JP2013128032A - マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法 - Google Patents

Abstract

【目的】マルチビーム方式の描画において、常時ビームＯＦＦ或いは照射量が制御できない不良ビームが発生した場合でも高精度を維持しながら効率的に描画する。
【構成】本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、不良ビームを検出する検出部と、アパーチャ部材の複数の開口部のうち、不良ビームを通過させる開口部を除く残りの開口部のうち、より多くの開口部が含まれるように部分領域を設定する設定部と、部分領域内の開口部を通過したことによって形成されたマルチビームを用いて、試料にパターンを描画するように描画処理を制御する描画処理制御部と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、マルチビームによる描画を高精度化する手法に関する。

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マトリクス状に配置された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偏向器で偏向され試料上の所望の位置へと照射される（例えば、特許文献１参照）。

かかるマルチビーム方式の描画装置では、複数のビームが一度に照射されることになるが、上述したように、ブランキング制御により、ビームＯＮとビームＯＦＦとを組み合わせることでパターンを描画していく。ここで、マルチビーム方式の描画装置では、複数のビームを形成し制御するため構造の複雑さから歩留り（不良ビームの発生）が懸念されている。例えば、ビームＯＮ制御ができず、常時ビームＯＦＦとなる不良ビームが発生してしまう場合がある。その他にも、ビームＯＮはできても既定のビーム電流量が取れない、あるいは、所定の照射時間でビームＯＮ制御とビームＯＦＦ制御を行っても応答性が悪く照射量が所望する精度に制御できないといった不良ビームが発生してしまう場合がある。これらの不良ビームが存在すると、所望するパターンの描画ができなくなってしまう、あるいは、描画しても所望の描画精度が得られない、といった問題があった。

例えば、より多数のビームを用意することでかかる不良ビームが生じても単に他のビームで対応すればよいといった冗長性対応で描画精度を維持する手法が考えられる。この方法は、例えば、試料上の同一箇所を１００本の異なるビームで描画することにすれば、その内の１本が不良でも照射量は高々１％の誤差で済むというものである。しかしながら、昨今のパターンの微細化に伴い、照射量精度について例えば０．１％程度の精度が要求される。かかる０．１％の精度を冗長性で対応するためには描画に用いるビーム本数に対して原理的には１０００倍のビーム本数が必要となる。その結果、冗長性対応で描画精度を維持するには、冗長のない場合のビーム本数に対して１０００倍となる膨大なビーム本数分のハードウェア及びソフトウェアのリソースが新たに必要となり、過大な装置構成になってしまう。よって、かかるビーム本数を増やす手法とは異なる手法でかかる不良ビームの問題を解決することが望まれる。

特開２００６−２６１３４２号公報

そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、マルチビーム方式の描画において、ビームＯＮ制御ができず、常時ビームＯＦＦとなる不良ビーム或いは所定の照射時間でビーム制御を行っても照射量が所望する精度に制御できない不良ビームが発生した場合でも高精度を維持しながら効率的に描画することが可能な描画装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
試料を載置する、連続移動可能なステージと、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
複数の開口部を有し、複数の開口部全体が含まれる第１の領域に荷電粒子ビームの照射を受け、複数の開口部を荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
アパーチャ部材の複数の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複数のブランカーと、
複数のブランカーによってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽するブランキングアパーチャ部材と、
アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、不良ビームを検出する検出部と、
アパーチャ部材の複数の開口部のうち、不良ビームを通過させる開口部を除く残りの開口部のうち、より多くの開口部が含まれるように第２の領域を設定する設定部と、
第２の領域内の開口部を通過したことによって形成されたマルチビームを用いて、試料にパターンを描画するように描画処理を制御する描画処理制御部と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の他の態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
試料を載置する、連続移動可能なステージと、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
複数の開口部を有し、複数の開口部全体が含まれる領域に荷電粒子ビームの照射を受け、複数の開口部を荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
アパーチャ部材の複数の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複数のブランカーと、
複数のブランカーによってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽するブランキングアパーチャ部材と、
アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、不良ビームを検出する検出部と、
不良ビームがビームＯＦＦに制御された状態で、残りのマルチビームのうちの少なくとも１つを用いて、位置をずらしながら多重描画を行い、さらに、不良ビームによって描画されるはずであった位置について、追加描画を行うように描画処理を制御する描画処理制御部と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の他の態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
試料を載置する、連続移動可能なステージと、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
複数の開口部を有し、複数の開口部全体が含まれる第１の領域に荷電粒子ビームの照射を受け、複数の開口部を荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
アパーチャ部材の複数の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複数のブランカーと、
複数のブランカーによってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽するブランキングアパーチャ部材と、
アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、不良ビームを検出する検出部と、
アパーチャ部材の複数の開口部のうち、不良ビームを通過させる開口部を除く残りの開口部のうち、より多くの開口部が含まれるように第２の領域を設定する設定部と、
第２の領域内の開口部を通過したマルチビームを用いて試料にパターンを描画する第１のモードと、不良ビームがビームＯＦＦに制御された状態で残りのマルチビームのうちの少なくとも１つを用いて、位置をずらしながら多重描画を行い、さらに、不良ビームによって描画されるはずであった位置について、追加描画を行う第２のモードと、を選択する選択部と、
選択されたモードで描画するように描画処理を制御する描画処理制御部と、
を備えたことを特徴とする。

また、多重描画の各回の描画処理において他の回の描画処理とは描画方向と直交する方向に位置をずらしながら描画を行い、
追加描画の際、位置をずらしながら行われた多重描画において不良ビームが描画するはずであった複数の位置がすべて描画されるように追加描画で描画される描画範囲の位置を調整すると好適である。

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、
荷電粒子ビームの照射を受けてマルチビームを形成する複数の開口部を有するアパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、不良ビームを検出する工程と、
アパーチャ部材の複数の開口部のうち、不良ビームを通過させる開口部を除く残りの開口部のうち、より多くの開口部が含まれるように領域を設定する工程と、
かかる領域内の開口部を通過したマルチビームを用いて試料にパターンを描画する第１のモードと、不良ビームがビームＯＦＦに制御された状態で残りのマルチビームのうちの少なくとも１つを用いて、位置をずらしながら多重描画を行い、さらに、不良ビームによって描画されるはずであった位置について、追加描画を行う第２のモードと、を選択する工程と、
選択されたモードで、試料にパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、不良ビームがあってもハードウェア上およびソフトウェア上でビーム本数を増やさずに描画精度を維持できる。また、不良ビームがあっても描画精度を落とさずに効率的に描画できる。

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におけるアパーチャ部材の構成を示す概念図である。 実施の形態１におけるブランキングプレートの構成を示す概念図である。 実施の形態１における描画動作を説明するための概念図である。 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ｙ方向分割による第２の領域（矩形領域）の一例を示す図である。 実施の形態１におけるｘ方向分割による第２の領域（矩形領域）の一例を示す図である。 実施の形態１におけるｙ方向分割による描画モードでの描画処理を説明するための概念図である。 実施の形態１におけるｙ方向分割による描画モードでのラスタースキャンの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ｘ方向分割による描画モードでのラスタースキャンの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ｘ方向分割による描画モードでのラスタースキャンの描画動作の他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ｘ方向分割による描画モードでのラスタースキャンの描画動作の他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ｘ方向分割による描画モードでのラスタースキャンの描画動作の他の一例を説明するための概念図である。 実施の形態１における追加パス描画による描画モードで描画動作を行う場合の一例を説明するための概念図である。 実施の形態１における追加パス描画による描画モードで描画動作を行う場合の他の一例を説明するための概念図である。 実施の形態２におけるｙ方向分割による第２の領域（平行四辺形領域）の一例を示す図である。 実施の形態２におけるｘ方向分割による第２の領域（平行四辺形領域）の一例を示す図である。 実施の形態２におけるｘ方向分割による第２の領域（稲妻形領域）の一例を示す図である。 実施の形態３におけるｙ方向分割による第２の領域（矩形領域）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、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の一例である。描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、アパーチャ部材２０３、ブランキングプレート２０４、縮小レンズ２０５、制限アパーチャ部材２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８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、電流量測定部の一例としてのファラディーカップ１０６と、ＸＹステージ１０５の位置測定用のミラー２１０とが配置される。

制御部１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０，１３２、デジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプ１３４，１３６、電流検出器１３８、ステージ位置測定部１３９及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０を有している。制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０，１３２、ＤＡＣアンプ１３４，１３６、電流検出器１３８、ステージ位置測定部１３９及び記憶装置１４０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、描画データが外部から入力され、格納されている。

制御計算機１１０内には、検出処理部５０、設定部５１、描画処理制御部５２、描画データ処理部５４、効率算出部６０，６２，６４、判定部６６、及びモード選択部６８が配置される。検出処理部５０、設定部５１、描画処理制御部５２、描画データ処理部５４、効率算出部６０，６２，６４、判定部６６、及びモード選択部６８といった各機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。検出処理部５０、設定部５１、描画処理制御部５２、描画データ処理部５４、効率算出部６０，６２，６４、判定部６６、及びモード選択部６８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におけるアパーチャ部材の構成を示す概念図である。図２（ａ）において、アパーチャ部材２０３には、縦（ｙ方向）ｍ列×横（ｘ方向）ｎ列（ｍ，ｎ≧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（ａ）では、例えば、５１２×８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例えば長方形或いは正方形で形成される。或いは、同じ外径の円形であっても構わない。ここでは、ｙ方向の各列について、ｘ方向にＡからＨまでの８つの穴２２がそれぞれ形成される例が示されている。これらの複数の穴２２を電子ビーム２００の一部がそれぞれ通過することで、マルチビーム２０が形成されることになる。ここでは、縦横（ｘ，ｙ方向）が共に２列以上の穴２２が配置された例を示したが、これに限るものではない。例えば、縦横（ｘ，ｙ方向）どちらか一方が複数列で他方は１列だけであっても構わない。また、穴２２の配列の仕方は、図２（ａ）にように、縦横が格子状に配置される場合に限るものではない。図２（ｂ）に示すように、例えば、縦方向（ｙ方向）１段目の列と、２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）２段目の列と、３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プレートの構成を示す概念図である。ブランキングプレート２０４には、アパーチャ部材２０３の各穴２２の配置位置に合わせて通過孔が形成され、各通過孔には、対となる２つの電極２４，２６の組（ブランカー）が、それぞれ配置される。各通過孔を通過する電子ビーム２０は、それぞれ独立にかかる対となる２つの電極２４，２６に印加される電圧によって偏向される。かかる偏向によってブランキング制御される。このように、複数のブランカーが、アパーチャ部材２０３の複数の穴２２（開口部）を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う。

電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２によりほぼ垂直にアパーチャ部材２０３全体を照明する。アパーチャ部材２０３には、矩形例えば長方形或いは正方形の複数の穴（開口部）が形成され、電子ビーム２００は、すべての複数の穴が含まれる領域を照明する。複数の穴の位置に照射された電子ビーム２００の各一部が、かかるアパーチャ部材２０３の複数の穴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、ブランキングプレート２０４のそれぞれ対応するブランカー内を通過する。かかるブランカーは、それぞれ、個別に通過する電子ビーム２０を偏向する（ブランキング偏向を行う）。そして、ブランキングプレート２０４を通過したマルチビーム２０ａ〜ｅは、縮小レンズ２０５によって、縮小され、制限アパーチャ部材２０６に形成された中心の穴に向かって進む。ここで、ブランキングプレート２０４のブランカーによって偏向された電子ビーム２０は、制限アパーチャ部材２０６（ブランキングアパーチャ部材）の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ部材２０６によって遮蔽される。一方、ブランキングプレート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、制限アパーチャ部材２０６の中心の穴を通過する。かかるブランカーのＯＮ／ＯＦＦによって、ブランキング制御が行われ、ビームのＯＮ／ＯＦＦが制御される。このように、制限アパーチャ部材２０６は、複数のブランカーによってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する。そして、ビームＯＮになってからビームＯＦＦになるまでに形成された、制限アパーチャ部材２０６を通過したビームにより１回分のショットのビームが形成される。制限アパーチャ部材２０６を通過したマルチビーム２０は、対物レンズ２０７により焦点が合わされ、所望の縮小率のパターン像となり、偏向器２０８によって、制限アパーチャ部材２０６を通過した各ビーム（マルチビーム２０全体）が同方向にまとめて偏向され、各ビームの試料１０１上のそれぞれの照射位置に照射される。また、例えばＸＹステージ１０５が連続移動している時、ビームの照射位置がＸＹステージ１０５の移動に追従するように偏向器２０８によって制御される。一度に照射されるマルチビーム２０は、理想的にはアパーチャ部材２０３の複数の穴の配列ピッチに上述した所望の縮小率を乗じたピッチで並ぶことになる。描画装置１００は、ショットビームを連続して順に照射していくラスタースキャン方式で描画動作を行い、所望のパターンを描画する際、パターンに応じて必要なビームがブランキング制御によりビームＯＮに制御される。

図４は、実施の形態１における描画動作を説明するための概念図である。図４（ａ）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。かかる各ストライプ領域３２は、描画単位領域となる。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の照射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は所定の速度で例えば連続移動させる。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、図４（ｂ）に示すように、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方向にむ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回のショットでは、図４（ｃ）に示すように、アパーチャ部材２０３の各穴２２を通過することによって形成されたマルチビームによって、各穴２２と同数の複数のショットパターン３６が一度に形成される。例えば、アパーチャ部材２０３の１つの穴Ａを通過したビームは、図４（ｃ）で示す「Ａ」の位置に照射され、その位置にショットパターン３６を形成する。同様に、例えば、アパーチャ部材２０３の１つの穴Ｂを通過したビームは、図４（ｃ）で示す「Ｂ」の位置に照射され、その位置にショットパターン３６を形成する。以下、Ｃ〜Ｈについても同様である。そして、各ストライプ３２を描画する際、ｘ方向に向かってＸＹステージ１０５が移動する中、偏向器２０８によってｙ方向或いはｘ，ｙ方向に各ショットが順に移動する（スキャンする）ように偏向し、ショットビームを連続して順に照射していくラスタースキャン方式で描画する。

図５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５において、実施の形態１における描画方法は、不良ビーム検出工程（Ｓ１０２）と、部分領域（第２の領域）設定工程（Ｓ１０４）と、効率算出工程（Ｓ１０６）と、効率判定工程（Ｓ１１４）と、モード選択工程（Ｓ１１６）と、描画工程（Ｓ１１８）という一連の工程を実施する。また、効率算出工程（Ｓ１０６）は、その内部工程として、ｙ方向分割効率算出工程（Ｓ１０８）と、ｘ方向分割効率算出工程（Ｓ１１０）と、追加パス描画効率算出工程（Ｓ１１２）という一連の工程を実施する。

不良ビーム検出工程（Ｓ１０２）として、検出処理部５０（検出部）は、電子ビーム２００の照射を受けてマルチビーム２０を形成する複数の穴２２（開口部）を有するアパーチャ部材２０３の複数の穴２２を通過したマルチビーム２０のうち、不良ビームを検出する。検出の方法は、例えば、検出処理部５０は、マルチビーム２０の各ビームについてそれぞれ電流量を測定する。具体的には、マルチビーム２０の各ビームが照射される位置にファラディーカップ１０６が位置するように順にＸＹステージ１０５を移動させる。そして、マルチビーム２０を１本ずつ、ファラディーカップ１０６に照射し、ファラディーカップ１０６からのアナログ信号を電流検出器１３８で受信する。そして、電流検出器１３８は、ファラディーカップ１０６に照射された各ビームの電流量を示すデジタル信号（データ信号）を検出処理部５０に出力する。このようにして、検出処理部５０は、ファラディーカップ１０６に照射された各ビームの電流量を測定する。測定される対象ビーム以外のビームは、ブランキング制御によりビームＯＦＦの状態にすると好適である。対象ビーム以外のビームが照射されてもファラディーカップ１０６で検出されない位置関係であればビームＯＮの状態のままでも構わない。電流量が測定できない（電流が検出されない）ビームは、ビームＯＮ制御ができず、常時ビームＯＦＦとなる不良ビームである。また、電流量が検出されても所望する電流量ではないビームは、ビームＯＮはできても規定の照射時間でビームＯＦＦにできず、照射量が制御できない不良ビームである。よって、検出処理部５０は、電流検出器１３８から入力したデータ信号に基づいて、電流量が測定できない（電流が検出されない）或いは、所望する電流量ではないビームを、不良ビームとして検出する。

部分領域（矩形領域）設定工程（Ｓ１０４）として、設定部５１は、アパーチャ部材２０３の複数の穴２２のうち、不良ビームを通過させる穴を除く残りの穴２２のうち、より多くの穴２２が含まれるように、ｘ方向ｍ本、ｙ方向ｎ本のビームを含む部分領域（矩形領域）を設定する。

。
図６は、実施の形態１におけるｙ方向分割による部分領域（矩形領域）の一例を示す図である。図６では、例えば、縦（ｙ方向）に５１２個、横（ｘ方向）に８個の穴２２がマトリクス状に配置されたアパーチャ部材２０３の例を示している。図６では、例えば、左端からｘ方向に６列目および上端から−ｙ方向に４段目の穴２３が不良ビームを形成する穴２２としている。かかる場合に、ｙ方向分割により、不良ビームを除いて部分領域（矩形領域）を設定するには、図６に示すように、ｘ方向に全列、そして上端から−ｙ方向に５段目から下端までの複数の穴２２が含まれる部分領域（矩形領域）４０と、ｘ方向に全列、そして上端から−ｙ方向に３段目までの複数の穴２２が含まれる部分領域（矩形領域）４２と、の２つの部分領域（矩形領域）を想定できる。なお、この例ではビーム配置がｘｙ方向に直行しているので、ｘ方向ｍ本、ｙ方向ｎ本のビームを含む部分領域（矩形領域）は、正方形或いは長方形の領域となるが、配置が直行していない場合には、その配置に応じた形状となる。部分領域（矩形領域）４０と部分領域（矩形領域）４２とでは、部分領域（矩形領域）４０の方が、より多くの穴２２が含まれるのでｙ方向分割による場合には、部分領域（矩形領域）４０を選択する。

図７は、実施の形態１におけるｘ方向分割による部分領域（矩形領域）の一例を示す図である。図７では、図６と同様、例えば、縦（ｙ方向）に５１２個、横（ｘ方向）に８個の穴２２がマトリクス状に配置されたアパーチャ部材２０３の例を示している。図７では、図６と同様、例えば、左端からｘ方向に６列目および上端から−ｙ方向に４段目の穴２３が不良ビームを形成する穴２２としている。かかる場合に、ｘ方向分割により、不良ビームを除いて部分領域（矩形領域）を設定するには、図７に示すように、ｙ方向に全列、そして左端からｘ方向に５列目までの複数の穴２２が含まれる部分領域（矩形領域）４４と、ｙ方向に全列、そして左端からｘ方向に７列目から右端までの複数の穴２２が含まれる部分領域（矩形領域）４６と、の２つの部分領域（矩形領域）を想定できる。部分領域（矩形領域）４４と部分領域（矩形領域）４６とでは、部分領域（矩形領域）４４の方が、より多くの穴２２が含まれるのでｘ方向分割による場合には、部分領域（矩形領域）４４を選択する。

実施の形態１では、上述したｙ方向分割により設定される部分領域（矩形領域）内のマルチビームを用いて描画を行う描画モード（１）（第１のモードの一例）と、ｘ方向分割により設定される部分領域（矩形領域）内のマルチビームを用いて描画を行う描画モード（２）（第１のモードの一例）と、不良ビームがビームＯＦＦに制御された状態で残りのマルチビームのうちの少なくとも１つを用いて、位置をずらしながら多重描画を行い、さらに、不良ビームによって描画されるはずであった位置について、追加パス描画を行う描画モード（３）（第２のモードの一例）とのうち、より効率の良い描画モードを選択して、描画処理を行う。そのために、まず、各描画モードでの効率を算出する。

効率算出工程（Ｓ１０６）として、各描画モードで描画した際のそれぞれの効率を演算する。

ｙ方向分割効率算出工程（Ｓ１０８）として、効率算出部６０は、ｙ方向分割による描画モード（１）で描画した場合の描画速度の効率を算出する。描画速度は、使用可能なｙ方向のビーム本数に比例する。よって、不良ビームが無い１００％のビーム本数に対して、例えば８０％のビーム本数で描画した場合には、描画速度の効率は８０％に低下することになる。描画速度の効率は部分領域（矩形領域）４０に含まれるｙ方向のビーム本数を、不良ビームが無い場合のｙ方向の全ビーム本数で割った値となる。図６の例では、不良ビームが無い場合のｙ方向の全ビーム本数が５１２本に対して、部分領域（矩形領域）４０に含まれるｙ方向のビーム本数は、５０８本なので、描画速度の効率＝５０８／５１２＝０．９９２となり、描画速度の効率は９９．２％となる。

ｘ方向分割効率算出工程（Ｓ１１０）として、効率算出部６２は、ｘ方向分割による描画モード（１）で描画した場合の描画速度の効率を算出する。描画速度は、使用可能なｘ方向のビーム本数に比例する。よって、不良ビームが無い１００％のビーム本数に対して、例えば８０％のビーム本数で描画した場合には、描画速度の効率は８０％に低下することになる。描画速度の効率は部分領域（矩形領域）４４に含まれるｘ方向のビーム本数を、不良ビームが無い場合のｘ方向の全ビーム本数で割った値となる。図７の例では、不良ビームが無い場合のｘ方向の全ビーム本数が８本に対して、部分領域（矩形領域）４４に含まれるｘ方向のビーム本数は、５本なので、描画速度の効率＝５／８＝０．６２５となり、描画速度の効率は６２．５％となる。

追加パス描画効率算出工程（Ｓ１１２）として、効率算出部６４は、追加パス描画を行う描画モード（３）で描画した場合の描画速度の効率を算出する。描画速度は、例えば、本来、多重度Ｎ＝２（描画回数２回）で描画する場合に、追加パス描画を１回加えることになるので、描画速度の効率は２／３＝０．６６７となり、描画速度の効率は６６．７％に低下することになる。描画速度の効率は元々の多重度を、元々の多重度＋１の値で割った値となる。例えば、多重度Ｎ＝４（描画回数４回）で描画する場合には、描画速度の効率は４／５＝０．８となり、描画速度の効率は８０．０％に低下することになる。ここでは、一例として、多重度Ｎ＝２（描画回数２回）で描画する場合を想定する。

効率判定工程（Ｓ１１４）として、判定部６６は、算出された各描画モードの効率の中から最も効率が良いモードを判定する。上述した例では、ｙ方向分割による描画モード（１）で描画した場合の描画速度の効率が９９．２％と最も良いことがわかる。

なお、例えば、不良ビームが、ｙ方向に５０％の位置、ｘ方向に５０％の位置に存在した場合、描画モード（１）で描画した場合の描画速度の効率は５０％に低下する。同様に描画モード（２）で描画した場合の描画速度の効率も５０％に低下する。一方、多重度Ｎ＝２（描画回数２回）で描画する場合の描画モード（３）で描画した場合の描画速度の効率は６６．７％のままである。よって、かかる場合には、描画モード（３）で描画した場合の描画速度の効率が最も良いことになる。このように、不良ビームの位置によって描画速度の効率が変化する。また、多重度の設定によっても描画速度の効率が変化する。実施の形態１では、各描画モードの効率の中から最も効率が良いモードを選択し、描画処理制御部５２は、選択されたモードで描画処理を行うように各構成の動作を制御する。

モード選択工程（Ｓ１１６）として、モード選択部６８は、各描画モードの効率の中から最も効率が良いモードを選択する。

描画工程（Ｓ１１８）として、描画処理制御部５２は、選択されたモードで描画処理を行うように各構成の動作を制御する。例えば、描画モード（１）を選択した場合、描画処理制御部５２は、部分領域（矩形領域）４０内の穴２２を通過したことによって形成されたマルチビームを用いて、試料１０１にパターンを描画するように描画処理を制御する。具体的には、以下のように描画処理が行われる。

図８は、実施の形態１におけるｙ方向分割による描画モードでの描画処理を説明するための概念図である。ｙ方向分割による描画モード（１）で描画処理を行う場合、まず、試料１０１の描画領域を複数のストライプ領域に仮想分割する際、部分領域（矩形領域）４０のｙ方向の幅寸法で分割する。具体的には、不良ビームが存在せずにすべてのマルチビームが使用できる場合のストライプ領域３３に対して、ｙ方向に制限された部分領域（矩形領域）４０で描画可能なストライプ領域３２にストライプ幅を縮める（小さくする）。そして、描画処理制御部５２によって制御された描画データ処理部５４は、かかるストライプ領域３２毎に、記憶装置１４０から描画データを読み出し、複数段のデータ変換処理を行って、装置固有のショットデータを生成する。偏向制御回路１３０は、ショットデータに沿って、各回のそれぞれのブランカーが行うショットのブランキング制御用の信号を生成し、ＤＡＣアンプ１３４で増幅の上、デジタル信号をアナログ信号に変換の上、各ブランカーに出力する。偏向制御回路１３０は、アパーチャ部材２０３の複数の穴２２のうち、部分領域（矩形領域）４０から外れた穴２２，２３を通過するマルチビームをビームＯＦＦの状態になるように対応するブランカーを制御する。偏向制御回路１３０は、ブランカー制御部の一例である。このように、描画処理の際には、部分領域（矩形領域）４０から外れた複数の穴２２，２３を通過するビームについてはブランキング制御によりビームＯＦＦにするのが好ましい。部分領域４０を通過したビームで描画を行う際に、部分領域４０から外れたビームを併用して描画を行うことも可能であるが、部分領域４０から外れたビームをビームＯＦＦとすれば、そのビームを制御するための描画データ作成が不要となり、リソースを効率的に利用できることになる。

また、偏向制御回路１３２は、ショット毎のｘ，ｙ方向への偏向量を演算し、偏向用の信号を生成し、ＤＡＣアンプ１３６で増幅の上、デジタル信号をアナログ信号に変換の上、偏向器２０８に出力する。

描画部１５０は、各ストライプ領域３２を部分領域（矩形領域）４０内の穴２２を通過したことによって形成されたマルチビームを用いて、試料１０１にパターンを描画する。

図９は、実施の形態１におけるｙ方向分割による描画モードでのラスタースキャンの描画動作の一例を説明するための概念図である。図９では、例えば、図４（ｃ）で示したようにアパーチャ部材２０３についてｘ方向に８つの穴Ａ〜Ｈが形成されている場合に、一度に照射されるｘ方向に隣り合うショットパターン３６間をステージが移動する間に、複数回のショットのビームで照射する。あるショットパターン３６と、一度に照射されるｘ方向に隣り合うショットパターン３６と、一度に照射されるｙ方向に隣り合うショットパターン３６と、ｘ方向に隣り合うショットパターン３６と一度に照射されるｙ方向に隣り合うショットパターン３６とによる、一度に照射される４つのショットパターン３６により囲まれる領域を、例えば、所定の量子化寸法で格子状に配置した制御グリッド（ＡＵ：アドレスユニット）で分割し、ｎＡＵ×ｍＡＵに設定する。そして、ＡＵずらす毎にマルチビームをショットする。図９では、ｘ方向に７ＡＵ、ｙ方向に８ＡＵに分割した例を示している。

図９において、ステージ移動方向を＋Ｘ方向とし、それと同方向のＸ方向および直行するＹ方向にビーム全体を偏向器２０８により偏向することによってスキャンするように制御する。この様子を同図の右側に概念的に矢印で図示している。また、アパーチャの開口（穴）位置（四角穴）の下にスキャン開始のタイミングを、Ｔ＝０を基準として、Ｔ＝−６〜３で示している。図９は、Ｔ＝０の時点で、各ビームがスキャンを開始する描画位置を模式的に表している。この例では、ステージの＋Ｘ方向ステージ移動に合わせてＸ方向およびＹ方向にスキャンを行うことで、ビームショットが相対的にＹ方向に移動しながら、全面を塗りつぶして行く。Ｔ＝０で０回目のＹ方向スキャンが終わると、ビーム位置は１度に照射された場合の隣のビームの位置の１ＡＵ（−Ｘ方向へ）ずれた所にあり、ここから１回目（Ｔ＝１）のスキャンを開始する。ステージ移動速度は、１回のＹスキャンが終わった時点でビーム位置が隣のビームの１ＡＵ（−Ｘ方向へ）ずれた所になるように制御される。Ｙ方向上下のビームについても同様に描画が行われ、ＡＵ単位で全面を塗り潰すようにビームショットができる。これらのビームショットの各々を所望のパターンに合わせてビームＯＮ／ビームＯＦＦのブランキング制御を行うことで様々なパターンが描画されることになる。

かかる構成により、ｙ方向分割による描画モード（１）において、描画速度は、不良ビームが無い場合より低下するものの、描画精度を低下させずに描画処理を行うことができる。また、描画モード（１）が選択される場合には、描画速度の効率も他の方法を用いる場合より効率的に描画処理を行うことができる。

次に、例えば、描画モード（２）を選択した場合、描画処理制御部５２は、部分領域（矩形領域）４４内の穴２２を通過したことによって形成されたマルチビームを用いて、試料１０１にパターンを描画するように描画処理を制御する。具体的には、以下のように描画処理が行われる。なお、不良ビームが無い場合には、ｘ方向に８本のビームで描画することになるが、その場合の動作は、例えば、図９で説明した場合と同様で構わない。

図１０は、実施の形態１におけるｘ方向分割による描画モードでのラスタースキャンの描画動作の一例を説明するための概念図である。図１０では、例えば、ｘ方向の８本のビームのうち、端部のビームが不良ビームである場合を示している。かかる場合の部分領域（矩形領域）４４のｘ方向のビーム本数は７本となる。図９と同様、あるショットパターン３６と、一度に照射されるｘ方向に隣り合うショットパターン３６と、一度に照射されるｙ方向に隣り合うショットパターン３６と、ｘ方向に隣り合うショットパターン３６と一度に照射されるｙ方向に隣り合うショットパターン３６とによる、一度に照射される４つのショットパターン３６により囲まれる領域を、例えば、ｘ方向に７ＡＵ、ｙ方向に８ＡＵに分割した例を示している。

図１０において、ステージ移動方向を＋Ｘ方向とし、それと同方向のＸ方向および直行するＹ方向にビーム全体をスキャンするように制御する。この様子を同図の右側に概念的に矢印で図示している。また、アパーチャの開口（穴）位置（四角穴）の下にスキャン開始のタイミングを、Ｔ＝０を基準として、Ｔ＝−６〜７で示している。図１０は、Ｔ＝０の時点で、各ビームがスキャンを開始する描画位置を模式的に表している。この例では、ステージの＋Ｘ方向ステージ移動に合わせてＸ方向およびＹ方向にスキャンを行うことで、ビームショットが相対的にＹ方向に移動しながら、全面を塗りつぶして行く。Ｔ＝０で０回目のＹ方向スキャンが終わると、ビーム位置は一度に照射された場合の隣のビームの位置にあり、すでにその位置は一度に照射された場合の隣のビームによって照射されている。そのため、この時点で偏向器２０８により偏向することによって１ＡＵ（−Ｘ方向へ）ずれた所にスキャンする。そして、ここから１回目（Ｔ＝１）のスキャンを開始する。ステージ移動速度は、１回のＹスキャンが終わった時点でビーム位置が一度に照射された場合の隣のビーム位置になるように制御される。Ｙ方向上下のビームについても同様に描画が行われ、ＡＵ単位で全面を塗り潰すようにビームショットができる。これらのビームショットの各々を所望のパターンに合わせてビームＯＮ／ビームＯＦＦのブランキング制御を行うことで様々なパターンが描画されることになる。

図１１は、実施の形態１におけるｘ方向分割による描画モードでのラスタースキャンの描画動作の他の一例を説明するための概念図である。図１１では、例えば、ｘ方向の８本のビームのうち、端部のビームから１本内側のビームが不良ビームである場合を示している。かかる場合の部分領域（矩形領域）４４のｘ方向のビーム本数は６本となる。図９と同様、あるショットパターン３６と、一度に照射されるｘ方向に隣り合うショットパターン３６と、一度に照射されるｙ方向に隣り合うショットパターン３６と、ｘ方向に隣り合うショットパターン３６と一度に照射されるｙ方向に隣り合うショットパターン３６とによる、一度に照射される４つのショットパターン３６により囲まれる領域を、例えば、ｘ方向に７ＡＵ、ｙ方向に８ＡＵに分割した例を示している。

図１１において、ステージ移動方向を＋Ｘ方向とし、それと同方向のＸ方向および直行するＹ方向にビーム全体をスキャンするように制御する。この様子を同図の右側に概念的に矢印で図示している。また、アパーチャの開口（穴）位置（四角穴）の下にスキャン開始のタイミングを、Ｔ＝０を基準として、Ｔ＝−５〜６で示している。図１１は、Ｔ＝０の時点で、各ビームがスキャンを開始する描画位置を模式的に表している。この例では、ステージの＋Ｘ方向ステージ移動に合わせてＸ方向およびＹ方向のスキャンを行うことで、ビームショットが相対的にＹ方向に移動しながら、全面を塗りつぶして行く。Ｔ＝０で０回目のＹ方向スキャンが終わると、ビーム位置は一度に照射された場合の隣のビームの位置の１ＡＵ（＋ｘ方向）にずれた位置にある。そして、ここから１回目（Ｔ＝１）のスキャンを開始する。ステージ移動速度は、１回のＹスキャンが終わった時点でビーム位置が一度に照射された場合の隣のビーム位置の１ＡＵ（＋ｘ方向）にずれた位置になるように制御される。Ｙ方向上下のビームについても同様に描画が行われ、ＡＵ単位で全面を塗り潰すようにビームショットができる。これらのビームショットの各々を所望のパターンに合わせてビームＯＮ／ビームＯＦＦのブランキング制御を行うことで様々なパターンが描画されることになる。

図１２は、実施の形態１におけるｘ方向分割による描画モードでのラスタースキャンの描画動作の他の一例を説明するための概念図である。図１２では、例えば、ｘ方向の８本のビームのうち、端部のビームから２本内側のビームが不良ビームである場合を示している。かかる場合の部分領域（矩形領域）４４のｘ方向のビーム本数は５本となる。図９と同様、あるショットパターン３６と、一度に照射されるｘ方向に隣り合うショットパターン３６と、一度に照射されるｙ方向に隣り合うショットパターン３６と、ｘ方向に隣り合うショットパターン３６と一度に照射されるｙ方向に隣り合うショットパターン３６とによる、一度に照射される４つのショットパターン３６により囲まれる領域を、例えば、ｘ方向に７ＡＵ、ｙ方向に８ＡＵに分割した例を示している。

図１２において、ステージ移動方向を＋Ｘ方向とし、それと同方向のＸ方向および直行するＹ方向にビーム全体をスキャンするように制御する。この様子を同図の右側に概念的に矢印で図示している。また、アパーチャの開口（穴）位置（四角穴）の下にスキャン開始のタイミングを、Ｔ＝０を基準として、Ｔ＝−５〜５で示している。図１２は、Ｔ＝０の時点で、各ビームがスキャンを開始する描画位置を模式的に表している。この例では、ステージの＋Ｘ方向ステージ移動に合わせてＸ方向およびＹ方向にスキャンを行うことで、ビームショットが相対的にＹ方向に移動しながら、全面を塗りつぶして行く。Ｔ＝０で０回目のＹ方向スキャンが終わると、ビーム位置は一度に照射された場合の隣のビームの位置の２ＡＵ（＋ｘ方向）にずれた位置にあり、すでにその位置は他のビームによって照射されている。そのため、この時点で偏向器２０８により偏向することによって１ＡＵ（−Ｘ方向へ）ずれた所にスキャンする。そして、ここから１回目（Ｔ＝１）のスキャンを開始する。ステージ移動速度は、１回のＹスキャンが終わった時点でビーム位置が一度に照射された場合の隣のビーム位置の２ＡＵ（＋ｘ方向）にずれた位置になるように制御される。Ｙ方向上下のビームについても同様に描画が行われ、ＡＵ単位で全面を塗り潰すようにビームショットができる。これらのビームショットの各々を所望のパターンに合わせてビームＯＮ／ビームＯＦＦのブランキング制御を行うことで様々なパターンが描画されることになる。

図１３は、実施の形態１におけるｘ方向分割による描画モードでのラスタースキャンの描画動作の他の一例を説明するための概念図である。図１３では、例えば、ｘ方向の８本のビームのうち、端部のビームから３本内側のビームが不良ビームである場合を示している。かかる場合の部分領域（矩形領域）４４のｘ方向のビーム本数は４本となる。図９と同様、あるショットパターン３６と、一度に照射されるｘ方向に隣り合うショットパターン３６と、一度に照射されるｙ方向に隣り合うショットパターン３６と、ｘ方向に隣り合うショットパターン３６と一度に照射されるｙ方向に隣り合うショットパターン３６とによる、一度に照射される４つのショットパターン３６により囲まれる領域を、例えば、ｘ方向に７ＡＵ、ｙ方向に８ＡＵに分割した例を示している。

図１３において、ステージ移動方向を＋Ｘ方向とし、それと同方向のＸ方向および直行するＹ方向にビーム全体をスキャンするように制御する。この様子を同図の右側に概念的に矢印で図示している。また、アパーチャの開口（穴）位置（四角穴）の下にスキャン開始のタイミングを、Ｔ＝０を基準として、Ｔ＝−５〜７で示している。図１３は、Ｔ＝０の時点で、各ビームがスキャンを開始する描画位置を模式的に表している。この例では、ステージの＋Ｘ方向ステージ移動に合わせてＸ方向およびＹ方向のスキャンを行うことで、ビームショットが相対的にＹ方向に移動しながら、全面を塗りつぶして行く。Ｔ＝０で０回目のＹ方向スキャンが終わると、ビーム位置は一度に照射された場合の隣のビームの位置の３ＡＵ（＋ｘ方向）にずれた位置にある。そして、ここから１回目（Ｔ＝１）のスキャンを開始する。ステージ移動速度は、１回のＹスキャンが終わった時点でビーム位置が一度に照射された場合の隣のビーム位置の３ＡＵ（＋ｘ方向）にずれた位置になるように制御される。Ｙ方向上下のビームについても同様に描画が行われ、ＡＵ単位で全面を塗り潰すようにビームショットができる。これらのビームショットの各々を所望のパターンに合わせてビームＯＮ／ビームＯＦＦのブランキング制御を行うことで様々なパターンが描画されることになる。

以上のように、ｘ方向分割による描画モード（２）において、描画速度は、不良ビームが無い場合より低下するものの、描画精度を低下させずに描画処理を行うことができる。また、描画モード（２）が選択される場合には、描画速度の効率も他の方法を用いる場合より効率的に描画処理を行うことができる。

次に、例えば、描画モード（３）を選択した場合、描画処理制御部５２は、不良ビームがビームＯＦＦに制御された状態で、残りのマルチビームのうちの少なくとも１つを用いて、位置をずらしながら多重描画を行い、さらに、不良ビームによって描画されるはずであった位置について、追加描画を行うように描画処理を制御する。

図１４は、実施の形態１における追加パス描画による描画モードで描画動作を行う場合の一例を説明するための概念図である。図１４では、多重度Ｎ＝２の場合を一例として示している。多重描画における１回目の描画処理と、２回目の描画処理とでは、ｘ方向、ｙ方向、或いはｘ，ｙ両方向に位置をずらしたストライプ領域を描画する。図１４の例では、例えば、ｙ方向に１／２ストライプ幅だけずらして多重描画する場合を示している。言い換えれば、多重描画の各回の描画処理において他の回の描画処理とは描画方向（ｘ方向）と直交する方向（ｙ方向）に位置をずらしながら描画を行う。１回目の描画処理では、不良ビームについてビームＯＦＦになるようにブランキング制御を行い、残りのマルチビームを使って、ストライプ領域３２ａについて１回目の描画処理を行う。ラスタースキャンの描画動作は、例えば図９で説明した内容と同様で構わない。かかる場合に、穴２３ａを通過した不良ビームが描画するはずであった位置には、ビームが照射されていない。

次に、１回目の描画処理の対象となるストライプ領域３２ａをｙ方向に１／２ストライプ幅だけずらしたストライプ領域３２ｂについて１回目の描画処理を行う。ラスタースキャンの描画動作は、例えば図９で説明した内容と同様で構わない。かかる場合に、穴２３ｂを通過した不良ビームが描画するはずであった位置には、ビームが照射されていない。

このままでは、穴２３ａを通過した不良ビームが描画するはずであった位置と穴２３ｂを通過した不良ビームが描画するはずであった位置では、所望の照射量の１／２ずつしか電子ビームの照射を受けていないことになる。

そこで、追加パス描画（追加描画）として、不良ビームによって描画されるはずであった位置（穴２３ａを通過した不良ビームが描画するはずであった位置、及び穴２３ｂを通過した不良ビームが描画するはずであった位置）について、追加描画を行う。その際、位置をずらしながら行われた１回目と２回目の描画処理による多重描画において、不良ビームが描画するはずであった複数の位置がすべて描画されるように追加描画で描画される描画範囲の位置を調整する。図１４において、描画処理制御部５２は、穴２３ａを通過した不良ビームが描画するはずであった位置、及び穴２３ｂを通過した不良ビームが描画するはずであった位置と、が含まれるようにストライプ領域３２ｃを設定する。そして、追加パス描画において、穴２３ａを通過した不良ビームが描画するはずであった位置、及び穴２３ｂを通過した不良ビームが描画するはずであった位置に、不良ビーム以外の他のビームを使って照射する。
ここで、追加のパスで描画する際には、不良ビームが描画するはずであった部分以外にも併せて描画を行うことにしてもパターン形成はできるが、不良ビームが描画するはずであった位置についてだけ描画行うことにするのが好ましい。不良ビームが描画するはずであった位置についてだけ描画行うことにすれば、その他のビームについての描画データ作成が不要となり、データ作成リソースの有効利用ができるというメリットがある。

以上により、どの位置においても所定の照射量にすることができる。図１４では、多重描画において、多重描画における各回の描画位置をｙ方向にずらした場合を説明したが、ｘ方向にずらしてもよい。

図１５は、実施の形態１における追加パス描画による描画モードで描画動作を行う場合の他の一例を説明するための概念図である。図１５では、多重度Ｎ＝２の場合を一例として示している。図１５の例では、例えば、ｘ方向に２ＡＵ分ずつずらして多重描画する場合を示している。１回目の描画処理では、不良ビーム（例えば、「１」で示す穴Ａを通過するビーム）についてビームＯＦＦになるようにブランキング制御を行い、残りのマルチビーム（例えば、「２」〜「８」で示す穴Ｂ〜Ｈを通過するビーム）を使って、図１５（ａ）に示すように、１回目の描画処理を行う。ラスタースキャンの描画動作は、例えば図９で説明した内容と同様で構わない。かかる場合に、「１」で示す穴Ａを通過する不良ビームが描画するはずであった位置には、ビームが照射されていない。

次に、１回目の描画処理とは、図１５（ｂ）に示すように、２ＡＵだけｘ方向にずらした位置から２回目の描画処理を行う。描画動作の内容は、１回目の描画処理と同様でよい。

このままでは、「１」で示す穴Ａを通過した不良ビームが描画するはずであった位置では、所望の照射量の１／２ずつしか電子ビームの照射を受けていないことになる。

そこで、追加パス描画（追加描画）として、図１５（ｃ）に示すように、２ＡＵだけｘ方向にずらした位置から３回目の描画処理（追加パス描画）を行う。その際、不良ビームによって描画されるはずであった位置ついて、不良ビーム以外の他のビームを使って照射する。１回目と２回目と３回目の描画処理において、「１」で示す穴Ａを通過する不良ビームが描画するはずであった位置がいずれも重ならないように制御することで、どの位置においても所定の照射量にすることができる。

以上のように、追加パス描画による描画モード（３）において、描画速度は、不良ビームが無い場合より低下するものの、描画精度を低下させずに描画処理を行うことができる。また、描画モード（３）が選択される場合には、描画速度の効率も他の方法を用いる場合より効率的に描画処理を行うことができる。

以上のように、実施の形態１では、複数の描画モードを用意し、描画速度の効率により描画モードを選択して、より効率の良い描画モードで描画処理を行うことができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、設定される部分領域が矩形である場合について説明したが、これに限るものではない。実施の形態２では、他の形状である場合について説明する。また、実施の形態２において、以下、特に説明する点以外は、実施の形態１と同様である。

図１６は、実施の形態２におけるｙ方向分割による部分領域（平行四辺形領域：第２の領域）の一例を示す図である。図１６では、例えば、縦（ｙ方向）に５１２個、横（ｘ方向）に８個の穴２２が、縦方向（ｙ方向）に１段ずれるごとに横方向（ｘ方向）に例えば寸法ａだけずれて配置されたアパーチャ部材２０３の例を示している。例えば、縦方向（ｙ方向）１段目の列と、２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る。また、縦方向（ｙ方向）２段目の列と、３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るように各段によってずれ幅を変更させてもよい。このように、アパーチャ部材２０３の穴２２全体を含む領域が平行四辺形になっている。図１６の例では、アパーチャ部材２０３自体の形状が平行四辺形で示されているが、矩形であっても構わない。図１６では、例えば、左端からｘ方向に６列目および上端から−ｙ方向に４段目の穴２３が不良ビームを形成する穴２２としている。かかる場合に、ｙ方向分割により、不良ビームを除いて部分領域（平行四辺形領域）を設定するには、図１６に示すように、ｘ方向に全列、そして上端から−ｙ方向に５段目から下端までの複数の穴２２が含まれる部分領域（平行四辺形領域）４１と、ｘ方向に全列、そして上端から−ｙ方向に３段目までの複数の穴２２が含まれる部分領域（平行四辺形領域）４３と、の２つの部分領域（平行四辺形）を想定できる。部分領域（平行四辺形領域）４１と部分領域（平行四辺形領域）４３とでは、部分領域（平行四辺形領域）４１の方が、より多くの穴２２が含まれるのでｙ方向分割による場合には、部分領域（平行四辺形領域）４１を選択する。

図１７は、実施の形態２におけるｘ方向分割による部分領域（平行四辺形領域：第２の領域）の一例を示す図である。図１７では、図１６と同様、例えば、縦（ｙ方向）に５１２個、横（ｘ方向）に８個の穴２２が、縦方向（ｙ方向）に１段ずれるごとに横方向（ｘ方向）に例えば寸法ａだけずれて配置されたアパーチャ部材２０３の例を示している。図１７では、図１６と同様、例えば、左端からｘ方向に６列目および上端から−ｙ方向に４段目の穴２３が不良ビームを形成する穴２２としている。かかる場合に、ｘ方向分割により、不良ビームを除いて部分領域（平行四辺形領域）を設定するには、図１７に示すように、ｙ方向に全列、そして左端からｘ方向に５列目までの複数の穴２２が含まれる部分領域（平行四辺形領域）４５と、ｙ方向に全列、そして左端からｘ方向に７列目から右端までの複数の穴２２が含まれる部分領域（平行四辺形領域）４７と、の２つの部分領域（平行四辺形領域）を想定できる。部分領域（平行四辺形領域）４５と部分領域（平行四辺形領域）４７とでは、部分領域（平行四辺形領域）４５の方が、より多くの穴２２が含まれるのでｘ方向分割による場合には、部分領域（平行四辺形領域）４５を選択する。

図１８は、実施の形態２におけるｘ方向分割による部分領域（稲妻形領域：第２の領域）の一例を示す図である。図１８では、例えば、縦（ｙ方向）に５１２個、横（ｘ方向）に８個の穴２２が、縦方向（ｙ方向）に所定の段数だけ１段ずれるごとに横方向（ｘ方向）に例えば寸法ａだけずれて配置され、所定の段数になると、次の段が、１段目と同じｘ方向の位置に戻り、その段から再度、所定の段数だけ１段ずれるごとに横方向（ｘ方向）に例えば寸法ａだけずれて配置されることを繰り返すようにして配置されたアパーチャ部材２０３の例を示している。例えば、図１８の例では、例えば、縦方向（ｙ方向）に１〜４段目まで、各段の列と、その次の段の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ａだけずれて配置される。そして、５〜８段目まで、９〜１２段目まで、といった縦方向（ｙ方向）に４段毎に、１〜４段目までのｘ方向位置と同様に配置される。ここでは、ｘ方向のずれ量が４段で隣りの穴の位置になるように配置される。図１８では、例えば、左端からｘ方向に６列目および上端から−ｙ方向に４段目の穴２３が不良ビームを形成する穴２２としている。

かかる場合に、ｘ方向分割により、不良ビームを除いて部分領域を設定するには、図１８に示すように、下端からｙ方向に４段目まで、そして左端からｘ方向に５列目までの複数の穴２２が含まれる小分領域（平行四辺形領域）４７ａと、ｙ方向に５〜８段目まで、そして左端からｘ方向に５列目までの複数の穴２２が含まれる小部分領域（平行四辺形領域）４７ｂと、・・・、上端から−ｙ方向に８〜５段目まで、そして左端からｘ方向に５列目までの複数の穴２２が含まれる小部分領域（平行四辺形領域）４７ｃと、上端から−ｙ方向に４〜１段目まで、そして左端からｘ方向に５列目までの複数の穴２２が含まれる小部分領域（平行四辺形領域）４７ｄと、を組み合わせた部分領域（稲妻形領域）４８と、下端からｙ方向に４段目まで、そして左端からｘ方向に７列目から右端までの複数の穴２２が含まれる小分領域（平行四辺形領域）４９ａと、ｙ方向に５〜８段目まで、そして左端からｘ方向に７列目から右端までの複数の穴２２が含まれる小部分領域（平行四辺形領域）４９ｂと、・・・、上端から−ｙ方向に８〜５段目まで、そして左端からｘ方向に７列目から右端までの複数の穴２２が含まれる小部分領域（平行四辺形領域）４９ｃと、上端から−ｙ方向に４〜１段目まで、そして左端からｘ方向に７列目から右端までの複数の穴２２が含まれる小部分領域（平行四辺形領域）４９ｄと、を組み合わせた部分領域（稲妻形領域）７０と、の２つの部分領域（稲妻形領域）を想定できる。言い換えれば、ｘ方向分割においては、不良ビーム２３が存在するｘ方向列目を除くように、複数の小部分領域（平行四辺形領域）を構成し、複数の小部分領域（平行四辺形領域）をｙ方向に組み合わせることで部分領域（稲妻形領域）４８，７０を構成する。

部分領域（稲妻形領域）４９と部分領域（稲妻形領域）７０とでは、部分領域（稲妻形領域）４９の方が、より多くの穴２２が含まれるのでｘ方向分割による場合には、部分領域（稲妻形領域）４９を選択する。このように、ｘ方向ｍ１本×ｙ方向ｎ１本のビーム形成穴２２が含まれるように構成される平行四辺形領域がｙ方向に繰り返し配置されることにより構成される多角形領域（例えば、稲妻領域）を部分領域として設定してもよい。

以上のように、ビーム配置（アパーチャ部材２０３の複数の穴２２の配置）がｘｙ方向に直行していない場合には、部分領域はその配置に応じた形状とすればよい。

実施の形態３．
実施の形態２では、ビーム配置（アパーチャ部材２０３の複数の穴２２の配置）がｘｙ方向に直行していない場合に、矩形以外の部分領域を設定する場合について説明したが、これに限るものではない。実施の形態３では、ビーム配置（アパーチャ部材２０３の複数の穴２２の配置）がｘｙ方向に直行していない場合でも、矩形の部分領域を設定する場合について説明する。実施の形態３において、以下、特に説明する点以外は、実施の形態１と同様である。

図１９は、実施の形態３におけるｙ方向分割による部分領域（矩形領域：第２の領域）の一例を示す図である。図１９では、図１８と同様、例えば、縦（ｙ方向）に５１２個、横（ｘ方向）に８個の穴２２が、縦方向（ｙ方向）に所定の段数だけ１段ずれるごとに横方向（ｘ方向）に例えば寸法ａだけずれて配置され、所定の段数になると、次の段が、１段目と同じｘ方向の位置に戻り、その段から再度、所定の段数だけ１段ずれるごとに横方向（ｘ方向）に例えば寸法ａだけずれて配置されることを繰り返すようにして配置されたアパーチャ部材２０３の例を示している。例えば、図１９の例では、例えば、縦方向（ｙ方向）に１〜４段目まで、各段の列とその次の段の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ａだけずれて配置される。そして、５〜８段目まで、９〜１２段目まで、といった縦方向（ｙ方向）に４段毎に、１〜４段目までのｘ方向位置と同様に配置される。ここでは、ｘ方向のずれ量が４段で隣りの穴の位置になるように配置される。図１９では、例えば、左端からｘ方向に６列目および上端から−ｙ方向に４段目の穴２３が不良ビームを形成する穴２２としている。

かかる場合に、ｙ方向分割により、不良ビームを除いて部分領域（平行四辺形領域）を設定するには、図１９に示すように、ｘ方向に全列、そして上端から−ｙ方向に５段目から下端までの複数の穴２２が含まれる部分領域（矩形領域）７２と、ｘ方向に全列、そして上端から−ｙ方向に３段目までの複数の穴２２が含まれる部分領域（矩形領域）７４と、の２つの部分領域（平行四辺形）を想定できる。部分領域（矩形領域）７２と部分領域（矩形領域）７４とでは、部分領域（矩形領域）７２の方が、より多くの穴２２が含まれるのでｙ方向分割による場合には、部分領域（矩形領域）７２を選択する。言い換えれば、ｙ方向分割においては、不良ビーム２３が存在するｙ方向段目を除くように、部分領域（矩形領域）７２，６２を構成し、その内のより多くの穴２２が含まれる部分領域（矩形領域）７２を選択する。

以上のように、ビーム配置（アパーチャ部材２０３の複数の穴２２の配置）がｘｙ方向に直行していない場合でも、部分領域は矩形にできる。

以上のように、上述した各実施の形態において、ｙ方向分割においては、不良ビーム２３が存在するｙ方向段目を除くように、ｘ方向分割においては、不良ビーム２３が存在するｘ方向列目を除くように、複数の部分領域を構成し、その内のより多くの穴２２が含まれる部分領域を選択すればよい。

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。上述したラスタースキャン動作は一例であって、マルチビームを用いたラスタースキャン動作はその他の動作方法であってもよい。

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及び方法は、本発明の範囲に包含される。

２０ マルチビーム
２２，２３ 穴
２４，２６ 電極
３０ 描画領域
３２，３３ ストライプ領域
３４ 照射領域
３６ ショットパターン
４０，４２，４４，４６ 部分領域
５０ 検出処理部
５１ 設定部
５２ 描画処理制御部
５４ 描画データ処理部
６０，６２，６４ 効率算出部
６６ 判定部
６８ モード選択部
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１０６ ファラディーカップ
１１０ 制御計算機
１１２ メモリ
１３０，１３２ 偏向制御回路
１３４，１３６ ＤＡＣアンプ
１３８ 電流検出器
１３９ ステージ位置測定部
１４０ 記憶装置
１５０ 描画部
１６０ 制御部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３ アパーチャ部材
２０４ ブランキングプレート
２０５ 縮小レンズ
２０６ 制限アパーチャ部材
２０７ 対物レンズ
２０８ 偏向器
２０９ 検出器
２１０ ミラー

Claims (6)

1. 試料を載置する、連続移動可能なステージと、
   荷電粒子ビームを放出する放出部と、
   複数の開口部を有し、前記複数の開口部全体が含まれる第１の領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の開口部を前記荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
   前記アパーチャ部材の複数の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複数のブランカーと、
   前記複数のブランカーによってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽するブランキングアパーチャ部材と、
   前記アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、不良ビームを検出する検出部と、
   前記アパーチャ部材の複数の開口部のうち、前記不良ビームを通過させる開口部を除く残りの開口部のうち、より多くの開口部が含まれるように第２の領域を設定する設定部と、
   前記第２の領域内の開口部を通過したことによって形成されたマルチビームを用いて、試料にパターンを描画するように描画処理を制御する描画処理制御部と、
   を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
2. 試料を載置する、連続移動可能なステージと、
   荷電粒子ビームを放出する放出部と、
   複数の開口部を有し、前記複数の開口部全体が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の開口部を前記荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
   前記アパーチャ部材の複数の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複数のブランカーと、
   前記複数のブランカーによってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽するブランキングアパーチャ部材と、
   前記アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、不良ビームを検出する検出部と、
   前記不良ビームがビームＯＦＦに制御された状態で、残りのマルチビームのうちの少なくとも１つを用いて、位置をずらしながら多重描画を行い、さらに、前記不良ビームによって描画されるはずであった位置について、追加描画を行うように描画処理を制御する描画処理制御部と、
   を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
3. 試料を載置する、連続移動可能なステージと、
   荷電粒子ビームを放出する放出部と、
   複数の開口部を有し、前記複数の開口部全体が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の開口部を前記荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
   前記アパーチャ部材の複数の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複数のブランカーと、
   前記複数のブランカーによってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽するブランキングアパーチャ部材と、
   前記アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、不良ビームを検出する検出部と、
   前記アパーチャ部材の複数の開口部のうち、前記不良ビームを通過させる開口部を除く残りの開口部のうち、より多くの開口部が含まれるように第２の領域を設定する設定部と、
   前記第２の領域内の開口部を通過したマルチビームを用いて試料にパターンを描画する第１のモードと、前記不良ビームがビームＯＦＦに制御された状態で残りのマルチビームのうちの少なくとも１つを用いて、位置をずらしながら多重描画を行い、さらに、前記不良ビームによって描画されるはずであった位置について、追加描画を行う第２のモードと、を選択する選択部と、
   選択されたモードで描画するように描画処理を制御する描画処理制御部と、
   を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
4. 前記多重描画の各回の描画処理において他の回の描画処理とは描画方向と直交する方向に位置をずらしながら描画を行い、
   前記追加描画の際、位置をずらしながら行われた前記多重描画において前記不良ビームが描画するはずであった複数の位置がすべて描画されるように追加描画で描画される描画範囲の位置を調整することを特徴とする請求項２記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
5. 前記アパーチャ部材の複数の開口部のうち、前記第２の領域から外れた開口部を通過するマルチビームをビームＯＦＦの状態になるように対応するブランカーを制御するブランカー制御部をさらに備えた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。
6. 荷電粒子ビームの照射を受けてマルチビームを形成する複数の開口部を有するアパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、不良ビームを検出する工程と、
   前記アパーチャ部材の複数の開口部のうち、前記不良ビームを通過させる開口部を除く残りの開口部のうち、より多くの開口部が含まれるように領域を設定する工程と、
   前記領域内の開口部を通過したマルチビームを用いて試料にパターンを描画する第１のモードと、前記不良ビームがビームＯＦＦに制御された状態で残りのマルチビームのうちの少なくとも１つを用いて、位置をずらしながら多重描画を行い、さらに、前記不良ビームによって描画されるはずであった位置について、追加描画を行う第２のモードと、を選択する工程と、
   選択されたモードで、試料にパターンを描画する工程と、
   を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画方法。