(57)【要約】【目的】荷電粒子ビーム描画において、描画精度を維持した状態でアパーチャ像の倍率を調整可能な方法を提供する。【構成】本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、アパーチャ基板に荷電粒子ビームを通過させることでアパーチャ像を形成する工程と、アパーチャ像の第１の倍率において荷電粒子ビームの複数段のクロスオーバー位置とアパーチャ像の１段以上の中間像の全中間像の位置とが定まった状態で、複数のレンズを用いて、荷電粒子ビームの最終クロスオーバー位置とアパーチャ像の最終中間像との位置を不変に保ちながらアパーチャ像を第１の倍率から第２の倍率に変更する工程と、対物レンズを用いて、第２の倍率に変更されたアパーチャ像を試料面に結像して、描画する工程と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2018198235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アパーチャ基板に荷電粒子ビームを通過させることでアパーチャ像を形成する工程と、
前記アパーチャ像の第１の倍率において荷電粒子ビームの複数段のクロスオーバー位置と前記アパーチャ像の１段以上の中間像の全中間像の位置とが定まった状態で、複数のレンズを用いて、荷電粒子ビームの最終クロスオーバー位置と前記アパーチャ像の最終中間像との位置を不変に保ちながら前記アパーチャ像を前記第１の倍率から第２の倍率に変更する工程と、
対物レンズを用いて、前記第２の倍率に変更された前記アパーチャ像を試料面に結像して、描画する工程と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項２】
前記複数のレンズを用いて、前記試料面に到達する前記アパーチャ像の回転を前記第１の倍率から前記第２の倍率に変更する場合に不変にすることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項３】
前記複数のレンズとして、３段以上の静電レンズを用いることを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項４】
前記複数のレンズとして、４段以上の電磁レンズを用いることを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項５】
前記アパーチャ像の１段以上の中間像は、前記複数のレンズの少なくとも１つにより形成されることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項６】
荷電粒子ビームを放出する放出源と、
試料を配置するステージと、
前記荷電粒子ビームを通過させることでアパーチャ像を形成するアパーチャ基板と、
前記アパーチャ像を前記試料上に結像する対物レンズと、
前記アパーチャ基板と前記対物レンズとの間に配置され、前記荷電粒子ビームの最終クロスオーバー位置と前記アパーチャ像の最終中間像との位置を不変に保ちながら前記アパーチャ像の倍率を第１の倍率から第２の倍率に変更する複数のレンズと、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置に係り、例えば、電子ビームを試料上に照射する電子ビーム描画装置における電子ビームのアパーチャ像の倍率を調整する手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスの回路線幅はさらに微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ回路パターンを形成するための露光用マスク（レチクルともいう。）を形成する方法として、優れた解像性を有する電子ビーム（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ）描画技術が用いられる。
【０００３】
図１０は、可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。可変成形型電子線描画装置は、以下のように動作する。第１の成形アパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形の開口４１１が形成されている。また、第２の成形アパーチャ４２０には、第１の成形アパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、第１の成形アパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２の成形アパーチャ４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０に照射される。すなわち、第１の成形アパーチャ４１０の開口４１１と第２の成形アパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１の成形アパーチャ４１０の開口４１１と第２の成形アパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式（ＶＳＢ方式）という。
【０００４】
ここで、試料となるマスク基板に形成されるパターンレイアウトの世代に応じて、電子ビーム描画装置にてショットされるビーム寸法の求められるサイズが異なる。最大のビーム電流が一定である条件で考えると、微細パターンを多く含むマスクを描画する場合には、最大のビーム寸法を小さめとして、電流密度を高くすることで微細なビーム寸法でもビーム電流を確保し、これにより、描画時間の短縮することが有利である。一方で、比較的大きなパターンを多く含み、全体としてショット数の少ないマスクを描画する場合には、電流密度を小さくしても最大のビーム寸法を大きくすることが有利である。
さらに、同じマスク上に形成される複数のパターン間についても、実回路形成部分と周辺部分とではショットされるビーム寸法の求められるサイズが異なる。
【０００５】
一方、ＶＳＢ方式の電子ビーム描画では、試料上に照射されるビーム寸法が第１の成形アパーチャ４１０の開口寸法を光学系によって予め設定された縮小倍率に縮小された寸法以上にはならないため、ショットされるビーム寸法は、第１の成形アパーチャ４１０の開口寸法によって制限されることになる。よって、第１の成形アパーチャ４１０の開口寸法を予め設定された縮小倍率に縮小された寸法以上のサイズをビーム寸法として求めるためには、開口寸法を大きくした別の第１の成形アパーチャに交換する必要がある。そのためには、真空状態に保たれた電子鏡筒を大気開放しなければならないといった問題があった。さらに、第１の成形アパーチャ４１０を照明する照明光学系の変更も必要となってしまう場合もあり得る。
【０００６】
かかる問題は、ＶＳＢ方式の電子ビーム描画に限らず、アパーチャ像を転写する電子ビーム描画において同様に発生し得る。例えば、マルチビーム描画装置についても、成形アパーチャアレイを通過したアパーチャアレイ像がマルチビームとなって試料面に照射されるので同様の問題が生じることになる。ここで、対物レンズと対になるレンズをさらに配置してアパーチャ像の倍率を変更することが検討される。例えば、ＶＳＢ方式ではないが、マスク像を縮小転写する転写装置において試料面の高さ位置を変えながら対物レンズと対になる縮小レンズを使って縮小倍率を微調整することが開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、かかる技術は、単に縮小倍率のずれを設計値に微調整しているにすぎない。さらには、電子ビーム特有のクロスオーバー位置が変化してしまい、描画精度が著しく劣化してしまう場合があり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１７５１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の一態様は、荷電粒子ビーム描画において、描画精度を維持した状態でアパーチャ像の倍率を調整可能な方法および装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
アパーチャ基板に荷電粒子ビームを通過させることでアパーチャ像を形成する工程と、
アパーチャ像の第１の倍率において荷電粒子ビームの複数段のクロスオーバー位置とアパーチャ像の１段以上の中間像の全中間像の位置とが定まった状態で、複数のレンズを用いて、荷電粒子ビームの最終クロスオーバー位置とアパーチャ像の最終中間像との位置を不変に保ちながらアパーチャ像を第１の倍率から第２の倍率に変更する工程と、
対物レンズを用いて、第２の倍率に変更されたアパーチャ像を試料面に結像して、描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、複数のレンズを用いて、試料面に到達するアパーチャ像の回転を第１の倍率から第２の倍率に変更する場合に不変にすると好適である。
【００１１】
また、複数のレンズとして、３段以上の静電レンズを用いると好適である。
【００１２】
或いは、複数のレンズとして、４段以上の電磁レンズを用いると好適である。
【００１３】
また、アパーチャ像の１段以上の中間像は、上述した複数のレンズの少なくとも１つにより形成されると好適である。
【００１４】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子ビームを放出する放出源と、
試料を配置するステージと、
荷電粒子ビームを通過させることでアパーチャ像を形成するアパーチャ基板と、
アパーチャ像を試料上に結像する対物レンズと、
アパーチャ基板と対物レンズとの間に配置され、荷電粒子ビームの最終クロスオーバー位置とアパーチャ像の最終中間像との位置を不変に保ちながらアパーチャ像の倍率を第１の倍率から第２の倍率に変更する複数のレンズと、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一態様によれば、荷電粒子ビーム描画において、描画精度を維持した状態でアパーチャ像の倍率を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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２】実施の形態１における各領域を説明するための概念図である。
【図３】実施の形態１及び比較例における電子ビームのクロスオーバー系軌道とアパーチャ像の結像系軌道との一例を示す図である。
【図４】実施の形態１における静電レンズ１段の構成を示す図である。
【図５】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６】実施の形態１における３段の静電レンズを用いて倍率調整する場合の電子ビームのクロスオーバー系軌道とアパーチャ像の結像系軌道との一例を示す図である。
【図７】実施の形態１における３段の静電レンズを用いて倍率調整する場合の電子ビームのクロスオーバー系軌道とアパーチャ像の結像系軌道との他の一例を示す図である。
【図８】実施の形態１の変形例における４段の電磁レンズを用いて倍率調整する場合の電子ビームのクロスオーバー系軌道とアパーチャ像の結像系軌道との一例を示す図である。
【図９】実施の形態１の変形例における、２段の隣接する電磁レンズを対として電磁レンズに逆向きに同じ励磁を加える（反対称励磁を行う）ことで得られる１段のダブレットレンズを３段用いて倍率調整する場合の電子ビームのクロスオーバー系軌道とアパーチャ像の結像系軌道との一例を示す図である。
【図１０】可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。また、荷電粒子ビーム装置の一例として、可変成形型の描画装置について説明する。
【００１８】
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、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。特に、可変成形型（ＶＳＢ型）の描画装置の一例である。描画機構１５０は、電子鏡筒１０２、及び描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２（電子ビームカラム）内には、電子銃２０１、電磁レンズ２１１、照明レンズ２０２、ブランキング偏向器２１９、第１の成形アパーチャ基板２０３、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、第２の成形アパーチャ基板２０６、複数のレンズにより構成される倍率調整レンズ系２１０、対物レンズ２０７、主偏向器２０８、及び副偏向器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。ブランキング偏向器２１９として、例えば１対の電極が用いられる。
【００１９】
倍率調整レンズ系２１０は、３段以上の静電レンズ若しくは４段以上の電磁レンズにより構成される。図１の例では、倍率調整レンズ系２１０は、３段の静電レンズ２１２，２１４，２１６を有している場合を示している。また、倍率調整レンズ系２１０は、第２の成形アパーチャ基板２０６と対物レンズ２０７の間、ひいては第２の成形アパーチャ基板２０６と副偏向器２０９の間に配置される。
【００２０】
制御系回路１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、レンズ制御回路１２０、レンズ制御回路１２２、偏向制御回路１３０、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０を有している。制御系回路１６０全体を制御する制御計算機１１０には、メモリ１１２、レンズ制御回路１２０、レンズ制御回路１２２、偏向制御回路１３０、及び記憶装置１４０が図示しないバスを介して接続されている。
【００２１】
レンズ制御回路１２０は、電磁レンズ２１１、照明レンズ２０２、投影レンズ２０４、及び対物レンズ２０７といった倍率調整レンズ系２１０以外の複数の電磁レンズに接続され、これらの複数の電磁レンズを制御する。
【００２２】
レンズ制御回路１２２は、３段の静電レンズ２１２，２１４，２１６といった倍率調整レンズ系２１０の複数のレンズに接続され、これらの複数のレンズを制御する。
【００２３】
偏向制御回路１３０は、ブランキング偏向器２１９、成形偏向器２０５、主偏向器２０８、及び副偏向器２０９を制御する。
【００２４】
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。例えば、位置偏向用には、主偏向器２０８と副偏向器２０９の主副２段の多段偏向器を用いているが、１段の偏向器或いは３段以上の多段偏向器によって位置偏向を行なう場合であってもよい。また、描画装置１００には、マウスやキーボード等の入力装置、及びモニタ装置等が接続されていても構わない。
【００２５】
図２は、実施の形態１における各領域を説明するための概念図である。図２において、試料１０１の描画領域１０は、例えばｙ方向に向かって、主偏向器２０８のｙ方向偏向可能幅である、短冊状の複数のストライプ領域２０に仮想分割される。また、各ストライプ領域２０は、例えばｘ方向に向かって、副偏向器２０９の偏向可能サイズである複数のサブフィールド（ＳＦ）３０（小領域）に仮想分割される。そして、各ＳＦ３０の各ショット位置にショット図形５２，５４，５６が描画される。
【００２６】
偏向制御回路１３０から図示しないブランキングアンプに対して、ブランキング制御用のデジタル信号が出力される。そして、ブランキングアンプでは、デジタル信号に基くパルス幅の偏向電圧パルスを発生し、ブランキング偏向器２１９に印加する。かかる偏向電圧によって電子ビーム２００が偏向させられ、成形アパーチャ基板２０３により遮断させられ、電子ビームは試料１０１に届かない。一方ブランキング用の偏向電圧が加わらない時に電子ビームは試料１０１に達することが出来る。これにより各ショットの照射時間（照射量）が制御される。
【００２７】
偏向制御回路１３０から図示しないＤＡＣアンプに対して、成形制御用のデジタル信号が出力される。そして、成形制御用のＤＡＣアンプでは、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、成形偏向器２０５に印加する。かかる偏向電圧によって電子ビーム２００が偏向させられ、所望の形状、およびサイズに電子ビームを成形される。
【００２８】
偏向制御回路１３０から図示しないＤＡＣアンプに対して、主偏向制御用のデジタル信号が出力される。そして、主偏向制御用のＤＡＣアンプでは、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、主偏向器２０８に印加する。かかる偏向電圧によって電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットのビームがメッシュ状に仮想分割された、目標となるＳＦ３０の基準位置に偏向される。
【００２９】
偏向制御回路１３０から図示しないＤＡＣアンプに対して、副偏向制御用のデジタル信号が出力される。そして、副偏向制御用のＤＡＣアンプでは、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、副偏向器２０９に印加する。かかる偏向電圧によって電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットのビームが対象となるＳＦ３０内の各ショット位置に偏向される。
【００３０】
描画装置１００では、複数段の多段偏向器を用いて、ストライプ領域２０毎に描画処理を進めていく。ここでは、一例として、主偏向器２０８、及び副偏向器２０９といった２段偏向器が用いられる。ＸＹステージ１０５が例えば−ｘ方向に向かって連続移動しながら、１番目のストライプ領域２０についてｘ方向に向かって描画を進めていく。そして、１番目のストライプ領域２０の描画終了後、同様に、或いは逆方向に向かって２番目のストライプ領域２０の描画を進めていく。以降、同様に、３番目以降のストライプ領域２０の描画を進めていく。そして、主偏向器２０８が、ＸＹステージ１０５の移動に追従するように、ＳＦ３０の基準位置に電子ビーム２００を順に偏向する。また、副偏向器２０９が、各ＳＦ３０の基準位置から当該ＳＦ３０内に照射されるビームの各ショット位置に電子ビーム２００を偏向する。このように、主偏向器２０８、及び副偏向器２０９は、サイズの異なる偏向領域をもつ。そして、ＳＦ３０は、かかる複数段の偏向器の偏向領域のうち、最小偏向領域となる。
【００３１】
電子銃２０１（放出源）から放出された電子ビーム２００は、電子レンズ２１１により例えばブランキング偏向器２１９内の中心高さ位置（所定の位置の一例）に集束させられ、集束点（クロスオーバーの像：Ｃ．Ｏ．、以下クロスオーバーの像もクロスオーバーと呼ぶ）を形成する。通常の１段の偏向電極を用いる条件では、偏向器の中心高さは偏向動作をした時の不動点となる。複数段の偏向電極組を用いる場合には偏向電極組の偏向不動点に集束する。そして、光軸方向に対して電子レンズ２１１よりも後側に配置されたブランキング偏向器２１９内を通過する際に、ブランキング偏向器２１９によって、ビームのＯＮ／ＯＦＦが制御される。言い換えれば、ブランキング偏向器２１９は、ビームＯＮとビームＯＦＦとを切り替えるブランキング制御を行う場合に、電子ビームを偏向する。光軸方向に対してブランキング偏向器２１９よりも後側に配置された第１の成形アパーチャ基板２０３（ブランキングアパーチャ基板を兼ねる）によって、ビームＯＦＦの状態になるように偏向された電子ビームは遮蔽される。すなわち、ビームＯＮの状態では、ブランキングアパーチャ２１４を通過するように制御され、ビームＯＦＦの状態では、ビーム全体が第１の成形アパーチャ基板２０３で遮へいされるように偏向される。ビームＯＦＦの状態からビームＯＮとなり、その後ビームＯＦＦになるまでに第１の成形アパーチャ基板２０３を通過した電子ビーム２００が１回の電子ビームのショットとなる。ブランキング偏向器２１９は、通過する電子ビーム２００の向きを制御して、ビームＯＮの状態とビームＯＦＦの状態とを交互に生成する。例えば、ビームＯＮの状態では電圧０Ｖを印加し（或いは電圧を印加せず）、ビームＯＦＦの際にブランキング偏向器２１９に数Ｖの電圧を印加すればよい。かかる各ショットの照射時間ｔで試料１０１に照射される電子ビーム２００のショットあたりの照射量が調整されることになる。
【００３２】
そして、ブランキング偏向器２１９をビームＯＮの状態で通過した電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により第１の成形アパーチャ基板２０３に形成させる矩形の穴（第１の成形開口）全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形に成形する。そして、第１の成形アパーチャ基板２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２の成形アパーチャ基板２０６上に投影される。偏向器２０５によって、かかる第２の成形アパーチャ基板２０６上での第１のアパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させる（可変成形を行なう）ことができる。かかる可変成形はショット毎に行なわれ、通常ショット毎に異なるビーム形状と寸法に成形される。言い換えれば、第２の成形アパーチャ基板２０６（アパーチャ基板）に第１のアパーチャ像の電子ビーム２００を通過させることで第２のアパーチャ像（アパーチャ像）を形成する。そして、第２の成形アパーチャ基板２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により試料１０１上に焦点を合わせ（結像し）、主偏向器２０８及び副偏向器２０９によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料１０１の所望する位置に照射される。図１では、位置偏向に、主副２段の多段偏向を用いた場合を示している。かかる場合には、主偏向器２０８でＳＦ３０の基準位置にステージ移動に追従しながら該当ショットの電子ビーム２００を偏向し、副偏向器２０９でＳＦ内の各照射位置にかかる該当ショットのビームを偏向すればよい。かかる動作を繰り返し、各ショットのショット図形を繋ぎ合わせることで、描画データに定義された図形パターンを描画する。
第２の成形アパーチャ基板２０６に設けられた開口の形状としては、矩形の他に、斜辺を含む形状を用いることも出来る。これにより任意寸法の三角形ビームを発生させることも出来る。
【００３３】
ここで、実施の形態１では、第２のアパーチャ像を主偏向器２０８及び副偏向器２０９によって偏向する前に、複数のレンズ２１２，２１４，２１６により構成される倍率調整レンズ系２１０によって所望の倍率に倍率調整が行われる。
【００３４】
図３は、実施の形態１及び比較例における電子ビームのクロスオーバー系軌道とアパーチャ像の結像系軌道との一例を示す図である。比較例では、図３（ａ）に示すように、電子銃２０１の出口付近で放出される電子ビーム２００が集束点１（クロスオーバー１：Ｃ．Ｏ．１）を形成する。次に、電子ビーム２００がブランキング偏向器２１９を通過中に集束点２（Ｃ．Ｏ．２）を形成する。次に、電子ビーム２００が、成形偏向器２０５を通過中に集束点３（Ｃ．Ｏ．３）を形成する。次に、電子ビーム２００が対物レンズ２０７を通過中に電子ビーム２００が集束点４（Ｃ．Ｏ．４）を形成する。そして、対物レンズ２０７で集束された電子ビームが試料１０１面に照射される。この時、第１の成形アパーチャ基板２０３により形成された第１のアパーチャ像は、投影レンズ２０４によって、第２の成形アパーチャ基板２０６面上に結像され、第２の成形アパーチャ基板２０６により形成された第２のアパーチャにより形成された第２のアパーチャ位置でのビーム断面の像（以下、“第２のアパーチャ像”（Ｓ２像と略す）、と呼ぶ。）は、対物レンズ２０７によって試料１０１面上に結像される。
【００３５】
まず、最終クロスオーバー位置となる集束点４（Ｃ．Ｏ．４）の高さ位置を対物レンズ２０７の中心高さ位置に調整する。ここで、“対物レンズ２０７の中心高さ位置“とは集束点４（Ｃ．Ｏ．４）がその位置にある時に、対物レンズ２０７の励磁を変えて焦点距離を変更した際に試料面上の像の大きさが変わらない位置を意味する。電磁レンズ２１１、照明レンズ２０２、投影レンズ２０４、及び対物レンズ２０７の励磁を調整する。これにより、対物レンズ２０７によって焦点位置が変更された場合でも、試料１０１面に形成される像が合焦するか、或いは所謂ボケるかの違いだけでビーム寸法が不変になる位置に形成できる。電磁レンズ２１１を用いて集束点２（Ｃ．Ｏ．２）の高さ位置をブランキング偏向器２１９の中心高さ位置に調整する。これにより、ブランキング電圧に変動が生じる場合にでも、かかる変動に起因する照射位置の位置ずれを防止できる。そして、照明レンズ２０２を用いて集束点３（Ｃ．Ｏ．３）の高さ位置を成形偏向器２０５の中心高さ位置に調整する。通常の１段の偏向電極を用いる条件では、偏向器の中心高さは偏向動作をした時の不動点となる。複数段の偏向電極組を用いる場合には偏向電極組の偏向不動点に集束する。これにより、電子ビームの成形寸法に起因する照射位置の位置ずれを防止できる。この時、投影レンズ２０４は第１の成形アパーチャ２０３基板の開口像を第２の成形アパーチャ基板２０６上に結像する。以上の結像が行われた条件で、ＣＯ４の高さ位置が対物レンズ２０７の中心高さ位置に来る様に光学系を設計しておく。よって、描画装置にて描画処理の前に行うビームキャリブレーション作業において、電磁レンズ２１１、照明レンズ２０２、及び投影レンズ２０４等の励磁調整により、これらの各クロスオーバー位置が調整されることになる。厳密には、レンズ磁場等が設計値とずれている場合は、クロスオーバー結像条件と、成形アパーチャ像の結像条件とが両立しない。その様な場合は上記のＣＯ３の位置条件を若干緩和しても良い。このことによる成形偏向依存のビーム照射位置のずれは副偏向器２０９を用いて補正する。比較例では、各クロスオーバー位置が調整された後に、第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の倍率変更は困難となる。そのため、上述したように、比較例におけるＶＳＢ方式の電子ビーム描画では、試料１０１上に照射されるビーム寸法（第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の寸法）が最大で第１の成形アパーチャ基板２０３の開口寸法を投影レンズ２０４と対物レンズ２０７によって構成される縮小光学系によって予め設定された縮小倍率に縮小された寸法以上にはならないため、ショットされるビーム寸法は、第１の成形アパーチャ基板２０３の開口寸法によって制限されることになる。よって、第１の成形アパーチャ基板２０３の開口寸法を予め設定された縮小倍率に縮小された寸法以上のサイズをビーム寸法として求めるためには、開口寸法を大きくした別の第１の成形アパーチャ基板に交換する必要がある。そのためには、真空状態に保たれた電子鏡筒を大気開放しなければならないといった問題があった。さらに、第１の成形アパーチャ基板２０３を照明する照明レンズ２０２等の照明光学系の変更も必要となってしまう場合もあり得る。
【００３６】
しかし、上述したように、パターンレイアウトの世代等に合わせて、試料１０１上に照射されるビーム寸法（第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の寸法）を可変に調整することが望まれる。そこで、実施の形態１では、図３（ｂ）に示すように、第２の成形アパーチャ基板２０６と対物レンズ２０７との間に、倍率調整レンズ系２１０を配置することで第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の寸法を可変に調整する。かかる場合に、重要なのが、集束点４（Ｃ．Ｏ．４）の高さ位置と第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の最終中間像の位置との間の距離Ｌ１を倍率調整の前後で変えないことである。言い換えれば、最終クロスオーバー位置となる集束点４（Ｃ．Ｏ．４）の位置と第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の最終中間像との位置とを倍率調整の前後で不変に保つことである。試料１０１面に対する対物レンズ２０７の配置高さは決まってしまうので、試料１０１面に対する対物レンズ２０７の中心高さ位置Ｌ２は固定される。その上で、集束点４（Ｃ．Ｏ．４）の高さ位置と第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の最終中間像の位置との間の距離Ｌ１が不変であれば、集束点４（Ｃ．Ｏ．４）の位置は、対物レンズ２０７の中心高さ位置にできる。これにより、対物レンズ２０７によって焦点位置が変更された場合でも、試料１０１面に形成される像が合焦するか、或いは所謂ボケが生じるかの違いだけでビーム寸法を不変にできる。図３（ａ）に示す比較例では、第２の成形アパーチャ基板２０６と試料１０１面の間に対物レンズ２０７しか配置されていないので、第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の中間像を形成することなく第２のアパーチャ像（Ｓ２像）が試料１０１面に結像される。これに対して、実施の形態１では、第２の成形アパーチャ基板２０６と試料１０１面の間に複数のレンズ（２１２，２１４，２１６）により構成される倍率調整レンズ系２１０を配置するため、第２のアパーチャ像（Ｓ２像）は、１段以上の中間像を経て試料１０１面に結像される。言い換えれば、第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の１段以上の中間像は、上述した複数のレンズ（２１２，２１４，２１６）の少なくとも１つにより形成される。
【００３７】
このように、最終クロスオーバー位置となる集束点４（Ｃ．Ｏ．４）の位置と第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の最終中間像との位置とを倍率調整の前後で不変に保つためには、倍率調整レンズ系２１０として、倍率、最終中間像の結像位置、及び集束点４（Ｃ．Ｏ．４）の位置の３つのパラメータを調整するため３段以上の静電レンズ２１２，２１４，２１６が必要となる。倍率調整レンズ系２１０を電磁レンズで構成する場合には、さらに、像の回転調整がパラメータとして追加されるので、４段以上の電磁レンズが必要となる。
ところで、１段のレンズで実像を形成すると像面の結像は物面を反転した向きになる。本説明の議論では、“像の回転を生じさせない”と言う場合、“少なくとも像の反転以外の像の回転を生じさせない”と言う意味で用いる。像の反転は矩形ビームや、４種類の２等辺直角三角形を発生出来る場合には、実用的には問題とならない。
なお、図３（ａ）の例で、第１の成形アパーチャ基板と成形偏向器２０６との間、或いは第２の成形アパーチャ基板と２０６と対物レンズ２０７との間に補助レンズを追加して、ＣＯ３、ＣＯ４の結像条件と成形アパーチャ像の結像条件とを厳密に両立する様に調整することが可能である。しかし、この場合も、縮小率は補助レンズと対物レンズの励磁で決まり、任意の縮小率に調整することは出来ない。
【００３８】
図４は、実施の形態１における静電レンズ１段の構成を示す図である。静電レンズ２１２，２１４，２１６は、いずれもそれぞれ図４に示すように、例えば、環状（中空円盤状）の３枚の電極により構成され、上段および下段の電極をグランド電位（ＧＮＤ）に保った状態で、中段の電極にグランド電位に対して正（或いは負）の電圧Ｖｄを印加する。かかる電圧Ｖｄを調整することでレンズ強度を調整できる。なお、隣接する静電レンズはグランド電位の電極を共有することが出来る。
また、１段の電磁レンズは励磁の為の１個のコイルにより軸上レンズ磁場を発生することが出来、軸上レンズ磁場の大きさを制御出来る単位構成を指す。一般には１段の電磁レンズは１個以上のコイルとそのコイルを囲む鉄等の強磁性材料で作られたポールピースを用いて構成され、ポールピースには軸上にレンズ磁場を局在化して発生させられる様に間隙が１つ以上設けられている。なお、隣接する２段以上の電磁レンズがそのポールピース構造の一部を共有することも出来る。
【００３９】
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、２段目（及び４段目）のレンズ値設定工程（Ｓ１０２）と、１段目及び３段目のレンズ値設定工程（Ｓ１０４）と、倍率測定工程（Ｓ１０６）と、倍率判定工程（Ｓ１０８）と、最終クロスオーバー（Ｃ．Ｏ．４）位置判定工程（Ｓ１１０）と、像回転有無判定工程（Ｓ１１２）と、倍率変更必要有無判定工程（Ｓ１１４）と、描画工程（Ｓ１１６）と、いう一連の工程を実施する。
【００４０】
２段目（及び４段目）のレンズ値設定工程（Ｓ１０２）として、レンズ制御回路１２２は、静電レンズ２１４のレンズ値ｆ２（ｆ４）を設定する。
【００４１】
１段目及び３段目のレンズ値設定工程（Ｓ１０４）として、レンズ制御回路１２２は、静電レンズ２１２，２１６のレンズ値ｆ１，ｆ３を設定する。
【００４２】
倍率測定工程（Ｓ１０６）として、描画装置１００にて所定のショットサイズに設定されたショット図形のサイズを測定する。例えば、ＸＹステージ１０５上の図示しないマークを走査して、反射電子を含む２次電子を図示しない検出器で検出してショット図形の像のサイズを測定する。或いは、レジストが塗布された評価基板上にかかるショット図形を描画して、現像後のレジストパターンを寸法測定器にて測定することでショット図形のサイズを測定してもよい。
【００４３】
倍率判定工程（Ｓ１０８）として、測定されたショット図形のサイズ（ビーム寸法）が所望の倍率１になっているかどうかを判定する。倍率１になっていない場合には、１段目及び３段目のレンズ値設定工程（Ｓ１０４）に戻り、１段目及び３段目のレンズ値を可変にしながら倍率１になるまで、１段目及び３段目のレンズ値設定工程（Ｓ１０４）から倍率判定工程（Ｓ１０８）までの各工程を繰り返す。倍率１になっている場合には最終クロスオーバー（Ｃ．Ｏ．４）位置判定工程（Ｓ１１０）に進む。
【００４４】
最終クロスオーバー（Ｃ．Ｏ．４）位置判定工程（Ｓ１１０）として、最終クロスオーバー位置となる集束点４（Ｃ．Ｏ．４）の位置が対物レンズ２０７の中心高さ位置になっているかどうかを判定する。具体的には、レンズ制御回路１２０から対物レンズ２０７に励磁する励磁値を振って焦点位置をずらした場合の各焦点位置におけるショット図形のサイズを測定する。ショット図形のサイズは、ＸＹステージ１０５上の図示しないマークを走査して、反射電子を含む２次電子を図示しない検出器で検出してショット図形の像のサイズを測定する。或いは、レジストが塗布された評価基板上にかかるショット図形を描画して、現像後のレジストパターンを寸法測定器にて測定することでショット図形のサイズを測定してもよい。そして、各焦点位置におけるショット図形のサイズが変化しない場合には、最終クロスオーバー位置となる集束点４（Ｃ．Ｏ．４）の位置が対物レンズ２０７の中心高さ位置になっていると判定する。各焦点位置におけるショット図形のサイズが変化する場合には、１段目及び３段目のレンズ値設定工程（Ｓ１０４）に戻り、各焦点位置におけるショット図形のサイズが変化しなくなるまで、１段目及び３段目のレンズ値設定工程（Ｓ１０４）から判定工程（Ｓ１１０）までを繰り返す。各焦点位置におけるショット図形のサイズが変化しなくなった時点で倍率調整は仮終了となる。各焦点位置におけるショット図形のサイズが変化しない場合には像回転有無判定工程（Ｓ１１２）に進む。
【００４５】
図６は、実施の形態１における３段の静電レンズを用いて倍率調整する場合の電子ビームのクロスオーバー系軌道とアパーチャ像の結像系軌道との一例を示す図である。図６では、電子ビーム２００の集束点３（Ｃ．Ｏ．３）から集束点４（Ｃ．Ｏ．４）までのクロスオーバー系軌道と、第２の成形アパーチャ基板２０６により形成された第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の結像系軌道との一例を示している。集束点３（Ｃ．Ｏ．３）を通過した電子ビーム２００は、投影レンズ２０４によって屈折させられ、集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）に向かって集束していくことになる。３段の静電レンズ２１２，２１４，２１６が配置されない場合には、かかる集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）の位置に設計上、対物レンズ２０７を配置することになる。言い換えれば、３段の静電レンズ２１２，２１４，２１６が配置されない場合には、集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）と集束点４（Ｃ．Ｏ．４）の距離分、対物レンズ２０７及び試料１０１面（ＸＹステージ１０５の試料配置面）の高さが光軸上方にずれた位置に配置されることになる。実施の形態１では、３段の静電レンズ２１２，２１４，２１６のレンズ作用によって、クロスオーバー位置を集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）から集束点４（Ｃ．Ｏ．４）に移動させる。その際、第２の成形アパーチャ基板２０６により第２のアパーチャ像（Ｓ２像）が形成される面と集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）との距離と、第２のアパーチャ像（Ｓ２像）が３段の静電レンズ２１２，２１４，２１６のレンズ作用によって結像を１回以上繰り返す際の第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の最終中間像と集束点４（Ｃ．Ｏ．４）との距離が同じＬ１になるように設定される。
【００４６】
像回転有無判定工程（Ｓ１１２）として、所望の倍率のショット図形となった第２のアパーチャ像（Ｓ２像）が試料１０１面上にて回転ずれを生じているかどうかを判定する。具体的には、ＸＹステージ１０５上の図示しないマークを走査して、反射電子を含む２次電子を図示しない検出器で検出してショット図形の像の回転ずれを測定する。試料１０１面上での第２のアパーチャ像（Ｓ２像）に回転ずれが生じている場合には、２段目（及び４段目）のレンズ値設定工程（Ｓ１０２）に戻り、回転ずれが無くなるまで２段目（及び４段目）のレンズ値設定工程（Ｓ１０２）から像回転有無判定工程（Ｓ１１２）までを繰り返す。倍率調整レンズ系２１０として、３段以上の静電レンズ２１２，２１４，２１６を用いる場合には、通常、像の回転ずれは生じない。倍率調整レンズ系２１０として、電磁レンズを用いる場合には、像の回転ずれが生じ得るので、２段目（及び４段目）のレンズ値設定工程（Ｓ１０２）にて、２段目の電磁レンズの他、４段目の電磁レンズについて励磁値を可変に調整する。１段目から４段目までの電磁レンズへの励磁値ｆ１〜ｆ４の和がゼロになるように調整する、言い換えれば、磁場の積分値がゼロになるように調整することで、１段目の電磁レンズへ入射する像と４段目の電磁レンズから出力される像との間で、像の回転を生じさせないようにできる。像の回転ずれが生じなければ、回転も含めた倍率調整は終了となる。よって、かかる倍率１で描画可能となる。
ところで、ここまでの説明では理想的な軸対称なレンズの存在を仮定したが、実際はレンズの条件を変更する場合には、電子軌道が本来の軌道からずれたり、非点収差が発生したりする。これらのずれや非点収差が許容範囲を越える場合には、図示していないアライメントコイルやスティグマタを調整して、光軸調整や非点収差補正を行う。
【００４７】
倍率変更必要有無判定工程（Ｓ１１４）として、ショット図形の倍率が倍率１から倍率２に変更する必要の有無を判定する。上述したように、描画パターンのレイアウトに応じてショット図形として求められる最大ショットサイズは異なる。そのため、描画するパターンに応じてショット図形の倍率が倍率１から倍率２に変更する必要の有無を判定する。倍率変更の必要が無ければ、描画工程（Ｓ１１６）に進む。
【００４８】
倍率変更必要有無判定工程（Ｓ１１４）において、倍率変更の必要があれば、第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の倍率１において電子ビーム２００の複数段のクロスオーバー位置と第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の１段以上の中間像の全中間像の位置とが定まった状態で、複数のレンズにより構成される倍率調整レンズ系２１０を用いて、電子ビーム２００の最終クロスオーバー位置（Ｃ．Ｏ．４）と第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の最終中間像との位置を不変に保ちながら第２のアパーチャ像（Ｓ２像）を倍率１から倍率２に変更する。そして、倍率調整レンズ系２１０を構成する複数のレンズを用いて、試料１０１面に到達する第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の回転を倍率１から倍率２に変更する場合に不変にする。具体的には、２段目（及び４段目）のレンズ値設定工程（Ｓ１０２）に戻り、倍率１から所望の倍率２に変更されるまで、２段目（及び４段目）のレンズ値設定工程（Ｓ１０２）から倍率変更必要有無判定工程（Ｓ１１４）までを繰り返す。
【００４９】
図７は、実施の形態１における３段の静電レンズを用いて倍率調整する場合の電子ビームのクロスオーバー系軌道とアパーチャ像の結像系軌道との他の一例を示す図である。図７では、図６に示した状態から試料１０１面上に形成される第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の倍率を大きくした場合の一例について示している。図７では、図６と同様、電子ビーム２００の集束点３（Ｃ．Ｏ．３）から集束点４（Ｃ．Ｏ．４）までのクロスオーバー系軌道と、第２の成形アパーチャ基板２０６により形成された第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の結像系軌道との一例を示している。集束点３（Ｃ．Ｏ．３）を通過した電子ビーム２００は、投影レンズ２０４によって屈折させられ、集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）に向かって集束していくことになる。３段の静電レンズ２１２，２１４，２１６が配置されない場合には、かかる集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）の位置に設計上、対物レンズ２０７を配置することになる。言い換えれば、３段の静電レンズ２１２，２１４，２１６が配置されない場合には、集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）と集束点４（Ｃ．Ｏ．４）の距離分、対物レンズ２０７及び試料１０１面（ＸＹステージ１０５の試料配置面）の高さが光軸上方にずれた位置に配置されることになる。実施の形態１では、３段の静電レンズ２１２，２１４，２１６のレンズ作用によって、クロスオーバー位置を集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）から集束点４（Ｃ．Ｏ．４）に移動させる。ここまでは、図６の場合と同様である。図７では、３段の静電レンズ２１２，２１４，２１６のレンズ作用によって、試料１０１面上における第２のアパーチャ像（Ｓ２像）を拡大する。その際、第２の成形アパーチャ基板２０６により第２のアパーチャ像（Ｓ２像）が形成される面と集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）との距離と、第２のアパーチャ像（Ｓ２像）が３段の静電レンズ２１２，２１４，２１６のレンズ作用によって結像を１回以上繰り返す際の第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の最終中間像と集束点４（Ｃ．Ｏ．４）との距離が同じＬ１になるように設定される。言い換えれば、複数の静電レンズ２１２，２１４，２１６は、図６の状態から、電子ビーム２００の最終クロスオーバー位置となる集束点４（Ｃ．Ｏ．４）と第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の最終中間像との位置を不変に保ちながら第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の倍率を図６における倍率１（第１の倍率）から図７における倍率２（第２の倍率）に変更する。また、倍率を変更する場合において、複数の静電レンズ２１２，２１４，２１６は、第２のアパーチャ像（Ｓ２像）が試料１０１面上おいて回転しないように調整する。
【００５０】
図８は、実施の形態１の変形例における４段の電磁レンズを用いて倍率調整する場合の電子ビームのクロスオーバー系軌道とアパーチャ像の結像系軌道との一例を示す図である。図８では、倍率調整レンズ系２１０が、４段の電磁レンズ２２２，２２４，２２６，２２８（複数のレンズ）により構成される場合について示している。図８において、集束点３（Ｃ．Ｏ．３）を通過した電子ビーム２００は、投影レンズ２０４によって屈折させられ、集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）に向かって集束していくことになる。４段の電磁レンズ２２２，２２４，２２６，２２８が配置されない場合には、かかる集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）の位置に設計上、対物レンズ２０７を配置することになる。言い換えれば、４段の電磁レンズ２２２，２２４，２２６，２２８が配置されない場合には、集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）と集束点４（Ｃ．Ｏ．４）の距離分、対物レンズ２０７及び試料１０１面（ＸＹステージ１０５の試料配置面）の高さが光軸上方にずれた位置に配置されることになる。実施の形態１では、４段の電磁レンズ２２２，２２４，２２６，２２８のレンズ作用によって、クロスオーバー位置を集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）から集束点４（Ｃ．Ｏ．４）に移動させる。図８では、４段の電磁レンズ２２２，２２４，２２６，２２８のレンズ作用によって、試料１０１面上における第２のアパーチャ像（Ｓ２像）を所望の倍率１に調整すると共に、所望の倍率１から倍率２へと拡大する。倍率１に調整する場合と倍率２に調整する場合とにおいて、いずれの場合についても、第２の成形アパーチャ基板２０６により第２のアパーチャ像（Ｓ２像）が形成される面と集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）との距離と、第２のアパーチャ像（Ｓ２像）が４段の電磁レンズ２２２，２２４，２２６，２２８のレンズ作用によって結像を１回以上繰り返す際の第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の最終中間像と集束点４（Ｃ．Ｏ．４）との距離が同じＬ１になるように設定される。言い換えれば、複数の電磁レンズ２２２，２２４，２２６，２２８は、電子ビーム２００の最終クロスオーバー位置となる集束点４（Ｃ．Ｏ．４）と第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の最終中間像との位置を不変に保ちながら第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の倍率を試料１０１面上における第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の倍率１の状態から、図８における倍率２（第２の倍率）に変更する。また、倍率を変更する場合において、複数の電磁レンズ２２２，２２４，２２６，２２８は、第２のアパーチャ像（Ｓ２像）が試料１０１面上おいて回転しないように調整する。
【００５１】
図９は、実施の形態１の変形例における、２段の隣接する電磁レンズを対として電磁レンズに逆向きに同じ励磁を加える（反対称励磁を行う）ことで得られる１段のダブレットレンズを３段用いて倍率調整する場合の電子ビームのクロスオーバー系軌道とアパーチャ像の結像系軌道との一例を示す図である。図９では、倍率調整レンズ系２１０が、電磁レンズを用いた３段のダブレットレンズ３１２，３１４，３１６（複数のレンズ）により構成される場合について示している。ここで、ダブレットレンズ３１２，３１４，３１６により発生するレンズ磁場はＳ２位置及びＳ２中間像位置では十分減衰しているとする。図９において、集束点３（Ｃ．Ｏ．３）を通過した電子ビーム２００は、投影レンズ２０４によって屈折させられ、集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）に向かって集束していくことになる。３段のダブレットレンズ３１２，３１４，３１６が配置されない場合には、かかる集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）の位置に設計上、対物レンズ２０７を配置することになる。言い換えれば、３段のダブレットレンズ３１２，３１４，３１６が配置されない場合には、集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）と集束点４（Ｃ．Ｏ．４）の距離分、対物レンズ２０７及び試料１０１面（ＸＹステージ１０５の試料配置面）の高さが光軸上方にずれた位置に配置されることになる。実施の形態１では、３段のダブレットレンズ３１２，３１４，３１６のレンズ作用によって、クロスオーバー位置を集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）から集束点４（Ｃ．Ｏ．４）に移動させる。図８では、３段のダブレットレンズ３１２，３１４，３１６のレンズ作用によって、試料１０１面上における第２のアパーチャ像（Ｓ２像）を所望の倍率１に調整すると共に、所望の倍率１から倍率２へと拡大する。倍率１に調整する場合と倍率２に調整する場合とにおいて、いずれの場合についても、第２の成形アパーチャ基板２０６により第２のアパーチャ像（Ｓ２像）が形成される面と集束点４’（Ｃ．Ｏ．４’）との距離と、第２のアパーチャ像（Ｓ２像）が３段のダブレットレンズ３１２，３１４，３１６のレンズ作用によって結像を１回以上繰り返す際の第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の最終中間像と集束点４（Ｃ．Ｏ．４）との距離が同じＬ１になるように設定される。言い換えれば、複数のダブレットレンズ３１２，３１４，３１６は、電子ビーム２００の最終クロスオーバー位置となる集束点４（Ｃ．Ｏ．４）と第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の最終中間像との位置を不変に保ちながら第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の倍率を試料１０１面上における第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の倍率１の状態から、図９における倍率２（第２の倍率）に変更する。また、倍率を変更する場合において、複数のダブレットレンズ３１２，３１４，３１６は、第２のアパーチャ像（Ｓ２像）が試料１０１面上おいて回転しないように調整する。各ダブレットレンズ３１２，３１４，３１６は、それぞれ対となる電磁レンズに逆向きに同じ励磁を加える（反対称励磁を行う）ことで、３段の静電レンズ２１２，２１４，２１６を用いる場合と同様、像の回転を抑制できる。ダブレットレンズ３１２，３１４，３１６の磁場がＳ２アパーチャ位置及びその上流また、Ｓ２中間像位置とその下流で無視できない場合、ダブレットレンズ３１２の励磁を変更すると、若干のＳ２像の回転が発生する。この場合には、図８の例と同様に考えて、ダブレットレンズに流す電流を各組の中で若干異なる値として励磁磁場に若干の非対称性を加えることで補正が可能である。
【００５２】
描画工程（Ｓ１１６）として、描画機構１５０は、倍率調整された第２のアパーチャ像（Ｓ２像）を試料１０１面に結像して、描画する。言い換えれば、対物レンズ２０７を用いて、倍率１（若しくは倍率２に変更された）第２のアパーチャ像（Ｓ２像）を試料１０１面に結像して、第２のアパーチャ像（Ｓ２像）のショット図形を描画する。実施の形態１では、電子ビーム２００の最終クロスオーバー位置となる集束点４（Ｃ．Ｏ．４）が不変なので、対物レンズ２０７の中間高さ位置に維持することができ、試料面上に描画されるショット図形のサイズを高精度に維持できる。また、第２のアパーチャ像（Ｓ２像）の最終中間像との位置が不変なので、倍率を変更しながら対物レンズ２０７の焦点距離を維持できる。よって、試料面上に描画される第２のアパーチャ像（Ｓ２像）（ショット図形）のボケを抑制或いは低減できる。
【００５３】
以上のように、実施の形態１によれば、電子ビーム描画において、描画精度を維持した状態でアパーチャ像の倍率を調整できる。
【００５４】
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、電子ビーム２００の最終クロスオーバー位置となる集束点４（Ｃ．Ｏ．４）を対物レンズ２０７の中間高さ位置に維持して、第２のアパーチャ像（Ｓ２像）（ショット図形）を試料１０１面に向かって集束させる場合について説明したが、これに限るものではない。ケーラー照明条件に基づいて、対物レンズ２０７から第２のアパーチャ像（Ｓ２像）（ショット図形）を試料１０１面に向かって平行入射（ここでは垂直入射）させるように構成してもよい。かかる場合には、電子ビーム２００の最終クロスオーバー位置となる集束点４（Ｃ．Ｏ．４）を対物レンズ２０７の前焦点面に維持して倍率調整を行っても好適である。そして、第２のアパーチャ像（Ｓ２像）となる電子ビーム２００を対物レンズ２０７の前焦点面に最終中間像としてフォーカスさせれば試料１０１は一様に照明されることになり、試料１０１面が上下にずれても像のサイズは不変にできる。また、上述した例では、ＶＳＢ方式の電子ビーム描画装置について説明したが、これに限らず、アパーチャ像を転写する電子ビーム描画において同様に適用できる。例えば、マルチビーム描画装置において同様に適用できる。
また、予想される所望の倍率に対応したレンズ条件やアライメントコイル、スティマタの条件を予め測定等により求めて図示していない記憶手段に保管しておき、倍率を変更する際に所望の倍率に対応したレンズ条件等を表として記憶手段から求めて、それを調整の初期条件とする様にすることで調整に必要な時間を短縮できる。所望の倍率が記憶された表に載っていない場合も、それに近い倍率がある場合は、内挿、外挿により、調整の初期条件を求めることは調整に必要な時間の短縮に有効である。電磁レンズでポールピースのヒステリシス等により、所望の倍率に対応したレンズ条件等が記憶手段に保管した条件から変化する可能性があるが、その場合にはレンズ条件等を更新する様にすると良い。
【００５５】
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。
【００５６】
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荷電粒子ビーム描画装置、試料面へのビーム入射角調整方法、および荷電粒子ビーム描画方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５７】
１０  描画領域
２０  ストライプ領域
３０  ＳＦ
５２，５４，５６  ショット図形
１００  描画装置
１０１，３４０  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
１２０  レンズ制御回路
１２２  レンズ制御回路
１３０  偏向制御回路
１４０  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
２０３，４１０  第１の成形アパーチャ基板
２０４  投影レンズ
２０５  成形偏向器
２０６，４２０  第２の成形アパーチャ基板
２０７  対物レンズ
２０８  主偏向器
２０９  副偏向器
２１０  倍率調整レンズ系
２１１  電子レンズ
２１２，２１４，２１６  静電レンズ
２１９  ブランキング偏向器
２２２，２２４，２２６，２２８  電磁レンズ
３１２，３１４，３１６  ダブレットレンズ
３３０  電子線
４１１  開口
４２１  可変成形開口
４３０  荷電粒子ソース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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