(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
前記荷電粒子ビームを照明する照明レンズと、
複数の第１の開口部が形成され、前記複数の第１の開口部全体が含まれる領域に、照明された前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の第１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第１の成形アパーチャアレイ部材と、
前記第１の成形アパーチャアレイ部材を格子として利用した、凹レンズを構成する第１の格子レンズと、
前記第１の格子レンズに対して前記放出部側とは反対側に配置され、磁場の符号が逆で、かつ同じ大きさに励磁される、第１と第２の電磁レンズを有するダブレットレンズと、
前記第１と第２の電磁レンズの間であって前記マルチビームの集束点位置に配置され、前記集束点から外れた荷電粒子の通過を制限する第１の制限アパーチャ部材と、
前記ダブレットレンズを通過したマルチビームの少なくとも一部のビーム群の照射を受ける試料を載置する、連続移動可能なステージと、
前記ダブレットレンズに対して前記ステージ側に配置され、複数の第２の開口部が形成され、前記複数の第２の開口部を前記マルチビームのうちの対応するビームの少なくとも一部がそれぞれ通過する第２の成形アパーチャアレイ部材と、
前記第２の成形アパーチャアレイ部材に対して前記ダブレットレンズ側に配置され、前記第２の成形アパーチャアレイ部材を格子として利用した、凹レンズを構成する第２の格子レンズと、
前記第２の成形アパーチャアレイ部材を通過したマルチビームを集束する電磁レンズと、
前記電磁レンズにより集束させられたマルチビームの集束点位置に配置され、前記マルチビームの集束点から外れた荷電粒子の通過を制限する第２の制限アパーチャ部材と、
を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム装置。
【請求項２】
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
前記荷電粒子ビームを照明する照明レンズと、
複数の第１の開口部が形成され、前記複数の第１の開口部全体が含まれる領域に、照明された前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の第１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第１の成形アパーチャアレイ部材と、
前記第１の成形アパーチャアレイ部材を格子として利用した、凹レンズを構成する第１の格子レンズと、
前記第１の格子レンズに対して前記放出部側とは反対側に配置され、磁場の符号が逆で、かつ同じ大きさに励磁される、第１と第２の電磁レンズを有するダブレットレンズと、
前記第１と第２の電磁レンズの間であって前記マルチビームの集束点位置に配置され、前記集束点から外れた荷電粒子の通過を制限する第１の制限アパーチャ部材と、
前記ダブレットレンズを通過したマルチビームの少なくとも一部のビーム群の照射を受ける試料を載置する、連続移動可能なステージと、
前記ダブレットレンズに対して前記ステージ側に配置され、前記マルチビームが通過する複数の通過孔が形成され、前記複数の通過孔を通過するマルチビームのブランキング制御を行う複数のブランカーが下面側に配置された基板を有するブランキングアパーチャアレイ機構と、
前記基板に対して前記ダブレットレンズ側に配置され、前記基板を格子として用いた、凹レンズを構成する第２の格子レンズと、
前記ブランキングアパーチャアレイ機構を通過したマルチビームを集束する電磁レンズと、
前記電磁レンズにより集束させられたマルチビームの集束点位置に配置され、前記マルチビームの集束点から外れた荷電粒子の通過を制限する第２の制限アパーチャ部材と、
を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム装置。
【請求項３】
前記第１と第２の成形アパーチャアレイ間の電位分布が前記第１の制限アパーチャ部材の高さ位置に対して対称であるように制御され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装置。
【請求項４】
前記第１の成形アパーチャアレイと前記ブランキングアパーチャアレイ機構との間の電位分布が前記第１の制限アパーチャ部材の高さ位置に対して対称であるように制御され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装置。
【請求項５】
前記第１の制限アパーチャ部材は第３の開口部を有し、
前記第１と第２の電磁レンズの間に配置され、前記マルチビームの集束点の位置を前記第１の制限アパーチャ部材の前記第３の開口部の位置に合わせるアライメントコイルをさらに備えた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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチ荷電粒子ビーム装置に係り、例えば、ステージ上の試料にマルチビームを照射する際の球面収差を補正する手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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試料上の所望の位置へと照射される。かかるマルチビーム方式の描画装置では、従来、マルチビームを形成する複数の穴を持ったマスク（マルチビーム形成アパーチャ）を電子ビームが通過する際に散乱した電子がブランキング制御するブランキング偏向電極アレイに流入し、ブランキング偏向電極アレイの絶縁物部分を帯電させてしまうといった問題があった。そのため、マルチビーム形成アパーチャとブランキング偏向電極アレイの間にダブレットレンズを配置し、ダブレットレンズを構成する電磁レンズ間でクロスオーバを形成させ、クロスオーバ付近にアパーチャ（コントラストアパーチャ）を配置することで、ブランキング偏向電極アレイに侵入する散乱電子を排除するといった手法が考案された（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、マルチビーム描画では、マルチビーム全体でのビームサイズが大きくなるので、クロスオーバ結像系の光軸上の収差が大きくなってしまう。特に、ビーム数を多くするとその分ビームサイズが大きくなり、さらに収差が大きくなってしまう。ダブレットレンズをもちいることで歪曲収差を小さくすることも可能となるが、マルチビームのビームサイズが大きい場合かかるダブレットレンズによるクロスオーバ像の球面収差が大きくなるという新たな問題が生じてしまう。そのため、クロスオーバ位置でのマルチビーム径が大きくなってしまう。よって、マルチビームの歪曲収差を抑えると共に球面収差自体を小さくすることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−０９３５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、マルチビームの歪曲収差を抑えると共に球面収差を補正することが可能なマルチ荷電粒子ビーム装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム装置は、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
荷電粒子ビームを照明する照明レンズと、
複数の第１の開口部が形成され、複数の第１の開口部全体が含まれる領域に、照明された前記荷電粒子ビームの照射を受け、複数の第１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第１のアパーチャアレイ部材と、
第１のアパーチャアレイ部材を格子として利用した、凹レンズを構成する第１の格子レンズと、
複数の第２の開口部が形成され、複数の第２の開口部をマルチビームのうちの対応するビームの少なくとも一部がそれぞれ通過する第２のアパーチャアレイ部材と、
第１のアパーチャアレイ部材と第２のアパーチャアレイ部材との間であってマルチビームの集束点位置に配置され、集束点から外れた荷電粒子の通過を制限する第１の制限アパーチャ部材と、
第２のアパーチャアレイ部材を通過したマルチビームの少なくとも一部のビーム群の照射を受ける試料を載置する、連続移動可能なステージと、
を備え、
第１のアパーチャアレイ部材と第２のアパーチャアレイ部材との間に生じる磁場の符号が逆でかつ同じ大きさの磁場が続く磁場分布及び第１の格子レンズによって生じる電場分布によって構成されるレンズ作用により、第１の成形アパーチャアレイ部材を通過した第１のアパーチャアレイ像が第２のアパーチャアレイ部材上に形成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の態様のマルチ荷電粒子ビーム装置は、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
荷電粒子ビームを照明する照明レンズと、
複数の第１の開口部が形成され、複数の第１の開口部全体が含まれる領域に、照明された荷電粒子ビームの照射を受け、複数の第１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第１の成形アパーチャアレイ部材と、
第１の成形アパーチャアレイ部材を格子として利用した、凹レンズを構成する第１の格子レンズと、
格子レンズに対して放出部側とは反対側に配置され、磁場の符号が逆で、かつ同じ大きさに励磁される、第１と第２の電磁レンズを有するダブレットレンズと、
第１と第２の電磁レンズの間であってマルチビームの集束点位置に配置され、集束点から外れた荷電粒子の通過を制限する第１の制限アパーチャ部材と、
ダブレットレンズを通過したマルチビームの少なくとも一部のビーム群の照射を受ける試料を載置する、連続移動可能なステージと、
を備えたことを特徴とする。
本構成によれば、後述する効果の他に、さらに、第１の制限アパーチャにより、第１の開口部での散乱電子を遮蔽することができる。さらに、下流に第２の制限アパーチャを設ける場合には下流の第２の制限アパーチャと合わせることでさらにコントラストを向上することが出来利点がある。
【０００９】
また、ダブレットレンズに対してステージ側に配置され、複数の第２の開口部が形成され、複数の第２の開口部をマルチビームのうちの対応するビームの少なくとも一部がそれぞれ通過する第２の成形アパーチャアレイ部材と、
第２の成形アパーチャアレイ部材に対してダブレットレンズ側に配置され、第２の成形アパーチャアレイ部材を格子として利用した、凹レンズを構成する第２の格子レンズと、
第２の成形アパーチャアレイ部材を通過したマルチビームを集束する電磁レンズと、
電磁レンズにより集束させられたマルチビームの集束点位置に配置され、マルチビームの集束点から外れた荷電粒子の通過を制限する第２の制限アパーチャ部材と、
をさらに備えると好適である。
【００１０】
或いは、ダブレットレンズに対してステージ側に配置され、マルチビームが通過する複数の通過孔が形成され、複数の通過孔を通過するマルチビームのブランキング制御を行う複数のブランカーが下面側に配置された基板を有するブランキングアパーチャアレイ機構と、
基板に対してダブレットレンズ側に配置され、基板を格子として用いた、凹レンズを構成する第２の格子レンズと、
ブランキングアパーチャアレイ機構を通過したマルチビームを集束する電磁レンズと、
電磁レンズにより集束させられたマルチビームの集束点位置に配置され、マルチビームの集束点から外れた荷電粒子の通過を制限する第２の制限アパーチャ部材と、
をさらに備えると好適である。
【００１１】
また、第１と第２の成形アパーチャアレイ間の電位分布が第１の制限アパーチャ部材の高さ位置に対して対称であるように制御されると好適である。
【００１２】
或いは、第１の成形アパーチャアレイとブランキングアパーチャアレイ機構との間の電位分布が第１の制限アパーチャ部材の高さ位置に対して対称であるように制御されると好適である。
【００１３】
また、第１の制限アパーチャ部材は第３の開口部を有し、
第１と第２の電磁レンズの間に配置され、マルチビームの集束点の位置を第１の制限アパーチャ部材の第３の開口部の位置に合わせるアライメントコイルをさらに備えると好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、マルチビームの歪曲収差を小さくできると共に、補正後の歪曲収差の増大を招くことなく球面収差を補正できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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における成形アパーチャアレイ部材の構成を示す概念図である。
【図３】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】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。
【図５】実施の形態１における描画順序を説明するための図である。
【図６】実施の形態１の比較例における構成とビーム軌道の一例を説明するための図である。
【図７】実施の形態１におけるダブレットレンズの上流側の格子レンズの構成および電子軌道の一例を示す図である。
【図８】実施の形態１におけるダブレットレンズの下流側の格子レンズの構成および電子軌道の一例を示す図である。
【図９】実施の形態１における軸上磁場分布と電位分布と近軸軌道のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１０】実施の形態１における構成とビーム軌道の一例を説明するための図である。
【図１１】実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。
【図１２】実施の形態２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１３】実施の形態３における構成とビーム軌道の一例を説明するための図である。
【図１４】実施の形態４における構成とビーム軌道の一例を説明するための図である。
【図１５】実施の形態５における構成とビーム軌道の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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装置の一例であると共に、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、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４、静電レンズ２２２、ダブレットレンズを構成する電磁レンズ２１２，２１４、制限アパーチャ部材２１６、静電レンズ２３２、成形アパーチャアレイ部材２０３、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４、縮小レンズ２０５、制限アパーチャ部材２０６（ブランキングアパーチャ）、対物レンズ２０７、偏向器２０８、検出器２４９及び、アライメントコイル２４２，２４４，２４６，２４８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は、例えば、図示しない３点支持によりＸＹステージ１０５上に保持される。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。
プレ成形アパーチャ部材２２４は鏡筒の中心軸に回転軸が平行な回転ステージを含み、鏡筒外部からの制御によりアパーチャアレイの向きを変えられる様にすることが望ましい。
【００１８】
静電レンズ２２２は、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４（第１の成形アパーチャアレイ部材、或いは第１のアパーチャアレイ部材）に対して電子銃２０１側とは反対側のブランキングアパーチャアレイ機構２０４側直近に配置される。例えば、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４とダブレットレンズを構成する光軸上上流側の電磁レンズ２１２との間に配置される。そして、静電レンズ２２２は、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４を格子として利用した格子レンズ２２０（第１の格子レンズ）になる。格子レンズ２２０は、後述するように凹レンズを構成する。
【００１９】
電磁レンズ２１２（第１の電磁レンズ）と電磁レンズ２１４（第２の電磁レンズ）とによって構成されるダブレットレンズは、格子レンズ２２０に対して電子銃２０１側とは反対側の格子レンズ２２０とブランキングアパーチャアレイ機構２０４との間に配置される。電磁レンズ２１２と電磁レンズ２１４は、軸上磁場の符号が逆で、かつ同じ大きさに励磁される。
ここで、電磁レンズ２１２、２１４はレンズ効果を持つ磁場が条件を満たすものであれば良く、電磁レンズを構成する強磁性体やコイル等の構造物の配置は第１の成形アパーチャアレイ部材や後述の第２の成形アパーチャアレイの間に置かれる必要はない。
【００２０】
制限アパーチャ部材２１６は、電磁レンズ２１２と電磁レンズ２１４の間であってマルチビームの集束点位置に配置される。また、制限アパーチャ部材２１６は、グランド接続されている。
【００２１】
また、成形アパーチャアレイ部材２０３（第２の成形アパーチャアレイ部材、或いは第２のアパーチャアレイ部材）は、ダブレットレンズに対してＸＹステージ１０５側に配置される。
【００２２】
また、静電レンズ２３２は、成形アパーチャアレイ部材２０３に対して、電磁レンズ２１２，２１４によって構成されるダブレットレンズ側直近に配置される。そして、静電レンズ２３２は、成形アパーチャアレイ部材２０３を格子として利用した格子レンズ２３０（第２の格子レンズ）となる。格子レンズ２３０は、後述するように凹レンズを構成する。
【００２３】
アライメントコイル２４２，２４４，２４６，２４８は、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４と成形アパーチャアレイ部材２０３との間に配置される。特に、アライメントコイル２４４，２４６は、電磁レンズ２１２，２１４の間に配置される。
【００２４】
制御部１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、レンズ制御回路１２０，１２２，１２４、偏向制御回路１３０、偏向制御回路１３２、デジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプ１３６、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、レンズ制御回路１２０，１２２，１２４、偏向制御回路１３０、偏向制御回路１３２、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。偏向制御回路１３２には、ＤＡＣアンプ１３６が接続されている。描画データが描画装置１００の外部から入力され、記憶装置１４０（記憶部）に格納されている。レンズ制御回路１２０，１２２，１２４、及び偏向制御回路１３０，１３２は、制御計算機１１０によって制御される。
【００２５】
電磁レンズ２１２，２１４は、レンズ制御回路１２０に接続され、制御される。静電レンズ２２２は、レンズ制御回路１２２に接続され、制御される。静電レンズ２３２は、レンズ制御回路１２４に接続され、制御される。ブランキングアパーチャアレイ機構２０４は、偏向制御回路１３０に接続され、制御される。偏向器２０８は、ＤＡＣアンプ１３６を介して偏向制御回路１３２に接続され、制御される。なお、アライメントコイル２４２，２４４，２４６，２４８にも、図示しないレンズ制御回路がそれぞれ接続されることは言うまでもない。
電磁レンズ２１２，２１４又は／及び静電レンズ２２２，２３２からなるレンズ系はプレ成形アパーチャアレイ部材２２４上の開口の像を成形アパーチャアレイ部材２０３の対応する開口上に等倍で結像する働きを持つ。
【００２６】
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。
【００２７】
図２は、実施の形態１における成形アパーチャアレイ部材の構成を示す概念図である。図２（ａ）において、成形アパーチャアレイ部材２０３には、縦（ｙ方向）ｍ列×横（ｘ方向）ｎ列（ｍ，ｎ≧２）の穴２２（第１の開口部）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６００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。その他、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）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。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。
【００２８】
また、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４も成形アパーチャアレイ部材２０３と同様に構成される。プレ成形アパーチャアレイ部材２２４に形成される複数の穴２３（第２の開口部）は、成形アパーチャアレイ部材２０３に形成される複数の対応する穴２２と同じ位置関係になるように形成される。但し、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４に形成される複数の穴２３は、成形アパーチャアレイ部材２０３に形成される複数の穴２２よりも若干大きなサイズで形成される。これにより、マルチビーム２０の形状は、成形アパーチャアレイ部材２０３によって決定される。但し、これに限るものではない。成形アパーチャアレイ部材２０３に形成される複数の穴２２を、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４に形成される複数の穴２３よりも若干大きなサイズに形成し、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４に形成される複数の穴２３によって、マルチビーム２０の形状を決定するように構成しても良い。
【００２９】
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、例えば裏面側から薄く削られ、薄い膜厚ｈのメンブレン領域３０（第１の領域）に加工されている。メンブレン領域３０を取り囲む周囲は、厚い膜厚Ｈの外周領域３２（第２の領域）となる。メンブレン領域３０の上面と外周領域３２の上面とは、同じ高さ位置、或いは、実質的に高さ位置になるように形成される。基板３１は、外周領域３２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３０の位置は、支持台３３の開口した領域に位置している。
【００３０】
メンブレン領域３０には、図２に示した成形アパーチャアレイ部材２０３の各穴２２に対応する位置にマルチビーム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。そして、メンブレン領域３０上には、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、メンブレン領域３０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。
【００３１】
また、図４に示すように、各制御回路４１は、制御信号用の例えば１０ビットのパラレル配線が接続される。各制御回路４１は、制御信号用の例えば１０ビットのパラレル配線の他、クロック信号線および電源用の配線が接続される。クロック信号線および電源用の配線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３０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３０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。
【００３２】
各通過孔２５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。言い換えれば、制御電極２４と対向電極２６の組は、成形アパーチャアレイ部材２０３の複数の穴２２（開口部）を通過したマルチビームのうちの対応ビームをそれぞれブランキング偏向する。
【００３３】
次に描画装置１００における描画部１５０の動作について説明する。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によりほぼ垂直にプレ成形アパーチャアレイ部材２２４（第１の成形アパーチャアレイ部材）全体を照明する。プレ成形アパーチャアレイ部材２２４には、矩形の複数の穴２３（第１の開口部）が形成され、電子ビーム２００は、すべての複数の穴２３が含まれる領域を照明する。複数の穴２３の位置に照射された電子ビーム２００の各一部が、かかるプレ成形アパーチャアレイ部材２２４の複数の穴２３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（仮のマルチビーム）２０ａ〜ｅが形成される。かかるマルチビーム２０は、電磁レンズ２１２によって集束され、集束位置に配置される制限アパーチャ部材２１６（第１の制限アパーチャ部材）によって、集束点から外れた例えば散乱電子（荷電粒子）の通過が制限される。これにより、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４によって散乱した電子が遮蔽される。そのため、これより下流側への散乱電子の侵入を防止できる。そして、制限アパーチャ部材２１６によって散乱電子がカットされたマルチビーム２０は、電磁レンズ２１４によって、成形アパーチャアレイ部材２０３にほぼ垂直に投影される。
【００３４】
ここで、電磁レンズ２１２，２１４は、レンズ制御回路１２０によって、磁場が逆向きかつ同じ大きさになるように励磁される。これにより、電磁レンズ２１２を通過したマルチビームが電磁レンズ２１４を通過する際に回転してしまうことを回避できる。また、このように倍率１倍の反対称ダブレットレンズを構成することにより、歪曲収差を小さくできる。倍率１倍なので、理想的には、制限アパーチャ部材２１６は、電磁レンズ２１２と電磁レンズ２１４のちょうど中間位置に配置されることになる。
【００３５】
成形アパーチャアレイ部材２０３（第２の成形アパーチャアレイ部材）には、矩形の複数の穴２３（第２の開口部）が形成され、電磁レンズ２１４によって投影された複数の電子ビーム（仮のマルチビーム）２０ａ〜ｅは、成形アパーチャアレイ部材２０３の複数の穴２２（第２の開口部）のうちの対応する穴２２をそれぞれ通過することによって、所望のサイズの例えば矩形形状の複数の電子ビーム（マルチビーム）２０ａ〜ｅに成形される。言い換えれば、成形アパーチャアレイ部材２０３（第２の成形アパーチャアレイ部材）の複数の穴２２をマルチビーム２０ａ〜ｅのうちの対応するビームの少なくとも一部がそれぞれ通過する。言い換えれば、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４（第１のアパーチャアレイ部材）と成形アパーチャアレイ部材２０３（第２のアパーチャアレイ部材）との間に生じる磁場の符号が逆でかつ同じ大きさの磁場が続く磁場分布及び格子レンズ２２０によって生じる電場分布によって構成されるレンズ作用により、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４（第１のアパーチャアレイ部材）を通過したアパーチャアレイ像（第１のアパーチャアレイ像）が成形アパーチャアレイ部材２０３（第２のアパーチャアレイ部材）上に形成される。
ここで、仮のマルチビーム２０ａ〜ｅの下流側成形アパーチャアレイ部材２０３に対する回転方向の位置ずれについては、上流側プレ成形アパーチャアレイ部材２２４の回転機構を動作させることによって調整する。或いは、回転調整用の磁気レンズを設けておき回転ずれを調整することも可能である。但し、磁気レンズを用いる場合は磁場の対称性が崩れ、歪収差が増加するので実用上許される範囲で、行う。
【００３６】
ここで、上流側のプレ成形アパーチャアレイ部材２２４ではなく、下流側の成形アパーチャアレイ部材２０３によってビーム形状を決定することにより、マルチビーム２０ａ〜ｅの結像点の数を減らすことができる。よって、光学系を複雑化させないようにすることができる。なお、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４側でビーム形状を決定する場合には、下流側の成形アパーチャアレイ部材２０３では、各ビームが成形アパーチャアレイ部材２０３に当ることなく素通りするので成形アパーチャアレイ部材２０３通過時の散乱電子の発生を抑制できるというメリットがある。
【００３７】
成形アパーチャアレイ部材２０３を通過したマルチビーム２０ａ〜ｅは、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４（第２のアパーチャアレイ部材の他の例）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４７）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）。
【００３８】
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２０ａ〜ｅは、縮小レンズ２０５（電磁レンズ）によって、集束させられる。言い換えれば、縮小レンズ２０５は、成形アパーチャアレイ部材２０３を通過したマルチビーム２０ａ〜ｅを集束する。その際、マルチビーム２０ａ〜ｅ像のサイズは、縮小レンズ２０５によって、縮小される。縮小レンズ２０５（電磁レンズ）によって集束方向に屈折させられたマルチビーム２０ａ〜ｅは、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。制限アパーチャ部材２０６（第２の制限アパーチャ部材）は、縮小レンズ２０５により集束させられたマルチビーム２０ａ〜ｅの集束点位置に配置され、マルチビーム２０ａ〜ｅの集束点から外れた電子ビーム２０の通過を制限する。ここで、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２０は、制限アパーチャ部材２０６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２０は、図１に示すように制限アパーチャ部材２０６の中心の穴を通過する。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、制限アパーチャ部材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により試料１０１面上に焦点が合わされると共に、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。言い換えれば、連続移動可能なＸＹステージ１０５に載置された試料１０１は、ダブレットレンズを通過したマルチビーム２０ａ〜ｅの少なくとも一部のビーム群の照射を受ける。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（トラッキング）するように偏向器２０８によって制御される。ＸＹステージ１０５の位置は、図示しないステージ位置検出器からレーザをＸＹステージ１０５上の図示しないミラーに向けて照射し、その反射光を用いて測定される。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部材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。描画装置１００は、各回の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２０８によるビーム偏向位置の移動によって各ビームが１画素ずつ描画シーケンスに沿って照射していく描画動作を行う。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。
【００３９】
なお、マルチビーム２０の光軸（ｚ軸）と直交する面（ｘ，ｙ軸）の位置は、アライメントコイル２４２，２４４，２４６，２４８によって各ｚ位置にて調整されればよい。特に、ダブレットレンズを構成する電磁レンズ２１２，２１４の間に配置されるアライメントコイル２４４，２４６は、制限アパーチャ部材２１６に対して対称の位置に配置される。そして、制限アパーチャ部材２１６に照射されたマルチビーム２０によって制限アパーチャ部材２１６から放出された反射電子を含む２次電子を検出器２４９で検出し、図示しない検出回路でマルチビーム２０中心の位置を検出する。そして、かかる検出結果を用いて、アライメントコイル２４４，２４６は、マルチビーム２０の集束点の位置を制限アパーチャ部材２１６の開口部の位置に合わせるように図示しないレンズ制御回路により制御される。制限アパーチャ部材２１６に対して対称の位置に２段のアライメントコイル２４４，２４６が配置されることで、像を無回転のまま位置を補正できる。
【００４０】
図５は、実施の形態１における描画順序を説明するための図である。試料１０１の描画領域１０（或いは描画されるチップ領域）は、所定の幅で短冊上のストライプ領域３５（描画領域の他の一例）に分割される。そして、各ストライプ領域３５は、複数のメッシュ状の画素領域３６（画素）に分割される。画素領域３６（画素）のサイズは、例えば、ビームサイズ、或いは、それ以下のサイズであると好適である。例えば、１０ｎｍ程度のサイズにすると好適である。画素領域３６（画素）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。
【００４１】
マルチビーム２０で試料１０１を描画する際、マルチビーム２０による１回の照射によって照射領域３４を照射することになる。上述したように、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全体を一括して偏向器２０８によるビーム偏向位置の移動によって例えば１画素ずつ順に連続して照射していく。そして、試料１０１上のどの画素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。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（サブピッチ領域）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、ｘ方向或いはｙ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画素が描画される。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。かかる動作によって、照射領域３４内の全画素が描画可能となる。これらの動作を繰り返すことで、対応するストライプ領域３５全体を描画することができる。そして、描画装置１００では、必要な画素に必要な照射量のビームを照射することにより形成される画素パターン（ビットパターン）の組み合わせにより、所望のパターンを描画することができる。
【００４２】
図６は、実施の形態１の比較例における構成とビーム軌道の一例を説明するための図である。図６において、比較例は、図１に示す電子鏡筒１０２内の構成のうち、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４、静電レンズ２２２、及び静電レンズ２３２が配置されていない点、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４の位置に成形アパーチャアレイ部材２０３が配置された点、以外は、図１と同様である。偏向器２０８、アライメントコイル２４２，２４４，２４６，２４８等は図示を省略している。比較例では、ダブレットレンズを構成する電磁レンズ２１２，２１４を互いに磁場が逆向きかつ同じ大きさになるように励磁しても、各電磁レンズ２１２，２１４での球面収差により集束点でのクロスオーバ径が設計値よりも大きくなってしまう。電磁レンズ２１２の球面収差により制限アパーチャ部材２１６面での集束点でのクロスオーバ径が大きくなってしまう。電磁レンズ２１４の球面収差により制限アパーチャ部材２０６面での集束点でのクロスオーバ径が大きくなってしまう。
【００４３】
これに対して、実施の形態１では、格子レンズ２２０，２３０によって、収差係数が負の球面収差を生じさせる。これにより、電磁レンズ２１２，２１４での球面収差と相殺させる。電磁レンズ２１２，２１４を含め、照明レンズ２０２、縮小レンズ２０５、及び対物レンズ２０７といった電磁レンズは、共に、マルチビーム２０をレンズの内側（光軸中心側）に向かって屈折させる凸レンズとして作用する。そのため、格子レンズ２２０，２３０は、電磁レンズ２１２，２１４によって生じる球面収差作用を打ち消すために、逆に、マルチビーム２０をレンズの外側に向かって屈折させる凹レンズとして作用させる。
【００４４】
図７は、実施の形態１におけるダブレットレンズの上流側の格子レンズの構成および電子軌道の一例を示す図である。ダブレットレンズの上流側の格子レンズ２２０を構成する静電レンズ２２２は、図７に示すように、複数段、例えば、３段の環状電極２５０，２５２，２５４によって構成される。一般の静電レンズでは、３段の環状電極２５０，２５２，２５４のうち、中段の環状電極２５２に対して正の電位を印加し、上下の２段の環状電極２５０，２５４をグランド電位に制御する。これにより凸レンズを構成する。
【００４５】
これに対して、実施の形態１における静電レンズ２２２は、図７に示すように、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４に最も近い上段の環状電極２５０に対して正の電位を印加し、中段及び下段の環状電極２５２，２５４をグランド電位に制御する。プレ成形アパーチャアレイ部材２２４には、例えば、シリコン（Ｓｉ）基板等の導体（或いは半導体）が用いられる。そして、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４には、複数の穴２３が２次元状に形成されているが、かかる配列が格子として作用することになる。さらに、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４をグランド接続し、グランド電位に維持しておく。これにより、上流側の照明レンズ２０２等によって生じた電場を、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４によって一旦途切れさせることができる。そのため、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４の下流側にプレ成形アパーチャアレイ部材２２４面を起点（グランド電位）とする新たな電場を形成できる。そして、図７に示した構成の複数段、例えば、３段の環状電極２５０，２５２，２５４によって構成される静電レンズ２２２を配置することで、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４を通過した電子（ｅ）は、環状電極２５０によって外側に引っ張られ、静電レンズ２２２全体としては、電子は外側に屈折させられる。これにより、凹レンズを構成できる。格子として作用する基板状の部材が無い場合には、電場が途切れないので、凹レンズにすることは困難となる。
【００４６】
図８は、実施の形態１におけるダブレットレンズの下流側の格子レンズの構成および電子軌道の一例を示す図である。ダブレットレンズの下流側の格子レンズ２３０を構成する静電レンズ２３２は、図８に示すように、複数段、例えば、３段の環状電極３５０，３５２，３５４によって構成される。上述したように、一般の静電レンズでは、３段の環状電極３５０，３５２，３５４のうち、中段の環状電極３５２に対して正の電位を印加し、上下の２段の環状電極３５０，３５４をグランド電位に制御する。これにより凸レンズを構成する。
【００４７】
これに対して、実施の形態１における静電レンズ２３２は、図８に示すように、成形アパーチャアレイ部材２０３に最も近い下段の環状電極２５４に対して正の電位を印加し、上段及び中段の環状電極３５０，３５２をグランド電位に制御する。成形アパーチャアレイ部材２０３には、例えば、シリコン（Ｓｉ）基板等の導体（或いは半導体）が用いられる。そして、成形アパーチャアレイ部材２０３には、複数の穴２２が２次元状に形成されているが、かかる配列が格子として作用することになる。さらに、成形アパーチャアレイ部材２０３をグランド接続し、グランド電位に維持しておく。これにより、下流側の縮小レンズ２０５等によって生じた電場を、成形アパーチャアレイ部材２０３によって一旦途切れさせることができる。そのため、成形アパーチャアレイ部材２０３の上流側に成形アパーチャアレイ部材２０３面を起点（グランド電位）とする新たな電場を形成できる。そして、図８に示した構成の複数段、例えば、３段の環状電極３５０，３５２，３５４によって構成される静電レンズ２３２を配置することで、ダブレットレンズを通過した電子（ｅ）は、環状電極３５０，３５２と反発しながらも、環状電極３５４によって外側に引っ張られ、静電レンズ２３２全体としては、電子は外側に屈折させられる。これにより、凹レンズを構成できる。格子として作用する基板状の部材が無い場合には、電場が途切れないので、下流の電場の作用が影響し、凹レンズにすることは困難となる。
【００４８】
図９は、実施の形態１における軸上磁場分布と電位分布と近軸軌道の一例を示す図である。図９では、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４と成形アパーチャアレイ部材２０３との間の空間における軸上電位φ（ｚ）と軸上磁場Ｂ（ｚ）と近軸軌道ｓ（ｚ），ｔ（ｚ）の一例を示している。ここで、軸上電位φ（ｚ）と軸上磁場Ｂ（ｚ）と近軸軌道ｓ（ｚ），ｔ（ｚ）は原理の説明用でおり、厳密なものではない。ｚは、光軸に沿ったｚ軸上の位置を示す。ダブレットレンズを構成する電磁レンズ２１２と電磁レンズ２１４とに磁場が逆向きかつ同じ大きさになるように励磁する反対称励磁を行うことで、図９に示すように、電磁レンズ２１２の影響を受けた軸上磁場Ｂ（ｚ）と電磁レンズ２１４の影響を受けた軸上磁場Ｂ（ｚ）とが逆向きかつ同じ大きさになる。かかる磁場Ｂ（ｚ）は、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４と成形アパーチャアレイ部材２０３とで途切れる訳ではない。これに対して、格子レンズ２２０の影響を受けた軸上電位φ（ｚ）は、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４面で途切れる。同様に、格子レンズ２３０の影響を受けた軸上電位φ（ｚ）は、成形アパーチャアレイ部材２０３面で途切れる。また、実施の形態１では、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４と成形アパーチャアレイ部材２０３と間の電位分布が制限アパーチャ部材２１６の高さ位置ｚａに対して対称であるようにレンズ制御回路１２２，１２４によって制御される。
【００４９】
図１０は、実施の形態１における構成とビーム軌道の一例を説明するための図である。図１０において、偏向器２０８、アライメントコイル２４２，２４４，２４６，２４８等は図示を省略している。凹レンズに作用する格子レンズ２２０を配置することで、ダブレットレンズを構成する電子レンズ２１２によりマルチビームの歪曲収差を低減させた状態を維持しつつ、電子レンズ２１２により生じた球面収差を低減できる。その結果、電子レンズ２１２により生じた球面収差によって広がった制限アパーチャ部材２１６面上でのマルチビーム２０のクロスオーバ径を小さくできる。同様に、凹レンズに作用する格子レンズ２３０を配置することで、ダブレットレンズを構成する電子レンズ２１４によりマルチビームの歪曲収差を低減させた状態を維持しつつ、電子レンズ２１４により生じた球面収差を低減できる。その結果、電子レンズ２１４により生じた球面収差によって広がった制限アパーチャ部材２０６面上でのマルチビーム２０のクロスオーバ径を小さくできる。
【００５０】
以上のように、実施の形態１によれば、マルチビーム２０の歪曲収差を小さくできると共に、補正後の歪曲収差の増大を招くことなく球面収差を補正できる。さらに、実施の形態１によれば、制限アパーチャ２１６により、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４の開口部付近で生じた散乱電子を遮蔽することができる。さらに、下流に設けられた制限アパーチャ２０６と合わせることで、制限アパーチャ２１６が無く制限アパーチャ２０６だけで散乱電子を遮蔽する場合に比べてコントラストをさらに向上することが出来利点がある。
【００５１】
実施の形態２．
実施の形態１では、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４と成形アパーチャアレイ部材２０３という２段階の成形アパーチャを用いてマルチビーム２０を形成すると共に、かかるプレ成形アパーチャアレイ部材２２４と成形アパーチャアレイ部材２０３とをそれぞれ格子として利用して格子レンズ２２０，２３０を配置した。しかし、格子レンズ２２０，２３０の構成の仕方は、かかる場合に限られるものではない。実施の形態２では、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４を格子レンズ２３０の格子として利用する場合について説明する。
【００５２】
図１１は、実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。図１１では、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４の代わりに、成形アパーチャアレイ部材２０３を配置する。また、後述するように上面を平面にさせたブランキングアパーチャアレイ機構２０４を配置する。そして、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４の下流側（ＸＹステージ１０５側）に保護アパーチャアレイ部材２２６を配置する。その他の構成は図１と同様である。
【００５３】
図１１において、静電レンズ２２２は、成形アパーチャアレイ部材２０３（第１の成形アパーチャアレイ部材、或いは第１のアパーチャアレイ部材）に対して電子銃２０１側とは反対側のブランキングアパーチャアレイ機構２０４側直近に配置される。例えば、成形アパーチャアレイ部材２０４とダブレットレンズを構成する光軸上上流側の電磁レンズ２１２との間に配置される。そして、静電レンズ２２２は、成形アパーチャアレイ部材２０３を格子として利用した格子レンズ２２０（第１の格子レンズ）を構成する。格子レンズ２２０は、上述した内容のうち、プレ成形アパーチャアレイ部材２２４を成形アパーチャアレイ部材２０３と読み替えた内容のように凹レンズを構成する。
【００５４】
また、実施の形態２では、成形アパーチャアレイ部材２０３がダブレットレンズよりも光軸上流側に移動したことに伴い、図１１において、静電レンズ２３２は、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４（第２のアパーチャアレイ部材）に対して、電磁レンズ２１２，２１４によって構成されるダブレットレンズ側直近に配置される。そして、静電レンズ２３２は、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４を格子として利用した格子レンズ２３０（第２の格子レンズ）を構成する。格子レンズ２３０は、上述した内容のうち、成形アパーチャアレイ部材２０３をブランキングアパーチャアレイ機構２０４と読み替えた内容のように凹レンズを構成する。よって、実施の形態２では、成形アパーチャアレイ部材２０３とブランキングアパーチャアレイ機構２０４と間の電位分布が制限アパーチャ部材２１６の高さ位置ｚａに対して対称であるようにレンズ制御回路１２２，１２４によって制御される。
【００５５】
ここで、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４の構成が、図３に示したように、基板３１の中央部のメンブレン領域３０上に、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と、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４上面（メンブレン領域３０上面）に電極群が乗っているので凹凸が生じ平面でなくなる。電場を途切れさせるためには、格子レンズ２３０の途切れさせる面が平面の方が望ましい。
【００５６】
図１２は、実施の形態２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２におけるブランキングアパーチャアレイ機構２０４は、図１２に示すように、メンブレン領域３０上ではなく、メンブレン領域３０下面に、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、メンブレン領域３０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。その他の点は、図３と同様である。図１２に示すように、制御電極２４と対向電極２６の組をメンブレン領域３０上ではなく、メンブレン領域３０下面に配置することで、基板３１上面（メンブレン領域３０上面）を２次元状に複数の通過孔２５が形成された平面にできる。制御電極２４と対向電極２６の組をメンブレン領域３０下面に配置することによって制御電極２４と対向電極２６の組が電子鏡筒１０２内の電子光学系空間に晒されることになるので、保護アパーチャアレイ部材２２６によって、制御電極２４と対向電極２６とを覆うことで、ある電極対で発生する電場をその影響が他の電極対の間を通過する電子の軌道に影響を与えない様に遮蔽することが出来る。
【００５７】
以上のように構成しても、実施の形態２によれば、凹レンズに作用する格子レンズ２２０を配置することで、ダブレットレンズを構成する電子レンズ２１２によりマルチビームの歪曲収差を低減させた状態を維持しつつ、電子レンズ２１２により生じた球面収差を低減できる。その結果、電子レンズ２１２により生じた球面収差によって広がった制限アパーチャ部材２１６面上でのマルチビーム２０のクロスオーバ径を小さくできる。同様に、凹レンズに作用する格子レンズ２３０を配置することで、ダブレットレンズを構成する電子レンズ２１４によりマルチビームの歪曲収差を低減させた状態を維持しつつ、電子レンズ２１４により生じた球面収差を低減できる。その結果、電子レンズ２１４により生じた球面収差によって広がった制限アパーチャ部材２０６面上でのマルチビーム２０のクロスオーバ径を小さくできる。
【００５８】
実施の形態３．
上述した実施の形態１，２では、アライメントコイル２４２，２４４，２４６，２４８、特に、アライメントコイル２４４，２４６を用いて集束点の位置を調整する場合を説明したが、これに限るものではない。
【００５９】
図１３は、実施の形態３における構成とビーム軌道の一例を説明するための図である。図１３において、偏向器２０８、検出器２４９、アライメントコイル２４２，２４８、及び制御部１６０等は図示を省略している。図１３において、アライメントコイル２４４，２４６の代わりに、回転補正磁気レンズ２４３による磁場中心高さが制限アパーチャ部材２１６面と実質的に同じ高さ位置になるように回転補正磁気レンズ２４３を配置する。その他の点は、図１と同様である。
【００６０】
検出器２４９による検出結果を用いて、回転補正磁気レンズ２４３は、マルチビーム２０の集束点の位置を制限アパーチャ部材２１６の開口部の位置に合わせるように図示しないレンズ制御回路により制御される。回転補正磁気レンズ２４３により像を無回転のまま位置を補正できる。その他の内容は、実施の形態１或いは実施の形態２と同様である。
【００６１】
実施の形態４．
上述した実施の形態１，２ではアライメントコイル２４４，２４６を用いて集束点の位置を調整する場合を説明した。上述した実施の形態３では回転補正磁気レンズ２４３を用いて集束点の位置を調整する場合を説明した。しかし、集束点の位置を調整する構成は、これに限るものではない。
【００６２】
図１４は、実施の形態４における構成とビーム軌道の一例を説明するための図である。図１４において、偏向器２０８、検出器２４９、アライメントコイル２４２，２４８、及び制御部１６０等は図示を省略している。図１４において、アライメントコイル２４４，２４６の代わりに、ダブレットレンズを構成する電磁レンズ２１２，２１４の間に、制限アパーチャ部材２１６に対して対称の位置に２つの焦点補正用アインツェルレンズ２４４，２４５を配置する。その他の点は、図１と同様である。
【００６３】
検出器２４９による検出結果を用いて、焦点補正用アインツェルレンズ２４４，２４５は、マルチビーム２０の集束点の位置を制限アパーチャ部材２１６の開口部の位置に合わせるように図示しないレンズ制御回路により制御される。焦点補正用アインツェルレンズ２４４，２４５により像をほぼ無回転のまま結像位置を補正できる。その他の内容は、実施の形態１、実施の形態２或いは実施の形態３と同様である。アインツェルレンズ２４４，２４５による電場分布が制限アパーチャに関して対称で磁場分布が反対称になる場合は無回転となる。
【００６４】
なお、図１４において、レンズの入り口と出口で同じ電位の静電レンズを構成するアインツェルレンズ２４４，２４５について、それぞれ両側の電極をグランド接続する。そして、焦点補正用アインツェルレンズ２４４，２４５は、制限アパーチャ部材２１６を中心電極とし、制限アパーチャ部材２１６に対して上下対称な軸上電位分布をもつように構成されると好適である。その他の内容は、実施の形態１或いは実施の形態２と同様である。この場合レンズ電場は上下対称かつ磁場分布は反対称であるので、像の回転が無い焦点補正が可能となる。
【００６５】
実施の形態５．
上述した実施の形態２では、ダブレットレンズよりも上流側の成形アパーチャアレイ部材２０３を格子レンズ２２０の格子として用いる場合に、静電レンズ２２２をダブレットレンズ側に配置したがこれに限るものではない。同様に、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４を格子レンズ２３０の格子として用いる場合に、静電レンズ２３２をダブレットレンズ側に配置したがこれに限るものではない。
【００６６】
図１５は、実施の形態５における構成とビーム軌道の一例を説明するための図である。図１５において、格子レンズ２２０を構成する静電レンズ２２２を成形アパーチャアレイ部材２０３よりも光軸上流側（ダブレットレンズ側とは反対側）に配置する。また、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４は、実施の形態１と同様、下面を平面にさせた構成にする。そして、格子レンズ２３０を構成する静電レンズ２３２をブランキングアパーチャアレイ機構２０４の光軸下流側（ダブレットレンズ側とは反対側）に配置する。保護アパーチャアレイ部材２２６は不要である。その他の構成は、図１１と同様である。
【００６７】
図１５において、静電レンズ２２２は、成形アパーチャアレイ部材２０４を格子として利用した格子レンズ２２０（第１の格子レンズ）を構成する。格子レンズ２２０は、上述したように、凹レンズを構成する。
【００６８】
また、静電レンズ２３２は、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４を格子として利用した格子レンズ２３０（第２の格子レンズ）を構成する。格子レンズ２３０は、上述したように、凹レンズを構成する。
【００６９】
図１５に示すように、格子レンズを構成する電極を成形アパーチャプレートについて、電子源側に配置することも可能である。この場合第２の格子レンズの電極は第２の成形アパーチャの下流側に設けることにより、第一及び第二の成形アパーチャ間の電場分布の対称性を確保できる。
【００７０】
以上のように、各実施の形態によれば、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４に形成される回路へのＸ線、電子線の流入、アパーチャへの電子線流入（熱負荷）を抑えることができる。さらに、クロスオーバ結像の収差が大きくなることを抑制できる。
【００７１】
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、格子レンズ２２０，２３０が、成形アパーチャアレイ部材２０３（プレ成形アパーチャアレイ部材２２４）或いはブランキングアパーチャアレイ部材２０４等を格子として利用する場合を説明したが、これに限るものではない。別途、格子材を用意してもよい。或いは、電子ビームを透過する材料をフォイルとして利用して、格子レンズ２２０，２３０の代わりに、凹レンズとなるフォイルレンズを配置しても良い。
また、第１の成形アパーチャと第２のアパーチャ間の結像は完全なものでなくても、ビームぼけによる損失が許容範囲である範囲で結像のずれは許容される。
【００７２】
また、上述した例では、描画装置１００を一例として説明したが、本発明は、描画装置に限定されるものではなく、検査装置等を含むマルチ荷電粒子ビーム装置全般に適用できる。
【００７３】
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。
【００７４】
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装置は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００７５】
１０  描画領域
２０  マルチビーム
２２，２３  穴
２４  制御電極
２５  通過孔
２６  対向電極
３１  基板
３０  メンブレン領域
３２  外周領域
３３  支持台
３４  照射領域
３５  ストライプ領域
３６  画素領域
４１  制御回路
４３  パッド
４７  個別ブランキング機構
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
１２０，１２２，１２４  レンズ制御回路
１３０  偏向制御回路
１３２  偏向制御回路
１３６  ＤＡＣアンプ
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  成形アパーチャアレイ部材
２０４  ブランキングアパーチャアレイ機構
２０５  縮小レンズ
２０６  制限アパーチャ部材
２０７  対物レンズ
２０８  偏向器
２１２，２１４  電磁レンズ
２１６  制限アパーチャ部材
２２２  静電レンズ
２２４  プレ成形アパーチャアレイ部材
２３２  静電レンズ
２４２，２４４，２４６，２４８  アライメントコイル
２４９  検出器
２５０，２５２，２５４，３５０，３５２，３５４  環状電極
２４３  回転補正磁気レンズ
２４４，２４５  焦点補正用アインツェルレンズ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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