を含み、その処理回路には、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、半導体装置等が含まれる。また、各「〜部」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いてもよい。或いは、異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。ショットデータ生成部７０、ショットサイズ判定部７２、アパーチャ設定部７４、判定部７６、及び描画制御部７８内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ１１２に記憶される。

制御回路１２０内には、図示しない描画機構１５０の各構成を制御及び駆動する制御回路の他、アパーチャ判定部６０および切換部６２が配置される。アパーチャ判定部６０および切換部６２といった各「〜部」は、処理回路を含み、その処理回路には、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、半導体装置等が含まれる。また、各「〜部」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いてもよい。或いは、異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。アパーチャ判定部６０および切換部６２内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度図示しないメモリに記憶される。

描画装置１００の外部から描画対象の少なくとも１つの図形パターンが定義された描画データが入力され、記憶装置１４０に格納される。描画データには、描画する図形パターンの図形種を示す図形コード、配置座標、及び寸法等が定義される。その他、照射量情報が同データ内に定義されてもよい。或いは照射量情報が別データとして入力されてもよい。

ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で適当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。例えば、位置偏向用には、主偏向器２０８、副偏向器２０９、及び第３偏向器２０９１からなる３段偏向器２０８１を用いているが、１段の偏向器或いは２段、または４段以上の多段偏向器によって位置偏向を行なう場合であってもよい。また、描画装置１００には、マウスやキーボード等の入力装置、及びモニタ装置等が接続されていても構わない。

図２は、実施の形態１における各領域を説明するための概念図である。図２において、試料１０１の描画領域１０は、例えばｙ方向に向かって、主偏向器２０８のｙ方向偏向可能幅である、短冊状の複数のストライプ領域２０に仮想分割される。また、各ストライプ領域２０は、例えばｘ方向に向かって、副偏向器２０９の偏向可能サイズである複数のサブフィールド（ＳＦ）３０（小領域）に仮想分割される。さらに、第３偏向器２０９１の偏向可能サイズである複数のフィールド（ＴＤ）３０１（微小領域）に仮想分割される。そして、各ＳＦ３０１の各ショット位置にショット図形５２，５４，５６が描画される。

電子銃２０１（放出源）から放出された電子ビーム２００は、電子レンズ２１８により例えばブランキング偏向器２１９内の中心高さ位置（所定の位置の一例）に集束させられ、集束点（クロスオーバー：Ｃ．Ｏ．）を形成する。そして、ビーム軌道中心軸方向（光軸方向）に対して電子レンズ２１８よりも後側に配置されたブランキング偏向器２１９内を通過する際に、ブランキング偏向器２１９によって、ビームのＯＮ／ＯＦＦが制御される。言い換えれば、ブランキング偏向器２１９は、ビームＯＮとビームＯＦＦとを切り替えるブランキング制御を行う場合に、電子ビーム２００を偏向する。光軸方向に対してブランキング偏向器２１９よりも後側に配置された第１の成形アパーチャ基板２０３（ブランキングアパーチャ基板を兼ねる）によって、ビームＯＦＦの状態になるように偏向された電子ビームは遮蔽される。すなわち、ビームＯＮの状態では、電子ビーム２００の一部がブランキングアパーチャ基板を兼ねる第１の成形アパーチャ基板２０３を通過するように制御され、ビームＯＦＦの状態では、ビーム全体が第１の成形アパーチャ基板２０３で遮へいされるように偏向される。ビームＯＦＦの状態からビームＯＮとなり、その後ビームＯＦＦになるまでに第１の成形アパーチャ基板２０３を通過した電子ビーム２００が１回の電子ビームのショットとなる。ブランキング偏向器２１９は、通過する電子ビーム２００の進行方法を制御して、ビームＯＮの状態とビームＯＦＦの状態とを交互に生成する。例えば、ビームＯＮの状態では電圧０Ｖを印加し（或いは電圧を印加せず）、ビームＯＦＦの際にブランキング偏向器２１９に数Ｖの電圧を印加すればよい。かかる各ショットの照射時間ｔで試料１０１に照射される電子ビーム２００のショットあたりの照射量が調整されることになる。

そして、ブランキング偏向器２１９をビームＯＮの状態で通過した電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により第１の成形アパーチャ基板２０３に形成される矩形の穴（第１の成形開口）全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず開口部の開口サイズの矩形に成形する。そして、第１の成形アパーチャ基板２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、第２の成形アパーチャ基板２０６若しくは第３の成形アパーチャ基板２１１によって、ビーム形状と寸法を変化させる（可変成形を行なう）。かかる可変成形はショット毎に行なわれ、通常ショット毎に異なるビーム形状と寸法に成形される。言い換えれば、第２の成形アパーチャ基板２０６（若しくは第３の成形アパーチャ基板２１１）に第１のアパーチャ像の電子ビーム２００を通過させることで第２のアパーチャ像を形成する。そして、第２の成形アパーチャ基板２０６（若しくは第３の成形アパーチャ基板２１１）を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により試料１０１上に焦点を合わせ（結像し）、主偏向器２０８、副偏向器２０９、及び第３偏向器２０９１によって偏向され、連続的または断続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料１０１の所望する位置に照射される。図１では、位置偏向に、３段偏向を用いた場合を示している。かかる場合には、主偏向器２０８でＳＦ３０の基準位置にステージ移動に追従しながら該当ショットの電子ビーム２００を偏向し、副偏向器２０９及び第３偏向器２０９１によってＴＤ内の各照射位置にかかる該当ショットのビームを偏向すればよい。かかる動作を繰り返し、各ショットのショット図形を繋ぎ合わせることで、描画データに定義された図形パターンを描画する。

ここで、従来のＶＳＢ方式の描画装置では、収差補正器２１０、及び第３の成形アパーチャ基板２１１が配置されていないので、第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、第２の成形アパーチャ基板２０６によって、可変成形されていた。そして、かかる第２のアパーチャ像の電子ビーム２００が、試料１０１面上に照射されていた。ＶＳＢ方式の描画装置の光学系にて試料１０１面に照射されるビームの解像度を向上させるためには、球面収差といった収差を低減させることが必要となる。図１に示すように、第２の成形アパーチャ基板２０６の下流側に収差補正器２１０を配置することで、最終的なビーム形状となる第２のアパーチャ像の収差を低減できる。しかし、収差補正器２１０を配置すると、ビームの最終成形位置である第２の成形アパーチャ基板２０６の高さ位置から試料１０１面までの光路長Ｌが長くなってしまうので、クーロン効果による、いわゆるボケが増大してしまう。

図３は、実施の形態１における解像度とショットサイズとの関係を示す図である。図３において、縦軸に試料１０１面に照射されるビーム形状（第２のアパーチャ像）の解像度を示し、横軸に試料１０１面に照射されるビームにショットサイズを示す。図３において、第２の成形アパーチャ基板２０６の下流側に収差補正器２１０を配置して、第２の成形アパーチャ基板２０６により最終成形された第２のアパーチャ像を収差補正してから試料１０１面に照射した場合の解像度とショットサイズとの関係グラフをＰで示す。第２の成形アパーチャ基板２０６の下流側に収差補正器２１０を配置せずにその分ビームの最終成形位置から試料１０１面までの光路長Ｌを短くして、最終成形された第２のアパーチャ像を収差補正せずに試料１０１面に照射した場合の解像度とショットサイズとの関係グラフをＱで示す。関係グラフＰ，Ｑ共に、ビームのショットサイズが大きくなるに沿って、ビームの電流量が大きくなるのでクーロン効果によりボケが増大し、解像度が低くなる。但し、関係グラフＰでは、球面収差が補正されているので、収差分に相当するボケは低減できるものの、関係グラフＱの場合よりも光路長Ｌが長いので、クーロン効果によるボケが大きくなり、ショットサイズが大きくなるに沿って、関係グラフＱよりも急峻に解像度が劣化する。逆に、関係グラフＱでは、第３のアパーチャ像に対して球面収差が補正されていないので、収差分に相当するボケは低減されずに残っているものの、関係グラフＰの場合よりも光路長Ｌが短いので、クーロン効果によるボケが小さくでき、ショットサイズが大きくなるに沿って、関係グラフＰよりも緩やかに解像度が劣化する。そのため、図３に示すように、ショットサイズが小さい場合には、光路長Ｌが長くなっても収差補正を行った方が、解像度が相対的に改善し、ショットサイズが大きい場合には、収差補正を行うよりも光路長Ｌを短くする方が、解像度が相対的に改善することがわかる。また、これらの分岐点となるショットサイズＬｓ’が存在することがわかる。

そこで、実施の形態１では、光路長Ｌを長くしてでも第２のアパーチャ像に対して収差補正を行うケース１と、第３のアパーチャ像に対して収差補正を行わずに光路長Ｌを短くするケース２と、のどちらでも選択できるように構成する。

図４は、実施の形態１における描画機構の動作を説明するための断面図である。図４（ａ）では、光路長Ｌを長くしてでも収差補正を行うケース１の構成を示している。図４（ａ）の例では、第１の成形アパーチャ基板２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２の成形アパーチャ基板２０６上に投影される。図５は、実施の形態１における第２の成形アパーチャ基板と同じ形状とサイズを有する場合の第３の成形アパーチャ基板の一例を示す図である。第３の成形アパーチャ基板２１１には、例えば、矩形の大開口４３と、矩形と８角形とを組み合わせたビーム成形開口４１とが形成されている。尚、第２の成形アパーチャ基板２０６と第３の成形アパーチャ基板２１１は同じ形状とサイズを有しても良いが、異なっていても良い。偏向器２０５によって、かかる第２の成形アパーチャ基板２０６上での第１のアパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させる（可変成形を行なう）ことができる。よって、第２の成形アパーチャ基板２０６の成形開口４０によって試料１０１面に照射されるビームの最終成形が行われる。そして、第２の成形アパーチャ基板２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、収差補正器２１０を通過して、球面収差が補正される。そして、収差補正器２１０を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、第３の成形アパーチャ基板２１１の大開口４３を素通りし、対物レンズ２０７により試料１０１上に焦点を合わせ（結像し）、主偏向器２０８、副偏向器２０９、及び第３偏向器２０９１によって偏向され、連続的または断続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料１０１の所望する位置に照射される。図４（ａ）の例では、クーロン効果に影響する光路長Ｌは、ビームの最終成形位置Ａ１である第２の成形アパーチャ基板２０６の高さ位置から試料１０１面までの光路長Ｌ１となる。

一方、図４（ｂ）では、第３のアパーチャ像に対して収差補正を行わずに光路長Ｌを短くするケース２の構成を示している。図４（ｂ）の例では、第１の成形アパーチャ基板２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２の成形アパーチャ基板２０６の大開口４２を素通りして収差補正器２１０上に入射する。第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、収差補正器２１０により球面収差が補正されるものの、最終成形段階ではないので、試料１０１でのビーム形状と寸法は確定しない。収差補正器２１０を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、第３の成形アパーチャ基板２１１上に投影される。偏向器２０５によって、かかる第３の成形アパーチャ基板２１１上での第１のアパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させる（可変成形を行なう）ことができる。また第３の成形アパーチャ基板２０６と第３の成形アパーチャ基板２１１の間に設置された図示されない偏向器によってアパーチャ像を偏向制御しても良い（以下の実施形態でも同様）。よって、第３の成形アパーチャ基板２１１の成形開口４１によって試料１０１面に照射されるビームの最終成形が行われる。そして、第３の成形アパーチャ基板２１１を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により試料１０１上に焦点を合わせ（結像し）、主偏向器２０８、副偏向器２０９、及び第３偏向器２０９１によって偏向され、連続的または断続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料１０１の所望する位置に照射される。図４（ｂ）の例では、クーロン効果に影響する光路長Ｌは、ビームの最終成形位置Ａ２である第３の成形アパーチャ基板２１１の高さ位置から試料１０１面までの光路長Ｌ２となる。

上述したケース１，２を行うためには、第２の成形アパーチャ基板２０６による最終成形と第３の成形アパーチャ基板２１１による最終成形とを切り替えることが必要となる。そこで、実施の形態１では、駆動機構２３０によって、第２の成形アパーチャ基板２０６をビーム軌道中心軸方向（光軸）と直交する方向に機械的に移動する。かかる場合に、第２の成形アパーチャ基板２０６にビーム成形開口４０とビーム成形開口よりも十分大きく全ビームが素通り可能な大開口４２との２つの開口部を形成しておくと好適である。２つの開口部を形成することにより、第２の成形アパーチャ基板２０６を電子軌道外へと移動させる場合には、電子軌道内に大開口４２が位置するように移動し、第２の成形アパーチャ基板２０６を電子軌道内へと移動させる場合には、電子軌道内にビーム成形開口４０が位置するように移動させても好適である。かかる構成により第２の成形アパーチャ基板２０６全体を電子軌道の外側へと移動させる場合よりも第２の成形アパーチャ基板２０６の移動量を小さくできる。但し、これに限るものではなく、第２の成形アパーチャ基板２０６全体を電子軌道の外側へと移動させる場合であっても構わない。

同様に、駆動機構２３２によって、第３の成形アパーチャ基板２１１をビーム軌道中心軸方向（光軸）と直交する方向に機械的に移動する。かかる場合に、第３の成形アパーチャ基板２１１にビーム成形開口とビーム成形開口４１よりも十分大きく全ビームが素通り可能な大開口４３との２つの開口部を形成しておくと好適である。２つの開口部を形成することにより、第３の成形アパーチャ基板２１１を電子軌道外へと移動させる場合には、電子軌道内に大開口４３が位置するように移動し、第３の成形アパーチャ基板２１１を電子軌道内へと移動させる場合には、電子軌道内にビーム成形開口４１が位置するように移動させても好適である。かかる構成により第３の成形アパーチャ基板２１１全体を電子軌道の外側へと移動させる場合よりも第３の成形アパーチャ基板２１１の移動量を小さくできる。但し、これに限るものではなく、第３の成形アパーチャ基板２１１全体を電子軌道の外側へと移動させる場合であっても構わない。

以上のように、光路長Ｌを長くしてでも収差補正を行うケース１では、第２の成形アパーチャ基板２０６（ビーム成形開口）を電子軌道内へと移動させ、第３の成形アパーチャ基板２１１（ビーム成形開口）を電子軌道外へと移動させる。収差補正を行わずに光路長Ｌを短くするケース２では、逆に、第２の成形アパーチャ基板２０６（ビーム成形開口）を電子軌道外へと移動させ、第３の成形アパーチャ基板２１１（ビーム成形開口４１）を電子軌道内へと移動させる。かかるように、第２の成形アパーチャ基板２０６と前記第３の成形アパーチャ基板２１１の位置関係を変化させる、すなわち切り替える機械式機構によって最終成形を行う成形アパーチャ基板が決められる。

図６は、実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図６において、実施の形態１における描画方法は、ショット分割工程（Ｓ２０２）と、ショットサイズ判定工程（Ｓ２０４）と、アパーチャ設定工程（Ｓ２０６）と、アパーチャ判定工程（Ｓ２０８）と、アパーチャ切り替え工程（Ｓ２１０）と、描画工程（Ｓ２２０）と、判定工程（Ｓ２２２）と、いう一連の工程を実施する。

ショットデータ生成工程（Ｓ２０２）として、ショットデータ生成部７０は、記憶装置１４０から描画データを読み出し、複数段のデータ処理を行って、描画データに定義される図形パターンを描画するためのショットデータ（１）を生成する。描画装置１００による１回のビームのショットで形成可能なサイズ及び形状には制限がある。そこで、図形パターンをショット可能なサイズ及び形状の１つのショット図形を生成する。或いは、図形パターンをショット可能なサイズ及び形状の複数のショット図形に分割する。ショットデータ（１）には、ショット図形の図形種を示す図形コード、配置座標、及び寸法等が定義される。その他、照射量情報が同データ内に定義されてもよい。或いは照射量情報が別データとして入力されてもよい。生成されたショットデータ（１）は、一時的に記憶装置１４２に格納される。かかる処理は、ストライプ領域２０単位で実施すると好適である。また、ショットデータ生成部７０は、ショット順に、ショットデータを並び替える。

ショットサイズ判定工程（Ｓ２０４）として、ショットサイズ判定部７２は、ショット図形毎に、当該ショット図形のショットサイズを判定する。

アパーチャ設定工程（Ｓ２０６）として、アパーチャ設定部７４は、ショット図形毎に、判定されたショットサイズに対応する成形アパーチャを設定する。具体的には、図３に示したように、分岐点となるショットサイズＬｓ’よりもショットサイズが小さい場合には、光路長Ｌが長くなっても収差補正を行った方が、解像度が相対的に改善する。逆にショットサイズＬｓ’よりもショットサイズが大きい場合には、収差補正を行うよりも光路長Ｌを短くする方が、解像度が相対的に改善する。言い換えれば、ショットサイズＬｓ’よりもショットサイズが小さい場合には、当該ショット図形の電子ビームについて第２の成形アパーチャ基板２０６により最終成形した方が、解像度が相対的に改善する。逆にショットサイズＬｓ’よりもショットサイズが大きい場合には、当該ショット図形の電子ビームについて第３の成形アパーチャ基板２１１により最終成形した方が、解像度が相対的に改善する。そこで、アパーチャ設定部７４は、ショット図形毎に、判定されたショットサイズに応じて解像度が相対的に改善する成形アパーチャ基板を第２の成形アパーチャ基板２０６（Ｓ２１）と第３の成形アパーチャ基板２１１（Ｓ２２）とのうちから選択する。そして、アパーチャ設定部７４は、第２の成形アパーチャ基板２０６と第３の成形アパーチャ基板２１１とのうち選択された一方を示す識別子を当該ショット図形のショットデータに付加データとして定義する。当該ショット図形のショットサイズが分岐点となるショットサイズＬｓ’と一致する場合には、予め、第２の成形アパーチャ基板２０６と第３の成形アパーチャ基板２１１とのいずれを使用するのか決めておけばよい。第２の成形アパーチャ基板２０６と第３の成形アパーチャ基板２１１とのうちのうち一方の成形アパーチャが定義（設定）されたショットデータ（２）は、記憶装置１４２に格納される。かかる処理は、ストライプ領域２０単位で実施すると好適である。かかる処理は、ストライプ領域２０単位で実施することで、処理が終了したストライプ領域２０から順に描画処理を実行できる。言い換えれば、データ処理と描画動作とを並列で実施することが可能にできる。

アパーチャ判定工程（Ｓ２０８）として、アパーチャ判定部６０は、ショット順にショットデータを読み出し、当該ショットデータに定義された成形アパーチャが第２の成形アパーチャ基板２０６と第３の成形アパーチャ基板２１１とのうちのいずれなのか判定する。ショットデータに定義された識別子から判定すればよい。

アパーチャ切り替え工程（Ｓ２１０）として、切換部６２は、最終成形に使用する成形アパーチャを判定された第２の成形アパーチャ基板２０６と第３の成形アパーチャ基板２１１とのうちの一方に切り替える。具体的には、切換部６２は、駆動機構２３０と駆動機構２３２とを制御して、判定された成形アパーチャの成形開口が、ビーム軌道内に配置され、判定されなかった成形アパーチャがビーム軌道に干渉しない位置に配置するように第２の成形アパーチャ基板２０６と第３の成形アパーチャ基板２１１とを移動させる。前回のショットにおいて、既に判定された成形アパーチャで最終成形できるように配置されている場合には、移動させる必要がないことは言うまでもない。

描画工程（Ｓ２２０）として、描画制御部７８の制御のもと、制御回路１２０により、描画機構１５０が駆動される。描画機構１５０は、ショット毎に、第２の成形アパーチャ基板２０６と第３の成形アパーチャ基板２１１との一方によって可変成形された電子ビーム２００を、ＸＹステージ１０５上に配置された試料１０１に照射する。これにより、試料１０１には、可変成形された電子ビーム２００に対応するショット図形が描画される。上述したように、ケース１の構成にセットされた場合（ショット図形のショットサイズがショットサイズＬｓ’よりも小さいビームショットの場合）、第２の成形アパーチャ基板２０６の成形開口によってビームの最終成形が行われ、収差補正器２１０を通過して、球面収差が補正された状態で、第３の成形アパーチャ基板２１１によりビームがカットされずに試料１０１の所望する位置に照射される。逆に、ケース２の構成にセットされた場合（ショット図形のショットサイズがショットサイズＬｓ’よりも大きいビームショットの場合）、第３の成形アパーチャ基板２１１の成形開口によってビームの最終成形が行われ、第２のアパーチャ像の球面収差は補正されないが、クーロン効果によるビームボケを低減した状態（或いは増大させない状態）で、試料１０１の所望する位置に照射される。

判定工程（Ｓ２２２）として、判定部７６は、すべてのショットが終了したかどうかを判定する。すべてのショットが終了した場合には終了する。すべてのショットが終了していない場合には、アパーチャ判定工程（Ｓ２０８）に戻り、すべてのショットが終了するまで、アパーチャ判定工程（Ｓ２０８）から判定工程（Ｓ２２２）までの各工程を実施する。

図７は、実施の形態１における試料１０１に塗布したレジストの閾値モデルのビームプロファイルの一例を説明するための図である。ビームの解像度の低い状態では、図７（ａ）に示すように、ビームプロファイル（ドーズ分布）において、解像閾値Ｔｈ近傍の立ち上がりの角度が緩やかになり、解像閾値Ｔｈを超える（すなわち感光する）ショット図形の解像度を低くしていた。これに対して、実施の形態１により、特に、ショットサイズが分岐点となるショットサイズＬｓ’よりも小さいビームショットでは、図７（ｂ）に示すように、ビームプロファイル（ドーズ分布）において、解像閾値Ｔｈ近傍の立ち上がりの角度を急峻にでき、ショット図形の解像度を高くできる。ショットサイズが分岐点となるショットサイズＬｓ’よりも大きいビームショットでは、図４（ｂ）に示した光路長Ｌ２が従来と同様であれば、解像度を低下させずに維持できる。光路長Ｌ２が従来よりも短くできれば、クーロン効果によるボケを低減でき、図７（ｂ）に示すように、解像度を高くできる。

図８は、実施の形態１におけるパターン形成手法の一例を示す図である。上述したように、ケース２において、図４（ｂ）に示した光路長Ｌ２が従来と同様であれば、解像度が特に向上するわけではない。しかし、図８に示すように、ショットサイズが大きいショット図形１１のエッジに、ケース１によって解像度が向上できるショットサイズが小さいショット図形１３を並べて配置することで、パターン寸法は、ショット図形１３間によって制御できる。よって、図４（ｂ）に示した光路長Ｌ２が従来と同様であっても、図８に示すように、エッジをショット図形１３で規定することで、形成される図形パターンの解像度を向上させることができる。

図９は、実施の形態１の変形例の構成の一部を示す図である。図９において、駆動機構２３０，２３２の代わりに、偏向器２４０，２４２を配置した点以外は、図１と同様である。図９の例では、投影レンズ２０４よりもビーム軌道上流側の構成については図示を省略している。実施の形態１の変形例では、可変成形に用いる第２の成形アパーチャ基板２０６と第３の成形アパーチャ基板２１１とを荷電粒子ビームの軌道を偏向することによって切り替える偏向機構によって切り替える。具体的には、以下のように動作する。第２の成形アパーチャ基板２０６にビーム成形開口４０とビーム成形開口４０よりも十分大きく全ビームが素通り可能な大開口４２との２つの開口部を形成しておく。同様に、第３の成形アパーチャ基板２１１にビーム成形開口４１とビーム成形開口４１よりも十分大きく全ビームが素通り可能な大開口４３との２つの開口部を形成しておく。そして、第２の成形アパーチャ基板２０６と第３の成形アパーチャ基板２１１との配置位置は固定する。但し、第２の成形アパーチャ基板２０６のビーム成形開口４０のビーム軌道下流側に第３の成形アパーチャ基板２１１の大開口４３が位置すると共に、第２の成形アパーチャ基板２０６の大開口４２のビーム軌道下流側に第３の成形アパーチャ基板２１１のビーム成形開口４１が位置するように配置する。そして、第１の成形アパーチャ基板２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２の成形アパーチャ基板２０６上に投影され、偏向器２０５によって、かかる第２の成形アパーチャ基板２０６上で可変成形されるように偏向制御される。

ここで、ケース１の構成にセットされた場合（ショット図形のショットサイズがショットサイズＬｓ’よりも小さいビームショットの場合）、偏向器２４０，２４２は、特にビーム偏向を行わない。或いは、第２の成形アパーチャ基板２０６のビーム成形開口４０の位置が偏向器２０５による偏向では位置がずれる場合、偏向器２４０が、第２の成形アパーチャ基板２０６のビーム成形開口で最終成形が行われるようにビームを偏向し、偏向器２４２が平行ビームになるようにビーム軌道の角度を振り戻す。かかる偏向器２４０，２４２により形成される電場による電磁方式によって、ビームを最終成形する第２の成形アパーチャ基板２０６のビーム成形開口の位置にビームを導く。そして、第２の成形アパーチャ基板２０６上での第１のアパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させる（可変成形を行なう）ことができる。そして、第２の成形アパーチャ基板２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、収差補正器２１０を通過して、球面収差が補正される。そして、収差補正器２１０を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、第３の成形アパーチャ基板２１１の大開口４３を素通りし、対物レンズ２０７により試料１０１上に焦点を合わせ（結像し）、主偏向器２０８、副偏向器２０９、及び第３偏向器２０９１によって偏向され、連続的または断続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料１０１の所望する位置に照射される。尚、上記では電場による電磁方式を例にとって説明したが、磁場によってビームを偏向しても良い（磁場による電磁方式）。

逆に、ケース２の構成にセットされた場合（ショット図形のショットサイズがショットサイズＬｓ’よりも大きいビームショットの場合）、偏向器２４０が、第３の成形アパーチャ基板２１１のビーム成形開口４１で最終成形が行われるようにビームを偏向し、偏向器２４２が平行ビームになるようにビーム軌道の角度を振り戻す。かかる偏向器２４０，２４２により形成される電場による電磁方式によって、ビームを最終成形する第３の成形アパーチャ基板２１１のビーム成形開口４１の位置にビームを導く。そして、第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、第２の成形アパーチャ基板２０６の大開口４２を素通りし、収差補正器２１０により球面収差が補正されるものの、最終成形段階ではないので、ビーム形状と寸法は確定しない。収差補正器２１０を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、第３の成形アパーチャ基板２１１上に投影される。そして、第３の成形アパーチャ基板２１１上での第１のアパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させる（可変成形を行なう）ことができる。そして、第３の成形アパーチャ基板２１１を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により試料１０１上に焦点を合わせ（結像し）、主偏向器２０８、副偏向器２０９、及び第３偏向器２０９１によって偏向され、連続的または断続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料１０１の所望する位置に照射される。

以上のように、実施の形態１によれば、ＶＳＢ方式の電子ビーム照射において、成形ビームの形状の解像度を向上できる。

実施の形態２．
実施の形態１では、ショットサイズが大きいケース２を構成する場合、第１のアパーチャ像が第３の成形アパーチャ基板２１１上に投影される場合について説明した。実施の形態２では、ケース２を構成する場合で光路長Ｌ２が従来と同様であっても解像度を向上可能な構成について説明する。

図１０は、実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。図１０において、第２の成形アパーチャ基板２０６と第３の成形アパーチャ基板２１１との間に制限アパーチャ基板２５０がさらに配置された点以外は、図１と同様である。制限アパーチャ基板２５０は、ビームの集束点に配置するのが望ましい。図１０の例では、収差補正器２１０内の入射トランスファーレンズ２１６と出射コリメータレンズ２２２の間で電子ビームが集束するので、かかる集束位置に配置すると好適である。

また、実施の形態２における描画方法の要部工程を示すフローチャート図は、図６と同様である。その他、以下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１０の例では、第１のアパーチャ像が、制限アパーチャ基板２５０の開口部を通過するため、第１のアパーチャ像のビームのボケを構成する裾野部分の一部をカットできる。言い換えれば、制限アパーチャ基板２５０の開口部は、第１のアパーチャ像のビームの裾野部分の少なくとも一部をカット可能なサイズに形成しておく。かかる構成により、第１のアパーチャ像が第３の成形アパーチャ基板２１１上に投影される、ショットサイズが大きいケース２を構成する場合でも、第３の成形アパーチャ基板２１１上に投影される前に、第１のアパーチャ像のビームの裾野部分（ボケ）の一部を遮蔽できる。よって、可変成形する場合に第３の成形アパーチャ基板２１１の成形開口端部でエッジ形成されない辺のボケを小さくできる。或いは、第３の成形アパーチャ基板２１１の成形開口端部でエッジ形成されない辺のエッジ形成を行うこともできる。第２の成形アパーチャ基板２０６と第３の成形アパーチャ基板２１１との間に配置された制限アパーチャ基板２５０でエッジ形成することで、第２の成形アパーチャ基板２０６でエッジ形成する場合よりも光路長を短くでき、第２の成形アパーチャ基板２０６でエッジ形成する場合に比べてクーロン効果によるボケを低減できる。また、収差補正を行うケース１の場合でも、第２のアパーチャ像のビームの裾野部分（ボケ）の一部を遮蔽できる。

以上のように、実施の形態２によれば、実施の形態１よりもさらに解像度を向上できる。特に、ケース２を構成する場合に光路長Ｌ２が従来と同様であっても解像度を向上できる。

実施の形態３．
実施の形態１，２において説明したように、光路長Ｌが長くなっても収差補正を行った方が、解像度が相対的に改善するショットサイズと収差補正を行うよりも光路長Ｌを短くする方が、解像度が相対的に改善するショットサイズとの分岐点となるショットサイズＬｓ’が存在する。かかる分岐点となるショットサイズＬｓ’を正確に測定できれば、解像度を向上させるうえで望ましい。そこで、実施の形態３では、分岐点となるショットサイズＬｓ’を実際に評価基板等に描画しなくても探索可能な構成について説明する。

図１１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１２は、実施の形態３における描画機構の動作を説明するための断面図である。図１１において、第２の成形アパーチャ基板２０６と第３の成形アパーチャ基板２１１とのうち、最終段の成形アパーチャ基板となる第３の成形アパーチャ基板２１１に電流計２５２を電気的に接続する点、ＸＹステージ１０５上は、マーク１０７が配置される点、ＸＹステージ１０５上にファラディカップ１０８が配置される点、及び制御計算機１１０内に測定部７９が配置される点、以外は図１と同様である。また、図１２において、最終段の成形アパーチャ基板となる第３の成形アパーチャ基板２１１に電流計２５２を電気的に接続する点、及び２次電子３００が追加された点以外は図４と同様である。

ショットデータ生成部７０、ショットサイズ判定部７２、アパーチャ設定部７４、判定部７６、描画制御部７８、及び測定部７９といった各「〜部」は、処理回路を含み、その処理回路には、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、半導体装置等が含まれる。また、各「〜部」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いてもよい。或いは、異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。ショットデータ生成部７０、ショットサイズ判定部７２、アパーチャ設定部７４、判定部７６、描画制御部７８、及び測定部７９内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ１１２に記憶される。

また、マーク１０７の表面高さ位置は、試料１０１の表面と同様の高さ位置に調整可能に配置される。電流計２５２の一方の端子が第３の成形アパーチャ基板２１１に電気的に接続される。そして、他方の端子がグランド接続される。そして、電子ビーム２００がマーク１０７上をスキャンできる位置にＸＹステージ１０５を移動させる。

光路長Ｌを長くしてでも収差補正を行うケース１の構成にセットされた状態で、ショットサイズを可変にしながら、電子ビーム２００を３段偏向器２０８１で偏向することにより電子ビーム２００でマーク１０７上をスキャンする。そして、電子ビーム２００の照射によって、マーク１０７及びマーク周辺から放出され、第３の成形アパーチャ基板２１１に衝突した２次電子３００の電流を電流計２５２で測定する。電流計２５２の出力は、測定部７９に入力される。測定部７９は、電流計２５２で測定された電流波形をつかって、２次元の電子像であるマーク像を取得する。かかるマーク像の電流波形の裾野（ボケ）部分の寸法を測定することで、ビームの解像度を測定できる。かかる測定により、図３のグラフＰを測定できる。尚、２次電子の代わりに反射電子の電流を測定しても良い。

同様に、収差補正を行わずに光路長Ｌを短くするケース２の構成にセットされた状態で、ショットサイズを可変にしながら、電子ビーム２００を３段偏向器２０８１で偏向することにより電子ビーム２００でマーク１０７上をスキャンする。そして、電子ビーム２００の照射によって、マーク１０７及びマーク周辺から放出され、第３の成形アパーチャ基板２１１に衝突した２次電子３００の電流を電流計２５２で測定する。電流計２５２の出力は、測定部７９に入力される。測定部７９は、電流計２５２で測定された電流波形をつかって、マーク像を取得する。かかるマーク像の電流波形の裾野（ボケ）部分の寸法を測定することで、ビームの解像度を測定できる。かかる測定により、図３のグラフＱを測定できる。

そして、測定部７９は、グラフＰとグラフＱの交差するショットサイズを演算することで、分岐点となるショットサイズＬｓ’を演算できる。

或いは、光路長Ｌを長くしてでも収差補正を行うケース１の構成にセットされた状態で、ショットサイズを可変にしながら、電子ビーム２００を３段偏向器２０８１で偏向することにより電子ビーム２００でファラディカップ１０８上をスキャンしても良い。そして、ファラディカップ１０８に入射した電子ビーム２００の電流をファラディカップ１０８で測定する。ファラディカップ１０８の出力は、測定部７９に入力される。測定部７９は、ファラディカップ１０８で測定された電流波形をつかって、マーク像を取得する。かかるマーク像の電流波形の裾野（ボケ）部分の寸法を測定することで、ビームの解像度を測定できる。かかる測定により、図３のグラフＰを測定できる。

同様に、収差補正を行わずに光路長Ｌを短くするケース２の構成にセットされた状態で、ショットサイズを可変にしながら、電子ビーム２００を３段偏向器２０８１で偏向することにより電子ビーム２００でファラディカップ１０８上をスキャンしても良い。そして、ファラディカップ１０８に入射した電子ビーム２００の電流をファラディカップ１０８で測定する。ファラディカップ１０８の出力は、測定部７９に入力される。測定部７９は、ファラディカップ１０８で測定された電流波形をつかって、マーク像を取得する。かかるマーク像の電流波形の裾野（ボケ）部分の寸法を測定することで、ビームの解像度を測定できる。かかる測定により、図３のグラフＱを測定できる。

そして、測定部７９は、グラフＰとグラフＱの交差するショットサイズを演算することで、分岐点となるショットサイズＬｓ’を演算できる。

或いは、ファラディカップ１０８の代わりに、位置センサ（ＳＳＤ）をＸＹステージ１０５上に配置しても良い。そして、ファラディカップ１０８での測定と同様に、位置センサ（ＳＳＤ）で各ショットサイズのビームの電流量を測定しても良い。

以上のように実施の形態３によれば、レジストが塗布された評価基板等に実際に電子ビームを照射して描画しなくても分岐点となるショットサイズＬｓ’を探索できる。例えば、あるチップパターンを描画している途中で、分岐点となるショットサイズＬｓ’を測定できる。例えば、ストライプ領域２０を描画した後で、次のストライプ領域２０を描画する前に分岐点となるショットサイズＬｓ’を測定できる。或いは、描画処理の前或いは終了後に分岐点となるショットサイズＬｓ’を測定しても良い。

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、アパーチャ設定工程（Ｓ２０６）において第２の成形アパーチャ基板２０６と第３の成形アパーチャ基板２１１とのうち選択された一方を示す識別子を当該ショット図形のショットデータに付加データとして定義する場合を説明したがこれに限るものではない。付加データとして定義しておかなくても、描画時にショットサイズから直接判定してアパーチャの切り替えを行っても構わない。

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可変成形型荷電粒子ビーム照射装置及び可変成形型荷電粒子ビーム照射方法は、本発明の範囲に包含される。

１０ 描画領域
１１，１３ ショット図形
２０ ストライプ領域
３０ ＳＦ
４０，４１ 成形開口
４２，４３ 大開口
５２，５４，５６ ショット図形
６０ アパーチャ判定部
６２ 切換部
７０ ショットデータ生成部
７２ ショットサイズ判定部
７４ アパーチャ設定部
７６ 判定部
７８ 描画制御部
７９ 測定部
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
１２０ 制御回路
１４０，１４２ 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
２０３，４１０ 第１の成形アパーチャ基板
２０４ 投影レンズ
２０５ 偏向器
２０６，４２０ 第２の成形アパーチャ基板
２０７ 対物レンズ
２０８ 主偏向器
２０９ 副偏向器
２１０ 収差補正器
２１４，２２４ 多極子レンズ
２１２，２２２ コリメータレンズ
２１６，２２６ トランスファーレンズ
２１８ 電子レンズ
２１９ ブランキング偏向器
２３０，２３２ 駆動機構
２４０，２４２ 偏向器
２５０ 制限アパーチャ基板
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース

Claims (6)

1. 荷電粒子ビームを放出する放出源と、
   開口部が形成され、前記開口部全体に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記荷電粒子ビームを前記開口部の開口サイズに成形する第１の成形アパーチャ基板と、
   いずれも前記開口サイズの荷電粒子ビームを可変成形する、切り替え可能に配置された第２と第３の成形アパーチャ基板と、
   前記第２の成形アパーチャ基板と前記第３の成形アパーチャ基板との間に配置され、通過する前記荷電粒子ビームの収差を補正する収差補正器と、
   前記第２の成形アパーチャ基板と前記第３の成形アパーチャ基板との一方によって可変成形された荷電粒子ビームが照射される基板を配置するステージと、
   を備えたことを特徴とする可変成形型荷電粒子ビーム照射装置。
2. 可変成形に用いる前記第２の成形アパーチャ基板と前記第３の成形アパーチャ基板とを前記荷電粒子ビームの軌道を偏向することによって切り替える偏向機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の可変成形型荷電粒子ビーム照射装置。
3. 可変成形に用いる前記第２の成形アパーチャ基板と前記第３の成形アパーチャ基板とを前記第２の成形アパーチャ基板と前記第３の成形アパーチャ基板の位置関係を変化させることによって切り替える機械式機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の可変成形型荷電粒子ビーム照射装置。
4. 前記第２の成形アパーチャ基板と前記第３の成形アパーチャ基板との間に配置された、制限アパーチャ基板をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３記載の可変成形型荷電粒子ビーム照射装置。
5. 前記第２の成形アパーチャ基板と前記第３の成形アパーチャ基板とのうち、最終段の成形アパーチャ基板に電気的に接続された電流計をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の可変成形型荷電粒子ビーム照射装置。
6. 開口部が形成された第１の成形アパーチャ基板の前記開口部全体に放出源から放出された荷電粒子ビームの照射を受け、前記荷電粒子ビームを前記開口部の開口サイズに成形する工程と、
   ショットサイズの大小によって切り替えられる第２と第３の成形アパーチャ基板の一方を用いて、前記開口サイズの荷電粒子ビームを可変成形する工程と、
   前記第２の成形アパーチャ基板と前記第３の成形アパーチャ基板との間に配置された収差補正器を用いて、通過する前記荷電粒子ビームの収差を補正する工程と、
   前記第２の成形アパーチャ基板と前記第３の成形アパーチャ基板との一方によって可変成形された荷電粒子ビームを、ステージ上に配置された基板に照射する工程と、
   を備えたことを特徴とする可変成形型荷電粒子ビーム照射方法。

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