JP7189729B2 - マルチ荷電粒子ビーム描画装置およびマルチ荷電粒子ビーム描画方法 - Google Patents

Description

本発明は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置およびマルチ荷電粒子ビーム描画方法に係り、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、描画装置本体に搭載されたブランキングアパーチャアレイ装置に組み込まれる。マルチビーム描画において、さらに、スループットを向上させるには、個々のビームのビーム照射時間を低減するために電流密度を上げることが想定される。しかしながら、同時に照射されるマルチビームの合計電流量が増えるとクーロン効果によりマルチビーム像のいわゆるボケや位置ずれが生じ、描画精度が劣化してしまうといった問題があった。

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、描画装置には、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、の両方が混在する。

ここで、ビームアレイをグループ化して、個別のビームの照射量制御を行う制御回路が組み込まれるブランキングアパーチャアレイ装置にビームアレイ全体の露光時間制御信号を一括転送しながら、グループ毎に、ビームの照射タイミングをずらす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、転送時間が長くならないので、スループットの低下を低減しながら１回のショットあたりの電流量を押さえることができる。しかし、昨今のパターンの微細化に伴い、かかる手法で得られる描画精度よりもさらに高精度な描画精度が得られる手法の開発が求められている。

特開２０１７－１９１９００号公報

そこで、本発明の一態様は、スループットの劣化を抑制しながらクーロン効果による描画精度劣化を抑制可能な描画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描画装置は、
荷電粒子線を用いた実装されるマルチビーム照射機構で照射可能な描画用のマルチビーム全体の照射領域のうち、使用するビームアレイの照射領域として中央部の領域を設定する領域設定部と、
実装されるマルチビームのうち、設定された中央部の領域内のビームアレイを用いて、試料にパターンを描画する描画機構と、
設定された領域に応じたショットサイクル時間を演算するショットサイクル演算部と、
を備え、
前記描画機構は、演算されたショットサイクルに沿って前記試料に前記パターンを描画することを特徴とする。

また、マルチビームを屈折させる電磁レンズと、
レンズ制御値を用いて電磁レンズを制御するレンズ制御回路と、
電磁レンズを制御する、マルチビームの使用ビームの本数に関連させたレンズ制御値が定義されたテーブルを記憶する記憶装置と、
をさらに備え、
レンズ制御回路は、テーブルを参照して、設定された領域内のビームアレイのビーム本数に応じて、レンズ制御値を切り替えると好適である。

本発明の他の態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子線を用いた実装されるマルチビーム照射機構で照射可能な第１のビームアレイの本数よりも少ない本数の第２のビームアレイ用のショットデータを生成するショットデータ生成部と、
実装される第１のビームアレイの本数よりも少ない本数の第２のビームアレイ用のショットデータをショット順に転送する転送処理部と、
第１のビームアレイの各ビーム用に配置された、それぞれ対応するビームのショットデータを記憶する複数のレジスタと、
第２のビームアレイのショットを行うことにより、試料にパターンを描画する描画機構と、
を備え、
第２のビームアレイ用の各レジスタは、第２のビームアレイのｎ番目のショット用のショットデータを記憶し、同時期に、第１のビームアレイのうち第２のビームアレイ以外の第３のビームアレイ用の各レジスタは、第２のビームアレイのｎ＋１番目のショット用のショットデータの少なくとも一部を記憶し、ｎ番目のショットが終了した場合に、ｎ＋１番目のショット用のショットデータは、少なくとも第３のビームアレイ用の各レジスタから第２のビームアレイ用の各レジスタにシフトされることを特徴とする。

本発明の他の態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子線を用いた実装されるマルチビーム照射機構で照射可能なマルチビームの照射領域を複数の領域に分割する領域分割部と、
分割された領域内のビーム本数に応じて、マルチビームを屈折させる電磁レンズのレンズ制御値を切り替えるレンズ制御部と、
電磁レンズを有し、分割された領域毎に照射タイミングをずらして、当該領域内のビームアレイを、ビーム本数に応じてレンズ制御値が切り替わった電磁レンズで照射しながら試料にパターンを描画する描画機構と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、
荷電粒子線を用いた実装されるマルチビーム照射機構で照射可能な描画用のマルチビーム全体の照射領域のうち、使用するビームアレイの照射領域として中央部の領域を設定する工程と、
実装されるマルチビームのうち、設定された中央部の領域内のビームアレイを用いて、試料にパターンを描画する工程と、
設定された領域に応じたショットサイクル時間を演算する工程と、
を備え、
演算されたショットサイクルに沿って前記試料に前記パターンを描画することを特徴とする。

本発明の他の態様のマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、
荷電粒子線を用いた実装されるマルチビーム照射機構で照射可能な第１のビームアレイの本数よりも少ない本数の第２のビームアレイ用のショットデータを生成する工程と、
実装される第１のビームアレイの本数よりも少ない本数の第２のビームアレイ用のショットデータをショット順に転送する工程と、
第１のビームアレイの各ビーム用に配置された複数のレジスタのうち、転送されたｎ番目のショット用のショットデータを第２のビームアレイ用の各レジスタに記憶させると共に、同時期に、ｎ＋１番目のショット用のショットデータの少なくとも一部を第１のビームアレイのうち第２のビームアレイ以外の第３のビームアレイ用の各レジスタに記憶させる工程と、
第２のビームアレイのｎ番目のショットを行うことにより、試料にパターンを描画する工程と、
ｎ番目のショットが終了した場合に、ｎ＋１番目のショット用のショットデータを、少なくとも第３のビームアレイ用の各レジスタから第２のビームアレイ用の各レジスタにシフトする工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、スループットの劣化を抑制しながらクーロン効果による描画精度劣化を抑制できる。

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におけるブランキングアパーチャアレイ機構の構成を示す断面図である。 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の個別ブランキング機構の一例を示す図である。 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におけるビームアレイ領域を説明するための図である。 実施の形態１における個別ブランキング制御回路の内部構成を示す概念図である。 実施の形態１における高精度描画モードでのデータ転送の仕方を説明するための図である。 実施の形態１における各ビームの位置ずれ量が定義された位置ずれマップの一例を説明するための図である。 実施の形態１におけるマルチビームの電流密度分布の一例を説明するための図である。 実施の形態１におけるタイムチャートの一例を示す図である。 実施の形態１におけるレンズ制御値テーブルの一例を示す図である。 実施の形態１における全ビーム電流量とショット回数との関係の一例を示す図である。 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２における個別ブランキング制御回路と共通ブランキング制御回路の内部構成を示す概念図である。 実施の形態２における複数の分割ショットの桁数と照射時間との一例を示す図である。 実施の形態３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３における領域分割の仕方の一例を示す図である。 実施の形態３における個別ブランキング制御回路の内部構成を示す概念図である。 実施の形態３におけるマルチビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号の転送処理と制御回路内の動作について説明するための図である。 実施の形態３における全ビーム電流量とショット回数との関係の一例を示す図である。 実施の形態３と比較例におけるタイムチャートの一例を示す図である。 実施の形態３における個別ブランキング制御回路の内部構成の他の一例を示す概念図である。 実施の形態４における個別ブランキング制御回路と共通ブランキング制御回路の内部構成を示す概念図である。 実施の形態４におけるマルチビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号の転送処理と制御回路内の動作について説明するための図である。 実施の形態４におけるデータ転送時間と分割ショット時間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。

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（マルチビーム照射機構）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。描画機構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基板２０３、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４、縮小レンズ２０５、制限アパーチャ基板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。照明レンズ２０２、縮小レンズ２０５、及び対物レンズ２０７には、電磁レンズが用いられる。各電磁レンズは、マルチビーム（電子ビーム）を屈折させる。

制御系回路１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、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１３７、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１４０，１４２，１４４を有している。制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、レンズ制御回路１３７、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１４０，１４２，１４４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。レンズ制御回路１３７は、レンズ制御値を用いて各電磁レンズを制御する。

制御計算機１１０内には、ショットデータ生成部６０、配列加工部６２、データ生成方式設定部６４、データ転送方式設定部６６、ドーズ変調量演算部６８、ショットサイクル演算部７０、領域設定部７２、レンズ制御部７４、転送処理部７６、描画制御部７８、及び登録部７９が配置されている。ショットデータ生成部６０、配列加工部６２、データ生成方式設定部６４、データ転送方式設定部６６、ドーズ変調量演算部６８、ショットサイクル演算部７０、領域設定部７２、レンズ制御部７４、転送処理部７６、描画制御部７８、及び登録部７９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６０、配列加工部６２、データ生成方式設定部６４、データ転送方式設定部６６、ドーズ変調量演算部６８、ショットサイクル演算部７０、領域設定部７２、レンズ制御部７４、転送処理部７６、描画制御部７８、及び登録部７９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、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。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構成を示す断面図である。
図４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。なお、図３と図４において、制御電極２４と対向電極２６と制御回路４１とパッド４３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、支持台３３上にシリコン等からなる半導体基板３１が配置される。基板３１の中央部は、例えば裏面側から薄く削られ、薄い膜厚ｈのメンブレン領域３０（第１の領域）に加工されている。メンブレン領域３０を取り囲む周囲は、厚い膜厚Ｈの外周領域３２（第２の領域）となる。メンブレン領域３０の上面と外周領域３２の上面とは、同じ高さ位置、或いは、実質的に高さ位置になるように形成される。基板３１は、外周領域３２の裏面で支持台３３上に保持される。支持台３３の中央部は開口しており、メンブレン領域３０の位置は、支持台３３の開口した領域に位置している。

メンブレン領域３０には、図２に示した成形アパーチャアレイ基板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。言い換えれば、基板３１のメンブレン領域３０には、電子線を用いたマルチビームのそれぞれ対応するビームが通過する複数の通過孔２５がアレイ状に形成される。そして、基板３１のメンブレン領域３０上であって、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２つの電極を有する複数の電極対がそれぞれ配置される。具体的には、メンブレン領域３０上に、図３及び図４に示すように、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、基板３１内部であってメンブレン領域３０上の各通過孔２５の近傍には、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）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。

また、図４に示すように、各制御回路４１は、制御信号用のｎビット（例えば１０ビット）のパラレル配線が接続される。各制御回路４１は、制御信号用のｎビットのパラレル配線の他、クロック信号線および電源用の配線等が接続される。クロック信号線および電源用の配線等はパラレル配線の一部の配線を流用しても構わない。マルチビームを構成するそれぞれのビーム毎に、制御電極２４と対向電極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。また、図３の例では、制御電極２４と対向電極２６と制御回路４１とが基板３１の膜厚が薄いメンブレン領域３０に配置される。但し、これに限るものではない。また、メンブレン領域３０にアレイ状に形成された複数の制御回路４１は、例えば、同じ行（ｘ方向）の半分ずつによってグループ化され、同じグループ内の制御回路４１群は、図４に示すように、直列に接続される。そして、グループ毎に配置されたパッド４３からの信号がグループ内の制御回路４１に伝達される。具体的には、各制御回路４１内に、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例えば同じ行のビームのうち、左半分の制御回路内のシフトレジスタが直列に接続される。同様に、同じ行のビームのうち、右半分の制御回路内のシフトレジスタが直列に接続される。

実施の形態１では、描画精度を犠牲にしてでもスループットを重視した高速モードと、スループットを犠牲にしてでも描画精度を重視した高精度描画モードとを選択可能に構成する。高速モードで描画する場合には、描画装置１００に実装される、例えば、ｐ×ｑ本のマルチビームのすべてを使って描画する。その場合、上述したようにクーロン効果によりマルチビーム像のいわゆるボケや位置ずれが生じ得る。一方、高精度描画モードで描画する場合には、描画装置１００に実装される、例えば、ｐ×ｑ本のマルチビームのうち、使用するビームアレイを一部のビームアレイに制限して描画する。なお、ここでの「マルチビームのすべて」には、制御回路４１の故障等により照射量の制御が困難な不良ビームは含まれず、使用可能なビームアレイのすべてであることは言うまでもない。

ｐ×ｑ本のマルチビームのすべてを使う高速モードで描画する場合、例えば、ｐ×ｑ本のマルチビームの同じ行の左半分のビームの制御信号がシリーズで送信されると共に右半分のビームの制御信号がシリーズで送信される。１行あたりｐ本のビームが配置される場合、例えば、ｐ／２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。

また、グループを構成する制御回路４１群の配列方向と直交するｙ方向の列毎に有効列と無効列とを指示するブランキング（ＢＬＫ）配線が、同じ列の制御回路４１群に直列に接続される。使用するビームアレイを制限する高精度描画モードでは、後述するように、かかるＢＬＫ配線による信号により、有効列を制限して、さらに有効列の一部を使って描画する。

図５は、実施の形態１の個別ブランキング機構の一例を示す図である。図５において、制御回路４１内には、アンプ４６（スイッチング回路の一例）が配置される。図５の例では、アンプ４６の一例として、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭＯＳ）インバータ回路が配置される。そして、ＣＭＯＳインバータ回路は正の電位（Ｖｄｄ：ブランキング電位：第１の電位）（例えば、５Ｖ）（第１の電位）とグランド電位（ＧＮＤ：第２の電位）に接続される。ＣＭＯＳインバータ回路の出力線（ＯＵＴ）は制御電極２４に接続される。一方、対向電極２６は、グランド電位が印加される。そして、ブランキング電位とグランド電位とが切り替え可能に印加される複数の制御電極２４が、基板３１上であって、複数の通過孔２５のそれぞれ対応する通過孔２５を挟んで複数の対向電極２６のそれぞれ対応する対向電極２６と対向する位置に配置される。

ＣＭＯＳインバータ回路の入力（ＩＮ）には、閾値電圧よりも低くなるＬ（ｌｏｗ）電位（例えばグランド電位）と、閾値電圧以上となるＨ（ｈｉｇｈ）電位（例えば、１．５Ｖ）とのいずれかが制御信号として印加される。実施の形態１では、ＣＭＯＳインバータ回路の入力（ＩＮ）にＬ電位が印加される状態では、ＣＭＯＳインバータ回路の出力（ＯＵＴ）は正電位（Ｖｄｄ）となり、対向電極２６のグランド電位との電位差による電界により対応ビーム２０を偏向し、制限アパーチャ基板２０６で遮蔽することでビームＯＦＦになるように制御する。一方、ＣＭＯＳインバータ回路の入力（ＩＮ）にＨ電位が印加される状態（アクティブ状態）では、ＣＭＯＳインバータ回路の出力（ＯＵＴ）はグランド電位となり、対向電極２６のグランド電位との電位差が無くなり対応ビーム２０を偏向しないので制限アパーチャ基板２０６を通過することでビームＯＮになるように制御する。

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つの制御電極２４と対向電極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。具体的には、制御電極２４と対向電極２６の組は、それぞれ対応するスイッチング回路となるＣＭＯＳインバータ回路によって切り替えられる電位によってマルチビームの対応ビームをそれぞれ個別に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基板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。

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、矩形の複数の穴２２（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基板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（制御電極２４と対向電極２６の組）（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、少なくとも個別に通過する電子ビーム２０を設定された描画時間（照射時間）ビームがＯＮ状態になるようにブランキング制御する。

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のブランカーによって偏向された電子ビーム２０は、制限アパーチャ基板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２０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、偏向器２０８及び偏向器２０９によって、制限アパーチャ基板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基板２０３の複数の穴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６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６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基板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。

上述した照射領域３４は、ｘ方向のビーム間ピッチにｘ方向のビーム数を乗じた値をｘ方向寸法とし、ｙ方向のビーム間ピッチにｙ方向のビーム数を乗じた値をｙ方向寸法とした矩形領域で定義できる。なお、実施の形態１において、高速描画モードでは、実装されるマルチビーム２０のすべてを用いるが、高精度描画モードでは、後述するように使用するビームアレイの領域を制限するため、高速描画モードと高精度描画モードとでは照射領域３４のサイズが異なることになる。

図７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７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７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７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７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つのサブ照射領域２９を構成する。図７の例では、各サブ照射領域２９は、４×４画素で構成される場合を示している。

図８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８では、図７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８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８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アンプユニット１３４に出力され、ＤＡＣアンプユニット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、描画機構１５０は、当該ショット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。

図８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までの間に注目サブ照射領域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８の例では、時刻ｔ＝Ｔｔｒになった時点で、注目サブ照射領域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８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までの間に注目サブ照射領域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８の例では、時刻ｔ＝２Ｔｔｒになった時点で、注目サブ照射領域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までの間に注目サブ照射領域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、注目サブ照射領域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までの間に注目サブ照射領域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、注目サブ照射領域２９の右から１番目の画素列の描画が終了する。

図８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８の例では、時刻ｔ＝４Ｔｔｒになった時点で、注目サブ照射領域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８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７のビーム（１）用の注目サブ照射領域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６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９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９において、実施の形態１における描画方法は、基準パラメータ設定工程（Ｓ１０２）と、ビームキャリブレーション工程（Ｓ１０４）と、描画ジョブ（ＪＯＢ）登録工程（Ｓ１０６）と、ビームアレイ領域設定工程（Ｓ１０８）と、データ生成方式設定工程（Ｓ１１０）と、データ転送方式設定工程（Ｓ１１２）と、照射時間データ生成工程（Ｓ１２０）と、データ配列加工工程（Ｓ１２２）と、照射時間データ生成工程（Ｓ１３０）と、データ配列加工工程（Ｓ１３２）と、最大ドーズ変調量演算工程（Ｓ１３４）と、ショットサイクル演算工程（Ｓ１３６）と、ショットサイクル設定工程（Ｓ１３８）と、レンズ制御値変更工程（Ｓ１４０）と、フォーカス確認工程（Ｓ１４２）と、判定工程（Ｓ１４４）と、レンズ制御値修正工程（Ｓ１４６）と、データ転送工程（Ｓ１５０）と、描画工程（Ｓ１５２）と、いう一連の工程を実施する。

基準パラメータ設定工程（Ｓ１０２）として、描画制御部７８は、実装される描画機構１５０で照射可能な例えばｐ×ｑ本のマルチビーム２０のすべてを使用する場合における基準パラメータが設定される。例えば、マルチビーム２０のビーム毎の照射位置の位置ずれ量を補正するためのドーズ補正係数Ｄｍ（ｋ）や、電流密度分布に応じた電流密度を補正するためのドーズ補正係数ＤＪ（ｋ）が設定される。ビーム毎の照射位置の位置ずれ量が定義された位置ずれマップ及び電流密度分布の各データは、例えば描画装置１００の外部から入力され、記憶装置１４４に記憶される。各ビームが照射するドーズ量Ｄは、基準照射量Ｄｂａｓｅに、画素３６内のパターンの面積密度と、近接効果を補正するための近接効果補正照射係数Ｄｐと、ドーズ補正係数Ｄｍと、ドーズ補正係数ＤＪと、を乗じた値として求めることができる。基準パラメータとして、さらに、マルチビーム２０のすべてを使用する場合における、かかるドーズ量Ｄのうち最大ドーズ量がショットできるようにショットサイクル（時間）が設定される必要がある。例えば、基準照射量Ｄｂａｓｅの３～５倍程度の最大ドーズ変調が行われる場合の最大照射時間とショット毎のデータ転送時間とを考慮して、ショットサイクル（時間）が設定される。

ビームキャリブレーション工程（Ｓ１０４）として、レンズ制御部７４は、実装される描画機構１５０で照射可能な例えばｐ×ｑ本のマルチビーム２０のすべてを使用する場合における、マルチビーム２０を屈折させる照明レンズ２０２、縮小レンズ２０５、及び対物レンズ２０７を励磁するためのレンズ制御値を調整し、レンズ制御回路１３７に設定する。各電磁レンズには、レンズ制御回路１３７により、対応するレンズ制御値に応じた電流が流され、励磁される。実装される描画機構１５０で照射可能な例えばｐ×ｑ本のマルチビーム２０のすべてを使用する場合、１ショットあたりの全電流量が大きい。かかる全電流量が大きいビームに合わせて、対物レンズ２０７による焦点位置が調整され、対応するレンズ制御値が設定される。

以上のようにして、実装される描画機構１５０で照射可能な例えばｐ×ｑ本のマルチビーム２０のすべてを使用する高速描画モードにおける準備が行われる。

描画ジョブ（ＪＯＢ）登録工程（Ｓ１０６）として、登録部７９は、描画ＪＯＢを登録する。

ビームアレイ領域設定工程（Ｓ１０８）として、領域設定部７２は、実装される描画機構１５０で照射可能な例えばｐ×ｑ本のマルチビーム２０全体の領域のうち、使用するビームアレイの領域を設定する。

図１０は、実施の形態１におけるビームアレイ領域を説明するための図である。図１０の例では、８×８本のマルチビーム２０が実装される描画機構１５０で照射可能である場合を示している。高速描画モードを用いる場合、領域設定部７２は、図１０（ａ）に示すように、使用するビームアレイの照射領域（使用領域）として、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０全体の領域を設定する。図１０（ａ）の例では、８×８本のマルチビーム２０全体の領域を設定する。これに対して、高精度描画モードを用いる場合、領域設定部７２は、図１０（ｂ）に示すように、使用するビームアレイの照射領域として、実装される描画機構１５０で照射可能な例えばｐ×ｑ本のマルチビーム２０全体の照射領域のうち、中央部の領域を設定する。中央部の領域のｘ方向のビーム数の１／２と、各端部の領域のｘ方向のビーム数と、が同じ数になるように領域を設定する。図１０（ｂ）の例では、マルチビーム２０全体の領域のうち、中央部の４×４本のビームアレイの領域を設定する。このように、ビームアレイの使用領域を制限する。これにより、１回のショットあたりの全電流量を小さくできる。その結果、クーロン効果による描画精度劣化を抑制できる。図１０（ｂ）の例では、８×８本のマルチビーム２０から、４×４本のビームアレイに制限しているので、単純計算として、１／４程度の電流量に低減できる。

データ生成方式設定工程（Ｓ１１０）として、データ生成方式設定部６４は、ビームアレイの使用領域に応じて、照射時間データ（ショットデータ）の生成方式を設定する。高速描画モードを用いる場合、データ生成方式設定部６４は、ショット毎に、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０のすべてに対してデータを生成するように設定する。これに対して、高精度描画モードを用いる場合、データ生成方式設定部６４は、制限された使用領域を含むビーム列に対してデータを生成するように設定する。図１０（ｂ）の例では、使用領域である中央部の４×４本のビームアレイの他に、使用領域よりもｙ方向上部の２×４本のビームアレイと、使用領域よりもｙ方向下部の２×４本のビームアレイと、に対してデータを生成するように設定する。但し、使用領域よりもｙ方向上部の２×４本のビームアレイと、使用領域よりもｙ方向下部の２×４本のビームアレイと、には常時、ビームＯＦＦ（照射時間ゼロ）の照射時間データを生成するように設定する。

データ転送方式設定工程（Ｓ１１２）として、データ転送方式設定部６６は、ビームアレイの使用領域に応じて、データ転送の方式を設定する。

図１１は、実施の形態１における個別ブランキング制御回路の内部構成を示す概念図である。図１１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、シフトレジスタ４０、レジスタ４３、ＡＮＤ演算器４９、カウンタ４４、及びアンプ４６が順に配置される。このように、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０（第１のビームアレイ）の各ビーム用に配置された、それぞれ対応するビームのショットデータを記憶する複数のシフトレジスタ４０及び複数のレジスタ４３が配置される。実施の形態１では、ｎビット（例えば、１０ビット）の制御信号によって各ビーム用の個別ブランキング制御を行う。ここで、例えば、アレイ状（行列状）に配列されるｐ×ｑ本のマルチビーム２０のうち、ｘ方向に並ぶ、例えば同じ行のｐ本のビームの左側半分（ｘ方向の手前側半分）の制御回路４１内のシフトレジスタ４０が外周側から中央側に向かって（ｘ方向に）直列に接続される。図１１の例では、同じ行の左側半分に並ぶ４つのビームの各制御回路４１のシフトレジスタ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄが直列に接続される場合を示している。同様に、ｘ方向に並ぶ、例えば同じ行のｐ本のビームの右側半分（ｘ方向の後側半分）の制御回路４１内のシフトレジスタ４０が外周側から中央側に向かって（－ｘ方向に）直列に接続される。

実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０のすべてを用いて照射する場合、１回のマルチビームのショットには、マルチビームの各行の左側半分毎にまとめられたｎビットのマルチビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号と、マルチビームの各行の右側半分毎にまとめられたｎビットのマルチビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号とが、マルチビームの行数分だけ存在する。よって、高速描画モードを用いる場合、データ転送方式設定部６６は、マルチビームの各行の左側半分毎にまとめられたｎビットのマルチビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号と、マルチビームの各行の右側半分毎にまとめられたｎビットのマルチビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号とを転送するように設定する。かかるデータ群が、マルチビームのショット毎に、偏向制御回路１３０からブランキングアパーチャアレイ機構２０４に一括転送される。例えば、かかるデータ群が、パラレルに一括転送される。そして、例えば、（ｐ／２）回のクロック信号によって各ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が対応するシフトレジスタ４０に格納される。図１１の例では、４回のクロック信号によって４本のビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が対応するシフトレジスタ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄに格納される。

これに対して、中央部のビームアレイを用いて照射する場合、１回のマルチビームのショットには、マルチビームの各行の左側半分のうち中央部側の半分毎にまとめられたｎビットのマルチビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号と、マルチビームの各行の右側半分のうち中央部側の半分毎にまとめられたｎビットのマルチビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号とが、マルチビームの行数分だけ必要となる。よって、高精度描画モードを用いる場合、データ転送方式設定部６６は、マルチビームの各行の左側半分のうち中央部側の半分毎にまとめられたｎビットのマルチビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号と、マルチビームの各行の右側半分のうち中央部側の半分毎にまとめられたｎビットのマルチビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号とを転送するように設定する。かかるデータ群が、マルチビームのショット毎に、偏向制御回路１３０からブランキングアパーチャアレイ機構２０４に一括転送される。例えば、かかるデータ群が、パラレルに一括転送される。そして、例えば、（ｐ／４）回のクロック信号によって使用領域の各ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が対応するシフトレジスタ４０に格納される。図１１の例では、第１ショット目は４回、第２ショット目以降は２回のクロック信号によって４本のビームのうち使用領域内の２本のビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が対応するシフトレジスタ４０ｃ，４０ｄに格納される。

図１２は、実施の形態１における高精度描画モードでのデータ転送の仕方を説明するための図である。図１２（ａ）には、例えば、実装される描画機構１５０により照射可能な８×８本のマルチビーム２０（第１のビームアレイ）用のシフトレジスタ４０に対して、まだデータが転送されていない状態を示す。ここでは、例えば、実装される照射可能な８×８本のマルチビーム２０のうち、中央部の４×４のビームアレイ領域が使用領域として設定される。第１ショット目の使用領域を含むビーム列のビームアレイのＯＮ／ＯＦＦ制御信号がショット毎に、偏向制御回路１３０からブランキングアパーチャアレイ機構２０４に一括転送される。そして、左右両側からデータが順次シフトされ、２回のクロック信号によって、図１２（ｂ）に示すように、使用領域の手前の使用しない領域（無効列）のビームアレイ（第３のビームアレイ）用のシフトレジスタ４０ａ，４０ｂに第１ショット（第ｎショット）目の使用領域を含むビーム列（有効列）によるビームアレイ（第２のビームアレイ）のＯＮ／ＯＦＦ制御信号が格納される。さらに、２回のクロック信号によって、図１２（ｃ）に示すように、使用領域を含むビーム列（有効列）のビームアレイ（第２のビームアレイ）用の各シフトレジスタ４０ｃ，４０ｄ（レジスタの一例）に使用領域を含むビーム列のビームアレイのｎ番目のショット用のＯＮ／ＯＦＦ制御信号（ショットデータ）が記憶される。同時期に、実装される描画機構１５０により照射可能な８×８本のマルチビーム２０（第１のビームアレイ）のうち使用領域を含むビーム列のビームアレイ（第２のビームアレイ）以外の使用領域の手前の使用しない領域（無効列）のビームアレイ（第３のビームアレイ）用の各シフトレジスタ４０ａ，４０ｂ（レジスタ）は、使用領域を含むビーム列のビームアレイ（第２のビームアレイ）のｎ＋１番目のショット用のＯＮ／ＯＦＦ制御信号（ショットデータ）を記憶する。そして、偏向制御回路１３０からのリード（ｒｅａｄ）信号によって、使用領域を含むビーム列（有効列）のビームアレイ（第２のビームアレイ）用のレジスタ４３ｃ，４３ｄは、ｎ番目のショット用のＯＮ／ＯＦＦ制御信号（ショットデータ）を読み出す。そして、使用領域を含むビーム列（有効列）のビームアレイ（第２のビームアレイ）のＡＮＤ回路４９ｃ，４９ｄは、偏向制御回路１３０からの有効列信号によってカウンタ４４ｃ，４４ｄにＯＮ／ＯＦＦ制御信号を出力する。そして、偏向制御回路１３０からのショット（ｓｈｏｔ）信号によって、カウンタ４４ｃ，４４ｄは、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号に対応する照射時間だけアンプ４６にＨ電位を入力する。これにより使用領域を含むビーム列（有効列）のビームアレイ（第２のビームアレイ）は、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号に対応する照射時間だけビームＯＮとなる。なお、使用領域よりもｙ方向上部の２×４本のビームアレイと、使用領域よりもｙ方向下部の２×４本のビームアレイと、には常時、ビームＯＦＦ（照射時間ゼロ）の照射時間データが生成されるので、ビームＯＦＦのままである。その結果、使用領域となる中央部の４×４のビームアレイによって描画処理が行われることになる。なお、無効列のビームアレイ（第３のビームアレイ）用の各シフトレジスタ４０ａ，４０ｂ（レジスタ）は、使用領域を含むビーム列のビームアレイ（第２のビームアレイ）のｎ＋１番目のショット用のＯＮ／ＯＦＦ制御信号（ショットデータ）の少なくとも一部を記憶する場合であっても構わない。

なお、偏向制御回路１３０からのリード（ｒｅａｄ）信号によって、レジスタ４３ｃ，４３ｄが、ｎ番目のショット用のＯＮ／ＯＦＦ制御信号（ショットデータ）を読み出すと同時に、無効列のビームアレイ（第３のビームアレイ）用のレジスタ４３ａ，４３ｂが、ｎ＋１番目のショット用のＯＮ／ＯＦＦ制御信号（ショットデータ）を読み出す。しかし、ＡＮＤ回路４９ａ，４９ｂが、偏向制御回路１３０からの無効列信号（ＢＬＫ）によって信号を遮断する。そのため、無効列のビームアレイ（第３のビームアレイ）はビームＯＦＦのままで維持される。

そして、ｎ番目のショットが終了した場合に、ｎ＋１番目のショット用のショットデータは、２回のクロック信号によって、図１２（ｄ）に示すように、無効列のビームアレイ（第３のビームアレイ）用の各シフトレジスタ４０ａ，４０ｂから使用領域を含むビーム列（有効列）のビームアレイ（第２のビームアレイ）用の各シフトレジスタ４０ｃ，４０ｄにシフトされる。同時期に、無効列のビームアレイ（第３のビームアレイ）用の各シフトレジスタ４０ａ，４０ｂ（レジスタ）は、有効列のビームアレイ（第２のビームアレイ）のｎ＋２番目のショット用のＯＮ／ＯＦＦ制御信号（ショットデータ）を記憶することになる。なお、無効列のビームアレイ（第３のビームアレイ）用の各シフトレジスタ４０ａ，４０ｂ（レジスタ）は、使用領域を含むビーム列のビームアレイ（第２のビームアレイ）のｎ＋１番目のショット用のＯＮ／ＯＦＦ制御信号（ショットデータ）の少なくとも一部を記憶する場合、ｎ＋１番目のショット用のショットデータは、少なくとも各シフトレジスタ４０ａ，４０ｂから各シフトレジスタ４０ｃ，４０ｄにシフトされる。

以上のように、無効列のビームアレイ（第３のビームアレイ）用の各シフトレジスタ４０ａ，４０ｂに、使用領域を含む有効列のビームアレイ用の各ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号（ショットデータ）を待機させることで、実装されるすべてのビームを照射する場合に比べて少ないクロック回数でショットデータを転送できる。そのため、転送時間を短縮できる。

次に、高速描画モードでのデータ転送方式設定工程（Ｓ１１２）より後の各工程を説明する。

照射時間データ生成工程（Ｓ１２０）として、ショットデータ生成部６０は、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０の全ビームの各ショット用のＯＮ／ＯＦＦ制御信号（ショットデータ）を生成する。ショットデータ生成部６０は、まず、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。ショットデータ生成部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、ショットデータ生成部６０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。

そして、ショットデータ生成部６０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。

そして、ショットデータ生成部６０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に基準照射量Ｄｂａｓｅに、画素３６内のパターンの面積密度ρ’と、近接効果を補正するための近接効果補正照射係数Ｄｐと、マルチビーム２０のビーム毎の照射位置の位置ずれ量を補正するためのドーズ補正係数Ｄｍと、電流密度分布に応じた電流密度を補正するためのドーズ補正係数ＤＪと、を乗じた値として求めることができる。なお、ドーズ補正係数Ｄｍと、ドーズ補正係数ＤＪとは、マルチビーム２０の各ビームによって異なる。各画素３６がどのビームによって照射されるのかは、描画シーケンスによって決定される。

次に、ショットデータ生成部６０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。実施の形態１では、例えば各画素３６の照射時間ｔを当該画素３６のＯＮ／ＯＦＦ制御信号とする。或いは、各画素３６の照射時間ｔをクロック周期で割ったカウント値を当該画素３６のＯＮ／ＯＦＦ制御信号とする。

データ配列加工工程（Ｓ１２２）として、配列加工部６２は、ショット順、かつビームの転送順に各画素３６のＯＮ／ＯＦＦ制御信号を並び変える。

データ転送工程（Ｓ１５０）として、転送処理部７６は、設定されたデータ転送方式に沿って、マルチビーム２０の各行の左側半分毎にまとめられたｎビットのマルチビーム２０のＯＮ／ＯＦＦ制御信号と、マルチビーム２０の各行の右側半分毎にまとめられたｎビットのマルチビーム２０のＯＮ／ＯＦＦ制御信号とをショット順に転送する。

描画工程（Ｓ１５２）として、描画機構１５０は、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０を用いて、試料１０１にパターンを描画する。描画機構１５０の動作、及び描画の仕方は、上述した通りである。また、ビームキャリブレーション工程（Ｓ１０４）にて、実装される描画機構１５０で照射可能な例えばｐ×ｑ本のマルチビーム２０のすべてを使用する場合におけるレンズ制御値が各電磁レンズ用に設定されている。そのため、対物レンズ２０７により、マルチビーム２０のすべてを使用する場合の全電流量に合わせたフォーカスが行われる。以上により、クーロン効果による精度劣化はあり得るもののスループットを高めた描画処理ができる。

次に、高精度描画モードでのデータ転送方式設定工程（Ｓ１１２）より後の各工程を説明する。

照射時間データ生成工程（Ｓ１３０）として、ショットデータ生成部６０は、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０（第１のビームアレイ）の本数よりも少ない本数のビームアレイ（第２のビームアレイ）用のＯＮ／ＯＦＦ制御信号（ショットデータ）を生成する。具体的には、図１２（ａ）等に示した使用領域を含む有効列のビームアレイ（第２のビームアレイ）の各ショット用のＯＮ／ＯＦＦ制御信号（ショットデータ）を生成する。なお、使用領域よりもｙ方向上部の２×４本のビームアレイと、使用領域よりもｙ方向下部の２×４本のビームアレイと、には常時、ビームＯＦＦ（照射時間ゼロ）の照射時間データを生成する点は上述した通りである。各画素３６のショットデータの生成の仕方は上述した通りである。また、ストライプ領域３２の設定の仕方も使用領域のビームアレイに合わせてサイズが設定されればよい。また、各画素３６が、使用領域内のどのビームによって照射されるのかは、描画シーケンスによって決定される。

データ配列加工工程（Ｓ１３２）として、配列加工部６２は、ショット順、かつビームの転送順に各画素３６のＯＮ／ＯＦＦ制御信号を並び変える。

最大ドーズ変調量演算工程（Ｓ１３４）として、ドーズ変調量演算部６８は、設定された領域に応じた最大ドーズ変調量を演算する。

図１３は、実施の形態１における各ビームの位置ずれ量が定義された位置ずれマップの一例を説明するための図である。図１３では、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０全体での照射領域３４（ビームアレイ領域）内での各ビームの位置ずれ量の傾向の一例を示す。マルチビーム２０を照射する際、光学系の特性上、露光フィールドに歪が生じ、かかる歪等によって、個々のビームの照射位置が理想グリッドからずれてしまう。しかし、マルチビーム２０の光学系では、個々のビームを個別に偏向することは難しいので個々のビームの試料面上の位置を個別に制御することは困難である。そのため、各ビームの位置ずれをドーズ変調によって補正することが行われる。例えば、周囲のビームにドーズの一部或いは全部を分配することで、理想グリッドにドーズの重心がくるように各ビームのドーズ変調を行えばよい。よって、分配されたビームのドーズ量は自身の設計ドーズよりも大きくなる場合が多い。かかるドーズ変調のために、マルチビーム２０のビーム毎の照射位置の位置ずれ量を補正するためのドーズ補正係数Ｄｍ（ｋ）を設定する。ｋは各ビームのインデックスを示す。図１３に示すように、中央部のビームでは位置ずれ量が小さいのに対して、外周側に向かうほどビームの位置ずれ量が大きくなる傾向がある。ビームの位置ずれ量が大きいほどドーズ補正係数Ｄｍ（ｋ）も大きくなる。実施の形態１では、使用領域をビームでは位置ずれ量が小さい中央部に制限しているので、かかる領域内の各ビームのドーズ補正係数Ｄｍ（ｋ）を小さくできる。よって、マルチビーム２０全体の領域内の各ビームのドーズ補正係数Ｄｍ（ｋ）の振り幅よりも、中央部の領域内のビームアレイのドーズ補正係数Ｄｍ（ｋ）の振り幅を小さくできる。言い換えれば、マルチビーム２０全体の領域内の各ビームのドーズ補正係数Ｄｍ（ｋ）の最大値よりも、中央部の領域内のビームアレイのドーズ補正係数Ｄｍ（ｋ）の最大値を小さくできる。

図１４は、実施の形態１におけるマルチビームの電流密度分布の一例を説明するための図である。図１４では、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０全体での照射領域３４（ビームアレイ領域）内での各ビームの電流密度の分布の傾向の一例を示す。上述したように、マルチビーム２０は、例えば、１つの電子ビーム２００が成形アパーチャアレイ基板２０３を通過することによって形成される。電子ビーム２００の電流密度分布は、中央部においては略一様になるものの外周側では低下する。そのため、形成されるマルチビーム２０についても、図１４に示すように、中央部のビームでは、例えば９８％以上と電流密度分布が高い状態で略一様であるのに対して、外周側に向かうほど電流密度が小さくなる傾向がある。よって、所望の照射時間のビーム照射を行ったとしても、中央部のビームと外周部のビームとでは、試料１０１に入射するドーズ量が異なってします。そのため、各ビームの電流密度のずれをドーズ変調によって補正することが行われる。すなわち、電流密度の不足分を補うための比率（１以上）のドーズ変調を行う。そのため、マルチビーム２０の電流密度分布に応じた電流密度を補正するためのドーズ補正係数ＤＪ（ｋ）を設定する。実施の形態１では、使用領域を電流密度が高い状態でかつ略一様な中央部に制限しているので、かかる領域内の各ビームのドーズ補正係数ＤＪ（ｋ）を小さくできる。よって、マルチビーム２０全体の領域内の各ビームのドーズ補正係数ＤＪ（ｋ）の振り幅よりも、中央部の領域内のビームアレイのドーズ補正係数ＤＪ（ｋ）の振り幅を小さくできる。言い換えれば、マルチビーム２０全体の領域内の各ビームのドーズ補正係数ＤＪ（ｋ）の最大値よりも、中央部の領域内のビームアレイのドーズ補正係数ＤＪ（ｋ）の最大値を小さくできる。

ここで、上述したように、各ビームのドーズ量Ｄは、基準照射量Ｄｂａｓｅに、画素３６内のパターンの面積密度と、近接効果を補正するための近接効果補正照射係数Ｄｐと、ドーズ補正係数Ｄｍと、ドーズ補正係数ＤＪと、を乗じた値として求めることができる。最大ドーズ変調量は、近接効果補正照射係数Ｄｐと、ドーズ補正係数Ｄｍと、ドーズ補正係数ＤＪと、を乗じた値として求めることができる。実施の形態１では、使用領域を中央部に制限しているので、中央部内の各ビームのドーズ補正係数Ｄｍの最大値とドーズ補正係数ＤＪの最大値との積が、マルチビーム２０全体の領域内の各ビームのドーズ補正係数Ｄｍの最大値とドーズ補正係数ＤＪ（ｋ）の最大値の積よりも小さくできる。よって、その分、最大ドーズ変調量を小さくできる。

ショットサイクル演算工程（Ｓ１３６）として、ショットサイクル演算部７０は、設定された領域に応じたショットサイクル時間を演算する。

図１５は、実施の形態１におけるタイムチャートの一例を示す図である。図１５（ａ）には、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０の全ビームを用いる高速描画モードでのデータ転送時間とショット時間との一例を示す。高速描画モードでは、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０の全ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号（ショットデータ）の転送が必要である。また、各ショット時間についても最大ドーズ変調量で変調される最大ドーズ量に対応する最大照射時間が必要となる。最大照射時間とショット毎のデータ転送時間とを考慮して、ショットサイクル（時間）が設定される。図１５（ａ）の例では、データ転送時間が最大照射時間よりも長い場合を示している。その場合、ショットサイクルはデータ転送時間により決まることになる。これに対して、高精度描画モードでは、上述したように、使用領域を中央部に制限し、外周側の無効列のビームアレイ（第３のビームアレイ）用の各シフトレジスタ４０ａ，４０ｂに、使用領域を含む有効列のビームアレイ用の各ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号（ショットデータ）を待機させることで、実装されるすべてのビームを照射する場合に比べて少ないクロック回数でショットデータを転送できる。そのため、図１５（ｂ）に示すように、転送時間を短縮できる。さらに、上述したように、使用領域を中央部に制限しているので、中央部内の各ビームのドーズ補正係数Ｄｍの最大値とドーズ補正係数ＤＪの最大値との積が、マルチビーム２０全体の領域内の各ビームのドーズ補正係数Ｄｍの最大値とドーズ補正係数ＤＪ（ｋ）の最大値の積よりも小さくできる。よって、その分、最大ドーズ変調量を小さくできる。よって、図１５（ｂ）に示すように、最大ドーズ変調量で変調される最大ドーズ量に対応する最大照射時間を短縮できる。そのため、マルチビーム２０全体を用いて描画する場合よりも、図１５（ｂ）に示すように、ショットサイクル（時間）を短縮できる。

ショットサイクル設定工程（Ｓ１３８）として、描画制御部７８は、演算されたショットサイクル（時間）を設定する。実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０の全ビームを用いる高速描画モードに比べて、高精度描画モードでは、ビーム数が少ないので、その分、一度に描画できる領域が小さい。そのため、高速描画モードと同様のショットサイクルで描画処理を行ったのでは、ビーム数の減少に応じて描画時間が長くかかることになる。しかしながら、実施の形態１では、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０全体の領域のうち中央部の領域に使用領域を制限した場合でのショットサイクルを演算し直すことで、ショットサイクルを短縮でき、スループットの劣化を抑制できる。

レンズ制御値変更工程（Ｓ１４０）として、レンズ制御部７４は、設定された使用範囲内のビームアレイを使用する場合における、マルチビーム２０を屈折させる縮小レンズ２０５、及び対物レンズ２０７を励磁するためのレンズ制御値をレンズ制御回路１３７に出力する。レンズ制御回路１３７は、現在設定されているレンズ制御値から新たに入力されたレンズ制御値に変更する。

図１６は、実施の形態１におけるレンズ制御値テーブルの一例を示す図である。図１６において、レンズ制御値テーブル（レンズテーブル）には、マルチビーム２０のうち使用ビームの本数に関連させたレンズ制御値が定義される。図１６の例では、ビーム本数が１本の場合、縮小レンズ２０５のレンズ制御値１がＦ１１、対物レンズ２０７のレンズ制御値２がＦ２１であることが定義される。ビーム本数が２本の場合、縮小レンズ２０５のレンズ制御値１がＦ１２、対物レンズ２０７のレンズ制御値２がＦ２２であることが定義される。・・・ビーム本数がＮ本の場合、縮小レンズ２０５のレンズ制御値１がＦ１ｎ、対物レンズ２０７のレンズ制御値２がＦ２ｎであることが定義される。レンズ制御値テーブルは、予め描画装置１００外部から入力し、記憶装置１４４に格納しておく。各電磁レンズの集束位置は、ビーム電流量によって変動する。そのため、高速描画モードと同様の電磁レンズの制御を行っていたのでは、ビーム数の減少に応じてビーム電流量が小さくなっているため各電磁レンズの集束位置が変動してしまう場合がある。そこで、実施の形態１において、レンズ制御部７４は、レンズ制御値テーブルを参照して、設定された使用範囲内のビームアレイのビーム本数に応じた各レンズ制御値を読み出す。そして、レンズ制御部７４は、読み出されたレンズ制御値をレンズ制御回路１３７に出力する。レンズ制御回路１３７は、テーブルを参照して得られた、設定された領域内のビームアレイのビーム本数に応じたレンズ制御値を切り替える。これにより、ビームアレイ領域の制限に伴う、焦点位置のずれを補正できる。

フォーカス確認工程（Ｓ１４２）として、切り替えられたレンズ制御値に対応して励磁された対物レンズ２０７により集束されたビームアレイの焦点位置が試料１０１面上に合っているかどうかを確認する。

判定工程（Ｓ１４４）として、レンズ制御部７４は、設定（変更）されたレンズ制御値での焦点位置が許容値内に入っているかどうか（最調整が必要かどうか）を判定する。最調整が不要の場合、データ転送工程（Ｓ１５０）に進む。最調整が必要な場合、レンズ制御値修正工程（Ｓ１４６）に進む。

レンズ制御値修正工程（Ｓ１４６）として、レンズ制御部７４は、設定（変更）されたレンズ制御値を修正し、レンズ制御回路１３７に出力する。レンズ制御回路１３７は、修正されたレンズ制御値に設定値を切り替える。例えば、設定（変更）されたレンズ制御値を起点に予め定めた値を加算する、或いは減算することでレンズ制御値を修正すればよい。そして、フォーカス確認工程（Ｓ１４２）に戻り、最調整が不要になるまでフォーカス確認工程（Ｓ１４２）からレンズ制御値修正工程（Ｓ１４６）までを繰り返す。

以上により、使用するビーム本数の全電流量に応じたレンズ制御ができる。よって、ビーム本数を変更させたことに起因するフォーカスずれを抑制でき、さらに高精度な描画精度が得られる。

データ転送工程（Ｓ１５０）として、転送処理部７６は、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０（第１のビームアレイ）の本数よりも少ない本数の有効列のビームアレイ（第２のビームアレイ）用のＯＮ／ＯＦＦ制御信号（ショットデータ）をショット順に転送する。具体的には、転送処理部７６は、設定されたデータ転送方式に沿って、マルチビームの各行の左側半分のうち中央部側の半分毎にまとめられたｎビットのマルチビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号と、マルチビームの各行の右側半分のうち中央部側の半分毎にまとめられたｎビットのマルチビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号とをショット順に転送する。そして、１ショット目は高速描画モードと同様のクロック回数で、２ショット目以降は、高速描画モードの１／２のクロック回数で各ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を所望のジレスタに転送する。そして、図１２（ｃ）に示したように、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０（第１のビームアレイ）の各ビーム用に配置された複数のシフトレジスタ４０（レジスタ）のうち、転送されたｎ番目のショット用のショットデータを有効列のビームアレイ（第２のビームアレイ）用の各シフトレジスタ４０（レジスタ）に記憶させると共に、同時期に、ｎ＋１番目のショット用のショットデータを前記第１のビームアレイのうち有効列のビームアレイ（第２のビームアレイ）以外の無効列のビームアレイ（第３のビームアレイ）用の各シフトレジスタ４０（レジスタ）に記憶させる。また、使用領域を中央部に制限したことで、データ量自体も、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０の全ビーム用のデータ量の１／２程度に抑えることができる。その点でも転送時間を短縮できる。

描画工程（Ｓ１５２）として、描画機構１５０は、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０のうち、設定された中央部の領域内のビームアレイを用いて、試料１０１にパターンを描画する。また、描画機構１５０は、演算されたショットサイクル（時間）に沿って試料１０１にパターンを描画する。ここでは、描画機構１５０は、中央部の使用領域を含む有効列のビームアレイ（第２のビームアレイ）のショットを行うことにより、試料１０１にパターンを描画する。例えば、有効列のビームアレイ（第２のビームアレイ）のｎ番目のショットを行うことにより、試料にパターンを描画する。なお、使用領域よりもｙ方向上部の２×４本のビームアレイと、使用領域よりもｙ方向下部の２×４本のビームアレイと、には常時、ビームＯＦＦ（照射時間ゼロ）の照射時間データが生成されるので、ビームＯＦＦのままである点は上述した通りである。描画機構１５０の動作、及び描画の仕方は、使用領域の制限に伴い照射領域３４のサイズが小さくなった点、使用するビームアレイが制限された点、ショットサイクルが短くなった点、及びレンズ制御値が切り替えられた点、以外は、上述した通りである。

このように、中央部の使用領域を含む有効列のビームアレイ（第２のビームアレイ）のｎ番目のショットショット終了した場合に、データ転送工程（Ｓ１５０）では、ｎ＋１番目のショット用のショットデータを無効列のビームアレイ（第３のビームアレイ）用の各シフトレジスタ４０（レジスタ）から有効列のビームアレイ（第２のビームアレイ）用の各シフトレジスタ４０（レジスタ）にシフトする。そして、偏向制御回路１３０からリード信号とショット信号を受けて、描画機構１５０は、中央部の使用領域を含む有効列のビームアレイ（第２のビームアレイ）のｎ＋１番目のショットを行うことにより、試料１０１にパターンを描画する。

図１７は、実施の形態１における全ビーム電流量とショット回数との関係の一例を示す図である。高速描画モードでは、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０すべてを用いるため、１回のショットの全ビーム電流量が大きい。よって、クーロン効果によるボケ等の影響を受ける。これに対して、高精度描画モードでは、中央部の領域内のビームアレイに使用領域が制限されているので、同じ面積を描画するためのショット回数は増加するものの、１回のショットの全ビーム電流量を小さくでき、クーロン効果によるボケ等の影響を抑制できる。図１７の例では、使用領域が制限され、８×８本のビームアレイが１／４の４×４本のビームアレイに制限されたため、同じ面積を描画するためのショット回数が４倍になることを示している。

以上のように、実施の形態１によれば、高スループットの高速描画モードと、クーロン効果による描画精度劣化を抑制した高精度描画モードとを選択的に使用できる。また、実施の形態１によれば、スループットの劣化を抑制しながらクーロン効果による描画精度劣化を抑制できる。

実施の形態２．
実施の形態１では、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４にカウンタ４４を搭載し、個別ブランキング機構４７のカウンタ４４で、個別ビームの照射時間を制御する場合に説明したが、これに限るものではない。実施の形態２では、共通ブランキング機構で個別ビームの照射時間を制御する場合に説明する。

図１８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１８において、電子鏡筒１０２内に、マルチビーム２０全体を偏向可能な偏向器２１２が配置された点、及び、制御系回路１６０がさらにロジック回路１３１を有する点、以外は図１と同様である。偏向制御回路１３０には、さらに、ロジック回路１３１が図示しないバスを介して接続されている。ロジック回路１３１は、偏向器２１２に接続される。

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９と同様である。その他、以下に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１９は、実施の形態２における個別ブランキング制御回路と共通ブランキング制御回路の内部構成を示す概念図である。図１９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、シフトレジスタ４０、レジスタ４３、ＡＮＤ回路４９、及びアンプ４６が配置される。なお、実施の形態１では、数ビット（例えば、１０ビット）の制御信号によって制御されていた各ビーム用の個別ブランキング制御を、例えば１ビットの制御信号によって制御する。すなわち、この場合シフトレジスタ４０、及びレジスタ４３には、１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４１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。

また、共通ブランキング用のロジック回路１３１には、レジスタ５０、カウンタ５２、及び共通アンプ５４が配置される。こちらは、同時に複数の異なる制御を行うわけではなく、ＯＮ／ＯＦＦ制御を行う１回路で済むため、高速に応答させるための回路を配置する場合でも設置スペース、回路の使用電流の制限の問題が生じない。よってこの共通アンプ５４はブランキングアパーチャアレイ機構２０４上に実現できるアンプ４６よりも格段に高速で動作する。この共通アンプ５４は例えば、１０ビットの制御信号によって制御する。すなわち、レジスタ５０、及びカウンタ５２には、例えば１０ビットの制御信号が入出力される。

実施の形態２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制御と、マルチビーム全体を一括してブランキング制御する共通ブランキング制御用のロジック回路１３１によるビームＯＮ／ＯＦＦ制御との両方を用いて、各ビームのブランキング制御を行う。また、実施の形態２では、１回のショットの最大照射時間を複数のサブ照射時間に分割し、複数のサブ照射時間による複数の分割ショットを組み合わせて、所望の照射時間の１回分のショットと同様のビーム照射を行う。

照射時間データ（Ｓ１２０）及び照射時間データ（Ｓ１３０）における各ビームの照射時間の演算までの各工程の内容は実施の形態１と同様である。次に、ショットデータ生成部６０は、各画素３６の照射時間データが示す照射時間を複数の分割ショット用に加工する。具体的には以下のように加工する。

図２０は、実施の形態２における複数の分割ショットの桁数と照射時間との一例を示す図である。実施の形態２では、１回分のショットの最大照射時間Ｔｔｒを同じ位置に連続して照射される照射時間が異なるｎ回の分割ショットに分割する。まず、最大照射時間Ｔｔｒを量子化単位Δ（階調値分解能）で割った階調値Ｎｔｒを定める。例えば、ｎ＝１０とした場合、１０回の分割ショットに分割する。階調値Ｎｔｒを桁数ｎの２進数の値で定義する場合、階調値Ｎｔｒ＝１０２３になるように量子化単位Δを予め設定すればよい。これにより、最大照射時間Ｔｔｒ＝１０２３Δとなる。そして、図２０に示すように、ｎ回の分割ショットは、桁数ｋ’＝０～９までの２^ｋ’Δのいずれかの照射時間を持つ。言い換えれば、５１２Δ（＝２^９Δ），２５６Δ（＝２^８Δ），１２８Δ（＝２^７Δ），６４Δ（＝２^６Δ），３２Δ（＝２^５Δ），１６Δ（＝２^４Δ），８Δ（＝２^３Δ），４Δ（＝２^２Δ），２Δ（＝２^１Δ），Δ（＝２^０Δ）のいずれかの照射時間を持つ。すなわち、１回分のビームアレイのショットは、５１２Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、２５６Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、１２８Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、６４Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、３２Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、１６Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、８Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、４Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、２Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、に分割される。

よって、各画素３６に照射する任意の照射時間ｔ（＝ＮΔ）は、かかる５１２Δ（＝２^９Δ），２５６Δ（＝２^８Δ），１２８Δ（＝２^７Δ），６４Δ（＝２^６Δ），３２Δ（＝２^５Δ），１６Δ（＝２^４Δ），８Δ（＝２^３Δ），４Δ（＝２^２Δ），２Δ（＝２^１Δ），Δ（＝２^０Δ）及びゼロ（０）の少なくとも１つの組み合わせによって定義できる。例えば、Ｎ＝５０のショットであれば、５０＝２^５+２^４+２^１なので、２^５Δの照射時間をもつ分割ショットと、２^４Δの照射時間をもつ分割ショットと、２^１Δの照射時間をもつ分割ショットと、の組み合わせになる。なお、各画素３６に照射する任意の照射時間ｔの階調値Ｎを２進数変換する場合には、できるだけ大きい桁の値を使用するように定義すると好適である。

ショットデータ生成部６０は、まず、画素３６毎に得られた照射時間ｔを量子化単位Δ（階調値分解能）で割ることで整数の階調値Ｎデータを算出する。階調値Ｎデータは、例えば、０～１０２３の階調値で定義される。量子化単位Δは、様々に設定可能であるが、例えば、１ｎｓ（ナノ秒）等で定義できる。量子化単位Δは、例えば１～１０ｎｓの値を用いると好適である。ここでは、上述したように１ショットあたりの最大照射時間Ｔｔｒの階調値Ｎｔｒが１０２３になるように量子化単位Δを設定する。但し、これに限るものではない。最大照射時間Ｔｔｒの階調値Ｎｔｒが１０２３以下になるように量子化単位Δを設定すればよい。

次に、ショットデータ生成部６０は、画素３６毎に、ビームＯＮにする分割ショットの合計照射時間が、演算されたビームの照射時間に相当する組合せになるように複数の分割ショットの各分割ショットをビームＯＮにするか、ビームＯＦＦにするかを決定する。画素３６毎に得られた照射時間ｔは、値０と１のいずれかを示す整数ｗｋ’と、ｎ個の分割ショットのｋ’桁目の分割ショットの照射時間ｔｋ’とを用いて、以下の式（１）で定義される。整数ｗｋ’が１になる分割ショットはＯＮ、整数ｗｋ’が０になる分割ショットはＯＦＦに決定できる。

例えば、Ｎ＝７００であれば、ｗ９＝１、ｗ８＝０、ｗ７＝１、ｗ６＝０、ｗ５＝１、ｗ４＝１、ｗ３＝１、ｗ２＝１、ｗ１＝０、ｗ０＝０、となる。よって、ｔ９の分割ショットがＯＮ、ｔ８の分割ショットがＯＦＦ、ｔ７の分割ショットがＯＮ、ｔ６の分割ショットがＯＦＦ、ｔ５の分割ショットがＯＮ、ｔ４の分割ショットがＯＮ、ｔ３の分割ショットがＯＮ、ｔ２の分割ショットがＯＮ、ｔ１の分割ショットがＯＦＦ、ｔ０の分割ショットがＯＦＦ、と決定することができる。

次に、ショットデータ生成部６０は、１回分のショットを同じ位置に連続して照射される照射時間が異なる複数回の分割ショットに分割するための分割ショットの照射時間配列データを生成する。ショットデータ生成部６０は、画素３６毎に、当該画素に実施される分割ショットの照射時間配列データを生成する。例えば、Ｎ＝５０であれば、５０＝２^５+２^４+２^１なので、“００００１１００１０”となる。例えば、Ｎ＝５００であれば、同様に、“０１１１１１０１００”となる。例えば、Ｎ＝７００であれば、同様に、“１０１０１１１１００”となる。例えば、Ｎ＝１０２３であれば、同様に、“１１１１１１１１１１”となる。

そして、データ配列加工工程（Ｓ１２２）及びデータ配列加工工程（Ｓ１３２）において、配列加工部６２は、各ビームのショット順に、照射時間配列データを加工する。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。また、各ショット中の各分割ショットにおいて、直列に接続されたシフトレジスタ４０順にＯＮ／ＯＦＦ制御信号が並ぶように順序を加工する。加工されたＯＮ／ＯＦＦ制御信号は、記憶装置１４２に格納される。

以降の各工程の内容は実施の形態１と同様である。なお、描画工程（Ｓ１５２）において、各ビーム用のアンプ４６は、当該ビーム用のレジスタ４３に格納されているＯＮ／ＯＦＦ制御信号に従って、制御電極２４に印加する電位を切り替える。例えば、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が”１”であれば、ＣＭＯＳインバータ回路にＨ電位（アクティブ電位）を入力する。これにより、ＣＭＯＳインバータ回路の出力は、グランド電位となり、ビームＯＮ状態になる。例えば、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が”０”であれば、ＣＭＯＳインバータ回路にＬ電位を入力する。これにより、ＣＭＯＳインバータ回路の出力は、正の電位となり、ビームＯＦＦ状態になる。

また、同時期に、偏向制御回路１３０からｋ番目の分割ショットの照射時間を示す共通ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が共通ブランキング機構のロジック回路１３１のレジスタ５０に出力される。これにより、共通ブランキング用のレジスタ５０には、ｋ番目の分割ショットの共通ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が読み込まれる。

次に、偏向制御回路１３０からのショット信号が共通ブランキング機構のロジック回路１３１のカウンタ５２に出力される。これにより、共通ブランキング用のカウンタ４４は、共通ブランキング用のレジスタ５０に格納されている共通ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が示す時間だけ共通アンプ５４にビームＯＮ信号を出力する。具体的には、今回の分割ショットの照射時間に相当するカウント数だけクロック周期でカウントする。そして、カウントしている間だけＣＭＯＳインバータ回路（図示せず）の入力をＨ（アクティブ）にする。そして、共通ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が示す時間が経過すると共通アンプ５４にビームＯＦＦ信号を出力する。具体的には、カウント完了後にＣＭＯＳインバータ回路の入力をＬにする。

ここで、ｋ番目の分割ショットのために、既に、各アンプ４６からはＯＮ／ＯＦＦ制御信号に従って、ビームＯＮ或いはビームＯＦＦにする偏向電位が制御電極２４に印加されている。かかる状態で、共通ブランキング用の偏向器２１２によって、今回の分割ショットの照射時間を制御する。すなわち、カウンタ４４がビームＯＮ信号を出力している間だけ、マルチビーム２０全体をブランキング偏向せずに、制限アパーチャ基板２０６の開口部を通過可能にする。逆に、その他の時間は、マルチビーム２０全体をブランキング偏向して、制限アパーチャ基板２０６でマルチビーム２０全体を遮蔽する。このように、共通ブランキング用の偏向器２１２によって、各分割ショットの照射時間が制御される。

以上のように、実施の形態２に示すように、複数の分割ショットを組み合わせて所望の照射時間の照射を行う場合でも、実施の形態１と同様、使用領域を中央部の領域のビームアレイに制限することで、１回の分割ショットあたりの全電流量を小さくでき、クーロン効果による影響を抑制できる。なお、実施の形態２によれば、中央部に使用領域を制限することで、実施の形態１と同様、データ転送時のクロック回数を少なくでき、また、最大照射時間を小さくできるので、ショットサイクルを短くできる。また、中央部に使用領域を制限することでビーム本数を減らした場合に、使用するビーム本数に応じてレンズ制御値を切り替える点も実施の形態１と同様である。

以上のように、実施の形態２によれば、高スループットの高速描画モードと、クーロン効果による描画精度劣化を抑制した高精度描画モードとを選択的に使用できる。また、実施の形態２によれば、複数の分割ショットを組み合わせて所望の照射時間の照射を行う場合でも、スループットの劣化を抑制しながらクーロン効果による描画精度劣化を抑制できる。

実施の形態３．
実施の形態１，２では、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０全体の照射領域のうち、使用するビームアレイの照射領域を中央部の領域に制限する領域制限によるビーム電流量の低減を行う場合を説明したが、クーロン効果を抑制する手法はこれに限るものではない。実施の形態３では、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０全体の照射領域を分割する領域分割によるビーム電流量の低減を行う構成について説明する。実施の形態３における描画装置１００の構成は図１と同様で構わない。

図２１は、実施の形態３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２１において、データ生成方式設定工程（Ｓ１１０）と、データ転送方式設定工程（Ｓ１１２）と、照射時間データ生成工程（Ｓ１３０）と、データ配列加工工程（Ｓ１３２）と、最大ドーズ変調量演算工程（Ｓ１３４）と、ショットサイクル演算工程（Ｓ１３６）と、ショットサイクル設定工程（Ｓ１３８）と、を削除した点以外は、図９と同様である。

基準パラメータ設定工程（Ｓ１０２）と、ビームキャリブレーション工程（Ｓ１０４）と、描画ジョブ（ＪＯＢ）登録工程（Ｓ１０６）との内容は実施の形態１と同様である。

ビームアレイ領域設定工程（Ｓ１０８）として、領域設定部７２（領域分割部）は、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０の照射領域を複数の領域に分割し、設定する。

図２２は、実施の形態３における領域分割の仕方の一例を示す図である。図２２の例では、８×８本のマルチビーム２０が実装される描画機構１５０で照射可能である場合を示している。高速描画モードを用いる場合、領域設定部７２は、使用するビームアレイの照射領域（使用領域）として、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０全体の領域を設定する。図２２の例では、８×８本のマルチビーム２０全体の領域を設定する。これに対して、高精度描画モードを用いる場合、領域設定部７２は、図２２に示すように、実装される描画機構１５０で照射可能な例えばｐ×ｑ本のマルチビーム２０全体の照射領域を２つのグループ（Ｇ１，Ｇ２）に分割し、グループ毎に領域を設定する。図２２の例では、左側半分の４×８のビームアレイによるグループＧ１と、右側半分の４×８のビームアレイによるグループＧ２と、に分割する。このように、ビームアレイの使用領域を分割する。そして、各回のマルチビーム２０のショット処理の中で、グループ毎にショットタイミングをずらす。これにより、１回のショットあたりの全電流量を小さくできる。その結果、クーロン効果による描画精度劣化を抑制できる。図２２の例では、８×８本のマルチビーム２０から、４×８本のビームアレイずつに分割しているので、単純計算として、１／２程度の電流量に低減できる。

照射時間データ生成工程（Ｓ１２０）と、データ配列加工工程（Ｓ１２２）と、の内容は実施の形態１と同様である。具体的には、ショットデータ生成部６０は、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０の全ビームの各ショット用のＯＮ／ＯＦＦ制御信号（ショットデータ）を生成する。そして、配列加工部６２は、ショット順、かつビームの転送順に各画素３６のＯＮ／ＯＦＦ制御信号を並び変える。

レンズ制御値変更工程（Ｓ１４０）として、レンズ制御部７４は、設定された使用範囲内のビームアレイを使用する場合における、マルチビーム２０を屈折させる縮小レンズ２０５、及び対物レンズ２０７を励磁するためのレンズ制御値をレンズ制御回路１３７に出力する。レンズ制御回路１３７は、現在設定されているレンズ制御値から新たに入力されたレンズ制御値に変更する。

具体的には、レンズ制御部７４は、図１６に示したレンズ制御値テーブルを参照して、設定された使用範囲内のビームアレイのビーム本数に応じた各レンズ制御値を読み出す。実施の形態３では、領域分割により複数のグループに分割しているので、１つのグループあたりのビーム本数に応じたレンズ制御値を読み出せばよい。そして、レンズ制御回路１３７は、テーブルを参照して得られた、設定された領域内のビームアレイのビーム本数に応じたレンズ制御値を切り替える。これにより、ビームアレイ領域の制限に伴う、焦点位置のずれを補正できる。

フォーカス確認工程（Ｓ１４２）として、切り替えられたレンズ制御値に対応して励磁された対物レンズ２０７により集束されたビームアレイの焦点位置が試料１０１面上に合っているかどうかを確認する。

判定工程（Ｓ１４４）として、レンズ制御部７４は、設定（変更）されたレンズ制御値での焦点位置が許容値内に入っているかどうか（最調整が必要かどうか）を判定する。最調整が不要の場合、データ転送工程（Ｓ１５０）に進む。最調整が必要な場合、レンズ制御値修正工程（Ｓ１４６）に進む。

レンズ制御値修正工程（Ｓ１４６）として、レンズ制御部７４は、設定（変更）されたレンズ制御値を修正し、レンズ制御回路１３７に出力する。レンズ制御回路１３７は、修正されたレンズ制御値に設定値を切り替える。例えば、設定（変更）されたレンズ制御値を起点に予め定めた値を加算する、或いは減算することでレンズ制御値を修正すればよい。そして、フォーカス確認工程（Ｓ１４２）に戻り、最調整が不要になるまでフォーカス確認工程（Ｓ１４２）からレンズ制御値修正工程（Ｓ１４６）までを繰り返す。

以上により、使用するビーム本数の全電流量に応じたレンズ制御ができる。よって、ビーム本数を変更させたことに起因するフォーカスずれを抑制でき、さらに高精度な描画精度が得られる。

データ転送工程（Ｓ１５０）として、転送処理部７６は、ショット毎に、当該ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を偏向制御回路１３０に一括転送する。偏向制御回路１３０は、ショット毎に、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４（ブランキング装置）に、マルチビーム２０の各ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を一括転送する。具体的には、偏向制御回路１３０は、ショット毎に、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４の各ビーム用の制御回路４１にＯＮ／ＯＦＦ制御信号を一括転送する。言い換えれば、複数のグループＧ１，Ｇ２のＯＮ／ＯＦＦ制御信号を一括して転送する。

図２３は、実施の形態３における個別ブランキング制御回路の内部構成を示す概念図である。図２３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、シフトレジスタ４０、バッファレジスタ４５、バッファレジスタ４２、レジスタ４３、カウンタ４４、及びアンプ４６が順に配置される。実施の形態３では、ｎビット（例えば、１０ビット）の制御信号によって各ビーム用の個別ブランキング制御を行う。ここで、例えば、アレイ状（行列状）に配列されるｐ×ｑ本のマルチビーム２０のうち例えば同じ行のｐ本のビームの制御回路４１内のシフトレジスタ４０が直列に接続される。図２３の例では、同じ行に並ぶ４つのビームの各制御回路４１のシフトレジスタ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄが直列に接続される場合を示している。ここで、実施の形態３では、図２２に示したように、ｐ×ｑ本のマルチビーム２０を複数のグループにグループ化する。例えば、左半分と右半分とで２つのグループＧ１，Ｇ２にグループ化する。同じグループ内のレジスタ４３（記憶装置）同士は接続される。言い換えれば、基板３１内部に配置された複数のレジスタ４３（記憶装置）は、マルチビーム２０を複数のグループにグループ化する。図２３の例では、シフトレジスタ４０が直列に接続される同じ行に配列される４つのビームの各制御回路４１ａ～４１ｄ内のレジスタ４３ａとレジスタ４３ｂが同じグループＧ１として接続される。レジスタ４３ｃとレジスタ４３ｄが同じグループＧ２として接続される。そして、実施の形態３では、基板３１内部に配置された複数のレジスタ４３（記憶装置）は、グループ毎に時期をずらしながら当該レジスタ４３内に格納されるＯＮ／ＯＦＦ制御信号を対応するアンプ４６（スイッチング回路）に出力する。以下、具体的に説明する。

図２４は、実施の形態３におけるマルチビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号の転送処理と制御回路内の動作について説明するための図である。上述したように、実施の形態３では、実装される描画機構１５０で照射可能なｐ×ｑ本のマルチビーム２０のうち例えば同じ行のｐ本のビーム用のシフトレジスタ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，・・・が直列に接続される。よって、１回のマルチビームのショットには、マルチビームの行毎にまとめられたｎビットのマルチビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号がマルチビームの列分存在する。かかるデータ群が、マルチビームのショット毎に、偏向制御回路１３０からブランキングアパーチャアレイ機構２０４に一括転送される。例えば、かかるデータ群が、パラレルに一括転送される。ｎ番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が一括転送される場合、例えば、ｐ回のクロック信号によって各ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が対応するシフトレジスタ４０に格納される。図２４の例では、第５番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が一括転送されている場合を示している。図２４の例では、４回のクロック信号によって４本のビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が対応するシフトレジスタ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄに格納される。なお、実施の形態１のように、ｐ×ｑ本のマルチビーム２０のうち、ｘ方向に並ぶ、例えば同じ行のｐ本のビームの左側半分（ｘ方向の手前側半分）の制御回路４１内のシフトレジスタ４０が外周側から中央側に向かって（ｘ方向に）直列に接続されつと共に、右側半分（ｘ方向の後側半分）の制御回路４１内のシフトレジスタ４０が外周側から中央側に向かって（－ｘ方向に）直列に接続されるように構成しても構わないことは言うまでもない。

描画工程（Ｓ１５２）として、描画機構１５０は、分割された領域（グループ）毎に照射タイミングをずらして、当該領域内のビームアレイを、ビーム本数に応じてレンズ制御値が切り替わった縮小レンズ２０５、及び対物レンズ２０７といった電磁レンズで照射しながら試料１０１にパターンを描画する。具体的には、以下のように動作する。

（ｋ＋２）番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が一括転送されている時の各ビーム用のバッファレジスタ４５ａ（バッファ１）には、（ｋ＋１）番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が格納されている。また、同時期の各ビーム用のバッファレジスタ４２ａ（バッファ２）には、ｋ番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が格納されている。図１１の例では、第５番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が一括転送されている時の各ビーム用のバッファレジスタ４５ａ（バッファ１）には、前回のショットである第４番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が格納されている。各ビーム用のバッファレジスタ４２ａ（バッファ２）には、さらに前回のショットである第３番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が格納されている。

（ｋ＋２）番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が一括転送されている間に、偏向制御回路１３０からはリセット信号が、各レジスタ４３に出力される。これにより、すべてのビーム用のレジスタ４３に格納されたＯＮ／ＯＦＦ制御信号が削除される。

次に、Ｇ１のショットとして、まず、偏向制御回路１３０からグループＧ１の読み込み１信号（ロード１）がグループＧ１のレジスタ４３に出力される。これにより、グループ１のレジスタ４３（レジスタ１）には、バッファレジスタ４２ａ（バッファ２）に格納されているｋ番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が読み込まれる。一方、グループＧ２のレジスタ４３（レジスタ２）には、リセットされた状態が続くので、ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号は読み込まれない。よって、かかる状態では、グループＧ１のレジスタ４３（レジスタ１）にだけｋ番目のショット（図２４の例では第３番目のショット）のＯＮ／ＯＦＦ制御信号が格納されている状態になる。

次に、偏向制御回路１３０から１回目（グループＧ１用）のショット信号が全ビームのカウンタ４４に出力される。これにより、各ビーム用のカウンタ４４は、当該ビーム用のレジスタ４３に格納されているＯＮ／ＯＦＦ制御信号が示す時間だけアンプ４６にビームＯＮ信号を出力する。具体的には、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が示す、当該ビームの照射時間に相当するカウント数だけクロック周期でカウントする。そして、カウントしている間だけＣＭＯＳインバータ回路（アンプ４６）の入力をＨ（アクティブ）にする。そして、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が示す時間が経過するとアンプ４６にビームＯＦＦ信号を出力する。具体的には、カウント完了後にＣＭＯＳインバータ回路（アンプ４６）の入力をＬにする。ここで、グループＧ１のレジスタ４３には、ｋ番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が格納されているので、グループＧ１のカウンタ４４は、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が示す時間だけアンプ４６にビームＯＮ信号を出力する。一方、グループＧ２のレジスタ４３には、ｋ番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が格納されていないので、グループＧ２のカウンタ４４は、アンプ４６にビームＯＦＦ信号を出力する。

よって、グループＧ１のアンプ４６は、カウンタ４４からビームＯＮ信号が入力されている間だけ制御電極２４にグランド電位を印加することで、当該ビームを偏向せずに制限アパーチャ基板２０６の開口部を通過させる。一方、グループＧ２のアンプ４６は、カウンタ４４からビームＯＮ信号が入力されていないので制御電極２４に正の電位（Ｖｄｄ）を印加することで、当該ビームをブランキング偏向して制限アパーチャ基板２０６にて遮蔽する。これにより、グループＧ１のｋ番目のショット（ショットｋ１）が実行される。かかるショットｋ１において、描画機構１５０の動作は、上述した動作と同様である。但し、ここでは、グループＧ１のビームだけが設定された照射時間ビームＯＮ状態になる。

グループＧ１のショット（ショット１）が終了すると、ｋ＋２番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が一括転送されている間に、偏向制御回路１３０からはリセット信号が、各レジスタ４３に出力される。これにより、すべてのビーム用のレジスタ４３に格納されたＯＮ／ＯＦＦ制御信号が削除される。

次に、グループＧ２のショットとして、まず、偏向制御回路１３０からグループＧ２の読み込み２信号（ロード２）がグループＧ２のレジスタ４３に出力される。これにより、グループＧ２のレジスタ４３（レジスタ２）には、バッファレジスタ４２ａ（バッファ２）に格納されているｋ番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が読み込まれる。一方、グループＧ１のレジスタ４３（レジスタ１）には、リセットされた状態が続くので、ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号は読み込まれない。よって、かかる状態では、グループＧ２のレジスタ４３（レジスタ２）にだけｋ番目のショット（図２４の例では第３番目のショット）のＯＮ／ＯＦＦ制御信号が格納されている状態になる。

次に、偏向制御回路１３０から２回目（グループＧ２用）のショット信号が全ビームのカウンタ４４に出力される。これにより、各ビーム用のカウンタ４４は、当該ビーム用のレジスタ４３に格納されているＯＮ／ＯＦＦ制御信号が示す時間だけアンプ４６にビームＯＮ信号を出力する。今回は、グループＧ２のレジスタ４３には、ｋ番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が格納されているので、グループＧ２のカウンタ４４は、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が示す時間だけアンプ４６にビームＯＮ信号を出力する。一方、グループＧ１のレジスタ４３には、ｋ番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が格納されていないので、グループＧ１のカウンタ４４は、アンプ４６にビームＯＦＦ信号を出力する。

よって、グループＧ２のアンプ４６は、カウンタ４４からビームＯＮ信号が入力されている間だけ制御電極２４にグランド電位を印加することで、当該ビームを偏向せずに制限アパーチャ基板２０６の開口部を通過させる。一方、グループＧ１のアンプ４６は、カウンタ４４からビームＯＮ信号が入力されていないので制御電極２４に正の電位（Ｖｄｄ）を印加することで、当該ビームをブランキング偏向して制限アパーチャ基板２０６にて遮蔽する。これにより、グループＧ２のｋ番目のショット（ショットｋ２）が実行される。描画機構１５０の動作は、上述した動作と同様である。但し、ここでは、グループＧ２のビームだけが設定された照射時間ビームＯＮ状態になる。

以上のように、マルチビーム２０用の複数のＣＭＯＳインバータ回路（アンプ４６）（スイッチング回路の一例）は、基板３１内部に配置され、複数のレジスタ４３にそれぞれ接続され、対応するレジスタ４３に格納されるＯＮ／ＯＦＦ制御信号に沿って２値の電位を切り替える。そして、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が転送されている間に、各グループのショットｋ１，ｋ２を、照射タイミングをずらしながら連続して行う。

ロード２信号が出力された後であって、（ｋ＋２）番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号の一括転送が終了した後に、偏向制御回路１３０からはバッファシフト信号がバッファレジスタ４５，４２に出力される。これにより、各ビーム用のバッファレジスタ４５（バッファ１）には、シフトレジスタ４０に格納されている（ｋ＋２）番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号がシフトされる。同時に、各ビーム用のバッファレジスタ４２（バッファ２）には、バッファレジスタ４５に格納されている（ｋ＋１）番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号がシフトされる。

そして、バッファシフト信号が出力された後に、次の（ｋ＋３）番目のショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号の一括転送が開始される。以下、同様に繰り返される。このように、シフトレジスタ４０、バッファレジスタ４５、バッファレジスタ４２、及びレジスタ４３といった各記憶装置は、基板３１内部に配置され、一括転送されたマルチビーム２０の各ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を一時的に格納する。特に、マルチビーム２０の複数のレジスタ４３（記憶装置）は、マルチビーム２０をグループ分けすると共に、一括転送されたマルチビーム２０の各ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を一時的に格納する。

図２４の例では、２つのバッファレジスト４５，４２を用いて２回先（次次回）のショットのデータ転送を行っている間に今回のショットが行われる場合を説明した。しかし、これに限るものではない。１つのバッファレジスト４２を用いて１回先（次回）のショットのデータ転送を行っている間に今回のショットが行われる場合であってもよい。いずれにしても、データ転送中にその転送時に行われるショットがグループ毎にショットタイミングをずらしながらも完了すればよい。

以上のように、実施の形態３によれば、データ転送をグループ毎に分ける必要がない。よって、スループットの劣化を抑制できる。また、実施の形態３では、転送されるＯＮ／ＯＦＦ制御信号自体には、ショットタイミングをずらすグループを識別する情報が無い。それにも関わらず、図２３及び図２４に示すように、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４内での回路構成により、同一ショットとして転送されてきたデータに対して、グループ毎にショットタイミングをずらしながらビームを照射する。これにより、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号に特別な情報を定義する必要を無くすことができる。また、実施の形態３では、制御計算機１１０や偏向制御回路１３０といった制御機構で特別にビームグループを識別しながら制御する必要が無い。

図２５は、実施の形態３における全ビーム電流量とショット回数との関係の一例を示す図である。高速描画モードでは、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０すべてを用いるため、ショット毎に、マルチビーム２０全体が同じ照射タイミングで照射される場合を示している。ここで、個別のビーム毎に照射時間が異なるので、照射（露光）開始時が、最もクーロン効果の影響を受ける。一方、最大露光時間付近では、一部のビームの照射が既に終了しているので、クーロン効果の影響が小さくなる。よって、クーロン効果の影響を抑制するためには、照射（露光）開始時の全ビームの電流量の合計を下げることが望ましい。実施の形態３における高精度描画モードでは、マルチビーム２０を複数のグループに分割して、各ショット時に、グループ毎に照射時期をずらすので、グループ単位での照射（露光）開始時の当該グループのビームの電流量の合計は、マルチビーム２０全体で同時照射（露光）開始時の全ビームの電流量の合計よりも小さくできる。よって、クーロン効果の影響を低減できる。一方、各ショットのデータ転送は１回で済ますことができるので、転送時間の増加によるスループットの劣化を回避できる。高速描画モードでは、実装される描画機構１５０で照射可能なマルチビーム２０すべてを用いるため、１回のショットの全ビーム電流量が大きい。よって、クーロン効果によるボケ等の影響を受ける。これに対して、高精度描画モードでは、ビームアレイ領域が分割されているので、同じ面積を描画するためのショット回数は増加するものの、１回のショットの全ビーム電流量を小さくでき、クーロン効果によるボケ等の影響を抑制できる。図２２の例では、使用領域が制限され、８×８本のビームアレイが１／２の４×８本のビームアレイずつに分割されたため、同じ面積を描画するためのショット回数が２倍になることを示している。

図２６は、実施の形態３と比較例におけるタイムチャートの一例を示す図である。図２６（ａ）には、比較例として、１回のショットを、グループＧ１のショットとグループＧ２のショットとの２回のショットに単純に分けた場合でのデータ転送時間とショット時間との一例を示す。図２６（ｂ）には、実施の形態３における同じショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号（ショットデータ）を一括して転送し、グループ毎に照射タイミングをずらして照射する場合でのデータ転送時間とショット時間との一例を示す。比較例では、単純に１回のショットを２回のショットに分けた場合なので、図２６（ａ）に示すように、露光時間が、図１５（ａ）に示した高速描画モードと比較して単純に２倍になってしまう。これに対して、実施の形態３の高精度描画モードでは、図２６（ｂ）に示すように、データ転送を一括で行い、照射タイミングをずらして描画を行うことで、ショットサイクルが略半分で済むことがわかる。

図２７は、実施の形態３における個別ブランキング制御回路の内部構成の他の一例を示す概念図である。上述した例では、図２７（ａ）に示すように、レジスタ４３Ｇ１とレジスタ４３Ｇ２とで示すように、レジスタ４３によってグループ分けされた場合について説明したが、これに限るものではない。図２７（ｂ）に示すように、カウンタ４４Ｇ１とカウンタ４４Ｇ２とで示すように、カウンタ４４をグループ分けすることで、ショット１、及びショット２といったショット信号を対応するグループのカウンタ４４に順に出力しても良い。

以上のように、実施の形態３によれば、データ転送量を増やさずにビーム全電流量を下げることができる。よって、マルチビーム描画のスループットの劣化を抑制しながら、クーロン効果を抑制できる。したがって、クーロン効果によるマルチビーム像のいわゆるボケや位置ずれを回避或いは低減できる。さらに、ビーム本数を変更させたことに起因するフォーカスずれを抑制でき、さらに高精度な描画精度が得られる。

実施の形態４．
実施の形態３では、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４にカウンタ４４を搭載し、個別ブランキング機構４７のカウンタ４４で、個別ビームの照射時間を制御する場合に説明したが、これに限るものではない。実施の形態４では、共通ブランキング機構で個別ビームの照射時間を制御する場合に説明する。

実施の形態４における描画装置の構成は、図１８と同様で構わない。実施の形態３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２１と同様で構わない。その他、以下に特に説明する点以外の内容は、実施の形態３と同様である。

図２８は、実施の形態４における個別ブランキング制御回路と共通ブランキング制御回路の内部構成を示す概念図である。図２８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、シフトレジスタ４０、バッファレジスタ４５、バッファレジスタ４２、レジスタ４３、及びアンプ４６が配置される。なお、実施の形態３では、数ビット（例えば、１０ビット）の制御信号によって制御されていた各ビーム用の個別ブランキング制御を、１～３ビット（例えば１ビット）の制御信号によって制御する。すなわち、シフトレジスタ４０、バッファレジスタ４５、バッファレジスタ４２、及びレジスタ４３には、１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４１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。

また、共通ブランキング用のロジック回路１３１には、レジスタ５０、カウンタ５２、及び共通アンプ５４が配置される。こちらは、同時に複数の異なる制御を行うわけではなく、ＯＮ／ＯＦＦ制御を行う１回路で済むため、高速に応答させるための回路を配置する場合でも設置スペース、回路の使用電流の制限の問題が生じない。よってこの共通アンプ５４はブランキングアパーチャアレイ機構２０４上に実現できるアンプ４６よりも格段に高速で動作する。この共通アンプ５４は例えば、１０ビットの制御信号によって制御する。すなわち、レジスタ５０、及びカウンタ５２には、例えば１０ビットの制御信号が入出力される。

実施の形態４では、実施の形態２と同様、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制御と、マルチビーム全体を一括してブランキング制御する共通ブランキング制御用のロジック回路１３１によるビームＯＮ／ＯＦＦ制御との両方を用いて、各ビームのブランキング制御を行う。また、実施の形態４では、実施の形態２と同様、１回のショットの最大照射時間を複数のサブ照射時間に分割し、複数のサブ照射時間による複数の分割ショットを組み合わせて、所望の照射時間の１回分のショットと同様のビーム照射を行う。

照射時間データ（Ｓ１２０）における各ビームの照射時間の演算までの各工程の内容は実施の形態３と同様である。次に、ショットデータ生成部６０は、実施の形態２と同様、各画素３６の照射時間データが示す照射時間を複数の分割ショット用に加工する。１回分のショットの最大照射時間Ｔｔｒを同じ位置に連続して照射される照射時間が異なるｎ回の分割ショットに分割する。まず、最大照射時間Ｔｔｒを量子化単位Δ（階調値分解能）で割った階調値Ｎｔｒを定める。例えば、ｎ＝１０とした場合、１０回の分割ショットに分割する。階調値Ｎｔｒを桁数ｎの２進数の値で定義する場合、階調値Ｎｔｒ＝１０２３になるように量子化単位Δを予め設定すればよい。これにより、図２０に示したように、ｎ回の分割ショットは、桁数ｋ’＝０～９までの２^ｋ’Δのいずれかの照射時間を持つ。すなわち、１回分のビームアレイのショットは、５１２Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、２５６Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、１２８Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、６４Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、３２Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、１６Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、８Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、４Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、２Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、Δの照射時間ｔｋ’をもつ分割ショットと、に分割される。

よって、各画素３６に照射する任意の照射時間ｔ（＝ＮΔ）は、かかる５１２Δ（＝２^９Δ），２５６Δ（＝２^８Δ），１２８Δ（＝２^７Δ），６４Δ（＝２^６Δ），３２Δ（＝２^５Δ），１６Δ（＝２^４Δ），８Δ（＝２^３Δ），４Δ（＝２^２Δ），２Δ（＝２^１Δ），Δ（＝２^０Δ）及びゼロ（０）の少なくとも１つの組み合わせによって定義できる。なお、各画素３６に照射する任意の照射時間ｔの階調値Ｎを２進数変換する場合には、できるだけ大きい桁の値を使用するように定義すると好適である。

ショットデータ生成部６０は、まず、画素３６毎に得られた照射時間ｔを量子化単位Δ（階調値分解能）で割ることで整数の階調値Ｎデータを算出する。階調値Ｎデータは、例えば、０～１０２３の階調値で定義される。量子化単位Δは、様々に設定可能であるが、例えば、１ｎｓ（ナノ秒）等で定義できる。量子化単位Δは、例えば１～１０ｎｓの値を用いると好適である。

次に、ショットデータ生成部６０は、画素３６毎に、ビームＯＮにする分割ショットの合計照射時間が、演算されたビームの照射時間に相当する組合せになるように複数の分割ショットの各分割ショットをビームＯＮにするか、ビームＯＦＦにするかを決定する。画素３６毎に得られた照射時間ｔは、値０と１のいずれかを示す整数ｗｋ’と、ｎ個の分割ショットのｋ’桁目の分割ショットの照射時間ｔｋ’とを用いて、上述した式（１）で定義される。整数ｗｋ’が１になる分割ショットはＯＮ、整数ｗｋ’が０になる分割ショットはＯＦＦに決定できる。

次に、ショットデータ生成部６０は、１回分のショットを同じ位置に連続して照射される照射時間が異なる複数回の分割ショットに分割するための分割ショットの照射時間配列データを生成する。ショットデータ生成部６０は、画素３６毎に、当該画素に実施される分割ショットの照射時間配列データを生成する。

そして、データ配列加工工程（Ｓ１２２）配列加工部６２は、各ビームのショット順に、照射時間配列データを加工する。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。また、各ショット中の各分割ショットにおいて、直列に接続されたシフトレジスタ４０順にＯＮ／ＯＦＦ制御信号が並ぶように順序を加工する。加工されたＯＮ／ＯＦＦ制御信号は、記憶装置１４２に格納される。

レンズ制御値変更工程（Ｓ１４０）と、フォーカス確認工程（Ｓ１４２）と、判定工程（Ｓ１４４）と、レンズ制御値修正工程（Ｓ１４６）と、の各工程の内容は、実施の形態３と同様である。

データ転送工程（Ｓ１５０）として、転送処理部７６は、分割ショット毎に、当該ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を偏向制御回路１３０に一括転送する。偏向制御回路１３０は、分割ショット毎に、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４（ブランキング装置）に、マルチビーム２０の各ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を一括転送する。具体的には、偏向制御回路１３０は、分割ショット毎に、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４の各ビーム用の制御回路４１にＯＮ／ＯＦＦ制御信号を一括転送する。言い換えれば、複数のグループＧ１，Ｇ２のＯＮ／ＯＦＦ制御信号を一括して転送する。

描画工程（Ｓ１５２）として、描画機構１５０は、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４に搭載された複数の個別ブランキング機構４７によってマルチビーム２０が複数のグループにグループ化されたグループ毎に照射タイミングを切り替えながら、一括転送された各ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号に沿ってマルチビーム２０を描画対象基板１０１に照射する。具体的には、以下のように動作する。

実施の形態４では、ｎビット（例えば、１ビット）の制御信号によって各ビーム用の個別ブランキング制御を行う。実施の形態４では、図２２に示したように、ｐ×ｑ本のマルチビーム２０を複数のグループにグループ化する。例えば、左半分と右半分とで２つのグループＧ１，Ｇ２にグループ化する。同じグループ内のレジスタ４３（記憶装置）同士は接続される。言い換えれば、基板３１内部に配置された複数のレジスタ４３（記憶装置）は、マルチビーム２０を複数のグループにグループ化する。図２８の例では、シフトレジスタ４０が直列に接続される同じ行に配列される４つのビームの各制御回路４１ａ～４１ｄ内のレジスタ４３ａとレジスタ４３ｂが同じグループＧ１として接続される。レジスタ４３ｃとレジスタ４３ｄが同じグループＧ２として接続される。そして、実施の形態４では、基板３１内部に配置された複数のレジスタ４３（記憶装置）は、グループ毎に時期をずらしながら当該レジスタ４３内に格納されるＯＮ／ＯＦＦ制御信号を対応するアンプ４６（スイッチング回路）に出力する。以下、具体的に説明する。

図２９は、実施の形態４におけるマルチビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号の転送処理と制御回路内の動作について説明するための図である。上述したように、実施の形態４では、ｐ×ｑ本のマルチビーム２０のうち例えば同じ行のｐ本のビーム用のシフトレジスタ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，・・・が直列に接続される。よって、１回のマルチビームのショットには、マルチビームの行毎にまとめられた１ビットのマルチビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号がマルチビームの列分存在する。かかるデータ群が、マルチビームの分割ショット毎に、偏向制御回路１３０からブランキングアパーチャアレイ機構２０４に一括転送される。例えば、かかるデータ群が、パラレルに一括転送される。図２９に示すように、（ｋ＋２）番目の分割ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が一括転送される場合、例えば、ｐ回のクロック信号によって各ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が対応するシフトレジスタ４０に格納される。図２９の例では、第５番目の分割ショット（ｋ’＝５桁目の分割ショット）のＯＮ／ＯＦＦ制御信号が一括転送されている場合を示している。図２９の例では、４回のクロック信号によって４本のビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が対応するシフトレジスタ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄに格納される。

（ｋ＋２）番目の分割ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が一括転送されている時の各ビーム用のバッファレジスタ４５ａ（バッファ１）には、（ｋ＋１）番目の分割ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が格納されている。また、同時期の各ビーム用のバッファレジスタ４２ａ（バッファ２）には、ｋ番目の分割ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が格納されている。図２９の例では、第５番目の分割ショット（ｋ’＝５桁目の分割ショット）のＯＮ／ＯＦＦ制御信号が一括転送されている時の各ビーム用のバッファレジスタ４５ａ（バッファ１）には、前回の分割ショットである第４番目の分割ショット（ｋ’＝６桁目の分割ショット）のＯＮ／ＯＦＦ制御信号が格納されている。各ビーム用のバッファレジスタ４２ａ（バッファ２）には、さらに前回の分割ショットである第３番目の分割ショット（ｋ’＝７桁目の分割ショット）のＯＮ／ＯＦＦ制御信号が格納されている。

（ｋ＋２）番目の分割ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が一括転送されている間に、偏向制御回路１３０からはリセット信号が、各レジスタ４３及びレジスタ５０に出力される。これにより、すべてのビーム用のレジスタ４３に格納されたＯＮ／ＯＦＦ制御信号が削除される。同様に、共通ブランキング用のレジスタ５０に格納されたＯＮ／ＯＦＦ制御信号が削除される。

次に、まず、偏向制御回路１３０からグループ１の読み込み１信号（ロード１）がグループ１のレジスタ４３に出力される。これにより、グループ１のレジスタ４３ａ（レジスタ１）には、バッファレジスタ４２ａ（バッファ２）に格納されているｋ番目の分割ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が読み込まれる。一方、グループ２のレジスタ４３ｃ（レジスタ２）には、リセットされた状態が続くので、分割ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号は読み込まれない。よって、かかる状態では、グループ１のレジスタ４３（レジスタ１）にだけｋ番目の分割ショット（図２９の例では第３番目の分割ショット）のＯＮ／ＯＦＦ制御信号が格納されている状態になる。これにより、各ビーム用のアンプ４６は、当該ビーム用のレジスタ４３に格納されているＯＮ／ＯＦＦ制御信号に従って、制御電極２４に印加する電位を切り替える。例えば、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が”１”であれば、ＣＭＯＳインバータ回路にＨ電位（アクティブ電位）を入力する。これにより、ＣＭＯＳインバータ回路の出力は、グランド電位となり、ビームＯＮ状態になる。例えば、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が”０”であれば、ＣＭＯＳインバータ回路にＬ電位を入力する。これにより、ＣＭＯＳインバータ回路の出力は、正の電位となり、ビームＯＦＦ状態になる。

また、同時期に、偏向制御回路１３０からｋ番目の分割ショットの照射時間を示す共通ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が共通ブランキング機構のロジック回路１３１のレジスタ５０に出力される。これにより、共通ブランキング用のレジスタ５０には、ｋ番目の分割ショットの共通ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が読み込まれる。

次に、偏向制御回路１３０から１回目（グループ１用）のショット信号が共通ブランキング機構のロジック回路１３１のカウンタ５２に出力される。これにより、共通ブランキング用のカウンタ４４は、共通ブランキング用のレジスタ５０に格納されている共通ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が示す時間だけ共通アンプ５４にビームＯＮ信号を出力する。具体的には、今回の分割ショットの照射時間に相当するカウント数だけクロック周期でカウントする。そして、カウントしている間だけＣＭＯＳインバータ回路（図示せず）の入力をＨ（アクティブ）にする。そして、共通ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が示す時間が経過すると共通アンプ５４にビームＯＦＦ信号を出力する。具体的には、カウント完了後にＣＭＯＳインバータ回路の入力をＬにする。

ここで、ｋ番目の分割ショットのために、既に、グループ１のビーム用のアンプ４６からはＯＮ／ＯＦＦ制御信号に従って、ビームＯＮ或いはビームＯＦＦにする偏向電位が制御電極２４に印加されている。一方、グループ２のビーム用のアンプ４６からはビームＯＦＦにする偏向電位（正の電位）が制御電極２４に印加されている。かかる状態で、共通ブランキング用の偏向器２１２によって、今回の分割ショットの照射時間を制御する。すなわち、カウンタ４４がビームＯＮ信号を出力している間だけ、マルチビーム２０全体をブランキング偏向せずに、制限アパーチャ基板２０６の開口部を通過可能にする。逆に、その他の時間は、マルチビーム２０全体をブランキング偏向して、制限アパーチャ基板２０６でマルチビーム２０全体を遮蔽する。これにより、グループ１のｋ番目の分割ショット（ショットｋ１）が実行される。

グループ１の分割ショット（ショット１）が終了すると、偏向制御回路１３０からはリセット信号が、各レジスタ４３に出力される。これにより、すべてのビーム用のレジスタ４３に格納されたＯＮ／ＯＦＦ制御信号が削除される。

次に、偏向制御回路１３０からグループ２の読み込み２信号（ロード２）がグループ２のレジスタ４３に出力される。これにより、グループ２のレジスタ４３ｃ（レジスタ２）には、バッファレジスタ４２ｃ（バッファ２）に格納されているｋ番目の分割ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が読み込まれる。一方、グループ１のレジスタ４３（レジスタ１）には、リセットされた状態が続くので、分割ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号は読み込まれない。よって、かかる状態では、グループ２のレジスタ４３ｃ（レジスタ２）にだけｋ番目の分割ショット（図２９の例では第３番目のショット）のＯＮ／ＯＦＦ制御信号が格納されている状態になる。これにより、各ビーム用のアンプ４６は、当該ビーム用のレジスタ４３に格納されているＯＮ／ＯＦＦ制御信号に従って、制御電極２４に印加する電位を切り替える。例えば、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が”１”であれば、ＣＭＯＳインバータ回路にＨ電位（アクティブ電位）を入力する。これにより、ＣＭＯＳインバータ回路の出力は、グランド電位となり、ビームＯＮ状態になる。例えば、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が”０”であれば、ＣＭＯＳインバータ回路にＬ電位を入力する。これにより、ＣＭＯＳインバータ回路の出力は、正の電位となり、ビームＯＦＦ状態になる。

また、同時期に、偏向制御回路１３０からｋ番目の分割ショットの照射時間を示す共通ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が共通ブランキング機構のロジック回路１３１のレジスタ５０に出力される。これにより、共通ブランキング用のレジスタ５０には、ｋ番目の分割ショットの共通ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が読み込まれる。

次に、偏向制御回路１３０から２回目（グループ２用）のショット信号が共通ブランキング機構のロジック回路１３１のカウンタ５２に出力される。これにより、共通ブランキング用のカウンタ４４は、共通ブランキング用のレジスタ５０に格納されている共通ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が示す時間だけ共通アンプ５４にビームＯＮ信号を出力する。そして、共通ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が示す時間が経過すると共通アンプ５４にビームＯＦＦ信号を出力する。

ここで、ｋ番目の分割ショットのために、既に、グループ２のビーム用のアンプ４６からはＯＮ／ＯＦＦ制御信号に従って、ビームＯＮ或いはビームＯＦＦにする偏向電位が制御電極２４に印加されている。一方、グループ１のビーム用のアンプ４６からはビームＯＦＦにする偏向電位（正の電位）が制御電極２４に印加されている。かかる状態で、共通ブランキング用の偏向器２１２によって、今回の分割ショットの照射時間を制御する。すなわち、カウンタ４４がビームＯＮ信号を出力している間だけ、マルチビーム２０全体をブランキング偏向せずに、制限アパーチャ基板２０６の開口部を通過可能にする。逆に、その他の時間は、マルチビーム２０全体をブランキング偏向して、制限アパーチャ基板２０６の開口部でマルチビーム２０全体を遮蔽する。これにより、グループ２のｋ番目の分割ショット（ショットｋ２）が実行される。

以上のように、実施の形態４においても、実施の形態３と同様、マルチビーム２０用の複数のＣＭＯＳインバータ回路（アンプ４６）（スイッチング回路の一例）は、基板３１内部に配置され、複数のレジスタ４３にそれぞれ接続され、対応するレジスタ４３に格納されるＯＮ／ＯＦＦ制御信号に沿って２値の電位を切り替える。そして、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が転送されている間に、各グループのショットｋ１，ｋ２を、照射タイミングをずらしながら連続して行う。

ロード２信号が出力された後であって、（ｋ＋２）番目の分割ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号の一括転送が終了した後に、偏向制御回路１３０からはバッファシフト信号がバッファレジスタ４５，４２に出力される。これにより、各ビーム用のバッファレジスタ４５（バッファ１）には、シフトレジスタ４０に格納されている（ｋ＋２）番目の分割ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号がシフトされる。同時に、各ビーム用のバッファレジスタ４２（バッファ２）には、バッファレジスタ４５に格納されている（ｋ＋１）番目の分割ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号がシフトされる。

そして、バッファシフト信号が出力された後に、次の（ｋ＋３）番目の分割ショットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号の一括転送が開始される。以下、同様に繰り返される。このように、シフトレジスタ４０、バッファレジスタ４５、バッファレジスタ４２、及びレジスタ４３といった各記憶装置は、基板３１内部に配置され、一括転送されたマルチビーム２０の各ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を一時的に格納する。特に、マルチビーム２０の複数のレジスタ４３（記憶装置）は、マルチビーム２０をグループ分けすると共に、一括転送されたマルチビーム２０の各ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を一時的に格納する。

図２９の例では、２つのバッファレジスト４５，４２を用いて２回先（次次回）の分割ショットのデータ転送を行っている間に今回の分割ショットが行われる場合を説明した。しかし、これに限るものではない。１つのバッファレジスト４２を用いて１回先（次回）の分割ショットのデータ転送を行っている間に今回の分割ショットが行われる場合であってもよい。

以上のように、実施の形態４によれば、データ転送をグループ毎に分ける必要がない。よって、スループットの劣化を抑制できる。また、実施の形態４では、転送されるＯＮ／ＯＦＦ制御信号自体には、分割ショットのタイミングをずらすグループを識別する情報が無い。それにも関わらず、図２８及び図２９に示すように、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４内での回路構成により、同一分割ショットとして転送されてきたデータに対して、グループ毎に分割ショットのタイミングをずらしながらビームを照射する。これにより、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号に特別な情報を定義する必要を無くすことができる。また、実施の形態４では、制御計算機１１０や偏向制御回路１３０といった制御機構で特別にビームグループを識別しながら制御する必要が無い。

図３０は、実施の形態４におけるデータ転送時間と分割ショット時間との関係の一例を示す図である。実施の形態４では、１～３ビット（例えば１ビット）の制御信号によって個別ブランキング機構４７の制御回路４１を制御するので、個々の分割ショットのデータ転送時間を短くできる。そのため、図３０に示すように、ｎ回の分割ショットのうち、照射時間が長い方の分割ショット（例えば、５１２Δの照射時間の分割ショット）では、データ転送時間内に、全グループの分割ショットを終了しきれない場合が発生する。一方、照射時間が短い方の分割ショット（例えば、１２８Δ以下の照射時間の分割ショット）では、データ転送時間内に３グループ以上（図３０の例では４グループ以上）の分割ショットが可能になる。よって、実施の形態４では、ｎ回の分割ショットの合計時間よりも例えば分割ショット１回分長く描画時間がかかってしまう。しかし、データ転送自体は、分割ショット毎に１回ずつで良いため、描画時間の遅延時間を最小限に留めることができる。

以上のように、実施の形態４によれば、データ転送量を増やさずにビーム全電流量を下げることができる。よって、マルチビーム描画のスループットの劣化を抑制しながら、クーロン効果を抑制できる。したがって、クーロン効果によるマルチビーム像のいわゆるボケや位置ずれを回避或いは低減できる。さらに、ビーム本数を変更させたことに起因するフォーカスずれを抑制でき、さらに高精度な描画精度が得られる。

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、各画素に対してショット或いは複数の分割ショットを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、ショット或いは複数の分割ショットを行えばよい。

また、ネガレジストではビームが照射される領域がレジストパターンとして残るため、実質的なパターンだけではなく、かかる実質的なパターンが存在しない領域についても描画することになる。そのため、実質的なパターンが存在しない領域（寸法精度が低くても構わない領域）については、グループ数を１にし、実質的なパターンが存在する領域（寸法精度が高いことが要求される領域）については、グループ数を２以上に設定すると好適である。

また各グループのビームの数は、全ビームの数をグループの数で割った数でなくてもよい。例えば図１２において、使用領域であるビームアレイを４×４でなく６×６にしてもよい。この場合使用領域外のビームアレイ用のレジスタでは使用領域のビームアレイのデータすべてを保持できないが、使用領域外のビームアレイ用のレジスタで保持するデータと合せて保持できないビームアレイのデータを新規に使用領域のビームアレイ用のレジスタに転送すればよい。

また、上述した例では、バッファレジスタ４５、バッファレジスタ４２、及びレジスタ４３といったように、記憶装置として、レジスタを用いているがこれに限るものではない。レジスタの代わりにメモリを用いて良い。

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およ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。

２０ マルチビーム
２２ 穴
２４，２６ 電極
２５ 通過孔
２８，３６ 画素
２９ サブ照射領域
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
４２，４５ バッファレジスタ
４３ レジスタ
４４ カウンタ
４６ アンプ
４７ 個別ブランキング機構
４９ ＡＮＤ演算器
５０ レジスタ
５２ カウンタ
５４ 共通アンプ
６０ ショットデータ生成部
６２ 配列加工部
６４ データ生成方式設定部
６６ データ転送方式設定部
６８ ドーズ変調量演算部
７０ ショットサイクル演算部
７２ 領域設定部
７４ レンズ制御部
７６ 転送処理部
７８ 描画制御部
７９ 登録部
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
１３１ ロジック回路
１３２，１３４ ＤＡＣアンプユニット
１３７ 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
１４０，１４２，１４４ 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
２０８，２０９ 偏向器
２１０ ミラー
２１２ 偏向器

Claims (3)

1. 荷電粒子線を用いた実装されるマルチビーム照射機構で照射可能な描画用のマルチビーム全体の照射領域のうち、使用するビームアレイの照射領域として中央部の領域を設定する領域設定部と、
   実装される前記マルチビームのうち、設定された中央部の領域内のビームアレイを用いて、試料にパターンを描画する描画機構と、
   設定された領域に応じたショットサイクル時間を演算するショットサイクル演算部と、
   を備え、
   前記描画機構は、演算されたショットサイクルに沿って前記試料に前記パターンを描画することを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記マルチビームを屈折させる電磁レンズと、
   レンズ制御値を用いて前記電磁レンズを制御するレンズ制御回路と、
   前記電磁レンズを制御する、前記マルチビームの使用ビームの本数に関連させたレンズ制御値が定義されたテーブルを記憶する記憶装置と、
   をさらに備え、
   前記レンズ制御回路は、前記テーブルを参照して、前記設定された領域内の前記ビームアレイのビーム本数に応じて、前記レンズ制御値を切り替え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描画装置。
3. 荷電粒子線を用いた実装されるマルチビーム照射機構で照射可能な描画用のマルチビーム全体の照射領域のうち、使用するビームアレイの照射領域として中央部の領域を設定する工程と、
   実装される前記マルチビームのうち、設定された中央部の領域内のビームアレイを用いて、試料にパターンを描画する工程と、
   設定された領域に応じたショットサイクル時間を演算する工程と、
   を備え、
   演算されたショットサイクルに沿って前記試料に前記パターンを描画することを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画方法。

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