(57)【要約】　　　（修正有）【課題】粒子光学特性を向上することができる粒子光学装置とその操作方法を提供する。【解決手段】　この装置は、２列の電界および磁界の少なくとも一方を発生させる発生源１３から成る。各列を構成する発生源１３は、対称面Ｓ、Ｓ’が存在し、かつこれら対称面に関して対称となるように、互いに離れて周期的に配置される。　電界および磁界の少なくとも一方は、ｘ方向に変位可能な成分を有する。このような電界および磁界の少なくとも一方を発生させるために、式Ｆ1（ｘ）＝Ｆm（ｘ）＋Ｆc（ｘ）による強度パターンが上記発生源に印加される。但し、Ｆmは変位ｘ0に実質的に依存しない成分であり、Ｆcはｘ0に依存する補正成分である。【選択図】　図９
2004134390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　少なくとも１つの荷電粒子ビームを操作する粒子光学装置の操作方法であって、
　前記装置は、電界および磁界の少なくとも一方を発生させる発生源の列を少なくとも１列含み、
　前記発生源は、少なくとも１組の対称面が存在し、かつ各対称面に関して対称となるように、列方向に互いに離れて周期的に配置され、
　前記方法は、前記発生源の列に近いビームを操作する電界および磁界の少なくとも一方を発生させ、前記電界および磁界の少なくとも一方の領域における強度分布が、実質的に第１の強度成分と第２の強度成分とからなるように、前記各発生源の発生強度を設定することを含み、
　前記第１の強度成分は列方向に変位可能であり、前記第２の強度成分は前記第１の強度成分の変位には実質的に依存せず、
　前記各発生源の発生強度は、概ね以下の式で表され、
　Ｕi＝Ｆm（ｘi−ｘ0）＋Ｆ2（ｘi）　　　　　（１）
（但し、Ｕiはｉ番目の発生源の発生強度であり、ｘiは前記ｉ番目の発生源の列方向における位置であり、ｘ0は前記第１の強度成分の位置であり、Ｆm（ｘ）は前記第１の強度成分の関数であり、Ｆ2（ｘ）は前記第２の強度成分の関数である）
　前記少なくとも１組の対称面を構成する対称面のうち、位置ｘ0に最も近い対称面の列方向における位置をｘsとし、列方向に隣接する発生源どうしの距離に比べて小さい値をδとすると、｜ｘ0−ｘs｜＜δのときは値が略ゼロであり、｜ｘ0−ｘs｜＞δのときは｜ｘ0−ｘs｜の値が増加するにつれて値が増加する少なくとも１つの補正項を用いて式（１）を変形することにより、前記各発生源の発生強度がより適切に示される粒子光学装置の操作方法。
【請求項２】
　位置ｘ0に隣接する１つの発生源の両側それぞれにおいて、前記列を構成する複数の発生源から１つの発生源群が選ばれ、
　２つの発生源群の発生強度Ｕj’は、以下の式で求められ、
　Ｕj’＝Ｕj＋Ｃj（ｘ0−ｘs）
（但し、Ｕjは、式（１）により求められる前記２つの発生源群におけるｊ番目の発生源の発生強度であり、Ｃj（ｘ）は前記ｊ番目の発生源に対する補正項である）
　前記発生源を、式Ｕj＝Ｃj（ｘ0−ｘs）に従ってのみ励起させることにより、位置ｘ0において、双極子による電界および磁界の少なくとも一方が、前記列の近くにあるように実質的に発生し、かつ前記双極子による電界および磁界の少なくとも一方が、｜ｘ0−ｘs｜＜δのときは値が略ゼロであり、｜ｘ0−ｘs｜＞δのときは｜ｘ0−ｘs｜の値が増加するにつれて増加するように、前記補正項が選ばれる請求項１に記載の粒子光学装置の操作方法。
【請求項３】
　関数Ｆm（ｘ）は、ｘ＝０に関して実質的に対称である請求項１に記載の粒子光学装置の操作方法。
【請求項４】
　前記補正項は、Ｃj（０）≠０を満たす請求項２に記載の粒子光学装置の操作方法。
【請求項５】
　第１の組の対称面の第１の対称面と、前記第１の組の対称面の第２の対称面が位置ｘ0に隣接して配置され、第２の組の対称面の第３の対称面が、位置ｘfにおいて、前記第１の対称面と前記第２の対称面との間に配置され、前記補正項がＣj（ｘf−ｘs）＝０を満たす請求項２に記載の粒子光学装置の操作方法。
【請求項６】
　前記２つの発生源群の各群は、１つの発生源のみを含む請求項２に記載の粒子光学装置の操作方法。
【請求項７】
　前記補正項をδ（ｘ）とすると、前記各発生源の発生強度が以下の式で求められる請求項１に記載の粒子光学装置の操作方法。
　Ｕj＝Ｆm（ｘi−ｘ0＋δｘ（ｘ0−ｘs））＋Ｆ2（ｘi）　　（２）
【請求項８】
　前記荷電粒子ビームは、位置ｘ＝ｘ0において前記発生源の面を通過するように、前記発生源の列に近い前記電界および磁界の少なくとも一方に導かれる請求項１に記載の粒子光学装置の操作方法。
【請求項９】
　少なくとも１つの荷電粒子ビームを操作する粒子光学装置の操作方法であって、
　前記装置は、電界および磁界の少なくとも一方を発生させる発生源の列を少なくとも１列含み、
　前記発生源は、少なくとも１組の対称面が存在し、かつ各対称面に関して対称となるように、列方向に互いに離れて周期的に配置され、
　前記装置は、荷電粒子ビームを、列方向に対して所定角度で前記電界および磁界の少なくとも一方のビーム位置に導くか、または前記ビーム位置から所定角度で出射した前記荷電粒子ビームを受光するビーム誘導装置をさらに含み、
　前記方法は、前記発生源の列に近いビームを操作する電界および磁界の少なくとも一方を発生させ、前記電界および磁界の少なくとも一方の領域における強度分布が、実質的に第１の強度成分と第２の強度成分とからなるように、前記各発生源の発生強度を設定することを含み、
　前記第１の強度成分は列方向に変位可能であり、前記第２の強度成分は前記第１の強度成分の変位には実質的に依存せず、
　前記各発生源の発生強度は以下の式で求められ、
　Ｕi＝Ｆm（ｘi−ｘ0）＋Ｆ2（ｘi）　　　　　（１）
（但し、Ｕiはｉ番目の発生源の発生強度であり、ｘiは前記ｉ番目の発生源の列方向における位置であり、ｘ0は前記第１の強度成分の位置であり、Ｆm（ｘ）は前記第１の強度成分の関数であり、Ｆ2（ｘ）は前記第２の強度成分の関数である）
　前記少なくとも１組の対称面を構成する対称面のうち、位置ｘ0に最も近い対称面の列方向における位置をｘsとし、列方向に隣接する発生源どうしの距離に比べて小さい値をδとすると、｜ｘ0−ｘs｜＜δのときは値が略ゼロであり、｜ｘ0−ｘs｜＞δのときは｜ｘ0−ｘs｜の値が増加するにつれて値が増加する１つの補正項を用いることにより、前記ビーム誘導装置の前記所定角度を変化させる粒子光学装置の操作方法。
【請求項１０】
　少なくとも１つの荷電粒子ビームを操作する粒子光学装置であって、
　前記装置は、電界および磁界の少なくとも一方を発生させる発生源の列を少なくとも１列含み、
　前記発生源は、少なくとも１組の対称面が存在し、かつ各対称面に関して対称となるように、列方向に互いに離れて周期的に配置され、
　前記装置は、前記発生源の列に近いビームを操作する電界および磁界の少なくとも一方を発生させ、前記電界および磁界の少なくとも一方の領域における強度分布が、実質的に第１の強度成分と第２の強度成分とからなるように、前記各発生源の発生強度を設定する制御部をさらに含み、
　前記第１の強度成分は列方向に変位可能であり、前記第２の強度成分は前記第１の強度成分の変位には実質的に依存せず、
　前記制御部は、以下の式に従って前記各発生源の発生強度を設定するように構成され、
　Ｕi＝Ｆm（ｘi−ｘ0）＋Ｆ2（ｘi）　　　　　（１）
　（但し、Ｕiはｉ番目の発生源の発生強度であり、ｘiは前記ｉ番目の発生源の列方向における位置であり、ｘ0は前記第１の強度成分の位置であり、Ｆ1（ｘ）は前記第１の強度成分の関数であり、Ｆ2（ｘ）は前記第２の強度成分の関数である）
　Ｆ1（ｘ）は、ｘ0近傍の範囲において、以下の式で与えられ、
　Ｆ1（ｘ）＝Ｆm（ｘ）＋Ｆc（ｘ）
　（但し、Ｆm（ｘ）はｘ0には実質的に依存しない主成分であり、Ｆc（ｘ）はｘ0に依存する補正成分である）
　Ｆc（ｘ）は以下の条件を満たす、すなわち、
　前記少なくとも１組の対称面を構成する対称面のうち、位置ｘ0に最も近い対称面の列方向における位置をｘsとし、列方向に隣接する発生源どうしの距離に比べて小さい値をδとすると、
　｜ｘ0−ｘs｜＞δのときは、Ｆc（ｘ）≠０において、前記ｘ0近傍の範囲にｘの値が存在し、
　｜ｘ0−ｘs｜＜δのときは、
2004134390.tif 000004
　を実質的に満たす粒子光学装置。
　（但し、Ｓ（ｘ）は実質的にｘ0に依存しない、かつｘについて対称な関数であり、Ａ（ｘ）は実質的にｘ0に依存しない、かつｘについて非対称な関数であり、Ｉsは任意関数であり、Ｉaは
2004134390.tif 000005
のときゼロになる関数である）
【請求項１１】
　Ｆm（ｘ）は、ｘ＝０に関して対称である請求項１０に記載の粒子光学装置。
【請求項１２】
　列方向に隣接する前記発生源の間の距離をｄとし、１よりも大きい整数をｋとすると、　｜ｘ｜＜ｋ・ｄの範囲で
2004134390.tif 000006
を満たす請求項１０に記載の粒子光学装置。
【請求項１３】
　ｋ＞３である請求項１２に記載の粒子光学装置。
【請求項１４】
　発生源の第１の列を構成する各発生源は、列方向と交差する方向において、発生源の第２の列に向かって伸び、かつ前面が前記第２の列に向けられている請求項１０に記載の粒子光学装置。
【請求項１５】
　前記各発生源は電界の発生源であり、前記制御部は、調整可能な電圧を前記発生源に印加する請求項１０に記載の粒子光学装置。
【請求項１６】
　前記各発生源は磁界の発生源であり、前記発生源に対応する複数の巻線を備え、前記制御部は、調整可能な電流を前記複数の巻線に供給する請求項１０に記載の粒子光学装置。
【請求項１７】
　前記発生源の列は、前記ビームの方向において、前記電界および磁界の少なくとも一方を遮蔽する一対の遮蔽開口部の間に配置される請求項１０に記載の粒子光学装置。
【請求項１８】
　少なくとも１つの荷電粒子ビームからなる少なくとも１つのビーム群を操作する粒子光学装置の操作方法であって、
　前記ビームは前記装置に入射し、
　前記装置は、電界および磁界の少なくとも一方を発生させる発生源の列を少なくとも１列含み、
　前記発生源は、列方向に互いに離れて周期的に配置され、
　前記方法は、前記発生源の列に近いビームを操作する電界および磁界の少なくとも一方が発生するように、前記各発生源の発生強度を設定することを含み、
　電界および磁界の少なくとも一方による１つの独立した領域が、少なくとも１つの入射ビームからなるビーム群ごとに設けられ、前記領域の数は前記入射ビーム群の数に等しく、
　電界および磁界の少なくとも一方による別の領域が、前記領域の列の少なくとも一方の端に設けられ、前記別の領域の電界および磁界の少なくとも一方は、前記領域の列の端部にある電界および磁界の少なくとも一方と対称であるか、または前記別の領域の電界および磁界の少なくとも一方の強度が、実質的に、前記領域の列の電界および磁界の少なくとも一方と同じ関数によって、列方向に変化する粒子光学装置の操作方法。
【請求項１９】
　前記少なくとも１つのビームからなる少なくとも１つのビーム群が列方向に変位され、前記電界および磁界の少なくとも一方による領域が、前記ビームに同調して列方向に変位される請求項１８に記載の粒子光学装置の操作方法。
【請求項２０】
　少なくとも１つの荷電粒子ビームからなる少なくとも１つのビーム群を操作する粒子光学装置であって、
　前記ビームは前記装置に入射し、
　前記装置は、電界および磁界の少なくとも一方を発生させる発生源の列を少なくとも１列含み、
　前記発生源は、列方向に互いに離れて周期的に配置され、
　前記装置は、前記発生源の列に近い少なくとも１つのビームを操作する電界および磁界の少なくとも一方による少なくとも１つの領域が発生するように、前記各発生源の発生強度を設定する制御部をさらに含み、
　前記制御部は、さらに、前記領域の列の少なくとも一方の端において、電界および磁界の少なくとも一方による別の領域を発生させるように、前記各発生源の発生強度を設定し、前記別の領域の電界および磁界の少なくとも一方は、前記領域の列の端部にある電界および磁界の少なくとも一方と対称であるか、または前記別の領域の電界および磁界の少なくとも一方の強度が、実質的に、前記領域の列の電界および磁界の少なくとも一方と同じ関数によって、列方向に変化する粒子光学装置。
【請求項２１】
　複数の電子ビームを発生する電子源と、前記複数の電子ビームを、前記発生源の少なくとも１つの列の上側へ偏向させる少なくとも１つの偏向器とをさらに含む請求項１０または２０に記載の粒子光学装置。
【請求項２２】
　前記電子源は、個々のビームをオンとオフとに選択的に切り換える請求項２１に記載の粒子光学装置。
【請求項２３】
　前記複数の電子ビームを、前記発生源の少なくとも１つの列の下側へ偏向させる少なくとも１つの偏向器と、前記電子ビームの強度を検出する電子検出器とをさらに含む請求項１０または２０に記載の粒子光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、粒子光学装置とその操作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　粒子光学装置は、荷電粒子ビームを操作するために用いられる。この操作には、ビームの誘導および成形、特に、少なくとも１つの面におけるビームの偏向および／または集束あるいは焦点はずれが含まれていてもよい。
【０００３】
　本発明は、特に、結像構造体用の電子ビーム等の荷電粒子ビームを用いる顕微鏡システムおよびリソグラフィーシステムにも関する。
【０００４】
　荷電粒子ビームに対して集束型丸レンズの効果があり、丸レンズの光軸が、ビーム方向と交差するように変位可能である粒子光学装置が知られている（国際公開番号ＷＯ０１／２２４６９Ａ１）。この目的のために、上記装置は、互いに間隔をあけて平行に２列配置されている、電界および磁界の少なくとも一方を発生させる発生源（field source members）を含む。各列の発生源は、列方向に間隔をあけて周期的に配置される。発生源の発生強度は、２列の発生源の間に、ビームを操作する４極子による場（quadrupole field）が発生するように調整される。この４極子による場は、複数のスリット状開口部によって形成された円筒レンズの場（field）と協働して、列方向における４極子による場の位置で規定される光軸に対して粒子ビームを集束させる。４極子による場を列方向にずらすことにより、集束効果の光軸も列方向にずらすことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　このような従来の粒子光学装置の光学特性は、不十分であった。
【０００６】
　本発明は、粒子光学特性を向上することができる粒子光学装置とその操作方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
　本発明の第１の特徴は、荷電粒子ビームを操作するために、電界および／または磁界を発生させる発生源の発生強度を、パターンまたは位置依存関数で示し、ビーム操作効果を列方向に変位させるために、パターンおよび位置依存関数をそれぞれ列方向に変位させる方法に基づく。
【０００８】
　本発明の発明者は、変位が、列方向における発生源の配列周期の整数倍に相当する量だけ行われた場合、変位後に電界および／または磁界がビームに及ぼす影響は、特に、変位前のビームへの影響と一致することを発見した。上記変位量が配列周期の整数倍からずれると、発生源の数が限られることに起因する打切り（discretization）によって、変位を行わない電界および／または磁界の効果と変位を行った電界および／または磁界の効果との間にずれが生じる。従って、本発明は、変位されたパターンおよび変位された位置依存関数のそれぞれに依存する発生強度を設定するだけでなく、発生強度を決定する際に、さらに複数の補正項を取り入れることも提案する。変位量が、列方向における発生源の配列周期の整数倍である場合、補正項は、ぼぼゼロになる。変位量が、配列周期の整数倍とは異なる場合、補正項は、ゼロではない。
【０００９】
　本発明のさらなる特徴は、２列の発生源の間に、荷電粒子ビームごとに対応する領域が設けられ、上記発生源は、各領域において、それぞれのビームを操作する独立した電界および／または磁界を発生させる粒子光学装置に基づく。
【００１０】
　本発明の発明者は、以下のことを発見した。すなわち、電界および／または磁界による領域の列において、隣接する領域の間に配置された領域は、この領域を通過するビームに対し、特に再現性があり、変位に依存しない光学特性を付与する。しかし、上記列の端部に配置された領域は、この領域の列方向への変位に依存して変化する光学特性を付与する。
【００１１】
　この特徴に基づいて、本発明は、ビームの操作には必要ではないが、電界および／または磁界による別の領域を設けることを提案する。この領域は、ビーム列を操作するための、電界および／または磁界による領域の列の端部に位置する領域の隣に配置される。この領域では、上記列に含まれる領域と同様の電界および／または磁界が形成されるので、当初は列の端部に置かれていた領域が、この別の領域に囲まれた構成（surrounding field configuration）、すなわち、列の端部に置かれていない領域と同様の構成となる。従って、実質的に同一の電界および／または磁界構成により、上記列を通過するすべてのビームが操作される。
【００１２】
　本願の実施形態では、電界および／または磁界による１つの領域が、１つのビームに対応する。この領域は、１つのビームを操作するために、例えば４極子の形状のような、安定した形状を有する電界および／または磁界を形成する。しかし、本発明は、ビーム群を操作するための、電界および／または磁界による領域を提供することも含む（例えば、同一出願人による同時係属中の特許出願番号２００３−２７７００７の図６参照）。特許出願番号２００３−２７７００７の全範囲は、本願において参照されている。
【００１３】
　本発明による粒子光学装置は、リソグラフィーシステムおよび／または顕微鏡システムに用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
　以下の実施形態において、機能および構造が同一の構成要素には、できるかぎり同一の符号を付すものとする。従って、特定の実施形態における個々の構成要素の特徴を理解するためには、他の実施形態の説明も参照する必要がある。
【００１５】
　図１に、本発明の装置および方法に用いられる粒子光学装置１（櫛形レンズと呼ぶ）を模式的に示す。
【００１６】
　櫛形レンズは、ｚ方向に重ね合わせた３つの電極配置を含む。すなわち、ｘ方向に伸びる開口部５を有し、底面に配置されたスリット電極３と、同じくｘ方向に伸びる開口部９を有し、ｚ方向における上面に配置されたスリット電極７と、上記２つのスリット電極３、７の間に配置された櫛形電極１１とを備える。櫛形電極１１は、２列に並んだ電界発生源、すなわち、ｘ方向に伸びる櫛形電極１１の中心縦軸１５の両側に配置されたフィンガー電極１３を含む。このように、２列のフィンガー電極１３は、ｙ方向において、開口部５の上方および開口部９の下方の空間を形成するので、この空間も、同じく櫛形電極１１の開口部と考えられる。
【００１７】
　制御部（図１には示さず）により、フィンガー電極１３だけでなく、２つのスリット電極３、７にも電位が供給されるため、調整可能な複数の電界を電極（３、７、１３）間に発生させることができる。これらの電界は、ｘｙ面と交差し、電極配置７、１１、５を備えた装置を横切る荷電粒子ビームに作用する。スリット電極３、７の面における荷電粒子ビームの電位とは異なる電位をスリット電極３または７に印加した場合、それぞれのスリット電極３、７がビームに与える効果は、円筒レンズの効果となる。図２ａに、このようなスリット電極３、７を用いて発生させた電界線の構成を模式的に示す。
【００１８】
　４極子状の電界が櫛形電極１１の開口部に発生するように、櫛形電極１１のフィンガー電極１３に電位パターンを印加することができる。図２に、このような４極子の電界の電界線の構成を模式的に示す。この電界は、ｚ方向に伸び、櫛形電極１１の縦軸１５と交差する対称軸１７を有する。
【００１９】
　４極子の電界を横切る電気的に負の荷電粒子ビームは、ｘ方向に集束され、ｙ方向に焦点がずれる。
【００２０】
　従って、ビームが４極子の電界の対称軸１７に沿って装置１を横切ると、全体として、櫛形電極１１により発生した４極子の電界（図２ｂ）の影響だけでなく、スリット電極３、７により発生した円筒レンズの電界（図２ａ）の影響も受けることになる。このように、ビームは、図２ａおよび図２ｂに示された電界構成の重ね合わせによる影響を受ける。円筒レンズの電界の強度と、４極子の電界の強度とが互いに適切に調整された場合、ビームに与える影響は、丸レンズの電界が与える影響と同じになる。図２ｃに、丸レンズの場の電界線を模式的に示す。
【００２１】
　電極３、７、１３に適切な電位を印加すれば、櫛形レンズ装置１を用いて、荷電粒子ビームを集束することができる。
【００２２】
　これは、図３の斜視図にも示されている。矩形断面２３を有する荷電粒子ビーム２１は、ｚ方向に向かって、対称軸１７に沿って櫛形レンズ装置１に入射する。櫛形レンズ装置は、２列のフィンガー電極１３を備えた櫛形電極１１と、その下に配置されたスリット電極３とを含む。スリット電極３の下には、ビーム２１が集束される対象面２５が配置される。
【００２３】
　制御部１０３は、４極子の電界が、フィンガー電極１３の列の間に形成された開口部に発生するように、フィンガー電極１３に電圧パターンを印加する。図３では、４極子の電界の構成を等電位の線３１で示している。この４極子の電界により、ビーム２１はｘ方向に集束され、ｙ方向に焦点がずれる。従って、櫛形電極１１を横切ったビームは、スリット電極３の面において、断面形状がｙ方向に伸びた菱形２７となる。しかし、スリット電極３は、ビーム２１をｙ方向に集束させる円筒レンズのように作用するので、ビーム２１は、対象面２５上の微小スポット２９に集束される。
【００２４】
　図１では、２つのスリット電極３、７をそれぞれ用いて円筒レンズの電界を発生させるが、図３では、１つのスリット電極３のみを用いて円筒レンズの電界を発生させる。さらに、櫛形電極の平均電位を、櫛形電極の面におけるビーム２１の電位とは異なる値に設定した場合、フィンガー電極１３を用いて円筒レンズの電界を発生させることができる。従って、フィンガー電極１３によって、概ね円筒レンズの電界が発生し、個々のフィンガー電極１３の位置に依存する平均電位からのずれによってそれぞれの４極子の電界が発生する。
【００２５】
　図４に、櫛形レンズ１１の操作モードを示す。この操作モードは、荷電粒子ビームを集束させるために用いた図３の操作モードとは異なる。図４において、制御部（図示せず）は、実質的に均一なｘ方向の電界が、２列のフィンガー電極１３の間に形成された開口部に発生するように、フィンガー電極１３に電位を印加する。図４では、上記電界の電位線３１を模式的に示している。矩形断面２３を有する荷電粒子ビーム２１は、ｚ方向に向かって、対称軸１７に沿って櫛形電極１１に入射し、２列のフィンガー電極１３間の開口部に発生した実質的に均一な電界により、ｘ方向に角度αだけ偏向される。このとき、ビームの断面２３は、実質的に変化しない。
【００２６】
　その結果、櫛形電極１１をビーム偏向器として用いることが可能になる。特に、ビーム２１を偏向させる電界は、このビーム２１が横切る領域のみに局所的に設けることができる。つまり、上記電界は、ｘ方向における櫛形電極１１の全長に及ぶ必要はない。
【００２７】
　さらに、図３および図４の操作モードを組み合わせて、図３の４極子の電界と図４の均一な電界の重ね合わせが、電極列間の開口部に設けられるように、フィンガー電極１３に電位を印加することができる。ゆえに、このように制御された櫛形電極は、集束型ビーム偏向器の効果を有する。
【００２８】
　上記図１〜図４では、各フィンガー電極１３は、粒子ビーム２１を操作する櫛形電極１１により発生される電界の発生部としての役割を果たす。
【００２９】
　あるいは、粒子ビームを操作する櫛形装置の開口部に、磁界を発生させることもできる。図５に、このような櫛形装置の実施形態を模式的に示す。図５に示された櫛形装置１１は、ｘ方向における中心軸１５の両側に配置された２つの平行なロッド３５と、各ロッドから中心軸１５の方向に突出したフィンガー３７の列とを含む。各フィンガー３７は、互いに間隔をあけて配置され、その前面３９が中心軸１５に向けられている。２つの隣接するフィンガー３７の間には、導線からなる巻線４１が、ロッド３５に巻き付けられている。各巻線に電流を供給するために、電流源４３が巻線ごとに設けられている。電流源４３は、各巻線４１に調整可能な電流を供給するように、制御部（図５には示さず）によって制御される。電流導体である巻線４１は、複数の磁界、なかでもロッド３５およびフィンガー３７によって伝えられる磁界を発生させる。図５では、隣接する巻線４１が互いに反対方向の磁界を発生するように、巻線４１に電流パターンを印加する。その結果、図５において複数の磁界線で模式的に示されているような磁界構成が、櫛形配置１１の開口部に発生する。この磁界構成は、ほぼ複数の４極子の磁界からなる構成である。これらの４極子の磁界は、それぞれの対称軸１７が間隔をあけて配置されるように、中心軸１５に沿って隣接する。
【００３０】
　ロッド３５およびフィンガー３７は、例えば、フェライト材料等の高透磁率材料で形成されるのが好ましい。
【００３１】
　また、磁界および電界の櫛形配置を組み合わせて、１つの構造的配置とすることができる。例えば、フィンガー３７に金属めっきを施し、調整可能な電圧を印加できる電極を形成してもよい。これにより、２列のフィンガー間の開口部において電界と磁界を重ね合わせて、ともに荷電粒子ビームを操作することが可能になる。
【００３２】
　図９に、電界の発生部である複数のフィンガー電極１３を有する櫛形電極１１を示す。図９に、２つの電界領域Ｉ、IIを示す。各電界領域Ｉ、IIでは、４極子状の電界が発生する。これらの電界領域における場の等電位線は図９に示されている。
【００３３】
　図９の右側、すなわち、完全に示されていない電界領域IIの隣には、電界領域IIに接する電界領域III（図示せず）がさらに設けられている。
【００３４】
　左側の電界領域Ｉにおける４極子状の電界は、櫛形レンズ１１の縦軸１５と交差する電界対称面Ｆを有する。２列のフィンガー電極を構成するフィンガー電極１３は、それぞれ対向して配置され、１組の対称面Ｓが存在する。両方の列のフィンガー電極１３は、１組の対称面Ｓに関して対称的に配置されるとともに、対称面Ｓは、それぞれ対向する一対のフィンガー電極１３を横切る。図９に示されたフィンガー電極１３を横切る１組の対称面Ｓに加えて、さらに１組の対称面が存在する。図９において、そのうちの１つは対称面Ｓ’であり、一例として、隣接するフィンガー電極の間に配置される。
【００３５】
　電界領域Ｉの電界対称面Ｆが配置されるｘ方向の位置はｘ0で示される。これは、ｘ方向における４極子状の電界の変位をあらわす。電界対称面Ｆに最も近い櫛形電極１１の対称面Ｓが配置されるｘ方向の位置は、ｘsで示される。図９において、これは、電界対称面Ｆの左側に隣接する対称面Ｓであり、実線で示されている。図９において、一点鎖線で示された他の対称面Ｓは、電界対称面Ｆからより離れた位置に配置される。電界対称面Ｆと最も近い対称面Ｓとの間の距離は、（ｘ0−ｘs）で示される。
【００３６】
　制御部１０３は、図９に示される電界構成をｘ方向にずらして距離（ｘ0−ｘs）を変化させるように、構築および設定されている。
【００３７】
　以下に、ｘ方向への移動は別として、それぞれ電気力線と等電位線の構成を著しく変えることなく電界パターンの変位を実現する場合、フィンガー電極１３に印加される電圧を決定する方法について説明する。
【００３８】
　図６ａは、距離（ｘ0−ｘs）がゼロの状態を示す。右向きの軸は、ｘ方向における電界対称面Ｆからの距離を示し、上向きの軸は、フィンガー電極１３に印加される電圧Ｖを示している。
【００３９】
　連続関数Ｆ1は、（ｘ0−ｘs）がゼロの状態でのフィンガー電極に印加される電圧パターンを規定していて、４極子の電界を発生させる場合には、放物線状となる。個々のフィンガー電極に指数ｉを用いると、個々のフィンガー電極に印加される電圧Ｖiは、以下の式で規定される。
【００４０】
　Ｖi＝Ｆ1（ｘi−ｘ0）
但し、ｘiは、列方向におけるｉ番目のフィンガー電極の位置である。従って、フィンガー電極に印加される電圧パターンは、連続関数Ｆ1の打切り（discretization）によって生じる。図６ａに示された状態では、フィンガー電極は、電界対称面Ｆに関して対称的に配置されるので、この電極に印加される電圧パターンも、ｘ＝ｘ0に関して対称となる。
【００４１】
　図６ｂは、図９と比較して、電界対称面Ｆが、隣接するフィンガー電極間の距離ｄの４分の１に相当する量だけ右にずれた状態を示す。
【００４２】
　図６ｂにおいて、関数Ｆmは、図６ａの関数Ｆ1と同じ放物線状で示されている。図６ａの関数Ｆ1と比較すると、関数Ｆmは、ｄ／４だけｘ方向にずれている。関数Ｆmは、フィンガー電極に印加される電圧Ｖiを規定する関数Ｆ1の主成分である。
【００４３】
　また、関数Ｆ1のさらなる補正成分として、Ｖcが用いられる。図６ｃに、Ｖcをグラフで示す。関数Ｆ1は、以下の式を満たす。
【００４４】
　Ｆ1（ｘ）＝Ｆm（ｘ）＋Ｆc（ｘ）
　図６ｂから明らかなように、電圧Ｖ2、Ｖ3、Ｖ8は、主成分Ｆmのみで規定される状態に比べて、補正成分Ｆcの影響を受けて修正されている。図６ｂにおいて、補正成分Ｆcの影響を受けたフィンガー電極の電位は、それぞれＶ2’からＶ2、Ｖ3’からＶ3およびＶ8’からＶ8へ変化する。
【００４５】
　補正成分Ｆcの電圧パターンに及ぼす影響は、以下のように理解できる。
【００４６】
　図６ａに示すような状態では、フィンガー電極に印加される電圧Ｖiは、電界対称面Ｆに関して対称である。すなわち、Ｖ4＝Ｖ6、Ｖ3＝Ｖ7、Ｖ2＝Ｖ8およびＶ1＝Ｖ9を満たす。この関係は、図６ｂでは成り立たない（Ｖ4＞Ｖ6、Ｖ3’＞Ｖ7、Ｖ2’＞Ｖ8’およびＶ1＞Ｖ9）。従って、補正関数を用いずに、関数Ｆmで規定されたパターンをフィンガー電極に印加すると、櫛形レンズ１１により、４極子の電界に重ね合わされた双極子の電界が発生する。
【００４７】
　しかし、この４極子の電界と双極子の電界の重ね合わせは、フィンガー電極１３の面における等電位の線を示した図からは容易に明らかでない。また、４極子の電界の対称軸１７に沿って装置を横切る粒子ビームは、重畳された双極子の電界によって大きな影響を受けない。図６ｂから明らかなように、電界対称面Ｆおよびこれに最も近い対称面Ｓのそれぞれに関して対称的に配置された一対の電極に印加される電圧の差は、上記一対の電極の、対称面Ｆおよび対称面Ｓのそれぞれからの距離が増加するにつれて増加する。例えば、電圧Ｖ4と電圧Ｖ6との差は、電圧Ｖ1と電圧Ｖ9との差よりも小さい。従って、双極子効果に対する貢献は、電界対称面Ｆから遠くに配置された一対のフィンガー電極の方が、電界対称面Ｆの近くに配置された一対のフィンガー電極よりも大きい。確かに、電界対称面Ｆから遠くに配置されたフィンガー電極の双極子効果は、フィンガー電極の面において、中間にあるフィンガー電極により遮蔽される。このため、フィンガー電極の面における双極子効果が低下する。しかし、フィンガー電極の面からｚ方向にある距離だけ離れた所では異なる。フィンガー電極の面からｚ方向に遠く離れた位置から見た場合、すべてのフィンガー電極１３は、互いにほぼ同じ距離をあけて配置される。従って、すべてのフィンガー電極は、電極からｚ方向に離れた上記ような位置にある双極子の電界に対して、実質的に同じ貢献をする。双極子の電界の効果は、フィンガー電極の面からの距離が増加するにつれて増加する。
【００４８】
　補正電圧を少数のフィンガー電極のみに印加して、補正電圧が印加された電極が、上記双極子効果を補償するための双極子の電界を発生させるように、補正関数Ｆcが選ばれる。これらのフィンガー電極は、対称面Ｆから遠くに配置されるので、フィンガー電極の面および対称面Ｆの領域における上記電極の影響は、フィンガー電極の面からｚ方向により離れた位置よりも比較的小さい。従って、（ｘ−ｘ0）の値が小さい場合、補正関数Ｆcは、ほぼゼロになる。距離がｘ0の場合（ｄの２〜３倍よりも大きい）、補正関数Ｆcはゼロではない。補正関数Ｆcは、補償双極子効果を得るために、（ｘ−ｘ0）＝０に関して非対称となるように選ばれる。
【００４９】
　補正成分の大きさは、距離（ｘ0−ｘs）に依存する。（ｘ0−ｘs）がゼロの場合（図６ａ参照）、補正は行わない。補正成分は、（ｘ0−ｘs）の値が増加するにつれて増加する。電界対称面Ｆが、櫛形レンズ１１の２つの対称面Ｓの間の中央に配置される状態では、フィンガー電極も電界対称面Ｆに関して対称的に配置され、かつ補正電圧もゼロに近い値になる。
【００５０】
　以下に、図７を参照しながら補正関数Ｆcを求める簡単な方法を説明する。補正関数Ｆcは、以下の式で表される。
【００５１】
　Ｆc（ｘ）＝Ｉ（ｘ0−ｘs）・Ａ（ｘ）
　関数Ａの依存状態は、補正関数（ｘ−ｘ0）の依存状態であり、図６ｃに示されている。
【００５２】
　Ｉは、補正関数Ｆcの変調をあらわし、図７に示すような依存状態にある。図７から明らかなように、電界をｘ方向に連続的にずらすと、補正関数の周期は、フィンガー電極の周期に等しくなり、（ｘ0−ｘs）＝０において符号が変わる。
【００５３】
　図６、図７および図９を参照した上記実施形態では、フィンガー電極間の領域に４極子の電界を発生させて、この４極子の電界をｘ方向に変位させたが、４極子の電界とは異なる複数の電界のタイプをフィンガー電極間に発生させることもできる。
【００５４】
　ｘ方向に変位可能な４極子の電界を、ｘ方向に変位不可能な別の電界に重ね合わせることができる。一例として、双極子の電界が挙げられる。図４で既に説明したように、ビームは、装置を横切って集束されることに加えて、双極子の電界により偏向される。この場合、フィンガー電極に印加される電圧は、以下の式で求められる。
【００５５】
　Ｖi＝Ｆ1（ｘi−ｘ0）＋Ｆ2（ｘi）
　但し、Ｆ1は、既に説明したように、ｘ方向に変位可能な電界強度成分であり、Ｆ2（ｘ）は固定電界成分である。
【００５６】
　さらに、ｘ方向に変位可能な電界成分は、必ずしも４極子の対称を示す必要はない。変位可能な電界成分は、異なる特徴を有してもよい。ゆえに、上記考察が当てはまるため、フィンガー電極に印加される電圧パターンはｘ方向にずらされるだけではない。むしろ、これまでに説明した補正が考慮され、その大きさは、電界の特性面の、電極配置における最も近い対称面からの距離によって調整される。
【００５７】
　以上に説明したような、フィンガー電極の面からの距離が大きくなるにつれて顕著となる双極子効果とは別に、フィンガー電極の電界対称面Ｆを対称面Ｓから離れる方向にずらした際に、双極子のオーダーよりも高いオーダーのずれが発生する。このような高いオーダーのずれも補償するためには、図６および図７、特に図６ｃに示される補正双極子の電界は不十分である。そこで、上記双極子の電界に加えて、６極子の電界等の高いオーダーの電界も発生するように、フィンガー電極に補正電圧を印加する。
【００５８】
　図１１ａに、図６ｃに示した補正関数Ｆcの変形例を示す。この場合、Ｆcは、以下の式で求められる。
【００５９】
　Ｆc（ｘ）＝Ｉa（ｘ0−ｘs）・Ａ（ｘ）＋Ｉs（ｘ0−ｘs）・Ｓ（ｘ）
　但し、Ｓ（ｘ）は実質的にｘ0に依存しない、かつｘについて対称な関数であり、Ａ（ｘ）は実質的にｘ0に依存しない、かつｘについて非対称な関数である。
【００６０】
　ＩaおよびＩsは、対称補正関数Ｓと非対称補正関数Ａにそれぞれ対応する変形である。変形Ｉaは、図７に示した依存状態と同様の依存状態にある。すなわち、電界発生源が配置される対称面に一致した変位の場合、補正関数Ｆcの非対称成分はなくなる。
【００６１】
　図１１ｂに、双極子の電界が、同じく位置ｘ0に発生する補正関数Ｆcのさらに別の例を示す。しかし、この双極子の電界は、ｘ0の両側の列において、ｘ0からそれぞれ異なる距離だけ離れて配置された電界発生源により発生する。このような補正関数Ｆcも、同様に、対称関数Ｓおよび非対称関数Ａを含むことができる。この場合も、（ｘ0−ｘs）＝０のときに非対称成分Ａがなくなるように、非対称成分Ａに対応する変調が選ばれる。
以上の説明では、電界発生源の強度は、発生させる電界の基準システムに必要な強度を計算することにより、分析的に決定した。このため、基準システムにおいて、個々の電界発生源の位置をずらした。本発明は、基準システムにおける補正のための電界発生源の位置を固定し、以下に説明するようなシステムにおいて電界を変位させることによっても理解される。
【００６２】
　実施形態は、以下の例に基づいている。すなわち、フィンガー電極は、１列に互いに１ｍｍ離れて配置され、一度に９つのフィンガー電極を用いて、フィンガー電極の列の間に変位可能な４極子の電界を発生させる。
【００６３】
　このような構成のフィンガー電極に電圧を印加すると、はじめのうち、この電圧は、補正を考慮しなければ、図１２に示すような変位（ｘ0−ｘp）に依存している。ｘpは固定座標系の原点であり、フィンガー電極の列における複数の対称面Ｓ（またはＳ’）の１つに一致するように選ばれる。
【００６４】
　変位値が（ｘ0−ｘp）＝０のとき、すなわち、４極子の電界の対称軸が、フィンガー電極が配置される１つの対称面Ｓに一致するとき、フィンガー電極に印加される電圧は、図１２から以下のように読み取ることができる。
【００６５】
　指数「０」は、ｘpに配置された電極に用いる。指数「＋１」は、電極「０」の右隣に配置された電極に用いる。指数「−１」は、電極「０」の左隣に配置された電極に用いる。指数「−２」と「＋２」、指数「−３」と「＋３」および指数「−４」と「＋４」は、上記電極「−１」と「＋１」の左右にそれぞれ配置された電極に用いる。変位ゼロ、すなわち、（ｘ0−ｘp）＝０のとき、以下の電圧が「−４」から「＋４」までのそれぞれの電極に印加されて、強度が１．００Ｖ／ｍｍ2である４極子の電界が発生する。
【表１】
2004134390.tif 000003
　これらの値は、図１２において、（ｘ0−ｘp）＝０がゼロのとき、「−４」から「＋４」までの指数の値をグラフから読み取ったものである。
【００６６】
　変位がゼロではない場合、電圧は同じ方法で求められる。図１２には、「−４」から「＋４」までの範囲を超えた位置にある電極の電圧曲線も示されている。
【００６７】
　図１２の曲線は、変位に依存した放物線状であり、４極子の電界を発生させるのに理想的といえる。しかし、実際には、互いに１ｍｍ離れて配置されたフィンガー電極の打切りのために、既に説明したように、対称面Ｓの位置とは異なる変位に対してこのような理想的な４極子の電界は得られない。従って、選択された電極に、補正電圧を印加する。このことについて、図１３を参照しながらさらに説明する。変位（ｘ0−ｘp）＜０．５ｍｍのとき、補正電圧を印加するため、電極「−３」と「＋３」が選択される。その他の電極は補正されない。
【００６８】
　変位がゼロのとき、図１２で求めた電圧に補正電圧が加えられる。補正電圧は、それぞれの電極「−３」、「＋３」に対して−０．７５Ｖである。従って、電極「−３」、「＋３」はともに補正電圧が等しく、そのため電極「−３」、「＋３」だけが双極子の電界を発生させない。しかし、このような２つの電極「−３」、「＋３」の補正電圧の一定部分は、補正の対称部分により一部発生した６極子の電界を補償するのに役立つ。
【００６９】
　変位が増加するにつれて、電極「＋３」に印加される電圧が負になる一方、電極「−３」に印加される電圧は増加する。従って、これら２つの電極「−３」、「＋３」は、補正双極子の電界を発生させる。変位が０．５ｍｍのとき、すなわち、４極子の電界の対称軸が、２つのじかに隣接するフィンガー電極の間に配置された対称面に一致するとき、印加される補正電圧はゼロになるため、補正双極子の電界がなくなり、補正の一定部分もなくなる。変位が０．５ｍｍよりも大きいとき、補正のために選択されるフィンガー電極は、次の一対の電極に「切り換えられる」。すなわち、補正電圧を印加するため、あらかじめ「−２」および「＋４」で示された電極が選択される。変位（ｘ0−ｘp）が０．５ｍｍから１．５ｍｍのとき、電極「−２」、「＋４」に印加される電圧パターンは、変位が−０．５ｍｍから＋０．５ｍｍのときに電極「−３」、「＋３」に印加される電圧と等しい。さらに変位が増加して１．５ｍｍを超えるとき、補正のために選択される電極は、次の一対の電極に切り換えられる。これは、変位が−０．５ｍｍ未満のときも当てはまる。
【００７０】
　図１４に、電極に印加される補正電圧の依存状態を示す。補正電圧は、図１２の理想的な曲線と図１３の補正値を合計することによって得られる。
【００７１】
　図１２、図１３および図１４の実施形態では、補正電圧を印加するために、中心電極「０」の両側にある２つの電極（「−３」、「＋３」）のみを選択したが、中心電極の両側において、２つ以上電極からなるグループを選択することもできる。
【００７２】
　図８に、走査電子顕微鏡装置５１を模式的に示す。この装置は、電子を出射する複数のグロー陰極５７を備え、複数の１次電子ビーム５５を発生する放射線源５３と、陰極５７からの電子を抽出する陽極５９と、複数のビーム５５の形状をつくる複数の開口６３を備えた開口絞り６１とを含む。図８には、３つの電子ビーム５５を発生する装置５１が示されている。しかし、発生させる電子ビームは、１つだけでも、２つでも、または３つ以上でもよい。
【００７３】
　上記顕微鏡装置５１はさらに、例えば半導体ウェーハ６７等の検査対象物が置かれた対象面２５において、複数の電子ビーム５５を集束させる対物レンズ配置６５を含む。１次電子ビーム５５（プローブビーム）は、対象物６７から２次電子を放出させる。図８に、例示的な線６９を用いてこの２次電子の軌跡を示す。２次電子は、対物レンズ配置６５と対象物６７との間に印加された適切な電界により加速され、ビーム７０を形成する。さらにビーム７０は対物レンズ配置６５を通過し、開口絞り６１の下に配置された検出器７３に当たる。
【００７４】
　検出器７３と対物レンズ配置６５との間には、第１の偏向器配置７５と第２の偏向器配置７７が連続的に配置されている。偏向器配置７５、７７は、それぞれの１次電子ビーム５５に対して、一対の偏向電極７９、８０を含む。制御部１０３により、一対の偏向電極７９、８０に電位が印加されて、この一対の偏向電極間で１次電子ビーム５５を偏向させるための電界が発生する。ビーム５５が図８の左側に示したような状態の場合、いずれの偏向器配置７５、７７の電極７９、８０にも電圧を印加していないので、左側の１次電子ビーム５５は、偏向器配置７５、７７をまっすぐに横切る。
【００７５】
　ビーム５５が図８の中央に示したような状態の場合、はじめに、上側の偏向器配置７５の電極７９、８０に電圧を印加することにより、１次電子ビーム５５は、ある角度で右に偏向される。次に、下側の偏向器配置７７の電極７９、８０に逆の電圧を印加することにより、１次電子ビーム５５は、偏向器配置７７を通過後、再びｚ軸に平行となって対物レンズ配置６５に向かうような角度に対応する角度で左に偏向される。このように、２つの偏向器配置７５、７７よって、対象面２５に集束される１次電子ビーム５５が平行に変位するので、対象物６７をプローブビームで走査できる。
【００７６】
　対物レンズ配置６５は、図１から図３で説明したような櫛形レンズ１を含む。櫛形レンズは、上部スリット電極７と、下部スリット電極３と、これらスリット電極の間に配置された櫛形電極１１とを含む。櫛形電極１１を構成するフィンガー電極は、３つの１次電子ビーム５５それぞれに対して、図９に示したような電界が発生するように、制御部１０３によって制御される。各１次電子ビーム５５は、別々の電界領域Ｉ、IIおよびIIIに関連している。図８の左側の１次電子ビーム５５は図９の電界領域Ｉに、図８の中央のビームは図９の電界領域IIに、さらに図８の右側のビーム（図示せず）は、図９に示されていないが上記に説明した電界領域IIIに、それぞれ関連している。
【００７７】
　１次電子ビームを用いて対象物を走査する場合、１次電子ビーム５５は、通常、対応する偏向器配置７５、７７の制御によってｘ方向にずれるが、このとき、４極子の電界の対称軸１７も上記ビームとともにずれる。
【００７８】
　各ビームが感知する電界強度分布を、偏向と距離（ｘ0−ｘs）にできるだけ依存しないで維持するために、フィンガー電極１３に印加される電圧を計算するにあたっては、図６および図７で説明したように、補正項が考慮される。
【００７９】
　また、フィンガー電極は、１次電子ビームの集束に必要な電界領域Ｉ、II、IIIの両側において、４極子特性の電界が発生する電界領域Ｒをさらに形成できるように制御される。従って、電界領域Ｉ、II、IIIの列の両端に配置された電界領域ＩおよびIIIが、中央の電界領域IIとは特徴が異なる電界分布を示さないようになる。そのため、これら電界領域の周期性を、電界領域の端部を超えて広げようと試みた結果、列の両端に位置する電界領域は、中央部に位置する電界領域と実質的に同じ状態になった。
【００８０】
　しかし、図９の左側に電界領域Ｒとして示したような、完全な４極子状の電界領域を設ける必要はなく、電界領域Ｉに隣接する電界領域Ｒの部分が、４極子の特性を部分的に備えてさえいればよい。
【００８１】
　上記のように、ビーム偏向に用いられる電界領域Ｉ、II、IIIを、これら電界領域の列の左右に配置される領域Ｒにも周期的に拡大する代わりに、ビーム偏向用の電界領域に関して対称的に広がる電界構成を、拡大領域Ｒとすることもできる。図１５に、この構成を模式的に示す。図１５のグラフにおいて、電位Ｖは、櫛形電極の中心軸１５上の位置ｘに依存している。電界領域Ｉは、ビーム偏向に用いられる。電圧の依存性は放物線状で示され、この放物線に直線が重なっている。これは、双極子の電界が重畳された４極子の電界に対応する。電界領域Ｉの右側には、ｘ方向と交差し、電界領域Ｉの右端に位置する面ＩＲに関して、電界構成がミラー対称性を示す境界領域Ｒがある。電界領域Ｉの左側には、電界領域Ｉの電位構成に関して、すなわち、ｘ軸と直交し、電界領域Ｉの左端に位置する面ＲＩに関して、電位Ｖが対称性を示す別の端領域Ｒがある。
【００８２】
　対称面から離れる方向にずれた電界に起因する双極子の電界成分を補償するための上記手段に代えて、フィンガー電極自体に双極子の電界の補正項を印加することにより、対応する補正双極子の電界を、櫛形電極の外部に設けることもできる。一つの可能性として、例えば、図８のように、櫛形電極の上方にあって電極７９、８０を備えたビーム偏向器７７を用いて、最終的に補正双極子の電界を発生させてもよい。
【００８３】
　あるいは、ビームが、櫛形電極の面と直交する方向に対して傾いた状態でこの面に当たるように、２つのビーム偏向器７５、７７を制御することも可能である。残りの双極子の電界は、この双極子の電界を通過することによって、最終的には対象面に直角に向かうように偏向されたビーム（図４参照）により補償される。ｘ方向において、対象面２５の位置を連続的に、かつ次第に大きくずらしていくと、櫛形レンズの面に対するビームの入射角は、ｚ軸について周期的に変化する。
【００８４】
　さらに、別の方法として、フィンガー電極に印加される電圧パターンをｘ0に対してずらすことにより、補正双極子の電界を形成することもできる。この結果、中央のビームは、電界強度がなくなる櫛形開口絞りの面（the comb stop plane）の領域において、最終的に形成された電界を通過することになる。ｘ＝ｘ0のとき、ビーム１７がフィンガー電極の面を通過した場合、このフィンガー電極に印加される電圧は、以下の式で求められる。
【００８５】
　Ｕi＝Ｆm（ｘi−ｘ0＋δｘ（ｘ0−ｘs））＋Ｆ2（ｘi）
　但し、関数Ｆmの変数に含まれるδｘは、印加される電圧パターンの対称軸のビーム軸１７に対する変位を示す。ここで、ｘ0およびビーム軸のそれぞれが電極の対称軸に一致するとき、δｘはゼロになるが、ｘ0と対称面との間の距離が増加するにつれて増加する。
【００８６】
　図１０に、リソグラフィーシステム１２１を模式的に示す。構造に関して、このリソグラフィーシステムは、図８の顕微鏡装置に似ている。しかし、リソグラフィーシステム１２１は、上記顕微鏡装置とは放射線源５３の構成が異なる。複数のレーザー１１５から出射した光は、コリメーターレンズ１２３により集光され、陽極板５７の突出部１１２に導かれる。そこでは、１次電子ビーム５５を発生させるために、光子を用いた電界放出により電子が放出される。図８のグロー陰極以外に、図１０のリソグラフィーシステムでは、電子源が迅速に切り換えられるので、１次電子ビーム５５もオン／オフを迅速に切り換えることができる。
【００８７】
　対象面２５には、粒子放射に敏感なレジストが被覆されたウェーハ６７の表面が配置される。ビーム偏向器７５、７７は、１次電子ビーム５５を対象面２５全体にわたって走査し、粒子感応レジストにパターンを書き込むように、制御部１０３によって制御される。このため、レーザー１１５も、必要に応じてオン／オフを切り換えるように、同じく制御部１０３によって制御される。
【００８８】
　リソグラフィーシステム１２１では、フィンガー電極も、図６および図７で説明した補正が、印加される電圧を求めるのに用いられるように制御される。さらに、電界領域Ｒ（図９参照）も、書込みビーム列の端部において、書込みビームに対する境界効果を減らすために１つの書込みビームに割り当てられている電界領域に隣接して設けられる。
【００８９】
　図８の顕微鏡装置および図１０のリソグラフィーシステムでは、それぞれ櫛形電極１１を用いてその開口部に電界を発生させたが、代わりに、図５で説明したような櫛形レンズを用いてその開口部に磁界を発生させることもできる。
【００９０】
　図３および図４では、電界は、模式的にｘｙ面に限定され、この面において鋭い角度で偏向されたビームは、この面の外側にまっすぐに進むという趣旨で、ビーム経路および電界構成を簡潔に示した。しかし、実際には、電界は上記面に対してｚ方向にも伸びているため、ビームの偏向は、屈曲ではなく、連続する曲線（steady curve）として認識される。
【００９１】
　上記の用途は電子ビームに関するものであるが、これに限定されず、例えば、イオンビームやミューオンビーム（myon beam）のような他の種類の荷電粒子ビームに適用できる。
【００９２】
　以上のことをまとめると、少なくとも１つの荷電粒子ビームを操作する装置および方法である。この装置は、２列の電界および磁界の少なくとも一方を発生させる発生源１３を含む。各列を構成する発生源１３は、対称面Ｓ、Ｓ’が存在し、かつこれら対称面に関して対称となるように、互いに離れて周期的に配置される。
【００９３】
　電界および磁界の少なくとも一方は、ｘ方向に変位可能な成分を有する。このような電界および磁界の少なくとも一方を発生させるために、式Ｆ1（ｘ）＝Ｆｍ（ｘ）＋Ｆc（ｘ）による強度パターンが上記発生源に印加される。但し、Ｆmは変位ｘ0に実質的に依存しない成分であり、Ｆcはｘ0に依存する補正成分である。
【００９４】
　なお、本発明は、最も実用的かつ好ましいと考えられる実施形態について説明したが、本発明の範囲内において、他の実施形態を含み得る。ゆえに、本発明の範囲は、この明細書の開示内容に限定されるのではなく、あらゆる同等な方法および装置を包含するように、全ての請求の範囲と一致するものである。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】静電櫛形レンズの斜視図
【図２】図１の櫛形レンズの機能を説明するための電界構成を模式的に示した図
【図３】図１の櫛形レンズの集束機能を説明する図
【図４】図１の櫛形レンズの偏向機能を説明する図
【図５】磁気櫛形レンズの模式図
【図６】図１〜図３の櫛形レンズにおいて、４極子の電界を発生させるためにフィンガー電極に印加される電圧の主成分および補正成分を説明する図
【図７】図６の補正成分を求めるための補助関数を示すグラフ
【図８】本発明の実施形態に係る電子顕微鏡装置を示す図
【図９】図８の顕微鏡装置に用いる櫛形レンズの電位構成を示す図
【図１０】本発明の実施形態に係る電子リソグラフィー装置を示す図
【図１１】さらに別の補正関数を示すグラフ
【図１２】簡単かつ理想的なモデルにおいて、フィンガー電極に印加される電圧を示すグラフ
【図１３】実際においてより適したモデルに関する補正電圧を示すグラフ
【図１４】実際においてより適したモデルにおける、印加される電圧の図１２に対応するグラフ
【図１５】図９の櫛形レンズの中心軸に沿った電位構成の別の例を示す図
【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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【外国語明細書】
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