JP7421423B2 - 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

Description

本発明の一態様は、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、マルチビーム描画によるパターンの寸法ずれを低減する手法に関する。

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、マスクブランクスへ電子線を使ってマスクパターンを描画することが行われている。

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

マルチビーム描画では、各ビームから照射されるドーズ量を照射時間によって制御している。しかしながら、ブランキング制御機構の故障等により照射時間制御が困難となり、所望するドーズ量よりも過剰なドーズ量を試料に照射してしまう欠陥ビームが発生し得る。例えば、常時ＯＮビームが代表例として挙げられる。過剰ドーズが試料に照射されると、試料上に形成されるパターンの形状誤差が生じてしまうといった問題があった。かかる問題について、欠陥ビームによる過剰ドーズ量と同様のドーズ量が、欠陥ビームの周囲のビーム群によって分担されるように周囲のビーム群のそれぞれのドーズ量から対応する分担ドーズ量を減ずるように照射する手法について提案されている。しかしながら、描画するパターンの端部よりも外側の位置に常時ＯＮビームが照射される場合、周囲のビーム群の多くもパターンの端部よりも外側に位置し、パターン外の位置は元々照射量がゼロになる位置なので周囲のビーム群によって過剰ドーズ量を分担することが困難であるといった問題があった（例えば、特許文献１参照）。

特開２０２０－０２１９１９号公報

本発明の一態様は、マルチビーム描画において、パターンの端部よりも外側の位置にドーズ過剰欠陥ビームが照射される場合に、簡易な手法で欠陥ビームに起因するパターンの形状誤差を低減可能な装置及び方法を提供する。

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
マルチ荷電粒子ビームを形成するビーム形成機構と、
試料上の各位置でのドーズ量を演算するドーズ量演算部と、
マルチ荷電粒子ビームのうち、ビームのドーズ量制御ができず照射されるドーズ量が過剰になるドーズ過剰欠陥ビームが、過剰ドーズが拡散する範囲内において過剰ドーズ量を相殺するためのドーズが不足する位置に照射されることによって、試料に生じる過剰ドーズによる第１のドーズ分布を、第１のドーズ分布の範囲内であって過剰ドーズを相殺するためのビーム照射が存在する描画対象のパターンの内側に中心が位置する第２のドーズ分布にするための追加ドーズ量をパターン内の位置に割り振る追加ドーズ割振り部と、
追加ドーズ量が割り振られることによって第２のドーズ分布の中心に生じるドーズ量増加分を、前記第２のドーズ分布の中心若しくは第２のドーズ分布の中心の近傍に照射されるドーズ量から減らすように補正する補正部と、
ドーズ過剰欠陥ビームを含むマルチ荷電粒子ビームを用いて、試料にパターンを描画する描画機構と、
を備えたことを特徴とする。

また、描画機構は、多重描画を行い、
ドーズ量演算部は、マルチ荷電粒子ビームのうち、ドーズ量が不足するドーズ不足欠陥ビームで照射される位置でのドーズ不足分を、多重描画のうちドーズ量が不足する描画処理とは異なる描画処理で照射されるドーズ量に加算すると好適である。

また、追加ドーズ割振り部は、予め設定されたドーズ閾値を超えないように追加ドーズ量を割り振ると好適である。

また、追加ドーズ割振り部は、周囲の照射位置よりもドーズ量が多い照射位置が第２のドーズ分布の中心になるように追加ドーズ量を割り振ると好適である。

また、ドーズ過剰欠陥ビームにより照射されるドーズ量として、照射時間内のドーズ量にさらにビーム偏向のためのセトリング時間のドーズ量を加えた値が用いられると好適である。

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、
マルチ荷電粒子ビームを形成する工程と、
試料上の各位置でのドーズ量を演算する工程と、
過剰ドーズが拡散する範囲内において過剰ドーズ量を相殺するためのドーズが不足する位置に照射されることによって、試料に生じる過剰ドーズによる第１のドーズ分布を、第１のドーズ分布の範囲内であって過剰ドーズを相殺するためのビーム照射が存在する描画対象のパターンの内側に中心が位置する第２のドーズ分布にするための追加ドーズ量をパターン内の位置に割り振る工程と、
追加ドーズ量が割り振られることによって第２のドーズ分布の中心に生じるドーズ量増加分を、前記第２のドーズ分布の中心若しくは第２のドーズ分布の中心の近傍に照射されるドーズ量から減らすように補正する工程と、
ドーズ過剰欠陥ビームを含むマルチ荷電粒子ビームを用いて、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、マルチビーム描画において、パターンの端部よりも外側の位置にドーズ過剰欠陥ビームが照射される場合に、簡易な手法で欠陥ビームに起因するパターンの形状誤差を低減できる。

実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。 実施の形態１における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。 実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ機構の構成を示す断面図である。 実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ機構のメンブレン領域内の構成の一部を示す上面概念図である。 実施の形態１の個別ブランキング機構の一例を示す図である。 実施の形態１における描画動作の一例を説明するための概念図である。 実施の形態１におけるマルチビームの照射領域と描画対象画素との一例を示す図である。 実施の形態１におけるマルチビームの描画方法の一例を説明するための図である。 実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態１におけるビームの位置ずれと位置ずれ周期性とを説明するための図である。 実施の形態１における位置ずれ補正方法の一例を説明するための図である。 実施の形態１における位置ずれが無いビームを用いた多重描画のパス毎のドーズ量の一例を示す図である。 実施の形態１における制御グリッドとビームの照射位置とパターンエッジとの関係の一例を示す図である。 実施の形態１におけるビーム分布を説明するための図である。 実施の形態１におけるパターン中央部の欠陥ビームの周辺ビームの一例を示す図である。 実施の形態１におけるパターンエッジ上或いはエッジ付近の欠陥ビームの周辺ビームの一例を示す図である。 実施の形態１におけるドーズプロファイルと画素との関係の一例を示す図である。 実施の形態１における追加ドーズの割振りと重心位置との一例を示す図である。 実施の形態１における過剰ドーズによるドーズ分布と追加ドーズによるドーズ分布と両者の合成ドーズ分布との一例を示す図である。

以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。図１において、描画装置１００は、描画機構１５０と制御系回路１６０を備えている。描画装置１００は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の一例である。描画機構１５０は、電子鏡筒１０２（マルチ電子ビームカラム）と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、成形アパーチャアレイ基板２０３、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４、縮小レンズ２０５、制限アパーチャ基板２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８、及び偏向器２０９が配置されている。描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画時には描画対象基板となるレジストが塗布されたマスクブランクス等の試料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。ＸＹステージ１０５上には、さらに、ＸＹステージ１０５の位置測定用のミラー２１０が配置される。ＸＹステージ１０５上には、さらに、ファラディーカップ１０６が配置される。

制御系回路１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、デジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプユニット１３２，１３４、ステージ位置検出器１３９及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２，１４４を有している。制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、ＤＡＣアンプユニット１３２，１３４、ステージ位置検出器１３９及び記憶装置１４０，１４２，１４４は、図示しないバスを介して互いに接続されている。偏向制御回路１３０には、ＤＡＣアンプユニット１３２，１３４及びブランキングアパーチャアレイ機構２０４が接続されている。ＤＡＣアンプユニット１３２の出力は、偏向器２０９に接続される。ＤＡＣアンプユニット１３４の出力は、偏向器２０８に接続される。偏向器２０８は、４極以上の電極により構成され、電極毎にＤＡＣアンプ１３４を介して偏向制御回路１３０により制御される。偏向器２０９は、４極以上の電極により構成され、電極毎にＤＡＣアンプ１３２を介して偏向制御回路１３０により制御される。ステージ位置検出器１３９は、レーザ光をＸＹステージ１０５上のミラー２１０に照射し、ミラー２１０からの反射光を受光する。そして、かかる反射光の情報を使ったレーザ干渉の原理を利用してＸＹステージ１０５の位置を測定する。

制御計算機１１０内には、ラスタライズ部５０、ドーズマップ作成部５２、ビーム位置ずれマップ作成部５４、検出部５６、変調率演算部５９、ドーズマップ作成部６０、ドーズ分配処理部６１、判定部６２、判定部６３、ドーズ大の周辺画素特定部６４、割振部６５、打消ドーズ算出部６６、補正部６７、特定部６８、照射時間演算部７２、及び描画制御部７４が配置されている。ラスタライズ部５０、ドーズマップ作成部５２、ビーム位置ずれマップ作成部５４、検出部５６、変調率演算部５９、ドーズマップ作成部６０、ドーズ分配処理部６１、判定部６２、判定部６３、ドーズ大の周辺画素特定部６４、割振部６５、打消ドーズ算出部６６、補正部６７、特定部６８、照射時間演算部７２、及び描画制御部７４といった各「～部」は、処理回路を有する。かかる処理回路は、例えば、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置を含む。各「～部」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いても良いし、或いは異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。ラスタライズ部５０、ドーズマップ作成部５２、ビーム位置ずれマップ作成部５４、検出部５６、変調率演算部５９、ドーズマップ作成部６０、ドーズ分配処理部６１、判定部６２、判定部６３、ドーズ大の周辺画素特定部６４、割振部６５、打消ドーズ算出部６６、補正部６７、特定部６８、照射時間演算部７２、及び描画制御部７４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。

また、描画装置１００の外部から描画データが入力され、記憶装置１４０に格納される。描画データには、通常、描画するための複数の図形パターンの情報が定義される。具体的には、図形パターン毎に、図形コード、座標、及びサイズ等が定義される。

ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成を記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。

図２は、実施の形態１における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。図２において、成形アパーチャアレイ基板２０３には、縦（ｙ方向）ｐ列×横（ｘ方向）ｑ列（ｐ，ｑ≧２）の穴（開口部）２２が所定の配列ピッチでマトリクス状に形成されている。図２では、例えば、縦横（ｘ，ｙ方向）に５１２×５１２列の穴２２が形成される。各穴２２は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。或いは、同じ直径の円形であっても構わない。成形アパーチャアレイ基板２０３（ビーム形成機構）は、マルチビーム２０を形成する。具体的には、これらの複数の穴２２を電子ビーム２００の一部がそれぞれ通過することで、マルチビーム２０が形成されることになる。また、穴２２の配列の仕方は、図２のように、縦横が格子状に配置される場合に限るものではない。例えば、縦方向（ｙ方向）ｋ段目の列と、ｋ＋１段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ａだけずれて配置されてもよい。同様に、縦方向（ｙ方向）ｋ＋１段目の列と、ｋ＋２段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ｂだけずれて配置されてもよい。

図３は、実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ機構の構成を示す断面図である。
図４は、実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ機構のメンブレン領域内の構成の一部を示す上面概念図である。なお、図３と図４において、制御電極２４と対向電極２６と制御回路４１とパッド４３の位置関係は一致させて記載していない。ブランキングアパーチャアレイ機構２０４は、図３に示すように、支持台３３上にシリコン等からなる半導体基板３１が配置される。基板３１の中央部は、例えば裏面側から削られ、薄い膜厚ｈのメンブレン領域３３０（第１の領域）に加工されている。メンブレン領域３３０を取り囲む周囲は、厚い膜厚Ｈの外周領域３３２（第２の領域）となる。メンブレン領域３３０の上面と外周領域３３２の上面とは、同じ高さ位置、或いは、実質的に同じ高さ位置になるように形成される。基板３１は、外周領域３３２の裏面で支持台３３上に保持される。支持台３３の中央部は開口しており、メンブレン領域３３０の位置は、支持台３３の開口した領域に位置している。

メンブレン領域３３０には、図２に示した成形アパーチャアレイ基板２０３の各穴２２に対応する位置にマルチビーム２０のそれぞれのビームの通過用の通過孔２５（開口部）が開口される。言い換えれば、基板３１のメンブレン領域３３０には、電子線を用いたマルチビーム２０のそれぞれ対応するビームが通過する複数の通過孔２５がアレイ状に形成される。そして、基板３１のメンブレン領域３３０上であって、複数の通過孔２５のうち対応する通過孔２５を挟んで対向する位置に２つの電極を有する複数の電極対がそれぞれ配置される。具体的には、メンブレン領域３３０上に、図３及び図４に示すように、各通過孔２５の近傍位置に該当する通過孔２５を挟んでブランキング偏向用の制御電極２４と対向電極２６の組（ブランカー：ブランキング偏向器）がそれぞれ配置される。また、基板３１内部であってメンブレン領域３３０上の各通過孔２５の近傍には、各通過孔２５用の制御電極２４に偏向電圧を印加する制御回路４１（ロジック回路）が配置される。各ビーム用の対向電極２６は、グランド接続される。

また、図４に示すように、各制御回路４１は、制御信号用のｎビット（例えば１０ビット）のパラレル配線が接続される。各制御回路４１は、制御信号用のｎビットのパラレル配線の他、クロック信号線、読み込み（ｒｅａｄ）信号、ショット（ｓｈｏｔ）信号および電源用の配線等が接続される。クロック信号線、読み込み（ｒｅａｄ）信号、ショット（ｓｈｏｔ）信号および電源用の配線等はパラレル配線の一部の配線を流用しても構わない。マルチビームを構成するそれぞれのビーム毎に、制御電極２４と対向電極２６と制御回路４１とによる個別ブランキング機構４７が構成される。また、図３の例では、制御電極２４と対向電極２６と制御回路４１とが基板３１の膜厚が薄いメンブレン領域３３０に配置される。但し、これに限るものではない。また、メンブレン領域３３０にアレイ状に形成された複数の制御回路４１は、例えば、同じ行或いは同じ列によってグループ化され、グループ内の制御回路４１群は、図４に示すように、直列に接続される。そして、グループ毎に配置されたパッド４３からの信号がグループ内の制御回路４１に伝達される。具体的には、各制御回路４１内に、図示しないシフトレジスタが配置され、例えば、ｐ×ｑ本のマルチビームのうち例えば同じ行のビームの制御回路４１内のシフトレジスタが直列に接続される。そして、例えば、ｐ×ｑ本のマルチビームの同じ行のビームの制御信号がシリーズで送信され、例えば、ｐ回のクロック信号によって各ビームの制御信号が対応する制御回路４１に格納される。

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

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

各通過孔を通過するマルチビーム２０中の対応する１本の電子ビームは、それぞれ独立に対となる２つの制御電極２４と対向電極２６に印加される電圧によって偏向される。かかる偏向によってブランキング制御される。具体的には、制御電極２４と対向電極２６の組は、それぞれ対応するスイッチング回路となるＣＭＯＳインバータ回路によって切り替えられる電位によってマルチビーム２０の対応ビームをそれぞれ個別にブランキング偏向する。このように、複数のブランカーが、成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の穴２２（開口部）を通過したマルチビーム２０のうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う。

図６は、実施の形態１における描画動作の一例を説明するための概念図である。図６に示すように、試料１０１の描画領域３０は、例えば、ｙ方向に向かって所定の幅で短冊状の複数のストライプ領域３２に仮想分割される。まず、ＸＹステージ１０５を移動させて、第１番目のストライプ領域３２の左端、或いはさらに左側の位置に一回のマルチビーム２０のショットで照射可能な照射領域３４が位置するように調整し、描画が開始される。第１番目のストライプ領域３２を描画する際には、ＸＹステージ１０５を例えば－ｘ方向に移動させることにより、相対的にｘ方向へと描画を進めていく。ＸＹステージ１０５は例えば等速で連続移動させる。第１番目のストライプ領域３２の描画終了後、ステージ位置を－ｙ方向に移動させて、第２番目のストライプ領域３２の右端、或いはさらに右側の位置に照射領域３４が相対的にｙ方向に位置するように調整し、今度は、ＸＹステージ１０５を例えばｘ方向に移動させることにより、－ｘ方向に向かって同様に描画を行う。第３番目のストライプ領域３２では、ｘ方向に向かって描画し、第４番目のストライプ領域３２では、－ｘ方向に向かって描画するといったように、交互に向きを変えながら描画することで描画時間を短縮できる。但し、かかる交互に向きを変えながら描画する場合に限らず、各ストライプ領域３２を描画する際、同じ方向に向かって描画を進めるようにしても構わない。１回のショットでは、成形アパーチャアレイ基板２０３の各穴２２を通過することによって形成されたマルチビームによって、最大で成形アパーチャアレイ基板２０３に形成された複数の穴２２と同数の複数のショットパターンが一度に形成される。また、図６の例では、各ストライプ領域３２を１回ずつ描画する場合を示しているが、これに限るものではない。同じ領域を複数回描画する多重描画を行っても好適である。多重描画を行う場合には、位置をずらしながら各パスのストライプ領域３２を設定すると好適である。

図７は、実施の形態１におけるマルチビームの照射領域と描画対象画素との一例を示す図である。図７において、ストライプ領域３２には、例えば、試料１０１面上におけるマルチビーム２０のビームサイズピッチで格子状に配列される複数の制御グリッド２７（設計グリッド）が設定される。この制御グリッド２７は、例えば、１０ｎｍ程度の配列ピッチにすると好適である。かかる複数の制御グリッド２７が、マルチビーム２０の設計上の照射位置となる。制御グリッド２７の配列ピッチはビームサイズに限定されるものではなく、ビームサイズとは関係なく偏向器２０９の偏向位置として制御可能な任意の大きさで構成されるものでも構わない。そして、各制御グリッド２７を中心とした、制御グリッド２７の配列ピッチと同サイズでメッシュ状に仮想分割された複数の画素３６が設定される。各画素３６は、マルチビームの１つのビームあたりの照射単位領域となる。図７の例では、試料１０１の描画領域が、例えばｙ方向に、１回のマルチビーム２０の照射で照射可能な照射領域３４（描画フィールド）のサイズと実質同じ幅サイズで複数のストライプ領域３２に分割された場合を示している。照射領域３４のｘ方向サイズは、マルチビーム２０のｘ方向のビーム間ピッチにｘ方向のビーム数を乗じた値で定義できる。照射領域３４のｙ方向サイズは、マルチビーム２０のｙ方向のビーム間ピッチにｙ方向のビーム数を乗じた値で定義できる。なお、ストライプ領域３２の幅は、これに限るものではない。照射領域３４のｎ倍（ｎは１以上の整数）のサイズであると好適である。図７の例では、例えば５１２×５１２列のマルチビームの図示を８×８列のマルチビームに省略して示している。そして、照射領域３４内に、１回のマルチビーム２０のショットで照射可能な複数の画素２８（ビームの描画位置）が示されている。言い換えれば、隣り合う画素２８間のピッチが設計上のマルチビームの各ビーム間のピッチとなる。図７の例では、ビーム間ピッチで囲まれる領域で１つのサブ照射領域２９を構成する。図７の例では、各サブ照射領域２９は、４×４画素で構成される場合を示している。

図８は、実施の形態１におけるマルチビームの描画方法の一例を説明するための図である。図８では、図７で示したストライプ領域３２を描画するマルチビームのうち、ｙ方向３段目の座標（１，３），（２，３），（３，３），・・・，（５１２，３）の各ビームで描画するサブ照射領域２９の一部を示している。図８の例では、例えば、ＸＹステージ１０５が８ビームピッチ分の距離を移動する間に４つの画素を描画（露光）する場合を示している。かかる４つの画素を描画（露光）する間、照射領域３４がＸＹステージ１０５の移動によって試料１０１との相対位置がずれないように、偏向器２０８によってマルチビーム２０全体を一括偏向することによって、照射領域３４をＸＹステージ１０５の移動に追従させる。言い換えれば、トラッキング制御が行われる。図８の例では、８ビームピッチ分の距離を移動する間に４つの画素を描画（露光）することで１回のトラッキングサイクルを実施する場合を示している。

具体的には、ステージ位置検出器１３９が、ミラー２１０にレーザを照射して、ミラー２１０から反射光を受光することでＸＹステージ１０５の位置を測長する。測長されたＸＹステージ１０５の位置は、制御計算機１１０に出力される。制御計算機１１０内では、描画制御部７４がかかるＸＹステージ１０５の位置情報を偏向制御回路１３０に出力する。偏向制御回路１３０内では、ＸＹステージ１０５の移動に合わせて、ＸＹステージ１０５の移動に追従するようにビーム偏向するための偏向量データ（トラッキング偏向データ）を演算する。デジタル信号であるトラッキング偏向データは、ＤＡＣアンプ１３４に出力され、ＤＡＣアンプ１３４は、デジタル信号をアナログ信号に変換の上、増幅して、トラッキング偏向電圧として偏向器２０８に印加する。

そして、描画機構１５０は、当該ショットにおけるマルチビームの各ビームのそれぞれの照射時間のうちの最大描画時間Ｔｔｒ内のそれぞれの制御グリッド２７に対応する描画時間（照射時間、或いは露光時間）、各制御グリッド２７にマルチビーム２０のうちＯＮビームのそれぞれ対応するビームを照射する。

図８の例では、座標（１，３）のビーム（１）によって、時刻ｔ＝０からｔ＝最大描画時間Ｔｔｒまでの間に注目サブ照射領域２９の例えば最下段右から１番目の画素３６の制御グリッド２７に１ショット目のビームの照射が行われる。これにより、当該画素は、所望の照射時間のビームの照射を受けたことになる。時刻ｔ＝０からｔ＝Ｔｔｒまでの間にＸＹステージ１０５は例えば２ビームピッチ分だけ－ｘ方向に移動する。この間、トラッキング動作は継続している。

当該ショットのビーム照射開始から当該ショットの最大描画時間Ｔｔｒが経過後、偏向器２０８によってトラッキング制御のためのビーム偏向を継続しながら、トラッキング制御のためのビーム偏向とは別に、偏向器２０９によってマルチビーム２０を一括して偏向することによって各ビームの描画位置（前回の描画位置）を次の各ビームの描画位置（今回の描画位置）にシフトする。図８の例では、時刻ｔ＝Ｔｔｒになった時点で、注目サブ照射領域２９の最下段右から１番目の画素３６の制御グリッド２７から下から２段目かつ右から１番目の画素３６の制御グリッド２７へと描画対象制御グリッド２７をシフトする。この間にもＸＹステージ１０５は定速移動しているのでトラッキング動作は継続している。

そして、トラッキング制御を継続しながら、シフトされた各ビームの描画位置に当該ショットの最大描画時間Ｔｔｒ内のそれぞれ対応する描画時間、マルチビーム２０のうちＯＮビームのそれぞれ対応するビームを照射する。図８の例では、座標（１，３）のビーム（１）によって、時刻ｔ＝Ｔｔｒからｔ＝２Ｔｔｒまでの間に注目サブ照射領域２９の例えば下から２段目かつ右から１番目の画素３６の制御グリッド２７に２ショット目のビームの照射が行われる。時刻ｔ＝Ｔｔｒからｔ＝２Ｔｔｒまでの間にＸＹステージ１０５は例えば２ビームピッチ分だけ－ｘ方向に移動する。この間、トラッキング動作は継続している。

図８の例では、時刻ｔ＝２Ｔｔｒになった時点で、注目サブ照射領域２９の下から２段目かつ右から１番目の画素３６の制御グリッド２７から下から３段目かつ右から１番目の画素３６の制御グリッド２７へと偏向器２０９によるマルチビームの一括偏向により描画対象制御グリッド２７をシフトする。この間にもＸＹステージ１０５は移動しているのでトラッキング動作は継続している。そして、座標（１，３）のビーム（１）によって、時刻ｔ＝２Ｔｔｒからｔ＝３Ｔｔｒまでの間に注目サブ照射領域２９の例えば下から３段目かつ右から１番目の画素３６の制御グリッド２７に３ショット目のビームの照射が行われる。これにより、当該画素３６の制御グリッド２７は、所望の照射時間のビームの照射を受けたことになる。

時刻ｔ＝２Ｔｔｒからｔ＝３Ｔｔｒまでの間にＸＹステージ１０５は例えば２ビームピッチ分だけ－ｘ方向に移動する。この間、トラッキング動作は継続している。時刻ｔ＝３Ｔｔｒになった時点で、注目サブ照射領域２９の下から３段目かつ右から１番目の画素３６の制御グリッド２７から下から４段目かつ右から１番目の画素３６の制御グリッド２７へと偏向器２０９によるマルチビームの一括偏向により描画対象画素をシフトする。この間にもＸＹステージ１０５は移動しているのでトラッキング動作は継続している。

そして、座標（１，３）のビーム（１）によって、時刻ｔ＝３Ｔｔｒからｔ＝４Ｔｔｒまでの間に注目サブ照射領域２９の例えば下から４段目かつ右から１番目の画素３６の制御グリッド２７に４ショット目のビームの照射が行われる。これにより、当該画素３６の制御グリッド２７は、所望の照射時間のビームの照射を受けたことになる。

時刻ｔ＝３Ｔｔｒからｔ＝４Ｔｔｒまでの間にＸＹステージ１０５は例えば２ビームピッチ分だけ－ｘ方向に移動する。この間、トラッキング動作は継続している。以上により、注目サブ照射領域２９の右から１番目の画素列の描画が終了する。

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

なお、各サブ照射領域２９の右から１番目の画素列の描画は終了しているので、トラッキングリセットした後に、次回のトラッキングサイクルにおいてまず偏向器２０９は、各サブ照射領域２９の下から１段目かつ右から２番目の画素の制御グリッド２７にそれぞれ対応するビームの描画位置を合わせる（シフトする）ように偏向する。

以上のように同じトラッキングサイクル中は偏向器２０８によって照射領域３４を試料１０１に対して相対位置が同じ位置になるように制御された状態で、偏向器２０９によって１制御グリッド２７（画素３６）ずつシフトさせながら各ショットを行う。そして、トラッキングサイクルが１サイクル終了後、照射領域３４のトラッキング位置を戻してから、図６の下段に示すように、例えば１制御グリッド（１画素）ずれた位置に１回目のショット位置を合わせ、次のトラッキング制御を行いながら偏向器２０９によって１制御グリッド（１画素）ずつシフトさせながら各ショットを行う。ストライプ領域３２の描画中、かかる動作を繰り返すことで、照射領域３４ａ～３４ｏといった具合に順次照射領域３４の位置が移動していき、当該ストライプ領域の描画を行っていく。

マルチビーム２０で試料１０１を描画する際、上述したように、偏向器２０８によるトラッキング動作中にＸＹステージ１０５の移動に追従しながらショットビームとなるマルチビーム２０を偏向器２０９によるビーム偏向位置の移動によって１制御グリッド（１画素）ずつ順に連続して照射していく。そして、試料１０１上のどの制御グリッド２７（画素３６）をマルチビームのどのビームが照射するのかは描画シーケンスによって決まる。そして、マルチビームのｘ，ｙ方向にそれぞれ隣り合うビーム間のビームピッチを用いて、試料１０１面上におけるｘ，ｙ方向にそれぞれ隣り合うビーム間のビームピッチ（ｘ方向）×ビームピッチ（ｙ方向）の領域はｎ×ｎ画素の領域（サブ照射領域２９）で構成される。例えば、１回のトラッキング動作で、ＸＹステージ１０５が－ｘ方向にビームピッチ（ｘ方向）だけ移動する場合、上述したようにｙ方向に１つのビームによって照射位置をシフトしながらｎ制御グリッド（ｎ画素）が描画される。或いは、ｘ方向或いは斜め方向に１つのビームによって照射位置をシフトしながらｎ制御グリッド（ｎ画素）が描画されてもよい。同じｎ×ｎ画素の領域内の他のｎ画素が次回のトラッキング動作で上述したビームとは異なるビームによって同様にｎ画素が描画される。このようにｎ回のトラッキング動作でそれぞれ異なるビームによってｎ画素ずつ描画されることにより、１つのｎ×ｎ画素の領域内のすべての画素が描画される。マルチビームの照射領域内の他のｎ×ｎ画素の領域についても同時期に同様の動作が実施され、同様に描画される。

次に描画装置１００における描画機構１５０の動作について説明する。電子銃２０１（放出源）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により成形アパーチャアレイ基板２０３全体を照明する。成形アパーチャアレイ基板２０３には、矩形の複数の穴２２（開口部）が形成され、電子ビーム２００は、すべての複数の穴２２が含まれる領域を照明する。複数の穴２２の位置に照射された電子ビーム２００の各一部が、かかる成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の穴２２をそれぞれ通過することによって、例えば矩形形状の複数の電子ビーム（マルチビーム２０）が形成される。かかるマルチビーム２０は、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４のそれぞれ対応するブランカー（第１の偏向器：個別ブランキング機構）内を通過する。かかるブランカーは、それぞれ、個別に通過する電子ビームを偏向する（ブランキング偏向を行う）。

ブランキングアパーチャアレイ機構２０４を通過したマルチビーム２０は、縮小レンズ２０５によって、縮小され、制限アパーチャ基板２０６に形成された中心の穴に向かって進む。ここで、マルチビーム２０のうち、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４のブランカーによって偏向された電子ビームは、制限アパーチャ基板２０６の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ基板２０６によって遮蔽される。一方、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４のブランカーによって偏向されなかった電子ビームは、図１に示すように制限アパーチャ基板２０６の中心の穴を通過する。かかる個別ブランキング機構４７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、制限アパーチャ基板２０６は、個別ブランキング機構４７によってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する。そして、ビーム毎に、ビームＯＮになってからビームＯＦＦになるまでに形成された、制限アパーチャ基板２０６を通過したビームにより、１回分のショットのビームが形成される。制限アパーチャ基板２０６を通過したマルチビーム２０は、対物レンズ２０７により焦点が合わされ、所望の縮小率のパターン像となり、偏向器２０８，２０９によって、制限アパーチャ基板２０６を通過した各ビーム（通過したマルチビーム２０全体）が同方向に一括して偏向され、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。一度に照射されるマルチビーム２０は、理想的には成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の穴２２の配列ピッチに上述した所望の縮小率を乗じたピッチで並ぶことになる。

図９は、実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図９において、実施の形態１における描画方法は、ビーム位置ずれ量測定工程（Ｓ１０２）と、ドーズ量演算工程（Ｓ１０４）と、欠陥ビーム検出工程（Ｓ１１０）と、変調率演算工程（Ｓ１１２）と、不足欠陥ビーム画素特定工程（Ｓ１１３）と、パス毎のドーズ量演算工程（Ｓ１１４）と、ドーズ過剰欠陥ビーム画素特定工程（Ｓ１１６）と、判定工程（Ｓ１２０）と、ドーズ分配工程（Ｓ１２２）と、ドーズ大の周辺画素特定工程（Ｓ１３０）と、追加ドーズ割振工程（Ｓ１３２）と、打ち消しドーズ算出工程（Ｓ１３４）と、打ち消し補正工程（Ｓ１３６）と、判定工程（Ｓ１３８）と、照射時間演算工程（Ｓ１４０）と、描画工程（Ｓ１４２）と、いう一連の工程を実施する。

ビーム位置ずれ量測定工程（Ｓ１０２）として、描画装置１００は、マルチビーム２０の各ビームの試料１０１面上の照射位置が、対応する制御グリッド２７からずれる位置ずれ量を測定する。

図１０は、実施の形態１におけるビームの位置ずれと位置ずれ周期性とを説明するための図である。マルチビーム２０では、図１０（ａ）に示すように、光学系の特性上、露光フィールドに歪が生じ、かかる歪等によって、個々のビームの実際の照射位置３９が理想グリッドに照射される場合の照射位置３７からずれてしまう。そこで、実施の形態１では、かかる個々のビームの実際の照射位置３９の位置ずれ量を測定する。具体的には、レジストが塗布された評価基板に、マルチビーム２０を照射し、評価基板を現像することで生成されるレジストパターンの位置を位置測定器で測定することにより、ビーム毎の位置ずれ量を測定する。各ビームのショットサイズでは、各ビームの照射位置におけるレジストパターンのサイズを位置測定器で測定困難であれば、各ビームで、位置測定器で測定可能なサイズの図形パターン（例えば矩形パターン）を描画し、図形パターン（レジストパターン）の両側のエッジ位置を測定して、両エッジ間の中間位置と設計上の図形パターンの中間位置との差分から対象ビームの位置ずれ量を測定すればよい。そして、得られた各ビームの照射位置の位置ずれ量データは、描画装置１００に入力され、記憶装置１４４に格納される。また、マルチビーム描画では、ストライプ領域３２内において照射領域３４をずらしながら描画を進めていくため、例えば、図８において説明した描画シーケンスでは、図６の下段に示すように、ストライプ領域３２の描画中、照射領域３４ａ～３４ｏといった具合に順次照射領域３４の位置が移動して、照射領域３４の移動毎に、各ビームの位置ずれに周期性が生じることになる。或いは、各ビームが、それぞれ対応するサブ照射領域２９内のすべての画素３６を照射する描画シーケンスの場合であれば、図１０（ｂ）に示すように、少なくとも照射領域３４と同じサイズの単位領域３５毎（３５ａ、３５ｂ、・・・）に各ビームの位置ずれに周期性が生じることになる。よって、１つの照射領域３４分の各ビームの位置ずれ量を測定すれば、測定結果を流用できる。言い換えれば、各ビームについて、対応するサブ照射領域２９内の各画素３６での位置ずれ量を測定できれば良い。

そして、ビーム位置ずれマップ作成部５４は、まず、ビームアレイ単位、言い換えれば、照射領域３４内の各ビームの位置ずれ量を定義するビーム位置ずれ量マップ（１）を作成する。具体的には、ビーム位置ずれマップ作成部５４は、記憶装置１４４から各ビームの照射位置の位置ずれ量データを読み出し、かかるデータをマップ値としてビーム位置ずれ量マップ（１）を作成すればよい。

次に、ビーム位置ずれマップ作成部５４は、ストライプ領域３２内の各画素３６の制御グリッド２７でのビーム位置ずれ量マップ（２）を作成する。ストライプ領域３２内の各画素３６の制御グリッド２７をどのビームが照射するのかは、例えば図８において説明したように、描画シーケンスによって決まる。よって、ビーム位置ずれマップ作成部５４は、描画シーケンスに応じてストライプ領域３２内の各画素３６の制御グリッド２７毎に当該制御グリッド２７への照射を担当するビームを特定して、当該ビームの位置ずれ量を演算する。そして、ビーム位置ずれマップ作成部５４は、各制御グリッド２７へのビームの照射位置の位置ずれ量をマップ値として、ストライプ単位のビーム位置ずれ量マップ（２）を作成する。上述したように、各ビームの位置ずれに周期性が生じるので、ビームアレイ単位のビーム位置ずれ量マップ（１）の値を流用して、ストライプ単位のビーム位置ずれ量マップ（２）を作成すればよい。作成されたビーム位置ずれ量マップ（２）は、記憶装置１４４に格納しておく。

ドーズ量演算工程（Ｓ１０４）として、まず、ラスタライズ部５０は、記憶装置１４０から描画データを読み出し、画素３６毎に、当該画素３６内のパターン面積密度ρ’を演算する。かかる処理は、例えば、ストライプ領域３２毎に実行する。

次に、ドーズマップ作成部５２は、まず、描画領域（ここでは、例えばストライプ領域３２）を所定のサイズでメッシュ状に複数の近接メッシュ領域（近接効果補正計算用メッシュ領域）に仮想分割する。近接メッシュ領域のサイズは、近接効果の影響範囲の１／１０程度、例えば、１μｍ程度に設定すると好適である。ドーズマップ作成部５２は、記憶装置１４０から描画データを読み出し、近接メッシュ領域毎に、当該近接メッシュ領域内に配置されるパターンのパターン面積密度ρを演算する。

次に、ドーズマップ作成部５２は、近接メッシュ領域毎に、近接効果を補正するための近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）（補正照射量）を演算する。未知の近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）は、後方散乱係数η、しきい値モデルの照射量閾値Ｄｔｈ、パターン面積密度ρ、及び分布関数ｇ（ｘ）を用いた、従来手法と同様の近接効果補正用のしきい値モデルによって定義できる。

次に、ドーズマップ作成部５２は、画素３６毎に、当該画素３６に照射するための入射照射量Ｄ（ｘ）（ドーズ量）を演算する。入射照射量Ｄ（ｘ）は、例えば、予め設定された基準照射量Ｄｂａｓｅに近接効果補正照射係数Ｄｐとパターン面積密度ρ’とを乗じた値として演算すればよい。基準照射量Ｄｂａｓｅは、例えば、Ｄｔｈ／（１／２＋η）で定義できる。以上により、描画データに定義される複数の図形パターンのレイアウトに基づいた、近接効果が補正された本来の所望する入射照射量Ｄ（ｘ）を得ることができる。

そして、ドーズマップ作成部５２は、ストライプ単位で画素３６毎の入射照射量Ｄ（ｘ）を定義したドーズマップを作成する。かかる画素３６毎の入射照射量Ｄ（ｘ）は、設計上、当該画素３６の制御グリッド２７に照射される予定の入射照射量Ｄ（ｘ）となる。言い換えれば、ドーズマップ作成部５２は、ストライプ単位で制御グリッド２７毎の入射照射量Ｄ（ｘ）を定義したドーズマップを作成する。この作成されたドーズマップは、例えば、記憶装置１４２に格納される。

欠陥ビーム検出工程（Ｓ１１０）として、検出部５６は、マルチビーム２０の中から欠陥ビームを検出する。欠陥ビームには、ビームのドーズ量制御ができず照射されるドーズ量が過剰になるドーズ過剰欠陥ビームと、ビームのドーズ量制御ができず照射されるドーズ量が不足になるドーズ不足欠陥ビームと、があげられる。ドーズ過剰欠陥ビームの中には、常時ＯＮとなるＯＮ欠陥ビームと照射時間制御が不良な制御不良欠陥ビームの一部とが含まれる。ドーズ不足欠陥ビームの中には、常時ＯＦＦとなるＯＦＦ欠陥ビームと制御不良欠陥ビームの残部とが含まれる。常時ＯＮとなるＯＮ欠陥ビームでは、制御ドーズ量に関わらず、常に、１回のショットにおける最大照射時間Ｔｔｒのビームを照射する。或いは、さらに画素間の移動時も照射し続ける。また、常時ＯＦＦとなるＯＦＦ欠陥ビームでは、制御ドーズ量に関わらず、常に、ビームＯＦＦとなる。具体的には、描画制御部７４による制御のもと、描画機構１５０は、マルチビーム２０を１本ずつ個別ブランキング機構４７でビームＯＮになるように制御すると共に、残りはすべてビームＯＦＦになるように制御する。かかる状態で、ファラディーカップ１０６で電流が検出されなかったビームは、ＯＦＦ欠陥ビームとして検出される。逆に、かかる状態から検出対象ビームをビームＯＦＦになるように制御を切り替える。その際、ビームＯＮからビームＯＦＦに切り替えたのにもかかわらず、ファラディーカップ１０６で常時電流が検出されたビームは、ＯＮ欠陥ビームとして検出される。ビームＯＮからビームＯＦＦに切り替えたのち、ファラディーカップ１０６で所定の期間だけ電流が検出されたビームは、制御不良欠陥ビームとして検出される。マルチビーム２０のすべてのビームについて同じ方法で順に確認すれば、欠陥ビームの有無、及び欠陥ビームがどの位置のビームなのかを検出できる。

また、常時ＯＮとなるＯＮ欠陥ビームのドーズ量ｄ’は、ショットサイクルＴｓｃ（時間）、及び電流密度Ｊを用いて、以下の式（１）で定義できる。ショットサイクルＴｓｃは、マルチビーム２０の１ショットあたりの最大照射時間Ｔｔｒで定義できる。或いは１ショットあたりの最大照射時間Ｔｔｒに、ビームを照射するある画素から次の画素へ切り換え処理にかかる切り換え時間、ビーム偏向のセトリング時間、及びデータ転送時間を含めても好適である。

また、所定の期間だけビームＯＮとなる制御不良欠陥ビームのドーズ量は、式（１）のショットサイクルＴｓｃの代わりに、ビームＯＮとなる時間を用いればよい。

変調率演算工程（Ｓ１１２）として、変調率演算部５９は、画素３６毎に、描画シーケンスに沿って当該画素３６に照射されるビームの位置ずれによって生じる照射パターンの位置ずれを補正する当該画素３６へのビームのドーズ変調率（第１のドーズ変調率）と当該画素の周囲の少なくとも１つの画素へとドーズ分配するためのドーズ変調率（第２のドーズ変調率）とを算出する。

図１１は、実施の形態１における位置ずれ補正方法の一例を説明するための図である。図１１（ａ）の例では、座標（ｘ，ｙ）の画素に照射されたビームａ’が－ｘ，－ｙ側に位置ずれを起こした場合を示している。かかる位置ずれが生じているビームａ’によって形成されるパターンの位置ずれを図１１（ｂ）のように座標（ｘ，ｙ）の画素に合う位置に補正するには、ずれた分の照射量を、ずれた周囲の画素の方向とは反対側の画素に分配することで補正できる。図１１（ａ）の例では、座標（ｘ，ｙ－１）の画素にずれた分の照射量は、座標（ｘ，ｙ＋１）の画素に分配されればよい。座標（ｘ－１，ｙ）の画素にずれた分の照射量は、座標（ｘ＋１，ｙ）の画素に分配されればよい。座標（ｘ－１，ｙ－１）の画素にずれた分の照射量は、座標（ｘ＋１，ｙ＋１）の画素に分配されればよい。

実施の形態１では、ビームの位置ずれ量に比例して周囲の少なくとも１つの画素用のビームに照射量を分配する分配量（第２のビームの変調率）を演算する。変調率演算部５９は、当該画素へのビームの位置ずれによりずれた面積の比率に応じて、当該画素へのビームの変調率と当該画素の周囲の少なくとも１つの画素へのビームの変調率とを演算する。具体的には、ビームが注目画素からずれて、ビームの一部が重なった周囲の画素毎に、ずれた分の面積（重なったビーム部分の面積）をビーム面積で割った割合を、重なった画素とは注目画素に対して反対側に位置する画素への分配量（ビームの変調率）として演算する。

図１１（ａ）の例において、座標（ｘ，ｙ－１）の画素へとずれた面積比は、（ｘ方向ビームサイズ－（－ｘ）方向ずれ量）×ｙ方向ずれ量／（ｘ方向ビームサイズ×ｙ方向ビームサイズ）で演算できる。よって、補正のために座標（ｘ，ｙ＋１）の画素へと分配するための分配量（ビームの変調率）Ｖは、（ｘ方向ビームサイズ－（－ｘ）方向ずれ量）×ｙ方向ずれ量／（ｘ方向ビームサイズ×ｙ方向ビームサイズ）で演算できる。

図１１（ａ）の例において、座標（ｘ－１，ｙ－１）の画素へとずれた面積比は、－ｘ方向ずれ量×－ｙ方向ずれ量／（ｘ方向ビームサイズ×ｙ方向ビームサイズ）で演算できる。よって、補正のために座標（ｘ＋１，ｙ＋１）の画素へと分配するための分配量（ビームの変調率）Ｗは、－ｘ方向ずれ量×－ｙ方向ずれ量／（ｘ方向ビームサイズ×ｙ方向ビームサイズ）で演算できる。

図１１（ａ）の例において、座標（ｘ－１，ｙ）の画素へとずれた面積比は、－ｘ方向ずれ量×（ｙ方向ビームサイズ－（－ｙ）方向ずれ量）／（ｘ方向ビームサイズ×ｙ方向ビームサイズ）で演算できる。よって、補正のために座標（ｘ＋１，ｙ）の画素へと分配するための分配量（ビームの変調率）Ｚは、－ｘ方向ずれ量×（ｙ方向ビームサイズ－（－ｙ）方向ずれ量）／（ｘ方向ビームサイズ×ｙ方向ビームサイズ）で演算できる。

この結果、分配されずに残った分となる、座標（ｘ，ｙ）の画素のビームの変調率Ｕは、１－Ｖ－Ｗ－Ｚの演算で求めることができる。

以上のようにして、画素毎に、当該画素へのビームの変調率と、分配先となる少なくとも１つの周囲の画素へのビームの変調率とを演算する。

不足欠陥ビーム画素特定工程（Ｓ１１３）として、特定部６８は、欠陥ビームのうち、ドーズ不足欠陥ビームが照射する画素を特定する。

パス毎のドーズ量演算工程（Ｓ１１４）として、ドーズマップ作成部６０（ドーズ量演算部）は、記憶装置１４２からドーズマップを読み出し、画素毎に、多重描画のパス毎のドーズ量を演算する。図８の例では、４回のトラッキング動作でｘ方向に３２ビームピッチ（＝４回×８ビームピッチ）分移動する。かかる３２ビームピッチ分移動する間に１回分の描画処理が行われることになる。かかる構成では、マルチビーム２０が、例えば、５１２×５１２本で構成される場合、各ストライプ領域３２に対して一端から他端まで描画するためのＸＹステージ１０５の１回の連続移動により、各画素に対して、１６回（＝５１２／３２）の描画処理（パス）による多重描画（多重度＝１６）が行われることになる。かかる場合、パス毎に、各画素に照射されるビームの配列位置が異なることになる。なお、マルチビーム２０が、例えば、３２×３２本で構成される場合、各ストライプ領域３２に対して一端から他端まで描画するためのＸＹステージ１０５の例えば１回の連続移動により、各画素に対して、１回の描画処理（パス）が行われることになる。よって、各ストライプ領域３２に対してＸＹステージ１０５の例えば４回の繰り返しの連続移動により、各画素に対して、４回の描画処理（パス）による多重描画（多重度＝４）が行われることになる。かかる場合、各ビームの照射位置をあえてずらさない限り、パス毎に、各画素に照射されるビームの位置は同じになる。各パスにおける各画素を照射するビームがどれになるのかは描画シーケンスによって決まる。なお、実施の形態１では、ステージの移動回数ではなく、多重描画の各描画処理を１回のパスと表現する。

図１２は、実施の形態１における位置ずれが無いビームを用いた多重描画のパス毎のドーズ量の一例を示す図である。各パスで使用されるビームに欠陥ビームが含まれていない場合、各画素の多重描画のパス毎のドーズ量は、例えば、図１２（ａ）に示すように、各画素に照射される合計のドーズ量Ｔ（ｘ）を多重回数（パス数）で割った値で定義できる。例えば、１つのパスで使用されるビームがＯＮ欠陥ビームである場合、ＯＮ欠陥ビームが使用されるパスではドーズ量Ｄｐｍａｘとなり、残りの各パスのドーズ量は、例えば、図１２（ｂ）に示すように、各画素に照射される合計のドーズ量Ｔ（ｘ）からＯＮ欠陥ビームによるドーズ量Ｄｐｍａｘを差し引いた残りのドーズ量を残りの多重回数（残りのパス数）で割った値で定義できる。また、ドーズマップ作成部６０は、マルチビーム２０のうち、ドーズ量が不足するドーズ不足欠陥ビームで照射される画素（位置）でのドーズ不足分を、多重描画のうちドーズ量が不足する描画処理とは異なるパスで照射されるドーズ量に加算する。例えば、１つのパスで使用されるビームがＯＦＦ欠陥ビームである場合、ＯＦＦ欠陥ビームが使用されるパスではドーズ量がゼロになる。このため、例えば、図１２（ｃ）に示すように、残りのパスの少なくとも１つのパスのドーズ量に、ドーズ不足分を加算する。各ビームに位置ずれが無い場合であればかかる計算で良いが、マルチビーム２０の各ビームは、上述したように、位置ずれを生じてしまう。

そこで、ドーズマップ作成部６０は、パス毎に、かつ画素３６毎に、当該画素３６のドーズ量Ｄに演算されたドーズ変調率（第２のドーズ変調率）を乗じた分配ドーズ量を分配先となる周辺の画素へと分配する。これにより、ビームの照射位置の位置ずれに起因するパターンの位置ずれ／形状ずれが補正されたドーズ量を得ることができる。照射位置の位置ずれが補正された後の各画素３６（制御グリッド２７）のドーズ量を使って、パス毎のドーズマップ（３）が作成される。

ドーズ過剰欠陥ビーム画素特定工程（Ｓ１１６）として、特定部６８は、ドーズ過剰欠陥ビームが照射する画素を特定する。

判定工程（Ｓ１２０）として、判定部６２は、ドーズ過剰欠陥ビームが照射する画素毎に、ドーズ過剰欠陥ビームによる過剰ドーズを相殺するようにドーズ過剰欠陥ビームの周辺ビーム群にドーズ過剰分を分担可能か判定する。分担可能であれば、ドーズ分配工程（Ｓ１２２）に進む。分担可能で無い場合、ドーズ大の周辺画素特定工程（Ｓ１３０）に進む。

図１３は、実施の形態１における制御グリッドとビームの照射位置とパターンエッジとの関係の一例を示す図である。マルチビーム２０の各ビームは、理想的には対応する制御グリッド２７を照射するはずであるが、図１３に示すように、実際の照射位置３９は制御グリッド２７からずれてしまう場合が多い。そして、これらのビーム群の中にドーズ過剰欠陥ビーム１０が存在する場合、さらに、描画対象のパターンとの位置関係が問題となる。想定されるケースとして、ドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置がパターンエッジ１１ａよりもパターンの外側、すなわち、パターン外に位置するケースＡがある。その他、ドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置がパターンエッジ１１ｂ上に位置するケースＢがある。その他、ドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置がパターンの内側、すなわち、パターン内であってパターンエッジ１１ｃ付近に位置するケースＣがある。その他、ドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置がパターン内であってパターンエッジ１１ｄから十分離れて位置するケースＤがある。

判定部６２は、ドーズ過剰欠陥ビーム１０による過剰ドーズを相殺するようにドーズ過剰欠陥ビームの周辺ビーム群にドーズ過剰分を分担させる（分担ドーズ量を減じる）ことができるか否かを判定する。周辺ビーム（群）には他のパスのビームも含めて構わない。
マイナスドーズを照射することはできないので、分担させるためには、周辺ビーム群のドーズ量がゼロではない正の有限値である必要がある。よって、パターン外に位置するケースＡでは、周辺ビームもパターン外に位置するのでそもそもドーズ量がゼロであり、分担できない。一方、残りのケースＢ，Ｃ，Ｄでは、周辺ビームをパターン内にできるので、原則としては分担可能である。但し、ケースＢ，Ｃの場合でも、ドーズ過剰欠陥ビームの位置と周辺ビームの位置ずれ後の位置とパターンエッジの位置関係によっては、ドーズ過剰欠陥ビームの周辺ビーム群にドーズ過剰分を分担させることが困難な場合もあり得る。よって、判定部６２は、ケースＡの場合にドーズ過剰分を分担させると判定する場合の他に、判定部６２は、ケースＡ，Ｂ，Ｃの場合にドーズ過剰分を分担させると判定する場合であっても構わない。いずれを選択するかは予め設定しておけばよい。

ドーズ分配工程（Ｓ１２２）として、ドーズ分配処理部６１は、ドーズ過剰欠陥ビームによる過剰ドーズを相殺するようにドーズ過剰欠陥ビームの周辺ビーム群がドーズ過剰分を分担するよう分配処理する。まず、過剰ドーズは、ドーズ過剰欠陥ビームのドーズ量から当該画素３６に照射されるべきドーズ量Ｄを差し引くことにより求めることができる。過剰ドーズ量Δは、次の式（２）で定義できる。

図１４は、実施の形態１におけるビーム分布を説明するための図である。図１４では、縦軸にビーム強度を示し、横軸に位置を示す。マルチビームの各ビームの強度は、理想的には成型アパーチャの幅に縮小率をかけた幅の矩形の分布だが、実際には光学系の収差のためボケを生じて、例えば、ガウシアン分布に近い分布になる。この場合でも成型アパーチャの幅に縮小率をかけた幅をビームサイズとする。よって、実際のビームは、かかるビームサイズの周囲に強度が弱いブラー部分が存在する。かかるブラー部分による過剰ドーズ量もパターンエッジの形状に大きく影響を与えることになる。そこで、実施の形態１では、ブラー部分の影響を受ける可能性が高い、ドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置（ドーズ過剰欠陥ビーム１０の重心）からパターンエッジ１１ｃまでの距離Ｌがビーム分布の３σ以内をケースＣのパターンエッジ１１ｃ付近と定義する。また、ドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置（ドーズ過剰欠陥ビーム１０の重心）からパターンエッジ１１ｃまでの距離Ｌがビーム分布の３σより大きいパターン中央部側にドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置が位置するケースＤでは、過剰ドーズの影響を受けるものの、ケースＢ，Ｃよりは精度を落とした補正で足りる。よって、ケースＢ，Ｃの場合とケースＤの場合とで、その後の処理を区別すると好適である。

図１５は、実施の形態１におけるパターン中央部の欠陥ビームと、その周辺ビームの一例を示す図である。ケースＤの場合、例えば２ビーム間ピッチ内の照射位置３９ａ～３９ｋまでの１１個（Ｎ＝１１）のビームを周辺ビームとして用いる。ここで用いるビーム間ピッチは、設計上のサイズで構わない。ドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置（ドーズ過剰欠陥ビーム１０の重心）からパターンエッジ１１ｄまでの距離Ｌがビーム分布の３σより大きいパターン中央部側にドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置が位置するケースＤの場合、過剰ドーズ量がパターンエッジの形状に与える影響が小さいので、それほど精度を上げる必要はなく、演算処理の時間を短縮すべく全分担ドーズ量の重心位置は考慮しない。ケースＤの場合、ドーズ分配処理部６１は、過剰ドーズ量Δを特定された周辺ビームの数Ｎで割ることで、各分担ドーズ量δｄを求める。各分担ドーズ量δｄは、次の式（３）で定義できる。

なお、ケースＤの場合でも、補正精度を向上すべく、ドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置から周辺ビームの照射位置までの距離ｒｉに応じて分担ドーズ量を可変にしても構わない。ｉは、Ｎ個の周辺ビーム群のうちの対象となる周辺ビームのインデックスを示す。かかる場合、各分担ドーズ量δｄｉは、過剰ドーズ量Δ、及び距離ｒｉを用いて、例えば次の式（４）で定義できる。

そして、ドーズ分配処理部６１は、これらの複数の周辺ビームのそれぞれのドーズ量Ｄから対応する分担ドーズ量δｄｉを減ずる。

一方、ドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置がパターンエッジ１１ｂ上に位置するケースＢ、及びドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置がパターン内であってパターンエッジ１１ｃ付近に位置するケースＣでは、過剰ドーズの分担の仕方によって、パターンエッジ形状が変化してしまうので、補正精度を上げるべく全分担ドーズ量の重心位置を考慮する。

図１６は、実施の形態１におけるパターンエッジ上或いはエッジ付近の欠陥ビームと、その周辺ビームの一例を示す図である。ドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置から例えば２ビーム間ピッチ内に照射位置３９が位置するパターン内のビームを周辺ビームとして用いる。ここで用いるビーム間ピッチは、設計上のサイズで構わない。どの範囲まで周辺ビームとするかは適宜設定すればよい。

次に、ドーズ過剰欠陥ビーム１０の周囲の複数の周辺ビームを、予め設定された数の複数の周辺ビームにより構成される複数の組を設定する。例えば３個ずつの隣接する周辺ビームより構成される複数の組を設定する。そして、ドーズ分配処理部６１は、ケースＢ，Ｃの場合に、重心位置を考慮した複数の分配ドーズ量を演算する。具体的には以下のように動作する。ドーズ分配処理部６１は、複数の組の組毎に、各分担ドーズ量をドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置から当該組を構成する３つの周辺ビームの照射位置までの距離ｒｉに応じて演算する。例えば、組Ｇ１を構成する照射位置３９ａ，３９ｂ，３９ｃの３つの周辺ビームについて、照射位置３９ａのビームへの分担ドーズ量δｄ１、照射位置３９ｂのビームへの分担ドーズ量δｄ２、及び照射位置３９ｃのビームへの分担ドーズ量δｄ３は、過剰ドーズ量Δ、ドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置から周辺ビームの照射位置３９ａまでの距離ｒ１と、ドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置から周辺ビームの照射位置３９ｂまでの距離ｒ２と、ドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置から周辺ビームの照射位置３９ｃまでの距離ｒ３と、を用いて、上述した式（４）により求めることができる。その他の組についても同様である。

ドーズ分配処理部６１は、組毎に、演算された各分担ドーズ量を用いて、当該組を構成する３つの周辺ビームが分担する複数の分担ドーズ量の重心位置を演算する。各組の複数の分担ドーズ量の重心位置Ｇｊ’は、ドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置から当該組Ｇｊを構成する３つの周辺ビームの照射位置までのベクトル距離ｒｉと、分担ドーズ量δｄｉとを用いて例えば以下の式（５）で定義できる。ｊは、複数の組のうちの対象となる組のインデックスを示す。式（５）では重心位置Ｇｊ’をベクトルで示すが、ドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置からのｘ方向位置ｄｘとｙ方向位置ｄｙに分解してももちろん構わない。

ドーズ分配処理部６１は、複数の組のうち、重心位置Ｇｊ’とドーズ過剰欠陥ビーム１０の照射位置とのずれがより小さくなる組Ｇｊを選択する。そして、ドーズ分配処理部６１は、選択された組の３つの周辺ビームがドーズ過剰分を分担するよう分配処理する。なお、パス数が多い場合などは「複数の組」の数が増えるので、全ての組を演算しないで、優先的な組（欠陥ビームとの距離などから優先度を決定）から演算し、必要な精度の重心が求まった時点で演算を終了する（残りの組は演算しない）と好適である。具体的には、ドーズ分配処理部６１は、選択された３つの周辺ビームのそれぞれのドーズ量Ｄから対応する分担ドーズ量δｄｉを減ずる。

これに対して、ドーズ過剰欠陥ビーム１０が、パターン外に位置するケースＡでは、周辺ビームもパターン外に位置するのでそもそもドーズ量がゼロであり、分担できない。このままでは、描画されるパターンの形状に誤差が生じてしまう。そこで、実施の形態１では、ドーズ過剰分の重心位置をパターン内に移動させる。以下、具体的に説明する。

ドーズ大の周辺画素特定工程（Ｓ１３０）として、ドーズ大の周辺画素特定部６４は、ドーズ過剰欠陥ビーム１０の複数の周辺画素のうち、パターン内で、他の周辺画素（照射位置）よりもドーズ量が多い周辺画素（照射位置）を特定する。

図１７は、実施の形態１におけるドーズプロファイルと画素との関係の一例を示す図である。ドーズ過剰欠陥ビームが存在しなければ、図１７（ａ）に示すように、パターンのエッジの位置にずれが生じないようにできる。しかしながら、図１７（ｂ）に示すように、パターンよりも外側にドーズ過剰欠陥ビーム１０による過剰ドーズが照射されてしまうと、パターンエッジの位置がずれてしまう。図１７（ｃ）では、上面から見たＯＮ欠陥ビームによる過剰ドーズ（ここでは、最大ドーズＤｐｍａｘ）が照射される画素２を示している。図１７（ｂ）の例では、パターンのエッジ位置と重なる画素の例えば１つ内側の画素１３，１５に照射されるドーズ量が大きい。かかる場合、ドーズ大の周辺画素特定部６４は、かかる画素１３，１５を、パターン内で他の周辺画素（照射位置）よりもドーズ量が多い周辺画素として特定する。なお、周辺画素を決める際、まずはドーズ過剰欠陥ビームから位置が近いことが求められる。その近いビーム群の中からドーズ大のビームを選んだ方が、効率が良い。

追加ドーズ割振工程（Ｓ１３２）として、割振部６５（追加ドーズ割振り部）は、マルチビーム２０のうち、ビームのドーズ量制御ができず照射されるドーズ量が過剰になるドーズ過剰欠陥ビーム１０が、過剰ドーズが拡散する範囲内において過剰ドーズ量を相殺するためのドーズが不足する位置に照射されることによって、試料１０１に生じる過剰ドーズによるドーズ分布（第１のドーズ分布）を、過剰ドーズによるドーズ分布の範囲内であって過剰ドーズを相殺するためのビーム照射が存在する描画対象のパターンの内側に中心（例えば、重心位置）が位置する合成ドーズ分布（第２のドーズ分布）にするための追加ドーズ量をパターン内の位置に割り振る。過剰ドーズが拡散する範囲内において過剰ドーズ量を相殺するためのドーズが不足する位置として、例えば、描画対象のパターン端部近傍が挙げられる。例えば、パターン端部から２～３ビームサイズまでの範囲内の位置が挙げられる。例えばケースＡの場合には、パターン外に照射されることによって試料１０１（基板）に生じるドーズ分布の中心をパターン内に移動させる追加ドーズ量をパターン内の位置に割り振る。例えばケースＢ，Ｃの場合には、パターンエッジ１１上或いはパターンエッジ１１付近に照射されることによって試料１０１（基板）に生じるドーズ分布の中心をパターンの内側に移動させる追加ドーズ量をパターン内の位置に割り振る。割振部６５は、ドーズ過剰欠陥ビーム１０の複数の周辺画素のうち、パターン内で、他の周辺画素（照射位置）よりもドーズ量が多い周辺画素（照射位置）が新たなドーズ分布（後述する合成ドーズ分布）の中心（例えば、重心位置）になるように追加ドーズ量を割り振る。この際、割振部６５は、予め設定されたドーズ閾値を超えないように追加ドーズ量を割り振る。ドーズ閾値として、例えば、最大ドーズＤｐｍａｘの１／２程度の値に設定すると好適である。具体的には、以下のように動作する。

図１８は、実施の形態１における追加ドーズの割振りと重心位置との一例を示す図である。図１９は、実施の形態１における過剰ドーズによるドーズ分布と追加ドーズによるドーズ分布と両者の合成ドーズ分布との一例を示す図である。図１８（ａ）では、パターン外の画素２に過剰ドーズ（ここでは、最大ドーズＤｐｍａｘ）が照射される。このままでは、過剰ドーズの重心位置は画素２内になる。そこで、図１８（ｂ）に示すように、パターン外の画素２から－ｘ方向に例えば４画素離れたパターン内の周辺画素１２に追加ドーズ量を割り振る。例えば、画素２と同様の最大ドーズＤｐｍａｘを割り振る。
或いは、最大ドーズＤｐｍａｘを割り振ると予め設定された最大ドーズを超える場合、追加ドーズ量として、例えば、最大ドーズの１／２であるＤｐｍａｘ／２を周辺画素１２に割り振る。そして周辺画素１２に割り振る追加ドーズ量を減らした分、他の周辺画素にも追加ドーズ量を割り振る。図１８（ｂ）の例では、周辺画素１２の他に、パターン外の画素２から－ｘ方向に例えば４画素離れ、ｙ方向に２画素離れたパターン内の周辺画素１４に追加ドーズ量を割り振る。追加ドーズ量として、周辺画素１２に割り振り切れなかった残りの、例えば、最大ドーズの１／２であるＤｐｍａｘ／２を割り振る。これらの追加ドーズ量によって、画素２に位置した過剰ドーズの重心位置が図１８（ｃ）に示すように、画素２と画素１２の中間位置となる周辺画素１３と画素２と画素１４の中間位置となる周辺画素１５とにそれぞれ重心位置を移動させることができる。言い換えれば、図１９に示す過剰ドーズによるドーズ分布について、過剰ドーズによるドーズ分布の範囲内の周辺画素１２（１４）に追加ドーズ量を割り振ることで、追加ドーズによるドーズ分布が生じる。これにより、試料１０１に形成されるパターンに影響を与えるドーズ分布を、過剰ドーズによるドーズ分布から、過剰ドーズによるドーズ分布と追加ドーズによるドーズ分布とが合成された図１９に示す合成ドーズ分布に変換できる。これにより、試料１０１に形成されるパターンに影響を与えるドーズ分布の中心をパターン外部からパターン内部へと移動させることと同じである。ここでは、合成ドーズ分布の中心（例えば、重心位置）が、パターンの内側に位置するようにするために、周辺画素１２（１４）に追加ドーズ量が割り振られる。図１８（ｃ）では、合成ドーズ分布の中心を周辺画素１３（１５）で示している。これにより、パターン外の画素２に照射される過剰ドーズを打ち消すことができる。一方、このままでは、周辺画素１３，１５に余分なドーズ量が照射されてしまうことになる。そこで、次は周辺画素１３，１５に生じた余分なドーズ量を打ち消す。

打ち消しドーズ算出工程（Ｓ１３４）として、打消ドーズ算出部６６は、追加ドーズ量が割り振られたことによって移動したドーズ分布の中心（例えば、重心位置）に生じたドーズ量増加分を算出する。図１８（ｃ）に示すように、追加ドーズ量が割り振られたことによって移動した重心位置となった周辺画素１３，１５には、それぞれ見かけ上、Ｄｐｍａｘのドーズ量増加分が生じる。

打ち消し補正工程（Ｓ１３６）として、補正部６７は、追加ドーズ量が割り振られることによって合成ドーズ分布の中心（例えば、重心位置）に生じるドーズ量増加分を、合成ドーズ分布の中心若しくは合成ドーズ分布の中心の近傍に照射されるドーズ量から減らすように補正する。合成ドーズ分布の中心の近傍としては、例えば、合成ドーズ分布の中心から２～３ビームサイズの範囲内が好適である。例えば、多重描画のうち追加ドーズ量が割り振られるパスとは異なるパスにおいて移動したドーズ分布の中心（例えば、重心位置）に照射されるドーズ量から減らすように補正する。移動した後のドーズ分布の中心位置と、ビームを照射する位置とがずれる場合もある。或いは、１つのドーズ分布の中心位置に対して、複数のビームの照射位置のドーズ量を補正しても良い。これらの場合には、ドーズ分布の中心の近傍に照射されるドーズ量から減らすように補正する。図１８（ｃ）の例では、周辺画素１３に生じたドーズ量増加分Ｄｐｍａｘを他のパスのドーズ量から減らす。１つのパスで減らしきれない場合には複数のパスを使ってドーズ量増加分Ｄｐｍａｘを減らす。同様に、周辺画素１５に生じたドーズ量増加分Ｄｐｍａｘを他のパスのドーズ量から減らす。１つのパスで減らしきれない場合には複数のパスを使ってドーズ量増加分Ｄｐｍａｘを減らす。実施の形態１では、移動後の重心位置として、元々、他の周辺画素（照射位置）よりもドーズ量が多い周辺画素１３，１５をあえて選択しているので、ドーズ量増加分Ｄｐｍａｘを減らしきれずに残ってしまうリスクを低減できる。なお、同じパスで減らせるのであれば、同じパスのドーズ量からドーズ量増加分Ｄｐｍａｘを減らしても構わない。

判定工程（Ｓ１３８）として、判定部６３は、すべてのドーズ過剰欠陥ビームの過剰ドーズを相殺しきれたか否かを判定する。まだ、相殺しきれていないドーズ過剰欠陥ビームが存在する場合には、判定工程（Ｓ１２０）に戻り、すべてのドーズ過剰欠陥ビームの過剰ドーズの相殺が完了するまで同様の各工程を繰り返す。

上述した例では、ドーズ過剰欠陥ビームにより照射されるドーズ量として、照射時間内の最大ドーズ量Ｄｐｍａｘを用いたが、これに限るものではない。ドーズ過剰欠陥ビームにより照射されるドーズ量として、照射時間内の最大ドーズ量Ｄｐｍａｘにさらにビーム偏向のためのセトリング時間のドーズ量を加えた値が用いられると好適である。或いは、さらに、ビームを照射するある画素から次の画素へ切り換え処理にかかる切り換え時間、及びデータ転送時間のドーズ量を含めても好適である。

照射時間演算工程（Ｓ１４０）として、照射時間演算部７２は、ビームの位置ずれが補正され、ドーズ不足欠陥ビームによる不足ドーズ量およびドーズ過剰欠陥ビームによる過剰ドーズ量が相殺されたパス毎の各画素のドーズ量に対応する照射時間ｔを演算する。照射時間ｔは、ドーズ量Ｄを電流密度で割ることで演算できる。各画素３６（制御グリッド２７）の照射時間ｔは、マルチビーム２０の１ショットで照射可能な最大照射時間Ｔｔｒ内の値として演算される。照射時間データは記憶装置１４２に格納される。

描画工程（Ｓ１４２）として、まず、描画制御部７４は、照射時間データを描画シーケンスに沿ってショット順に並び替える。そして、ショット順に照射時間データを偏向制御回路１３０に転送する。偏向制御回路１３０は、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４にショット順にブランキング制御信号を出力すると共に、ＤＡＣアンプユニット１３２，１３４にショット順に偏向制御信号を出力する。そして、描画機構１５０は、ドーズ過剰欠陥ビームを含むマルチビーム２０を用いて、多重描画を行うことにより試料１０１にパターンを描画する。

以上のように、実施の形態１によれば、マルチビーム描画において簡易な手法で過剰ドーズ或いは／及び不足ドーズに起因するパターンの形状誤差を低減できる。さらに、マルチビーム描画において、パターンの端部よりも外側の位置にドーズ過剰欠陥ビームが照射される場合に、簡易な手法で欠陥ビームに起因するパターンの形状誤差を低減できる。よって、過剰ドーズに起因するパターンの形状誤差を補正するドーズ変調の計算処理時間を短縮できる。この結果、ドーズ変調の計算処理と描画動作とを並列に実行できる。

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。上述した例では、１ショット分の最大照射時間Ｔｔｒ内で、マルチビーム２０の各ビームが照射時間をビーム毎に個別に制御する場合について説明した。しかし、これに限るものではない。例えば、１ショット分の最大照射時間Ｔｔｒを照射時間の異なる複数のサブショットに分割する。そして、各ビームに対して、それぞれ複数のサブショットの中から１ショット分の照射時間になるようにサブショットの組合せを選択する。そして、選択されたサブショットの組合せが同じ画素に対して連続して同じビームで照射されることにより、ビーム毎に１ショット分の照射時間を制御するようにしても好適である。

また、上述した例では、各制御回路４１の制御用に１０ビットの制御信号が入力される場合を示したが、ビット数は、適宜設定すればよい。例えば、２ビット、或いは３ビット～９ビットの制御信号を用いてもよい。なお、１１ビット以上の制御信号を用いてもよい。

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マルチ荷電粒子ビーム描画方法は、本発明の範囲に包含される。

２，１２，１３，１４，１５ 画素
１０ ドーズ過剰欠陥ビーム
１１ パターンエッジ
２０ マルチビーム
２２ 穴
２４ 制御電極
２５ 通過孔
２６ 対向電極
２７ 制御グリッド
２８ 画素
２９ サブ照射領域
３０ 描画領域
３２ ストライプ領域
３１ 基板
３３ 支持台
３４ 照射領域
３５ 単位領域
３６ 画素
３７，３９ 照射位置
４１ 制御回路
４７ 個別ブランキング機構
５０ ラスタライズ部
５２ ドーズマップ作成部
５４ ビーム位置ずれマップ作成部
５６ 検出部
５９ 変調率演算部
６０ ドーズマップ作成部
６１ ドーズ分配処理部
６２ 判定部
６３ 判定部
６４ ドーズ大の周辺画素特定部
６５ 割振部
６６ 打消ドーズ算出部
６７ 補正部
６８ 特定部
７２ 照射時間演算部
７４ 描画制御部
１００ 描画装置
１０１ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 制御計算機
１１２ メモリ
１３０ 偏向制御回路
１３２，１３４ ＤＡＣアンプユニット
１３９ ステージ位置検出器
１４０，１４２，１４４ 記憶装置
１５０ 描画機構
１６０ 制御系回路
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３ 成形アパーチャアレイ基板
２０４ ブランキングアパーチャアレイ機構
２０５ 縮小レンズ
２０６ 制限アパーチャ基板
２０７ 対物レンズ
２０８，２０９ 偏向器
２１０ ミラー
３３０ メンブレン領域
３３２ 外周領域

Claims (6)

1. マルチ荷電粒子ビームを形成するビーム形成機構と、
   試料上の各位置でのドーズ量を演算するドーズ量演算部と、
   前記マルチ荷電粒子ビームのうち、ビームのドーズ量制御ができず照射されるドーズ量が過剰になるドーズ過剰欠陥ビームが、過剰ドーズが拡散する範囲内において過剰ドーズ量を相殺するためのドーズが不足する位置に照射されることによって、前記試料に生じる過剰ドーズによる第１のドーズ分布を、前記第１のドーズ分布の範囲内であって過剰ドーズを相殺するためのビーム照射が存在する描画対象のパターンの内側に中心が位置する第２のドーズ分布にするための追加ドーズ量を前記パターン内の位置に割り振る追加ドーズ割振り部と、
   前記追加ドーズ量が割り振られることによって前記第２のドーズ分布の中心に生じるドーズ量増加分を、前記第２のドーズ分布の中心若しくは前記第２のドーズ分布の中心の近傍に照射されるドーズ量から減らすように補正する補正部と、
   前記ドーズ過剰欠陥ビームを含む前記マルチ荷電粒子ビームを用いて、試料にパターンを描画する描画機構と、
   を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記描画機構は、多重描画を行い、
   前記ドーズ量演算部は、前記マルチ荷電粒子ビームのうち、ドーズ量が不足するドーズ不足欠陥ビームで照射される位置でのドーズ不足分を、前記多重描画のうち前記ドーズ量が不足する描画処理とは異なる描画処理で照射されるドーズ量に加算することを特徴とする請求項１記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
3. 前記追加ドーズ割振り部は、予め設定されたドーズ閾値を超えないように前記追加ドーズ量を割り振ることを特徴とする請求項１又は２記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
4. 前記追加ドーズ割振り部は、周囲の照射位置よりもドーズ量が多い照射位置が前記第２のドーズ分布の中心になるように前記追加ドーズ量を割り振ることを特徴とする請求項１～３いずれか記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
5. 前記ドーズ過剰欠陥ビームにより照射されるドーズ量として、照射時間内のドーズ量にさらにビーム偏向のためのセトリング時間のドーズ量を加えた値が用いられることを特徴とする請求項１～４いずれか記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
6. マルチ荷電粒子ビームを形成する工程と、
   試料上の各位置でのドーズ量を演算する工程と、
   前記マルチ荷電粒子ビームのうち、ビームのドーズ量制御ができず照射されるドーズ量が過剰になるドーズ過剰欠陥ビームが、過剰ドーズが拡散する範囲内において過剰ドーズ量を相殺するためのドーズが不足する位置に照射されることによって、前記試料に生じる過剰ドーズによる第１のドーズ分布を、前記第１のドーズ分布の範囲内であって過剰ドーズを相殺するためのビーム照射が存在する描画対象のパターンの内側に中心が位置する第２のドーズ分布にするための追加ドーズ量を前記パターン内の位置に割り振る工程と、
   前記追加ドーズ量が割り振られることによって前記第２のドーズ分布の中心に生じるドーズ量増加分を、前記第２のドーズ分布の中心若しくは前記第２のドーズ分布の中心の近傍に照射されるドーズ量から減らすように補正する工程と、
   前記ドーズ過剰欠陥ビームを含む前記マルチ荷電粒子ビームを用いて、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。

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