TWI617898B - 多重帶電粒子束描繪方法及多重帶電粒子束描繪裝置 - Google Patents

多重帶電粒子束描繪方法及多重帶電粒子束描繪裝置 Download PDF

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Abstract

本發明一態樣之多重帶電粒子束的描繪方法，其特徵為，對多射束的每1個射束的試料的每一單位照射區域，將每1次擊發的最大照射時間的擊發受到分割而成之對同一單位照射區域連續進行的複數個分割擊發的各分割擊發，指派給可藉由多射束的一齊偏向而切換之複數個射束的至少1個，對每一單位照射區域，演算對該單位照射區域照射之射束的照射時間，對每一單位照射區域，決定將複數個分割擊發的各分割擊發設為射束ON、或設為射束OFF，以使合計照射時間成為和演算出的射束的照射時間相當之組合，一面藉由多射束的一齊偏向切換複數個射束，一面對該單位照射區域，使用複數個射束進行對同一單位照射區域連續進行的複數個分割擊發當中成為射束ON之複數個對應分割擊發。

Description

多重帶電粒子束描繪方法及多重帶電粒子束描繪裝置
本發明係多重帶電粒子束描繪方法及多重帶電粒子束描繪裝置，例如有關多射束描繪中的射束照射方法。
肩負半導體裝置微細化發展的微影技術，在半導體製程當中是唯一生成圖樣的極重要製程。近年來隨著LSI的高度積體化，對於半導體裝置要求之電路線寬正逐年微細化。當中，電子線(電子束)描繪技術在本質上具有優良的解析性，對晶圓等使用電子線來描繪係行之已久。
例如，有使用多射束的描繪裝置。相較於以一道電子束描繪的情形下，藉由使用多射束，能夠一次照射較多的射束，故能使產能大幅提升。該多射束方式之描繪裝置中，例如會使從電子槍放出的電子束通過具有複數個孔之光罩而形成多射束，然後各自受到遮沒控制，未被遮蔽的各射束則被光學系統縮小，並藉由偏向器被偏向而照射至試料上的期望位置。
多射束描繪中，是藉由照射時間來個別地控制各個射束的照射量。多射束描繪中，有一提出一種將照射同一位 置之必要照射時間份量的擊發分割成複數次的照射步驟，將各照射步驟以相同射束連續對試料照射之手法(例如參照日本特開2015-002189號公報)。
此處，多射束描繪中，由於加工精度的極限，將多射束予以成形之遮罩的複數個孔的開口直徑(孔徑直徑)會發生加工誤差。因此，藉由通過該孔而被成形的射束徑會發生誤差。故，射束電流量會發生誤差。其結果，該射束所照射之劑量亦會發生誤差。即使以通過了同一孔的複數個射束來連續對試料照射，也難以減低劑量誤差。
本發明，提供一種可減低由將多射束予以成形之孔徑直徑誤差所引起的劑量誤差之多射束描繪方法及其裝置。
本發明一態樣之多重帶電粒子束的描繪方法，其特徵為，對多射束的每1個射束的試料的每一單位照射區域，將每1次擊發的最大照射時間的擊發受到分割而成之對同一單位照射區域連續進行的複數個分割擊發的各分割擊發，指派給可藉由多射束的一齊偏向而切換之複數個射束的至少1個，對每一單位照射區域，演算對該單位照射區域照射之射束的照射時間，對每一單位照射區域，決定將複數個分割擊發的各分割擊發設為射束ON、或設為射束OFF，以使合計照射時 間成為和演算出的射束的照射時間相當之組合，一面藉由多射束的一齊偏向切換複數個射束，一面對該單位照射區域，使用複數個射束進行對同一單位照射區域連續進行的複數個分割擊發當中成為射束ON之複數個對應分割擊發。
本發明一態樣之多重帶電粒子束描繪裝置，其特徵為，具備：指派處理電路，對藉由帶電粒子束而構成之多射束的每1個射束的試料的每一單位照射區域，將每1次擊發的最大照射時間的擊發受到分割而成之對同一單位照射區域連續進行的複數個分割擊發的各分割擊發，指派給可藉由前述多射束的一齊偏向而切換之複數個射束的至少1個；照射時間演算處理電路，對每一單位照射區域，演算對該單位照射區域照射之射束的照射時間；決定處理電路，對每一單位照射區域，決定將前述複數個分割擊發的各分割擊發設為射束ON、或設為射束OFF，以使合計照射時間成為和演算出的前述射束的照射時間相當之組合；描繪機構，具有帶電粒子束源、偏向器、及載置前述試料之平台，以一面藉由前述多射束的一齊偏向切換前述複數個射束，一面對該單位照射區域，使用前述複數個射束進行對同一單位照射區域連續進行的前述複數個分割擊發當中成為射束ON之複數個對應分割擊發的方式，運用前述多射束對前述試料描繪圖樣。
22‧‧‧孔
24、26‧‧‧電極
25‧‧‧通過孔
28‧‧‧像素
29‧‧‧格子
30‧‧‧描繪區域
32‧‧‧條紋區域
34(34a~34o)‧‧‧照射區域
36‧‧‧描繪對象像素
41‧‧‧控制電路
47‧‧‧個別遮沒機構
60‧‧‧ρ演算部
62‧‧‧Dp演算部
64‧‧‧ρ’演算部
66‧‧‧D演算部
68‧‧‧t演算部
70‧‧‧編排加工部
72‧‧‧辨明部
74‧‧‧辨明部
76‧‧‧指派部
78‧‧‧排序處理部
82‧‧‧傳送處理部
84‧‧‧描繪控制部
86‧‧‧N算出部
88‧‧‧決定部
90‧‧‧資料生成部
92‧‧‧判定部
94‧‧‧射束移位處理部
96‧‧‧判定部
98‧‧‧加算部
100‧‧‧描繪裝置
101‧‧‧試料
102‧‧‧電子鏡筒
103‧‧‧描繪室
105‧‧‧XY平台
110‧‧‧控制計算機
112‧‧‧記憶體
130‧‧‧偏向控制電路
131‧‧‧邏輯電路
132、134‧‧‧DAC放大器單元
138‧‧‧平台控制部
139‧‧‧平台位置測定部
140、142‧‧‧記憶裝置
150‧‧‧描繪部
160‧‧‧控制部
200‧‧‧電子束
20a~20e‧‧‧電子束(多射束)
201‧‧‧電子槍
202‧‧‧照明透鏡
203‧‧‧成形孔徑陣列基板
204‧‧‧遮沒孔徑陣列機構
205‧‧‧縮小透鏡
206‧‧‧限制孔徑基板
207‧‧‧對物透鏡
208、209‧‧‧偏向器
210‧‧‧鏡
212‧‧‧偏向器
圖1為實施形態1中的描繪裝置的構成示意概念圖。
圖2為實施形態1中的成形孔徑陣列基板的構成示意概念圖。
圖3為實施形態1中的遮沒孔徑陣列機構的部分示意俯視概念圖。
圖4為實施形態1中的描繪動作之一例說明用概念圖。
圖5為實施形態1中的多射束的照射區域與描繪對象像素之一例示意圖。
圖6為實施形態1中的多射束的描繪方法之一例說明用圖。
圖7為實施形態1中的個別遮沒控制電路與共通遮沒控制電路的內部構成示意概念圖。
圖8為實施形態1中的描繪方法的主要工程示意流程圖。
圖9A與圖9B為實施形態1中的複數個分割擊發的途中之射束切換說明用圖。
圖10A與圖10B為實施形態1中的複數個分割擊發與射束的指派之一例示意圖。
圖11為實施形態1中的分割擊發的ON/OFF決定方法之工程示意流程圖。
圖12為實施形態1中的照射時間編排資料的部分之 一例示意圖。
圖13為實施形態1中的針對1擊發中的複數個分割擊發的部分之射束ON/OFF切換動作示意時序圖。
圖14為實施形態1中的遮沒動作說明用概念圖。
圖15為實施形態1中的描繪方法的變形例的主要工程示意流程圖。
圖16為實施形態1中的分割擊發的ON/OFF決定方法的變形例之工程示意流程圖。
圖17A與圖17B為實施形態2的比較例中的複數個分割擊發與射束的指派之一例示意圖。
圖18A與圖18B為實施形態2中的複數個分割擊發與射束的指派之一例示意圖。
圖19A至圖19D為實施形態3中的複數個分割擊發的途中之射束切換說明用圖。
圖20A與圖20B為實施形態3中的複數個分割擊發與射束的指派之一例示意圖。
圖21A與圖21B為各實施形態的比較例中的曝光序列之一例示意圖。
圖22A至圖22C為比較各實施的形態的曝光序列之一例示意圖。
圖23為實施形態1中藉由2個射束切換而描繪的情形下之比較各射束曝光時間之一例示意圖。
圖24為實施形態1的變形例中藉由3個射束切換而描繪的情形下之比較各射束曝光時間之一例示意圖。
以下，實施形態中，說明運用了電子束來作為帶電粒子束的一例之構成。但，帶電粒子束不限於電子束，也可以是離子束等運用了帶電粒子的射束。
實施形態1.
圖1為實施形態1中描繪裝置的構成示意概念圖。圖1中，描繪裝置100具備描繪機構150與控制部160。描繪裝置100為多重帶電粒子束描繪裝置之一例。描繪機構150具備電子鏡筒102與描繪室103。在電子鏡筒102內，配置有電子槍201、照明透鏡202、成形孔徑陣列基板203、遮沒孔徑陣列機構204、縮小透鏡205、共通遮沒用的偏向器212、限制孔徑基板206、對物透鏡207、及偏向器208，209。在描繪室103內配置有XY平台105。在XY平台105上，配置有於描繪時成為描繪對象基板的光罩等試料101。試料101係包括製造半導體裝置時的曝光用光罩、或供製造半導體裝置的半導體基板(矽晶圓)等。此外，試料101包括已塗布阻劑，但尚未受到任何描繪之光罩底板(mask blanks)。在XY平台105上還配置XY平台105的位置測定用的鏡(mirror)210。
控制部160具有控制計算機110、記憶體112、偏向控制電路130、邏輯電路131、數位/類比變換(DAC)放大器單元132，134、平台控制部138、平台位置測定部 139及磁碟裝置等記憶裝置140，142。控制計算機110、記憶體112、偏向控制電路130、平台控制部138、平台位置測定部139及記憶裝置140，142係透過未圖示之匯流排而彼此連接。描繪資料從描繪裝置100的外部被輸入並存儲於記憶裝置140(記憶部)。在偏向控制電路130透過未圖示之匯流排而連接有邏輯電路131、DAC放大器單元132，134及遮沒孔徑陣列機構204。此外，邏輯電路131，連接至偏向器212。平台位置測定部139，將雷射光照射至XY平台105上的鏡210，並接受來自鏡210的反射光。然後，利用該反射光的資訊來測定XY平台105的位置。
在控制計算機110內，配置有圖樣面積密度ρ演算部60、鄰近效應修正照射係數Dp演算部62、像素內圖樣面積密度ρ’演算部64、照射量D演算部66、照射時間t演算部68、編排加工部70、辨明部72、辨明部74、指派部76、排序處理部78、階度值N算出部86、決定部88、資料生成部90、判定部92、射束移位處理部94、判定部96、加算部98、傳送處理部82、及描繪控制部84。圖樣面積密度ρ演算部60、鄰近效應修正照射係數Dp演算部62、像素內圖樣面積密度ρ’演算部64、照射量D演算部66、照射時間t演算部68、編排加工部70、辨明部72、辨明部74、指派部76、排序處理部78、階度值N算出部86、決定部88、資料生成部90、判定部92、射束移位處理部94、判定部96、加算部98、傳送處理部82、及描繪 控制部84這些各「~部」，係包含處理電路，該處理電路中包含電子電路、電腦、處理器、電路基板、量子電路、或半導體裝置等。此外，各「~部」亦可使用共通的處理電路(同一處理電路)。或，亦可使用相異的處理電路(個別的處理電路)。對於圖樣面積密度ρ演算部60、鄰近效應修正照射係數Dp演算部62、像素內圖樣面積密度ρ’演算部64、照射量D演算部66、照射時間t演算部68、編排加工部70、辨明部72、辨明部74、指派部76、排序處理部78、階度值N算出部86、決定部88、資料生成部90、判定部92、射束移位處理部94、判定部96、加算部98、傳送處理部82、及描繪控制部84輸出入之資訊及演算中之資訊會隨時被存儲於記憶體112。
此處，圖1中記載了用以說明實施形態1所必須之構成。對描繪裝置100而言，通常也可具備必要的其他構造。
圖2為實施形態1中的成形孔徑陣列基板的構成示意概念圖。圖2中，在成形孔徑陣列基板203，有縱(y方向)m列×橫(x方向)n列(m，n≧2)的孔(開口部)22以規定之編排間距形成為矩陣狀。圖2中，例如於縱橫(x，y方向)形成512×512列的孔22。各孔22均形成為相同尺寸形狀的矩形。或者是相同外徑的圓形亦可。電子束200的一部分分別通過該些複數個孔22，藉此會形成多射束20。在此，雖然舉例於縱橫(x，y方向)均配置了2列以上的孔22，但並不限於此。例如，亦可為在 縱橫(x，y方向)的其中一方有複數列，而另一方僅有1列。此外，孔22的編排方式，亦不限於如圖2般配置成縱橫為格子狀之情形。舉例來說，縱方向(y方向)第k段的列及第k+1段的列的孔，彼此亦可於橫方向(x方向)錯開尺寸a而配置。同樣地，縱方向(y方向)第k+1段的列及第k+2段的列的孔，彼此亦可於橫方向(x方向)錯開尺寸b而配置。
圖3為實施形態1中的遮沒孔徑陣列機構的部分示意俯視概念圖。另，圖3中，沒有記載成令電極24，26與控制電路41的位置關係一致。遮沒孔徑陣列機構204，如圖3所示，在和圖2所示成形孔徑陣列基板203的各孔22相對應之位置，有供多射束的各個射束通過用之通過孔25(開口部)開口。又，在各通過孔25的鄰近位置，包夾著該通過孔25而分別配置有遮沒偏向用之電極24，26的群組(遮沒器：遮沒偏向器)。此外，在各通過孔25的鄰近，配置有各通過孔25用之例如對電極24施加偏向電壓之控制電路41(邏輯電路)。各射束用的2個電極24，26的另一方(例如電極26)被接地。此外，各控制電路41，連接至控制訊號用之例如1位元的配線。各控制電路41，除了例如1位元的配線以外，還連接至時脈訊號線及電源用的配線。對於構成多射束之各個射束的每一者，構成由電極24，26及控制電路41所組成之個別遮沒機構47。從偏向控制電路130輸出各控制電路41用之控制訊號。在各控制電路41內，配置有後述之移位 暫存器，例如串聯連接有n×m道的多射束的1列份的控制電路內的移位暫存器。又，例如n×m道的多射束的1列份的控制訊號是以序列(series)被發送，例如各射束的控制訊號係藉由n次的時脈訊號而被存儲於相對應之控制電路41。
通過各通過孔的電子束20，會分別獨立地藉由施加於成對之2個電極24、26的電壓而被偏向。藉由該偏向而受到遮沒控制。將多射束當中的相對應射束分別予以遮沒偏向。像這樣，複數個遮沒器，係對通過了成形孔徑陣列基板203的複數個孔22(開口部)的多射束當中分別相對應的射束進行遮沒偏向。
圖4為實施形態1中描繪動作的一例說明用概念圖。如圖4所示，試料101的描繪區域30，例如朝向y方向以規定寬度被假想分割成長條狀的複數個條紋區域32。首先，使XY平台105移動，調整以使得一次的多射束20照射所能夠照射之照射區域34位於第1個條紋區域32的左端或更左側之位置，開始描繪。在描繪第1個條紋區域32時，例如使XY平台105朝-x方向移動，藉此便相對地朝x方向逐一進行描繪。令XY平台105例如以等速連續移動。第1個條紋區域32的描繪結束後，使平台位置朝-y方向移動，調整以使得照射區域34相對地於y方向位於第2個條紋區域32的右端或更右側之位置，這次使XY平台105例如朝x方向移動，藉此朝向-x方向以同樣方式進行描繪。在第3個條紋區域32朝x方向描繪、在 第4個條紋區域32朝-x方向描繪，像這樣一面交互地改變方向一面描繪，藉此能夠縮短描繪時間。但，並不限於該一面交互改變方向一面描繪之情形，在描繪各條紋區域32時，亦可設計成朝向同方向進行描繪。1次的擊發(後述之分割擊發的合計)當中，藉由因通過成形孔徑陣列基板203的各孔22而形成之多射束，最大會一口氣形成與各孔22相同數量之複數個擊發圖樣。
圖5為實施形態1中的多射束的照射區域與描繪對象像素之一例示意圖。圖5中，條紋區域32例如以多射束的射束尺寸而被分割成網目狀的複數個網目區域。該各網目區域係成為描繪對象像素36(單位照射區域、或描繪位置)。描繪對象像素36的尺寸，並不限定於射束尺寸，亦可為和射束尺寸無關而由任意大小所構成者。例如，亦可由射束尺寸的1/n(n為1以上的整數)的尺寸來構成。圖5例子中揭示，試料101的描繪區域，例如於y方向以和多射束20一次的照射所能照射之照射區域34(描繪照野)的尺寸實質相同之寬度尺寸被分割成複數個條紋區域32之情形。另，條紋區域32的寬度不限於此。合適為照射區域34的n倍(n為1以上之整數)之尺寸。圖5例子中，揭示512×512列的多射束之情形。又，在照射區域34內，揭示多射束20一次的照射所能夠照射之複數個像素28(射束的描繪位置)。換言之，相鄰像素28間的間距即為多射束的各射束間之間距。圖5例子中，藉由被相鄰4個像素28所包圍，且包括4個像素28 當中的1個像素28之正方形區域，來構成1個格子29。圖5例子中，揭示各格子29由4×4像素所構成之情形。
圖6為實施形態1中的多射束的描繪方法之一例說明用圖。圖6中，揭示描繪圖5所示條紋區域32的多射束當中，由y方向第3段的座標(1，3)，(2，3)，(3，3)，...，(512，3)的各射束所描繪之格子的一部分。圖6例子中，例如揭示XY平台105在移動8射束間距份的距離之期間描繪(曝光)4個像素之情形。在描繪(曝光)該4個像素的期間，藉由偏向器208將多射束20全體予以一齊偏向，藉此使照射區域34追隨XY平台105之移動，以免照射區域34因XY平台105之移動而與試料101之相對位置偏離。換言之，係進行追蹤(tracking)控制。圖6例子中，揭示在移動8射束間距份的距離之期間描繪(曝光)4個像素，藉此實施1次的追蹤循環之情形。
具體而言，平台位置檢測器139，將雷射照射至鏡210，並從鏡210接受反射光，藉此對XY平台105的位置測長。測長出的XY平台105的位置，會被輸出至控制計算機110。在控制計算機110內，描繪控制部84將該XY平台105的位置資訊輸出至偏向控制電路130。在偏向控制電路130內，配合XY平台105的移動，演算用來做射束偏向之偏向量資料(追蹤偏向資料)以便追隨XY平台105的移動。身為數位訊號之追蹤偏向資料，被輸出至DAC放大器134，DAC放大器134將數位訊號變換成 類比訊號後予以放大，並施加至偏向器208以作為追蹤偏向電壓。
然後，描繪機構150，在該擊發(後述之分割擊發合計)中的多射束的各射束各者的照射時間當中的最大描繪時間Ttr內的和各像素36相對應之描繪時間，對各像素36照射和多射束20當中和ON射束的各者相對應之射束。實施形態1中，是將1次份的擊發分成後述之複數個分割擊發，而在1次份的擊發的動作中，進行該複數個分割擊發。又，實施形態1中，當對各像素36進行該複數個分割擊發，途中，切換射束而進行剩餘之分割擊發。首先，將複數個分割擊發視為1次份的擊發，說明各擊發的動作如下。
圖6例子中，藉由座標(1，3)的射束(1)(基準射束)與後述之切換射束，在從時刻t=0至t=最大描繪時間Ttr為止之期間，對矚目格子29的例如從最下段右邊第1個像素，進行第1擊發的複數個分割擊發的射束之照射。例如，以射束(1)照射複數個分割擊發的前半的分割擊發，途中射束切換，剩餘的分割擊發是藉由切換射束來進行射束照射。或是，以切換射束照射複數個分割擊發的前半的分割擊發，途中射束切換，剩餘的分割擊發是藉由射束(1)來進行射束照射。圖6中，省略了切換後之狀態。從時刻t=0至t=Ttr為止之期間，XY平台105例如朝-x方向移動恰好2射束間距份。在此期間，追蹤動作持續。
從該擊發的射束照射開始起算經過該擊發的最大描繪時間Ttr後，藉由偏向器208一面持續用於追蹤控制之射束偏向，一面在用於追蹤控制之射束偏向之外，另藉由偏向器209將多射束20一齊偏向，藉此將各射束的描繪位置(前次的描繪位置)移位至下一各射束的描繪位置(本次的描繪位置)。圖6例子中，在成為時刻t=Ttr的時間點，將描繪對象像素從矚目格子29的最下段右邊數來第1個像素移位至下面數來第2段且右邊數來第1個像素。在此期間，XY平台105亦定速移動，故追蹤動作持續。
然後，一面持續追蹤控制，一面對已被移位之各射束的描繪位置，以和該擊發的最大描繪時間Ttr內的各自相對應之描繪時間，照射和多射束20當中ON射束的各者相對應之射束。圖6例子中，藉由座標(1，3)的射束(1)與後述之切換射束，從時刻t=Ttr至t=2Ttr為止之期間，對矚目格子29的例如下面數來第2段且右邊數來第1個像素，進行第2擊發之射束的照射。從時刻t=Ttr至t=2Ttr為止之期間，XY平台105例如朝-x方向移動恰好2射束間距份。在此期間，追蹤動作持續。
圖6例子中，在成為時刻t=2Ttr的時間點，藉由偏向器209所做的多射束之一齊偏向，將描繪對象像素從矚目格子29的下面數來第2段且右邊數來第1個像素移位至下面數來第3段且右邊數來第1個像素。在此期間，XY平台105亦移動，故追蹤動作持續。然後，藉由座標(1，3)的射束(1)與切換射束，從時刻t=2Ttr至t= 3Ttr為止之期間，對矚目格子29的例如下面數來第3段且右邊數來第1個像素，進行第3擊發之射束的照射。從時刻t=2Ttr至t=3Ttr為止之期間，XY平台105例如朝-x方向移動恰好2射束間距份。在此期間，追蹤動作持續。在成為時刻t=3Ttr的時間點，藉由偏向器209所做的多射束之一齊偏向，將描繪對象像素從矚目格子29的下面數來第3段且右邊數來第1個像素移位至下面數來第4段且右邊數來第1個像素。在此期間，XY平台105亦移動，故追蹤動作持續。然後，藉由座標(1，3)的射束(1)與切換射束，從時刻t=3Ttr至t=4Ttr為止之期間，對矚目格子29的例如下面數來第4段且右邊數來第1個像素，進行第4擊發之射束的照射。從時刻t=3Ttr至t=4Ttr為止之期間，XY平台105例如朝-x方向移動恰好2射束間距份。在此期間，追蹤動作持續。藉由上述，便結束矚目格子29的右邊數來第1個像素列之描繪。
圖6例子中，對從初次位置被移位3次後之各射束的描繪位置一面切換射束一面照射了各個相對應之射束後，DAC放大器單元134會將追蹤控制用的射束偏向予以重置，藉此將追蹤位置返回開始做追蹤控制時之追蹤開始位置。換言之，使追蹤位置朝和平台移動方向相反之方向返回。圖6例子中，在成為時刻t=4Ttr的時間點，解除矚目格子29的追蹤，將射束擺回至朝x方向挪移了8射束間距份之矚目格子。另，圖6例子中，雖說明了座標 (1，3)的射束(1)，但針對其他座標的射束，亦是對各個相對應之格子同樣地進行描繪。也就是說，座標(n，m)的射束，在t=4Ttr的時間點，對於相對應之格子結束從右邊數來第1個像素列之描繪。例如，座標(2，3)的射束(2)，對和圖6的射束(1)用的矚目格子29於-x方向相鄰之格子，結束從右邊數來第1個像素列之描繪。
另，由於各格子的從右邊數來第1個像素列之描繪已結束，故追蹤重置後，於下次的追蹤循環中，首先偏向器209會將各個相對應的射束的描繪位置予以偏向以便對位(移位)至各格子的下面數來第1段且右邊數來第2個像素。
如上述般，同一追蹤循環中，於藉由偏向器208將照射區域34控制在對試料101而言相對位置成為同一位置之狀態下，藉由偏向器209一面使每次移位1像素一面進行各擊發(複數個分割擊發)。然後，追蹤循環結束1循環後，返回照射區域34的追蹤位置，再如圖4的下段所示，例如將第1次的擊發位置對位至挪移了1像素之位置，一面進行下一次的追蹤控制一面藉由偏向器209使每次移位1像素一面進行各擊發。條紋區域32的描繪中，藉由重複該動作，照射區域34的位置以照射區域34a~340這樣的方式依序逐一移動，逐一進行該條紋區域之描繪。
圖7為實施形態1中的個別遮沒控制電路與共通遮沒 控制電路的內部構成示意概念圖。圖7中，在配置於描繪裝置100本體內的遮沒孔徑陣列機構204之個別遮沒控制用的各邏輯電路41，配置有移位暫存器40、暫存器42、AND演算器44、及放大器46。另，針對AND演算器44，亦可省略。實施形態1中，對於以往例如是藉由10位元的控制訊號來控制之各射束用的個別遮沒控制，是藉由例如1位元的控制訊號來控制。也就是說，對於移位暫存器40、暫存器42、及AND演算器44，係輸出入1位元的控制訊號。控制訊號的資訊量少，藉此能夠縮小控制電路的設置面積。換言之，即使在設置空間狹窄的遮沒孔徑陣列機構204上配置邏輯電路的情形下，仍能以更小的射束間距配置更多的射束。這可使穿透遮沒孔徑陣列機構204之電流量增加，亦即能夠提升描繪產能。
此外，在共通遮沒用的偏向器212配置有放大器，在邏輯電路131配置有暫存器50、及計數器52。這裡並非同時進行複數種不同控制，而是以進行ON/OFF控制的1個電路來達成，因此即使配置用來令其高速響應之電路的情形下，也不會發生設置空間或電路的使用電流限制上的問題。故，此放大器相較於在遮沒孔徑上所能實現之放大器而言會甚為高速地動作。此放大器例如藉由10位元的控制訊號來控制。也就是說，對於暫存器50、及計數器52，例如會輸出入10位元的控制訊號。
實施形態1中，利用上述個別遮沒控制用的各邏輯電路41所做之射束ON/OFF控制、以及將多射束全體予以 一齊遮沒控制之共通遮沒控制用的邏輯電路131所做之射束ON/OFF控制這雙方，來進行各射束的遮沒控制。
圖8為實施形態1之描繪方法的主要工程示意流程圖。圖8中，實施形態1中的描繪方法，對1次份的每一擊發，係實施每一像素的基準射束辨明工程(S102)、切換射束辨明工程(S104)、分割擊發指派工程(S106)、排序處理工程(S108)、照射時間演算工程(S110)、階度值N算出工程(S112)、分割擊發ON/OFF決定工程(S114)、照射時間編排資料生成工程(S116)、照射時間編排資料加工工程(S118)、第k個資料傳送工程(S122)、判定工程(S124)、射束切換工程(S126)、第k個分割擊發工程(S128)、判定工程(S130)、加算工程(S132)這一連串的工程。
作為每一像素的基準射束辨明工程(S102)，辨明部72，對每一像素36，辨明對該像素照射射束之基準射束。多射束描繪中，如圖4~圖6中說明般，係一面挪移像素一面反覆追蹤循環，藉此逐一進行條紋區域30之描繪。多射束當中的哪個射束會負責哪個像素36，是由描繪序列(sequence)來決定。辨明部70，對每一像素36，將藉由描繪序列而決定之該像素36的射束，辨明作為基準射束。圖6例子中，例如，座標(1，3)的射束(1)，會被辨明作為該擊發(複數個分割擊發)中的矚目格子29的最下段右邊數來第1個像素的基準射束。
作為切換射束辨明工程(S104)，辨明部74，對每 一像素36，將可藉由多射束的一齊偏向而切換之射束，辨明作為對該像素照射射束之切換射束。
圖9A與圖9B為實施形態1中的複數個分割擊發的途中之射束切換說明用圖。圖9A例子中，揭示運用5×5的多射束20，對試料擊發多射束20的情形之一例。例如，揭示多射束20當中的射束a作為基準射束而負責矚目格子29的最上段左邊數來第1個像素36之情形。射束a，表示照射一口氣可照射之照射區域34的5×5的多射束20的上面數來第2段且左邊數來第2列之射束。複數個分割擊發當中，例如，射束a負責進行第1個分割擊發~第8個分割擊發後，將5×5的多射束20藉由偏向器209往圖9A所示上方一齊偏向恰好1射束間距份，藉此將射束照射位置移位。如此一來，如圖9B所示，矚目格子29的最上段左邊數來第1個像素36，會從射束a切換成射束b。然後，複數個分割擊發當中，剩餘的分割擊發由射束b負責。如此一來，矚目格子29的最上段左邊數來第1個像素36，便會藉由射束a與射束b這2個射束而受到多重曝光。即使將射束a予以成形之成形孔徑陣列基板203的孔22(孔徑)的直徑相對於設計值而言發生了加工誤差的情形下，藉由重疊射束b而照射，便能將射束電流量的誤差平均化。其結果，能夠減低對該像素的劑量誤差。例如，以射束a與射束b這2個射束來照射，藉此，相較於僅以射束a來照射之情形，能夠減低對該像素36照射之射束電流的不均一性的統計誤差。例如，在2個射 束間若能使照射時間相同，則能將射束電流的不均一性的統計誤差減低成1/2(1/2)倍。圖9A與圖9B中，說明了基準射束(射束a)先進行分割擊發之情形，但如後述般切換射束(射束b)先進行分割擊發亦無妨。如圖9B般脫離了照射區域34之射束，能夠用於和上方鄰接之條紋內的像素之曝光。因此，必須使各條紋的起點、終點之X座標及條紋內的像素之曝光順序相同。或是，照射區域亦可定義一比34更小的照射區域34’，將條紋30的高度設定成和照射區域34’的高度相同。如此一來，包括圖8的處理在內之描繪處理，能夠於每一條紋完結，因此較佳。另在此情形下，如圖9B般，脫離了照射區域34’之射束，會被控制成為OFF而不將像素曝光。或是，亦可將孔徑203、204事先構成為，具有比構成照射區域所必須之射束陣列還多一行開口。
另，圖9A與圖9B例子中，揭示了將5×5的多射束20藉由偏向器209往上方(y方向)一齊偏向恰好1射束間距份之情形，但並不限於此。例如，亦可將5×5的多射束20藉由偏向器209往左側(x方向)一齊偏向恰好1射束間距份。或是，例如，亦可將5×5的多射束20藉由偏向器209往右側(-x方向)一齊偏向恰好1射束間距份。或是，例如，亦可將5×5的多射束20藉由偏向器209往下方(-y方向)一齊偏向恰好1射束間距份。此外，射束的移位量亦不限於1射束間距份。亦可為2射束間距以上。射束的移位量只要是可藉由偏向器209偏向之 射束間距的整數倍，則便能切換成任一射束。
作為分割擊發指派工程(S106)，指派部76，對多射束20的每1個射束的試料101的像素36(單位照射區域)每一者，將每1次擊發的最大照射時間Ttr的擊發受到分割而成之對同一像素36連續進行之照射時間相異的複數個分割擊發的各分割擊發，指派給可藉由多射束20的一齊偏向而切換之複數個射束的至少1個。實施形態1中，例如，將複數個分割擊發的各分割擊發指派給可藉由多射束20的一齊偏向而切換之複數個射束的任一者。
圖10A與圖10B為實施形態1中的複數個分割擊發與射束的指派之一例示意圖。實施形態1中，將1次份的擊發的最大照射時間Ttr，分割成對同一位置連續照射之照射時間相異的n次的分割擊發。首先，制定將最大照射時間Ttr除以量子化單位△(階度值解析力)而成之階度值Ntr。例如，訂n=10的情形下，分割成10次的分割擊發。當將階度值Ntr以位數n的2進位之值來定義的情形下，只要事先設定量子化單位△使成為階度值Ntr=1023即可。如此一來，便成為最大照射時間Ttr=1023△。然後，如圖10A所示，n次的分割擊發，具有512△(=29△)，256△(=28△)，128△(=27△)，64△(=26△)，32△(=25△)，16△(=24△)，8△(=23△)，4△(=22△)，2△(=21△)，△(=20△)的其中一者之照射時間。也就是說，1次份的多射束的擊發，會被分割成具有512△的照射時間tk之分割擊發、具 有256△的照射時間tk之分割擊發、具有128△的照射時間tk之分割擊發、具有64△的照射時間tk之分割擊發、具有32△的照射時間tk之分割擊發、具有16△的照射時間tk之分割擊發、具有8△的照射時間tk之分割擊發、具有4△的照射時間tk之分割擊發、具有2△的照射時間tk之分割擊發、以及具有△的照射時間tk之分割擊發。
故，對各像素36照射之任意的照射時間t(=N△)，能夠藉由該512△(=29△)，256△(=28△)，128△(=27△)，64△(=26△)，32△(=25△)，16△(=24△)，8△(=23△)，4△(=22△)，2△(=21△)，△(=20△)及零(0)的至少1者之組合來定義。例如，若為N=50之擊發，則因50=25+24+21，故會成為具有25△的照射時間之分割擊發、具有24△的照射時間之分割擊發、以及具有21△的照射時間之分割擊發的組合。另，當將對各像素36照射之任意的照射時間t的階度值N做2進位變換的情形下，合適是定義成盡可能使用較大的位之值。
指派部76，針對各像素，例如將具有512△的照射時間tk之分割擊發指派給切換射束(射束b)。將具有256△的照射時間tk之分割擊發指派給基準射束(射束a)。將具有128△的照射時間tk之分割擊發指派給切換射束(射束b)。將具有64△的照射時間tk之分割擊發、具有32△的照射時間tk之分割擊發、具有16△的照射時間tk之分割擊發、具有8△的照射時間tk之分割擊 發、具有4△的照射時間tk之分割擊發、具有2△的照射時間tk之分割擊發、以及具有△的照射時間tk之分割擊發，指派給基準射束(射束a)。
將哪一分割擊發指派給基準射束，將哪一分割擊發指派給切換射束，只要事先設定即可。此處，只要將複數個分割擊發指派給對像素分別辨明出的實際之基準射束與實際之切換射束即可。n次的分割擊發所做的曝光中，射束電流的不均一性為，參與將像素36曝光的劑量之比例會和各次的分割擊發的照射時間(曝光時間)成比例。是故，就減低每一射束的射束電流的不均一性之意義而言，將具有較長照射時間(曝光時間)的分割擊發指派給複數個射束會較為有效。圖10A例子中，在照射時間(曝光時間)較長，例如排名前三的512△，256△，128△的分割擊發這一帶範圍使用複數射束則效果較大，反之，在64△以下的分割擊發這一帶範圍使用複數射束則效果較小。故，實施形態1中，針對照射時間(曝光時間)較長之排名前面的分割擊發來切換射束。
作為排序處理工程(S108)，排序處理部78，將分割擊發的實施順序做排序處理，以便以射束單位予以統整。藉由以射束單位予以統整，能夠減少射束的切換動作，能縮短描繪時間。圖10B例子中，先統整切換射束(射束b)所負責之分割擊發，其後接連著基準射束(射束a)所負責之分割擊發。具體而言，依具有512△的照射時間tk之分割擊發(切換射束(射束b))、具有 128△的照射時間tk之分割擊發(切換射束(射束b))、具有256△的照射時間tk之分割擊發(基準射束(射束a))、具有64△的照射時間tk之分割擊發(基準射束(射束a))、具有32△的照射時間tk之分割擊發(基準射束(射束a))、具有16△的照射時間tk之分割擊發(基準射束(射束a))、具有8△的照射時間tk之分割擊發(基準射束(射束a))、具有4△的照射時間tk之分割擊發(基準射束(射束a))、具有2△的照射時間tk之分割擊發(基準射束(射束a))、及具有△的照射時間tk之分割擊發(基準射束(射束a))的順序做排序處理。
圖10B例子中，揭示在同一射束所負責之複數個分割擊發內，照射時間tk較長的分割擊發先被實施，但並不限於此。在同一射束所負責之複數個分割擊發內，照射時間tk較短的分割擊發亦可先被實施。或是，在同一射束所負責之複數個分割擊發內，分割擊發亦可以照射時間tk成為隨機之順序被實施。
作為照射時間演算工程(S110)，對每一像素36(單位照射區域)，演算對該像素36照射之射束的照射時間(該像素36所必須之射束照射時間)。具體而言只要如以下般演算即可。
首先，ρ演算部60，將描繪區域(此處例如為條紋區域32)以規定的尺寸以網目狀假想分割成複數個鄰近網目區域(鄰近效應修正計算用網目區域)。鄰近網目區域 的尺寸，合適為鄰近效應的影響範圍的1/10程度，例如設定為1μm程度。ρ演算部60，從記憶裝置140讀出描繪資料，對每一鄰近網目區域，演算配置於該鄰近網目區域內之圖樣的圖樣面積密度ρ。
接著，Dp演算部62，對每一鄰近網目區域，演算用來修正鄰近效應之鄰近效應修正照射係數Dp。此處，演算鄰近效應修正照射係數Dp之網目區域的尺寸，未必要和演算圖樣面積密度ρ之網目區域的尺寸相同。此外，鄰近效應修正照射係數Dp的修正模型及其計算手法可和習知之單射束描繪方式中使用的手法相同。
接著，ρ’演算部64，對每一像素36，演算該像素36內的圖樣面積密度ρ’。ρ’的網目尺寸例如訂為和像素28的大小相同。
接著，D演算部66，對每一像素(描繪對象像素)36，演算用來對該像素36照射之照射量D。照射量D，例如可演算為將事先設定好的基準照射量Dbase乘上鄰近效應修正照射係數Dp乘上圖樣面積密度ρ’而得之值。像這樣，照射量D，合適是和對每一像素36算出的圖樣的面積密度成比例來求出。接著，t演算部68，對每一像素36，演算用來使對該像素36演算出的照射量D入射之電子束的照射時間t。照射時間t，能夠藉由將照射量D除以電流密度J來演算。
作為階度值N算出工程(S112)，階度值N算出部86，將對每一像素36獲得的照射時間t除以量子化單位 △(階度值解析力)，藉此算出整數的階度值N資料。階度值N資料，例如以0~1023的階度值來定義。量子化單位△，可設定為各式各樣，但例如能夠定義為1ns(奈秒)等。量子化單位△，例如較佳是使用1~10ns的值。此處，如上述般設定量子化單位△以使每1擊發的最大照射時間Ttr的階度值Ntr成為1023。但，並不限於此。亦可設定量子化單位△以使最大照射時間Ttr的階度值Ntr成為1023以下。
作為分割擊發ON/OFF決定工程(S114)，決定部88，對每一像素36，決定將複數個分割擊發的各分割擊發設為射束ON、或設為射束OFF，以使設為射束ON之分割擊發的合計照射時間，會成為和演算出的射束的照射時間相當之組合。對每一像素36獲得的照射時間t，是利用表示值0或1的其中一者之整數wk、及n個分割擊發的第k個分割擊發的照射時間Tk，而依以下式(1)定義。整數wk成為1之分割擊發能夠決定為ON，整數wk成為0之分割擊發能夠決定為OFF。
圖11為實施形態1中的分割擊發的ON/OFF決定方法之工程示意流程圖。決定部88，實施圖11所示之流程圖的各工程。
首先，作為初始設定工程(S202)，設定變數T=N△。當將對各像素36照射之任意的照射時間t的階度值 N做2進位變換的情形下，合適是定義成盡可能使用較大的位之值。故，將n個整數時間的數列Tk依較大者順序設定。此處，設定n=10、數列Tk={512△(=T1)，256△(=T2)，128△(=T3)，64△(=T4)，32△(=T5)，16△(=T6)，8△(=T7)，4△(=T8)，2△(=T9)，△(=T10)}。將n個的整數wk設定為「0」。將變數k設定為「1」。
作為判定工程(S204)，判定是否變數T-Tk>0。當T-Tk>0的情形下，進入設定工程(S206)。當非T-Tk>0的情形下，進入判定工程(S208)。
設定工程(S206)中，設定wk=1。此外，演算T=T-Tk。演算後，進入判定工程(S208)。
判定工程(S208)中，判定是否變數k<n。當k<n的情形下，進入加算工程(S210)。當非k<n的情形下，結束。
加算工程(S210)中，對變數k加計1(k=k+1)。然後，回到判定工程(S204)。然後，反覆判定工程(S204)至加算工程(S210)，直到判定工程(S208)中變成不是k<n為止。
例如，若N=700，則因T1=512△，故成為700△-512△=188△。故，成為T-T1>0。故，設定工程(S206)中，設定w1=1。此外，成為T=700△-512△=188△。若k=1，則因1<10，故演算k=k+1後，回到判定工程(S204)。以同樣方式反覆，藉此成為w1=1、 w2=0、w3=1、w4=0、w5=1、w6=1、w7=1、w8=1、w9=0、w10=0。故，能夠決定T1的分割擊發為ON、T2的分割擊發為OFF、T3的分割擊發為ON、T4的分割擊發為OFF、T5的分割擊發為ON、T6的分割擊發為ON、T7的分割擊發為ON、T8的分割擊發為ON、T9的分割擊發為OFF、T10的分割擊發為OFF。
作為照射時間編排資料生成工程(S116)，資料生成部90，生成分割擊發的照射時間編排資料，以用來將1次份的擊發分割成對同一位置連續照射之照射時間相異的複數次的分割擊發。資料生成部90，對每一像素36，生成對該像素實施之分割擊發的照射時間編排資料。例如，若N=50，則因50=25+24+21，故成為“0000110010”。例如，若N=500，依同樣方式則成為“0111110100”。例如，若N=700，依同樣方式則成為“1010111100”。例如，若N=1023，依同樣方式則成為“1111111111”。
作為照射時間編排資料加工工程(S118)，編排加工部70，依各射束的擊發順序，將照射時間編排資料加工。如圖6中說明般，於平台的移動方向，相鄰的像素36並非接著被擊發。故，此處，循著描繪序列，將順序加工，以使各像素36的照射時間編排資料依多射束20會依序擊發之像素36順序並排。又，在1個擊發內，分割擊發的順序亦藉由排序處理工程(S108)而替換，故針對各像素36的照射時間編排資料該順序亦替換。
圖12為實施形態1中的照射時間編排資料的部分之 一例示意圖。圖12中，揭示構成多射束之射束當中，例如針對射束1~5的規定的擊發之照射時間編排資料的一部分。圖12例子中，針對射束1~5，揭示從第k個分割擊發至第k-3個分割擊發為止之照射時間編排資料。例如，針對射束1，針對從第k個至第k-3個為止之分割擊發，示意資料“1101”。針對射束2，針對從第k個至第k=3個為止之分割擊發，示意資料“1100”。針對射束3，針對從第k個至第k-3個為止之分割擊發，示意資料“0110”。針對射束4，針對從第k個至第k-3個為止之分割擊發，示意資料“0111”。針對射束5，針對從第k個至第k-3個為止之分割擊發，示意資料“1011”。受加工後的照射時間編排資料，會被存儲於記憶裝置142。
作為第k個資料傳送工程(S122)，傳送處理部82，對各射束的每一擊發(該擊發用的複數個分割擊發)，將照射時間編排資料輸出至偏向控制電路130。偏向控制電路130，對每一分割擊發，對各射束用的邏輯電路41輸出照射時間編排資料。此外，與此同步，偏向控制電路130，對共通遮沒用的邏輯電路131輸出各分割擊發的時間點資料。
如圖7中說明般，邏輯電路41中使用了移位暫存器40，故資料傳送時，偏向控制電路130會將同一順序的分割擊發的資料依射束的排列順序(或識別編號順序)予以資料傳送至遮沒孔徑陣列機構204的各邏輯電路41。例如，將以行列狀配置於遮沒孔徑陣列機構204之遮沒器依 行或列單位統整成群組，並以群組單位做資料傳送。此外，輸出同步用的時脈訊號(CLK1)、資料讀出用的讀取訊號(read)、及AND演算器訊號(BLK訊號)。圖12例子中，例如作為射束1~5的第k個資料，係從後面的射束側開始傳送“10011”之各1位元資料。各射束的移位暫存器40，遵照時脈訊號(CLK1)，從上位側開始依序將資料傳送至下一移位暫存器40。例如，射束1~5的第k個資料中，藉由5次的時脈訊號，在射束1的移位暫存器40會存儲1位元資料亦即“1”。在射束2的移位暫存器40會存儲1位元資料亦即“1”。在射束3的移位暫存器40會存儲1位元資料亦即“0”。在射束4的移位暫存器40會存儲1位元資料亦即“0”。在射束5的移位暫存器40會存儲1位元資料亦即“1”。
接著，各射束的暫存器42，一旦輸入讀取訊號(read)，各射束的暫存器42便從移位暫存器40讀入各個射束的第k個資料。圖12例子中，作為第k個資料，在射束1的暫存器42會存儲1位元資料亦即“1”。作為第k位元(第k位)的資料，在射束2的暫存器42會存儲1位元資料亦即“1”。作為第k個資料，在射束3的暫存器42會存儲1位元資料亦即“0”。作為第k個資料，在射束4的暫存器42會存儲1位元資料亦即“0”。作為第k個資料，在射束5的暫存器42會存儲1位元資料亦即“1”。各射束的個別暫存器42，一旦輸入第k個資料，便遵照該資料將ON/OFF訊號輸出至AND演算器44。若第k個資 料為“1”則輸出ON訊號，若為“0”則輸出OFF訊號即可。然後，AND演算器44中，若BLK訊號為ON訊號，且暫存器42的訊號為ON，則對放大器46輸出ON訊號，放大器46將ON電壓施加至個別遮沒偏向器的電極24。除此以外的期間，AND演算器44對放大器46輸出OFF訊號，放大器46將OFF電壓施加至個別遮沒偏向器的電極24。
然後，於該第k個資料受到處理的期間，偏向控制電路130將下一第k-1個資料依射束的排列順序(或識別編號順序)予以資料傳輸至遮沒孔徑陣列機構204的各邏輯電路41。圖12例子中，例如作為射束1~5的第k-1個資料，係從後面的射束側開始傳送“01111”之各1位元資料。各射束的移位暫存器40，遵照時脈訊號(CLK1)，從上位側開始依序將資料傳送至下一移位暫存器40。例如，射束1~5的第k-1個資料中，藉由5次的時脈訊號，在射束1的移位暫存器40會存儲1位元資料亦即“1”。在射束2的移位暫存器40會存儲1位元資料亦即“1”。在射束3的移位暫存器40會存儲1位元資料亦即“1”。在射束4的移位暫存器40會存儲1位元資料亦即“1”。在射束5的移位暫存器40會存儲1位元資料亦即“0”。然後，偏向控制電路130，若第k個照射時間結束，則輸出下一第k-1個讀取訊號。藉由第k-1個讀取訊號，各射束的暫存器42從移位暫存器40讀入各自的射束的第k-1個資料即可。以下依同樣方式推進至第1個資料處理 即可。
此處，針對圖7所示之AND演算器44，亦可省略。但，當邏輯電路41內的各元件的任一者故障，而陷入無法設為射束OFF之狀態的情形等下，藉由配置AND演算器44便能將射束控制成OFF，這一點為其功效。此外，圖7中，是使用與移位暫存器串聯之1位元的資料傳送路徑，但藉由設置複數個並聯的傳送路徑，還能控制2位元以上的資料，可謀求傳送的高速化。
作為判定工程(S124)，判定部92，判定受到資料傳送之第k個分割擊發的資料是否為第k’個資料。圖10B例子中，第1，2個分割擊發由切換射束(射束(b))來實施，第3個分割擊發以後則由基準射束(射束(a))實施，故設定成k’=3。若第k個分割擊發的資料為第k’個資料，則進入射束切換工程(S126)。若第k個分割擊發的資料不為第k’個資料，則進入第k個分割擊發工程(S128)。
當從照射時間較短的分割擊發依序進行的情形下，第1~8個分割擊發由基準射束(射束(a))實施，第9個分割擊發以後則由切換射束(射束(b))實施，故設定成k’=9。
作為射束切換工程(S126)，射束移位處理部94，當受到資料傳送之第k個分割擊發的資料為第k’個資料的情形下，對偏向控制電路130輸出用來將多射束20全體一齊偏向之射束移位訊號，以使對各像素照射之射束從上 述基準射束與切換射束的其中一方切換至另一方。偏向控制電路130，對DAC放大器132輸出用來將多射束20全體一齊偏向之偏向訊號。然後，DAC放大器132，將該數位訊號的偏向訊號變換為類比的偏向電壓，其後施加至偏向器209。如此一來，如圖9B所示，便將多射束20全體一齊偏向，將照射各像素之射束從基準射束與切換射束的其中一方切換至另一方。圖10B例子中，切換射束(射束(b))所負責之分割擊發先被實施，故循著第3個分割擊發的資料進行分割擊發時，從切換射束(射束(b))切換至基準射束(射束(a))。
作為第k個分割擊發工程(S128)，在描繪控制部84的控制之下，描繪機構150，一面和XY平台105的移動同步，一面使用由電子束所構成的多射束20，對試料101實施第k個分割擊發。此處，是以和第k個分割擊發相對應之射束進行分割擊發。
作為判定工程(S130)，判定部96，判定和1次份的擊發相對應之複數個分割擊發是否已全部結束。若和1次份的擊發相對應之全分割擊發已結束，則進入下一擊發。若尚未結束則進入加算工程(S132)。
作為加算工程(S132)，加算部98，將k加算1，以作為新的k。然後，回到第k個資料傳送工程(S122)。反覆第k個資料傳送工程(S122)至加算工程(S132)，直到判定工程(S130)中和1次份的擊發相對應之複數個分割擊發全部結束為止。
像這樣，描繪機構150，藉由多射束20的一齊偏向一面切換複數個射束，一面使用複數個射束對該像素進行對同一像素連續進行之複數個分割擊發當中成為射束ON的複數個對應分割擊發。在進行複數個分割擊發的途中，藉由以複數個射束照射同一像素36，即使有由於將各射束予以成形之孔22的加工精度的誤差而引起之照射量(劑量)誤差，也能將劑量的誤差平均化。
圖13為實施形態1中的針對1擊發中的複數個分割擊發的部分之射束ON/OFF切換動作示意時序圖。圖13中，例如針對構成多射束的複數個射束當中的1個射束(射束1)來表示。此處，例如針對射束1的從第k個至第k-3個為止之分割擊發來表示。照射時間編排資料，例如揭示第k個為“1”、第k-1個為“1”、第k-2個為“0”、第k-3個為“1”之情形。
首先，藉由第k個讀取訊號的輸入，個別暫存器42遵照存儲的第k個資料(1位元)而輸出ON/OFF訊號。
由於第k個資料為ON資料，故個別放大器46(個別放大器1)輸出ON電壓，對射束1用的遮沒電極24施加ON電壓。另一方面，在共通遮沒用的邏輯電路131內，遵照該擊發中使用之分割擊發的各分割擊發的時間點資料，切換ON/OFF。共通遮沒機構中，僅在各分割擊發的照射時間輸出ON訊號。當該擊發的複數個分割擊發，例如是由成為512△、256△、64△、32△的各照射時間之4次的分割擊發所構成的情形下，例如若訂定△=1ns，則 第1次的分割擊發的照射時間會成為512△=512ns。第2次的分割擊發的照射時間會成為256△=256ns。第3次的分割擊發的照射時間會成為64△=64ns。第4次的分割擊發的照射時間會成為32△=32ns。在邏輯電路131內，一旦各分割擊發的時間點資料輸入至暫存器50，則暫存器50便輸出第k個ON資料，計數器52計數第k個分割擊發的照射時間，並於該照射時間經過時控制使成為OFF。對於被省略的分割擊發，係省略各分割擊發的時間點資料之輸入，此外省略相對應的照射時間編排資料之傳送，藉此能夠效率良好地進行描繪時間之縮短。
此外，共通遮沒機構中，針對個別遮沒機構的ON/OFF切換，是在經過放大器46的電壓穩定時間(安定(settling)時間)S1/S2後，進行ON/OFF切換。圖13例子中，個別放大器1成為ON後，又經過從OFF切換成ON時之個別放大器1的安定時間S1後，共通放大器成為ON。如此一來，能夠排除當個別放大器1啟動(rise)時處於不穩定電壓之射束照射。然後，共通放大器於作為對象之第k個分割擊發的照射時間經過時成為OFF。其結果，實際的射束，當個別放大器及共通放大器皆為ON的情形下會成為射束ON，照射至試料101。故，共通放大器的ON時間被控制成實際的射束照射時間。另一方面，在個別放大器1成為OFF時，是於共通放大器成為了OFF後，又經過安定時間S2後，個別放大器1成為OFF。如此一來，能夠排除當個別放大器1關閉(fall) 時處於不穩定電壓之射束照射。
如以上般，在藉由個別遮沒機構做進行各射束的ON/OFF切換之控制之外，另使用共通遮沒機構(邏輯電路131、及偏向器212等)對多射束全體一齊進行射束的ON/OFF控制，進行遮沒控制以便僅在和第k個各分割擊發相對應之照射時間成為射束ON之狀態。如此一來，多射束的各擊發，便被分割成對同一位置連續照射之照射時間相異的複數次分割擊發。
圖14為實施形態1中的遮沒動作說明用概念圖。從電子槍201(放出部)放出之電子束200，會藉由照明透鏡202而近乎垂直地對成形孔徑陣列基板203全體做照明。在成形孔徑陣列基板203，形成有矩形的複數個孔(開口部)，電子束200係對包含所有複數個孔22之區域做照明。照射至複數個孔22的位置之電子束200的各一部分，會分別通過該成形孔徑陣列基板203的複數個孔22，藉此形成例如矩形形狀的複數個電子束(多射束)20a~e。該多射束20a~e會通過遮沒孔徑陣列機構204的各個相對應之遮沒器(第1偏向器：個別遮沒機構)內。該遮沒器，分別在分割擊發的設定好的描繪時間(照射時間)+α之期間，遵照個別暫存器42，將至少個別地通過的電子束20保持在射束ON、OFF之狀態。如上述般，各分割擊發的照射時間是藉由偏向器212(共通遮沒機構)而被控制。
通過了遮沒孔徑陣列機構204的多射束20a~e，會藉 由縮小透鏡205而被縮小，朝向形成於限制孔徑基板206之中心的孔行進。此處，藉由遮沒孔徑陣列機構204的遮沒器而被偏向的電子束20，其位置會偏離限制孔徑基板206(遮沒孔徑基板)中心的孔，而被限制孔徑基板206遮蔽。另一方面，未受到遮沒孔徑陣列機構204的遮沒器偏向的電子束20，若未藉由偏向器212(共通遮沒機構)而受到偏向，則會如圖1所示般通過限制孔徑基板206的中心的孔。藉由該個別遮沒機構的ON/OFF與共通遮沒機構的ON/OFF之組合，來進行遮沒控制，控制射束的ON/OFF。像這樣，限制孔徑基板206，是將藉由個別遮沒機構或共通遮沒機構而被偏向成為射束OFF狀態之各射束加以遮蔽。然後，藉由從成為射束ON開始至成為射束OFF為止所形成之通過了限制孔徑基板206的射束，形成將1次份的擊發進一步分割而成之複數個分割擊發的各射束。通過了限制孔徑基板206的多射束20，會藉由對物透鏡207而合焦，成為期望之縮小率的圖樣像，然後藉由偏向器208及偏向器209，通過了限制孔徑基板206的各射束(多射束20全體)朝同方向統一被偏向，照射至各射束於試料101上各自之照射位置。此外，例如當XY平台105在連續移動時，射束的照射位置會受到偏向器208控制，以便追隨XY平台105的移動。一次所照射之多射束20，理想上會成為以成形孔徑陣列基板203的複數個孔的編排間距乘上上述期望之縮小率而得之間距而並排。
另，當進行了射束切換的情形下，在進行下一分割擊 發前，必須等待下一分割擊發直到DAC放大器132的輸出安定為止。描繪時間會延長該等待時間的長度。但，當射束間距例如為160nm等較小的情形下，DAC放大器132的穩定時間(安定時間)可收斂在100ns以下。另一方面，每1像素的最大照射時間Ttr為10~100μs這樣無法比擬的長，故射束切換伴隨之描繪時間的延遲能夠是足以忽視的程度。
如以上般，按照實施形態1，能夠減低由於將多射束予以成形之孔徑直徑誤差所引起的劑量誤差。
圖15為實施形態1中的描繪方法的變形例的主要工程示意流程圖。圖15中，實施形態1中的描繪方法的變形例，除了在圖8的各工程中更追加了孔徑直徑測定工程(S90)、及照射量誤差比例算出工程(S92)這點以外，餘與圖8相同。孔徑直徑測定工程(S90)、及修正係數算出工程(S92)可在實施描繪處理前預先實施。成形孔徑陣列基板203的孔22(孔徑)的大小，例如為1~2μm這樣非常地小，因此難以使該孔22的面積成為均一。鑑此，考慮各孔22的誤差來進行分割擊發的ON/OFF決定，藉此修正照射時間。
作為孔徑直徑測定工程(S90)，事先使用光學顯微鏡或電子顯微鏡，測定製造出的成形孔徑陣列基板203的各孔22的直徑(孔徑直徑)。
作為照射量誤差比例算出工程(S92)，將測定出的各孔22的面積分別除以孔22的設計面積，藉此算出照射 量誤差比例a(x)。各孔22的照射量誤差比例a(x)，被存儲於記憶裝置140。
照射量誤差比例a(x)，亦可由成形孔徑陣列基板203的各孔22的顯微鏡圖像，藉由圖像處理算出面積來決定。此外，亦可測定多射束20當中和各孔22相對應者之電流值，依其和目標電流值之比值來決定。在此情形下，照射量誤差比例a(x)會成為不僅包含各孔22的面積的誤差，還包含電子束200將成形孔徑203照明時的不均勻。另，通過孔徑直徑與孔徑之射束電流較小，因此a(x)很可能包含由測定誤差所引起的誤差。
從基準射束辨明工程(S102)至階度值N算出工程(S112)為止之各工程的內容如同上述。
作為分割擊發ON/OFF決定工程(S114)，決定部88，對每一像素36，決定欲成為射束ON之複數個對應分割擊發，以修正由於形成多射束20之複數個孔22的孔徑誤差(開口面積誤差)而引起之各射束的照射量誤差。對每一像素36獲得的照射時間t(x)，能夠利用過與不足時間δT(x)及負責各次的分割擊發之射束的照射量誤差比例ak、及示意值0或1的其中一者之整數wk、及n個分割擊發的第k個分割擊發的照射時間Tk，依以下式(2)定義。x表示像素36的座標。負責每一像素36的各次的分割擊發之射束的照射量誤差比例ak，只要將欲使用之射束的照射量誤差比例a(x)從記憶裝置140讀出即可。整數wk成為1之分割擊發能夠決定為ON，整 數wk成為0之分割擊發能夠決定為OFF。
圖16為實施形態1中的分割擊發的ON/OFF決定方法的變形例之工程示意流程圖。決定部88，實施圖16所示之流程圖的各工程。
首先，作為初始設定工程(S302)，設定變數T=N△。當將對各像素36照射之任意的照射時間t的階度值N做2進位變換的情形下，合適是定義成盡可能使用較大的位之值。故，將n個整數時間的數列Tk依較大者順序設定。此處，設定n=10、數列Tk={512△(=T1)，256△(=T2)，128△(=T3)，64△(=T4)，32△(=T5)，16△(=T6)，8△(=T7)，4△(=T8)，2△(=T9)，△(=T10)}。將n個的整數wk設定為「0」。將變數k設定為「1」。
作為判定工程(S304)，判定是否變數T-ak‧Tk>0。當T-ak‧Tk>0的情形下，進入設定工程(S306)。當非T-ak‧Tk>0的情形下，進入判定工程(S308)。
設定工程(S306)中，設定wk=1。此外，演算T=T-ak‧Tk。演算後，進入判定工程(S308)。
判定工程(S308)中，判定是否變數k<n。當k<n的情形下，進入加算工程(S310)。當非k<n的情形下，結束。
加算工程(S310)中，對變數k加計1(k=k+ 1)。然後，回到判定工程(S304)。然後，反覆判定工程(S304)至加算工程(S310)，直到判定工程(S308)中變成不是k<n為止。
若將Tk當中最小的值訂為Tmin，則藉由循著圖16所示流程圖來決定分割擊發的ON/OFF，便能得到0≦|δT(x)|<Tmin。另一方面，當循著圖11的流程圖來決定分割擊發的ON/OFF的情形下，也可能成為|δT(x)|>Tmin。照射時間演算工程(S110)中，該像素36的照射時間例如成為了T=500△，但設想為了修正由於孔徑誤差而引起之射束的照射量誤差而該像素所必須之照射時間，例如為T=501.3△之情形。在此情形下，藉由循著圖11的流程圖來決定分割擊發的ON/OFF，式(1)右邊的值會成為500△。故，此時的過與不足時間δT(x)成為1.3△，而成為|δT(x)|>Tmin(=△)。相對於此，藉由循著圖16的流程圖來決定分割擊發的ON/OFF，式(2)右邊的值會成為501△。故，此時的過與不足時間δT(x)成為0.3△，而成為0≦|δT(x)|<Tmin(=△)。故，能夠減小過與不足時間δT(x)的絕對值。故，能夠減小為了修正由於孔徑誤差所引起之射束的照射量誤差而該像素所必須之照射時間與實際照射之照射時間的差。
又，當成為δT(x)>Tmin/2的情形下，設定變數T=N△+Tmin來取代初始設定工程(S302)中的變數T=N△，而重新決定wk也可。照射時間演算工程(S110) 中，該像素36的照射時間例如成為了T=500△，但設想為了修正由於孔徑誤差而引起之射束的照射量誤差而該像素所必須之照射時間，例如為T=500.7△之情形。在此情形下，藉由循著圖16所示流程圖來決定分割擊發的ON/OFF，式(2)右邊第2項的值會成為500△。故，此時的δT(x)會成為0.7△。但，初始設定工程(S302)中，藉由將Tmin=△預先加算至變數T，式(2)右邊第2項的值會成為501△。故，此時的δT(x)會成為-0.3△，能夠減小過與不足時間δT(x)的絕對值。故，能夠減小為了修正由於孔徑誤差所引起之射束的照射量誤差而該像素所必須之照射時間與實際照射之照射時間的差。
當部分或全部的孔徑的開口面積比設計值還小，ak當中至少1者成為ak<1的情形下，即使將所有的wk設為1仍可能成為|δT(x)|>Tmin。也就是說，N△可取之最大值為所有Tk的和，但當N△接近此值的情形下即使將所有的wk設為1，位於式(2)右邊的ak‧Tk的和仍可能有比N△還小之情形。在此情形下，因應測定出的ak的值，將計數器52的時脈變更為較低的值來進行描繪控制。也就是說，若將計數器52的時脈降低，則控制上的量子化時間△會變大，故能夠以更小的N獲得相同曝光量，故能夠使曝光所必須之N△的最大值變得總是比ak‧Tk的和還小。
有關照射時間編排資料生成工程(S116)以後的各工程係和上述內容相同。
如以上般，按照實施形態1之變形例，在一面以2個射束切換一面實施複數個分割擊發的前提下，還能設立修正照射量誤差之照射時間。故，能夠進一步減低由於將多射束予以成形之孔徑直徑的製作誤差與由於校正的測定誤差所引起之劑量誤差。
實施形態2.
實施形態1中，是藉由將照射時間相異的複數個分割擊發分派給2個射束的其中一者，來謀求射束電流的不均一的平均化。但，如上述般，n次的分割擊發所做的曝光中，射束電流的不均一性為，參與將像素曝光的劑量之比例會和各分割擊發的曝光時間成比例。故，理想是在被指派的2個射束間，對該像素36照射之照射時間的合計變得更加均一。
圖17A與圖17B為實施形態2的比較例中的複數個分割擊發與射束的指派之一例示意圖。圖17A所示之各分割擊發的照射時間，如圖10A中說明般，是使用2進位的各位的值，故為了得到和具有排名最前面的512△的照射時間之分割擊發幾乎相同的照射時間，必須將256△以下的照射時間予以合計。故，例如，當512△的分割擊發是由切換射束(射束b)負責的情形下，如圖17B所示，在被指派的2個射束間，為了使對該像素36照射之照射時間的合計變得更加均一，具有256△以下的照射時間之所有的分割擊發必須由基準射束(射束a)來負責。但，若 依該分派方式，依像素36不同，必要的照射時間也可能有511△以下之情形。在此情形下，512△的分割擊發會成為射束OFF，射束b會變成不被使用。這樣的話，射束電流的不均一的平均化會變得困難。故，理想是複數個分割擊發當中，針對照射時間較長的排名前面的分割擊發，將之分派給複數個射束。另，例如針對具有64△以下的照射時間之排名後面的分割擊發，由於原本照射時間就短，故即使發生射束電流的不均一，參與曝光的劑量之比例仍小，故能夠容許。
圖18A與圖18B為實施形態2中的複數個分割擊發與射束的指派之一例示意圖。實施形態2中，複數個分割擊發的至少1個分割擊發被分割成複數個子分割擊發。圖18A例子中，揭示圖10A所示複數個分割擊發當中，具有排名最前面的512△的照射時間之分割擊發、及具有排名第2的256△的照射時間之分割擊發，各自被分割成各2個子分割擊發之情形。也就是說，具有512△的照射時間之分割擊發，被分割成具有256△的照射時間之2個子分割擊發。同樣地，具有256△的照射時間之分割擊發，被分割成具有128△的照射時間之2個子分割擊發。其他則和圖10A相同。
另，實施形態2中的描繪裝置100的構成和圖1相同。此外，實施形態2中的描繪方法的主要工程示意流程圖，和圖8或圖15相同。此外，以下除特別說明的點以外之內容，均與實施形態1相同。
基準射束辨明工程(S102)與切換射束辨明工程(S104)之內容和實施形態1相同。
作為分割擊發指派工程(S106)，指派部76，對多射束20的每1個射束的試料101的像素36(單位照射區域)每一者，將每1次擊發的最大照射時間Ttr的擊發受到分割而成之對同一像素36連續進行之照射時間相異的複數個分割擊發的各分割擊發，指派給可藉由多射束20的一齊偏向而切換之複數個射束的至少1個。實施形態2中，指派部76，在被指派的射束間，將複數個分割擊發的各分割擊發指派給複數個射束的至少1個，以使對該像素36照射之照射時間的合計盡可能地趨近均一。為此，指派部76，將複數個子分割擊發的各子分割擊發、及未被分割成子分割擊發之剩餘的分割擊發，指派給複數個射束的其中一者。特別是，實施形態2中，針對子分割擊發，將之分別指派給複數個射束。
指派部76，針對各像素，例如將把具有512△的照射時間tk之分割擊發予以分割而成之具有256△的照射時間tk之2個子分割擊發的其中一方，指派給切換射束(射束b)。將具有256△的照射時間tk之2個子分割擊發的另一方，指派給基準射束(射束a)。將把具有256△的照射時間tk之分割擊發予以分割而成之具有128△的照射時間tk之2個子分割擊發的其中一方，指派給切換射束(射束b)。將具有128△的照射時間tk之2個子分割擊發的另一方，指派給基準射束(射束a)。將具有128△ 的照射時間tk之分割擊發指派給切換射束(射束b)。將具有64△的照射時間tk之分割擊發、具有32△的照射時間tk之分割擊發、具有16△的照射時間tk之分割擊發、具有8△的照射時間tk之分割擊發、具有4△的照射時間tk之分割擊發、具有2△的照射時間tk之分割擊發、以及具有△的照射時間tk之分割擊發，指派給基準射束(射束a)。
將哪一分割擊發指派給基準射束，將哪一分割擊發指派給切換射束，只要事先設定即可。此處，只要將複數個分割擊發及複數個子分割擊發指派給對像素分別辨明出的實際之基準射束與實際之切換射束即可。
作為排序處理工程(S108)，排序處理部78，將分割擊發的實施順序做排序處理，以便以射束單位予以統整。藉由以射束單位予以統整，能夠減少射束的切換動作，能縮短描繪時間。圖18B例子中，如同圖10B般，先統整切換射束(射束b)所負責之分割擊發，其後接連著基準射束(射束a)所負責之分割擊發。
圖18B例子中，揭示在同一射束所負責之複數個分割擊發內，照射時間tk較長的分割擊發先被實施，但並不限於此。在同一射束所負責之複數個分割擊發內，照射時間tk較短的分割擊發亦可先被實施。或是，在同一射束所負責之複數個分割擊發內，分割擊發亦可以照射時間tk成為隨機之順序被實施。
藉由運用子分割擊發，如圖18B所示，基準射束(射 束a)的合計照射時間會成為511△，切換射束(射束b)的合計照射時間會成為512△。故，在被指派的射束間，能夠使對該像素36照射之照射時間的合計更趨近均一。照射時間演算工程(S110)以後的各工程之內容和實施形態1相同。
另，當將分割擊發分割成複數個子分割擊發的情形下，隨著增加的數量，在進行下一分割擊發(或子分割擊發)之前，等待個別遮沒機構的放大器46的電壓穩定時間(安定時間)之次數雖會隨之增加，但相較於每1像素的最大照射時間Ttr(例如10~100μs)而言十分地小，故描繪時間的延遲能夠達足以忽視之程度。
如以上般按照實施形態2，在被指派的射束間，能夠使對該像素36照射之照射時間的合計更趨近均一。故，能夠更加促進射束電流的不均一的平均化。
實施形態3.
實施形態2中，是在2個射束間謀求射束電流的不均一的平均化。但，若形成所使用的2個射束之孔徑直徑均發生了大誤差的情形下，則平均化效果小。故，對1個像素36指派之射束數較多，則平均化的效果較高。
圖19A至圖19D為實施形態3中的複數個分割擊發的途中之射束切換說明用圖。圖19A例子中，揭示運用5×5的多射束20，對試料擊發多射束20的情形之一例。例如，揭示多射束20當中的射束a作為基準射束而負責 矚目格子29的最上段左邊數來第1個像素36之情形。射束a，表示照射一口氣可照射之照射區域34的5×5的多射束20的上面數來第2段且左邊數來第2列之射束。複數個分割擊發當中，例如，射束a負責進行第1~7個分割擊發後，將5×5的多射束20藉由偏向器209往圖19A所示上方一齊偏向恰好1射束間距份，藉此將射束照射位置移位。如此一來，如圖19B所示，矚目格子29的最上段左邊數來第1個像素36，會從射束a切換成射束b。然後，複數個分割擊發當中，射束b負責進行第8、9個分割擊發後，將5×5的多射束20藉由偏向器209往圖19B所示左側一齊偏向恰好1射束間距份，藉此將射束照射位置移位。如此一來，如圖19C所示，矚目格子29的最上段左邊數來第1個像素36，會從射束b切換成射束c。然後，複數個分割擊發當中，射束c負責進行第10、11個分割擊發後，將5×5的多射束20藉由偏向器209往圖19C所示下方一齊偏向恰好1射束間距份，藉此將射束照射位置移位。如此一來，如圖19D所示，矚目格子29的最上段左邊數來第1個像素36，會從射束c切換成射束d。然後，剩餘的分割擊發由射束d負責。如此一來，矚目格子29的最上段左邊數來第1個像素36，便會藉由射束a~d這4個射束而受到多重曝光。即使將射束a予以成形之成形孔徑陣列基板203的孔22(孔徑)的直徑相對於設計值而言發生了加工誤差的情形下，藉由重疊射束b，c，d而照射，便能更加促進射束電流量的誤差平均 化。其結果，能夠減低對該像素的劑量誤差。例如，以射束a~d這4個射束來照射，藉此，相較於僅以射束a來照射之情形，能夠減低對該像素36照射之射束電流的不均一性的統計誤差。例如，在4個射束間若能使照射時間相同，則能將射束電流的不均一性的統計誤差減低成1/4(1/2)倍。
圖19A至圖19D例子中，說明了依基準射束(射束a)、切換射束(射束b)、切換射束(射束c)、切換射束(射束d)的順序進行分割擊發之情形，但並不限於此。例如，如後述般，依切換射束(射束d)、切換射束(射束c)、切換射束(射束b)、基準射束(射束a)的順序進行分割擊發亦無妨。
另，圖19A至圖19D例子中，揭示了將5×5的多射束20藉由偏向器209依上方(y方向)、左側(-x方向)、下方(-y方向)的順序一齊偏向恰好1射束間距份之情形，但並不限於此。只要4個射束能夠依序往對應像素照射即可。此外，射束的移位量亦不限於1射束間距份。亦可為2射束間距以上。射束的移位量只要是可藉由偏向器209偏向之射束間距的整數倍，則便能切換成任一射束。
圖20A與圖20B為實施形態3中的複數個分割擊發與射束的指派之一例示意圖。實施形態3中，複數個分割擊發的至少1個分割擊發被分割成複數個子分割擊發。圖20A例子中，揭示圖10A所示複數個分割擊發當中，具有排名最前面的512△的照射時間之分割擊發被分割成4個 子分割擊發、而具有排名第2的256△的照射時間之分割擊發被分割成2個子分割擊發之情形。也就是說，圖18A例子中，係留下了和具有排名第2的256△的照射時間之分割擊發具有相同256△的照射時間之子分割擊發，但圖20A例子中，是將具有排名前面1，2位的照射時間之分割擊發，分割成和具有排名第3的128△的照射時間之分割擊發具有相同128△的照射時間之6個子分割擊發。然後，分派給4個射束a，b，c，d。其他則和圖18A相同。
另，實施形態3中的描繪裝置100的構成和圖1相同。此外，實施形態3中的描繪方法的主要工程示意流程圖，和圖8或圖15相同。此外，以下除特別說明的點以外之內容，均與實施形態1相同。
基準射束辨明工程(S102)之內容和實施形態1相同。
作為切換射束辨明工程(S104)，辨明部74，對每一像素36，將可藉由多射束的一齊偏向而切換之射束，辨明作為對該像素照射射束之切換射束。圖19A至圖19D例子中，對於基準射束(射束a)，辨明3個切換射束(射束b、射束c、射束d)。
作為分割擊發指派工程(S106)，指派部76，對多射束20的每1個射束的試料101的像素36(單位照射區域)每一者，將每1次擊發的最大照射時間Ttr的擊發受到分割而成之對同一像素36連續進行之照射時間相異的 複數個分割擊發的各分割擊發，指派給可藉由多射束20的一齊偏向而切換之複數個射束的至少1個。實施形態3中，指派部76，在被指派的射束間，將複數個分割擊發的各分割擊發指派給複數個射束的至少1個，以使對該像素36照射之照射時間的合計盡可能地趨近均一。為此，指派部76，將複數個子分割擊發的各子分割擊發、及未被分割成子分割擊發之剩餘的分割擊發，指派給複數個射束的其中一者。特別是，實施形態3中，針對子分割擊發，將之分別指派給更多的複數個射束。
指派部76，針對各像素，例如將把具有512△的照射時間tk之分割擊發予以分割而成之具有128△的照射時間tk之4個子分割擊發的第1個，指派給切換射束(射束d)。將具有128△的照射時間tk之4個子分割擊發的第2個，指派給切換射束(射束c)。將具有128△的照射時間tk之4個子分割擊發的第3個，指派給切換射束(射束b)。將具有128△的照射時間tk之4個子分割擊發的第4個，指派給切換射束(射束a)。將把具有256△的照射時間tk之分割擊發予以分割而成之具有128△的照射時間tk之2個子分割擊發的其中一方，指派給切換射束(射束d)。將具有128△的照射時間tk之2個子分割擊發的另一方，指派給基準射束(射束c)。將具有128△的照射時間tk之分割擊發指派給切換射束(射束b)。將具有64△的照射時間tk之分割擊發、具有32△的照射時間tk之分割擊發、具有16△的照射時間tk 之分割擊發、具有8△的照射時間tk之分割擊發、具有4△的照射時間tk之分割擊發、具有2△的照射時間tk之分割擊發、以及具有△的照射時間tk之分割擊發，指派給基準射束(射束a)。
將哪一分割擊發指派給基準射束，將哪一分割擊發指派給切換射束，只要事先設定即可。此處，只要將複數個分割擊發及複數個子分割擊發指派給對像素分別辨明出的實際之基準射束與實際之切換射束即可。
作為排序處理工程(S108)，排序處理部78，將分割擊發的實施順序做排序處理，以便以射束單位予以統整。藉由以射束單位予以統整，能夠減少射束的切換動作，能縮短描繪時間。圖20B例子中，負責的分割擊發依切換射束(射束d)、切換射束(射束c)、切換射束(射束b)、基準射束(射束a)的順序接續。
圖20B例子中，揭示在同一射束所負責之複數個分割擊發內，照射時間tk較長的分割擊發先被實施，但並不限於此。在同一射束所負責之複數個分割擊發內，照射時間tk較短的分割擊發亦可先被實施。或是，在同一射束所負責之複數個分割擊發內，分割擊發亦可以照射時間tk成為隨機之順序被實施。
藉由運用子分割擊發，如圖20B所示，基準射束(射束a)的合計照射時間會成為255△，切換射束(射束b)的合計照射時間會成為256△、切換射束(射束c)的合計照射時間會成為256△、切換射束(射束d)的合計 照射時間會成為256△。故，在被指派的射束間，能夠使對該像素36照射之照射時間的合計更趨近均一。照射時間演算工程(S110)以後的各工程之內容和實施形態1相同。
另，判定工程(S124)中，判定部92，判定受到資料傳送之第k個分割擊發的資料是否為第k’個資料。圖20B例子中，第1，2個分割擊發由切換射束(射束(d))來實施，第3，4個分割擊發由切換射束(射束(c))來實施，第5，6個分割擊發由切換射束(射束(b))來實施，第7個分割擊發以後則由基準射束(射束(a))來實施，故設定成k’=3，5，7。若第k個分割擊發的資料為第k’個資料，則進入射束切換工程(S126)。若第k個分割擊發的資料不為第k’個資料，則進入第k個分割擊發工程(S128)。
當從照射時間較短的分割擊發依序進行的情形下，第1~8個分割擊發由基準射束(射束(a))來實施，第9，10個分割擊發以後由切換射束(射束(b))來實施，第11，12個分割擊發以後由切換射束(射束(c))來實施，第13，14個分割擊發以後則由切換射束(射束(d))來實施，故設定成k’=9，11，13。
然後，射束切換工程(S126)中，射束移位處理部94，如圖19A至圖19D所示，將多射束20全體一齊偏向，將照射各像素之射束在基準射束與3個切換射束之間依序切換。圖20B例子中，是依切換射束(射束d)、切 換射束(射束c)、切換射束(射束b)、基準射束(射束a)的順序實施分割擊發，故當循著第3個分割擊發的資料進行分割擊發時，從切換射束(射束(d))切換至基準射束(射束(c))。同樣地，當循著第5個分割擊發的資料進行分割擊發，從切換射束(射束(c))切換至基準射束(射束(b))。同樣地，當循著第7個分割擊發的資料進行分割擊發，從切換射束(射束(b))切換至基準射束(射束(a))。
另，實施形態3中，射束切換次數變多成3次，在進行下一分割擊發之前，至DAC放大器132的輸出穩定為止等待下一分割擊發之次數會隨之變多。但，如上述般，當射束間距例如為160μm等較小的情形下，DAC放大器132的穩定時間(安定時間)可收斂在100ns以下。另一方面，每1像素的最大照射時間Ttr為10~100μs這樣無法比擬的長，故射束切換伴隨之描繪時間的延遲能夠是足以忽視的程度。此外，子分割擊發的數量雖亦增加，但同樣地，描繪時間的延遲能夠是足以忽視的程度。
如以上般按照實施形態3，藉由更多的射束能夠達成射束電流的不均一的平均化。又，將射束間的照射時間設為同程度，藉此在射束間能夠使平均化效果的權重相同。又，即使具有排名第1長的照射時間之分割擊發與具有排名第2長的照射時間之分割擊發的其中一者成為了射束OFF的情形下，仍能以4個射束來照射像素。
如以上般，各實施形態中的多射束描繪裝置，是運用 複數射束、及每一射束獨立的ON/OFF控制、及對射束共通的偏向控制來進行描繪。藉由該描繪方式，在試料101面上例如定義和射束尺寸相同之像素，便能對每一像素36賦予必要的照射量。此外，若要實現比射束尺寸還細小的圖樣尺寸及位置之控制，只要使用灰階射束(gray-beam)描繪方式即可。這是一種將在圖樣端重疊之像素的照射量，以和最適於阻劑的解析之值相同或比其更少的照射量予以控制，而控制圖樣端的位置之方法。VSB描繪裝置中，是使用和最適於曝光的劑量相對應之曝光時間，相對於此，灰階射束描繪方式中，(1)在圖樣內部使用和VSB描繪裝置相同之曝光時間，另一方面(2)在於圖樣端重疊之像素，因應像素內的圖樣占有率，進行從幾乎零的曝光時間至最佳曝光時間為止之廣泛的曝光時間控制。
此外，各實施形態中的多射束描繪裝置，如上述般，是獨立地以N位元來控制每一射束的曝光時間。若對遮沒控制電路各者配置n位元的計數器，則難以製作遮沒孔徑。但，各實施形態中的多射束描繪裝置，如圖7中說明般，是將由n位元的共通計數器所做的曝光時間控制與每一射束的ON/OFF控制予以組合，來進行曝光時間相異之複數次的曝光工程，而能夠以曝光時間的和n位元對每一射束獨立地控制。
圖21A與圖21B為各實施形態的比較例中的曝光序列之一例示意圖。多射束用孔徑中，孔徑直徑的大小例如為1~2μm這樣非常地小，因此難以使孔徑的面積及每一 射束的射束電流成為均一。作為因應對策，可設想正確地測定每一射束的電流而以曝光時間來加以修正之方法，但由於射束數量多、照明電流有變化等理由，難以總是掌握正確的電流量來修正。
在此情形下，藉由以複數個射束來曝光同一像素，能夠將射束電流量的誤差平均化。圖21A中，揭示當分割擊發的次數n為n=6的情形下，僅以射束a曝光某一像素之情形。圖21B中，揭示以射束a及射束b曝光某一像素的情形下之二種控制方法。圖21B中，揭示使用t’=t/2作為曝光時間的控制單位，而進行射束a下的n次曝光、及射束b下的n次曝光之情形。圖21B方法中，以2個射束曝光同一像素，藉此能夠將射束電流的不均一的統計誤差減低成1/2。另一方面，曝光1像素所必須之資料量會成為2倍即2n位元。是故，必須採取將資料傳送速度設為2倍、或將描繪時間設定得較長以確保資料傳送結束之等待時間等對策。此外，必須將曝光時間控制的計數器的動作頻率設為2倍。
此外，圖21B中是以2個射束實施n次的曝光全部。n次的各次的曝光中，射束電流的不均一為，參與將像素曝光的劑量之比例會和各次的曝光時間成比例。是故，就減低每一射束的射束電流的不均一之意義而言，在曝光時間為32△t，16△t，8△t的工程中使用複數射束效果較大，但在曝光時間為4△t，2△t，△t的曝光工程中使用複數射束效果較小。
因此，如上述般，各實施形態中，將1像素曝光複數次而進行n位元的曝光時間控制以作為曝光時間的總和之描繪方法中，對於複數次的曝光時間是切換2個以上的射束來進行。特別是，對於複數次的曝光當中曝光時間較長者，切換2個以上的射束來進行。
圖22A至圖22C為比較各實施的形態的曝光序列之一例示意圖。圖22A至圖22C例子中，縱軸表示射束電流，橫軸表示時間。此外，圖22A至圖22C例子中，揭示將分割擊發的數量訂為n=6之情形。對應於實施形態1之圖22A例子中，揭示以射束b實施曝光時間為32△t及8△t之2次的曝光時間，以射束a實施除此以外的4次的曝光之情形。對應於實施形態2之圖22B例子中，揭示將曝光時間為32△t的曝光時間分割成16△t的2個子曝光時間，將16△t的曝光時間分割成8△t的2個子曝光時間之情形。然後，揭示以射束a實施16△t的2個子曝光時間的其中一方，以射束b實施16△t的2個子曝光時間的另一方，以射束b實施8△t的曝光時間，以射束a實施除此以外的4次的曝光之情形。對應於實施形態3之圖22C例子中，揭示將曝光時間為32△t的曝光時間分割成8△t的4個子曝光時間，將16△t的曝光時間分割成8△t的2個子曝光時間之情形。然後，揭示以射束a~d各實施1次將32△t分割而成之8△t的4個子曝光時間，以射束c，d各實施1次將16△t分割而成之8△t的2個子曝光時間，以射束b實施8△t的曝光時間，以射束a 實施除此以外的4次的曝光之情形。n=6的情形下，像素的總曝光時間T為0，△t，2△t，...，63△t的其中一者。因應總曝光時間，圖22A例子中切換6次的射束的ON/OFF。圖22B例子中切換8次的射束的ON/OFF。圖22C例子中切換10次的射束的ON/OFF。可知相較於圖22A，圖22B中射束電流的不均一的平均化當中各射束的影響的偏頗較小。又，可知相較於圖22B，圖22C中射束電流的不均一的平均化效果較大。接著，說明不使用子曝光時間的情形下之切換射束數的效果。
圖23為實施形態1中藉由2個射束切換而描繪的情形下之比較各射束曝光時間之一例示意圖。因應曝光時間，複數次的曝光中的射束的ON/OFF變化，同時射束a的曝光時間的和及射束b的曝光時間的和亦變化。就將射束電流的誤差平均化之觀點而言，理想是射束a的曝光時間及射束b的曝光時間幾乎相同，但圖23例子中差距50%以上的情形很多。圖23例子中，作為射束電流的誤差的減低方法並非最佳，但有一定的效果。圖23中，T=7△t的情形下射束b的曝光時間為0，射束電流的誤差的平均化效果會消失，但由於總曝光時間本身小，故對描繪精度的影響小。另一方面，T=40△t的情形下會變得僅以射束b來曝光較長的曝光時間，對描繪精度的影響大而不佳。
圖24為實施形態1的變形例中藉由3個射束切換而描繪的情形下之比較各射束曝光時間之一例示意圖。圖 24例子中，以射束a，b，c的3個射束來曝光1個像素。若將射束數從2個改為3個，則即使總曝光時間為40△t的情形下，以射束a，c的2個射束進行曝光能夠使射束電流的平均化效果比圖23中所示例子還高。
以上已參照具體例說明了實施形態。但，本發明並非由該些具體例所限定。上述例子中，揭示了對各像素進行各1次複數個分割擊發之情形，但並不限於此。亦可更進行m道次的多重描繪。例如，當m道次的多重描繪的各道次的複數個分割擊發的合計照射時間互為同程度，負責1道次份的複數個分割擊發之p個射束的照射時間在射束間為同程度的情形下，相較於僅以1個射束進行1次份的複數個分割擊發之情形，能夠將對該像素36照射之射束電流的不均一的統計誤差減低成1/(m．p)(1/2)倍。
此外，針對裝置構成或控制手法等對於本發明說明非直接必要之部分等雖省略記載，但能夠適當選擇使用必要之裝置構成或控制手法。例如，有關控制描繪裝置100之控制部構成雖省略其記載，但當然可適當選擇使用必要之控制部構成。
其他具備本發明之要素，且所屬技術領域者可適當變更設計之所有多重帶電粒子束描繪裝置及方法，均包含於本發明之範圍。
雖已說明了本發明的幾個實施形態，但該些實施形態僅是提出作為例子，並非意圖限定發明範圍。該些新穎之實施形態，可以其他各種形態來實施，在不脫離發明要旨 之範圍內，能夠進行各種省略、置換、變更。該些實施形態或其變形，均包含於發明範圍或要旨當中，且包含於申請專利範圍所記載之發明及其均等範圍內。

Claims (10)

  1. 一種多重帶電粒子束的描繪方法，係對多射束的每1個射束的試料的每一單位照射區域，將每1次擊發的最大照射時間的擊發受到分割而成之對同一單位照射區域連續進行的複數個分割擊發的各分割擊發，指派給可藉由前述多射束的一齊偏向而切換之複數個射束的至少1個，對每一單位照射區域，演算對該單位照射區域照射之射束的照射時間，對每一單位照射區域，決定將前述複數個分割擊發的各分割擊發設為射束ON、或設為射束OFF，以使合計照射時間成為和演算出的前述射束的照射時間相當之組合，一面藉由前述多射束的一齊偏向切換前述複數個射束，一面對該單位照射區域，使用前述複數個射束進行對同一單位照射區域連續進行的前述複數個分割擊發當中成為射束ON之複數個對應分割擊發。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多重帶電粒子束的描繪方法，其中，在被指派的射束間，前述複數個分割擊發的各分割擊發被指派給前述複數個射束的至少1個，以使對該單位照射區域照射之照射時間的合計趨近均一。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之多重帶電粒子束的描繪方法，其中，前述複數個分割擊發的至少1個分割擊發被分割成複數個子分割擊發，前述複數個子分割擊發的各子分割擊發、及未被分割 成前述複數個子分割擊發之剩餘的分割擊發，被指派給前述複數個射束的其中一者。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之多重帶電粒子束的描繪方法，其中，以修正由形成前述多射束之複數個開口部的開口面積誤差所引起之各射束的照射量誤差之方式，來決定成為射束ON之前述複數個對應分割擊發。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之多重帶電粒子束的描繪方法，其中，更具有：對每一前述單位照射區域，辨明對該單位照射區域照射射束之基準射束的工程；及對每一前述單位照射區域，將可藉由前述多射束的一齊偏向而切換之射束，辨明作為對該單位照射區域照射射束之切換射束的工程。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之多重帶電粒子束的描繪方法，其中，當使用前述基準射束與前述切換射束的情形下，更具有做排序處理以便依射束單位來統整前述複數個分割擊發的實施順序之工程。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之多重帶電粒子束的描繪方法，其中，前述複數個分割擊發的至少1個分割擊發被分割成複數個子分割擊發，當使用前述基準射束與前述切換射束的情形下，更具有做排序處理以便依射束單位來統整前述複數個子分割擊發的各子分割擊發、及未被分割成前述複數個子分割擊發之剩餘的分割擊發的實施順序之工程。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之多重帶電粒子束的描繪方法，其中，前述複數個分割擊發的至少1個分割擊發被分割成複數個子分割擊發，前述複數個子分割擊發的各子分割擊發、及未被分割成前述複數個子分割擊發之剩餘的分割擊發，被指派給前述複數個射束的其中一者，以使在被指派的射束間，對該單位照射區域照射之照射時間的合計趨近均一。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之多重帶電粒子束的描繪方法，其中，作為可藉由前述多射束的一齊偏向而切換之前述複數個射束，使用彼此相鄰射束。
  10. 一種多重帶電粒子束描繪裝置，係具備：指派處理電路，對藉由帶電粒子束而構成之多射束的每1個射束的試料的每一單位照射區域，將每1次擊發的最大照射時間的擊發受到分割而成之對同一單位照射區域連續進行的複數個分割擊發的各分割擊發，指派給可藉由前述多射束的一齊偏向而切換之複數個射束的至少1個；照射時間演算處理電路，對每一單位照射區域，演算對該單位照射區域照射之射束的照射時間；決定處理電路，對每一單位照射區域，決定將前述複數個分割擊發的各分割擊發設為射束ON、或設為射束OFF，以使合計照射時間成為和演算出的前述射束的照射時間相當之組合；描繪機構，具有帶電粒子束源、偏向器、及載置前述試料之平台，以一面藉由前述多射束的一齊偏向切換前述 複數個射束，一面對該單位照射區域，使用前述複數個射束進行對同一單位照射區域連續進行的前述複數個分割擊發當中成為射束ON之複數個對應分割擊發的方式，運用前述多射束對前述試料描繪圖樣。
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