JP2023172433A - マルチ荷電粒子ビーム照射装置及びマルチ荷電粒子ビーム照射方法 - Google Patents

Abstract

【目的】大電流量モードと小電流量モードとを選択的に切り換えることが可能なマルチビーム照射装置を提供する。【構成】本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム照射装置は、荷電粒子ビームのマルチビームアレイを形成する成形アパーチャアレイ基板２０３と、マルチビームアレイの各ビームの少なくとも一部が通過可能な、複数の通過孔が形成され、複数の通過孔の一部の通過孔の形状が他の通過孔と異なる制限アパーチャアレイ基板２１２と、マルチビームアレイと制限アパーチャアレイ基板との相対位置が変化するように、マルチビームの軌道中心軸と直交する方向に、成形アパーチャアレイ基板と、制限アパーチャアレイ基板と、マルチビームアレイと、の少なくともいずれかを移動させる駆動機構２１４と、マルチビームアレイのうち、移動によりマルチビームアレイとの相対位置を所定の位置とした制限アパーチャアレイ基板を通過したビームアレイを試料に照射する光学系と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、マルチ荷電粒子ビーム照射装置及びマルチ荷電粒子ビーム照射方法に係り、例えば、マルチビーム描画装置における基板に照射されるビームアレイの電流量を選択する手法に関する。

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。

ここで、マルチビーム描画では、全電流量を大きくするほど、照射時間を短縮できる或いは照射面積を大きくできるので、スループットを高めることができる。しかし、その反面、クーロン効果が大きくなるため描画精度は劣化する。逆に、全電流量を小さくするほどクーロン効果を小さくできるため描画精度を向上させることができる。しかし、その反面、照射時間が長くなる或いは照射面積が小さくなるので、スループットは劣化する。このように、スループットと描画精度はトレードオフの関係にある。しかし、描画装置では、描画精度を犠牲にしてもスループットを高めることが求められる処理と、スループットを犠牲にしても描画精度を高めることが求められる処理と、の両方が行われ得る。よって、大電流量モードと小電流量モードとの切り換えが可能な構成が望ましい。かかる問題は、マルチビーム描画装置に限るものではなく、例えば、マルチビーム検査装置等のマルチビームを照射する照射装置において同様に生じ得る。全電流量を小さくする手法として、ビームサイズを小さくすること、或いはビーム本数を少なくすることが挙げられる。

ここで、ビームサイズを小さくする手法として、第１と第２の成形アパーチャアレイを配置して、第１の成形アパーチャアレイで成形されたマルチビームを第１と第２の成形アパーチャアレイの間に配置された偏向器で偏向することで第２の成形アパーチャアレイでマルチビームを成形し直す手法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

次に、ビーム本数を少なくする手法として、マルチビーム全体が通過可能な大開口が形成されたシャッターの位置をずらすことで、マルチビームの矩形外周部の１辺側のビーム列を遮蔽するといったことが考えられる。ここで、マルチビームのうち外周側のビームほどクロスオーバ位置でのビーム径が大きくなり、ブランキング偏向する際に漏れビームが生じやすい。そのため、ビーム本数を少なくする場合、できるだけ中央部のビームアレイを使用することが望まれる。しかしながら、かかる手法ではマルチビームの外周部全体を遮蔽することが困難であるばかりか、両サイドを同時に遮蔽することも困難である。

特開２０１８－０９８２４２号公報

本発明の一態様は、大電流量モードと小電流量モードとを選択的に切り換えることが可能なマルチビーム照射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照射装置は、
荷電粒子ビームのマルチビームアレイを形成する成形アパーチャアレイ基板と、
マルチビームアレイの各ビームの少なくとも一部が通過可能な、複数の通過孔が形成され、複数の通過孔の一部の通過孔の形状が他の通過孔と異なる制限アパーチャアレイ基板と、
マルチビームアレイと制限アパーチャアレイ基板との相対位置が変化するように、マルチビームの軌道中心軸と直交する方向に、成形アパーチャアレイ基板と、制限アパーチャアレイ基板と、マルチビームアレイと、の少なくともいずれかを移動させる機構と、
マルチビームアレイのうち、移動によりマルチビームアレイとの相対位置を所定の位置とした制限アパーチャアレイ基板を通過したビームアレイを試料に照射する光学系と、
を備えたことを特徴とする。

また、制限アパーチャアレイ基板は、マルチビームアレイの一部が通過可能な大通過孔と、マルチビームアレイの一部以外のビームアレイが通過可能な、複数の小通過孔とが形成されると好適である。

また、制限アパーチャアレイ基板は、相対位置を変化させることで、マルチビームアレイと、前記マルチビームアレイの一部と、の一方を選択的に通過させると好適である。

また、複数の通過孔は、３つ以上の形状の複数のグループのうちいずれかのグループの形状に形成されると好適である。

また、制限アパーチャアレイ基板は、マルチビームアレイの一部を通過させる場合に、マルチビームアレイのうち中央部のビームアレイを通過させると好適である。

また、制限アパーチャアレイ基板は、マルチビームアレイの少なくとも一部を通過させるとき、マルチビームアレイの各ビームのそれぞれ一部を通過させて可変成形すると好適である。

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム照射方法は、
複数の成形開口部が形成された成形アパーチャアレイによりマルチビームアレイを形成する工程と、
成形アパーチャアレイ基板と、マルチビームアレイの各ビームが通過可能な、複数の通過孔が形成され、複数の通過孔形状が領域毎に異なる制限アパーチャアレイ基板との相対位置が変化するように、マルチビームの軌道中心軸と直交する方向に成形アパーチャアレイ基板、制限アパーチャアレイ基板と、マルチビームアレイと、の少なくとも一方を移動させることにより、マルチビームアレイと制限アパーチャアレイ基板との相対位置を変動させる工程と、
マルチビームアレイのうち、移動によりマルチビームアレイとの相対位置を所定の位置とした制限アパーチャアレイ基板を通過したビームアレイ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、制限アパーチャアレイ基板は、マルチビームアレイの一部が通過可能な大通過孔と、マルチビームアレイの一部を除くビームアレイが通過可能な、複数の小通過孔とが形成されると好適である。

本発明の一態様によれば、大電流量モードと小電流量モードとを選択的に切り換えることが可能なマルチビーム照射ができる。

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における制限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における成形アパーチャアレイ基板と制限アパーチャアレイ基板との相対位置に応じたマルチビームの状態を説明するための図である。 実施の形態１における制限アパーチャアレイ基板の通過孔の形状と通過するビームアレイとの一例を示す図である。 実施の形態１における制限アパーチャアレイ基板の通過孔の形状と通過するビームアレイとの他の一例を示す図である。 実施の形態１における制限アパーチャアレイ基板の通過孔の形状と通過するビームアレイとの他の一例を示す図である。 実施の形態１におけるビームアレイ領域と通過領域との関係の一例を示す図である。 実施の形態１におけるビームアレイ領域のサブ領域と通過領域との関係テーブルの一例を示す図である。 実施の形態１における制限アパーチャアレイ基板の通過孔の形状の一例を示す図である。 実施の形態１におけるビームアレイ領域と通過領域との関係の他の一例を示す図である。 実施の形態１におけるビームアレイ領域のサブ領域と通過領域との関係テーブルの他の一例を示す図である。 実施の形態１における制限アパーチャアレイ基板の通過孔の形状の他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２における制限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２における成形アパーチャアレイ基板と制限アパーチャアレイ基板との相対位置に応じたマルチビームの状態を説明するための図である。

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、マルチ荷電粒子ビーム照射装置の一例として、マルチ電子ビーム描画装置について説明する。照射装置は描画装置に限るものではなく、露光装置、若しくは検査装置等であっても良い。

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照射装置の一例である。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、制限アパーチャアレイ基板２１２、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、副偏向器２０９、及び駆動回路２１４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、アパーチャアレイ制御回路１３１、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を有している。制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、アパーチャアレイ制御回路１３１、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１３４を介して偏向制御回路１３０により制御される。レンズ制御回路１３６には、照明レンズ２０２、縮小レンズ２０５、及び対物レンズ２０７が接続され、それぞれ制御される。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。アパーチャアレイ制御回路１３１には、駆動回路２１４が接続される。駆動回路２１４は、成形アパーチャアレイ基板２０３と制限アパーチャアレイ基板２１２との少なくとも一方を移動させる。図１の例では、駆動回路２１４が制限アパーチャアレイ基板２１２を移動させる場合について示している。

制御計算機１１０内には、ショットデータ生成部６２、データ加工部６４、モード選択部６６、転送制御部７９、及び描画制御部８０が配置されている。ショットデータ生成部６２、データ加工部６４、モード選択部６６、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。ショットデータ生成部６２、データ加工部６４、モード選択部６６、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、横（ｘ方向）ｐ列×縦（ｙ方向）ｑ段（ｐ，ｑ≧２）の開口部（成形開口部）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、横縦（ｘ，ｙ方向）に８列×７段の開口部２２が形成される場合を示している。開口部２２の数は、これに限るものではない。例えば、５１２列×５１２段の開口部２２が形成される場合であっても構わない。各開口部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。これらの複数の開口部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における制限アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。図３において、制限アパーチャアレイ基板２１２には、マルチビーム２０のビーム本数と同じ数の複数の通過孔２１，２３が形成される。複数の通過孔２１，２３は、制限アパーチャアレイ基板２１２上でのマルチビーム２０のビームピッチ（Ｐｘ，Ｐｙ）で配列される各位置（起点）において、ビームが通過可能に形成される。図３において、複数の通過孔の一部の通過孔２３の形状が他の通過孔２１とは異なる。図３の例では、マルチビーム２０の複数の通過孔のうち、中央部のビームアレイ用の中央部の複数の通過孔２３の形成が、周囲のビーム群用の周囲の複数の通過孔２１の形成とは異なる。基本形となる複数の通過孔２１の形状として、例えば、１ビームサイズ＋マージン分のサイズの正方形が用いられる。これに対して、異形となる複数の通過孔２３の形状として、例えば、ｘ方向に横長の長方形が用いられる。長方形の長手方向（ｘ方向）の長さは、各ビームのｘ方向のサイズの２倍以上になるように形成される。例えば、基本形のサイズに対してさらに＋ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分が加算されたサイズの長方形が用いられる。

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、矩形の複数の開口部２２が形成され、電子ビーム２００は、すべての複数の開口部２２が含まれる領域を照明する。複数の開口部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の複数の開口部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。成形アパーチャアレイ基板２０３を通過したマルチビーム２０は、制限アパーチャアレイ基板２１２に進む。駆動機構２１４は、試料１０１に照射されるビームアレイの電流量の異なる複数のモードとのうち、選択されるモードに応じて、成形アパーチャアレイ基板２０３と制限アパーチャアレイ基板２１２との相対位置が変化するように、マルチビーム２０の軌道中心軸と直交する方向に成形アパーチャアレイ基板２０３と制限アパーチャアレイ基板２１２との少なくとも一方を移動させる。

図４は、実施の形態１における成形アパーチャアレイ基板と制限アパーチャアレイ基板との相対位置に応じたマルチビームの状態を説明するための図である。駆動機構２１４が成形アパーチャアレイ基板２０３と制限アパーチャアレイ基板２１２との少なくとも一方を移動させることによって、制限アパーチャアレイ基板２１２は、成形アパーチャアレイ基板２０３と制限アパーチャアレイ基板２１２との相対位置に応じて、マルチビーム２０全体とマルチビーム２０全体のうちの一部のビームアレイとの一方を選択的に通過させる。図４（ａ）の例では、マルチビーム２０全体を選択的に通過させる場合を示している。図４（ａ）の例では、成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の開口部２２を通過したマルチビーム２００のすべてのビーム１３が、制限アパーチャアレイ基板２１２の複数の通過孔２１，２３のいずれかの通過孔内の領域の位置と重なる場合を示している。図４（ａ）の例では、マルチビーム２０のすべてのビーム１３が、制限アパーチャアレイ基板２１２を通過できる。言い換えれば、大電流量のビームアレイで試料１０１が照射される。

図４（ｂ）の例では、駆動機構２１４が成形アパーチャアレイ基板２０３と制限アパーチャアレイ基板２１２との少なくとも一方を移動させることによって、制限アパーチャアレイ基板２１２は、マルチビーム２０のサイズを可変成形する。図４（ｂ）の例では、例えば、制限アパーチャアレイ基板２１２をマルチビーム２０の軌道中心軸に直交する方向に移動させることにより、成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の開口部２２を通過したマルチビーム２００の各ビーム１３が、制限アパーチャアレイ基板２１２の複数の通過孔２１，２３とそれぞれ一部ずつ重なるように相対位置をずらした場合を示している。これにより、図４（ｂ）の例では、各ビーム１３が、複数の通過孔２１，２３の左上の角部と重なり、各ビーム１３の一部がそれぞれ制限アパーチャアレイ基板２１２を通過できる。言い換えれば、成形アパーチャアレイ基板２０３によって成形されたマルチビーム２０が、制限アパーチャアレイ基板２１２によって、ビームサイズが小さくなるように成形し直される（２段成形される）。図４（ｂ）の例では、２段成形により、マルチビーム２０のビームサイズを例えば１／４にできる。成形アパーチャアレイ基板２０３と制限アパーチャアレイ基板２１２との相対位置の関係を調整することで各ビーム１３を可変成形できる。これにより、マルチビーム２０の各ビームのビームサイズを小さくできる。よって、マルチビーム２０の全電流量を小さくできる。

図４（ｃ）の例では、駆動機構２１４が成形アパーチャアレイ基板２０３と制限アパーチャアレイ基板２１２との少なくとも一方を移動させることによって、制限アパーチャアレイ基板２１２は、成形アパーチャアレイ基板２０３と制限アパーチャアレイ基板２１２との相対位置に応じて、マルチビーム２０全体のうちの一部のビームアレイを選択的に通過させる場合を示している。制限アパーチャアレイ基板２１２は、かかる一部のビームアレイを通過させる場合に、マルチビーム２０全体のうち中央部のビームアレイを通過させる。図４（ｃ）の例では、例えば、制限アパーチャアレイ基板２１２をｘ方向にマルチビーム２０のビームサイズよりも大きくずらした場合を示している。これにより、図４（ｃ）の例では、成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の開口部２２を通過したマルチビーム２００のうち、制限アパーチャアレイ基板２１２のｘ方向に横長の通過孔２３に対応するビーム１３は通過孔２３を通過できる。しかし、正方形の通過孔２１に対応するビーム１３は通過孔２１から位置が外れるため制限アパーチャアレイ基板２１２によって遮蔽される。図４（ｃ）の例では、マルチビーム２００のうち、中央部のビームアレイはそれぞれ通過孔２３を通過できる。しかし、周辺部のビーム群は通過孔２１を通過できずに遮蔽される。これにより、マルチビーム２０のビーム本数を少なくすることができる。図４（ｃ）の例では、８×７本のビームアレイを４×５本のビームアレイに制限できる。よって、マルチビーム２０の全電流量を小さくできる。さらに、中央部のビームアレイを選択的に抽出できる。

上述したマルチビームの状態は、成形アパーチャアレイ基板２０３と制限アパーチャアレイ基板２１２の少なくとも一方を駆動回路２１４により移動させることにより達成できる。上述した例では、制限アパーチャアレイ基板２１２を通過するビームアレイをマルチビーム２００全体の場合とマルチビーム２００の中央部のビームアレイとの２つのグループのいずれか１つを選択する場合を説明した。制限アパーチャアレイ基板２１２における異形の通過孔の形状をさらに細分化することで、選択可能なビームアレイのグループをさらに増やすことができる。なお、駆動機構２１４により機械的に成形アパーチャアレイ基板２０３と制限アパーチャアレイ基板２１２との相対位置を変化させているが、駆動機構２１４により電子ビーム２００を偏向させることによって、相対位置を変えてもよい。

図５は、実施の形態１における制限アパーチャアレイ基板の通過孔の形状と通過するビームアレイとの一例を示す図である。図５の例では、制限アパーチャアレイ基板２１２上に照射される５１２×５１２本のマルチビーム２０のうち中央部の例えば２５６×２５６本のビームアレイが通過する領域から領域Ｒ１と、中央部の例えば３８４×３８４本のビームアレイが通過する領域から領域Ｒ１を除いた領域Ｒ２と、領域Ｒ２を取り囲む残りの領域Ｒ３と、の３つのグループに、制限アパーチャアレイ基板２１２上のビームアレイ領域を分ける。５１２×５１２本のマルチビーム２０が照射される制限アパーチャアレイ基板２１２上のビームピッチで配列された各位置を起点として、起点から、例えば、－ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置を３８４×３８４本のビームアレイに制限する位置に設定する。起点から、例えば、＋ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置を２５６×２５６本のビームアレイに制限する位置に設定する。領域Ｒ１に形成される２５６×２５６個の通過孔２３ｂについては、ビームピッチで配列された起点と、起点から－ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置と、起点から＋ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置とのすべてにおいて、ビームが通過可能な形状に形成される。ここでは、ｘ方向に（１ビームサイズ＋マージン）の３倍以上の長さの長方形に形成される。領域Ｒ２に形成される各通過孔２３ａについては、ビームピッチで配列された起点と、－ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置とにおいて、ビームが通過可能であって、＋ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置ではビームが通過できない形状に形成される。ここでは、各通過孔２３ａは、ｘ方向に（１ビームサイズ＋マージン）の２倍以上の長さであって通過孔２３ｂよりも短い長さの長方形に形成される。領域Ｒ３に形成される各通過孔２１については、ビームピッチで配列された起点でだけでビームが通過可能な形状に形成される。ここでは、各通過孔２１は、例えば（１ビームサイズ＋マージン）のサイズの正方形に形成される。なお、各通過孔２１，２３ａ，２３ｂのｙ方向のサイズは１ビームサイズ＋マージンの同じサイズで形成されればよい。図５の例では、成形アパーチャアレイ基板２０３を通過した５１２×５１２本のマルチビーム２０のすべてのビーム１３が、それぞれの領域の対応する通過孔２１（２３ａ或いは２３ｂ）を通過可能な位置に制限アパーチャアレイ基板２１２が調整されている場合を示している。

図６は、実施の形態１における制限アパーチャアレイ基板の通過孔の形状と通過するビームアレイとの他の一例を示す図である。図５に示した状態から、制限アパーチャアレイ基板２１２上での各ビームの照射位置が－ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的にずれた位置、すわなち、制限アパーチャアレイ基板２１２をｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ移動させた状態を示す。或いは、成形アパーチャアレイ基板２０３を－ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ移動させた場合であっても良い。或いは、制限アパーチャアレイ基板２１２をｘ方向に（１ビームサイズ＋マージン分）×Ｌ（但し、Ｌは、０＜Ｌ＜１）だけ移動させると共に、成形アパーチャアレイ基板２０３を－ｘ方向に（１ビームサイズ＋マージン分）×（１－Ｌ）だけ移動させた場合であっても良い。これにより、領域Ｒ３では、通過孔２１の位置がビーム１３の位置から外れるので、領域Ｒ３の各ビーム１３は制限アパーチャアレイ基板２１２によって遮蔽される。領域Ｒ１，Ｒ２では、通過孔２３ｂ，２３ａがビーム１３を通過孔内に含む位置なので、領域Ｒ１，Ｒ２の各ビーム１３は制限アパーチャアレイ基板２１２を通過する。よって、５１２×５１２本のマルチビーム２０を中央部の３８４×３８４本のビームアレイに制限できる。

また、図５に示した状態から、制限アパーチャアレイ基板２１２上での各ビームの照射位置がｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的にずれた位置、すわなち、制限アパーチャアレイ基板２１２を－ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ移動させた場合、領域Ｒ３，Ｒ２では、通過孔２１，２３ａの位置がビーム１３の位置から外れるので、領域Ｒ３，Ｒ２の各ビーム１３は制限アパーチャアレイ基板２１２によって遮蔽される。領域Ｒ１では、通過孔２３ｂがビーム１３を通過孔内に含む位置なので、領域Ｒ１の各ビーム１３は制限アパーチャアレイ基板２１２を通過する。或いは、成形アパーチャアレイ基板２０３を＋ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ移動させた場合であっても良い。或いは、制限アパーチャアレイ基板２１２を－ｘ方向に（１ビームサイズ＋マージン分）×Ｌ（但し、Ｌは、０＜Ｌ＜１）だけ移動させると共に、成形アパーチャアレイ基板２０３を＋ｘ方向に（１ビームサイズ＋マージン分）×（１－Ｌ）だけ移動させた場合であっても良い。これにより、５１２×５１２本のマルチビーム２０を中央部の２５６×２５６本のビームアレイに制限できる。

上述した図５及び図６の例では、制限アパーチャアレイ基板２１２（或いは成形アパーチャアレイ基板２０３）をｘ方向に移動させることにより、制限アパーチャアレイ基板２１２を通過するビームアレイをマルチビーム２００全体の場合と中央部の３８４×３８４本のビームアレイの場合と中央部の２５６×２５６本のビームアレイとの３つのグループのいずれか１つを選択可能な場合を説明した。制限アパーチャアレイ基板２１２における異形の通過孔の形状をさらに改良することで、選択可能なビームアレイのグループをさらに増やすことができる。

図７は、実施の形態１における制限アパーチャアレイ基板の通過孔の形状と通過するビームアレイとの他の一例を示す図である。図７では、制限アパーチャアレイ基板２１２（或いは成形アパーチャアレイ基板２０３）をｘ，ｙ方向に移動させることにより、制限アパーチャアレイ基板２１２を通過するビームアレイを５つのグループのいずれか１つを選択可能にする。図７の例では、制限アパーチャアレイ基板２１２上に照射される５１２×５１２本のマルチビーム２０のうち中央部の例えば１２８×１２８本のビームアレイが通過する領域ｒ１と、中央部の例えば２５６×２５６本のビームアレイが通過する領域から領域ｒ１を除いた領域ｒ２と、中央部の例えば３８４×３８４本のビームアレイが通過する領域から領域ｒ１，ｒ２を除いた領域ｒ３と、中央部の例えば４４８×４４８本のビームアレイが通過する領域から領域ｒ１，ｒ２，ｒ３を除いた領域ｒ４と、領域ｒ４を取り囲む残りの領域ｒ５と、の５つのグループに、制限アパーチャアレイ基板２１２上のビームアレイ領域を分ける。５１２×５１２本のマルチビーム２０が照射される制限アパーチャアレイ基板２１２上のビームピッチで配列された各位置を起点として、起点から、例えば、＋ｙ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置を１２８×１２８本のビームアレイに制限する位置に設定する。また、起点から、例えば、－ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置を２５６×２５６本のビームアレイに制限する位置に設定する。また、起点から、例えば、－ｙ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置を３８４×３８４本のビームアレイに制限する位置に設定する。また、起点から、例えば、＋ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置を４４８×４４８本のビームアレイに制限する位置に設定する。

領域ｒ１に形成される１２８×１２８個の通過孔２３ｅについては、ビームピッチで配列された起点と、起点から＋ｙ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置と、起点から－ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置と、起点から－ｙ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置と、起点から＋ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置と、のすべてにおいて、ビームが通過可能な形状に形成される。図７の例では、通過孔２３ｅは十字形に形成される。

領域ｒ２に形成される各通過孔２３ｄについては、ビームピッチで配列された起点と、起点から－ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置と、起点から－ｙ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置と、起点から＋ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置と、において、ビームが通過可能な形状に形成される。図７の例では、通過孔２３ｄは－ｙ方向に凸の凸形状に形成される。

領域ｒ３に形成される各通過孔２３ｃについては、ビームピッチで配列された起点と、起点から－ｙ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置と、起点から＋ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置と、において、ビームが通過可能な形状に形成される。図７の例では、通過孔２３ｃは＋ｘ方向と－ｙ方向に延びるＬ字形状に形成される。

領域ｒ４に形成される各通過孔２３ａについては、ビームピッチで配列された起点と、起点から＋ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置と、において、ビームが通過可能な形状に形成される。図７の例では、通過孔２３ａは＋ｘ方向に延びる長方形に形成される。

領域ｒ５に形成される各通過孔２１については、ビームピッチで配列された起点において、ビームが通過可能な形状に形成される。図７の例では、通過孔２１は正方形に形成される。

制限アパーチャアレイ基板２１２上での各ビームの照射位置がビームピッチで配列された各起点である場合、すわなち、制限アパーチャアレイ基板２１２を各起点に合わせた位置に調整した場合、ｒ１～ｒ５の５１２×５１２本のマルチビーム２０全体が制限アパーチャアレイ基板２１２を通過する。

制限アパーチャアレイ基板２１２上での各ビームの照射位置がビームピッチで配列された各起点から、例えば、＋ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置、すわなち、制限アパーチャアレイ基板２１２を起点から－ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ移動させた場合、領域ｒ５では、通過孔２１の位置がビーム１３の位置から外れるので、領域ｒ５の各ビーム１３は制限アパーチャアレイ基板２１２によって遮蔽される。領域ｒ１～ｒ４では、通過孔２３ｅ，２３ｄ，２３ｃ，２３ａがビーム１３を通過孔内に含む位置なので、領域ｒ１～ｒ４の各ビーム１３は制限アパーチャアレイ基板２１２を通過する。よって、５１２×５１２本のマルチビーム２０を中央部の４４８×４４８本のビームアレイに制限できる。或いは、成形アパーチャアレイ基板２０３を＋ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ移動させた場合であっても良い。或いは、制限アパーチャアレイ基板２１２を－ｘ方向に（１ビームサイズ＋マージン分）×Ｌ（但し、Ｌは、０＜Ｌ＜１）だけ移動させると共に、成形アパーチャアレイ基板２０３を＋ｘ方向に（１ビームサイズ＋マージン分）×（１－Ｌ）だけ移動させた場合であっても良い。成形アパーチャアレイ基板２０３と制限アパーチャアレイ基板２１２との相対位置をずらす移動手法については、以下、同様である。

制限アパーチャアレイ基板２１２上での各ビームの照射位置がビームピッチで配列された各起点から、例えば、－ｙ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置、すわなち、制限アパーチャアレイ基板２１２を起点から＋ｙ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ移動させた場合、領域ｒ５，ｒ４では、通過孔２１，２３ａの位置がビーム１３の位置から外れるので、領域ｒ５，ｒ４の各ビーム１３は制限アパーチャアレイ基板２１２によって遮蔽される。領域ｒ１～ｒ３では、通過孔２３ｅ，２３ｄ，２３ｃがビーム１３を通過孔内に含む位置なので、領域ｒ１～ｒ３の各ビーム１３は制限アパーチャアレイ基板２１２を通過する。よって、５１２×５１２本のマルチビーム２０を中央部の３８４×３８４本のビームアレイに制限できる。

制限アパーチャアレイ基板２１２上での各ビームの照射位置がビームピッチで配列された各起点から、例えば、－ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置、すわなち、制限アパーチャアレイ基板２１２を起点から＋ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ移動させた場合、領域ｒ５，ｒ４，ｒ３では、通過孔２１，２３ａ，２３ｃの位置がビーム１３の位置から外れるので、領域ｒ５，ｒ４，ｒ３の各ビーム１３は制限アパーチャアレイ基板２１２によって遮蔽される。領域ｒ１～ｒ２では、通過孔２３ｅ，２３ｄがビーム１３を通過孔内に含む位置なので、領域ｒ１～ｒ２の各ビーム１３は制限アパーチャアレイ基板２１２を通過する。よって、５１２×５１２本のマルチビーム２０を中央部の２５６×２５６本のビームアレイに制限できる。

制限アパーチャアレイ基板２１２上での各ビームの照射位置がビームピッチで配列された各起点から、例えば、＋ｙ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置、すわなち、制限アパーチャアレイ基板２１２を起点から－ｙ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ移動させた場合、領域ｒ５～ｒ２では、通過孔２１，２３ａ，２３ｃ，２３ｄの位置がビーム１３の位置から外れるので、領域ｒ５～ｒ２の各ビーム１３は制限アパーチャアレイ基板２１２によって遮蔽される。領域ｒ１では、通過孔２３ｅがビーム１３を通過孔内に含む位置なので、領域ｒ１の各ビーム１３は制限アパーチャアレイ基板２１２を通過する。よって、５１２×５１２本のマルチビーム２０を中央部の１２８×１２８本のビームアレイに制限できる。

次に、制限アパーチャアレイ基板２１２に形成される通過孔の形状を決めるための手法の一例を説明する。

図８は、実施の形態１におけるビームアレイ領域と通過領域との関係の一例を示す図である。図８において、マルチビーム２０全体のビームアレイ領域３１をサブ領域１～９に分割する。サブ領域１は、ビームアレイ領域３１の左上の角部の領域である。サブ領域３は、ビームアレイ領域３１の右上の角部の領域である。サブ領域７は、ビームアレイ領域３１の左下の角部の領域である。サブ領域９は、ビームアレイ領域３１の右下の角部の領域である。サブ領域２は、ビームアレイ領域３１の上端部の領域からサブ領域１，３を除いた領域である。サブ領域４は、ビームアレイ領域３１の左端部の領域からサブ領域１，７を除いた領域である。サブ領域６は、ビームアレイ領域３１の右端部の領域からサブ領域３，９を除いた領域である。サブ領域８は、ビームアレイ領域３１の下端部の領域からサブ領域７，９を除いた領域である。サブ領域５は、ビームアレイ領域３１の周囲のサブ領域１～４，６～９を除いた中央部の領域である。そして、制限アパーチャアレイ基板２１２を通過させるビームアレイを決定する通過領域Ａ～Ｄを設定する。通過領域Ａでは、マルチビーム２０全体（例えば５１２×５１２本のビームアレイ）を通過させる。通過領域Ｂでは、マルチビーム２０のうち上下左右の端部のビームの通過を制限した中央部のビームアレイを通過させる（例えば３８４×３８４本のビームアレイ）。通過領域Ｃでは、マルチビーム２０のうち上下端部のビームの通過を制限した中央部のビームアレイを通過させる（例えば５１２×３８４本のビームアレイ）。通過領域Ｄでは、マルチビーム２０のうち左右端部のビームの通過を制限した中央部のビームアレイ（例えば３８４×５１２本のビームアレイ）を通過させる。

図９は、実施の形態１におけるビームアレイ領域のサブ領域と通過領域との関係テーブルの一例を示す図である。図９において、縦軸に図８に示したサブ領域を示す。横軸に図８に示した通過領域を示す。図９において、サブ領域１，３，７，９のビーム群が制限アパーチャアレイ基板２１２を通過するためには、通過領域Ａが設定されることが必要であり、通過領域Ｂ～Ｄでは通過できない（ｏｆｆ）。サブ領域２，８のビーム群が制限アパーチャアレイ基板２１２を通過するためには、通過領域Ａ又はＤが設定されることが必要であり、通過領域Ｂ，Ｃでは通過できない（ｏｆｆ）。サブ領域４，６のビーム群が制限アパーチャアレイ基板２１２を通過するためには、通過領域Ａ又はＣが設定されることが必要であり、通過領域Ｂ，Ｄでは通過できない（ｏｆｆ）。サブ領域５のビーム群が制限アパーチャアレイ基板２１２を通過するためには、通過領域Ａ～Ｄのいずれが設定されても構わない。

図１０は、実施の形態１における制限アパーチャアレイ基板の通過孔の形状の一例を示す図である。制限アパーチャアレイ基板２１２上の通過孔の形状を決定する場合には、例えば、以下の手法で決定すると好適である。図１０の例では、まず、マルチビーム２０が照射される制限アパーチャアレイ基板２１２上のビームピッチで配列される各位置（起点）に図８の通過領域Ａを設定する。そして、起点から、例えば、＋ｙ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置に図８の通過領域Ｂを設定する。起点から、例えば、＋ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置に図８の通過領域Ｃを設定する。起点から、例えば、－ｙ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置に図８の通過領域Ｄを設定する。

図９の関係テーブルを参照して、サブ領域５のビーム用に制限アパーチャアレイ基板２１２に形成される各通過孔については、ビームピッチで配列された位置（起点）（通過領域Ａ）と、起点から、例えば、＋ｙ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域Ｂ）と、起点から、例えば、＋ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域Ｃ）と、起点から、例えば、－ｙ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域Ｄ）と、のすべてにおいて、ビームが通過可能な形状に形成される。図１０（ｄ）の例では、通過孔は、＋ｘ方向に凸の凸形状に形成される。

図９の関係テーブルを参照して、サブ領域２，８のビーム用に制限アパーチャアレイ基板２１２に形成される各通過孔については、ビームピッチで配列された位置（起点）（通過領域Ａ）と、起点から、例えば、－ｙ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域Ｄ）と、において、ビームが通過可能な形状に形成される。図１０（ｂ）の例では、通過孔は、－ｙ方向に延びる長方形に形成される。

図９の関係テーブルを参照して、サブ領域４，６のビーム用に制限アパーチャアレイ基板２１２に形成される各通過孔については、ビームピッチで配列された位置（起点）（通過領域Ａ）と、起点から、例えば、＋ｘ方向に１ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域Ｃ）と、において、ビームが通過可能な形状に形成される。図１０（ｃ）の例では、通過孔は、＋ｘ方向に延びる長方形に形成される。

図９の関係テーブルを参照して、サブ領域１，３，７，９のビーム用に制限アパーチャアレイ基板２１２に形成される各通過孔については、ビームピッチで配列された位置（起点）（通過領域Ａ）だけビームが通過可能な形状に形成される。図１０（ａ）の例では、通過孔は正方形に形成される。

次に、さらに、通過領域を細分化させた場合における制限アパーチャアレイ基板２１２に形成される通過孔の形状を決めるための手法の一例を説明する。

図１１は、実施の形態１におけるビームアレイ領域と通過領域との関係の他の一例を示す図である。図１１において、マルチビーム２０全体のビームアレイ領域３１をサブ領域１～２５に分割する。ビームアレイ領域３１をｘ方向に、６４本目のビーム、１２８本目のビーム、３８４本目のビーム、及び４４８本目のビームの各位置で分割する。同様に、ｙ方向に、６４本目のビーム、１２８本目のビーム、３８４本目のビーム、及び４４８本目のビームの各位置で分割する。これにより、例えば、サブ領域１は、ビームアレイ領域３１の左上の角部の領域である。具体的には、ｘ方向に１本目～６４本目までのビーム、及びｙ方向に４４９本目～５１２本目までのビームが対象となる。サブ領域２は、ビームアレイ領域３１の上部の領域であって、ｘ方向に６５本目～１２８本目までのビーム、及びｙ方向に４４９本目～５１２本目までのビームが対象となる。サブ領域３は、ビームアレイ領域３１の上部の領域であって、ｘ方向に１２９本目～３８４本目までのビーム、及びｙ方向に４４９本目～５１２本目までのビームが対象となる。サブ領域４は、ビームアレイ領域３１の上部の領域であって、ｘ方向に３８５本目～４４８本目までのビーム、及びｙ方向に４４９本目～５１２本目までのビームが対象となる。サブ領域５は、ビームアレイ領域３１の上部の領域であって、ｘ方向に４４９本目～５１２本目までのビーム、及びｙ方向に４４９本目～５１２本目までのビームが対象となる。以下、それぞれに通過可能な領域が制限される。例えば、サブ領域１３は、ビームアレイ領域３１の中央部の領域であって、ｘ方向に１２９本目～３８４本目までのビーム、及びｙ方向に１２９本目～３８４本目までのビームが対象となる。サブ領域２５は、ビームアレイ領域３１の右下の角部の領域であって、ｘ方向に４４９本目～５１２本目までのビーム、及びｙ方向に１本目～６４本目までのビームが対象となる。

そして、図１１において、制限アパーチャアレイ基板２１２を通過させるビームアレイを決定する複数の通過領域を設定する。通過領域（５１２）では、マルチビーム２０全体を通過させる。通過領域（３８４）では、マルチビーム２０のうち中央部の３８４×３８４本のビームアレイを通過させる。通過領域（２５６）では、マルチビーム２０のうち中央部の２５６×２５６本のビームアレイを通過させる。通過領域（３８４’）では、マルチビーム２０のうちｘ方向に中央部の３８４×５１２本のビームアレイを通過させる。通過領域（２５６’）では、マルチビーム２０のうちｘ方向に中央部の２５６×５１２本のビームアレイを通過させる。通過領域（３８４”）では、マルチビーム２０のうちｙ方向に中央部の５１２×３８４本のビームアレイを通過させる。通過領域（２５６”）では、マルチビーム２０のうちｙ方向に中央部の５１２×２５６本のビームアレイを通過させる。

図１２は、実施の形態１におけるビームアレイ領域のサブ領域と通過領域との関係テーブルの他の一例を示す図である。図１２において、縦軸に図１１に示したサブ領域を示す。横軸に図１１に示した通過領域を示す。図１２において、サブ領域１，５，２１，２５のビーム群が制限アパーチャアレイ基板２１２を通過するためには、通過領域（５１２）が設定されることが必要であり、その他の通過領域では通過できない（ｏｆｆ）。

サブ領域２，４，２２，２４のビーム群が制限アパーチャアレイ基板２１２を通過するためには、通過領域（５１２）又は（３８４’）が設定されることが必要であり、その他の通過領域では通過できない（ｏｆｆ）。

サブ領域３，２３のビーム群が制限アパーチャアレイ基板２１２を通過するためには、通過領域（５１２）、（３８４’）、又は（２５６’）が設定されることが必要であり、その他の通過領域では通過できない（ｏｆｆ）。

サブ領域６，１０，１６，２０のビーム群が制限アパーチャアレイ基板２１２を通過するためには、通過領域（５１２）、又は（３８４”）が設定されることが必要であり、その他の通過領域では通過できない（ｏｆｆ）。

サブ領域７，９，１７，１９のビーム群が制限アパーチャアレイ基板２１２を通過するためには、通過領域（５１２）、（３８４）、（３８４’）又は（３８４”）が設定されることが必要であり、その他の通過領域では通過できない（ｏｆｆ）。

サブ領域８，１８のビーム群が制限アパーチャアレイ基板２１２を通過するためには、通過領域（５１２）、（３８４）、（３８４’）、（２５６’）、又は（３８４”）が設定されることが必要であり、その他の通過領域では通過できない（ｏｆｆ）。

サブ領域１１，１５のビーム群が制限アパーチャアレイ基板２１２を通過するためには、通過領域（５１２）、（３８４”）、又は（２５６”）が設定されることが必要であり、その他の通過領域では通過できない（ｏｆｆ）。

サブ領域１２，１４のビーム群が制限アパーチャアレイ基板２１２を通過するためには、通過領域（５１２）、（３８４）、（３８４’）、（３８４”）、又は（２５６”）が設定されることが必要であり、その他の通過領域では通過できない（ｏｆｆ）。

サブ領域１３のビーム群が制限アパーチャアレイ基板２１２を通過するためには、通過領域（５１２），（３８４），（２５６），（３８４’），（２５６’），（３８４”），（２５６”）のいずれが設定されても構わない。

図１３は、実施の形態１における制限アパーチャアレイ基板の通過孔の形状の他の一例を示す図である。制限アパーチャアレイ基板２１２上の通過孔の形状を決定する場合には、例えば、以下の手法で決定すると好適である。図１３の例では、まず、マルチビーム２０が照射される制限アパーチャアレイ基板２１２上のビームピッチで配列される各位置（起点）に図１１の通過領域（５１２）を設定する。図１３の例では、７つの制限アパーチャアレイ基板２１２の配置位置が必要であるため、通過領域（５１２）の各辺のサイズを（１ビームサイズ＋マージン分）の２倍のサイズに設定する。起点は、通過領域（５１２）の中心に設定すればよい。

そして、起点から、例えば、－ｘ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分、及び＋ｙ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置に図１１の通過領域（３８４）を設定する。そして、起点から、例えば、＋ｘ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分、及び＋ｙ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置に図１１の通過領域（２５６）を設定する。

そして、起点から、例えば、＋ｘ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分、及び＋ｙ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置に図１１の通過領域（３８４’）を設定する。そして、起点から、例えば、＋ｘ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分、及び－ｙ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置に図１１の通過領域（２５６’）を設定する。

そして、起点から、例えば、＋ｘ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分、及び－ｙ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置に図１１の通過領域（３８４”）を設定する。そして、起点から、例えば、＋ｘ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分、及び－ｙ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置に図１１の通過領域（２５６”）を設定する。

図１２の関係テーブルを参照して、サブ領域１，５，２１，２５のビーム用に制限アパーチャアレイ基板２１２に形成される各通過孔については、ビームピッチで配列された位置（起点）（通過領域（５１２））だけビームが通過可能な形状に形成される。図１３（ａ）の例では、通過孔は（１ビームサイズ＋マージン分）の２倍のサイズを１辺とする正方形に形成される。

図１２の関係テーブルを参照して、サブ領域２，４，２２，２４のビーム用に制限アパーチャアレイ基板２１２に形成される各通過孔については、ビームピッチで配列された位置（起点）（通過領域（５１２））と、起点から、例えば、＋ｘ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分、及び＋ｙ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（３８４’））とにおいてビームが通過可能な形状に形成される。図１３（ｂ）の例では、通過孔は（１ビームサイズ＋マージン分）の２倍のサイズを１辺とする正方形及びかかる正方形の右辺の上半分に（１ビームサイズ＋マージン分）のサイズを１辺とする正方形がつながった形状に形成される。

図１２の関係テーブルを参照して、サブ領域３，２３のビーム用に制限アパーチャアレイ基板２１２に形成される各通過孔については、ビームピッチで配列された位置（起点）（通過領域（５１２））と、起点から、例えば、＋ｘ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分、及び＋ｙ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（３８４’））と、起点から、例えば、＋ｘ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分、及び－ｙ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（２５６’））と、においてビームが通過可能な形状に形成される。図１３の例では、図示しないが、通過孔は、ｘ方向に（１ビームサイズ＋マージン分）の３倍のサイズ、及びｙ方向に（１ビームサイズ＋マージン分）の２倍のサイズの長方形に形成される。

図１２の関係テーブルを参照して、サブ領域６，１０，１６，２０のビーム用に制限アパーチャアレイ基板２１２に形成される各通過孔については、ビームピッチで配列された位置（起点）（通過領域（５１２））と、起点から、例えば、＋ｘ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分、及び－ｙ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（３８４”））と、においてビームが通過可能な形状に形成される。図１３の例では、図示しないが、通過孔は（１ビームサイズ＋マージン分）の２倍のサイズを１辺とする正方形及びかかる正方形の下辺の左半分に（１ビームサイズ＋マージン分）のサイズを１辺とする正方形がつながった形状に形成される。

図１２の関係テーブルを参照して、サブ領域７，９，１７，１９のビーム用に制限アパーチャアレイ基板２１２に形成される各通過孔については、ビームピッチで配列された位置（起点）（通過領域（５１２））と、起点から、例えば、－ｘ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分、及び＋ｙ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（３８４））と、起点から、例えば、＋ｘ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分、及び＋ｙ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（３８４’））と、起点から、例えば、－ｘ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分、及び－ｙ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（３８４”））と、においてビームが通過可能な形状に形成される。図１３の例では、図示しないが、通過孔は（１ビームサイズ＋マージン分）の２倍のサイズを１辺とする正方形及びかかる正方形の上辺の左半分、右辺の上半分、及び下辺の左半分に（１ビームサイズ＋マージン分）のサイズを１辺とする正方形がそれぞれつながった形状に形成される。

図１２の関係テーブルを参照して、サブ領域８，１８のビーム用に制限アパーチャアレイ基板２１２に形成される各通過孔については、ビームピッチで配列された位置（起点）（通過領域（５１２））と、起点から、例えば、－ｘ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分、及び＋ｙ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（３８４））と、起点から、例えば、＋ｘ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分、及び＋ｙ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（３８４’））と、起点から、例えば、＋ｘ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分、及び－ｙ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（２５６’））と、起点から、例えば、－ｘ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分、及び－ｙ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（３８４”））と、においてビームが通過可能な形状に形成される。図１３の例では、図示しないが、通過孔は（１ビームサイズ＋マージン分）の２倍のサイズを１辺とする正方形及びかかる正方形の上辺の左半分、右辺の上半分、右辺の下半分、及び下辺の左半分に（１ビームサイズ＋マージン分）のサイズを１辺とする正方形がそれぞれつながった形状に形成される。

図１２の関係テーブルを参照して、サブ領域１１，１５のビーム用に制限アパーチャアレイ基板２１２に形成される各通過孔については、ビームピッチで配列された位置（起点）（通過領域（５１２））と、起点から、例えば、－ｘ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分、及び－ｙ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（３８４”））と、起点から、例えば、＋ｘ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分、及び－ｙ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（２５６”））と、においてビームが通過可能な形状に形成される。図１３の例では、図示しないが、通過孔は（１ビームサイズ＋マージン分）の２倍のサイズを１辺とする正方形及びかかる正方形の下辺の左半分、及び下辺の右半分に（１ビームサイズ＋マージン分）のサイズを１辺とする正方形がそれぞれつながった形状に形成される。

図１２の関係テーブルを参照して、サブ領域１２，１４のビーム用に制限アパーチャアレイ基板２１２に形成される各通過孔については、ビームピッチで配列された位置（起点）（通過領域（５１２））と、起点から、例えば、－ｘ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分、及び＋ｙ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（３８４））と、起点から、例えば、＋ｘ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分、及び＋ｙ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（３８４’））と、起点から、例えば、－ｘ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分、及び－ｙ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（３８４”））と、起点から、例えば、＋ｘ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分、及び－ｙ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（２５６”））と、においてビームが通過可能な形状に形成される。図１３の例では、図示しないが、通過孔は（１ビームサイズ＋マージン分）の２倍のサイズを１辺とする正方形及びかかる正方形の上辺の左半分、右辺の上半分、下辺の左半分、及び下辺の右半分に（１ビームサイズ＋マージン分）のサイズを１辺とする正方形がそれぞれつながった形状に形成される。

図１２の関係テーブルを参照して、サブ領域＃１３のビーム用に制限アパーチャアレイ基板２１２に形成される各通過孔については、ビームピッチで配列された位置（起点）（通過領域（５１２））と、起点から、例えば、－ｘ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分、及び＋ｙ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（３８４））と、起点から、例えば、＋ｘ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分、及び＋ｙ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（２５６））と、起点から、例えば、＋ｘ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分、及び＋ｙ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（３８４’））と、起点から、例えば、＋ｘ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分、及び－ｙ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（２５６’））と、起点から、例えば、－ｘ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分、及び－ｙ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（３８４”））と、起点から、例えば、＋ｘ方向に０．５ビームサイズ＋マージン分、及び－ｙ方向に１．５ビームサイズ＋マージン分だけ相対的に照射位置がずれた位置（通過領域（２５６”））と、においてビームが通過可能な形状に形成される。図１３（ｃ）の例では、通過孔は（１ビームサイズ＋マージン分）の２倍のサイズを１辺とする正方形及びかかる正方形の上辺の左半分、上辺の右半分、右辺の上半分、右辺の下半分、下辺の左半分、及び下辺の右半分に（１ビームサイズ＋マージン分）のサイズを１辺とする正方形がそれぞれつながった形状に形成される。

以上のように図１３の例では、制限アパーチャアレイ基板２１２（或いは成形アパーチャアレイ基板２０３）をｘ，ｙ方向に移動させることにより、制限アパーチャアレイ基板２１２を通過するビームアレイを５１２×５１２本のビームアレイと、ｘ，ｙ方向に中央部の３８４×３８４本のビームアレイと、ｘ，ｙ方向に中央部の２５６×２５６本のビームアレイと、ｘ方向に中央部の３８４×５１２本のビームアレイと、ｘ方向に中央部の２５６×５１２本のビームアレイと、ｙ方向に中央部の５１２×３８４本のビームアレイと、ｙ方向に中央部の５１２×２５６本のビームアレイと、との７つのグループのいずれか１つを選択できる。

以上のように、マルチビームアレイ（マルチビーム２０）のうち、移動によりマルチビームアレイとの相対位置を所定の位置とした制限アパーチャアレイ基板２１２を通過したビームアレイ（マルチビーム２０）により、試料１０１は照射される。言い換えれば、制限アパーチャアレイ基板２１２（或いは成形アパーチャアレイ基板２０３）の移動による成形アパーチャアレイ基板２０３と制限アパーチャアレイ基板２１２との相対位置に応じて制限アパーチャアレイ基板２１２を通過したビームアレイ（マルチビーム２０）で、例えば、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といった電子光学系によって試料１０１は照射される。まず、制限アパーチャアレイ基板２１２を通過したビームアレイ（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に進む。制限アパーチャアレイ基板２１２を通過したマルチビーム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。

図１４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、制限アパーチャアレイ基板２１２の各通過孔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）が設けられる。例えば、ビームピッチで配列された位置（起点）に合わせて通過孔２５が設けられる。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。各ビームは、制御回路４１から制御電極２４に印加される制御電位が切り換えられることによりブランキング制御が成される。

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のブランカーにおける制御電極２４に印加される制御電位と対向電極２６のグランド電位との電位差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の複数の開口部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１５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の各開口部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、最大で各開口部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１６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１６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１６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１６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。

次に、実施の形態１における描画方法の要部工程について説明する。

モード選択部６６は、複数の描画モードの中から１つを選択する。各描画モードでは、描画に使用するビームアレイが設定される。各描画モードには、例えば、図５の例で示した５１２×５１２本のビームアレイ、３８４×３８４本のビームアレイ、及び２５６×２５６本のビームアレイの３つのグループのうち、他とは異なる１つが設定される。５１２×５１２本のビームアレイが設定される描画モードは、スループット重視の高速描画モードとなる。２５６×２５６本のビームアレイが設定される描画モードは、描画精度重視の高精度描画モードとなる。３８４×３８４本のビームアレイが設定される描画モードは、これらの中間の例えば中間描画モードとなる。予め用意された複数の描画モードの中から当該チップの描画処理に使用する描画モードをユーザが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する。或いは、記憶装置１４０に格納される、チップデータ或いは描画パラメータのデータに使用する描画モードを定義しておいても良い。その他、図４（ｂ）に示す可変成形を行う場合には、さらに可変成形描画モードが追加される。描画モードは１基板毎に変更することとして、同一基板上の全チップは同じ描画モードになるように設定してもよいし、同一基板上のチップ毎、または領域毎に異なる描画モードを設定できるようにしてもよい。

或いは、複数の描画モードをさらに細分化して、各描画モードには、例えば、図７の例で示した５１２×５１２本のビームアレイ、４４８×４４８本のビームアレイ、３８４×３８４本のビームアレイ、２５６×２５６本のビームアレイ、及び１２８×１２８本のビームアレイの５つのグループのうち、他とは異なる１つが設定されるようにしても好適である。

或いは、各描画モードには、例えば、ｘ方向或いはｙ方向の両側のビーム列を制限する場合を含めた図８の例で示した５１２×５１２本のビームアレイ（Ａ）、３８４×３８４本のビームアレイ（Ｂ）、５１２×３８４本のビームアレイ（Ｃ）、及び３８４×５１２本のビームアレイ（Ｄ）の４つのグループのうち、他とは異なる１つが設定されるようにしても好適である。

或いは、複数の描画モードをさらに細分化して、各描画モードには、例えば、ｘ方向或いはｙ方向の両側のビーム列を制限する場合を含めた図１１の例で示した５１２×５１２本のビームアレイ、３８４×３８４本のビームアレイ、２５６×２５６本のビームアレイ、３８４×５１２本のビームアレイ、２５６×５１２本のビームアレイ、５１２×３８４本のビームアレイ、及び５１２×２５６本のビームアレイの７つのグループのうち、他とは異なる１つが設定されるようにしても好適である。

描画制御部８０による制御のもと、アパーチャアレイ制御回路１３１は、駆動回路２１４を制御する。駆動回路２１４は、成形アパーチャアレイ基板２０３と制限アパーチャアレイ基板２１４との相対位置が変化するように、マルチビーム２０の軌道中心軸と直交する方向に成形アパーチャアレイ基板２０３と制限アパーチャアレイ基板２１２との少なくとも一方を移動させる。ここでは、駆動回路２１４は、選択された描画モードに設定されるビームアレイが制限アパーチャアレイ基板２１２を通過するように、成形アパーチャアレイ基板２０３と制限アパーチャアレイ基板２１２との少なくとも一方を移動させる。例えば制限アパーチャアレイ基板２１２を移動させる。これにより、選択された描画モードに応じた電流量に制限されたビームアレイで描画処理を行うことができる。

ショットデータ生成部６２は、記憶装置１４０からチップデータ（描画データ）を読み出し、画素３６毎の照射時間データ（ショットデータ）を生成する。照射時間は、画素内に描画されるパターン密度、及び／或いは近接効果等を考慮して求めると好適である。これらの計算手法は従来と同様の手法で構わない。

データ加工部６４は、得られた照射時間データをショット順に並び替える。ショットの順序は描画制御部８０によって制御される描画シーケンスによって定まる。得られた照射時間データは記憶装置１４２に格納される。

転送制御部７９は、ショット順に偏向制御回路１３０へと照射時間データを転送する。そして、偏向制御回路１３０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をショットに応じて制御する。描画機構１５０は、移動による成形アパーチャアレイ基板２０３と制限アパーチャアレイ基板２１２との相対位置に応じて制限アパーチャアレイ基板２１２を通過したビームアレイで試料１０１を照射する。

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、大電流量モードと小電流量モードとを選択的に切り換えることが可能なマルチビーム照射ができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、マルチビーム２０のビーム本数と同じ数の通過孔が制限アパーチャアレイ基板２１２に形成される構成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、マルチビーム２０のビーム本数と異なる数の通過孔が制限アパーチャアレイ基板２１２に形成される構成について説明する。実施の形態２における描画装置１００の構成は図１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１７は、実施の形態２における制限アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。図１７において、制限アパーチャアレイ基板２１２には、マルチビーム２０のうち一部のビームアレイ全体が通過可能な大通過孔１９と、マルチビーム２０の残りのビーム群が通過可能な、残りのビーム群の数と同じ数の複数の（小）通過孔２１とが形成される。大通過孔１９と複数の通過孔２１は、制限アパーチャアレイ基板２１２上でのマルチビーム２０のビームピッチ（Ｐｘ，Ｐｙ）で配列される各位置（起点）において、全ビームが通過可能に形成される。図１７の例では、例えば、８×７本のマルチビームのうち、中央部の４×５本のビームアレイ全体が通過可能に、大通過孔１９が形成される場合を示している。また、周囲の残りの例えば３６本のビームがそれぞれ通過可能に、３６個の（小）通過孔２１が形成される場合を示している。なお、成形アパーチャアレイ基板２０３は、図２と同様である。基本形となる複数の通過孔２１の形状として、例えば、１ビームサイズ＋マージン分のサイズの正方形が用いられる。これに対して、大通過孔１９の形状として、（１ビームサイズ＋マージン分）に通過するｘ方向のビーム本数を乗じたサイズに、さらに例えば（１ビームサイズ＋マージン分）以上のサイズを加算したサイズをｘ方向サイズとし、（１ビームサイズ＋マージン分）に通過するｙ方向のビーム本数を乗じたサイズをｙ方向サイズとした矩形が用いられる。但し、加算する（１ビームサイズ＋マージン分）以上のサイズは、隣り合う（小）通過孔２１間の隙間より小さいサイズに設定する。

図１８は、実施の形態２における成形アパーチャアレイ基板と制限アパーチャアレイ基板との相対位置に応じたマルチビームの状態を説明するための図である。図１８（ａ）では、成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の開口部２２を通過したマルチビーム２０のすべてのビーム１３が、制限アパーチャアレイ基板２１２の大通過孔１９と複数の通過孔２１のいずれかの通過孔内の領域の位置と重なる場合を示している。図１８（ａ）の例では、マルチビーム２０のすべてのビーム１３が、制限アパーチャアレイ基板２１２を通過できる。言い換えれば、大電流量のビームアレイで試料１０１が照射される。

図１８（ｂ）の例では、駆動機構２１４が成形アパーチャアレイ基板２０３と制限アパーチャアレイ基板２１２との少なくとも一方を移動させることによって、制限アパーチャアレイ基板２１２は、成形アパーチャアレイ基板２０３と制限アパーチャアレイ基板２１２との相対位置に応じて、マルチビーム２０全体とマルチビーム２０全体のうちの一部のビームアレイとの一方を選択的に通過させる。制限アパーチャアレイ基板２１２は、かかる一部のビームアレイを通過させる場合に、マルチビーム２０全体のうち中央部のビームアレイを通過させる。図１８（ｂ）の例では、例えば、制限アパーチャアレイ基板２１２をｘ方向にマルチビーム２００のビームサイズよりも大きくずらした場合を示している。これにより、図１８（ｂ）の例では、成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の開口部２２を通過したマルチビーム２００のうち、制限アパーチャアレイ基板２１２の大通過孔１９に対応するビーム１３は大通過孔１９を通過できる。しかし、正方形の通過孔２１に対応するビーム１３は通過孔２１から位置が外れるため制限アパーチャアレイ基板２１２によって遮蔽される。図１８（ｂ）の例では、マルチビーム２００のうち、中央部のビームアレイはそれぞれ大通過孔１９を通過できる。しかし、周辺部のビーム群は通過孔２１を通過できずに遮蔽される。これにより、マルチビーム２０のビーム本数を少なくすることができる。図１８（ｂ）の例では、８×７本のビームアレイを４×５本のビームアレイに制限できる。よって、マルチビーム２０の全電流量を小さくできる。さらに、中央部のビームアレイを選択的に抽出できる。

以上のように実施の形態２によれば、大通過孔１９を用いる場合でも、大電流量モードと中央部のビームアレイを用いた小電流量モードとを選択的に切り換えることが可能なマルチビーム照射ができる。

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、駆動機構２１４が、制限アパーチャアレイ基板２１２の代わりに、成形アパーチャアレイ基板２０３を移動させる場合、マルチビーム２０の軌道中心軸も同様に移動する。そのため、図示しないアライメントコイルを配置して一段以上のビーム偏向を行い、ずらした軌道中心軸を元に戻すと好適である。例えば、制限アパーチャアレイ基板２１２とブランキングアパーチャアレイ機構２０４との間に図示しないアライメントコイルを配置して、ずらした軌道中心軸を元に戻すと好適である。或いは、成形アパーチャアレイ基板２０３と共にブランキングアパーチャアレイ機構２０４も一緒に移動させても構わない。

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 大通過孔
１３ ビーム
２０ マルチビーム
２２ 開口部
２１，２３ 通過孔
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
３１ ビームアレイ領域
３２ ストライプ領域
３４ 照射領域
４１ 制御回路
４７ 個別ブランキング機構
６２ ショットデータ生成部
６４ データ加工部
６６ モード選択部
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
１３１ アパーチャアレイ制御回路
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 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
２１２ 制限アパーチャアレイ基板
２１４ 駆動回路

Claims (8)

1. 荷電粒子ビームのマルチビームアレイを形成する成形アパーチャアレイ基板と、
   前記マルチビームアレイの各ビームの少なくとも一部が通過可能な、複数の通過孔が形成され、前記複数の通過孔の一部の通過孔の形状が他の通過孔と異なる制限アパーチャアレイ基板と、
   前記マルチビームアレイと前記制限アパーチャアレイ基板との相対位置が変化するように、前記マルチビームの軌道中心軸と直交する方向に、前記成形アパーチャアレイ基板と、前記制限アパーチャアレイ基板と、前記マルチビームアレイと、の少なくともいずれかを移動させる機構と、
   前記マルチビームアレイのうち、前記移動により前記マルチビームアレイとの前記相対位置を所定の位置とした前記制限アパーチャアレイ基板を通過したビームアレイを試料に照射する光学系と、
   を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム照射装置。
2. 前記制限アパーチャアレイ基板は、前記マルチビームアレイの一部が通過可能な大通過孔と、前記マルチビームアレイの前記一部以外のビームアレイが通過可能な、複数の小通過孔とが形成されたことを特徴とする請求項１記載のマルチ荷電粒子ビーム照射装置。
3. 前記制限アパーチャアレイ基板は、前記相対位置を変化させることで、前記マルチビームアレイと、前記マルチビームアレイの一部と、の一方を選択的に通過させ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照射装置。
4. 前記複数の通過孔は、３つ以上の形状の複数のグループのうちいずれかのグループの形状に形成され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照射装置。
5. 前記制限アパーチャアレイ基板は、前記マルチビームアレイの一部を通過させる場合に、前記マルチビームアレイのうち中央部のビームアレイを通過させることを特徴とする請求項３記載のマルチ荷電粒子ビーム照射装置。
6. 前記制限アパーチャアレイ基板は、前記マルチビームアレイの少なくとも一部を通過させるとき、前記マルチビームアレイの各ビームのそれぞれ一部を通過させて可変成形す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照射装置。
7. 複数の成形開口部が形成された成形アパーチャアレイによりマルチビームアレイを形成する工程と、
   前記成形アパーチャアレイ基板と、前記マルチビームアレイの各ビームが通過可能な、複数の通過孔が形成され、前記複数の通過孔形状が領域毎に異なる制限アパーチャアレイ基板との相対位置が変化するように、前記マルチビームの軌道中心軸と直交する方向に前記成形アパーチャアレイ基板、前記制限アパーチャアレイ基板と、前記マルチビームアレイと、の少なくとも一方を移動させることにより、前記マルチビームアレイと前記制限アパーチャアレイ基板との相対位置を変動させる工程と、
   前記マルチビームアレイのうち、前記移動により前記マルチビームアレイとの前記相対位置を所定の位置とした前記制限アパーチャアレイ基板を通過したビームアレイ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照射方法。
8. 前記制限アパーチャアレイ基板は、前記マルチビームアレイの一部が通過可能な大通過孔と、前記マルチビームアレイの前記一部を除くビームアレイが通過可能な、複数の小通過孔とが形成されたことを特徴とする請求項７のマルチ荷電粒子ビーム照射方法。

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