JP5025964B2 - 荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置 - Google Patents

Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置に係り、例えば、可変成形された電子ビームを主副２段偏向で偏向させて試料に照射する電子ビーム描画装置に関する。

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。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。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、高精度の原画パターンの生産に用いられる。

図２４は、従来の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（ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置）における第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、第１のアパーチャ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から照射され、第１のアパーチャ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のアパーチャ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のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ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のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ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という。

ここで、試料３４０を描画する場合に、描画面において直交する２方向で像面が異なる非点収差が生じる場合がある。かかる非点を補正する方法として、非点補正コイルの非点補正値と静電型偏向器の非点補正電圧との関係を示す補正感度と、非点補正コイルの非点補正値と偏向位置との関係を示す係数と、偏向中心から見た偏向領域内における非点補正値が最大となる方向を示す角度とを用いて偏向補正手段のゲイン補正値を求め、偏向位置に応じて非点を補正するとする技術が文献に開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−７７２９１号公報

上述したように、試料に所定のパターンを描画する場合に、描画面において直交する２方向で像面が異なる非点収差が生じる場合がある。主・副２段偏向を行なう描画装置の場合、特に、副偏向領域は一般的に小さいため、従来、副偏向領域における偏向非点によるパターン幅寸法（ＣＤ）精度の劣化の影響は少なかった。しかしながら、上述したように、近年のＬＳＩの高集積化に伴うパターンの微細化に伴って、かかる副偏向領域における偏向非点によるパターン幅寸法（ＣＤ）精度の劣化が無視できないようになってきた。しかし、副偏向非点を補正するためには、ショット単位で補正する必要があるため高速演算が必要となる。そのため実現が困難となっていた。そのため、副偏向非点の影響を小さくするため、副偏向領域を小さくすることなどが試みられていた。

そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、副偏向非点を補正する描画方法或いは装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
主副２段偏向で偏向される荷電粒子ビームを用いて描画する荷電粒子ビーム描画方法において、
第ｎ番目の副偏向非点補正値で副偏向非点が補正された荷電粒子ビームを用いて、直交する２方向に所定のマークを走査して、荷電粒子ビームの２方向での副偏向非点格差を測定する非点格差測定工程と、
第ｎ番目の副偏向非点補正値と、第ｎ番目の副偏向非点補正値を用いて測定された副偏向非点格差と、前記直交する２方向における副偏向非点補正量を変数とする場合の副偏向非点格差の変化量の傾き値となる予め求めた傾き係数と、を用いて、前記第ｎ番目の副偏向非点補正値における前記副偏向非点格差の値を起点として前記傾き係数の傾きに直線を引くことで、副偏向非点格差がなくなるはずの第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値を算出する副偏向非点補正値算出工程と、
第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値と算出に用いた第ｎ番目の副偏向非点補正値との差分の絶対値が所定の値より小さいかどうかを判定する判定工程と、
を備えた荷電粒子ビーム描画方法であって、
上述した各工程を第１番目から繰り返し、第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値と第ｎ番目の副偏向非点補正値との差分の絶対値が所定の値より小さくなったら終了し、所定の値より小さくなった第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値を使って非点補正された荷電粒子ビームで試料を描画することを特徴とする。

かかる構成により、まず、第１番目の副偏向非点補正値で副偏向非点格差を測定する。そして、第１番目の副偏向非点補正値と副偏向非点格差と所定の傾き係数とで副偏向非点格差がなくなる第２番目の副偏向非点補正値を算出することができる。しかしながら、求めた第２番目の副偏向非点補正値で副偏向非点を補正しても副偏向非点格差が０にならない場合がある。そこで、第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値を次回の第ｎ番目の副偏向非点補正値として、上述した各工程を第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値と第ｎ番目の副偏向非点補正値との差分の絶対値が所定の値より小さくなるまで第１番目から繰り返すことで、副偏向非点補正値を収束させることができる。よって、複数の非点補正値を使って探索する場合に比べて、測定回数を低減することができる。その結果、演算回数を低減させることができる。

そして、荷電粒子ビーム描画方法は、さらに、描画領域の複数の位置で所定の値より小さくなる第ｎ＋１番目の副偏向非点補正量値をそれぞれ算出し、
各位置で算出された第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値を用いて描画領域の各位置における副偏向非点補正量を定義する関係式の係数を算出する非点係数算出工程を備えたことを特徴とする。

かかる構成により、描画する各位置で副偏向非点補正量を探索しなくても、描画領域の位置を変数として、所望する位置の副偏向非点補正量を関係式から得ることができる。

そして、所定の傾き係数として、直交する２方向における副偏向非点補正量を変数とする場合の副偏向非点格差の変化量の傾き値を用いることを特徴とする。

予め、直交する２方向における副偏向非点補正量を変数とする場合の副偏向非点格差の変化量の傾き値を求めておけば、所定の値より小さくなる第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値を算出することができる。

また、荷電粒子ビーム描画方法は、さらに、上述した２方向とは異なる直交する２方向について、上述した各工程を第１番目から繰り返し、第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値と第ｎ番目の副偏向非点補正値との差分の絶対値が所定の値より小さくなったら終了し、所定の値より小さくなった第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値を使って非点補正された前記荷電粒子ビームで試料を描画することを特徴とする。

かかる構成により、上述した２方向とは異なる直交する２方向に対する副偏向非点補正量を得ることができる。よって、２組の直交する２方向での副偏向非点を補正することができる。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
主副２段偏向で偏向される荷電粒子ビームを用いて描画する荷電粒子ビーム描画装置において、
第ｎ番目の副偏向非点補正値と、ｎ番目の副偏向非点補正値で副偏向非点が補正された荷電粒子ビームを用いて直交する２方向に所定のマークを走査して測定された荷電粒子ビームの副偏向非点格差と、前記直交する２方向における副偏向非点補正量を変数とする場合の副偏向非点格差の変化量の傾き値となる予め求めた傾き係数と、を用いて、前記第ｎ番目の副偏向非点補正値における前記副偏向非点格差の値を起点として前記傾き係数の傾きに直線を引くことで、副偏向非点格差がなくなるはずの副偏向非点格差がなくなる第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値を算出する非点補正値算出部と、
第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値と算出に用いた第ｎ番目の副偏向非点補正値との差分の絶対値が所定の値より小さくなるまで第１番目から非点補正値算出部による算出を繰り返して得られた第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値を用いて、副偏向位置を示す座標と副偏向非点補正量との関係を定義する関係式の係数を算出する非点係数算出部と、
算出された前記係数を持つ関係式を用いて副偏向非点が補正された前記荷電粒子ビームを用いて試料に所定のパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。

上述したように、第１番目の副偏向非点補正値と副偏向非点格差と所定の傾き係数とで副偏向非点格差がなくなる第２の副偏向非点補正値を算出することができる。しかしながら、求めた第２番目の副偏向非点補正量で副偏向非点を補正しても副偏向非点格差が０にならない場合がある。そこで、第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値を次回の第ｎ番目の副偏向非点補正値として、上述した各工程を第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値と第ｎ番目の副偏向非点補正値との差分の絶対値が所定の値より小さくなるまで第１番目から繰り返すことで、副偏向非点補正値を収束させることができる。よって、複数の非点補正値を使って探索する場合に比べて、測定回数を低減することができる。その結果、演算回数を低減させることができる。

本発明の一態様によれば、副偏向非点が補正された描画を行なうことができ、より高精度なＣＤ精度を達成することができる。さらに、所定の傾き係数を用いることで、適当に非点補正量を振って収束させる場合に比べ、測定回数を低減することができる。よって、演算回数を低減させることができる。

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、荷電粒子ビーム描画装置は、後述する主偏向器及び副偏向器を使った主副２段偏向で偏向される荷電粒子ビームを用いて描画する方法を使う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におけるフローチャートの要部を示す図である。
図１において、電子ビーム描画方法は、０°と９０°の方向での副偏向非点係数Ｒ_１の算出工程（Ｓ１０２）、４５°と１３５°の方向での副偏向非点係数Ｒ_２の算出工程（Ｓ１０４）、主偏向シフト工程（Ｓ１０６）、副偏向シフト工程（Ｓ１０８）、初期値設定工程（Ｓ１１０）、０°と９０°の方向での副偏向非点格差測定工程（Ｓ１１２）、副偏向非点補正値Ｓ１（ｎ＋１）の算出工程（Ｓ１１４）、４５°と１３５°の方向での副偏向非点格差測定工程（Ｓ１１６）、副偏向非点補正値Ｓ２（ｎ＋１）の算出工程（Ｓ１１８）、判定工程（Ｓ１２０）、Ｓ１（ｎ）とＳ２（ｎ）の再設定工程（Ｓ１２２）、副偏向面判定工程（Ｓ１２４）、主偏向面判定工程（Ｓ１２６）、主偏向位置依存の副偏向非点係数算出工程（Ｓ１２８）、描画工程（Ｓ１３０）といった工程を実施する。

図２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２において、荷電粒子ビーム描画装置の一例である描画装置１００は、描画部１５０を構成する電子鏡筒１０２、描画室１０３、ＸＹステージ１０５、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、副偏向器２１２、主偏向器２１４を備え、制御系として、偏向制御回路１１０、ＣＰＵ１２０、メモリ１２２、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）中継器１３０、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）１４２、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）１４４、レンズ制御回路１５４、レンズ制御電源１５２、レーザ測長機１６０を備えている。偏向制御回路１１０は、副偏向制御回路１１２、副偏向非点補正回路１１４、主偏向制御回路１１６を有している。ＤＡＣ中継器１３０は、副中継器１３２、主中継器１３４を有している。

コンピュータとなるＣＰＵ１２０には、偏向制御回路１１０、レンズ制御回路１５４、メモリ１２２が図示していないバスを介して接続されている。偏向制御回路１１０、レンズ制御回路１５４は、ＣＰＵ１２０から出力される制御信号により制御される。また、ＣＰＵ１２０で演算される入力データ或いは出力データ等はメモリ１２２に記憶される。

そして、電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、副偏向器２１２、主偏向器２１４が配置されている。描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置されている。図２では、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。

そして、照明レンズ２０２、投影レンズ２０４、対物レンズ２０７は、レンズ制御回路１５４によって制御されたレンズ制御電源１５２から、それぞれ所望する励磁電流が流されることで制御される。

また、副偏向器２１２は、副偏向制御回路１１２、副偏向非点補正回路１１４によって制御され、副中継器１３２、ＤＡＣ１４２を介して電圧が印加される。同様に、主偏向器２１４は、主偏向制御回路１１６によって制御され、主中継器１３４、ＤＡＣ１４４を介して電圧が印加される。

図３は、実施の形態１におけるＣＰＵの内部機能の要部を示す図である。
ＣＰＵ１２０内では、副偏向非点補正値Ｓ（ｎ＋１）算出部１２３、差分値判定部１２４、副偏向非点係数算出部１２６といった機能を有している。図３では、実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。ＣＰＵ１２０には、描画装置１００を制御するうえで必要なその他の機能を有していることは言うまでもない。

また、副偏向非点補正値Ｓ（ｎ＋１）算出部１２３、差分値判定部１２４、副偏向非点係数算出部１２６といった機能は、その処理がコンピュータにより実行されるソフトウェアで構成しているが、これに限るものではなく、電気的な回路によるハードウェアにより構成しても構わない。或いは、電気的な回路によるハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、かかるハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。

電子銃２０１から出た荷電粒子ビームの一例となる電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ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のアパーチャ２０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、形成偏向器２０５によって偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２のアパーチャ２０６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により焦点を合わせ、偏向制御回路１１０に制御された２つの偏向器（主偏向器２１４及び副偏向器２１２）によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ１０５に追従しながら照射位置が決められる。そして、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。ここでは、例えば、８極静電偏向器を用いる。８極の静電偏向器を用いることで電子ビーム２００を高速かつ高精度に制御することができる。

図４は、主偏向領域と副偏向領域とを示す図である。
図４に示すように、描画装置１００にて描画する所定のパターンを描画する場合には、試料１０１となる例えばマスクの描画領域は、主偏向器２１４により偏向可能な幅で例えばＹ方向にストライプ状の複数の描画領域（ストライプ）に分割される。そして、各ストライプにおいてＸ方向にもストライプのＹ方向の幅と同じ幅で区切られる。この区切られた領域が、主偏向器２１４により偏向可能な主偏向領域となる。また、主偏向領域をさらに細分化した領域が副偏向領域（またはサブフィールドと呼ぶ）となる。
副偏向器２１２は、ショット毎の電子ビーム２００の位置を高速かつ高精度に制御するために用いられる。そのため、偏向範囲は図４に示すように狭く、マスクブランク上で、サブフィールドに限定され、その領域を超える偏向は主偏向器２１４でサブフィールドの位置を移動することによって行なう。一方、主偏向器２１４は、サブフィールドの位置を制御するために用いられ、複数のサブフィールドが含まれる範囲（主偏向領域）内で移動する。また、描画中はＸＹステージ１０５がＸ方向に連続的に移動しているため、主偏向器２１４でサブフィールドの描画原点を随時移動（トラッキング）することでＸＹステージ１０５の移動に追従させることができる。

非点には対物レンズ２０７の軸上非点と主偏向器２１４による偏向に起因する主偏向非点、ならびに副偏向器２１２による偏向に起因する副偏向非点とがある。ここでは、これらを独立した事象として捉えるように分離して補正する。実施の形態１では、かかる独立した事象のうち、特に、副偏向非点の補正について重点を置いて説明する。まず、最初に軸上の非点については、図示していない非点コイルを用いて静的に補正すればよい。次に、主偏向器２１４で電子ビーム２００を偏向することによって起こる主偏向非点を補正した後に、副偏向非点を補正する。以下に副偏向非点の補正方法を説明する。

Ｓ（ステップ）１０２において、第１の傾き係数算出工程の一例となる０°と９０°の方向での副偏向非点係数Ｒ_１の算出工程として、０°と９０°の方向（第１の２方向）の副偏向非点補正量Ｓと非点格差との関係に基づいて、副偏向非点補正量Ｓを変数とする場合の非点格差の変化量の傾きを示す副偏向非点係数Ｒ_１（第１の傾き係数、所定の傾き係数の一例）を算出する。以下、直交する第１の２方向（０°と９０°方向）の副偏向非点係数Ｒ_１を求める方法について説明する。

図５は、実施の形態１における０°と９０°の方向への電子ビームの走査方向を示す概念図である。
図６は、実施の形態１における０°と９０°の方向の電子ビームのビームプロファイルの一例を示す図である。
図５に示したように試料面のドットマーク２２０上を矩形ビームで０°と９０°方向に走査し、副偏向非点補正値を変えながら直交する２方向の最適焦点を得る。最適焦点はドットマーク２２０上を走査して得られる反射電子信号をビームプロファイルとして取り込み、図６に示すように、ビームプロファイルのエッジの部分が急峻になる焦点を求める。

図７は、実施の形態１における０°と９０°の方向の副偏向非点補正のために副偏向器の各極に印加する電圧を説明するための図である。
ここでは、一例として８極の静電偏向器を用いる。図７に示すように、例えば、ＸＹ方向の所定の方向に偏向させるため、９０°方向の電極（１）には、ｙ、４５°方向の電極（２）には、（ｘ＋ｙ）／√２、０°方向の電極（３）には、ｘ、１３５°方向の対極となる電極（４）には、（ｘ−ｙ）／√２、９０°方向の対極となる電極（５）には、−ｙ、４５°方向の対極となる電極（６）には、（−ｘ−ｙ）／√２、０°方向の対極となる電極（７）には、−ｘ、１３５°方向の電極（８）には、（−ｘ＋ｙ）／√２といった電圧を印加する。そして、０°、９０°方向の副偏向非点補正量を調整するには、偏向電圧に非点電圧Ｖ１を重畳させ、このＶ１の値を変えることによって非点補正量を変えることができる。０°、９０°方向の副偏向非点補正量を調整するには、電極（１）と電極（５）に、−Ｖ１、電極（３）と電極（７）に、＋Ｖ１を重畳させればよい。

図８は、実施の形態１における０°と９０°の方向の最適焦点と副偏向非点補正量との関係を示す図である。
上述したように、副偏向非点補正値を変えながら直交する２方向の最適焦点を測定すると図８に示すような最適焦点と副偏向非点補正量Ｓ１との関係が得られる。０°と９０°方向の副偏向非点格差をゼロにする点（２つの直線の交点）が本来求める副偏向非点補正値になる。

図９は、実施の形態１における０°と９０°の方向の非点格差と副偏向非点補正量との関係を示す図である。
図８に示した非点格差を縦軸にとると、図９に示すような非点格差と副偏向非点補正量Ｓ１との関係を示すグラフを得ることができる。そして、かかるグラフの直線の傾きを副偏向非点係数Ｒ_１と定義する。
副偏向器２１２で副偏向面内の他の位置に偏向させた場合に、位置によって定数Ｃ_１は変化しても、かかる比例定数となる副偏向非点係数Ｒ_２は変わらない値として用いることができる。

Ｓ１０４において、第２の傾き係数算出工程の一例となる４５°と１３５°の方向での副偏向非点係数Ｒ_２の算出工程として、４５°と１３５°の方向（第２の２方向）の副偏向非点補正量Ｓと非点格差との関係に基づいて、副偏向非点補正量Ｓを変数とする場合の非点格差の変化量の傾きを示す副偏向非点係数Ｒ_２（第２の傾き係数の一例）を算出する。以下、直交する第２の２方向（４５°と１３５°方向）の副偏向非点係数Ｒ_２を求める方法について説明する。

図１０は、実施の形態１における４５°と１３５°の方向への電子ビームの走査方向を示す概念図である。
図１１は、実施の形態１における４５°と１３５°の方向の電子ビームのビームプロファイルの一例を示す図である。
図１０に示したように試料面のドットマーク２２０上を２種類の三角形ビームを使って４５°と１３５°方向に走査し、副偏向非点補正値を変えながら直交する２方向の最適焦点を得る。最適焦点はドットマーク２２０上を走査して得られる反射電子信号をビームプロファイルとして取り込み、図１１に示すように、ビームプロファイルのエッジの部分が急峻になる焦点を求める。ここでは、２種類の三角形ビームを使ったが、走査方向に対して直行するエッジをもつビームで走査することで精度の高いビームプロファイルを得ることができる。

図１２は、実施の形態１における４５°と１３５°の方向の副偏向非点補正のために副偏向器の各極に印加する電圧を説明するための図である。
図７と同様、図１２に示したように、例えば、ＸＹ方向の所定の方向に偏向させるため、９０°方向の電極（１）には、ｙ、４５°方向の電極（２）には、（ｘ＋ｙ）／√２、０°方向の電極（３）には、ｘ、１３５°方向の対極となる電極（４）には、（ｘ−ｙ）／√２、９０°方向の対極となる電極（５）には、−ｙ、４５°方向の対極となる電極（６）には、（−ｘ−ｙ）／√２、０°方向の対極となる電極（７）には、−ｘ、１３５°方向の電極（８）には、（−ｘ＋ｙ）／√２といった電圧を印加する。そして、４５°と１３５°方向の副偏向非点補正量を調整するには、偏向電圧に非点電圧Ｖ２を重畳させ、このＶ２の値を変えることによって非点補正量を変えることができる。０°、９０°方向の副偏向非点補正量を調整するには、電極（２）と電極（６）に、−Ｖ２、電極（４）と電極（８）に、＋Ｖ２を重畳させればよい。

図１３は、実施の形態１における４５°と１３５°の方向の最適焦点と副偏向非点補正量との関係を示す図である。
上述したように、副偏向非点補正値を変えながら直交する２方向の最適焦点を測定すると図１３に示すような最適焦点と副偏向非点補正量Ｓ２との関係が得られる。４５°と１３５°方向の副偏向非点格差をゼロにする点（２つの直線の交点）が本来求める副偏向非点補正値になる。

図１４は、実施の形態１における４５°と１３５°の方向の非点格差と副偏向非点補正量との関係を示す図である。
図１３に示した非点格差を縦軸にとると、図１４に示すような非点格差と副偏向非点補正量Ｓ２との関係を示すグラフを得ることができる。そして、かかるグラフの直線の傾きを副偏向非点係数Ｒ_２と定義する。
副偏向器２１２で副偏向面内の他の位置に偏向させた場合に、位置によって定数Ｃ_２は変化しても、かかる比例定数となる副偏向非点係数Ｒ_２は変わらない値として用いることができる。

Ｓ１０６において、主偏向シフト工程として、主偏向器２１４で所定の主偏向領域１０内の所定の位置に電子ビーム２００を偏向する。

Ｓ１０８において、副偏向シフト工程として、主偏向器２１４で主偏向領域内の所定のシフト位置に電子ビーム２００がシフトされた状態から、副偏向器２１２によりかかる主偏向シフト位置での副偏向領域２０内の所定の位置に電子ビーム２００を偏向する。

上述したように傾きＲ１，Ｒ２をあらかじめ求めておき、かかる位置における０°と９０°の方向の副偏向非点格差と４５°と１３５°の方向の副偏向非点格差をそれぞれ１点ずつ求めれば、このＲ１、Ｒ２を使って副偏向非点補正量（非点がなくなるポイント）を求めることができる。しかしながら、このようにして求めた非点がなくなるポイントの副偏向非点補正量で補正しても副偏向非点格差が０にならない場合がある。よって、ここでは、ｎ回目の副偏向非点補正量とｎ＋１回目の副偏向非点補正量の差分の絶対値を比較してある誤差（Δ）以下になるまで繰り返すシーケンスにしている。このように繰り返すシーケンスにすることで、例えば多数の非点測定データから図８や図１３に示したグラフを得て、ここから非点補正値を得るよりも遥かに短い時間で非点補正値を求めることができる。以下、副偏向非点測定ルーチンに入る。

Ｓ１１０において、初期値設定工程として、０°と９０°の方向の副偏向非点補正値Ｓ１（ｎ）と４５°と１３５°の方向の副偏向非点補正値Ｓ２（ｎ）とｎの値を設定する。まず、初期値として、ｎ＝０、０°と９０°の方向の副偏向非点補正値Ｓ１（０）＝Ａ１、４５°と１３５°の方向の副偏向非点補正値Ｓ２（０）＝Ａ２を設定する。初めて行なう場合には、Ａ１＝Ａ２＝０とおけばよい。また、従来の設定値があれば、まずはその値を使えばよい。

Ｓ１１２において、第１の非点格差測定工程の一例となる０°と９０°方向の副偏向非点格差測定工程として、副偏向非点補正値Ｓ１（０）（第１の副偏向非点補正値）で副偏向非点が補正された電子ビーム２００を用いて、０°と９０°方向にドットマーク２２０（所定のマーク）を走査して、電子ビーム２００の０°と９０°方向での副偏向非点格差を測定する。
具体的には、図５に示したように試料面のドットマーク２２０上を矩形ビームで０°と９０°方向に副偏向非点補正値Ｓ１（０）で走査し、０°と９０°方向のそれぞれの最適焦点を得る。最適焦点はドットマーク２２０上を走査して得られる反射電子信号をビームプロファイルとして取り込み、図６に示したように、ビームプロファイルのエッジの部分が急峻になる焦点を求める。そして、０°と９０°方向のそれぞれの最適焦点の格差を副偏向非点補正値Ｓ１（０）における副偏向非点格差として測定する。

Ｓ１１４において、第１の副偏向非点補正値算出工程の一例となる副偏向非点補正値Ｓ１（ｎ＋１）算出工程として、副偏向非点補正値Ｓ１（ｎ＋１）算出部１２３は、副偏向非点補正値Ｓ１（０）と副偏向非点補正値Ｓ１（０）を用いて測定された副偏向非点格差と副偏向非点係数Ｒ_１とに基づいて、副偏向非点格差がなくなる副偏向非点補正値Ｓ１（１）（ここでは、第２の副偏向非点補正値の一例となる。）を算出する。

図１５は、実施の形態１における副偏向非点補正値Ｓ１（ｎ＋１）を算出する手法を説明するための図である。
図１５において、図９に示したグラフと同様、横軸を副偏向非点補正量、縦軸を非点格差とする場合に、副偏向非点補正値Ｓ１（０）における副偏向非点格差の値を起点として、副偏向非点係数Ｒ_１の傾きに直線を引くことで、非点格差の値が「０」となる副偏向非点補正値を得ることができる。そして、非点格差の値が「０」となる副偏向非点補正値を副偏向非点補正値Ｓ１（１）として算出する。しかしながら、図１５に示すように、非点格差の値が「０」となるはずの副偏向非点補正値Ｓ１（１）で非点を補正しても、実際に測定してみると、非点格差の値が「０」にはならない場合が多い。そこで、後述するように非点格差の値が「０」に近づくように副偏向非点補正値Ｓ１（ｎ）を収束させる。次に、４５°と１３５°方向について同様に行なう。

Ｓ１１６において、第２の非点格差測定工程の一例となる４５°と１３５°方向の副偏向非点格差測定工程として、副偏向非点補正値Ｓ２（０）（第３の副偏向非点補正値）で副偏向非点が補正された電子ビーム２００を用いて、４５°と１３５°方向にドットマーク２２０（所定のマーク）を走査して、電子ビーム２００の４５°と１３５°方向での副偏向非点格差を測定する。
具体的には、図１０に示したように試料面のドットマーク２２０上を２種類の三角形ビームで４５°と１３５°方向に副偏向非点補正値Ｓ２（０）で走査し、４５°と１３５°方向のそれぞれの最適焦点を得る。最適焦点はドットマーク２２０上を走査して得られる反射電子信号をビームプロファイルとして取り込み、図１１に示したように、ビームプロファイルのエッジの部分が急峻になる焦点を求める。そして、４５°と１３５°方向のそれぞれの最適焦点の格差を副偏向非点補正値Ｓ２（０）における副偏向非点格差として測定する。

Ｓ１１８において、第２の副偏向非点補正値算出工程の一例となる副偏向非点補正値Ｓ１（ｎ＋１）算出工程として、副偏向非点補正値Ｓ１（ｎ＋１）算出部１２３は、副偏向非点補正値Ｓ２（０）と副偏向非点補正値Ｓ２（０）を用いて測定された副偏向非点格差と副偏向非点係数Ｒ_２とに基づいて、副偏向非点格差がなくなる副偏向非点補正値Ｓ２（１）（ここでは、第４の副偏向非点補正値の一例となる。）を算出する。

図１６は、実施の形態１における副偏向非点補正値Ｓ２（ｎ＋１）を算出する手法を説明するための図である。
図１６において、図１４に示したグラフと同様、横軸を副偏向非点補正量、縦軸を非点格差とする場合に、副偏向非点補正値Ｓ２（０）における副偏向非点格差の値を起点として、副偏向非点係数Ｒ_２の傾きに直線を引くことで、非点格差の値が「０」となる副偏向非点補正値を得ることができる。そして、非点格差の値が「０」となる副偏向非点補正値を副偏向非点補正値Ｓ２（１）として算出する。しかしながら、図１６に示すように、非点格差の値が「０」となるはずの副偏向非点補正値Ｓ２（１）で非点を補正しても、実際に測定してみると、非点格差の値が「０」にはならない場合が多い。そこで、後述するように非点格差の値が「０」に近づくように副偏向非点補正値Ｓ２（ｎ）を収束させる。

Ｓ１２０において、判定工程として、副偏向非点補正値Ｓ（ｎ＋１）と副偏向非点補正値Ｓ（ｎ）との差分の絶対値が所定の値Δより小さいかどうかを判定する。すなわち、式で表すと｜Ｓ（ｎ＋１）−Ｓ（ｎ）｜＜Δであるかどうかを判定する。まず、第１の判定工程として、０°と９０°方向について、差分値判定部１２４は、副偏向非点補正値Ｓ１（１）と算出に用いた副偏向非点補正値Ｓ１（０）との差分の絶対値が所定の値Δより小さいかどうかを判定する。すなわち、ここでは、｜Ｓ１（１）−Ｓ１（０）｜＜Δであるかどうかを判定する。そして、同様に、第２の判定工程として、４５°と１３５°方向について、差分値判定部１２４は、副偏向非点補正値Ｓ２（１）と算出に用いた副偏向非点補正値Ｓ２（０）との差分の絶対値が所定の値Δより小さいかどうかを判定する。すなわち、ここでは、｜Ｓ２（１）−Ｓ２（０）｜＜Δであるかどうかを判定する。そして、両方とも小さい場合は、Ｓ１２４に進み、いずれか一方でも小さくない場合は、Ｓ１２２に進む。

Ｓ１２２において、Ｓ（ｎ）再設定工程として、｜Ｓ（ｎ＋１）−Ｓ（ｎ）｜＜Δでない場合には、副偏向非点補正量Ｓ（ｎ）に副偏向非点補正量Ｓ（ｎ＋１）を再設定する。ここでは、｜Ｓ（１）−Ｓ（０）｜＜Δでないとすると、副偏向非点補正量Ｓ（ｎ）としてＳ（１）を再設定する。すなわち、０°と９０°方向について、｜Ｓ１（１）−Ｓ１（０）｜＜Δでないとすると、副偏向非点補正量Ｓ１（ｎ）としてＳ１（１）を再設定する（再設定により今度はＳ１（１）が第１の副偏向非点補正値となる。）。同様に、４５°と１３５°方向について、｜Ｓ２（１）−Ｓ２（０）｜＜Δでないとすると、副偏向非点補正量Ｓ２（ｎ）としてＳ２（１）を再設定する（再設定により今度はＳ２（１）が第３の副偏向非点補正値となる。）。

そして、Ｓ１１２〜Ｓ１２２まで繰り返す。具体的には、０°と９０°方向について、図１５に示すようにＳ１（１）における非点格差を測定し、副偏向非点係数Ｒ_１の傾きに沿って、非点格差の値が「０」となる副偏向非点補正値Ｓ１（２）（第２の副偏向非点補正値）を得る。そして、｜Ｓ１（２）−Ｓ１（１）｜＜Δかどうかを判定する。Δより小さくない場合は、Ｓ１（２）（再設定により今度はＳ１（２）が第１の副偏向非点補正値となる。）における非点格差を測定し、副偏向非点係数Ｒ_１の傾きに沿って、非点格差の値が「０」となる副偏向非点補正値Ｓ１（３）（第２の副偏向非点補正値）を得る。そして、｜Ｓ１（３）−Ｓ１（２）｜＜Δかどうかを判定する。そして、｜Ｓ１（ｎ＋１）−Ｓ１（ｎ）｜＜Δになるまで同様に続けて、｜Ｓ１（ｎ＋１）−Ｓ１（ｎ）｜＜ΔになったＳ１（ｎ＋１）（第２の副偏向非点補正値）と算出に用いたＳ１（ｎ）（第１の副偏向非点補正値）を得る。

そして、４５°と１３５°方向についても図１６に示すようにＳ２（１）における非点格差を測定し、副偏向非点係数Ｒ_２の傾きに沿って、非点格差の値が「０」となる副偏向非点補正値Ｓ２（２）（第４の副偏向非点補正値）を得る。そして、｜Ｓ２（２）−Ｓ２（１）｜＜Δかどうかを判定する。Δより小さくない場合は、Ｓ２（２）（再設定により今度はＳ２（２）が第３の副偏向非点補正値となる。）における非点格差を測定し、副偏向非点係数Ｒ_２の傾きに沿って、非点格差の値が「０」となる副偏向非点補正値Ｓ２（３）（第４の副偏向非点補正値）を得る。そして、｜Ｓ２（３）−Ｓ２（２）｜＜Δかどうかを判定する。そして、｜Ｓ２（ｎ＋１）−Ｓ２（ｎ）｜＜Δになるまで同様に続けて、｜Ｓ２（ｎ＋１）−Ｓ２（ｎ）｜＜ΔになったＳ２（ｎ＋１）（第４の副偏向非点補正値）と算出に用いたＳ２（ｎ）（第３の副偏向非点補正値）を得る。このようにして、非点がなくなる所定の精度のポイントまで収束させていく。最終的に得られたＳ（ｎ＋１）や算出に用いたＳ（ｎ）は、主偏向面の位置、主偏向シフト位置、及び副偏向シフト位置といった偏向シフト位置情報と共にメモリ１２２に格納される。

以上のようにして、ある主偏向面内におけるある副偏向面内の１点（位置）について、０°と９０°方向における差分の絶対値が値Δより小さくなった副偏向非点補正値Ｓ１（ｎ＋１）と副偏向非点補正値Ｓ１（ｎ）と、４５°と１３５°方向における差分の絶対値が値Δより小さくなった副偏向非点補正値Ｓ２（ｎ＋１）と副偏向非点補正値Ｓ２（ｎ）とを得ることができる。そして、次は、ある主偏向面内におけるある副偏向面内の次の位置での０°と９０°方向における差分の絶対値が値Δより小さくなった副偏向非点補正値Ｓ１（ｎ＋１）と副偏向非点補正値Ｓ１（ｎ）と、４５°と１３５°方向における差分の絶対値が値Δより小さくなった副偏向非点補正値Ｓ２（ｎ＋１）と副偏向非点補正値Ｓ２（ｎ）とを求めていく。

Ｓ１２４において、副偏向面判定工程として、副偏向面内のすべての副偏向シフト位置について、分布測定が完了したかどうか、言い換えれば、Ｓ１１０〜Ｓ１２２までが終了したかどうかを判定する。そして、まだ、終了していない場合には、Ｓ１０８に戻って、副偏向シフト位置をシフトして、次の副偏向シフト位置でＳ１１０〜Ｓ１２２を行なう。このようにして、所定の主偏向シフト位置におけるすべての副偏向シフト位置についてＳ１１０〜Ｓ１２２を繰り返す。

図１７は、実施の形態１における副偏向シフトの仕方について説明するための図である。
図１７に示すように、ここでは副偏向領域内を３点×３点の合計９箇所に分けて、それぞれの位置で副偏向非点を測定し、その補正量を得ることにする。具体的には、主偏向位置は固定し、ＸＹステージ１０５を移動させることでドットマーク２２０を移動させて、副偏向が相対的にシフトするように制御する。そして、それぞれのポイント（副偏向シフト位置）で副偏向非点を測定する。そして、上述したように０°と９０°方向における差分の絶対値が値Δより小さくなった副偏向非点補正値Ｓ１（ｎ＋１）と副偏向非点補正値Ｓ１（ｎ）と、４５°と１３５°方向における差分の絶対値が値Δより小さくなった副偏向非点補正値Ｓ２（ｎ＋１）と副偏向非点補正値Ｓ２（ｎ）とを得る。

Ｓ１２６において、主偏向面判定工程として、主偏向面内のすべての主偏向シフト位置について、分布測定が完了したかどうか、言い換えれば、Ｓ１０８〜Ｓ１２４までが終了したかどうかを判定する。そして、まだ、終了していない場合には、Ｓ１０６に戻って、主偏向シフト位置をシフトして、次の主偏向シフト位置でＳ１０８〜Ｓ１２４を行なう。このようにして、所定の主偏向面におけるすべての主偏向シフト位置１２についてＳ１０８〜Ｓ１２４を繰り返す。

図１８は、実施の形態１における主偏向シフトの仕方について説明するための図である。
副偏向非点は主偏向位置に依存して変化する性質があるため、図１８に示すように主偏向領域内を５点×５点の合計２５箇所に分けて、それぞれの位置で副偏向非点を測定する。具体的には、主偏向面内２５箇所でそれぞれの３点×３点の副偏向非点分布を測定する。そして、上述したように、主偏向面内２５箇所でそれぞれの３点×３点の９箇所の副偏向非点補正量分布を求める。

Ｓ１２８において、非点係数算出工程の一例となる副偏向非点補正係数算出工程として、非点係数算出部の一例となる副偏向非点係数算出部１２６は、各位置で算出された０°と９０°方向における差分の絶対値が値Δより小さくなった副偏向非点補正値Ｓ１（ｎ＋１）と副偏向非点補正値Ｓ１（ｎ）の一方を用いて描画領域の各位置における副偏向非点補正量Ｓ１を定義する関係式の係数（副偏向非点補正係数）を算出する。同様に、４５°と１３５°方向における差分の絶対値が値Δより小さくなった副偏向非点補正値Ｓ２（ｎ＋１）と副偏向非点補正値Ｓ２（ｎ）の一方を用いて描画領域の各位置における副偏向非点補正量Ｓ２を定義する関係式の係数（副偏向非点補正係数）を算出する。

図１９は、実施の形態１における副偏向非点補正量Ｓ１と副偏向非点補正量Ｓ２とを定義する関係式を示す図である。
主偏向位置がある主偏向シフト位置で固定された副偏向領域内の３点×３点の合計９箇所の副偏向非点補正量分布は、図１９に示すような副偏向位置を示す座標（ｘ，ｙ）を変数とする１次式（関係式）でフィッティングする。そして、０°と９０°方向の関係式となる副偏向非点補正量Ｓ１（ｘ，ｙ）の係数ａ，ｂ，ｃと、４５°と１３５°方向の関係式となる副偏向非点補正量Ｓ２（ｘ，ｙ）の係数ｄ，ｅ，ｆとを算出する。同様にして、主偏向面内２５箇所でそれぞれ副偏向非点補正係数となる６つの係数（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ）を求める。

図２０は、実施の形態１における副偏向非点補正係数を定義する関係式を示す図である。
上述した２５組の係数ａ，ｂ，ｃ（０°，９０°方向の副偏向非点補正係数）、ｄ，ｅ，ｆ（４５°、１３５°方向の副偏向非点補正係数）を図２０に示すように最小２乗法を用いてそれぞれ主偏向位置を示す座標（Ｘ，Ｙ）を変数とする３次関数でフィッティングする。副偏向非点は主偏向位置に依存して変化する性質があるため、このように主偏向位置の関数にしておくと、任意の位置に副偏向を位置決めしても、その場所の副偏向非点補正係数を得ることができ精度良く副偏向非点を補正することができる。

また、図１では、図示を省略しているが、以上のような工程を全ての主偏向面について行なうことで、描画領域全体の各位置における主偏向位置依存の副偏向非点補正係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆを得ることができる。
そして、このようにして得られた副偏向非点補正係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは、主偏向面の位置といった偏向シフト位置情報と共にメモリ１２２に格納される。そして、副偏向非点補正係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆを副偏向非点補正用のパラメータとして、副偏向非点補正回路１１４に設定する。

図２１は、実施の形態１における副偏向非点補正量Ｓと補正電圧Ｖとの関係を示す図である。
０°と９０°の２方向の副偏向非点補正量Ｓ１と補正電圧Ｖ１とは、所定の係数ｋ_１を用いて、図２１に示すように、Ｓ１＝ｋ_１・Ｖ１で定義することができる。すなわち、Ｓ１はＶＳ１に比例する関係となる。同様に、４５°と１３５°の２方向の非点補正量Ｓ２と補正電圧Ｖ２とは、所定の係数ｋ_２を用いて、図２１に示すように、Ｓ２＝ｋ_２・Ｖ２で定義することができる。すなわち、Ｓ２はＶ２に比例する関係となる。主偏向位置（Ｘ，Ｙ）と副偏向位置（ｘ，ｙ）との関数として定義された０°と９０°の２方向の副偏向非点補正量Ｓ１と、４５°と１３５°の２方向の副偏向非点補正量Ｓ２から、それぞれの位置での補正電圧Ｖ１と補正電圧Ｖ２とを求め、各位置におけるそれぞれの補正電圧Ｖ１と補正電圧Ｖ２とを用いて、静電型偏向器の副偏向器２１２の各極に印加する電圧を補正することにより副偏向非点を補正することができる。

図２２は、実施の形態１における副偏向領域内フォーカス傾きを最適化することを説明するための概念図である。
副偏向器２１２の機械的な製作精度に依存して、領域の小さな副偏向領域においても焦点位置分布にある傾きが生じる。副偏向器２１２の偏向量に応じて焦点位置にある傾きが生じ、直交する２方向（例えばＸおよびＹ方向）それぞれに焦点ずれが生じるため、偏向非点として現れる。ある領域について見ると、図２２（ａ）に示すようにかかる領域内に位置する複数の副偏向領域は、どれもある一定の方向に焦点位置がずれる、すなわち、焦点位置分布にある傾き（フォーカス傾き）が生じる傾向がある。そこで、各位置におけるそれぞれの補正電圧Ｖ１と補正電圧Ｖ２とを用いて、静電型偏向器の副偏向器２１２の各極に印加する電圧を補正することにより、図２２（ｂ）に示すようにフォーカス傾きを低減させることができる。

Ｓ１３０において、描画工程として、描画装置１００は、算出された副偏向非点補正量を定義する関係式の副偏向非点補正係数ａ，ｂ，ｃ（係数の一例）を用いて電子ビーム２００の０°と９０°の２方向の非点を補正し、副偏向非点補正係数ｄ，ｅ，ｆ（係数の一例）を用いて電子ビーム２００の４５°と１３５°の２方向の非点を補正し、補正された電子ビーム２００を用いて描画部１５０により試料に所定のパターンを描画する。
具体的には、副偏向非点補正係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆがパラメータとして設定された副偏向非点補正回路１１４は、レーザ測長機１６０からＸＹステージ１０５の位置を入力し、偏向位置に応じて、ショット毎にリアルタイムに高速演算回路で補正電圧Ｖ１と補正電圧Ｖ２とを算出する。そして、副偏向制御回路１１２で演算された本来の偏向電圧が副中継器１３２でかかる補正電圧Ｖ１と補正電圧Ｖ２とで各極の印加電圧が補正される。そして、補正された印加電圧がＤＡＣ１４２を介して副偏向器２１２に印加される。また、主偏向制御回路１１６で演算された本来の偏向電圧は、主中継器１３４、ＤＡＣ１４４を介して主偏向器２１４に印加される。ここでは、主偏向非点の補正については図示及び説明を省略している。そして、非点が補正された電子ビーム２００が対物レンズ２０７により焦点を合わされ、試料に照射されることで試料に所定のパターンを描画する。

以上のように、本実施の形態１では、高速演算回路で構成された副偏向非点補正回路１１４等で副偏向非点補正を行なう。また、副偏向非点補正に用いる副偏向非点係数の算出にあたっては、Ｓ１（ｎ）とＳ２（ｎ）を収束させるのに、予め、副偏向非点係数Ｒ_１と副偏向非点係数Ｒ_２を求めておき、かかる係数とある任意の１点の非点補正量Ｓ（０）から最終的な非点補正量Ｓ（ｎ＋１）を求めるので、ｎ回のフォーカス回数で済ますことができる。これに対し、副偏向非点補正量を適当に振ってそれぞれの状態で対物レンズのフォーカス調整を行なおうとすれば、ビーム走査回数は、収束するまでの回数をｎ回、補正振りの探索数をｔ点とするとｎ×ｔ回のフォーカス調整が必要となる。よって、かかる場合に比べ、フォーカス回数、言い換えれば測定点数を低減することができる。よって、少ないビーム走査で非点補正量を求めることができる。その結果、高速で演算することができる。

また、上述した手法では、ｎ＋１回目の測定に対して、交点にあたる非点補正量Ｓを次回のＳ（ｎ）として再度投入しているが、これに限るものではない。例えば、ｎ＋１回目の測定のための変化量として、ΔＳ（ｎ＋１）＝ｋ｜Ｓ（ｎ）−Ｓ（ｎ−１）｜（但し、ｋ＜１．０の定数）を加算した値を再帰的に投入しても好適である。これにより、測定点数が減少したことによる誤差などによる収束性悪化を回避して、収束性を向上させることができる。

ここで、主偏向非点補正については、副偏向非点のない副偏向中心の位置で非点測定して、３次多項式の係数を算出することによって、図示していない主偏向非点補正回路によって、副偏向非点補正と同様の主偏向非点補正を行なうことができる。

実施の形態２．
実施の形態２では、実施の形態１の手法により副偏向非点補正を行なう前に、以下に説明する手法で副偏向非点を軽減させてから行なう手法を説明する。

図２３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２３において、荷電粒子ビーム描画装置の一例である描画装置１００は、描画部１５０を構成する電子鏡筒１０２、描画室１０３、ＸＹステージ１０５、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、副偏向器２１２、主偏向器２１４、アライメントコイル２１６を備え、制御系として、偏向制御回路１１０、ＣＰＵ１２０、メモリ１２２、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）中継器１３０、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）１４２、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）１４４、レンズ制御回路１５４、レンズ制御電源１５２、レーザ測長機１６０を備えている。偏向制御回路１１０は、副偏向制御回路１１２、副偏向非点補正回路１１４、主偏向制御回路１１６を有している。ＤＡＣ中継器１３０は、副中継器１３２、主中継器１３４を有している。図２の構成に、さらに、アライメントコイル２１６を備えた点以外は、図２と同様である。そして、アライメントコイル２１６は、レンズ制御回路１５４によって制御されたレンズ制御電源１５２から所望する励磁電流が流されることで制御される。また、図２３では、本実施の形態２を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。アライメントコイル２１６をさらに備えた点及びアライメントコイル２１６による電子ビーム２００の制御以外は、実施の形態１と同様であるため、異なる点以外の説明は省略する。

実施の形態２では、まず、ビーム平行移動工程により副偏向非点を軽減する。
ビーム平行移動工程として、アライメントコイル２１６は副偏向器２１２内のビームの軌道を平行移動（ビーム軸方向と直交する方向）させるように駆動される。
そして、焦点ずれ測定工程として、副偏向器２１２内のビームの軌道が平行移動された状態で、副偏向器２１２でビームを偏向して、副偏向面内の焦点ずれを測定して、面内焦点傾きを算出する。

図２２の説明にて示したように、偏向器の機械的な製作精度に依存して、領域の小さな副偏向領域においても焦点位置分布にある傾きが生じる。副偏向器２１２の偏向量に応じて焦点位置にある傾きが生じ、ＸおよびＹ方向それぞれに焦点ずれが生じるため、偏向非点として現れる。ある領域について見ると、図２２（ａ）に示すようにかかる領域内に位置する複数の副偏向領域は、どれもある一定の方向に焦点位置がずれる、すなわち、焦点位置分布にある傾き（フォーカス傾き）が生じる傾向がある。そこで、レンズ制御回路１５４により制御されたレンズ制御電源１５２からアライメントコイル２１６に所定の電流を流すことで、電子ビーム２００のビーム軸方向（ｚ軸方向）と直交するｘｙ方向に電子ビーム２００を平行移動させる。直交するＸＹ方向に電子ビーム２００を平行移動させることで、図２２（ｂ）に示すようにフォーカス傾きを低減させることができる。アライメントコイル２１６に流す電流量は、試料面のうち副偏向領域面での副偏向器２１２により偏向させられる前記電子ビーム２００の焦点ずれが小さくなるように制御する。具体的には、副偏向面内の焦点ずれをｘとｙ方向の焦点ずれに分離して、副偏向面内の焦点傾きの一次係数を求める。そして、これらの係数と２次元のコイル励磁値とを関数化して、これらの係数の絶対値が最小となるアライメントコイル２１６の励磁値を求める。そして、求めた励磁値をアライメントコイル２１６に流す。これにより、副偏向面内の焦点ずれを最小とすることができる。言い換えれば、焦点位置の分布を平坦に近づけることができる。すなわち、焦点ずれを低減することができる。

ここで、図２３では、アライメントコイル２１６が副偏向器２１２の上部位置に配置されているが、これに限るものではない。アライメントコイル２１６の配置位置は、副偏向器２１２により副偏向器２１２中を通る電子ビーム２００の軌道を変更できる位置（副偏向器２１２により偏向可能な位置）であれば構わない。より好ましくは、例えば、アライメントコイル２１６が副偏向器２１２と同程度の高さ位置（ｚ方向）が良い。或いは、副偏向器２１２の少し上部が良い。

以上のように副偏向面内の焦点ずれを低減した後に、実施の形態１で説明した手法により、副偏向非点係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆを求める。このようにかかる２種類の手法を順に行なうことでより副非点補正量を低減することができる。

以上の説明において、「〜部」或いは「〜工程」と記載したものの処理内容或いは動作内容は、コンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。或いは、ソフトウェアとなるプログラムだけではなく、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせにより実施させても構わない。或いは、ファームウェアとの組み合わせでも構わない。また、プログラムにより構成される場合、プログラムは、図示していない磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤ、或いはＲＯＭ（リードオンリメモリ）等の記録媒体に記録される。例えば、メモリ１２２に記録される。

また、図２及び図２３において、コンピュータとなるＣＰＵ１２０は、さらに、図示していないバスを介して、記憶装置の一例となるＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ、磁気ディスク（ＨＤ）装置、入力手段の一例となるキーボード（Ｋ／Ｂ）、マウス、出力手段の一例となるモニタ、プリンタ、或いは、入力出力手段の一例となる外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）、ＦＤ、ＤＶＤ、ＣＤ等に接続されていても構わない。

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。

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非点補正方法、荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置は、本発明の範囲に包含される。

実施の形態１におけるフローチャートの要部を示す図である。 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ＣＰＵの内部機能の要部を示す図である。 主偏向領域と副偏向領域とを示す図である。 実施の形態１における０°と９０°の方向への電子ビームの走査方向を示す概念図である。 実施の形態１における０°と９０°の方向の電子ビームのビームプロファイルの一例を示す図である。 実施の形態１における０°と９０°の方向の副偏向非点補正のために副偏向器の各極に印加する電圧を説明するための図である。 実施の形態１における０°と９０°の方向の最適焦点と副偏向非点補正量との関係を示す図である。 実施の形態１における０°と９０°の方向の非点格差と副偏向非点補正量との関係を示す図である。 実施の形態１における４５°と１３５°の方向への電子ビームの走査方向を示す概念図である。 実施の形態１における４５°と１３５°の方向の電子ビームのビームプロファイルの一例を示す図である。 実施の形態１における４５°と１３５°の方向の副偏向非点補正のために副偏向器の各極に印加する電圧を説明するための図である。 実施の形態１における４５°と１３５°の方向の最適焦点と副偏向非点補正量との関係を示す図である。 実施の形態１における４５°と１３５°の方向の非点格差と副偏向非点補正量との関係を示す図である。 実施の形態１における副偏向非点補正値Ｓ１（ｎ＋１）を算出する手法を説明するための図である。 実施の形態１における副偏向非点補正値Ｓ２（ｎ＋１）を算出する手法を説明するための図である。 実施の形態１における副偏向シフトの仕方について説明するための図である。 実施の形態１における主偏向シフトの仕方について説明するための図である。 実施の形態１における副偏向非点補正量Ｓ１と副偏向非点補正量Ｓ２とを定義する関係式を示す図である。 実施の形態１における副偏向非点補正係数を定義する関係式を示す図である。 実施の形態１における副偏向非点補正量Ｓと補正電圧Ｖとの関係を示す図である。 実施の形態１における副偏向領域内フォーカス傾きを最適化することを説明するための概念図である。 実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。 従来の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。

符号の説明

１０ 主偏向領域
２０ 副偏向領域
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 偏向制御回路
１１２ 副偏向制御回路
１１４ 副偏向非点補正回路
１１６ 主偏向制御回路
１２０ ＣＰＵ
１２２ メモリ
１２３ Ｓ（ｎ＋１）算出部
１２４ 差分値判定部
１２６ 副偏向非点係数算出部
１３０ ＤＡＣ中継器
１３２ 副中継器
１３４ 主中継器
１４２，１４４ ＤＡＣ
１５０ 描画部
１５２ レンズ制御電源
１５４ レンズ制御回路
１６０ レーザ測長機
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３，４１０ 第１のアパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５ 成形偏向器
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０７ 対物レンズ
２１２ 副偏向器
２１４ 主偏向器
２１６ アライメントコイル
２２０ ドットマーク
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース

Claims (4)

1. 主副２段偏向で偏向される荷電粒子ビームを用いて描画する荷電粒子ビーム描画方法において、
   第ｎ番目の副偏向非点補正値で副偏向非点が補正された荷電粒子ビームを用いて、直交する２方向に所定のマークを走査して、前記荷電粒子ビームの前記２方向での副偏向非点格差を測定する非点格差測定工程と、
   前記第ｎ番目の副偏向非点補正値と、前記第ｎ番目の副偏向非点補正値を用いて測定された前記副偏向非点格差と、前記直交する２方向における副偏向非点補正量を変数とする場合の副偏向非点格差の変化量の傾き値となる予め求めた傾き係数と、を用いて、前記第ｎ番目の副偏向非点補正値における前記副偏向非点格差の値を起点として前記傾き係数の傾きに直線を引くことで、副偏向非点格差がなくなるはずの第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値を算出する副偏向非点補正値算出工程と、
   前記第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値と算出に用いた前記第ｎ番目の副偏向非点補正値との差分の絶対値が所定の値より小さいかどうかを判定する判定工程と、
   を備えた荷電粒子ビーム描画方法であって、
   前記各工程を第１番目から繰り返し、前記第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値と前記第ｎ番目の副偏向非点補正値との差分の絶対値が所定の値より小さくなったら終了し、前記所定の値より小さくなった第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値を使って非点補正された前記荷電粒子ビームで試料を描画することを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
2. 前記荷電粒子ビーム描画方法は、さらに、描画領域の複数の位置で前記所定の値より小さくなる第ｎ＋１番目の副偏向非点補正量値をそれぞれ算出し、
   各位置で算出された第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値を用いて描画領域の各位置における副偏向非点補正量を定義する関係式の係数を算出する非点係数算出工程を備えたことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画方法。
3. 前記荷電粒子ビーム描画方法は、さらに、前記２方向とは異なる直交する２方向について、前記各工程を第１番目から繰り返し、前記第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値と前記第ｎ番目の副偏向非点補正値との差分の絶対値が所定の値より小さくなったら終了し、前記所定の値より小さくなった第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値を使って非点補正された前記荷電粒子ビームで試料を描画することを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画方法。
4. 主副２段偏向で偏向される荷電粒子ビームを用いて描画する荷電粒子ビーム描画装置において、
   第ｎ番目の副偏向非点補正値と、前記ｎ番目の副偏向非点補正値で副偏向非点が補正された荷電粒子ビームを用いて直交する２方向に所定のマークを走査して測定された前記荷電粒子ビームの副偏向非点格差と、前記直交する２方向における副偏向非点補正量を変数とする場合の副偏向非点格差の変化量の傾き値となる予め求めた傾き係数と、を用いて、前記第ｎ番目の副偏向非点補正値における前記副偏向非点格差の値を起点として前記傾き係数の傾きに直線を引くことで、副偏向非点格差がなくなるはずの第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値を算出する非点補正値算出部と、
   前記第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値と算出に用いた前記第ｎ番目の副偏向非点補正値との差分の絶対値が所定の値より小さくなるまで第１番目から前記非点補正値算出部による算出を繰り返して得られた前記第ｎ＋１番目の副偏向非点補正値を用いて、副偏向位置を示す座標と副偏向非点補正量との関係を定義する関係式の係数を算出する非点係数算出部と、
   算出された前記係数を持つ関係式を用いて副偏向非点が補正された前記荷電粒子ビームを用いて試料に所定のパターンを描画する描画部と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。

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