KR20220139365A - 멀티 하전 입자빔 묘화 장치 및 멀티 하전 입자빔 묘화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 양태의 멀티 하전 입자빔 묘화 장치는, 멀티 하전 입자빔을 형성하는 빔 형성 기구와, 시료 상의 각 위치에서의 도우즈양을 연산하는 도우즈양 연산 회로와, 멀티 하전 입자빔 중, 빔의 도우즈양 제어를 할 수 없어 조사되는 도우즈양이 과잉으로 되는 도우즈 과잉 결함 빔이, 과잉 도우즈가 확산되는 범위 내에 있어서 과잉 도우즈양을 상쇄하기 위한 도우즈가 부족한 위치에 조사됨으로써, 시료에 발생하는 과잉 도우즈에 의한 제1 도우즈 분포를, 제1 도우즈 분포의 범위 내이며 과잉 도우즈를 상쇄하기 위한 빔 조사가 존재하는 묘화 대상의 패턴의 내측에 중심이 위치하는 제2 도우즈 분포로 하기 위한 추가 도우즈양을 패턴 내의 위치에 할당하는 추가 도우즈 할당 회로와, 추가 도우즈양이 할당됨으로써 제2 도우즈 분포의 중심에 발생하는 도우즈양 증가분을, 상기 제2 도우즈 분포의 중심 혹은 제2 도우즈 분포의 중심의 근방에 조사되는 도우즈양으로부터 줄이도록 보정하는 보정 회로와, 도우즈 과잉 결함 빔을 포함하는 멀티 하전 입자빔을 사용하여, 시료에 패턴을 묘화하는 묘화 기구를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

멀티 하전 입자빔 묘화 장치 및 멀티 하전 입자빔 묘화 방법

본 출원은, 2020년 6월 12일에 일본에 출원된 JP2020-102168(출원 번호)을 기초 출원으로 하는 우선권을 주장하는 출원이다. JP2020-102168에 기재된 내용은, 본 출원에 인코포레이트된다.

본 발명의 일 양태는, 멀티 하전 입자빔 묘화 장치 및 멀티 하전 입자빔 묘화 방법에 관한 것이며, 예를 들어 멀티빔 묘화에 의한 패턴의 치수 어긋남을 저감하는 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스의 미세화의 진전을 담당하는 리소그래피 기술은 반도체 제조 프로세스 중에서도 유일하게 패턴을 생성하는 매우 중요한 프로세스이다. 근년, LSI의 고집적화에 수반하여, 반도체 디바이스에 요구되는 회로 선폭은 해마다 미세화되어 가고 있다. 여기서, 전자선(전자빔) 묘화 기술은 본질적으로 우수한 해상성을 갖고 있어, 마스크 블랭크스에 전자선을 사용하여 마스크 패턴을 묘화하는 것이 행해지고 있다.

예를 들어, 멀티빔을 사용한 묘화 장치가 있다. 1개의 전자빔으로 묘화하는 경우에 비해, 멀티빔을 사용함으로써 한 번에 많은 빔을 조사할 수 있으므로 스루풋을 대폭 향상시킬 수 있다. 이러한 멀티빔 방식의 묘화 장치에서는, 예를 들어 전자총으로부터 방출된 전자빔을 복수의 구멍을 가진 마스크에 통과시켜 멀티빔을 형성하고, 각각, 블랭킹 제어되고, 차폐되지 않은 각 빔이 광학계에서 축소됨으로써 마스크상이 축소되고, 편향기로 편향됨으로써 시료 상의 원하는 위치로 조사된다.

멀티빔 묘화에서는, 각 빔으로부터 조사되는 도우즈양을 조사 시간에 의해 제어하고 있다. 그러나, 블랭킹 제어 기구의 고장 등에 의해 조사 시간 제어가 곤란해져, 원하는 도우즈양보다도 과잉의 도우즈양을 시료에 조사해 버리는 결함 빔이 발생할 수 있다. 예를 들어, 상시 ON 빔을 대표예로서 들 수 있다. 과잉 도우즈가 시료에 조사되면, 시료 상에 형성되는 패턴의 형상 오차가 발생해 버린다고 하는 문제가 있었다. 이러한 문제에 대하여, 결함 빔에 의한 과잉 도우즈양과 마찬가지의 도우즈양이, 결함 빔의 주위의 빔군에 의해 분담되도록 주위의 빔군의 각각의 도우즈양으로부터 대응하는 분담 도우즈양을 감하도록 조사하는 방법에 대하여 제안되어 있다. 그러나, 묘화하는 패턴의 단부보다도 외측의 위치에 상시 ON 빔이 조사되는 경우, 주위의 빔군의 대부분도 패턴의 단부보다도 외측에 위치하고, 패턴 밖의 위치는 원래 조사량이 제로로 되는 위치이므로 주위의 빔군에 의해 과잉 도우즈양을 분담하는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있었다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

일본 특허 공개 제2020-021919호 공보

본 발명의 일 양태는, 멀티빔 묘화에 있어서, 패턴의 단부보다도 외측의 위치에 도우즈 과잉 결함 빔이 조사되는 경우에, 간이한 방법으로 결함 빔에 기인하는 패턴의 형상 오차를 저감 가능한 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 일 양태의 멀티 하전 입자빔 묘화 장치는,

멀티 하전 입자빔을 형성하는 빔 형성 기구와,

시료 상의 각 위치에서의 도우즈양을 연산하는 도우즈양 연산 회로와,

멀티 하전 입자빔 중, 빔의 도우즈양 제어를 할 수 없어 조사되는 도우즈양이 과잉으로 되는 도우즈 과잉 결함 빔이, 과잉 도우즈가 확산되는 범위 내에 있어서 과잉 도우즈양을 상쇄하기 위한 도우즈가 부족한 위치에 조사됨으로써, 시료에 발생하는 과잉 도우즈에 의한 제1 도우즈 분포를, 제1 도우즈 분포의 범위 내이며 과잉 도우즈를 상쇄하기 위한 빔 조사가 존재하는 묘화 대상의 패턴의 내측에 중심이 위치하는 제2 도우즈 분포로 하기 위한 추가 도우즈양을 패턴 내의 위치에 할당하는 추가 도우즈 할당 회로와,

추가 도우즈양이 할당됨으로써 제2 도우즈 분포의 중심에 발생하는 도우즈양 증가분을, 상기 제2 도우즈 분포의 중심 혹은 제2 도우즈 분포의 중심의 근방에 조사되는 도우즈양으로부터 줄이도록 보정하는 보정 회로와,

도우즈 과잉 결함 빔을 포함하는 멀티 하전 입자빔을 사용하여, 시료에 패턴을 묘화하는 묘화 기구

를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양태의 멀티 하전 입자빔 묘화 방법은,

멀티 하전 입자빔을 형성하고,

시료 상의 각 위치에서의 도우즈양을 연산하고,

과잉 도우즈가 확산되는 범위 내에 있어서 과잉 도우즈양을 상쇄하기 위한 도우즈가 부족한 위치에 조사됨으로써, 시료에 발생하는 과잉 도우즈에 의한 제1 도우즈 분포를, 제1 도우즈 분포의 범위 내이며 과잉 도우즈를 상쇄하기 위한 빔 조사가 존재하는 묘화 대상의 패턴 내측에 중심이 위치하는 제2 도우즈 분포로 하기 위한 추가 도우즈양을 패턴 내의 위치에 할당하고,

추가 도우즈양이 할당됨으로써 제2 도우즈 분포의 중심에 발생하는 도우즈양 증가분을, 상기 제2 도우즈 분포의 중심 혹은 제2 도우즈 분포의 중심의 근방에 조사되는 도우즈양으로부터 줄이도록 보정하고,

도우즈 과잉 결함 빔을 포함하는 멀티 하전 입자빔을 사용하여, 시료에 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 멀티빔 묘화에 있어서, 패턴의 단부보다도 외측의 위치에 도우즈 과잉 결함 빔이 조사되는 경우에, 간이한 방법으로 결함 빔에 기인하는 패턴의 형상 오차를 저감할 수 있다.

도 1은 실시 형태 1에 있어서의 묘화 장치의 구성을 도시하는 개념도이다.
도 2는 실시 형태 1에 있어서의 성형 애퍼처 어레이 기판의 구성을 도시하는 개념도이다.
도 3은 실시 형태 1에 있어서의 블랭킹 애퍼처 어레이 기구의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 4는 실시 형태 1에 있어서의 블랭킹 애퍼처 어레이 기구의 멤브레인 영역 내의 구성의 일부를 도시하는 상면 개념도이다.
도 5는 실시 형태 1의 개별 블랭킹 기구의 일례를 도시하는 도면이다.
도 6은 실시 형태 1에 있어서의 묘화 동작의 일례를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 실시 형태 1에 있어서의 멀티빔의 조사 영역과 묘화 대상 화소의 일례를 도시하는 도면이다.
도 8은 실시 형태 1에 있어서의 멀티빔의 묘화 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 실시 형태 1에 있어서의 묘화 방법의 주요부 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 실시 형태 1에 있어서의 빔의 위치 어긋남과 위치 어긋남 주기성을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 실시 형태 1에 있어서의 위치 어긋남 보정 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 실시 형태 1에 있어서의 위치 어긋남이 없는 빔을 사용한 다중 묘화의 패스마다의 도우즈양의 일례를 도시하는 도면이다.
도 13은 실시 형태 1에 있어서의 제어 그리드와 빔의 조사 위치와 패턴 에지의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
도 14는 실시 형태 1에 있어서의 빔 분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 실시 형태 1에 있어서의 패턴 중앙부의 결함 빔의 주변 빔의 일례를 도시하는 도면이다.
도 16은 실시 형태 1에 있어서의 패턴 에지 상 혹은 에지 부근의 결함 빔의 주변 빔의 일례를 도시하는 도면이다.
도 17은 실시 형태 1에 있어서의 도우즈 프로파일과 화소의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
도 18은 실시 형태 1에 있어서의 추가 도우즈의 할당과 무게 중심 위치의 일례를 도시하는 도면이다.
도 19는 실시 형태 1에 있어서의 과잉 도우즈에 의한 도우즈 분포와 추가 도우즈에 의한 도우즈 분포와 양자의 합성 도우즈 분포의 일례를 도시하는 도면이다.

이하, 실시 형태에서는, 하전 입자빔의 일례로서, 전자빔을 사용한 구성에 대하여 설명한다. 단, 하전 입자빔은, 전자빔에 한정되는 것은 아니고, 이온빔 등의 하전 입자를 사용한 빔이어도 상관없다.

[실시 형태 1]

도 1은 실시 형태 1에 있어서의 묘화 장치의 구성을 도시하는 개념도이다. 도 1에 있어서, 묘화 장치(100)는, 묘화 기구(150)와 제어계 회로(160)를 구비하고 있다. 묘화 장치(100)는, 멀티 하전 입자빔 묘화 장치의 일례이다. 묘화 기구(150)는, 전자 경통(102)(멀티 전자빔 칼럼)과 묘화실(103)을 구비하고 있다. 전자 경통(102) 내에는, 전자총(201), 조명 렌즈(202), 성형 애퍼처 어레이 기판(203), 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204), 축소 렌즈(205), 제한 애퍼처 기판(206), 대물 렌즈(207), 편향기(208), 및 편향기(209)가 배치되어 있다. 묘화실(103) 내에는, XY 스테이지(105)가 배치된다. XY 스테이지(105) 상에는, 묘화 시에는 묘화 대상 기판이 되는 레지스트가 도포된 마스크 블랭크스 등의 시료(101)가 배치된다. 시료(101)에는, 반도체 장치를 제조할 때의 노광용 마스크, 혹은, 반도체 장치가 제조되는 반도체 기판(실리콘 웨이퍼) 등이 포함된다. XY 스테이지(105) 상에는, 또한, XY 스테이지(105)의 위치 측정용의 미러(210)가 배치된다. XY 스테이지(105) 상에는, 또한, 패러데이 컵(106)이 배치된다.

제어계 회로(160)는, 제어 계산기(110), 메모리(112), 편향 제어 회로(130), 디지털·아날로그 변환(DAC) 앰프 유닛(132, 134), 스테이지 위치 검출기(139) 및 자기 디스크 장치 등의 기억 장치(140, 142, 144)를 갖고 있다. 제어 계산기(110), 메모리(112), 편향 제어 회로(130), DAC 앰프 유닛(132, 134), 스테이지 위치 검출기(139) 및 기억 장치(140, 142, 144)는, 도시하지 않은 버스를 통해 서로 접속되어 있다. 편향 제어 회로(130)에는, DAC 앰프 유닛(132, 134) 및 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)가 접속되어 있다. DAC 앰프 유닛(132)의 출력은, 편향기(209)에 접속된다. DAC 앰프 유닛(134)의 출력은, 편향기(208)에 접속된다. 편향기(208)는, 4극 이상의 전극에 의해 구성되며, 전극마다 DAC 앰프(134)를 통해 편향 제어 회로(130)에 의해 제어된다. 편향기(209)는, 4극 이상의 전극에 의해 구성되며, 전극마다 DAC 앰프(132)를 통해 편향 제어 회로(130)에 의해 제어된다. 스테이지 위치 검출기(139)는, 레이저광을 XY 스테이지(105) 상의 미러(210)에 조사하고, 미러(210)로부터의 반사광을 수광한다. 그리고, 이러한 반사광의 정보를 사용한 레이저 간섭의 원리를 이용하여 XY 스테이지(105)의 위치를 측정한다.

제어 계산기(110) 내에는, 래스터라이즈부(50), 도우즈 맵 작성부(52), 빔 위치 어긋남 맵 작성부(54), 검출부(56), 변조율 연산부(59), 도우즈 맵 작성부(60), 도우즈 분배 처리부(61), 판정부(62), 판정부(63), 도우즈 대(大)의 주변 화소 특정부(64), 할당부(65), 제거 도우즈 산출부(66), 보정부(67), 특정부(68), 조사 시간 연산부(72), 및 묘화 제어부(74)가 배치되어 있다. 래스터라이즈부(50), 도우즈 맵 작성부(52), 빔 위치 어긋남 맵 작성부(54), 검출부(56), 변조율 연산부(59), 도우즈 맵 작성부(60), 도우즈 분배 처리부(61), 판정부(62), 판정부(63), 도우즈 대의 주변 화소 특정부(64), 할당부(65), 제거 도우즈 산출부(66), 보정부(67), 특정부(68), 조사 시간 연산부(72), 및 묘화 제어부(74)와 같은 각 「∼부」는, 처리 회로를 갖는다. 이러한 처리 회로는, 예를 들어 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 혹은, 반도체 장치를 포함한다. 각 「∼부」는, 공통되는 처리 회로(동일한 처리 회로)를 사용해도 되고, 혹은 다른 처리 회로(각각의 처리 회로)를 사용해도 된다. 래스터라이즈부(50), 도우즈 맵 작성부(52), 빔 위치 어긋남 맵 작성부(54), 검출부(56), 변조율 연산부(59), 도우즈 맵 작성부(60), 도우즈 분배 처리부(61), 판정부(62), 판정부(63), 도우즈 대의 주변 화소 특정부(64), 할당부(65), 제거 도우즈 산출부(66), 보정부(67), 특정부(68), 조사 시간 연산부(72), 및 묘화 제어부(74)에 입출력되는 정보 및 연산 중인 정보는 메모리(112)에 그때마다 저장된다.

또한, 묘화 장치(100)의 외부로부터 묘화 데이터가 입력되어, 기억 장치(140)에 저장된다. 묘화 데이터에는, 통상, 묘화하기 위한 복수의 도형 패턴의 정보가 정의된다. 구체적으로는, 도형 패턴마다, 도형 코드, 좌표 및 사이즈 등이 정의된다.

여기서, 도 1에서는, 실시 형태 1을 설명하는 데 있어서 필요한 구성을 기재하고 있다. 묘화 장치(100)에 있어서, 통상, 필요한 그 밖의 구성을 구비하고 있어도 상관없다.

도 2는 실시 형태 1에 있어서의 성형 애퍼처 어레이 기판의 구성을 도시하는 개념도이다. 도 2에 있어서, 성형 애퍼처 어레이 기판(203)에는, 세로(y 방향) p열×가로(x 방향) q열(p, q≥2)의 구멍(개구부)(22)이 소정의 배열 피치로 매트릭스형으로 형성되어 있다. 도 2에서는, 예를 들어 종횡(x, y 방향)으로 512×512열의 구멍(22)이 형성된다. 각 구멍(22)은, 모두 동일한 치수 형상의 직사각형으로 형성된다. 혹은, 동일한 직경의 원형이어도 상관없다. 성형 애퍼처 어레이 기판(203)(빔 형성 기구)은, 멀티빔(20)을 형성한다. 구체적으로는, 이들 복수의 구멍(22)을 전자빔(200)의 일부가 각각 통과함으로써, 멀티빔(20)이 형성되게 된다. 또한, 구멍(22)의 배열의 방법은, 도 2와 같이, 종횡이 격자형으로 배치되는 경우에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 세로 방향(y 방향) k단째의 열과, k+1단째의 열의 구멍끼리가, 가로 방향(x 방향)으로 치수 a만큼 어긋나서 배치되어도 된다. 마찬가지로, 세로 방향(y 방향) k+1단째의 열과, k+2단째의 열의 구멍끼리가, 가로 방향(x 방향)으로 치수 b만큼 어긋나서 배치되어도 된다.

도 3은 실시 형태 1에 있어서의 블랭킹 애퍼처 어레이 기구의 구성을 도시하는 단면도이다.

도 4는 실시 형태 1에 있어서의 블랭킹 애퍼처 어레이 기구의 멤브레인 영역 내의 구성의 일부를 도시하는 상면 개념도이다. 또한, 도 3과 도 4에 있어서, 제어 전극(24)과 대향 전극(26)과 제어 회로(41)와 패드(43)의 위치 관계는 일치시켜 기재하고 있지 않다. 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 지지대(33) 상에 실리콘 등으로 이루어지는 반도체 기판(31)이 배치된다. 기판(31)의 중앙부는, 예를 들어 이면측으로부터 깎여져, 얇은 막 두께 h의 멤브레인 영역(330)(제1 영역)으로 가공되어 있다. 멤브레인 영역(330)을 둘러싸는 주위는, 두꺼운 막 두께 H의 외주 영역(332)(제2 영역)이 된다. 멤브레인 영역(330)의 상면과 외주 영역(332)의 상면은, 동일한 높이 위치, 혹은, 실질적으로 동일한 높이 위치로 되도록 형성된다. 기판(31)은, 외주 영역(332)의 이면에서 지지대(33) 상에 보유 지지된다. 지지대(33)의 중앙부는 개구되어 있고, 멤브레인 영역(330)의 위치는, 지지대(33)의 개구된 영역에 위치하고 있다.

멤브레인 영역(330)에는, 도 2에 도시한 성형 애퍼처 어레이 기판(203)의 각 구멍(22)에 대응하는 위치에 멀티빔(20)의 각각의 빔의 통과용의 통과 구멍(25)(개구부)이 개구된다. 바꿔 말하면, 기판(31)의 멤브레인 영역(330)에는, 전자선을 사용한 멀티빔(20)의 각각 대응하는 빔이 통과하는 복수의 통과 구멍(25)이 어레이형으로 형성된다. 그리고, 기판(31)의 멤브레인 영역(330) 상이며, 복수의 통과 구멍(25) 중 대응하는 통과 구멍(25)을 사이에 두고 대향하는 위치에 2개의 전극을 갖는 복수의 전극쌍이 각각 배치된다. 구체적으로는, 멤브레인 영역(330) 상에, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 각 통과 구멍(25)의 근방 위치에 해당하는 통과 구멍(25)을 사이에 두고 블랭킹 편향용의 제어 전극(24)과 대향 전극(26)의 조(블랭커: 블랭킹 편향기)가 각각 배치된다. 또한, 기판(31) 내부이며 멤브레인 영역(330) 상의 각 통과 구멍(25)의 근방에는, 각 통과 구멍(25)용의 제어 전극(24)에 편향 전압을 인가하는 제어 회로(41)(로직 회로)가 배치된다. 각 빔용의 대향 전극(26)은, 그라운드 접속된다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 각 제어 회로(41)는, 제어 신호용의 n비트(예를 들어 10비트)의 패럴렐 배선이 접속된다. 각 제어 회로(41)는, 제어 신호용의 n비트의 패럴렐 배선 외에, 클럭 신호선, 읽어들이기(read) 신호, 샷(shot) 신호 및 전원용의 배선 등이 접속된다. 클럭 신호선, 읽어들이기(read) 신호, 샷(shot) 신호 및 전원용의 배선 등은 패럴렐 배선의 일부의 배선을 유용해도 상관없다. 멀티빔을 구성하는 각각의 빔마다, 제어 전극(24)과 대향 전극(26)과 제어 회로(41)에 의한 개별 블랭킹 기구(47)가 구성된다. 또한, 도 3의 예에서는, 제어 전극(24)과 대향 전극(26)과 제어 회로(41)가 기판(31)의 막 두께가 얇은 멤브레인 영역(330)에 배치된다. 단, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 멤브레인 영역(330)에 어레이형으로 형성된 복수의 제어 회로(41)는, 예를 들어 동일한 행 혹은 동일한 열에 의해 그룹화되고, 그룹 내의 제어 회로(41)군은, 도 4에 도시한 바와 같이, 직렬로 접속된다. 그리고, 그룹마다 배치된 패드(43)로부터의 신호가 그룹 내의 제어 회로(41)에 전달된다. 구체적으로는, 각 제어 회로(41) 내에, 도시하지 않은 시프트 레지스터가 배치되고, 예를 들어 p×q개의 멀티빔 중 예를 들어 동일한 행의 빔 제어 회로(41) 내의 시프트 레지스터가 직렬로 접속된다. 그리고, 예를 들어 p×q개의 멀티빔의 동일한 행의 빔 제어 신호가 시리즈로 송신되어, 예를 들어 p회의 클럭 신호에 의해 각 빔의 제어 신호가 대응하는 제어 회로(41)에 저장된다.

도 5는 실시 형태 1의 개별 블랭킹 기구의 일례를 도시하는 도면이다. 도 5에 있어서, 제어 회로(41) 내에는, 앰프(46)(스위칭 회로의 일례)가 배치된다. 도 5의 예에서는, 앰프(46)의 일례로서, CMOS(Complementary MOS) 인버터 회로가 배치된다. 그리고, CMOS 인버터 회로는 정의 전위(Vdd: 블랭킹 전위: 제1 전위)(예를 들어, 5V)(제1 전위)와 접지 전위(GND: 제2 전위)에 접속된다. CMOS 인버터 회로의 출력선(OUT)은 제어 전극(24)에 접속된다. 한편, 대향 전극(26)은, 접지 전위가 인가된다. 그리고, 블랭킹 전위와 접지 전위가 전환 가능하게 인가되는 복수의 제어 전극(24)이, 기판(31) 상이며, 복수의 통과 구멍(25)의 각각 대응하는 통과 구멍(25)을 사이에 두고 복수의 대향 전극(26)의 각각 대응하는 대향 전극(26)과 대향하는 위치에 배치된다.

CMOS 인버터 회로의 입력(IN)에는, 역치 전압보다도 낮아지는 L(low) 전위(예를 들어 접지 전위)와, 역치 전압 이상이 되는 H(high) 전위(예를 들어, 1.5V) 중 어느 것이 제어 신호로서 인가된다. 실시 형태 1에서는, CMOS 인버터 회로의 입력(IN)에 L 전위가 인가되는 상태에서는, CMOS 인버터 회로의 출력(OUT)은 정전위(Vdd)가 되고, 대향 전극(26)의 접지 전위와의 전위차에 의한 전계에 의해 멀티빔(20) 중의 대응하는 1개를 편향하여, 제한 애퍼처 기판(206)으로 차폐함으로써 빔 OFF가 되도록 제어한다. 한편, CMOS 인버터 회로의 입력(IN)에 H 전위가 인가되는 상태(액티브 상태)에서는, CMOS 인버터 회로의 출력(OUT)은 접지 전위가 되고, 대향 전극(26)의 접지 전위와의 전위차가 없어져 멀티빔(20) 중의 대응하는 1개를 편향하지 않으므로 제한 애퍼처 기판(206)을 통과함으로써 빔 ON이 되도록 제어한다.

각 통과 구멍을 통과하는 멀티빔(20) 중의 대응하는 1개의 전자빔은, 각각 독립적으로 쌍이 되는 2개의 제어 전극(24)과 대향 전극(26)에 인가되는 전압에 의해 편향된다. 이러한 편향에 의해 블랭킹 제어된다. 구체적으로는, 제어 전극(24)과 대향 전극(26)의 조는, 각각 대응하는 스위칭 회로가 되는 CMOS 인버터 회로에 의해 전환되는 전위에 의해 멀티빔(20)의 대응 빔을 각각 개별로 블랭킹 편향한다. 이와 같이, 복수의 블랭커가, 성형 애퍼처 어레이 기판(203)의 복수의 구멍(22)(개구부)을 통과한 멀티빔(20) 중, 각각 대응하는 빔의 블랭킹 편향을 행한다.

도 6은 실시 형태 1에 있어서의 묘화 동작의 일례를 설명하기 위한 개념도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 시료(101)의 묘화 영역(30)은, 예를 들어 y 방향을 향하여 소정의 폭으로 직사각형의 복수의 스트라이프 영역(32)으로 가상 분할된다. 먼저, XY 스테이지(105)를 이동시켜, 제1번째의 스트라이프 영역(32)의 좌단, 혹은 더 좌측의 위치에 1회의 멀티빔(20)의 샷으로 조사 가능한 조사 영역(34)이 위치하도록 조정하고, 묘화가 개시된다. 제1번째의 스트라이프 영역(32)을 묘화할 때는, XY 스테이지(105)를 예를 들어 -x 방향으로 이동시킴으로써, 상대적으로 x 방향으로 묘화를 진행시켜 간다. XY 스테이지(105)는 예를 들어 등속으로 연속 이동시킨다. 제1번째의 스트라이프 영역(32)의 묘화 종료 후, 스테이지 위치를 -y 방향으로 이동시켜, 제2번째의 스트라이프 영역(32)의 우단, 혹은 더 우측의 위치에 조사 영역(34)이 상대적으로 y 방향으로 위치하도록 조정하고, 이번에는, XY 스테이지(105)를 예를 들어 x 방향으로 이동시킴으로써, -x 방향을 향하여 마찬가지로 묘화를 행한다. 제3번째의 스트라이프 영역(32)에서는, x 방향을 향하여 묘화하고, 제4번째의 스트라이프 영역(32)에서는, -x 방향을 향하여 묘화하는 식으로, 교호로 방향을 변화시키면서 묘화함으로써 묘화 시간을 단축할 수 있다. 단, 이러한 교호로 방향을 변화시키면서 묘화하는 경우에 한하지 않고, 각 스트라이프 영역(32)을 묘화할 때, 동일한 방향을 향하여 묘화를 진행시키도록 해도 상관없다. 1회의 샷에서는, 성형 애퍼처 어레이 기판(203)의 각 구멍(22)을 통과함으로써 형성된 멀티빔에 의해, 최대로 성형 애퍼처 어레이 기판(203)에 형성된 복수의 구멍(22)과 동수의 복수의 샷 패턴이 한 번에 형성된다. 또한, 도 6의 예에서는, 각 스트라이프 영역(32)을 1회씩 묘화하는 경우를 나타내고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 동일한 영역을 복수회 묘화하는 다중 묘화를 행해도 적합하다. 다중 묘화를 행하는 경우에는, 위치를 어긋나게 하면서 각 패스의 스트라이프 영역(32)을 설정하면 적합하다.

도 7은 실시 형태 1에 있어서의 멀티빔의 조사 영역과 묘화 대상 화소의 일례를 도시하는 도면이다. 도 7에 있어서, 스트라이프 영역(32)에는, 예를 들어 시료(101)면 상에 있어서의 멀티빔(20)의 빔 사이즈 피치로 격자형으로 배열되는 복수의 제어 그리드(27)(설계 그리드)가 설정된다. 이 제어 그리드(27)는, 예를 들어 10㎚ 정도의 배열 피치로 하면 적합하다. 이러한 복수의 제어 그리드(27)가, 멀티빔(20)의 설계상의 조사 위치가 된다. 제어 그리드(27)의 배열 피치는 빔 사이즈에 한정되는 것은 아니고, 빔 사이즈와는 관계없이 편향기(209)의 편향 위치로서 제어 가능한 임의의 크기로 구성되는 것이어도 상관없다. 그리고, 각 제어 그리드(27)를 중심으로 한, 제어 그리드(27)의 배열 피치와 동사이즈로 메쉬형으로 가상 분할된 복수의 화소(36)가 설정된다. 각 화소(36)는, 멀티빔의 1개의 빔당의 조사 단위 영역이 된다. 도 7의 예에서는, 시료(101)의 묘화 영역이, 예를 들어 y 방향으로, 1회의 멀티빔(20)의 조사로 조사 가능한 조사 영역(34)(묘화 필드)의 사이즈와 실질 동일한 폭 사이즈로 복수의 스트라이프 영역(32)으로 분할된 경우를 나타내고 있다. 조사 영역(34)의 x 방향 사이즈는, 멀티빔(20)의 x 방향의 빔간 피치에 x 방향의 빔수를 곱한 값으로 정의할 수 있다. 조사 영역(34)의 y 방향 사이즈는, 멀티빔(20)의 y 방향의 빔간 피치에 y 방향의 빔수를 곱한 값으로 정의할 수 있다. 또한, 스트라이프 영역(32)의 폭은, 이것에 한하는 것은 아니다. 조사 영역(34)의 n배(n은 1 이상의 정수)의 사이즈이면 적합하다. 도 7의 예에서는, 예를 들어 512×512열의 멀티빔의 도시를 8×8열의 멀티빔으로 생략하여 도시하고 있다. 그리고, 조사 영역(34) 내에, 1회의 멀티빔(20)의 샷으로 조사 가능한 복수의 화소(28)(빔의 묘화 위치)가 도시되어 있다. 바꿔 말하면, 인접하는 화소(28) 간의 피치가 설계상의 멀티빔의 각 빔간의 피치가 된다. 도 7의 예에서는, 빔간 피치로 둘러싸인 영역으로 1개의 서브 조사 영역(29)을 구성한다. 도 7의 예에서는, 각 서브 조사 영역(29)은 4×4화소로 구성되는 경우를 나타내고 있다.

도 8은 실시 형태 1에 있어서의 멀티빔의 묘화 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 8에서는, 도 7에서 도시한 스트라이프 영역(32)을 묘화하는 멀티빔 중, y 방향 3단째의 좌표 (1,3), (2,3), (3,3), ···, (512,3)의 각 빔으로 묘화하는 서브 조사 영역(29)의 일부를 나타내고 있다. 도 8의 예에서는, 예를 들어 XY 스테이지(105)가 8빔 피치분의 거리를 이동하는 동안에 4개의 화소를 묘화(노광)하는 경우를 나타내고 있다. 이러한 4개의 화소를 묘화(노광)하는 동안, 조사 영역(34)이 XY 스테이지(105)의 이동에 의해 시료(101)와의 상대 위치가 어긋나지 않도록, 편향기(208)에 의해 멀티빔(20) 전체를 일괄 편향함으로써, 조사 영역(34)을 XY 스테이지(105)의 이동에 추종시킨다. 바꿔 말하면, 트래킹 제어가 행해진다. 도 8의 예에서는, 8빔 피치분의 거리를 이동하는 동안에 4개의 화소를 묘화(노광)함으로써 1회의 트래킹 사이클을 실시하는 경우를 나타내고 있다.

구체적으로는, 스테이지 위치 검출기(139)가, 미러(210)에 레이저를 조사하고, 미러(210)로부터 반사광을 수광함으로써 XY 스테이지(105)의 위치를 측장한다. 측장된 XY 스테이지(105)의 위치는, 제어 계산기(110)에 출력된다. 제어 계산기(110) 내에서는, 묘화 제어부(74)가 이러한 XY 스테이지(105)의 위치 정보를 편향 제어 회로(130)에 출력한다. 편향 제어 회로(130) 내에서는, XY 스테이지(105)의 이동에 맞추어, XY 스테이지(105)의 이동에 추종하도록 빔 편향하기 위한 편향량 데이터(트래킹 편향 데이터)를 연산한다. 디지털 신호인 트래킹 편향 데이터는, DAC 앰프(134)에 출력되고, DAC 앰프(134)는, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한 후에, 증폭하여, 트래킹 편향 전압으로서 편향기(208)에 인가한다.

그리고, 묘화 기구(150)는, 당해 샷에 있어서의 멀티빔의 각 빔의 각각의 조사 시간 중 최대 묘화 시간 Ttr 내의 각각의 제어 그리드(27)에 대응하는 묘화 시 간(조사 시간, 혹은 노광 시간), 각 제어 그리드(27)에 멀티빔(20) 중 ON 빔의 각각 대응하는 빔을 조사한다.

도 8의 예에서는, 좌표 (1,3)의 빔(1)에 의해, 시각 t=0부터 t=최대 묘화 시간 Ttr까지의 동안에 주목 서브 조사 영역(29)의 예를 들어 최하단 우측으로부터 1번째의 화소(36)의 제어 그리드(27)에 1샷째의 빔의 조사가 행해진다. 이에 의해, 당해 화소는, 원하는 조사 시간의 빔의 조사를 받게 된다. 시각 t=0부터 t=Ttr까지의 동안에 XY 스테이지(105)는 예를 들어 2빔 피치분만큼 -x 방향으로 이동한다. 이 동안, 트래킹 동작은 계속되고 있다.

당해 샷의 빔 조사 개시로부터 당해 샷의 최대 묘화 시간 Ttr이 경과한 후, 편향기(208)에 의해 트래킹 제어를 위한 빔 편향을 계속하면서, 트래킹 제어를 위한 빔 편향과는 별도로, 편향기(209)에 의해 멀티빔(20)을 일괄하여 편향함으로써 각 빔의 묘화 위치(전회의 묘화 위치)를 다음의 각 빔의 묘화 위치(금회의 묘화 위치)로 시프트한다. 도 8의 예에서는, 시각 t=Ttr로 된 시점에서, 주목 서브 조사 영역(29)의 최하단 우측으로부터 1번째의 화소(36)의 제어 그리드(27)로부터 아래로부터 2단째 또한 우측으로부터 1번째의 화소(36)의 제어 그리드(27)로 묘화 대상 제어 그리드(27)를 시프트한다. 이 동안에도 XY 스테이지(105)는 정속 이동하고 있으므로 트래킹 동작은 계속되고 있다.

그리고, 트래킹 제어를 계속하면서, 시프트된 각 빔의 묘화 위치에 당해 샷의 최대 묘화 시간 Ttr 내의 각각 대응하는 묘화 시간, 멀티빔(20) 중 ON빔의 각각 대응하는 빔을 조사한다. 도 8의 예에서는, 좌표 (1,3)의 빔(1)에 의해, 시각 t=Ttr부터 t=2Ttr까지의 동안에 주목 서브 조사 영역(29)의 예를 들어 아래로부터 2단째 또한 우측으로부터 1번째의 화소(36)의 제어 그리드(27)에서 2샷째의 빔의 조사가 행해진다. 시각 t=Ttr부터 t=2Ttr까지의 동안에 XY 스테이지(105)는 예를 들어 2빔 피치분만큼 -x 방향으로 이동한다. 이 동안, 트래킹 동작은 계속되고 있다.

도 8의 예에서는, 시각 t=2Ttr로 된 시점에서, 주목 서브 조사 영역(29)의 아래로부터 2단째 또한 우측으로부터 1번째의 화소(36)의 제어 그리드(27)로부터 아래로부터 3단째 또한 우측으로부터 1번째의 화소(36)의 제어 그리드(27)로 편향기(209)에 의한 멀티빔의 일괄 편향에 의해 묘화 대상 제어 그리드(27)를 시프트한다. 이 동안에도 XY 스테이지(105)는 이동하고 있으므로 트래킹 동작은 계속되고 있다. 그리고, 좌표 (1,3)의 빔(1)에 의해, 시각 t=2Ttr부터 t=3Ttr까지의 동안에 주목 서브 조사 영역(29)의 예를 들어 아래로부터 3단째 또한 우측으로부터 1번째의 화소(36)의 제어 그리드(27)에 3샷째의 빔의 조사가 행해진다. 이에 의해, 당해 화소(36)의 제어 그리드(27)는, 원하는 조사 시간의 빔의 조사를 받게 된다.

시각 t=2Ttr부터 t=3Ttr까지의 동안에 XY 스테이지(105)는 예를 들어 2빔 피치분만큼 -x 방향으로 이동한다. 이 동안, 트래킹 동작은 계속되고 있다. 시각 t=3Ttr로 된 시점에서, 주목 서브 조사 영역(29)의 아래로부터 3단째 또한 우측으로부터 1번째의 화소(36)의 제어 그리드(27)로부터 아래로부터 4단째 또한 우측으로부터 1번째의 화소(36)의 제어 그리드(27)로 편향기(209)에 의한 멀티빔의 일괄 편향에 의해 묘화 대상 화소를 시프트한다. 이 동안에도 XY 스테이지(105)는 이동하고 있으므로 트래킹 동작은 계속되고 있다.

그리고, 좌표 (1,3)의 빔(1)에 의해, 시각 t=3Ttr부터 t=4Ttr까지의 동안에 주목 서브 조사 영역(29)의 예를 들어 아래로부터 4단째 또한 우측으로부터 1번째의 화소(36)의 제어 그리드(27)에 4샷째의 빔의 조사가 행해진다. 이에 의해, 당해 화소(36)의 제어 그리드(27)는, 원하는 조사 시간의 빔의 조사를 받게 된다.

시각 t=3Ttr부터 t=4Ttr까지의 동안에 XY 스테이지(105)는 예를 들어 2빔 피치분만큼 -x 방향으로 이동한다. 이 동안, 트래킹 동작은 계속되고 있다. 이상에 의해, 주목 서브 조사 영역(29)의 우측으로부터 1번째의 화소열의 묘화가 종료된다.

도 8의 예에서는 첫회 위치로부터 3회 시프트된 후의 각 빔의 묘화 위치에 각각 대응하는 빔을 조사한 후, DAC 앰프 유닛(134)은, 트래킹 제어용의 빔 편향을 리셋함으로써, 트래킹 위치를 트래킹 제어가 개시된 트래킹 개시 위치로 되돌린다. 바꿔 말하면, 트래킹 위치를 스테이지 이동 방향과 역방향으로 되돌린다. 도 8의 예에서는, 시각 t=4Ttr로 된 시점에서, 주목 서브 조사 영역(29)의 트렁킹을 해제하여, x 방향으로 8빔 피치분 어긋난 주목 서브 조사 영역(29)으로 빔을 되돌린다. 또한, 도 8의 예에서는, 좌표 (1,3)의 빔(1)에 대하여 설명하였지만, 그 밖의 좌표의 빔에 대해서도 각각의 대응하는 서브 조사 영역(29)에 대하여 마찬가지로 묘화가 행해진다. 즉, 좌표 (n,m)의 빔은, t=4Ttr의 시점에서 대응하는 서브 조사 영역(29)에 대하여 우측으로부터 1번째의 화소열의 묘화가 종료된다. 예를 들어, 좌표 (2,3)의 빔(2)은, 도 7의 빔(1)용의 주목 서브 조사 영역(29)의 -x 방향으로 인접하는 서브 조사 영역(29)에 대하여 우측으로부터 1번째의 화소열의 묘화가 종료된다.

또한, 각 서브 조사 영역(29)의 우측으로부터 1번째의 화소열의 묘화는 종료되어 있으므로, 트래킹 리셋한 후에, 차회의 트래킹 사이클에 있어서 먼저 편향기(209)는, 각 서브 조사 영역(29)의 아래로부터 1단째 또한 우측으로부터 2번째의 화소의 제어 그리드(27)에 각각 대응하는 빔의 묘화 위치를 맞추도록(시프트하도록) 편향한다.

이상과 같이 동일한 트래킹 사이클 중에는 편향기(208)에 의해 조사 영역(34)을 시료(101)에 대하여 상대 위치가 동일한 위치로 되도록 제어된 상태에서, 편향기(209)에 의해 1제어 그리드(27)(화소(36))씩 시프트시키면서 각 샷을 행한다. 그리고, 트래킹 사이클이 1사이클 종료 후, 조사 영역(34)의 트래킹 위치를 되돌리고 나서, 도 6의 하단에 도시한 바와 같이, 예를 들어 1제어 그리드(1화소) 어긋난 위치에 1회째의 샷 위치를 맞추고, 다음 트래킹 제어를 행하면서 편향기(209)에 의해 1제어 그리드(1화소)씩 시프트시키면서 각 샷을 행한다. 스트라이프 영역(32)의 묘화 중, 이러한 동작을 반복함으로써, 조사 영역(34a 내지 34o)과 같은 방식으로 순차적으로 조사 영역(34)의 위치가 이동되어 가, 당해 스트라이프 영역의 묘화를 행해 간다.

멀티빔(20)으로 시료(101)를 묘화할 때, 상술한 바와 같이, 편향기(208)에 의한 트래킹 동작 중에 XY 스테이지(105)의 이동에 추종하면서 샷빔이 되는 멀티빔(20)을 편향기(209)에 의한 빔 편향 위치의 이동에 의해 1제어 그리드(1화소)씩 차례로 연속하여 조사해 간다. 그리고, 시료(101) 상의 어느 제어 그리드(27)(화소(36))를 멀티빔의 어느 빔이 조사할 것인지는 묘화 시퀀스에 의해 결정된다. 그리고, 멀티빔의 x, y 방향으로 각각 인접하는 빔간의 빔 피치를 사용하여, 시료(101)면 상에 있어서의 x, y 방향으로 각각 인접하는 빔간의 빔 피치(x 방향)×빔 피치(y 방향)의 영역은 n×n 화소의 영역(서브 조사 영역(29))으로 구성된다. 예를 들어, 1회의 트래킹 동작으로, XY 스테이지(105)가 -x 방향으로 빔 피치(x 방향)만큼 이동하는 경우, 상술한 바와 같이 y 방향으로 1개의 빔에 의해 조사 위치를 시프트하면서 n제어 그리드(n화소)가 묘화된다. 혹은, x 방향 혹은 경사 방향으로 1개의 빔에 의해 조사 위치를 시프트하면서 n제어 그리드(n화소)가 묘화되어도 된다. 동일한 n×n 화소의 영역 내의 다른 n화소가 차회의 트래킹 동작으로 상술한 빔과는 다른 빔에 의해 마찬가지로 n화소가 묘화된다. 이와 같이 n회의 트래킹 동작으로 각각 다른 빔에 의해 n화소씩 묘화됨으로써, 1개의 n×n 화소의 영역 내의 모든 화소가 묘화된다. 멀티빔의 조사 영역 내의 다른 n×n 화소의 영역에 대해서도 동시기에 마찬가지의 동작이 실시되어, 마찬가지로 묘화된다.

다음에 묘화 장치(100)에 있어서의 묘화 기구(150)의 동작에 대하여 설명한다. 전자총(201)(방출원)으로부터 방출된 전자빔(200)은, 조명 렌즈(202)에 의해 성형 애퍼처 어레이 기판(203) 전체를 조명한다. 성형 애퍼처 어레이 기판(203)에는, 직사각형의 복수의 구멍(22)(개구부)이 형성되고, 전자빔(200)은, 모든 복수의 구멍(22)이 포함되는 영역을 조명한다. 복수의 구멍(22)의 위치에 조사된 전자빔(200)의 각 일부가, 이러한 성형 애퍼처 어레이 기판(203)의 복수의 구멍(22)을 각각 통과함으로써, 예를 들어 직사각형 형상의 복수의 전자빔(멀티빔(20))이 형성된다. 이러한 멀티빔(20)은, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)의 각각 대응하는 블랭커(제1 편향기: 개별 블랭킹 기구) 내를 통과한다. 이러한 블랭커는, 각각, 개별로 통과하는 전자빔을 편향한다(블랭킹 편향을 행한다).

블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)를 통과한 멀티빔(20)은, 축소 렌즈(205)에 의해, 축소되어, 제한 애퍼처 기판(206)에 형성된 중심의 구멍을 향하여 진행한다. 여기서, 멀티빔(20) 중, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)의 블랭커에 의해 편향된 전자빔은, 제한 애퍼처 기판(206)의 중심의 구멍으로부터 위치가 벗어나, 제한 애퍼처 기판(206)에 의해 차폐된다. 한편, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)의 블랭커에 의해 편향되지 않은 전자빔은, 도 1에 도시한 바와 같이 제한 애퍼처 기판(206)의 중심의 구멍을 통과한다. 이러한 개별 블랭킹 기구(47)의 ON/OFF에 의해, 블랭킹 제어가 행해져, 빔의 ON/OFF가 제어된다. 이와 같이, 제한 애퍼처 기판(206)은, 개별 블랭킹 기구(47)에 의해 빔 OFF의 상태로 되도록 편향된 각 빔을 차폐한다. 그리고, 빔마다, 빔 ON으로 되고 나서 빔 OFF로 될 때까지 형성된, 제한 애퍼처 기판(206)을 통과한 빔에 의해, 1회분의 샷의 빔이 형성된다. 제한 애퍼처 기판(206)을 통과한 멀티빔(20)은, 대물 렌즈(207)에 의해 초점이 맞춰져, 원하는 축소율의 패턴상이 되고, 편향기(208, 209)에 의해, 제한 애퍼처 기판(206)을 통과한 각 빔(통과한 멀티빔(20) 전체)이 동방향으로 일괄하여 편향되어, 각 빔의 시료(101) 상의 각각의 조사 위치에 조사된다. 한 번에 조사되는 멀티빔(20)은, 이상적으로는 성형 애퍼처 어레이 기판(203)의 복수의 구멍(22)의 배열 피치에 상술한 원하는 축소율을 곱한 피치로 배열되게 된다.

도 9는 실시 형태 1에 있어서의 묘화 방법의 주요부 공정을 나타내는 흐름도이다. 도 9에 있어서, 실시 형태 1에 있어서의 묘화 방법은, 빔 위치 어긋남양 측정 공정(S102)과, 도우즈양 연산 공정(S104)과, 결함 빔 검출 공정(S110)과, 변조율 연산 공정(S112)과, 부족 결함 빔 화소 특정 공정(S113)과, 패스마다의 도우즈양 연산 공정(S114)과, 도우즈 과잉 결함 빔 화소 특정 공정(S116)과, 판정 공정(S120)과, 도우즈 분배 공정(S122)과, 도우즈 대의 주변 화소 특정 공정(S130)과, 추가 도우즈 할당 공정(S132)과, 제거 도우즈 산출 공정(S134)과, 제거 보정 공정(S136)과, 판정 공정(S138)과, 조사 시간 연산 공정(S140)과, 묘화 공정(S142)이라는 일련의 공정을 실시한다.

빔 위치 어긋남양 측정 공정(S102)으로서, 묘화 장치(100)는, 멀티빔(20)의 각 빔의 시료(101)면 상의 조사 위치가, 대응하는 제어 그리드(27)로부터 어긋나는 위치 어긋남양을 측정한다.

도 10은 실시 형태 1에 있어서의 빔의 위치 어긋남과 위치 어긋남 주기성을 설명하기 위한 도면이다. 멀티빔(20)에서는, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 광학계의 특성상, 노광 필드에 왜곡이 발생하고, 이러한 왜곡 등에 의해, 개개의 빔의 실제의 조사 위치(39)가 이상 그리드에 조사되는 경우의 조사 위치(37)로부터 어긋나 버린다. 그래서, 실시 형태 1에서는, 이러한 개개의 빔의 실제의 조사 위치(39)의 위치 어긋남양을 측정한다. 구체적으로는, 레지스트가 도포된 평가 기판에, 멀티빔(20)을 조사하여, 평가 기판을 현상함으로써 생성되는 레지스트 패턴의 위치를 위치 측정기로 측정함으로써, 빔마다의 위치 어긋남양을 측정한다. 각 빔의 샷 사이즈에서는, 각 빔의 조사 위치에 있어서의 레지스트 패턴의 사이즈를 위치 측정기로 측정 곤란하면, 각 빔으로, 위치 측정기로 측정 가능한 사이즈의 도형 패턴(예를 들어 직사각형 패턴)을 묘화하고, 도형 패턴(레지스트 패턴)의 양측의 에지 위치를 측정하여, 양쪽 에지간의 중간 위치와 설계상의 도형 패턴의 중간 위치의 차분으로부터 대상 빔의 위치 어긋남양을 측정하면 된다. 그리고, 얻어진 각 빔의 조사 위치의 위치 어긋남양 데이터는, 묘화 장치(100)에 입력되어, 기억 장치(144)에 저장된다. 또한, 멀티빔 묘화에서는, 스트라이프 영역(32) 내에 있어서 조사 영역(34)을 어긋나게 하면서 묘화를 진행시켜 가기 때문에, 예를 들어 도 8에 있어서 설명한 묘화 시퀀스에서는, 도 6의 하단에 도시한 바와 같이, 스트라이프 영역(32)의 묘화 중, 조사 영역(34a 내지 34o)과 같은 방식으로 순차적으로 조사 영역(34)의 위치가 이동되어, 조사 영역(34)의 이동마다, 각 빔의 위치 어긋남에 주기성이 발생하게 된다. 혹은, 각 빔이, 각각 대응하는 서브 조사 영역(29) 내의 모든 화소(36)를 조사하는 묘화 시퀀스의 경우이면, 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 적어도 조사 영역(34)과 동일한 사이즈의 단위 영역(35)마다(35a, 35b, ···) 각 빔의 위치 어긋남에 주기성이 발생하게 된다. 따라서, 1개의 조사 영역(34)분의 각 빔의 위치 어긋남양을 측정하면, 측정 결과를 유용할 수 있다. 바꿔 말하면, 각 빔에 대하여, 대응하는 서브 조사 영역(29) 내의 각 화소(36)에서의 위치 어긋남양을 측정할 수 있으면 된다.

그리고, 빔 위치 어긋남 맵 작성부(54)는, 먼저, 빔 어레이 단위, 바꿔 말하면, 조사 영역(34) 내의 각 빔의 위치 어긋남양을 정의하는 빔 위치 어긋남양 맵(1)을 작성한다. 구체적으로는, 빔 위치 어긋남 맵 작성부(54)는, 기억 장치(144)로부터 각 빔의 조사 위치의 위치 어긋남양 데이터를 읽어내고, 이러한 데이터를 맵값으로 하여 빔 위치 어긋남양 맵(1)을 작성하면 된다.

다음에, 빔 위치 어긋남 맵 작성부(54)는, 스트라이프 영역(32) 내의 각 화소(36)의 제어 그리드(27)에서의 빔 위치 어긋남양 맵(2)을 작성한다. 스트라이프 영역(32) 내의 각 화소(36)의 제어 그리드(27)를 어느 빔이 조사할 것인지는, 예를 들어 도 8에 있어서 설명한 바와 같이, 묘화 시퀀스에 의해 결정된다. 따라서, 빔 위치 어긋남 맵 작성부(54)는, 묘화 시퀀스에 따라서 스트라이프 영역(32) 내의 각 화소(36)의 제어 그리드(27)마다 당해 제어 그리드(27)에 대한 조사를 담당하는 빔을 특정하여, 당해 빔의 위치 어긋남양을 연산한다. 그리고, 빔 위치 어긋남 맵 작성부(54)는, 각 제어 그리드(27)에 대한 빔의 조사 위치의 위치 어긋남양을 맵값으로 하여, 스트라이프 단위의 빔 위치 어긋남양 맵(2)을 작성한다. 상술한 바와 같이, 각 빔의 위치 어긋남에 주기성이 발생하므로, 빔 어레이 단위의 빔 위치 어긋남양 맵(1)의 값을 유용하여, 스트라이프 단위의 빔 위치 어긋남양 맵(2)을 작성하면 된다. 작성된 빔 위치 어긋남양 맵(2)은, 기억 장치(144)에 저장해 둔다.

도우즈양 연산 공정(S104)으로서, 먼저, 래스터라이즈부(50)는, 기억 장치(140)로부터 묘화 데이터를 읽어내고, 화소(36)마다, 당해 화소(36) 내의 패턴 면적 밀도 ρ'를 연산한다. 이러한 처리는, 예를 들어 스트라이프 영역(32)마다 실행한다.

다음에, 도우즈 맵 작성부(52)는, 먼저, 묘화 영역(여기서는, 예를 들어 스트라이프 영역(32))을 소정의 사이즈로 메쉬형으로 복수의 근접 메쉬 영역(근접 효과 보정 계산용 메쉬 영역)으로 가상 분할한다. 근접 메쉬 영역의 사이즈는, 근접 효과의 영향 범위의 1/10 정도, 예를 들어 1㎛ 정도로 설정하면 적합하다. 도우즈 맵 작성부(52)는, 기억 장치(140)로부터 묘화 데이터를 읽어내어, 근접 메쉬 영역마다, 당해 근접 메쉬 영역 내에 배치되는 패턴의 패턴 면적 밀도 ρ를 연산한다.

다음에, 도우즈 맵 작성부(52)는, 근접 메쉬 영역마다, 근접 효과를 보정하기 위한 근접 효과 보정 조사 계수 Dp(x)(보정 조사량)를 연산한다. 미지의 근접 효과 보정 조사 계수 Dp(x)는, 후방 산란 계수 η, 역치 모델의 조사량 역치 Dth, 패턴 면적 밀도 ρ, 및 분포 함수 g(x)를 사용한, 종래 방법과 마찬가지의 근접 효과 보정용의 역치 모델에 의해 정의할 수 있다.

다음에, 도우즈 맵 작성부(52)는, 화소(36)마다, 당해 화소(36)에 조사하기 위한 입사 조사량 D(x)(도우즈양)를 연산한다. 입사 조사량 D(x)는, 예를 들어 미리 설정된 기준 조사량 Dbase에 근접 효과 보정 조사 계수 Dp와 패턴 면적 밀도 ρ'를 곱한 값으로서 연산하면 된다. 기준 조사량 Dbase는, 예를 들어 Dth/(1/2+η)로 정의할 수 있다. 이상에 의해, 묘화 데이터에 정의되는 복수의 도형 패턴의 레이아웃에 기초한, 근접 효과가 보정된 본래의 원하는 입사 조사량 D(x)를 얻을 수 있다.

그리고, 도우즈 맵 작성부(52)는, 스트라이프 단위로 화소(36)마다의 입사 조사량 D(x)를 정의한 도우즈 맵을 작성한다. 이러한 화소(36)마다의 입사 조사량 D(x)는, 설계상, 당해 화소(36)의 제어 그리드(27)에 조사될 예정의 입사 조사량 D(x)가 된다. 바꿔 말하면, 도우즈 맵 작성부(52)는, 스트라이프 단위로 제어 그리드(27)마다의 입사 조사량 D(x)를 정의한 도우즈 맵을 작성한다. 이 작성된 도우즈 맵은, 예를 들어 기억 장치(142)에 저장된다.

결함 빔 검출 공정(S110)으로서, 검출부(56)는, 멀티빔(20) 중으로부터 결함 빔을 검출한다. 결함 빔에는, 빔의 도우즈양 제어를 할 수 없어 조사되는 도우즈양이 과잉으로 되는 도우즈 과잉 결함 빔과, 빔의 도우즈양 제어를 할 수 없어 조사되는 도우즈양이 부족해지는 도우즈 부족 결함 빔을 들 수 있다. 도우즈 과잉 결함 빔 중에는, 상시 ON이 되는 ON 결함 빔과 조사 시간 제어가 불량한 제어 불량 결함 빔의 일부가 포함된다. 도우즈 부족 결함 빔 중에는, 상시 OFF가 되는 OFF 결함 빔과 제어 불량 결함 빔의 잔부가 포함된다. 상시 ON이 되는 ON 결함 빔에서는, 제어 도우즈양에 관계없이, 항상, 1회의 샷에 있어서의 최대 조사 시간 Ttr의 빔을 조사한다. 혹은, 또한 화소간의 이동 시에도 계속해서 조사한다. 또한, 상시 OFF가 되는 OFF 결함 빔에서는, 제어 도우즈양에 관계없이, 항상, 빔 OFF가 된다. 구체적으로는, 묘화 제어부(74)에 의한 제어 하, 묘화 기구(150)는, 멀티빔(20)을 1개씩 개별 블랭킹 기구(47)로 빔 ON으로 되도록 제어함과 함께, 나머지는 모두 빔 OFF로 되도록 제어한다. 이러한 상태에서, 패러데이 컵(106)에서 전류가 검출되지 않은 빔은, OFF 결함 빔으로서 검출된다. 반대로, 이러한 상태로부터 검출 대상 빔을 빔 OFF로 되도록 제어를 전환한다. 그때, 빔 ON으로부터 빔 OFF로 전환하였음에도 불구하고, 패러데이 컵(106)에서 상시 전류가 검출된 빔은, ON 결함 빔으로서 검출된다. 빔 ON으로부터 빔 OFF로 전환한 후, 패러데이 컵(106)에서 소정의 기간만큼 전류가 검출된 빔은, 제어 불량 결함 빔으로서 검출된다. 멀티빔(20)의 모든 빔에 대하여 동일한 방법으로 차례로 확인하면, 결함 빔의 유무, 및 결함 빔이 어느 위치의 빔인지를 검출할 수 있다.

또한, 상시 ON이 되는 ON 결함 빔의 도우즈양 d'는, 샷 사이클 Tsc(시간), 및 전류 밀도 J를 사용하여, 이하의 식 (1)로 정의할 수 있다. 샷 사이클 Tsc는, 멀티빔(20)의 1샷당의 최대 조사 시간 Ttr로 정의할 수 있다. 혹은 1샷당의 최대 조사 시간 Ttr에, 빔을 조사하는 어떤 화소로부터 다음 화소로 전환 처리에 걸리는 전환 시간, 빔 편향의 세틀링 시간, 및 데이터 전송 시간을 포함시켜도 적합하다.

또한, 소정의 기간만큼 빔 ON이 되는 제어 불량 결함 빔의 도우즈양은, 식 (1)의 샷 사이클 Tsc 대신에, 빔 ON이 되는 시간을 사용하면 된다.

변조율 연산 공정(S112)으로서, 변조율 연산부(59)는, 화소(36)마다, 묘화 시퀀스에 따라서 당해 화소(36)에 조사되는 빔의 위치 어긋남에 의해 발생하는 조사 패턴의 위치 어긋남을 보정하는 당해 화소(36)에 대한 빔의 도우즈 변조율(제1 도우즈 변조율)과 당해 화소의 주위의 적어도 하나의 화소로 도우즈 분배하기 위한 도우즈 변조율(제2 도우즈 변조율)을 산출한다.

도 11은 실시 형태 1에 있어서의 위치 어긋남 보정 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 11의 (a)의 예에서는, 좌표 (x,y)의 화소에 조사된 빔 a'가 -x, -y측으로 위치 어긋남을 일으킨 경우를 나타내고 있다. 이러한 위치 어긋남이 발생한 빔 a'에 의해 형성되는 패턴의 위치 어긋남을 도 11의 (b)와 같이 좌표 (x,y)의 화소에 맞는 위치로 보정하기 위해서는, 어긋난 분의 조사량을, 어긋난 주위의 화소의 방향과는 반대측의 화소에 분배함으로써 보정할 수 있다. 도 11의 (a)의 예에서는, 좌표 (x,y-1)의 화소로 어긋난 분의 조사량은, 좌표 (x,y+1)의 화소에 분배되면 된다. 좌표 (x-1,y)의 화소로 어긋난 분의 조사량은, 좌표 (x+1,y)의 화소에 분배되면 된다. 좌표 (x-1,y-1)의 화소로 어긋난 분의 조사량은, 좌표 (x+1,y+1)의 화소에 분배되면 된다.

실시 형태 1에서는, 빔의 위치 어긋남양에 비례하여 주위의 적어도 하나의 화소용의 빔에 조사량을 분배하는 분배량(제2 빔의 변조율)을 연산한다. 변조율 연산부(59)는, 당해 화소에 대한 빔의 위치 어긋남에 의해 어긋난 면적의 비율에 따라서, 당해 화소에 대한 빔의 변조율과 당해 화소 주위의 적어도 하나의 화소에 대한 빔의 변조율을 연산한다. 구체적으로는, 빔이 주목 화소로부터 어긋나서, 빔의 일부가 겹친 주위의 화소마다, 어긋난 분의 면적(겹친 빔 부분의 면적)을 빔 면적으로 나눈 비율을, 겹친 화소와는 주목 화소에 대하여 반대측에 위치하는 화소에 대한 분배량(빔의 변조율)으로서 연산한다.

도 11의 (a)의 예에 있어서, 좌표 (x,y-1)의 화소로 어긋난 면적비는, (x 방향 빔 사이즈-(-x) 방향 어긋남양)×y 방향 어긋남양/(x 방향 빔 사이즈×y 방향 빔 사이즈)로 연산할 수 있다. 따라서, 보정을 위해 좌표 (x,y+1)의 화소로 분배하기 위한 분배량(빔의 변조율) V는, (x 방향 빔 사이즈-(-x) 방향 어긋남양)×y 방향 어긋남양/(x 방향 빔 사이즈×y 방향 빔 사이즈)로 연산할 수 있다.

도 11의 (a)의 예에 있어서, 좌표 (x-1,y-1)의 화소로 어긋난 면적비는, -x 방향 어긋남양×-y 방향 어긋남양/(x 방향 빔 사이즈×y 방향 빔 사이즈)로 연산할 수 있다. 따라서, 보정을 위해 좌표 (x+1,y+1)의 화소로 분배하기 위한 분배량(빔의 변조율) W는, -x 방향 어긋남양×-y 방향 어긋남양/(x 방향 빔 사이즈×y 방향 빔 사이즈)로 연산할 수 있다.

도 11의 (a)의 예에 있어서, 좌표 (x-1,y)의 화소로 어긋난 면적비는, -x 방향 어긋남양×(y 방향 빔 사이즈-(-y) 방향 어긋남양)/(x 방향 빔 사이즈×y 방향 빔 사이즈)로 연산할 수 있다. 따라서, 보정을 위해 좌표 (x+1,y)의 화소로 분배하기 위한 분배량(빔의 변조율) Z는, -x 방향 어긋남양×(y 방향 빔 사이즈-(-y) 방향 어긋남양)/(x 방향 빔 사이즈×y 방향 빔 사이즈)로 연산할 수 있다.

이 결과, 분배되지 않고 남은 분이 되는, 좌표 (x,y)의 화소의 빔 변조율 U는, 1-V-W-Z의 연산으로 구할 수 있다.

이상과 같이 하여, 화소마다, 당해 화소에 대한 빔의 변조율과, 분배처가 되는 적어도 하나의 주위의 화소에 대한 빔의 변조율을 연산한다.

부족 결함 빔 화소 특정 공정(S113)으로서, 특정부(68)는, 결함 빔 중, 도우즈 부족 결함 빔이 조사하는 화소를 특정한다.

패스마다의 도우즈양 연산 공정(S114)으로서, 도우즈 맵 작성부(60)(도우즈양 연산부)는, 기억 장치(142)로부터 도우즈 맵을 읽어내어, 화소마다, 다중 묘화의 패스마다의 도우즈양을 연산한다. 도 8의 예에서는, 4회의 트래킹 동작으로 x 방향으로 32빔 피치(=4회×8빔 피치)분 이동한다. 이러한 32빔 피치분 이동하는 동안에 1회분의 묘화 처리가 행해지게 된다. 이러한 구성에서는, 멀티빔(20)이, 예를 들어 512×512개로 구성되는 경우, 각 스트라이프 영역(32)에 대하여 일단으로부터 타단까지 묘화하기 위한 XY 스테이지(105)의 1회의 연속 이동에 의해, 각 화소에 대하여, 16회(=512/32)의 묘화 처리(패스)에 의한 다중 묘화(다중도=16)가 행해지게 된다. 이러한 경우, 패스마다, 각 화소에 조사되는 빔의 배열 위치가 다르게 된다. 또한, 멀티빔(20)이, 예를 들어 32×32개로 구성되는 경우, 각 스트라이프 영역(32)에 대하여 일단으로부터 타단까지 묘화하기 위한 XY 스테이지(105)의 예를 들어 1회의 연속 이동에 의해, 각 화소에 대하여, 1회의 묘화 처리(패스)가 행해지게 된다. 따라서, 각 스트라이프 영역(32)에 대하여, XY 스테이지(105)의 예를 들어 4회의 반복의 연속 이동에 의해, 각 화소에 대하여 4회의 묘화 처리(패스)에 의한 다중 묘화(다중도=4)가 행해지게 된다. 이러한 경우, 각 빔의 조사 위치를 억지로 어긋나게 하지 않는 한, 패스마다, 각 화소에 조사되는 빔의 위치는 동일해진다. 각 패스에 있어서의 각 화소를 조사하는 빔이 어느 것으로 될 것인지는 묘화 시퀀스에 의해 결정된다. 또한, 실시 형태 1에서는, 스테이지의 이동 횟수가 아니라, 다중 묘화의 각 묘화 처리를 1회의 패스로 표현한다.

도 12는 실시 형태 1에 있어서의 위치 어긋남이 없는 빔을 사용한 다중 묘화의 패스마다의 도우즈양의 일례를 도시하는 도면이다. 각 패스에서 사용되는 빔에 결함 빔이 포함되어 있지 않은 경우, 각 화소의 다중 묘화의 패스마다의 도우즈양은, 예를 들어 도 12의 (a)에 도시한 바와 같이, 각 화소에 조사되는 합계의 도우즈양 T(x)를 다중 횟수(패스수)로 나눈 값으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 1개의 패스에서 사용되는 빔이 ON 결함 빔인 경우, ON 결함 빔이 사용되는 패스에서는 도우즈양 Dpmax가 되고, 나머지의 각 패스의 도우즈양은, 예를 들어 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 각 화소에 조사되는 합계의 도우즈양 T(x)로부터 ON 결함 빔에 의한 도우즈양 Dpmax를 차감한 나머지의 도우즈양을 나머지의 다중 횟수(나머지의 패스수)로 나눈 값으로 정의할 수 있다. 또한, 도우즈 맵 작성부(60)는, 멀티빔(20) 중, 도우즈양이 부족한 도우즈 부족 결함 빔으로 조사되는 화소(위치)에서의 도우즈 부족분을, 다중 묘화 중 도우즈양이 부족한 묘화 처리와는 다른 패스에서 조사되는 도우즈양에 가산한다. 예를 들어, 1개의 패스에서 사용되는 빔이 OFF 결함 빔인 경우, OFF 결함 빔이 사용되는 패스에서는 도우즈양이 제로로 된다. 이 때문에, 예를 들어 도 12의 (c)에 도시한 바와 같이, 나머지의 패스의 적어도 하나의 패스의 도우즈양에, 도우즈 부족분을 가산한다. 각 빔에 위치 어긋남이 없는 경우이면 이러한 계산이어도 되지만, 멀티빔(20)의 각 빔은, 상술한 바와 같이, 위치 어긋남이 발생해 버린다.

그래서, 도우즈 맵 작성부(60)는, 패스마다, 또한 화소(36)마다, 당해 화소(36)의 도우즈양 D에 연산된 도우즈 변조율(제2 도우즈 변조율)을 곱한 분배 도우즈양을 분배처가 되는 주변의 화소로 분배한다. 이에 의해, 빔의 조사 위치의 위치 어긋남에 기인하는 패턴의 위치 어긋남/형상 어긋남이 보정된 도우즈양을 얻을 수 있다. 조사 위치의 위치 어긋남이 보정된 후의 각 화소(36)(제어 그리드(27))의 도우즈양을 사용하여, 패스마다의 도우즈 맵(3)이 작성된다.

도우즈 과잉 결함 빔 화소 특정 공정(S116)으로서, 특정부(68)는, 도우즈 과잉 결함 빔이 조사하는 화소를 특정한다.

판정 공정(S120)으로서, 판정부(62)는, 도우즈 과잉 결함 빔이 조사하는 화소마다, 도우즈 과잉 결함 빔에 의한 과잉 도우즈를 상쇄하도록 도우즈 과잉 결함 빔의 주변 빔군에 도우즈 과잉분을 분담 가능한지 판정한다. 분담 가능하면, 도우즈 분배 공정(S122)으로 진행한다. 분담 가능하지 않은 경우, 도우즈 대의 주변 화소 특정 공정(S130)으로 진행한다.

도 13은 실시 형태 1에 있어서의 제어 그리드와 빔의 조사 위치와 패턴 에지의 관계의 일례를 도시하는 도면이다. 멀티빔(20)의 각 빔은, 이상적으로는 대응하는 제어 그리드(27)를 조사할 것이지만, 도 13에 도시한 바와 같이, 실제의 조사 위치(39)는 제어 그리드(27)로부터 어긋나 버리는 경우가 많다. 그리고, 이들 빔군 중에 도우즈 과잉 결함 빔(10)이 존재하는 경우, 또한, 묘화 대상의 패턴과의 위치 관계가 문제가 된다. 상정되는 케이스로서, 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치가 패턴 에지(11a)보다도 패턴의 외측, 즉, 패턴 밖에 위치하는 케이스 A가 있다. 그 밖에, 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치가 패턴 에지(11b) 상에 위치하는 케이스 B가 있다. 그 밖에, 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치가 패턴의 내측, 즉, 패턴 내이며 패턴 에지(11c) 부근에 위치하는 케이스 C가 있다. 그 밖에, 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치가 패턴 내이며 패턴 에지(11d)로부터 충분히 이격되어 위치하는 케이스 D가 있다.

판정부(62)는, 도우즈 과잉 결함 빔(10)에 의한 과잉 도우즈를 상쇄하도록 도우즈 과잉 결함 빔의 주변 빔군에 도우즈 과잉분을 분담시킬(분담 도우즈양을 줄일) 수 있는지 여부를 판정한다. 주변 빔(군)에는 다른 패스의 빔도 포함시켜도 상관없다.

마이너스 도우즈를 조사할 수는 없으므로, 분담시키기 위해서는, 주변 빔군의 도우즈양이 제로가 아닌 정의 유한값일 필요가 있다. 따라서, 패턴 밖에 위치하는 케이스 A에서는, 주변 빔도 패턴 밖에 위치하므로 애당초 도우즈양이 제로이며, 분담할 수 없다. 한편, 나머지의 케이스 B, C, D에서는, 주변 빔을 패턴 내로 할 수 있으므로, 원칙적으로는 분담 가능하다. 단, 케이스 B, C의 경우라도, 도우즈 과잉 결함 빔의 위치와 주변 빔의 위치 어긋남 후의 위치와 패턴 에지의 위치 관계에 따라서는, 도우즈 과잉 결함 빔의 주변 빔군에 도우즈 과잉분을 분담시키는 것이 곤란한 경우도 있을 수 있다. 따라서, 판정부(62)는, 케이스 A의 경우에 도우즈 과잉분을 분담시키는 것으로 판정하는 경우 외에, 판정부(62)는, 케이스 A, B, C의 경우에 도우즈 과잉분을 분담시키는 것으로 판정하는 경우여도 상관없다. 어느 것을 선택할지는 미리 설정해 두면 된다.

도우즈 분배 공정(S122)으로서, 도우즈 분배 처리부(61)는, 도우즈 과잉 결함 빔에 의한 과잉 도우즈를 상쇄하도록 도우즈 과잉 결함 빔의 주변 빔군이 도우즈 과잉분을 분담하도록 분배 처리한다. 먼저, 과잉 도우즈는, 도우즈 과잉 결함 빔의 도우즈양으로부터 당해 화소(36)에 조사되어야 할 도우즈양 D를 차감함으로써 구할 수 있다. 과잉 도우즈양 Δ는, 다음 식 (2)로 정의할 수 있다.

도 14는 실시 형태 1에 있어서의 빔 분포를 설명하기 위한 도면이다. 도 14에서는, 종축에 빔 강도를 나타내고, 횡축에 위치를 나타낸다. 멀티빔의 각 빔의 강도는, 이상적으로는 성형 애퍼처의 폭에 축소율을 곱한 폭의 직사각형의 분포이지만, 실제로는 광학계의 수차 때문에 흐림이 발생하여, 예를 들어 가우시안 분포에 가까운 분포가 된다. 이 경우에도 성형 애퍼처의 폭에 축소율을 곱한 폭을 빔 사이즈로 한다. 따라서, 실제의 빔은, 이러한 빔 사이즈의 주위에 강도가 약한 블러 부분이 존재한다. 이러한 블러 부분에 의한 과잉 도우즈양도 패턴 에지의 형상에 크게 영향을 주게 된다. 그래서, 실시 형태 1에서는, 블러 부분의 영향을 받을 가능성이 높은, 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치(도우즈 과잉 결함 빔(10)의 무게 중심)로부터 패턴 에지(11c)까지의 거리 L이 빔 분포의 3σ 이내를 케이스 C의 패턴 에지(11c) 부근이라 정의한다. 또한, 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치(도우즈 과잉 결함 빔(10)의 무게 중심)로부터 패턴 에지(11c)까지의 거리 L이 빔 분포의 3σ보다 큰 패턴 중앙부측에 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치가 위치하는 케이스 D에서는, 과잉 도우즈의 영향을 받기는 하지만, 케이스 B, C보다는 정밀도를 떨어뜨린 보정으로 족하다. 따라서, 케이스 B, C의 경우와 케이스 D의 경우에, 그 후의 처리를 구별하면 적합하다.

도 15는 실시 형태 1에 있어서의 패턴 중앙부의 결함 빔과, 그 주변 빔의 일례를 도시하는 도면이다. 케이스 D의 경우, 예를 들어 2빔간 피치 내의 조사 위치(39a 내지 39k)까지의 11개(N=11)의 빔을 주변 빔으로서 사용한다. 여기에서 사용하는 빔간 피치는, 설계상의 사이즈여도 상관없다. 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치(도우즈 과잉 결함 빔(10)의 무게 중심)로부터 패턴 에지(11d)까지의 거리 L이 빔 분포의 3σ보다 큰 패턴 중앙부측에 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치가 위치하는 케이스 D의 경우, 과잉 도우즈양이 패턴 에지의 형상에 미치는 영향이 작으므로, 그다지 정밀도를 높일 필요는 없고, 연산 처리의 시간을 단축하기 위해 전체 분담 도우즈양의 무게 중심 위치는 고려하지 않는다. 케이스 D의 경우, 도우즈 분배 처리부(61)는, 과잉 도우즈양 Δ를 특정된 주변 빔의 수 N으로 나눔으로써, 각 분담 도우즈양 δd를 구한다. 각 분담 도우즈양 δd는, 다음 식 (3)으로 정의할 수 있다.

또한, 케이스 D의 경우라도, 보정 정밀도를 향상시키기 위해, 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치로부터 주변 빔의 조사 위치까지의 거리 ri에 따라서 분담 도우즈양을 가변으로 해도 상관없다. i는, N개의 주변 빔군 중 대상이 되는 주변 빔의 인덱스를 나타낸다. 이러한 경우, 각 분담 도우즈양 δdi는, 과잉 도우즈양 Δ, 및 거리 ri를 사용하여, 예를 들어 다음 식 (4)로 정의할 수 있다.

그리고, 도우즈 분배 처리부(61)는, 이들 복수의 주변 빔의 각각의 도우즈양 D로부터 대응하는 분담 도우즈양 δdi를 감한다.

한편, 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치가 패턴 에지(11b) 상에 위치하는 케이스 B, 및 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치가 패턴 내이며 패턴 에지(11c) 부근에 위치하는 케이스 C에서는, 과잉 도우즈의 분담의 방법에 따라, 패턴 에지 형상이 변화되어 버리므로, 보정 정밀도를 높이기 위해 전체 분담 도우즈양의 무게 중심 위치를 고려한다.

도 16은 실시 형태 1에 있어서의 패턴 에지 상 혹은 에지 부근의 결함 빔과, 그 주변 빔의 일례를 도시하는 도면이다. 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치로부터 예를 들어 2빔간 피치 내에 조사 위치(39)가 위치하는 패턴 내의 빔을 주변 빔으로서 사용한다. 여기에서 사용하는 빔간 피치는, 설계상의 사이즈여도 상관없다. 어느 범위까지 주변 빔으로 할지는 적절히 설정하면 된다.

다음에, 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 주위의 복수의 주변 빔을, 미리 설정된 수의 복수의 주변 빔에 의해 구성되는 복수의 조를 설정한다. 예를 들어 3개씩의 인접하는 주변 빔으로 구성되는 복수의 조를 설정한다. 그리고, 도우즈 분배 처리부(61)는, 케이스 B, C의 경우에, 무게 중심 위치를 고려한 복수의 분배 도우즈양을 연산한다. 구체적으로는 이하와 같이 동작한다. 도우즈 분배 처리부(61)는, 복수의 조의 조마다, 각 분담 도우즈양을 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치로부터 당해 조를 구성하는 3개의 주변 빔의 조사 위치까지의 거리 ri에 따라서 연산한다. 예를 들어, 조 G1을 구성하는 조사 위치(39a, 39b, 39c)의 3개의 주변 빔에 대하여, 조사 위치(39a)의 빔에 대한 분담 도우즈양 δd1, 조사 위치(39b)의 빔에 대한 분담 도우즈양 δd2, 및 조사 위치(39c)의 빔에 대한 분담 도우즈양 δd3은, 과잉 도우즈양 Δ, 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치로부터 주변 빔의 조사 위치(39a)까지의 거리 r1과, 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치로부터 주변 빔의 조사 위치(39b)까지의 거리 r2와, 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치로부터 주변 빔의 조사 위치(39c)까지의 거리 r3을 사용하여, 상술한 식 (4)에 의해 구할 수 있다. 그 밖의 조에 대해서도 마찬가지이다.

도우즈 분배 처리부(61)는, 조마다, 연산된 각 분담 도우즈양을 사용하여, 당해 조를 구성하는 3개의 주변 빔이 분담하는 복수의 분담 도우즈양의 무게 중심 위치를 연산한다. 각 조의 복수의 분담 도우즈양의 무게 중심 위치 Gj'는, 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치로부터 당해 조 Gj를 구성하는 3개의 주변 빔의 조사 위치까지의 벡터 거리 ri와, 분담 도우즈양 δdi를 사용하여 예를 들어 이하의 식 (5)로 정의할 수 있다. j는, 복수의 조 중 대상이 되는 조의 인덱스를 나타낸다. 식 (5)에서는 무게 중심 위치 Gj'를 벡터로 나타내지만, 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치로부터의 x 방향 위치 dx와 y 방향 위치 dy로 분해해도 물론 상관없다.

도우즈 분배 처리부(61)는, 복수의 조 중, 무게 중심 위치 Gj'와 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 조사 위치의 어긋남이 보다 작아지는 조 Gj를 선택한다. 그리고, 도우즈 분배 처리부(61)는, 선택된 조의 3개의 주변 빔이 도우즈 과잉분을 분담하도록 분배 처리한다. 또한, 패스수가 많은 경우 등은 「복수의 조」의 수가 증가하므로, 모든 조를 연산하지 않고, 우선적인 조(결함 빔과의 거리 등으로부터 우선도를 결정)로부터 연산하고, 필요한 정밀도의 무게 중심이 구해진 시점에서 연산을 종료하면(나머지의 조는 연산하지 않음) 적합하다. 구체적으로는, 도우즈 분배 처리부(61)는, 선택된 3개의 주변 빔의 각각의 도우즈양 D로부터 대응하는 분담 도우즈양 δdi를 감한다.

이에 반해, 도우즈 과잉 결함 빔(10)이 패턴 밖에 위치하는 케이스 A에서는, 주변 빔도 패턴 밖에 위치하므로 애당초 도우즈양이 제로이며, 분담할 수 없다. 이대로는, 묘화되는 패턴의 형상에 오차가 발생해 버린다. 그래서, 실시 형태 1에서는, 도우즈 과잉분의 무게 중심 위치를 패턴 내로 이동시킨다. 이하, 구체적으로 설명한다.

도우즈 대의 주변 화소 특정 공정(S130)으로서, 도우즈 대의 주변 화소 특정부(64)는, 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 복수의 주변 화소 중, 패턴 내에서, 다른 주변 화소(조사 위치)보다도 도우즈양이 많은 주변 화소(조사 위치)를 특정한다.

도 17은 실시 형태 1에 있어서의 도우즈 프로파일과 화소의 관계의 일례를 도시하는 도면이다. 도우즈 과잉 결함 빔이 존재하지 않으면, 도 17의 (a)에 도시한 바와 같이, 패턴의 에지의 위치에 어긋남이 발생하지 않도록 할 수 있다. 그러나, 도 17의 (b)에 도시한 바와 같이, 패턴보다도 외측에 도우즈 과잉 결함 빔(10)에 의한 과잉 도우즈가 조사되어 버리면, 패턴 에지의 위치가 어긋나 버린다. 도 17의 (c)에서는, 상면으로부터 본 ON 결함 빔에 의한 과잉 도우즈(여기서는, 최대 도우즈 Dpmax)가 조사되는 화소(2)를 나타내고 있다. 도 17의 (b)의 예에서는, 패턴의 에지 위치와 겹치는 화소의 예를 들어 1개 내측의 화소(13, 15)에 조사되는 도우즈양이 크다. 이러한 경우, 도우즈 대의 주변 화소 특정부(64)는, 이러한 화소(13, 15)를, 패턴 내에서 다른 주변 화소(조사 위치)보다도 도우즈양이 많은 주변 화소로서 특정한다. 또한, 주변 화소를 정할 때, 우선은 도우즈 과잉 결함 빔으로부터 위치가 가까울 것이 요구된다. 그 가까운 빔군 중으로부터 도우즈 대의 빔을 선택한 쪽이, 효율이 좋다.

추가 도우즈 할당 공정(S132)으로서, 할당부(65)(추가 도우즈 할당부)는, 멀티빔(20) 중, 빔의 도우즈양 제어를 할 수 없어 조사되는 도우즈양이 과잉으로 되는 도우즈 과잉 결함 빔(10)이, 과잉 도우즈가 확산되는 범위 내에 있어서 과잉 도우즈양을 상쇄하기 위한 도우즈가 부족한 위치에 조사됨으로써, 시료(101)에 발생하는 과잉 도우즈에 의한 도우즈 분포(제1 도우즈 분포)를, 과잉 도우즈에 의한 도우즈 분포의 범위 내이며 과잉 도우즈를 상쇄하기 위한 빔 조사가 존재하는 묘화 대상의 패턴의 내측에 중심(예를 들어, 무게 중심 위치)이 위치하는 합성 도우즈 분포(제2 도우즈 분포)로 하기 위한 추가 도우즈양을 패턴 내의 위치에 할당한다. 과잉 도우즈가 확산되는 범위 내에 있어서 과잉 도우즈양을 상쇄하기 위한 도우즈가 부족한 위치로서, 예를 들어 묘화 대상의 패턴 단부 근방을 들 수 있다. 예를 들어, 패턴 단부로부터 2 내지 3빔 사이즈까지의 범위 내의 위치를 들 수 있다. 예를 들어 케이스 A의 경우에는, 패턴 밖에 조사됨으로써 시료(101)(기판)에 발생하는 도우즈 분포의 중심을 패턴 내로 이동시키는 추가 도우즈양을 패턴 내의 위치에 할당한다. 예를 들어 케이스 B, C의 경우에는, 패턴 에지(11) 상 혹은 패턴 에지(11) 부근에 조사됨으로써 시료(101)(기판)에 발생하는 도우즈 분포의 중심을 패턴의 내측으로 이동시키는 추가 도우즈양을 패턴 내의 위치에 할당한다. 할당부(65)는, 도우즈 과잉 결함 빔(10)의 복수의 주변 화소 중, 패턴 내에서, 다른 주변 화소(조사 위치)보다도 도우즈양이 많은 주변 화소(조사 위치)가 새로운 도우즈 분포(후술하는 합성 도우즈 분포)의 중심(예를 들어, 무게 중심 위치)으로 되도록 추가 도우즈양을 할당한다. 이때, 할당부(65)는, 미리 설정된 도우즈 역치를 초과하지 않도록 추가 도우즈양을 할당한다. 도우즈 역치로서, 예를 들어 최대 도우즈 Dpmax의 1/2 정도의 값으로 설정하면 적합하다. 구체적으로는, 이하와 같이 동작한다.

도 18은 실시 형태 1에 있어서의 추가 도우즈의 할당과 무게 중심 위치의 일례를 도시하는 도면이다. 도 19는 실시 형태 1에 있어서의 과잉 도우즈에 의한 도우즈 분포와 추가 도우즈에 의한 도우즈 분포와 양자의 합성 도우즈 분포의 일례를 도시하는 도면이다. 도 18의 (a)에서는, 패턴 밖의 화소(2)에 과잉 도우즈(여기에서는, 최대 도우즈 Dpmax)가 조사된다. 이대로는, 과잉 도우즈의 무게 중심 위치는 화소(2) 내로 된다. 그래서, 도 18의 (b)에 도시한 바와 같이, 패턴 밖의 화소(2)로부터 -x 방향으로 예를 들어 4화소 이격된 패턴 내의 주변 화소(12)에 추가 도우즈양을 할당한다. 예를 들어, 화소(2)와 마찬가지의 최대 도우즈 Dpmax를 할당한다.

혹은, 최대 도우즈 Dpmax를 할당하면 미리 설정된 최대 도우즈를 초과하는 경우, 추가 도우즈양으로서, 예를 들어 최대 도우즈의 1/2인 Dpmax/2를 주변 화소(12)에 할당한다. 그리고 주변 화소(12)에 할당하는 추가 도우즈양을 저감시킨 만큼, 다른 주변 화소에도 추가 도우즈양을 할당한다. 도 18의 (b)의 예에서는, 주변 화소(12) 외에, 패턴 밖의 화소(2)로부터 -x 방향으로 예를 들어 4화소 이격되고, y 방향으로 2화소 이격된 패턴 내의 주변 화소(14)에 추가 도우즈양을 할당한다. 추가 도우즈양으로서, 주변 화소(12)에 할당되지 못한 나머지의, 예를 들어 최대 도우즈의 1/2인 Dpmax/2를 할당한다. 이들의 추가 도우즈양에 따라, 화소(2)에 위치한 과잉 도우즈의 무게 중심 위치가 도 18의 (c)에 도시한 바와 같이, 화소(2)와 화소(12)의 중간 위치가 되는 주변 화소(13)와 화소(2)와 화소(14)의 중간 위치가 되는 주변 화소(15)로 각각 무게 중심 위치를 이동시킬 수 있다. 바꿔 말하면, 도 19에 도시한 과잉 도우즈에 의한 도우즈 분포에 대하여, 과잉 도우즈에 의한 도우즈 분포의 범위 내의 주변 화소(12(14))에 추가 도우즈양을 할당함으로써, 추가 도우즈에 의한 도우즈 분포가 발생한다. 이에 의해, 시료(101)에 형성되는 패턴에 영향을 주는 도우즈 분포를, 과잉 도우즈에 의한 도우즈 분포로부터, 과잉 도우즈에 의한 도우즈 분포와 추가 도우즈에 의한 도우즈 분포가 합성된 도 19에 도시한 합성 도우즈 분포로 변환할 수 있다. 이에 의해, 시료(101)에 형성되는 패턴에 영향을 주는 도우즈 분포의 중심을 패턴 외부로부터 패턴 내부로 이동시키는 것과 동일하다. 여기에서는, 합성 도우즈 분포의 중심(예를 들어, 무게 중심 위치)이, 패턴의 내측에 위치하도록 하기 위해, 주변 화소(12(14))에 추가 도우즈양이 할당된다. 도 18의 (c)에서는, 합성 도우즈 분포의 중심을 주변 화소(13(15))로 나타내고 있다. 이에 의해, 패턴 밖의 화소(2)에 조사되는 과잉 도우즈를 제거할 수 있다. 한편, 이대로는, 주변 화소(13, 15)에 여분의 도우즈양이 조사되어 버리게 된다. 그래서, 다음은 주변 화소(13, 15)에 발생한 여분의 도우즈양을 제거한다.

제거 도우즈 산출 공정(S134)으로서, 제거 도우즈 산출부(66)는, 추가 도우즈양이 할당됨으로써 이동한 도우즈 분포의 중심(예를 들어, 무게 중심 위치)에 발생한 도우즈양 증가분을 산출한다. 도 18의 (c)에 도시한 바와 같이, 추가 도우즈양이 할당됨으로써 이동한 무게 중심 위치가 된 주변 화소(13, 15)에는, 각각 외관상, Dpmax의 도우즈양 증가분이 발생한다.

제거 보정 공정(S136)으로서, 보정부(67)는, 추가 도우즈양이 할당됨으로써 합성 도우즈 분포의 중심(예를 들어, 무게 중심 위치)에 발생하는 도우즈양 증가분을, 합성 도우즈 분포의 중심 혹은 합성 도우즈 분포의 중심의 근방에 조사되는 도우즈양으로부터 줄이도록 보정한다. 합성 도우즈 분포의 중심의 근방으로서는, 예를 들어 합성 도우즈 분포의 중심으로부터 2 내지 3빔 사이즈의 범위 내가 적합하다. 예를 들어, 다중 묘화 중 추가 도우즈양이 할당되는 패스와는 다른 패스에 있어서 이동한 도우즈 분포의 중심(예를 들어, 무게 중심 위치)에 조사되는 도우즈양으로부터 줄이도록 보정한다. 이동한 후의 도우즈 분포의 중심 위치와, 빔을 조사하는 위치가 어긋나는 경우도 있다. 혹은, 1개의 도우즈 분포의 중심 위치에 대하여, 복수의 빔의 조사 위치의 도우즈양을 보정해도 된다. 이들의 경우에는, 도우즈 분포의 중심의 근방에 조사되는 도우즈양으로부터 줄이도록 보정한다. 도 18의 (c)의 예에서는, 주변 화소(13)에 발생한 도우즈양 증가분 Dpmax를 다른 패스의 도우즈양으로부터 줄인다. 1개의 패스로 충분히 줄이지 못하는 경우에는 복수의 패스를 사용하여 도우즈양 증가분 Dpmax를 줄인다. 마찬가지로, 주변 화소(15)에 발생한 도우즈양 증가분 Dpmax를 다른 패스의 도우즈양으로부터 줄인다. 1개의 패스로 충분히 줄이지 못하는 경우에는 복수의 패스를 사용하여 도우즈양 증가분 Dpmax를 줄인다. 실시 형태 1에서는, 이동 후의 무게 중심 위치로서, 원래, 다른 주변 화소(조사 위치)보다도 도우즈양이 많은 주변 화소(13, 15)를 굳이 선택하고 있으므로, 도우즈양 증가분 Dpmax를 충분히 줄이지 못하여 남아 버리는 리스크를 저감할 수 있다. 또한, 동일한 패스에서 줄일 수 있으면, 동일한 패스의 도우즈양으로부터 도우즈양 증가분 Dpmax를 줄여도 상관없다.

판정 공정(S138)으로서, 판정부(63)는, 모든 도우즈 과잉 결함 빔의 과잉 도우즈를 완전히 상쇄시켰는지 여부를 판정한다. 아직, 완전히 상쇄되지 않은 도우즈 과잉 결함 빔이 존재하는 경우에는, 판정 공정(S120)으로 되돌아가, 모든 도우즈 과잉 결함 빔의 과잉 도우즈의 상쇄가 완료될 때까지 마찬가지의 각 공정을 반복한다.

상술한 예에서는, 도우즈 과잉 결함 빔에 의해 조사되는 도우즈양으로서, 조사 시간 내의 최대 도우즈양 Dpmax를 사용하였지만, 이것에 한하는 것은 아니다. 도우즈 과잉 결함 빔에 의해 조사되는 도우즈양으로서, 조사 시간 내의 최대 도우즈양 Dpmax에 빔 편향을 위한 세틀링 시간의 도우즈양을 더 더한 값이 사용되면 적합하다. 혹은, 또한, 빔을 조사하는 어떤 화소로부터 다음 화소로 전환 처리에 걸리는 전환 시간, 및 데이터 전송 시간의 도우즈양을 포함시켜도 적합하다.

조사 시간 연산 공정(S140)으로서, 조사 시간 연산부(72)는, 빔의 위치 어긋남이 보정되어, 도우즈 부족 결함 빔에 의한 부족 도우즈양 및 도우즈 과잉 결함 빔에 의한 과잉 도우즈양이 상쇄된 패스마다의 각 화소의 도우즈양에 대응하는 조사 시간 t를 연산한다. 조사 시간 t는, 도우즈양 D를 전류 밀도로 나눔으로써 연산할 수 있다. 각 화소(36)(제어 그리드(27))의 조사 시간 t는, 멀티빔(20)의 1샷으로 조사 가능한 최대 조사 시간 Ttr 내의 값으로서 연산된다. 조사 시간 데이터는 기억 장치(142)에 저장된다.

묘화 공정(S142)으로서, 먼저, 묘화 제어부(74)는, 조사 시간 데이터를 묘화 시퀀스에 따라서 샷순으로 재배열한다. 그리고, 샷순으로 조사 시간 데이터를 편향 제어 회로(130)에 전송한다. 편향 제어 회로(130)는, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)에 샷순으로 블랭킹 제어 신호를 출력함과 함께, DAC 앰프 유닛(132, 134)에 샷순으로 편향 제어 신호를 출력한다. 그리고, 묘화 기구(150)는, 도우즈 과잉 결함 빔을 포함하는 멀티빔(20)을 사용하여, 다중 묘화를 행함으로써 시료(101)에 패턴을 묘화한다.

이상과 같이, 실시 형태 1에 의하면, 멀티빔 묘화에 있어서 간이한 방법으로 과잉 도우즈 혹은/및 부족 도우즈에 기인하는 패턴의 형상 오차를 저감할 수 있다. 또한, 멀티빔 묘화에 있어서, 패턴의 단부보다도 외측의 위치에 도우즈 과잉 결함 빔이 조사되는 경우에, 간이한 방법으로 결함 빔에 기인하는 패턴의 형상 오차를 저감할 수 있다. 따라서, 과잉 도우즈에 기인하는 패턴의 형상 오차를 보정하는 도우즈 변조의 계산 처리 시간을 단축할 수 있다. 이 결과, 도우즈 변조의 계산 처리와 묘화 동작을 병렬로 실행할 수 있다.

이상, 구체예를 참조하면서 실시 형태에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은, 이들 구체예에 한정되는 것은 아니다. 상술한 예에서는, 1샷분의 최대 조사 시간 Ttr 내에서, 멀티빔(20)의 각 빔이 조사 시간을 빔마다 개별로 제어하는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 1샷 분의 최대 조사 시간 Ttr을 조사 시간이 다른 복수의 서브 샷으로 분할한다. 그리고, 각 빔에 대하여, 각각 복수의 서브 샷 중으로부터 1샷분의 조사 시간으로 되도록 서브 샷의 조합을 선택한다. 그리고, 선택된 서브 샷의 조합이 동일한 화소에 대하여 연속하여 동일한 빔으로 조사됨으로써, 빔마다 1샷분의 조사 시간을 제어하도록 해도 적합하다.

또한, 상술한 예에서는, 각 제어 회로(41)의 제어용으로 10비트의 제어 신호가 입력되는 경우를 나타냈지만, 비트수는, 적절히 설정하면 된다. 예를 들어, 2비트, 혹은 3비트 내지 9비트의 제어 신호를 사용해도 된다. 또한, 11비트 이상의 제어 신호를 사용해도 된다.

또한, 장치 구성이나 제어 방법 등, 본 발명의 설명에 직접 필요하지 않는 부분 등에 대해서는 기재를 생략하였지만, 필요로 되는 장치 구성이나 제어 방법을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 묘화 장치(100)를 제어하는 제어부 구성에 대해서는, 기재를 생략하였지만, 필요로 되는 제어부 구성을 적절히 선택하여 사용하는 것은 물론이다.

그 밖에, 본 발명의 요소를 구비하고, 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있는 모든 멀티 하전 입자빔 묘화 장치 및 멀티 하전 입자빔 묘화 방법은, 본 발명의 범위에 포함된다.

멀티 하전 입자빔 묘화 장치 및 멀티 하전 입자빔 묘화 방법에 관한 것이며, 예를 들어 멀티빔 묘화에 의한 패턴의 치수 어긋남을 저감하는 방법에 이용할 수 있다.

2, 12, 13, 14, 15: 화소
10: 도우즈 과잉 결함 빔
11: 패턴 에지
20: 멀티빔
22: 구멍
24: 제어 전극
25: 통과 구멍
26: 대향 전극
27: 제어 그리드
28: 화소
29: 서브 조사 영역
30: 묘화 영역
32: 스트라이프 영역
31: 기판
33: 지지대
34: 조사 영역
35: 단위 영역
36: 화소
37, 39: 조사 위치
41: 제어 회로
47: 개별 블랭킹 기구
50: 래스터라이즈부
52: 도우즈 맵 작성부
54: 빔 위치 어긋남 맵 작성부
56: 검출부
59: 변조율 연산부
60: 도우즈 맵 작성부
61: 도우즈 분배 처리부
62: 판정부
63: 판정부
64: 도우즈 대의 주변 화소 특정부
65: 할당부
66: 제거 도우즈 산출부
67: 보정부
68: 특정부
72: 조사 시간 연산부
74: 묘화 제어부
100: 묘화 장치
101: 시료
102: 전자 경통
103: 묘화실
105: XY 스테이지
110: 제어 계산기
112: 메모리
130: 편향 제어 회로
132, 134: DAC 앰프 유닛
139: 스테이지 위치 검출기
140, 142, 144: 기억 장치
150: 묘화 기구
160: 제어계 회로
200: 전자빔
201: 전자총
202: 조명 렌즈
203: 성형 애퍼처 어레이 기판
204: 블랭킹 애퍼처 어레이 기구
205: 축소 렌즈
206: 제한 애퍼처 기판
207: 대물 렌즈
208, 209: 편향기
210: 미러
330: 멤브레인 영역
332: 외주 영역

Claims (10)

1. 멀티 하전 입자빔을 형성하는 빔 형성 기구와,
   시료 상의 각 위치에서의 도우즈양을 연산하는 도우즈양 연산 회로와,
   상기 멀티 하전 입자빔 중, 빔의 도우즈양 제어를 할 수 없어 조사되는 도우즈양이 과잉으로 되는 도우즈 과잉 결함 빔이, 과잉 도우즈가 확산되는 범위 내에 있어서 과잉 도우즈양을 상쇄하기 위한 도우즈가 부족한 위치에 조사됨으로써, 상기 시료에 발생하는 과잉 도우즈에 의한 제1 도우즈 분포를, 상기 제1 도우즈 분포의 범위 내이며 과잉 도우즈를 상쇄하기 위한 빔 조사가 존재하는 묘화 대상의 패턴의 내측에 중심이 위치하는 제2 도우즈 분포로 하기 위한 추가 도우즈양을 상기 패턴 내의 위치에 할당하는 추가 도우즈 할당 회로와,
   상기 추가 도우즈양이 할당됨으로써 상기 제2 도우즈 분포의 중심에 발생하는 도우즈양 증가분을, 상기 제2 도우즈 분포의 중심 혹은 상기 제2 도우즈 분포의 중심의 근방에 조사되는 도우즈양으로부터 줄이도록 보정하는 보정 회로와,
   상기 도우즈 과잉 결함 빔을 포함하는 상기 멀티 하전 입자빔을 사용하여, 시료에 패턴을 묘화하는 묘화 기구
   를 구비한 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 묘화 기구는, 다중 묘화를 행하고,
   상기 도우즈양 연산 회로는, 상기 멀티 하전 입자빔 중, 도우즈양이 부족한 도우즈 부족 결함 빔으로 조사되는 위치에서의 도우즈 부족분을, 상기 다중 묘화 중 상기 도우즈양이 부족한 묘화 처리와는 다른 묘화 처리에서 조사되는 도우즈양에 가산하는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 추가 도우즈 할당 회로는, 미리 설정된 도우즈 역치를 초과하지 않도록 상기 추가 도우즈양을 할당하는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 추가 도우즈 할당 회로는, 주위의 조사 위치보다도 도우즈양이 많은 조사 위치가 상기 제2 도우즈 분포의 중심으로 되도록 상기 추가 도우즈양을 할당하는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 도우즈 과잉 결함 빔에 의해 조사되는 도우즈양으로서, 조사 시간 내의 도우즈양에 빔 편향을 위한 세틀링 시간의 도우즈양을 더 더한 값이 사용되는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
6. 멀티 하전 입자빔을 형성하고,
   시료 상의 각 위치에서의 도우즈양을 연산하고,
   상기 멀티 하전 입자빔 중, 빔의 도우즈양 제어를 할 수 없어 조사되는 도우즈양이 과잉으로 되는 도우즈 과잉 결함 빔이, 과잉 도우즈가 확산되는 범위 내에 있어서 과잉 도우즈양을 상쇄하기 위한 도우즈가 부족한 위치에 조사됨으로써, 상기 시료에 발생하는 과잉 도우즈에 의한 제1 도우즈 분포를, 상기 제1 도우즈 분포의 범위 내이며 과잉 도우즈를 상쇄하기 위한 빔 조사가 존재하는 묘화 대상의 패턴의 내측에 중심이 위치하는 제2 도우즈 분포로 하기 위한 추가 도우즈양을 상기 패턴 내의 위치에 할당하고,
   상기 추가 도우즈양이 할당됨으로써 상기 제2 도우즈 분포의 중심에 발생하는 도우즈양 증가분을, 상기 제2 도우즈 분포의 중심 혹은 상기 제2 도우즈 분포의 중심의 근방에 조사되는 도우즈양으로부터 줄이도록 보정하고,
   상기 도우즈 과잉 결함 빔을 포함하는 상기 멀티 하전 입자빔을 사용하여, 시료에 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 묘화는, 다중 묘화를 행하고,
   상기 멀티 하전 입자빔 중, 도우즈양이 부족한 도우즈 부족 결함 빔으로 조사되는 위치에서의 도우즈 부족분이, 상기 다중 묘화 중 상기 도우즈양이 부족한 묘화 처리와는 다른 묘화 처리에서 조사되는 도우즈양에 가산되는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 방법.
8. 제6항에 있어서,
   미리 설정된 도우즈 역치를 초과하지 않도록 상기 추가 도우즈양이 할당되는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 방법.
9. 제6항에 있어서,
   주위의 조사 위치보다도 도우즈양이 많은 조사 위치가 상기 제2 도우즈 분포의 중심으로 되도록 상기 추가 도우즈양이 할당되는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 방법.
10. 제6항에 있어서,
    상기 도우즈 과잉 결함 빔에 의해 조사되는 도우즈양으로서, 조사 시간 내의 도우즈양에 빔 편향을 위한 세틀링 시간의 도우즈양을 더 더한 값이 사용되는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 방법.

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