JP6682278B2 - マルチ荷電粒子ビーム露光方法及びマルチ荷電粒子ビーム露光装置 - Google Patents

Description

本発明は、マルチ荷電粒子ビーム露光方法及びマルチ荷電粒子ビーム露光装置に係り、例えば、マルチビーム描画におけるビーム照射方法に関する。

半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、ウェハ等へ電子線を使って描画することが行われている。

例えば、マルチビームを使った描画装置がある。１本の電子ビームで描画する場合に比べて、マルチビームを用いることで一度に多くのビームを照射できるのでスループットを大幅に向上させることができる。かかるマルチビーム方式の描画装置では、例えば、電子銃から放出された電子ビームを複数の穴を持ったマスクに通してマルチビームを形成し、各々、ブランキング制御され、遮蔽されなかった各ビームが光学系で縮小され、偏向器で偏向され試料上の所望の位置へと照射される。

マルチビーム描画では、個々のビームの照射量を照射時間により個別に制御する。かかる個別の制御を行う制御回路は、ブランキングアパーチャアレイ装置に組み込まれる。そして、かかる個別ビームの照射時間はそれぞれＮビットの照射時間データとして生成される。そして、個々のビーム毎にＮビット対応の制御回路を配置して、ビーム毎にＮビット対応の制御回路によって個別にビームＯＮ時間がカウントされることによって制御される。

図１２は、カウンタビット数と多重度とデータ転送量との関係の一例を示す図である。図１２において、比較例１では、マルチビームのビーム毎に、例えば、Ｎビットの制御回路を配置して、Ｎビットの照射時間データを用いて、多重度１の露光回数で、露光する場合を示している。しかしながら、マルチビームのビーム数の増加に伴い、ビーム間ピッチが狭くなる。また、使用する制御回路のビット数が大きくなれば、その分、回路自体のサイズが大きくなる。そのため、照射時間データとして使用するビット数（Ｎビット）が大きくなると、ビーム毎にＮビットの制御回路を配置することが困難になってくる。実際、マルチビームのビーム数の増加に伴い、制御回路を配置することが可能なビット数ｎでは、必要な照射時間を定義することが困難になってきている。そのため、制御回路を配置することが可能なビット数ｎ（ｎ＜Ｎ）で照射時間を定義可能になるように１回の照射時間を小さくして、その分、照射回数（多重度ｍ）を増やすことが考えられる。必要な照射時間が例えば最大１０２３階調（Ｎ＝１０ビット）で定義できる場合、図１２の比較例１に示すように、１回の照射時間を制御する制御回路のビット数ｎを例えばｎ＝Ｎ（１０ビット）で定義すると、１回の照射時間を最大１０２３階調まで定義できる。よって、多重度ｍ＝１で必要な照射時間を露光できることになる。その場合のデータ転送量はＮ×ｍ＝１０ビットになる。しかし、上述したように、ビーム数の増加に伴い、Ｎビット対応の制御回路を配置することが困難になってきている。一方、図１２の比較例２に示すように、１回の照射時間を制御する制御回路のビット数ｎを例えば５ビットで定義すると、１回の照射時間を最大３１階調まで定義できる。しかし、１０ビットと同程度の照射時間を得るためには３２回の多重露光（多重度ｍ＝３２）が必要となる。かかる場合でも３２回の多重露光の合計で照射時間を最大９６０階調まで定義できるにすぎない。しかし、１回の照射分の照射時間データ自体は５ビット必要なので、データ転送量はｎ×ｍ＝５ビット×３２回＝１６０ビットになってしまう。このように多重露光にするとデータ転送量が増えてしまうといった問題があった。

ここで、ビーム毎に個別に照射時間をカウントするのではなく、同一位置を照射する最大照射時間分のショットを、マルチビームの全ビームで共通する、照射時間の異なる複数回の照射ステップに分割して、ビーム毎に複数回の照射ステップのうち必要な照射ステップのみ選択する。そして、選択された照射ステップでのみビームＯＮにすることで、ビーム毎にビームＯＮにした照射ステップの組み合わせの合計で照射時間を制御するといった手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる手法では、ブランキングアパーチャアレイ装置にカウンタ回路を搭載せず、照射ステップ毎のタイミング信号によってＯＮ／ＯＦＦを制御する制御方式を採用している。

また、マルチビームの各ビームの照射時間の制御手法の上述した問題は、描画装置に限るものではなく、マルチビームを照射することによって試料を露光する装置全般において同様の問題が生じ得る。

特開２０１５−００２１８９号公報

そこで、本発明は、多重露光を行うマルチビーム露光において、データ転送量の増加を抑制しながら、必要な照射時間を制御可能なマルチビーム露光方法およびその装置を提供する。

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム露光方法は、
マルチビームを用いてビーム毎に同じ照射位置に連続して複数回のビームのショットが行われる多重露光のうち、少なくとも１回の露光処理についてマルチビームの各ビームの照射時間を制御するクロック周期が他の露光処理とは異なるように、少なくとも１つの異なるクロック周期を含む複数のクロック周期を設定する工程と、
露光処理毎に、少なくとも１つの異なるクロック周期を含む複数のクロック周期のうち設定されたクロック周期を用いて当該露光処理における照射時間を制御して、マルチビームを用いて試料上のそれぞれ対応する照射位置を露光する工程と、
を備えたことを特徴とする。

また、多重露光の各露光処理の照射時間を定義する照射時間データのビット数の合計値が、設定可能な照射時間の最大値を定義する照射時間データのビット数になるように構成すると好適である。

また、複数のクロック周期によって制御する照射時間範囲が異なるように構成すると好適である。

また、複数のクロック周期のうち、大きいクロック周期を小さいクロック周期で割った値が２のべき乗になるように設定されると好適である。

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム露光装置は、
試料を載置するステージと、
マルチビームを用いてビーム毎に同じ照射位置に連続して複数回のビームのショットが行われる多重露光のうち、少なくとも１回の露光処理についてマルチビームの各ビームの照射時間を制御するクロック周期が他の露光処理とは異なるように、基準クロック周期と少なくとも１つの異なるクロック周期を含む複数のクロック周期を設定する設定部と、
前記基準クロック周期の基準クロックを発生させるクロック生成器と、
異なるクロック周期のクロックを発生させる分周器と、
露光処理毎に、前記基準クロック周期と少なくとも１つの異なるクロック周期を含む複数のクロック周期のうち設定されたクロック周期を用いて当該露光処理におけるマルチビームの照射時間を制御するブランキングアパーチャアレイ機構と、
露光処理毎に、前記基準クロック周期と少なくとも１つの異なるクロック周期を含む複数のクロック周期のうち設定されたクロック周期を用いて当該露光処理における照射時間が制御されたマルチビームを試料に結像する光学系と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、多重露光を行うマルチビーム露光において、データ転送量の増加を抑制しながら、必要な照射時間を制御できる。

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部材の構成を示す概念図である。 実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ機構の一部を示す上面概念図である。 実施の形態１における偏向制御回路内の構成の一例の一部とブランキングアパーチャアレイ機構内の制御回路の構成の一例とを示す図である。 実施の形態１における描画動作の一例を説明するための概念図である。 実施の形態１におけるマルチビームの照射領域と描画対象画素との一例を示す図である。 実施の形態１におけるマルチビームの描画方法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における各照射ステップの内容とデータ転送量との一例を示す図である。 実施の形態１における各照射ステップの内容とデータ転送量との他の一例を示す図である。 実施の形態１における各信号とビームＯＮ／ＯＦＦのタイミングチャートの一例を示す図である。 カウンタビット数と多重度とデータ転送量との関係の一例を示す図である。

以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。また、実施の形態では、露光装置の一例として、描画装置を用いた構成について説明する。但し、露光装置は、描画装置に限るものではなく、検査装置等の荷電粒子ビームの試料への照射を行う露光装置でも構わない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。図１において、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の一例であると共に、マルチ荷電粒子ビーム露光装置の一例である。描画部１５０は、電子鏡筒１０２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部材２０３、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４、縮小レンズ２０５、制限アパーチャ部材２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８，２０９が配置されている。描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画時（露光時）には描画対象基板となるマスク等の試料１０１が配置される。試料１０１には、半導体装置を製造する際の露光用マスク、或いは、半導体装置が製造される半導体基板（シリコンウェハ）等が含まれる。また、試料１０１には、レジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。ＸＹステージ１０５上には、さらに、ＸＹステージ１０５の位置測定用のミラー２１０が配置される。

制御部１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、デジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプユニット１３２，１３４、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、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。記憶装置１４０（記憶部）には、描画データが描画装置１００の外部から入力され、格納されている。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が図示しないバスを介して接続されている。ステージ位置測定器１３９は、レーザ光をＸＹステージ１０５上のミラー２１０に照射し、ミラー２１０からの反射光を受光する。そして、かかる反射光の情報を利用してＸＹステージ１０５の位置を測定する。

制御計算機１１０内には、パターン面積密度ρ演算部６０、近接効果補正照射係数Ｄｐ演算部６２、画素内パターン面積密度ρ’マップ作成部６４、照射量Ｄ演算部６６、照射時間ｔマップ作成部６８、カウンタ値Ｃｋマップ作成部７０、配列加工部７２、照射ステップ回数番号ｋ設定部７４、クロックＣＬＫ２設定部７６、転送処理部７８、パラメータ演算部８０、判定部８２、判定部８４、及び描画制御部８６が配置されている。パターン面積密度ρ演算部６０、近接効果補正照射係数Ｄｐ演算部６２、画素内パターン面積密度ρ’マップ作成部６４、照射量Ｄ演算部６６、照射時間ｔマップ作成部６８、カウンタ値Ｃｋマップ作成部７０、配列加工部７２、照射ステップ回数番号ｋ設定部７４、クロックＣＬＫ２設定部７６、転送処理部７８、パラメータ演算部８０、判定部８２、判定部８４、及び描画制御部８６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。パターン面積密度ρ演算部６０、近接効果補正照射係数Ｄｐ演算部６２、画素内パターン面積密度ρ’マップ作成部６４、照射量Ｄ演算部６６、照射時間ｔマップ作成部６８、カウンタ値Ｃｋマップ作成部７０、配列加工部７２、照射ステップ回数番号ｋ設定部７４、クロックＣＬＫ２設定部７６、転送処理部７８、パラメータ演算部８０、判定部８２、判定部８４、及び描画制御部８６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。

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部材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部材２０３には、縦（ｙ方向）ｐ列×横（ｘ方向）ｑ列（ｐ，ｑ≧２）の穴（開口部）２２が所定の配列ピッチでマトリクス状に形成されている。図２では、例えば、縦横（ｘ，ｙ方向）に５１２×５１２列の穴２２が形成される。各穴２２は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。或いは、同じ直径の円形であっても構わない。これらの複数の穴２２を電子ビーム２００の一部がそれぞれ通過することで、マルチビーム２０が形成されることになる。ここでは、縦横（ｘ，ｙ方向）が共に２列以上の穴２２が配置された例を示したが、これに限るものではない。例えば、縦横（ｘ，ｙ方向）どちらか一方が複数列で他方は１列だけであっても構わない。また、穴２２の配列の仕方は、図２のように、縦横が格子状に配置される場合に限るものではない。例えば、縦方向（ｙ方向）ｋ段目の列と、ｋ＋１段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ａだけずれて配置されてもよい。同様に、縦方向（ｙ方向）ｋ＋１段目の列と、ｋ＋２段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ｂだけずれて配置されてもよい。

図３は、実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ機構の一部を示す上面概念図である。なお、図３において、電極２４，２６と制御回路４１の位置関係は一致させて記載していない。ブランキングアパーチャアレイ機構２０４は、図３に示すように、図２に示した成形アパーチャアレイ部材２０３の各穴２２に対応する位置にマルチビームのそれぞれのビームの通過用の通過孔２５（開口部）が開口される。そして、各通過孔２５の近傍位置に、該当する通過孔２５を挟んでブランキング偏向用の電極２４，２６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の近傍には、各通過孔２５用の例えば電極２４に偏向電圧を印加する制御回路４１（ロジック回路）が配置される。各ビーム用の２つの電極２４，２６の他方（例えば、電極２６）は、接地される。また、各制御回路４１は、制御信号用の例えばｎビットの配線が接続される。各制御回路４１は、例えばｎビットの配線の他、クロック信号線および電源用の配線等が接続される。マルチビームを構成するそれぞれのビーム毎に、電極２４，２６と制御回路４１とによる個別ブランキング機構４７が構成される。偏向制御回路１３０から各制御回路４１用の制御信号が出力される。各制御回路４１内には、後述するシフトレジストが配置され、例えば、ｐ×ｑ本のマルチビームのうち１列分の制御回路内のシフトレジスタが直列に接続される。そして、例えば、ｐ×ｑ本のマルチビームの１列分の制御信号がシリーズで送信され、例えば、ｑ回のクロック信号によって各ビームの制御信号が対応する制御回路４１に格納される。

各通過孔を通過する電子ビーム２０は、それぞれ独立に対となる２つの電極２４，２６に印加される電圧によって偏向される。かかる偏向によってブランキング制御される。マルチビームのうちの対応ビームをそれぞれブランキング偏向する。このように、複数のブランカーが、成形アパーチャアレイ部材２０３の複数の穴２２（開口部）を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う。

図４は、実施の形態１における偏向制御回路内の構成の一例の一部とブランキングアパーチャアレイ機構内の制御回路の構成の一例とを示す図である。なお、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４に配置される電極２４，２６は、図４に示すように、下面側に配置される場合であっても構わない。図４において、描画装置１００本体内のブランキングアパーチャアレイ機構２０４に配置された個別ブランキング制御用の各制御回路４１には、ｎビット制御のシフトレジスタ４０、ｎビット制御のレジスタ４２、ｎビット制御のカウンタ４４、及びアンプ４６が配置される。図４の例では、ｐ×ｑ本のマルチビームのうち、一例として、２本のビームａ，ｂについて制御回路４１ａ，４１ｂを示している。また、偏向制御回路１３０内には、その構成の一部として、基準制御クロック信号ＣＬＫ１を発生させるクロックＣＬＫ発生器５０と変更された第２の制御クロック信号ＣＬＫ２を発生させるクロックＣＬＫ分周器５２とが配置される。実施の形態１では、例えば、１回のビームのショットの照射時間を定義する照射時間データがＮビット必要であるのに対して、Ｎビットよりも小さいｎビットで制御する制御回路４１を示している。すなわち、シフトレジスタ４０、レジスタ４２、及びカウンタ４４には、Ｎビットよりも小さいｎビットの制御信号が入出力される。制御信号の情報量が少ないことにより、制御回路の設置面積を小さくできる。言い換えれば、設置スペースが狭いブランキングアパーチャアレイ機構２０４上に制御回路４１を配置する場合でも、より小さいビームピッチでより多くのビームを配置できる。これはブランキングアパーチャアレイ機構２０４を透過する電流量を増加させ、すなわち描画スループットを向上することができる。

実施の形態１では、上述した個別ブランキング制御用の各制御回路４１によるビームＯＮ／ＯＦＦ制御を用いて、各ビームのブランキング制御を行う。

図５は、実施の形態１における描画動作の一例を説明するための概念図である。図５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。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、第２番目のストライプ領域３２の右端、或いはさらに右側の位置に照射領域３４が相対的にｙ方向に位置するように調整し、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。第３番目のストライプ領域３２では、ｘ方向に向かって描画し、第４番目のストライプ領域３２では、−ｘ方向に向かって描画するといったように、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（後述する照射ステップの合計）では、成形アパーチャアレイ部材２０３の各穴２２を通過することによって形成されたマルチビームによって、最大で各穴２２と同数の複数のショットパターンが一度に形成される。

図６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６において、ストライプ領域３２は、例えば、マルチビーム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、描画対象画素３６（単位照射領域、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６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。なお、ストライプ領域３２の幅は、これに限るものではない。照射領域３４のｎ倍（ｎは１以上の整数）のサイズであると好適である。図６の例では、５１２×５１２列のマルチビームの場合を示している。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。言い換えれば、隣り合う画素２８間のピッチがマルチビームの各ビーム間のピッチとなる。図６の例では、隣り合う４つの画素２８で囲まれると共に、４つの画素２８のうちの１つの画素２８を含む正方形の領域で１つのグリッド２９を構成する。図６の例では、各グリッド２９は、４×４画素で構成される場合を示している。

図７は、実施の形態１におけるマルチビームの描画方法の一例を説明するための図である。図７では、図６で示したストライプ領域３２を描画するマルチビームのうち、ｙ方向３段目の座標（１，３），（２，３），（３，３），・・・，（５１２，３）の各ビームで描画するグリッドの一部を示している。図７の例では、例えば、ＸＹステージ１０５が８ビームピッチ分の距離を移動する間に４つの画素を描画（露光）する場合を示している。かかる４つの画素を描画（露光）する間、照射領域３４がＸＹステージ１０５の移動によって試料１０１との相対位置がずれないように、偏向器２０８によってマルチビーム２０全体を一括偏向することによって、照射領域３４をＸＹステージ１０５の移動に追従させる。言い換えれば、トラッキング制御が行われる。図７の例では、８ビームピッチ分の距離を移動する間に４つの画素を描画（露光）することで１回のトラッキングサイクルを実施する場合を示している。

具体的には、ステージ位置測定器１３９が、ミラー２１０にレーザを照射して、ミラー２１０から反射光を受光することでＸＹステージ１０５の位置を測長する。測長されたＸＹステージ１０５の位置は、制御計算機１１０に出力される。制御計算機１１０内では、描画制御部８６がかかるＸＹステージ１０５の位置情報を偏向制御回路１３０に出力する。偏向制御回路１３０内では、ＸＹステージ１０５の移動に合わせて、ＸＹステージ１０５の移動に追従するようにビーム偏向するための偏向量データ（トラッキング偏向データ）を演算する。デジタル信号であるトラッキング偏向データは、ＤＡＣアンプ１３４に出力され、ＤＡＣアンプ１３４は、デジタル信号をアナログ信号に変換の上、増幅して、トラッキング偏向電圧として偏向器２０８に印加する。

そして、描画部１５０は、当該ショット（後述する複数の照射ステップ（多重露光）の合計）におけるマルチビームの各ビームのそれぞれの照射時間のうちの最大描画時間Ｔｔｒ内のそれぞれの画素３６に対応する描画時間（照射時間、或いは露光時間）、各画素３６にマルチビーム２０のうちＯＮビームのそれぞれ対応するビームを照射する。実施の形態１では、１回分のショットを後述する複数の照射ステップに分けて、１回分のショットの動作中に、連続して同じ画素３６にかかる複数の照射ステップ（多重露光）を行う。まずは、複数の照射ステップを１回分のショットと見立てて、各ショットの動作を次に説明する。

図７の例では、座標（１，３）のビーム（１）によって、時刻ｔ＝０からｔ＝最大描画時間Ｔｔｒまでの間に注目グリッド２９の例えば最下段右から１番目の画素に１ショット目の複数の照射ステップ（多重露光）のビームの照射が行われる。時刻ｔ＝０からｔ＝Ｔｔｒまでの間にＸＹステージ１０５は例えば２ビームピッチ分だけ−ｘ方向に移動する。その間、トラッキング動作は継続している。

当該ショットのビーム照射開始から当該ショットの最大描画時間Ｔｔｒが経過後、偏向器２０８によってトラッキング制御のためのビーム偏向を継続しながら、トラッキング制御のためのビーム偏向とは別に、偏向器２０９によってマルチビーム２０を一括して偏向することによって各ビームの描画位置（前回の描画位置）を次の各ビームの描画位置（今回の描画位置）にシフトする。図７の例では、時刻ｔ＝Ｔｔｒになった時点で、注目グリッド２９の最下段右から１番目の画素から下から２段目かつ右から１番目の画素へと描画対象画素をシフトする。その間にもＸＹステージ１０５は定速移動しているのでトラッキング動作は継続している。

そして、トラッキング制御を継続しながら、シフトされた各ビームの描画位置に当該ショットの最大描画時間Ｔｔｒ内のそれぞれ対応する描画時間、マルチビーム２０のうちＯＮビームのそれぞれ対応するビームを照射する。図７の例では、座標（１，３）のビーム（１）によって、時刻ｔ＝Ｔｔｒからｔ＝２Ｔｔｒまでの間に注目グリッド２９の例えば下から２段目かつ右から１番目の画素に２ショット目のビームの照射が行われる。時刻ｔ＝Ｔｔｒからｔ＝２Ｔｔｒまでの間にＸＹステージ１０５は例えば２ビームピッチ分だけ−ｘ方向に移動する。その間、トラッキング動作は継続している。

図７の例では、時刻ｔ＝２Ｔｔｒになった時点で、注目グリッド２９の下から２段目かつ右から１番目の画素から下から３段目かつ右から１番目の画素へと偏向器２０９によるマルチビームの一括偏向により描画対象画素をシフトする。その間にもＸＹステージ１０５は移動しているのでトラッキング動作は継続している。そして、座標（１，３）のビーム（１）によって、時刻ｔ＝２Ｔｔｒからｔ＝３Ｔｔｒまでの間に注目グリッド２９の例えば下から３段目かつ右から１番目の画素に３ショット目のビームの照射が行われる。時刻ｔ＝２Ｔｔｒからｔ＝３Ｔｔｒまでの間にＸＹステージ１０５は例えば２ビームピッチ分だけ−ｘ方向に移動する。その間、トラッキング動作は継続している。時刻ｔ＝３Ｔｔｒになった時点で、注目グリッド２９の下から３段目かつ右から１番目の画素から下から４段目かつ右から１番目の画素へと偏向器２０９によるマルチビームの一括偏向により描画対象画素をシフトする。その間にもＸＹステージ１０５は移動しているのでトラッキング動作は継続している。そして、座標（１，３）のビーム（１）によって、時刻ｔ＝３Ｔｔｒからｔ＝４Ｔｔｒまでの間に注目グリッド２９の例えば下から４段目かつ右から１番目の画素に４ショット目のビームの照射が行われる。時刻ｔ＝３Ｔｔｒからｔ＝４Ｔｔｒまでの間にＸＹステージ１０５は例えば２ビームピッチ分だけ−ｘ方向に移動する。その間、トラッキング動作は継続している。以上により、注目グリッド２９の右から１番目の画素列の描画が終了する。

図７の例では初回位置から３回シフトされた後の各ビームの描画位置にビームを切り替えながらそれぞれ対応するビームを照射した後、ＤＡＣアンプユニット１３４は、トラッキング制御用のビーム偏向をリセットすることによって、トラッキング位置をトラッキング制御が開始されたトラッキング開始位置に戻す。言い換えれば、トラッキング位置をステージ移動方向と逆方向に戻す。図７の例では、時刻ｔ＝４Ｔｔｒになった時点で、注目グリッド２９のトランキングを解除して、ｘ方向に８ビームピッチ分ずれた注目グリッドにビームを振り戻す。なお、図７の例では、座標（１，３）のビーム（１）について説明したが、その他の座標のビームについてもそれぞれの対応するグリッドに対して同様に描画が行われる。すなわち、座標（ｎ，ｍ）のビームは、ｔ＝４Ｔｔｒの時点で対応するグリッドに対して右から１番目の画素列の描画が終了する。例えば、座標（２，３）のビーム（２）は、図６のビーム（１）用の注目グリッド２９の−ｘ方向に隣り合うグリッドに対して右から１番目の画素列の描画が終了する。

なお、各グリッドの右から１番目の画素列の描画は終了しているので、トラッキングリセットした後に、次回のトラッキングサイクルにおいてまず偏向器２０９は、各グリッドの下から１段目かつ右から２番目の画素にそれぞれ対応するビームの描画位置を合わせる（シフトする）ように偏向する。

以上のように同じトラッキングサイクル中は偏向器２０８によって照射領域３４を試料１０１に対して相対位置が同じ位置になるように制御された状態で、偏向器２０９によって１画素ずつシフトさせながら各ショット（複数の照射ステップ（多重露光））を行う。そして、トラッキングサイクルが１サイクル終了後、照射領域３４のトラッキング位置を戻してから、図５の下段に示すように、例えば１画素ずれた位置に１回目のショット位置を合わせ、次のトラッキング制御を行いながら偏向器２０９によって１画素ずつシフトさせながら各ショットを行う。ストライプ領域３２の描画中、かかる動作を繰り返すことで、照射領域３４ａ〜３４ｏといった具合に順次照射領域３４の位置が移動していき、当該ストライプ領域の描画を行っていく。

図８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８において、実施の形態１における描画方法は、パラメータ演算工程（Ｓ１０２）と、近接効果補正照射係数Ｄｐ演算工程（Ｓ１０４）と、画素内パターン面積密度ρ’マップ作成工程（Ｓ１０６）と、照射時間ｔマップ作成工程（Ｓ１０８）と、カウンタ値Ｃｋマップ作成工程（Ｓ１１０）と、ビーム位置決め工程（Ｓ１１２）と、照射ステップ回数番号ｋ設定工程（Ｓ１１４）と、クロックＣＬＫ２設定工程（Ｓ１１６）と、データ転送工程（Ｓ１１８）と、描画工程（Ｓ１２０）と、判定工程（Ｓ１２２）と、照射ステップ回数ｋ変更工程（Ｓ１２４）と、判定工程（Ｓ１２６）と、いう一連の工程を実施する。

パラメータ演算工程（Ｓ１０２）として、パラメータ演算部８０は、描画処理を行うためのパラメータを演算する。実施の形態１では、ビーム毎にＮビットで定義される照射時間データが示す１回分のマルチビームのショットをｍ回の照射ステップ（多重露光用の各露光処理）に分割する。その際、少なくとも１回の照射ステップは、制御用のクロック周期を変更する。ここでは、パラメータとして、照射ステップの回数（分割数）ｍと、各照射ステップでの制御ビット数ｎ_ｋと、各照射ステップでの制御用のクロック周期Δｔ_ｋと、を演算する。

まず、パラメータ演算部８０は、１回分のマルチビームのショット用の照射時間が定義される照射時間データのビット数Ｎを読み出す。かかるビット数Ｎは、予め、描画装置１００に設定しておけばよい。或いは、記憶装置１４０に記憶された描画データにパラメータ情報として定義しておき、これを読み出せばよい。

次に、パラメータ演算部８０は、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４に搭載された個別ビーム制御用の制御回路４１のカウンタ４４の制御ビット数ｎ_ＢＡＡを読み出し、照射ステップの回数（分割数）ｍを演算する。照射ステップの回数（分割数）ｍは、照射時間データのビット数Ｎを制御回路４１のカウンタ４４の制御ビット数ｎ_ＢＡＡで割った値の小数点以下を切り上げた整数で定義される。照射ステップの回数（分割数）ｍは、次の式（１）で定義される。
（１） ｍ＝ＲＯＵＮＤＵＰ（Ｎ／ｎ_ＢＡＡ，０）

次に、パラメータ演算部８０は、各照射ステップでの制御ビット数ｎ_ｋを演算する。各照射ステップでの制御ビット数ｎ_ｋは、制御ビット数ｎ_ＢＡＡ以下であることが条件となる。すなわち、各照射ステップでの制御ビット数ｎ_ｋは、以下の式（２）を満たす。また、１回分のマルチビームのショットを分割するすべての照射ステップの制御ビット数ｎｋの合計が１回分のマルチビームのショット用の照射時間が定義される照射時間データのビット数Ｎになるように設定すると好適である。言い換えれば、多重露光の各露光処理の照射時間を定義する照射時間データのビット数ｎ_ｋの合計値が、設定可能な照射時間の最大値を定義する照射時間データのビット数Ｎになると好適である。すなわち、各照射ステップでの制御ビット数ｎ_ｋは、以下の式（３）を満たすと好適である。
（２） ｎ_ｋ≦ｎ_ＢＡＡ
（３） Σｎ_ｋ＝Ｎ

但し、式（２）を満たせば、式（３）については、１回分のマルチビームのショットを分割するすべての照射ステップの制御ビット数ｎ_ｋの合計が１回分のマルチビームのショット用の照射時間が定義される照射時間データのビット数Ｎよりも大きくなっても構わない。データ転送量が若干増えてしまうが、従来の多重露光の手法（比較例２）を用いる場合に比べればデータ転送量を大幅に低減できる。

次に、パラメータ演算部８０は、各照射ステップで使用する制御クロック周期Δｔ_ｋを演算する。１つの照射ステップで使用する制御クロック周期Δｔ_１は、基準クロック周期Δ（Δ＝１／基準クロックＣＬＫ１）で定義される。また、次の照射ステップで使用する制御クロック周期Δｔ_ｋは、前回の照射ステップで使用する制御クロック周期Δｔ_ｋ−１、制御ビット数ｎ_ｋ−１を用いて、次の式（４）で定義される。
（４） Δｔ_ｋ＝２＾ｎ_ｋ−１・Δｔ_ｋ−１

このように、複数のクロック周期のうち、大きいクロック周期を小さいクロック周期で割った値が２のべき乗になるように設定される。

図９は、実施の形態１における各照射ステップの内容とデータ転送量との一例を示す図である。図９の例では、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４に搭載された個別ビーム制御用の制御回路４１で時間制御可能なビット数を例えば５ビットとした場合について示している。具体的には、個別ビーム制御用の制御回路４１のカウンタ４４の制御ビット数ｎ_ＢＡＡを５ビットで構成した場合について示している。また、１回分のマルチビームのショット用の照射時間が定義される照射時間データのビット数Ｎを１０ビットとした場合について示している。図９の例では、照射ステップの回数（分割数）ｍは、式（１）より、ＲＯＵＮＤＵＰ（１０／５，０）＝２となる。よって、マルチビームの１回分のショット分の照射時間を、２回の照射ステップ（多重露光）に分けて行う。そして、２回の照射ステップのうち１回目の照射ステップでの制御ビット数ｎ_１は、５ビットになる。また、１回目の照射ステップでのクロック周期Δｔ_１は、基準クロック周期Δとなる。１回目の照射ステップでは、基準クロック周期Δで５ビットのデータに対応可能なので、０〜（２^５−１）Δで定義可能な照射時間を定義できる。すなわち、０、Δ，２Δ，３Δ，・・・，３１Δまでの、ゼロまたは基準クロック周期Δに１の倍数を乗じた値で定義可能な３１Δまでの照射時間を定義できる。これにより、基準クロック周期Δで定義される１０ビットの照射時間データのうち、下５桁のビットに相当する時間を定義できる。よって、１０ビットの照射時間データのうち、上５桁のビットに相当する時間が残ることになる。

そして、２回の照射ステップのうち２回目の照射ステップでの制御ビット数ｎ_２は、５ビットになる。また、２回目の照射ステップでのクロック周期Δｔ_２は、基準クロック周期Δの２^５倍の３２Δとなる。よって、２回目の照射ステップでは、変更されたクロック周期Δｔ_２（＝３２Δ）で５ビットのデータに対応可能なので、０、３２Δ，６４Δ，９６Δ，・・・，９９２Δまでの、ゼロまたは基準クロック周期Δに３２の倍数を乗じた値で定義可能な９９２Δまでの照射時間を定義できる。このように、複数のクロック周期によって制御する照射時間範囲が異なる。

マルチビームの１回分のショット分の最大照射時間を基準クロック周期Δで１０ビットのデータで定義する場合、すなわち０〜１０２３階調で定義する場合、マルチビームの各ビームの１回分のショットの照射時間は、０〜１０２３Δで定義される。図９の例では、２回目の照射ステップで、０〜１０２３Δのうち各ビームの照射時間を３２Δの倍数で定義可能な最大値で示す照射時間のビームを照射する。或いは該当ビームの照射時間がそもそも３２Δ未満であれば、２回目の照射ステップの照射時間は０とすればよい。そして、１回目の照射ステップで、残りの０〜１５Δで示す照射時間のビームを照射すれば良い。これにより、かかる２回の照射ステップによって、０〜１０２３Δまでの照射時間を定義できる。また、１回目の照射ステップでの制御ビット数ｎ_１は、５ビットなので、データ転送量も５ビットになる。また、２回目の照射ステップでの制御ビット数ｎ_２は、５ビットなので、データ転送量も５ビットになる。よって、複数の照射ステップ全体のデータ転送量は、１回分のマルチビームのショット用の照射時間が定義される照射時間データのビット数Ｎを１０ビットとした場合と同様にできる。

図１０は、実施の形態１における各照射ステップの内容とデータ転送量との他の一例を示す図である。図１０の例では、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４に搭載された個別ビーム制御用の制御回路４１で時間制御可能なビット数を例えば４ビットとした場合について示している。具体的には、個別ビーム制御用の制御回路４１のカウンタ４４の制御ビット数ｎ_ＢＡＡを４ビットで構成した場合について示している。また、１回分のマルチビームのショット用の照射時間が定義される照射時間データのビット数Ｎを１０ビットとした場合について示している。図１０の例では、照射ステップの回数（分割数）ｍは、式（１）より、ＲＯＵＮＤＵＰ（１０／４，０）＝３となる。よって、マルチビームの１回分のショット分の照射時間を、３回の照射ステップ（多重露光）に分けて行う。そして、３回の照射ステップのうち１回目の照射ステップでの制御ビット数ｎ_１は、式（２）及び式（３）を満たすように定義する場合、２〜４ビットのいずれかにできる。図１０の例では、４ビットにする。また、１回目の照射ステップでのクロック周期Δｔ_１は、基準クロック周期Δとなる。１回目の照射ステップでは、基準クロック周期Δで４ビットのデータに対応可能なので、０〜（２^４−１）Δで定義可能な照射時間を定義できる。すなわち、０、Δ，２Δ，３Δ，・・・，１５Δまでの、ゼロまたは基準クロック周期Δに１の倍数を乗じた値で定義可能な１５Δまでの照射時間を定義できる。これにより、基準クロック周期Δで定義される１０ビットの照射時間データのうち、下４桁のビットに相当する時間を定義できる。よって、１０ビットの照射時間データのうち、上６桁のビットに相当する時間が残ることになる。

そして、２回目の照射ステップでの制御ビット数ｎ_２は、式（２）及び式（３）を満たすように定義する場合、２〜４ビットのいずれかにできる。図１０の例では、３ビットにする。また、２回目の照射ステップでのクロック周期Δｔ_２は、式（４）を満たし、基準クロック周期Δの２^４倍の１６Δとなる。よって、２回目の照射ステップでは、変更されたクロック周期Δｔ_２（＝１６Δ）で３ビットのデータに対応可能なので、０、１６Δ，３２Δ，４８Δ，・・・，１１２Δまでの、ゼロまたは基準クロック周期Δに１６の倍数を乗じた値で定義可能な１１２Δまでの照射時間を定義できる。これにより、基準クロック周期Δで定義される１０ビットの照射時間データのうち、下５桁目からの下７桁目までのビットに相当する時間を定義できる。よって、１０ビットの照射時間データのうち、上３桁のビットに相当する時間が残ることになる。

そして、３回目の照射ステップでの制御ビット数ｎ_３は、式（２）及び式（３）を満たすように定義する場合、残りの３ビットとなる。また、３回目の照射ステップでのクロック周期Δｔ_３は、式（４）を満たし、クロック周期Δｔ_２の２^３倍、すなわち、基準クロック周期Δの２^７倍の１２８Δとなる。よって、３回目の照射ステップでは、変更されたクロック周期Δｔ_３（＝１２８Δ）で３ビットのデータに対応可能なので、０、１２８Δ，２５６Δ，３８４Δ，・・・，８９６Δまでの、ゼロまたは基準クロック周期Δに１２８の倍数を乗じた値で定義可能な８９６Δまでの照射時間を定義できる。このように、複数のクロック周期によって制御する照射時間範囲が異なる。これにより、基準クロック周期Δで定義される１０ビットの照射時間データのうち、上３桁のビットに相当する時間を定義できる。よって、１０ビットの照射時間データに相当する時間をすべて定義できることになる。

マルチビームの１回分のショット分の最大照射時間を基準クロック周期Δで１０ビットのデータで定義する場合、すなわち０〜１０２３階調で定義する場合、マルチビームの各ビームの１回分のショットの照射時間は、０〜１０２３Δで定義される。図１０の例では、３回目の照射ステップで、０〜１０２３Δのうち各ビームの照射時間を１２８Δの倍数で定義可能な最大値で示す照射時間のビームを照射する。或いは該当ビームの照射時間がそもそも１２８Δ未満であれば、３回目の照射ステップの照射時間は０とすればよい。そして、２回目の照射ステップで、残りの時間（１２８Δ未満）を１６Δの倍数で定義可能な最大値で示す照射時間のビームを照射する。或いは該当ビームの照射時間がそもそも１６Δ未満であれば、２回目の照射ステップの照射時間は０とすればよい。そして、１回目の照射ステップで、残りの時間（１６Δ未満）を０〜１５Δで示す照射時間のビームを照射すれば良い。これにより、かかる３回の照射ステップによって、０〜１０２３Δまでの照射時間を定義できる。また、１回目の照射ステップでの制御ビット数ｎ_１は、４ビットなので、データ転送量も４ビットになる。また、２回目の照射ステップでの制御ビット数ｎ_２は、３ビットなので、データ転送量も３ビットになる。また、３回目の照射ステップでの制御ビット数ｎ_３は、３ビットなので、データ転送量も３ビットになる。よって、複数の照射ステップ全体のデータ転送量は、１回分のマルチビームのショット用の照射時間が定義される照射時間データのビット数Ｎを１０ビットとした場合と同様にできる。

以上を踏まえて、実施の形態１では、以下のように、描画処理を進めていく。

近接効果補正照射係数Ｄｐ演算工程（Ｓ１０４）として、まず、ρ演算部６０は、描画領域（ここでは、例えばストライプ領域３２）を所定のサイズでメッシュ状に複数の近接メッシュ領域（近接効果補正計算用メッシュ領域）に仮想分割する。近接メッシュ領域のサイズは、近接効果の影響範囲の１／１０程度、例えば、１μｍ程度に設定すると好適である。ρ演算部６０は、記憶装置１４０から描画データを読み出し、近接メッシュ領域毎に、当該近接メッシュ領域内に配置されるパターンのパターン面積密度ρを演算する。

次に、Ｄｐ演算部６２は、近接メッシュ領域毎に、近接効果を補正するための近接効果補正照射係数Ｄｐを演算する。ここで、近接効果補正照射係数Ｄｐを演算するメッシュ領域のサイズは、パターン面積密度ρを演算するメッシュ領域のサイズと同じである必要は無い。また、近接効果補正照射係数Ｄｐの補正モデル及びその計算手法は従来のシングルビーム描画方式で使用されている手法と同様で構わない。

画素内パターン面積密度ρ’マップ作成工程（Ｓ１０６）として、ρ’マップ作成部６４は、画素３６毎に、当該画素３６内のパターン面積密度ρ’を演算する。ρ’のメッシュサイズは例えば画素２８の大きさと同じにする。

照射時間ｔマップ作成工程（Ｓ１０８）として、まず、Ｄ演算部６６は、画素（描画対象画素）３６毎に、当該画素３６に照射するための照射量Ｄを演算する。照射量Ｄは、例えば、予め設定された基準照射量Ｄｂａｓｅに近接効果補正照射係数Ｄｐとパターン面積密度ρ’とを乗じた値として演算すればよい。このように、照射量Ｄは、画素３６毎に算出されたパターンの面積密度に比例して求めると好適である。

次に、ｔマップ作成部６８は、まず、画素３６毎に、当該画素３６に演算された照射量Ｄを入射させるための電子ビームの照射時間ｔを演算する。照射時間ｔは、照射量Ｄを電流密度Ｊで割ることで演算できる。そして、画素３６毎に得られた照射時間ｔを定義する照射時間ｔマップを作成する。作成されたｔマップは記憶装置１４２に格納される。

カウンタ値Ｃｋマップ作成工程（Ｓ１１０）として、まず、Ｃｋマップ作成部７０は、画素３６毎に、当該画素３６を照射するための各照射ステップでカウンタ４４がカウントするカウント値Ｃｋを演算する。具体的には、各照射ステップのクロック周期のうち、大きいクロック周期側から、当該画素３６の残っている照射時間ｔを当該クロック周期で割った整数（小数点以下切捨て）を当該照射ステップのカウント値Ｃ_ｋとする。ここでは、大きいクロック周期側の照射ステップ側から順にｋ＝１，２，・・とする。かかる場合、具体的には、照射時間ｔマップに定義された照射時間ｔを最も大きいクロック周期で割った整数（小数点以下切捨て）を最も大きいクロック周期の照射ステップのカウント値Ｃ_１とする。カウント値Ｃ_１は、以下の式（５−１）で定義できる。そして、ｋ＝２以降について、照射時間ｔからそれまでの各照射ステップにおけるカウント値とクロック周期とを乗じた値の累積値を差し引いた残りの照射時間を当該照射ステップのクロック周期で割った整数（小数点以下切捨て）を当該照射ステップのカウント値Ｃ_ｋとする。カウント値Ｃ_ｋは、以下の式（５−２）で定義できる。
（５−１） Ｃ_１＝ｉｎｔ（ｔ／Δｔ_１）
（５−２） Ｃ_ｋ＝ｉｎｔ｛（ｔ−ΣＣ_ｋ−１・Δｔ_ｋ−１）／Δｔ_ｋ）

例えば、マルチビームのうちのビーム（１）の１回のショットの照射時間が７００Δである場合、図１０の例で示すと、以下のようになる。ここでは、大きいクロック周期側の照射ステップ側から順にｋ＝１，２，３とする。１回目の照射ステップでは、クロック周期Δｔ_１＝１２８Δなので、Ｃ_１＝ｉｎｔ（７００Δ／１２８Δ）＝５となる。残りの照射時間は６０Δ（＝７００Δ−１２８×５Δ）となる。２回目の照射ステップでは、クロック周期Δｔ_２＝１６Δなので、Ｃ_２＝ｉｎｔ（６０Δ／１６Δ）＝３となる。残りの照射時間は１２Δ（＝６０Δ−１６×３Δ＝７００Δ−（１２８×５Δ＋１６×３Δ））となる。３回目の照射ステップでは、クロック周期Δｔ_３＝Δなので、Ｃ_３＝ｉｎｔ（１２Δ／Δ）＝１２となる。

そして、Ｃｋマップ作成部７０は、画素３６毎に得られたカウント値Ｃｋを定義するカウント値Ｃｋマップを照射ステップ毎に作成する。作成されたカウント値Ｃｋマップは記憶装置１４２に格納される。

次に、配列加工部７０は、各ビームのショット順に、照射時間配列データ（カウント値Ｃｋデータ）（ショットデータともいう）を加工する。図７で説明したように、ステージの移動方向に隣の画素３６が次にショットされるわけではない。よって、ここでは、描画シーケンスに沿って、マルチビーム２０が順にショットすることになる画素３６順に各画素３６の照射時間配列データが並ぶように順序を加工する。加工された照射時間配列データ（カウント値Ｃｋデータ）は、記憶装置１４２に格納される。

ビーム位置決め工程（Ｓ１１２）として、描画制御部８６は、画素３６毎に、当該画素にビームを照射するビームを特定する。マルチビーム描画では、図５〜図７において説明したように、画素をずらしながらトラッキングサイクルを繰り返すことによりストライプ領域３０の描画を進めていく。どの画素３６をマルチビームのうちのどのビームが担当するかは描画シーケンスによって定まる。描画制御部８６は、画素３６毎に、描画シーケンスによって定まった当該画素３６のビームを基準ビームとして特定する。図７の例では、例えば、座標（１，３）のビーム（１）が、当該ショット（複数の照射ステップ）における注目グリッド２９の最下段右から１番目の画素の基準ビームとして特定されることになる。

照射ステップ回数番号ｋ設定工程（Ｓ１１４）として、ｋ設定部７４は、照射ステップ回数番号ｋを設定する。ここでは、大きいクロック周期側の照射ステップ側から順にｋ＝１，２，・・・とする。まず、ｋ＝１を設定する。

クロックＣＬＫ２設定工程（Ｓ１１６）として、クロックＣＬＫ２設定部７６（設定部）は、マルチビームを用いてビーム毎に同じ照射位置に連続して複数回のビームのショットが行われる多重露光のうち、少なくとも１回の露光処理についてマルチビームの各ビームの照射時間を制御するクロック周期が他の露光処理とは異なるように、少なくとも１つの異なるクロック周期を含む複数のクロック周期Δｔ_ｋを設定する。具体的には、設定された照射ステップ回数番号ｋに該当するクロック周期Δｔ_ｋをクロックＣＬＫ２の周期として設定する。そして、後述するように、別の照射ステップを行う際には、その照射ステップに該当するクロック周期Δｔ_ｋをクロックＣＬＫ２の周期として設定する。

データ転送工程（Ｓ１１８）として、転送処理部７８は、照射ステップ毎に、当該照射ステップの照射時間配列データ（カウント値Ｃｋデータ）を偏向制御回路１３０に転送する。偏向制御回路１３０は、照射ステップ毎に、各ビーム用の制御回路４１に照射時間配列データを出力する。

図４において説明したように、制御回路４１にシフトレジスタ４０を用いているので、データ転送の際、偏向制御回路１３０は、同じ順番の照射ステップのデータをビームの配列順（或いは識別番号順）にブランキングアパーチャアレイ機構２０４の各制御回路４１にデータ転送する。例えば、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４に行列状に配置されたブランカーを行或いは列単位でグループにまとめ、グループ単位でデータ転送する。また、偏向制御回路１３０は、同期用の基準クロック信号（ＣＬＫ１）、データ読み出し用のリード信号（ｒｅａｄ）、カウンタのリセット信号ｒｓｔ、及びカウンタ４４用のクロック信号（ＣＬＫ２）を出力する。なお、ＣＬＫ発生器５０は、基準クロック（ＣＬＫ１）を発生させる。また、ＣＬＫ分周器５２は、基準クロック（ＣＬＫ１）信号を入力して、基準クロック（ＣＬＫ１）を分周させて、異なるクロック周期のクロック（ＣＬＫ２）を発生させる。具体的には、ＣＬＫ分周器５２は、基準クロック信号（ＣＬＫ１）を入力して、基準クロック信号（ＣＬＫ１）を分周させて、設定されたクロック周期Δｔ_ｋに対応するクロック信号（ＣＬＫ２）（＝１／Δｔ_ｋ）を発生させる。

例えば、ビーム１〜５のｋ＝１番目の照射ステップのカウント値Ｃｋデータとして、後のビーム側から”５３４５５”の各ｎビットデータ（ｎ＝３）を転送する。各ビームのシフトレジスタ４０は、クロック信号（ＣＬＫ１）に従って、上位側から順にデータを次のシフトレジスタ４０に転送する。例えば、ビーム１〜５のｋ番目のデータは、ＣＬＫ１による５回のクロック信号によって、ビーム１のシフトレジスタ４０には３ビットデータである”５”が格納される。ビーム２のシフトレジスタ４０には３ビットデータである”５”が格納される。ビーム３のシフトレジスタ４０には３ビットデータである”４”が格納される。ビーム４のシフトレジスタ４０には３ビットデータである”３”が格納される。ビーム５のシフトレジスタ４０には３ビットデータである”５”が格納される。

描画工程（Ｓ１２０）として、描画部１５０は、照射ステップ（露光処理）毎に、少なくとも１つの異なるクロック周期を含む複数のクロック周期のうち設定されたクロック周期を用いて当該照射ステップにおける照射時間を制御して、マルチビーム２０を用いて試料１０１上のそれぞれ対応する照射位置を露光する。具体的には、照射ステップ（露光処理）毎に、設定されたクロック周期Δｔ_ｋを用いて当該照射ステップにおける照射時間を制御して、マルチビーム２０を用いて試料１０１上のそれぞれ対応する照射位置を露光する。描画部１５０は、具体的には以下のように動作する。

電子銃２０１（放出部）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部材２０３全体を照明する。成形アパーチャアレイ部材２０３には、矩形の複数の穴（開口部）が形成され、電子ビーム２００は、すべての複数の穴２２が含まれる領域を照明する。複数の穴２２の位置に照射された電子ビーム２００の各一部が、かかる成形アパーチャアレイ部材２０３の複数の穴２２をそれぞれ通過することによって、例えば矩形形状の複数の電子ビーム（マルチビーム）２０ａ〜ｅが形成される。かかるマルチビーム２０ａ〜ｅ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）内を通過する。かかるブランカーは、それぞれ、少なくとも個別に通過する電子ビーム２０を設定された照射ステップの設定された描画時間（照射時間）は個別レジスタ４２に従いビームＯＮ、ＯＦＦの状態を保つ。言い換えれば、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４は、露光処理毎に、少なくとも１つの異なるクロック周期を含む複数のクロック周期のうち設定されたクロック周期を用いて当該露光処理におけるマルチビームの照射時間を制御する。

ブランキングアパーチャアレイ機構２０４を通過したマルチビーム２０ａ〜ｅは、縮小レンズ２０５によって、縮小され、制限アパーチャ部材２０６に形成された中心の穴に向かって進む。ここで、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４のブランカーによって偏向された電子ビーム２０は、制限アパーチャ部材２０６（ブランキングアパーチャ部材）の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ部材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２０は、図１に示すように制限アパーチャ部材２０６の中心の穴を通過する。このように、制限アパーチャ部材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、制限アパーチャ部材２０６を通過したビームにより、１回分のショットをさらに分割した複数の照射ステップの各ビームが形成される。制限アパーチャ部材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、偏向器２０８及び偏向器２０９によって、制限アパーチャ部材２０６を通過した各ビーム（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。また、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偏向器２０８によって制御される。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部材２０３の複数の穴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。言い換えれば、対物レンズ２０７等の光学系によって、露光処理毎に、少なくとも１つの異なるクロック周期を含む複数のクロック周期のうち設定されたクロック周期を用いて当該露光処理における照射時間が制御されたマルチビーム２０が試料１０１に結像される。

判定工程（Ｓ１２２）として、判定部８２は、照射ステップ回数ｋが分割回数ｍまで達したかどうかを判定する。照射ステップ回数ｋが分割回数ｍまで達している場合には判定工程（Ｓ１２６）に進む。まだ照射ステップ回数ｋが分割回数ｍまで達していない場合には照射ステップ回数ｋ変更工程（Ｓ１２４）に進む。

照射ステップ回数ｋ変更工程（Ｓ１２４）として、ｋ設定部７４は、ｋに１を加算して、新たなｋとし、照射ステップ回数ｋを変更する。そして、クロックＣＬＫ２設定工程（Ｓ１１６）に戻る。そして、判定工程（Ｓ１２２）において照射ステップ回数ｋが分割回数ｍまで達するまで、クロックＣＬＫ２設定工程（Ｓ１１６）から照射ステップ回数ｋ変更工程（Ｓ１２４）までの各工程を繰り返す。

図１１は、実施の形態１における各信号とビームＯＮ／ＯＦＦのタイミングチャートの一例を示す図である。図１１では、１つのビームについて示している。次に、各ビームのレジスタ４２が、リード信号（ｒｅａｄ）を入力すると、各ビームのレジスタ４２が、シフトレジスタ４０からそれぞれのビームのｋ番目のデータを読み込む。各ビームの個別レジスタ４２は、ｋ番目のデータを入力すると、そのデータに従って、カウント値信号をカウンタ４４に出力する。そして、カウンタ４４では、リセット信号ｒｓｔを入力すると、ｋ＝１番目のクロック信号（ＣＬＫ２）のクロック周期Δｔ_ｋで個別レジスタ４２から入力したカウント値をカウントする。図１０の例では、クロック周期Δｔ_１＝１２８Δになる。カウンタ４４は、カウントしている間、アンプ４６にＯＮ信号を出力し、アンプ４６は、ＯＮ電圧を個別ブランキング偏向器の電極２４に印加する。そして、カウンタ４４は、カウント値までカウントすると、アンプ４６にＯＦＦ信号を出力し、アンプ４６は、ＯＦＦ電圧を個別ブランキング偏向器の電極２４に印加する。

そして、かかるｋ＝１番目のデータが処理されている間に、偏向制御回路１３０は、次のｋ＝２番目のデータをビームの配列順（或いは識別番号順）にブランキングアパーチャアレイ機構２０４の各制御回路４１にデータ転送する。そして、同様に、各ビームのレジスタ４２が、リード信号（ｒｅａｄ）を入力すると、各ビームのレジスタ４２が、シフトレジスタ４０からそれぞれのビームのｋ＝２番目のデータを読み込む。各ビームの個別レジスタ４２は、ｋ番目のデータを入力すると、そのデータに従って、カウント値信号をカウンタ４４に出力する。そして、カウンタ４４では、リセット信号ｒｓｔを入力すると、ｋ＝２番目のクロック信号（ＣＬＫ２）のクロック周期Δｔ_ｋで個別レジスタ４２から入力したカウント値をカウントする。図１０の例では、クロック周期Δｔ_２＝１６Δになる。カウンタ４４は、カウントしている間、アンプ４６にＯＮ信号を出力し、アンプ４６は、ＯＮ電圧を個別ブランキング偏向器の電極２４に印加する。そして、カウンタ４４は、カウント値までカウントすると、アンプ４６にＯＦＦ信号を出力し、アンプ４６は、ＯＦＦ電圧を個別ブランキング偏向器の電極２４に印加する。

そして、かかるｋ＝２番目のデータが処理されている間に、偏向制御回路１３０は、次のｋ＝３番目のデータをビームの配列順（或いは識別番号順）にブランキングアパーチャアレイ機構２０４の各制御回路４１にデータ転送する。そして、同様に、各ビームのレジスタ４２が、リード信号（ｒｅａｄ）を入力すると、各ビームのレジスタ４２が、シフトレジスタ４０からそれぞれのビームのｋ＝２番目のデータを読み込む。各ビームの個別レジスタ４２は、ｋ番目のデータを入力すると、そのデータに従って、カウント値信号をカウンタ４４に出力する。そして、カウンタ４４では、リセット信号ｒｓｔを入力すると、ｋ＝２番目のクロック信号（ＣＬＫ２）のクロック周期Δｔ_ｋで個別レジスタ４２から入力したカウント値をカウントする。図１０の例では、クロック周期Δｔ_３＝Δになる。カウンタ４４は、カウントしている間、アンプ４６にＯＮ信号を出力し、アンプ４６は、ＯＮ電圧を個別ブランキング偏向器の電極２４に印加する。そして、カウンタ４４は、カウント値までカウントすると、アンプ４６にＯＦＦ信号を出力し、アンプ４６は、ＯＦＦ電圧を個別ブランキング偏向器の電極２４に印加する。

以上のように、演算された回数ｍの複数の照射ステップを行うことで、１回分のビームのショットの照射時間分の露光を行うことができる。

判定工程（Ｓ１２６）として、判定部８４は、全画素の露光が終了したかどうかを判定する。全画素の露光が終了していない場合には、ビーム位置決め工程（Ｓ１１２）に戻る。そして、判定工程（Ｓ１２６）において全画素の露光が終了するまで、ビーム位置決め工程（Ｓ１１２）から判定工程（Ｓ１２６）までの各工程を繰り返す。全画素の露光が終了した場合には、描画処理が終了する。

以上のように、実施の形態１によれば、多重露光を行うマルチビーム露光において、データ転送量の増加を抑制しながら、必要な照射時間を制御できる。

なお、上述した例では、すべての照射ステップにおいて、異なるクロック周期Δｔ_ｋを用いているがこれに限るものではない。少なくとも１との照射ステップにおいて異なるクロック周期Δｔ_ｋを用いる場合であっても構わない。かかる場合にはデータ転送量の増加はあるものの、比較例２に示す手法に比べれば、大幅にデータ転送量の増加を抑制できる。

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。上述した例では、各画素に対して複数の照射ステップを１回ずつ行う場合を示したが、これに限るものではない。さらに、Ｌパスの多重描画をおこなっても良い。例えば、Ｌパスの多重描画の各パスについて、複数の照射ステップを行えばよい。

なお、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４に搭載される制御回路４１は、銅（Ｃｕ）配線よりも世代が古いアルミニウム（Ａｌ）配線で製造されることが望ましい。Ａｌ配線で製造される方が、絶縁膜等が厚く形成されるため電子ビームの照射により破壊されにくい。Ａｌ配線で製造される場合、例えば５１２×５１２本のマルチビームの各ビーム用に個別に制御回路４１を作成する場合、配置スペースの関係上、現状、５ビット程度以下で作成することが求められる。但し、Ｃｕ配線等で製造する場合を排除するものではない。また、Ｃｕ配線等で制御回路４１をコンパクトに製造することができるようになった場合でもビーム本数が増えれば、同様の問題が生じるため、本発明は有効である。

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露光装置及び方法は、本発明の範囲に包含される。

２０ マルチビーム
２２ 穴
２４，２６ 電極
２５ 通過孔
２８，３６ 画素
２９ グリッド
３０ 描画領域
３２ ストライプ領域
３４ 照射領域
４０ シフトレジスタ
４１ 制御回路
４２ レジスタ
４４ カウンタ
４６ アンプ
４７ 個別ブランキング機構
５０ ＣＬＫ発生器
５２ ＣＬＫ分周器
６０ ρ演算部
６２ Ｄｐ演算部
６４ ρ’マップ作成部
６６ Ｄ演算部
６８ ｔマップ作成部
７０ Ｃｋマップ作成部
７２ 配列加工部
７４ ｋ設定部
７６ ＣＬＫ２設定部
７８ 転送処理部
８０ パラメータ演算部
８２ 判定部
８４ 判定部
８６ 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
１１０ 制御計算機
１１２ メモリ
１３０ 偏向制御回路
１３２，１３４ ＤＡＣアンプユニット
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 描画部
１６０ 制御部
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部材
２０４ ブランキングアパーチャアレイ機構
２０５ 縮小レンズ
２０６ 制限アパーチャ部材
２０７ 対物レンズ
２０８，２０９ 偏向器
２１０ ミラー

Claims (5)

1. マルチビームを用いてビーム毎に同じ照射位置に連続して複数回のビームのショットが行われる多重露光のうち、少なくとも１回の露光処理について前記マルチビームの各ビームの照射時間を制御するクロック周期が他の露光処理とは異なるように、少なくとも１つの異なるクロック周期を含む複数のクロック周期を設定する工程と、
   露光処理毎に、少なくとも１つの異なるクロック周期を含む前記複数のクロック周期のうち設定されたクロック周期を用いて当該露光処理における照射時間を制御して、前記マルチビームを用いて試料上のそれぞれ対応する照射位置を露光する工程と、
   を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム露光方法。
2. 前記多重露光の各露光処理の照射時間を定義する照射時間データのビット数の合計値が、設定可能な照射時間の最大値を定義する照射時間データのビット数にな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露光方法。
3. 前記複数のクロック周期によって制御する照射時間範囲が異な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露光方法。
4. 前記複数のクロック周期のうち、大きいクロック周期を小さいクロック周期で割った値が２のべき乗になるように設定されることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のマルチ荷電粒子ビーム露光方法。
5. 試料を載置するステージと、
   マルチビームを用いてビーム毎に同じ照射位置に連続して複数回のビームのショットが行われる多重露光のうち、少なくとも１回の露光処理について前記マルチビームの各ビームの照射時間を制御するクロック周期が他の露光処理とは異なるように、基準クロック周期と少なくとも１つの異なるクロック周期を含む複数のクロック周期を設定する設定部と、
   前記基準クロック周期の基準クロックを発生させるクロック生成器と、
   前記異なるクロック周期のクロックを発生させる分周器と、
   露光処理毎に、前記基準クロック周期と少なくとも１つの異なるクロック周期を含む前記複数のクロック周期のうち設定されたクロック周期を用いて当該露光処理におけるマルチビームの照射時間を制御するブランキングアパーチャアレイ機構と、
   露光処理毎に、前記基準クロック周期と少なくとも１つの異なるクロック周期を含む前記複数のクロック周期のうち設定されたクロック周期を用いて当該露光処理における照射時間が制御されたマルチビームを試料に結像する光学系と、
   を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム露光装置。

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