粒子光学部品
【課題】マルチビームを用いた荷電粒子線装置においてビーム間の結像誤差を補正する簡便な方法を実現する。
【解決手段】複数の一次電子ビームレットの焦点を形成する粒子光学部品６０５に於いて、第１の多孔プレート６１３と第２の多孔プレート６１４の複数の対応する開孔が互いに整列配置されており、第１の開孔６１５の位置における第１の幅Ｗ１を第２の開孔６１５’の位置における第２の幅Ｗ２よりも少なくとも５％大きく形成する。
【解決手段】複数の一次電子ビームレットの焦点を形成する粒子光学部品６０５に於いて、第１の多孔プレート６１３と第２の多孔プレート６１４の複数の対応する開孔が互いに整列配置されており、第１の開孔６１５の位置における第１の幅Ｗ１を第２の開孔６１５’の位置における第２の幅Ｗ２よりも少なくとも５％大きく形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のビームレットを操作するための粒子光学部品、並びに、このような粒子光学部品を含む粒子光学装置及び電子ビーム検査システムに関する。さらに、本発明は、荷電粒子ビームレットの操作方法、複数の荷電粒子ビームレットの集束方法及び前記粒子光学部品において用いられるのに適した多孔プレートを製造するための方法に関する。また、本発明は、荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステム、及び基板上へのパターン描画方法に関する。
【０００２】
本発明は、電子、陽電子、ミュー粒子、イオン（荷電原子又は分子）等の、いかなるタイプの荷電粒子にも適用することができる。
【背景技術】
【０００３】
より一層小さく、かつ、複雑な微細構造装置に対する需要の増加及びこれらの装置の製造・検査プロセスにおけるスループットの増加に対する継続的な要望が、単一の電子ビームの代わりに複数の一次電子ビームレットを用いる電子顕微鏡システムを開発し、これによって、このようなシステムのスループットを大幅に向上させる動機となっている。しかし、多数のビームレットの使用により、顕微鏡やリソグラフィシステムなどの電子光学部品、電子光学装置、検査システム及び処理システムの設計に対するあらゆる新たな課題が生じている。本譲受人に譲渡された国際公開第２００５／０２４８８１号（米国特許仮出願第６０／５００,２５６号）（特許文献１）には、アレイパターン状に配置された複数の荷電粒子ビームレットを形成するための粒子光学装置が記載されている。
【０００４】
一般に、このような粒子光学装置、並びに、同装置を含む検査システム及びリソグラフィシステムは、被検査試料上に集束される複数の荷電粒子ビームレットを用いる。例えば、荷電粒子として電子を用いる検査システムの実施の形態の場合、電子源によって一次電子の単一のビーム（又は、粒子源のアレイからの多数のビームレット）を形成し、このビームは、複数の開孔が形成された多孔プレートに入射して、この単一の電子ビームのうちの、多孔プレートの開孔を通過する電子から複数のビームレットが生成される。複数の電子ビームレットは、一般に、多孔プレートの下流側の集束粒子光学レンズによって基板上に集束される。このようにして、一次電子スポットのアレイが基板上に形成される。一次電子が衝突することによって放出された二次電子は、ＣＣＤ電子検出器の複数の検出器画素のそれぞれ１つに対して二次電子ビーム経路を通り、一次電子ビームレットのビーム経路と二次電子ビームレットのビーム経路とは、ウィーン型フィルタなどのビーム分離器によって分離されている。この装置により、単一の電子光学カラムを使用することが可能となる。このようなシステムは、本譲受人に譲渡された前記国際公開第２００５／０２４８８１号に詳細に記載されている。
【０００５】
このような一次電子ビームレットのアレイ、すなわち、パターンを使用するには、これらのビームレットを、強度のばらつき、アレイ内の所定位置からのずれ、収差等の光学特性のばらつきを、あったとしてもほとんど示さないように確実にかつ正確に生成する電子光学システムが必要となる。ビームレットのアレイの質、及びこれに応じて像平面に形成される一次電子スポットのアレイの質は、使用される多孔プレートの特性及び電子光学装置におけるその他の部品あるいは素子の特性の両方に依存することになる。多孔プレートの上流側の部品は、特に、単一の電子ビームの質に影響を及ぼすことになり、これにより、当該ビームから生成されるビームレットにも影響を及ぼすことになる。多孔プレートの下流側の部品は、特に、いかに良好にビームレットのアレイが試料に転写され、一次電子スポットを形成するかに影響を及ぼすことになる。荷電粒子として電子を用いるシステムに対する前記の記載は、他の種類の荷電粒子に対しても同様に適用が可能である。
【０００６】
システム全体として満足な性能を実現するためには、正確に規定された荷電粒子ビームレットのアレイを形成する必要があるので、このような粒子光学システムの性能を向上させることが常に必要とされている。
【０００７】
本譲受人に譲渡された前記の米国特許仮出願第６０／５００,２５６号において、様々な構成の多孔プレートが開示されている。１つの局面において、多孔プレート上の位置によって大きさ又は形状が異なる開孔を有するか、又は厳密に規則的なパターンにおけるそれぞれの位置からずれた開孔を有する多孔プレートが開示されている。開孔の大きさ／形状及び位置をこのように変化させることにより、歪曲収差等の結像誤差を補正することが可能となる。また、抵抗器ネットワークが配置された多孔プレートが記載されており、この抵抗器ネットワークは、多孔プレートに印加される電圧によって、異なる電位を有する開孔群が形成されるように構成されている。開孔に印加される電位は、当該開孔によって得られる集束効果に関連しているので、開孔は、粒子光学システムの像面湾曲が補正可能となるような異なる集束効果を有するように構成することができる。
【０００８】
前記多孔プレートによって良好な結果が実現されるが、粒子光学システムの結像誤差を補正するための前記手法には、形状、大きさ及びパターンのうちの少なくとも１つが様々である開孔を有するか、又は抵抗器ネットワークを有する多孔プレートが必要であり、このことは、製造プロセスがより複雑となることにつながる場合が多い。また、結像誤差の補正能力は、粒子光学システムの結像誤差が変化する場合には、典型的には、動的補正を適切に行なうことができない、すなわち、特性の異なる別のシステムに部品を移動する必要がある。例えば、結像光学部品によって生じた像面湾曲は、空間電荷効果により、光学システムによって透過された合計ビーム電流の変化に伴って動的に変化し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２００５／０２４８８１号（米国特許仮出願第６０／５００,２５６号）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明は、荷電粒子のビーム及びビームレットを操作するための粒子光学部品及び粒子光学装置であって、当該粒子光学部品／装置を含む粒子光学システムの全般的な性能を高める粒子光学部品及び粒子光学装置を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明は、ビーム又はビームレットを操作するための粒子光学部品及び粒子光学装置であって、当該粒子光学部品／装置を含むシステムの少なくとも１つの結像誤差を補正するように構成された粒子光学部品及び粒子光学装置を提供することをさらなる目的とする。好ましくは、この１つ以上の結像誤差は、場依存性を有する、すなわち、それぞれの場の内部での位置に依存する１つ以上の収差を特に含む。結像誤差としては、像面湾曲、及びコマ収差などの他のあらゆる幾何学的収差が挙げられる。
【００１２】
本発明は、粒子光学部品及び粒子光学装置であって、これを含む粒子光学システムの結像誤差を高い自由度で補正するように構成された粒子光学部品及び粒子光学装置を提供することを別の目的とする。
【００１３】
本発明は、粒子光学部品及び粒子光学装置であって、これを含む粒子光学システムの結像誤差を補正するように構成され、得られる補正の程度を調整することができる粒子光学部品及び粒子光学装置を提供することも目的とする。
【００１４】
本発明は、前記の目的のいずれかを達成する粒子光学部品及び粒子光学装置を含む荷電粒子検査システム及び荷電粒子リソグラフィシステムを提供することをさらなる目的とする。基板上にパターンを描画する改良された方法を提供することも目的とする。
【００１５】
本発明は、静電気環境及び磁気環境の両方で用いられるのに適した、粒子光学収差の補正を行なうことができる粒子光学部品を提供することをさらなる目的とする。
【００１６】
本発明は、荷電粒子ビームレットの操作方法、及び粒子光学収差の補正を行なうのに適した荷電粒子ビームレットの集束方法を提供することをさらなる目的とする。
【００１７】
さらに、本発明は、粒子光学システムの改良された動作方法及び本発明に係る粒子光学部品において用いられるのに適した多孔プレートの製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
本発明は、荷電粒子ビームレットの開孔数の調整を可能にする粒子光学部品を提供することをさらなる目的とする。本発明は、多孔プレートの位置もしくは他の特性及び／又は粒子光学システムの他の光学部品の光学特性の検査を可能にする粒子光学部品を提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
以下においてより詳細に説明されるように、一次電子などの荷電粒子ビームレットのより良好なアレイを被露光／検査試料に供給するように構成された粒子光学部品、粒子光学装置及び粒子光学システムが提供される。加えて、複数のビームレットを操作するための方法、粒子光学システムの動作方法、荷電粒子ビームレットの集束方法、並びに、本発明に係る粒子光学部品の一部として用いられる部品の製造方法及び基板上にパターンを描画する方法が本発明によって提供される。
【００２０】
また、本発明の粒子光学部品は、装置内部及び／又は少なくとも近傍において、所望の幾何学的配置の電場又は磁場、特に、収差などの１つ以上の結像誤差を補正するように構成された電場又は磁場を生成し、かつ、操作することを可能にする装置を提供する。
【００２１】
第１の局面において、本発明は、複数の荷電粒子ビームレットを操作するための粒子光学部品であって、
複数の開孔を有する第１の多孔プレートと、複数の開孔を有し、前記第１の多孔プレートとの間に間隙が形成されるように前記第１の多孔プレートから離間した第２の多孔プレートとを備え、
前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が、前記第２の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、
前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の第１の開孔の位置における前記間隙の第１の幅は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の第２の開孔の位置における前記間隙の第２の幅よりも少なくとも５％だけ大きいことを特徴とする粒子光学部品を提供する。
【００２２】
例示的な実施の形態において、前記第１の幅は、前記第２の幅よりも、少なくとも１０％大きくてもよく、又は少なくとも２０％大きくてもよい。さらなる例示的な実施の形態において、前記第１の幅は、前記第２の幅よりも、少なくとも５０％、１００％、２００％、３００％、又は数百パーセント大きくてもよい。
【００２３】
前記複数の開孔は、典型的には、開孔パターンを形成し、この開孔パターンは、規則的であっても不規則であってもよい。一般に、対称的なパターンなどの規則的な開孔パターンが好ましい。このパターンは、例えば、多数の開孔が行と列に配置された、高度に規則的な矩形の開孔グリッドであってもよく、行又は列において互いに隣接して配置される開孔は、一般に、同じ距離だけ離間しており、これらの開孔は、一般に、同じ直径を有する。他の適したパターンの様々な例が、本譲受人に譲渡された国際公開第２００５／０２４８８１号（ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２９０７９）において開示されている。
【００２４】
開孔パターンは、一般に、それに対応付けられた中心を有し、この中心は、当該パターンの特性を示すための基準点としての機能を果たし得る。
【００２５】
本明細書における開孔は、貫通孔又は貫通穴であり、すなわち、これらは、前記プレートの厚さ全体（開孔の位置において）を通って延びており、従って、これらが含まれるプレートの前側及び裏側の両方において開口部を有する。本明細書におけるプレートは、薄い箔、又は薄い箔を形成する１つ以上の区分を有するプレートも含む。
【００２６】
第１及び第２の多孔プレートには、第１及び第２の多孔プレートを互いに隣接して位置づけてこれらの間に間隙を形成する際に、これらが互いに適切に整列され得るか、あるいは正しく位置合わせされ得るように構成されたそれぞれの大きさ、形状及び位置を有するそれぞれの複数の開孔が形成されている。第１の多孔プレートの複数の開孔の各開孔は、対応付けられた整列開孔対を形成するように当該開孔に対応付けられた、第２の多孔プレートの対応付けられた開孔を有する。好適な実施の形態において、これらの開孔は、第１の多孔プレートにおける開孔断面の中心を通って延びる軸が、第２の多孔プレートの対応する整列開孔断面の中心を通って延びる軸と一致するように、例えば、第１の多孔プレートの開孔の直径の０．０５倍の範囲であり得る少なくとも所定の整列精度内で整列されている。他の例示的な実施の形態において、整列は、第１の多孔プレートの開孔を通過する荷電粒子ビームレットが第２の多孔プレートの整列開孔を第２の多孔プレートに衝突することなく通過することができるように、互いに整列された開孔を配置することを含み得る。さらなる開孔プレートの開孔の整列についても同じことが当てはまる。
【００２７】
他の実施の形態において、開孔は、それぞれの中心が、互いにわずかにずれるように整列されてもよい。本実施の形態は、例えば、衝突ビームレット／荷電粒子源等の方向の傾斜を補正するのに特に有用である。
【００２８】
開孔にビーム操作性を付与するのに加えて、ビーム操作用開孔の形状を、多孔プレートによって生成される電場の所望の電場からのずれを補償するように設計してもよい。特に、ビーム操作用開孔の形状を、電場操作用開孔の基本の形状にさらなる形状特徴が付加されるように設計してもよい。基本の形状は、開孔を通過するビームレットに対して所望のビーム操作効果を得るために、粒子光学設計の規則にしたがって設計される。例えば、基本の形状は、円形レンズの効果を得るために円形としてよく、又は、基本の形状は、乱視用レンズの効果を得るために楕円形としてもよい。
【００２９】
前記間隙の第１及び第２の幅は、第１の多孔プレートの２つの異なる開孔の２つの異なる位置において測定される。当然ながら、それぞれの幅は、第２の多孔プレートの対応する位置で測定した場合でも同じになる。間隙の幅は、開孔の位置、最も好ましくは、第１の多孔プレートの第１の面の円形開孔の開口部断面の周辺上の点などの、開孔の縁端部において求められる。しかし、異なる基準点を用いることも考えられる。第１の多孔プレートの第１の面の平面における開孔の開口部の表面は、一般に、幾何学的中心を有することになり、これも基準点として用いることができる。
【００３０】
本発明の例示的な実施の形態において、第１の多孔プレートには、これと整列された第２の多孔プレートの複数の開孔のそれぞれの開孔と形状、大きさ及び相対位置が実質的に同一である複数の開孔が形成されている。他の例示的な実施の形態において、互いに整列された第１及び第２の多孔プレートの開孔は、形状及び／又は大きさにおいて異なっていてもよいし、及び／又は、互いにわずかにずれるように配置されていてもよい。但し、これらの差異は、結像特性の変化が所定の限度内にとどまるように、すなわち、このような非対称性が結像性能に及ぼす作用が最小限にとどまるように選択するのがよい。前記複数の開孔に加えて、第１又は第２の多孔プレート又はこれらの両方は、それぞれの他の多孔プレートにおいて対応物、すなわち、対応付けられた開孔を有しない開孔を含み得る。一般に、これらのさらなる開孔は、荷電粒子を通過させる以外の目的でしかるべく用いられる。これらは、本譲受人に譲渡された国際公開第２００５／０２４８８１号に記載されているように、いわゆる縁効果等を補正するために設けられてもよい。
【００３１】
本発明の第１の局面に係る粒子光学部品は、粒子光学収差などの１つ以上の結像誤差の補正に特に有利であることが分かっている。
【００３２】
本発明の粒子光学部品によって補正されるのに特に適した結像誤差は、例えば、像面湾曲又は他の幾何学的収差である。本発明の粒子光学部品を用いて、非点収差、歪曲収差等の他の様々な結像誤差を補正してもよい。
【００３３】
本発明者らは、特定の形状及び／又は互いに対する向きを有し、整列開孔を有する２つの多孔プレートを用いることにより、多孔プレートに適切な電位を印加するか、又は、多孔プレートに適切な磁束を誘導する際に、多孔プレートの間の間隙に特定の形状の電場又は磁場を生成することが可能となり、この電場又は磁場は、少なくとも１つの結像誤差を補償するように適切に構成することができることを見出した。
【００３４】
前記間隙における電場又は磁場の補正特性又は補償特性は、例えば、多孔プレートのレイアウト、特に、これらの形状及び対称性、これらの互いに対する配置、異なる位置において結果として生じる間隙幅、これらに誘導される磁束、印加される電位、及び粒子光学システム内の粒子光学部品の位置によって制御することが可能である
尚、本発明の粒子光学部品は、補正装置のみとして用いてもよいし、又は、システム全体における位置や、上流側及び下流側の電場又は磁場の有無及び形態等によっては、同部品のビームレット生成特性及び／又は集束特性と組み合わせて用いてもよい。
【００３５】
また、第１及び第２の多孔プレート間に電位差が生じていないか、これらに磁束が誘導されていない場合には、電場又は磁場によってそれぞれ間隙において得られる補償効果あるいは補正効果は、実質的に、オフに切り換わり、補正が一時的にでも不要な場合には、第１及び第２の多孔プレートは、代わりに、単一の多孔プレートとして用いることができる。
【００３６】
さらに、本発明に係る１つ以上の粒子光学部品を、粒子光学システムにおいて用いることが可能である。複数の粒子光学部品が用いられている場合、各粒子光学部品は、所定のタイプの収差などの所定のタイプの結像誤差を補正するように個々に構成してもよい。その場合、各粒子光学部品は、１つの特定の結像誤差を補正するために用いることができる。そうすれば、これらの粒子光学部品によって得られる個々の補正効果が合わさり、総合的な補正効果が得られることになる。
【００３７】
簡単な例示的な実施の形態において、前記粒子光学部品は、一方の多孔プレートが他方に対して傾斜している、２つの平面平行な多孔プレートを含み得る。このような構成の間隙における電束密度又は磁束密度は、間隙幅が減少するにしたがって徐々に増加することになる。
【００３８】
第１及び第２の多孔プレートがこれらの間に間隙が形成されるように配置され、前記第１の多孔プレートは、前記第２の多孔プレートに対向する第１の面を有し、前記第２の多孔プレートは、前記第１の多孔プレートに対向する第１の面を有する。
【００３９】
第１及び第２の多孔プレートの第１の面は、前記それぞれの複数の開孔の複数の開孔を含む領域をそれぞれ有し、一般には、（開孔の）第１及び第２の位置を含む。この領域は、例えば、それぞれの複数の開孔のうちのいくつかの開孔、大部分の開孔、又は全ての開孔を含み得る。
【００４０】
本発明の例示的な実施の形態において、各第１の面は、前記それぞれの複数の開孔の複数の開孔を含む領域を有し、前記第１の面のうちの少なくとも一方は、前記領域内の平面である。
【００４１】
第１及び第２の多孔プレートの第１の面の領域は、互いに対応している、すなわち、対応する、好ましくは同じ形状及び大きさを有し、かつ、同じ整列開孔を含むことが好ましい。別の例示的な実施の形態において、第１の多孔プレートの第１の面の領域は、第２の多孔プレートの第１の面の領域とは少なくとも部分的に異なる大きさ、形状及び／又は位置を有し得る。
【００４２】
本明細書における平面状の面は、任意の２つの隣接点を通って適用される接線の傾きが、大きい急激な変化（存在する場合）ではなく段階的変化のみを示すようなものである。例えば、第１及び第２の多孔プレートの第１の面は、深い溝、段、へこみ等を含まないものであってもよい。平面状という特徴は、表面の平滑性の程度を示す尺度を指すのではなく、当該面に平行な方向から見て、１ナノメートル超のオーダーである尺度を指し、平坦面及び曲面の両方に適用される。平面状の面により、第１及び第２の多孔プレートに電位を印加した際に前記間隙に生成される電場を良好に制御することが可能となる。同じことが、磁場用途にも同様に適用される。この例示的な実施の形態において、第１の面の表面は、少なくとも、第１及び第２の幅が求められる開孔の位置を含む領域内においてのみ平面状であってもよく、又は、より広い領域にわたって平面状であってもよい。
【００４３】
さらなる例示的な実施の形態において、前記少なくとも一方の第１の面は、前記領域内の曲面である。例えば、前記領域は、それぞれの複数の開孔の全ての開孔を含み、全ての開孔が曲面上に位置していてもよい。他の例示的な実施の形態において、前記領域は、前記複数の開孔の一部のみを含み、その開孔部分が曲面上に配置されていてもよい。
【００４４】
例えば、前記少なくとも一方の第１の面は、前記領域内の凸面であってもよい。別の例示的な実施の形態において、前記少なくとも一方の第１の面は、前記領域内の凹面である。例えば、凸面形状又は凹面形状は、球面形状であってもよいし、又は非球面形状であってもよい。本明細書における非球面形状は、球面形状からのあらゆる可能なずれを意味する。
【００４５】
例示的な実施の形態において、前記粒子光学部品は、２つの平凸面状の多孔プレートを含んでいてもよい。
【００４６】
例えば、第１の多孔プレートの第１の面は、前記領域において凸面形状であってもよく、一方、第２の多孔プレートの第１の面は、凹面形状、平坦、又はランダムな曲面状であってもよく、その結果、前記２つの多孔プレートが全体として非対称の配置になっていてもよい。
【００４７】
例示的な実施の形態において、第１及び第２の多孔プレートの前記第１の面の形状は、少なくとも前記領域内において、特に、前記第１及び第２の多孔プレート間に延びる平面、すなわち、対称面に対して、互いに関して対称である。特に、第１の多孔プレートの第１の面の前記領域の形状は、好ましくは、第２の多孔プレートの第１の面の対応する領域の形状に対して鏡面反転していてもよい。
【００４８】
光軸を有する実施の形態においては、前記対称面は、好ましくは、当該光軸に直交して配置される。
【００４９】
さらなる例示的な実施の形態において、第１の面のうちの少なくとも一方の形状は、第１及び第２の多孔プレートを横切って延びる軸、例えば、光軸に対して対称である。従って、このような実施の形態においては、前記面は、回転対称となる。
【００５０】
場依存性を有する結像誤差は、一般に径方向依存性を示し、すなわち、それらの程度は半径の中心からの距離に依存し、対称中心は、粒子光学部品の光軸に典型的に一致しているので、前記に説明した対称的な例示的な実施の形態は特に有利である。
【００５１】
好適な実施の形態において、両方の第１の面は、凸面であり、かつ、互いに鏡面反転している。従って、前記凸面の頂点において最小幅を有する間隙が形成され、この間隙の幅は、前記頂点からの距離が増加するにしたがって増加する。本実施の形態は、第１及び第２の多孔プレートの両方における、それぞれの頂点に一致する中心を有する開孔パターンに関連して用いられるのが最も好ましく、この開孔パターンは、好ましくは、当該パターンの中心を中心とした回転対称性も有する。また、前記頂点及び対称中心は、光軸に一致しているのも好ましい。本実施の形態は、例えば、像面湾曲の補正に非常に有利であることが分かっている。
【００５２】
実用性の観点から、同一の第１及び第２の多孔プレートを用いることが実質的な利点をもたらすことが分かっている。前記多孔プレートの製造のためのフォトリソグラフィ処理において用いられるマスクが、例えば、欠陥を有している場合、この欠陥は、同じマスクが使用される製造プロセスから得られた個々の多孔プレートを、第１の多孔プレートに結果として生じる欠陥が第２の多孔プレートにおける同様の欠陥と向かい合う、すなわち、整列されるように配置すれば、良好に補償することができ、これにより、この欠陥は実質的に相殺される。
【００５３】
本発明の例示的な実施の形態において、前記第２の幅は、前記第１の多孔プレートの複数の開孔の前記第２の開孔の直径の１００％〜１０００％、例えば、約１５０％〜約８００％、又は約２００％〜約７５０％の範囲内にある。第２の開孔が円形ではなく、例えば、楕円形あるいは不規則な形状である実施の形態においては、第１の面の平面における開孔の領域を測定し、そして、前記間隙の幅を求めるために、前記領域を円形であるかのようにみなして、この領域から直径を算出する。第２の幅が測定され、第２の開孔は、前記複数の開孔の中央に位置することが好ましい。また、第１の幅が測定され、第１の開孔は、周辺に位置する、好ましくは、複数の開孔の他の開孔の距離と比べて、複数の開孔の中央から最も遠い距離に位置することが好ましい。
【００５４】
さらなる例示的な実施の形態において、前記第１の幅は、前記第１の開孔の直径の約１５０％〜約１５００％、例えば、約２５０％〜約１３００％又は約４００％〜約１０００％の範囲内にある。第１の開孔が円形でない場合、直径を導き出すために、第１の開孔に関連して前記に説明された方法が適用される。
【００５５】
前記粒子光学部品のさらなる例示的な実施の形態において、開孔の中心がピッチＰだけ離間した開孔パターンの中心からＮ番目の開孔の位置における第１及び第２の多孔プレートの間の間隙の幅ｗは、以下の関係
【００５６】
【数１】
【００５７】
によって表すことができ、
式中、
Ｐは、第１の多孔プレートのピッチ、すなわち、隣接する開孔の中心間の距離をｍｍ単位で示し、
Ｎは、開孔パターンの中心から数えられ、絶対値が当該中心からの距離が増加するにしたがって増加する開孔数を示しているので、
（Ｐ×｜Ｎ｜）は、開孔パターンの中心からの開孔Ｎの距離をｍｍ単位で示している。
【００５８】
他の実施の形態において、定数ｃ＝０.０８ｍｍ及び定数ｋ＝０．０５５１／ｍｍ2は、より小さい値を有していてもよいし、又は、より大きい値を有していてもよい。
【００５９】
好適な実施の形態において、前記第１の多孔プレートの開孔の直径は、前記第１の多孔プレートの前記開孔と整列された前記第２の多孔プレートの対応する開孔の直径に実質的に等しい。さらなる例示的な実施の形態において、第１の多孔プレートには、開孔が形成されており、当該開孔は、これらと整列された第２の多孔プレートのそれぞれの開孔と形状、大きさ及び相対位置のうちの少なくとも１つが実質的に同一である。これらの実施の形態は、第１の多孔プレートの開孔を出射するビームレットが、荷電粒子強度を大きく失うことなく第２の多孔プレートの対応する開孔に入射することが可能であるという点で有利である。さらに、第１の面の開孔及び第１の面における形状の対称性が高いほど、２つの整列開孔の列による結像誤差の発生を防止することがより容易となる。例えば、第１の面が鏡面反転した対称性を有する場合、第１の多孔プレートの開孔を通過するビームレットは、第２の多孔プレートの対応する開孔において鏡面反転した環境と向かい合うので、第１の多孔プレートによって当該ビームレットに及ぼされるあらゆる影響が実質的に反転され、従って、第２の多孔プレートによって無効化される。
【００６０】
他の例示的な実施の形態において、第１及び第２の多孔プレートの互いに整列された開孔は、異なる形状又は大きさを有していてもよいし、あるいは、互いにわずかにずれて配置されていてもよい。但し、この差異又はずれは、このような非対称性によって、許容できないほど有害な影響が及ぼされることがないように選択するのがよい。
【００６１】
それぞれの複数の開孔の開孔は、全て同じ直径を有していてもよいし、あるいは異なる直径を有していてもよい。開孔の直径が多孔プレートにわたって様々である多孔プレートは、本譲受人に譲渡された前記に引用した国際公開公報に記載されている。例えば、開孔が中心を有するパターン状に配置されている場合、多孔プレートに形成される開孔の直径は、開孔パターンの中心からの距離が増加するにしたがって変化してもよい。直径は、開孔パターンの中心からの距離が増加するにしたがって増加するか又は減少してもよく、この増加又は減少は、漸進的、すなわち、段階状あってもよいし、あるいは、他の適した形態であってもよい。開孔の直径は、開孔プレートの一方の側から他方の側に向かって変化、例えば、増加し、その後減少してもよく、この逆もまた同様である。開孔の直径は、結像誤差を補償するための手段として用いてもよいし、さらに、もしくは、又は、多孔プレートに入射する荷電粒子ビーム又はビームレットの電子密度におけるばらつきに対応するために用いてもよい。開孔は、楕円形状を有していてもよい。このような実施の形態において、開孔のピッチは、変化、例えば、開孔パターンの中心からの距離が増加するにしたがって増加してもよく、及び／又は、楕円形状は、対応する楕円の軸のうちの少なくとも１つの方向に対して変化してもよい。
【００６２】
本発明の粒子光学部品の例示的な実施の形態において、第１の多孔プレートの複数の開孔の隣接する開孔間の距離、すなわち、ピッチＰは、約５μｍ〜約２００μｍの範囲内にあってもよい。ピッチとは、１つの開孔の中心から隣接する開孔の中心に向かって測定された、隣接する開孔間の距離を意味する。多孔プレートの第１の方向において互いに隣接する開孔間の距離は、各隣接する開孔対に対して同じ距離であってもよいし、あるいは、異なっていてもよい。例えば、隣接する開孔間の距離は、開孔パターンの中心からの距離が増加するかあるいは減少するにしたがって連続的に減少してもよい。
【００６３】
開孔の直径Ｄは、０．１×Ｐ〜０．５×Ｐ、０．３×Ｐ〜０．６×Ｐ、０．４×Ｐ〜０．７×Ｐ、０．５×Ｐ〜０．７×Ｐ、０．５×Ｐ〜０．６×Ｐ、０．６×Ｐ〜０．７×Ｐ、０．７×Ｐ〜０．８×Ｐ及び／又は０．８×Ｐ〜０．９×Ｐの範囲内にあってもよい。
【００６４】
前記複数の開孔の開孔は、同じ形状を有していても、あるいは、異なる形状を有していてもよい。形状は、円形、例えば、楕円形であっても、あるいは、他の任意の適した形状であってもよい。
【００６５】
前記第１及び第２の多孔プレートのうちの少なくとも一方は、例えば、シリコンからなっていてもよい。シリコンは、例えば、シリコンを精度よく加工する方法が十分に確立されており、また、信頼性が高いという点において、幅広い利点をもたらす。また、シリコンの半導体特性は、本発明の用途に適した電位を印加することを可能にするため、本発明に係る部品に非常に適している。
【００６６】
第１もしく第２の多孔プレート、又は両方の、好ましくはその第２の側、すなわち、それぞれの他方の多孔プレートから離れる方向に向いた側に、チタン、金、白金もしくは他の任意の貴金属の薄膜などの薄膜を設けてもよい。別の実施の形態においては、第１及び／又は第２の多孔プレートの第２の側に均一な炭素薄膜を用いてもよい。この薄膜のほかに、接着剤を用いて、多孔プレートの表面に対する薄膜の接着性を高めてもよく、例えば、プレート表面と金属薄膜との間に接着剤の薄膜を用いてもよい。例としては、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ又はこれらの任意の適した組み合わせを接着剤として用いることができる。これらの例示的な実施の形態は、特に、多孔プレートに電位が印加される際に、それぞれの多孔プレートを異物混入から保護するために有利であると共に、温度及び／又は各表面において蓄積される電荷の減少や当該表面の酸化を防止するのに役立ち得る。
【００６７】
例示的な実施の形態において、前記粒子光学部品は、前記第１の多孔プレートを前記第２の多孔プレートに対して取り付けるための取付構造をさらに含む。例示的な実施の形態において、取付構造は、多孔プレートのそれぞれの縁端部に配置された１つ以上のスペーサ素子を含むスペーサ装置を備える。スペーサ素子は、第１及び第２の多孔プレートをしかるべき位置に固定しつつ、それらの間に所定の幅の間隙を形成するのに適した寸法を有する。これに加え、又はこの代わりに、取付構造は、それぞれの固定素子が多孔プレートの一方を別の固定素子によって保持される他方の多孔プレートから所定の距離をおいて保持する固定素子を有するフレームを含んでいてもよい。第１及び第２の多孔プレートは、互いに電気的に絶縁されるように取り付けられるのが最も好ましい。他の実施の形態において、多孔プレートは、それぞれの周辺において互いに適切に接着されていてもよい。
【００６８】
前記取付構造は、例えば、前記第１の多孔プレートの位置を前記第２の多孔プレートに対して（従って、当然この逆の場合も同様に）調整するための少なくとも１つのアクチュエータを含んでいてもよい。前記位置は、水平位置であっても、垂直位置であっても、あるいは回転位置であってもよく、垂直位置を調整することにより、多孔プレート間に形成される間隙の幅を調整することが可能となり、水平位置又は回転位置を調整することにより、第１の多孔プレートの開孔を第２の多孔プレートの対応する開孔と整列させることが可能となる。
【００６９】
一方の多孔プレートの開孔と他方の多孔プレートの対応する開孔の整列は、約１００ｎｍよりも良好な整列精度で行なわれることが好ましい。例えば、整列精度は、約１０００ｎｍ〜約２μｍの範囲内にあってもよい。必要とされる整列精度は、個々の粒子光学システム及び粒子光学部品に大きく左右されることが当業者には明らかである。同様に、第１及び第２の多孔プレートの間の間隙の幅は、例えば、約０.５μｍ又は１μｍの所定の精度値に設定され得ることが好ましい。
【００７０】
前記取付構造が、特に多孔プレートの垂直方向の調整のためのアクチュエータを形成する実施の形態においては、アクチュエータは、荷電光学ビーム又はビームレットの動作パラメータ又は特性が変化した際に容易に調整を可能にし、様々な動作条件又は環境変化などを許容するように構成されてもよい。
【００７１】
例えば、多孔プレートの互いに対する整列は、多孔プレートに対応付けられた部品によって反射又は透過された光によるモアレパターン又はインターフェログラムを生成することによって光学的に制御され得る。高精度整列の背景情報及び例は、以下の文献に示されている。マイクロ光学部品及びＭＥＭＳを用いた微細化システムについてのＳＰＩＥ会議の一部（１９９９年９月、サンタクララ）においてのＡ．Ｔｕａｎｔｒａｎｏｎｔらによる「マイクロミラーを有するマイクロレンズアレイの自己整列組立体（Ｓｅｌｆ−Ａｌｉｇｎｅｄ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｌｅｎｓ Ａｒｒａｙｓ ｗｉｔｈ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒｓ）」、ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．３８７８、９０〜１００頁、及びマイクロマシニング及び微細加工処理技術についてのＳＰＩＥ会議ＩＶの一部（１９９８年９月、カリフォルニア州サンタクララ）においてのＭ．Ｂ．コーン（Ｃｏｈｎ）らによる「ＭＥＭのためのマイクロアセンブリ技術（Ｍｉｃｒｏａｓｓｅｍｂｌｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ ＭＥＭＳ）」、ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．３５１１、２〜１６頁。これらは、参照により本明細書に援用される。
【００７２】
例示的な実施の形態において、前記粒子光学部品は、複数の開孔が形成された第３の多孔プレートであって、前記第１の多孔プレートが前記第３の多孔プレートと前記第２の多孔プレートとの間に配置されるように配置された第３の多孔プレートをさらに備え、前記第３の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第３の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔とそれぞれ実質的に位置合わせされるか整列されるように配置されている。他の例示的な実施の形態において、第３の多孔プレートは、第２の多孔プレートが第１及び第３の多孔プレート間に配置されるように用いられてもよい。
【００７３】
第３の多孔プレートは、当該プレートに入射する１つ以上の荷電粒子ビームから複数の荷電粒子ビームレットを生成するために有利に用いることができる。第３の多孔プレートの複数の開孔は、第１及び第２の多孔プレートのうちの少なくとも一方の開孔パターンと少なくとも部分的に対応するパターン状に配置されることが好ましい。第１、第２及び第３の多孔プレートは、共通の開孔パターン（又はサブパターン）を有することが好ましい、すなわち、複数の開孔は、開孔が互いに整列された一定の開孔パターン状に配置される。
【００７４】
第３の多孔プレートを設けると、第１の多孔プレートに入射する、特にその第２の面に入射する荷電粒子の数が減少（第１の多孔プレートに衝突する単一の荷電粒子ビームに比べて）するような数の荷電粒子ビームレットを生成することができ、これにより、加熱作用及び帯電作用、並びに、異物混入による破損などが最小限になるという利点が生じる。
【００７５】
第３の多孔プレートを含む前記粒子光学部品の例示的な実施の形態において、第３の多孔プレートの開孔の直径は、第３の多孔プレートの開孔と整列された第１の多孔プレートの対応する開孔の直径よりも小さくてもよい。これは、互いに整列された第３及び第１の多孔プレートの複数の開孔のうちの１つ又はそれ以上、好ましい全てに対して当てはまり得る。本発明の本実施の形態において、ビームレットは、第１の多孔プレートの対応する整列開孔の直径よりも、また好ましくは、第２の多孔プレートの対応する整列開孔の直径よりも小さい直径を有する第３の多孔プレートによって生成し、第１及び／又は第２の多孔プレートの開孔に近接する表面に衝突する電子による損失及び結果として生じる加熱作用、異物混入などが実質的に防止されるか、又は最小限にされるようにしてもよい。本発明の本実施の形態により、荷電粒子ビームレットの開口数を変化させることも可能となる。例えば、第１の大きさの直径を有する開孔を含む第３の多孔プレートが第１の開口数を有する荷電粒子ビームレットを生成し、第１の大きさよりも小さい第２の大きさを有する開孔を含む第３の多孔プレートが第１の開口数よりも小さい第２の開口数を有する荷電粒子ビームレットを生成する。前記例示的な実施の形態において、第３の多孔プレートの開孔の直径は、好ましくは、第３の多孔プレートの当該開孔と整列された第１の多孔プレートの対応する開孔の直径の約１００％〜約５０％未満、例えば、約９９％〜約５０％、又は約９９％〜約７５％である。第１（及び／又は第２）の多孔プレートの複数の開孔の開孔が大きさにおいて様々である場合、第３の多孔プレートの対応する整列開孔は、例えば、個々の開孔の所定の割合だけ小さいか、又は、全開孔に対して一定量だけ小さい（第１の多孔プレートの整列開孔の大きさに対して）大きさを有し得る。
【００７６】
第１及び第２の多孔プレートの前記実施の形態は、開孔及びそのアレイに関連する大きさ、形状、配置及び多様性に関して、第３の多孔プレートにも同様に適用される。
【００７７】
例示的な実施の形態において、第３の多孔プレートは、第１の多孔プレートの第２の面から、約０からおよそ数ミリーメートルの範囲の距離をおいて配置される。
【００７８】
第３の多孔プレートは、第１の多孔プレートから第２の多孔プレートよりもさらに離間していてもよく、例えば、第１の多孔プレートと第３の多孔プレートとの間の距離は、第１の多孔プレートが第３及び第２の多孔プレート間に配置される実施の形態においては、第１の幅の少なくとも２倍、又は第１の幅の３〜５倍であってもよい。第２の多孔プレートが第１及び第３の多孔プレート間に配置される実施の形態においては、これは第１の多孔プレートの代わりに第２の多孔プレートに当てはまり、逆もまた同様である。
【００７９】
第３の多孔プレートを含む例示的な実施の形態は、好ましくは、前記第３の多孔プレートを前記第１の多孔プレートに対して取り付けるための取付構造をさらに含み、前記取付構造は、好ましくは、前記第３の多孔プレートの位置を前記第１の多孔プレートに対して調整するための少なくとも１つのアクチュエータを含む。
【００８０】
例示的な実施の形態において、第３の多孔プレートは、それぞれが複数の開孔を含み得る多数の開孔アレイを含んでいてもよい。例えば、第３の多孔プレートは、一方のアレイの開孔が他方のアレイの対応する開孔の直径よりも小さい直径を持つ２つの開孔アレイを有していてもよい。開孔の大きさ、形状、配置（例えば、ピッチ、位置）、数などに関しての特性が異なる、従って、透過率などの粒子光学特性が異なる開孔アレイを一方の多孔プレートに含んでいてもよい。特定の要件又は粒子光学システムにおける粒子光学パラメータの変更に応じて、特定の用途に対して異なる開孔アレイを用いることができるように、適当な取付装置を用いて第３の多孔プレートを移動してもよく、すなわち、第３の多孔プレートを荷電粒子の１つ以上のビームの経路に配置し、この荷電粒子を次いで第１及び第２の多孔プレートに導く。これにより、例えば、第３の多孔プレートの透過率を変化させることが可能となり、これは、発生するクーロン作用に対して有利に用いられることができる。また、歪曲収差作用を補償するために、第３の多孔プレートを、当該プレートのそれぞれの複数の開孔が第１及び第２の多孔プレートの対応する開孔に対してわずかにずれて配置されるようにずらしてもよい。
【００８１】
例示的な実施の形態において、第３の多孔プレートは、第３の多孔プレートを所望の温度に維持するための温度制御装置、例えば、第３の多孔プレートを所望の温度に加熱するための加熱装置に接続される。多孔プレートの温度を１℃などの一定の精度で制御することは、多孔プレートの互いに対する正確な整列を維持するのに役立つ。さらに、多孔プレートを加熱することは、当該プレートへの異物混入を低減するのに役立ち得る。
【００８２】
前記実施の形態に加えて、又はこれに代えて、前記粒子光学部品の例示的な実施の形態は、少なくとも１つの開孔を有する第４の開孔プレートであって、前記第１の多孔プレートが前記第４の開孔プレートと前記第２の多孔プレートとの間に配置される第４の開孔プレートをさらに含んでいてもよく、第１の位置において、前記第４の開孔プレートの前記少なくとも１つの開孔の１つの開孔が前記第１の多孔プレートの第１の開孔と整列され、かつ、前記第１の位置とは異なる第２の位置において、前記１つの開孔が前記第１の多孔プレートの前記第１の開孔とは異なる第２の開孔と整列されるように、前記第４の開孔プレートを前記第１の多孔プレートに対してずらすための少なくとも１つのアクチュエータを含む取付構造をさらに備えていてもよい。
【００８３】
例示的な実施の形態において、第４の開孔プレートの取付構造は、第４の開孔プレートを水平方向においてずらすかあるいは軸を中心に回転させ、第４の開孔プレートの前記少なくとも１つの開孔を第１の多孔プレートの異なる開孔と整列させることができるように構成されている。第４の開孔プレートは、垂直方向に変位可能か、又は傾斜可能等であってもよい。第４の開孔プレートは、少なくとも１つの開孔を有し、例えば、２つ又はそれ以上の開孔を有していてもよい。例示的な実施の形態において、第４の開孔プレートは、少なくとも第１の多孔プレートの複数の開孔のパターンの少なくとも一部に対応し得る開孔パターンを有していてもよい。例えば、第４の開孔プレートは、第１の多孔プレートの開孔パターンの一部に対応する、すなわち、第１の多孔プレートの開孔パターンのサブパターンである、３つの開孔で形成されるパターンを有し、第４の開孔プレートのサブパターンの開孔と第１の多孔プレートのパターンの対応する開孔とが前記１つ以上の粒子ビームの経路方向において互いに整列され得るようにしてもよい。
【００８４】
前記少なくとも１つの開孔は、第１及び第２、そして、設けられている場合は第３の多孔プレートのうちの少なくとも１つの複数の開孔のうち、第１の開孔といった、１つの開孔の直径よりも小さい直径を有していてもよい。例えば、第４の開孔プレートの前記少なくとも１つの開孔のうちの少なくとも１つは、前記複数の開孔の平均開孔直径よりも小さい直径、又は、前記複数の開孔の最小開孔直径を有する。第４の開孔プレートは、異なる直径及び異なるパターンの開孔、又は同じもしくは異なる開孔を有する開孔サブパターンのうちの少なくとも一方を（サブ）パターン内に含んでいてもよい。
【００８５】
第３の多孔プレート及び第４の開孔プレートの両方が設けられている場合、第４の開孔プレートは、例えば、第３の多孔プレートが第４の開孔プレートと第１及び第２の多孔プレートとの間に配置されるように配置されていてもよい。他の例示的な実施の形態において、第３の開孔プレート及び第４の開孔プレートは、１つのプレート上に配置されるか、あるいは組み合わされて第３及び第４の開孔プレートの両方の特性を有する単一のプレートを形成してもよく、本実施の形態においては、前記１つのプレートの第３の開孔プレートを保持する部分又は第４の開孔プレートを保持する部分のいずれかを前記１つ以上の荷電粒子ビームのビーム経路に配置するために、少なくとも１つのアクチュエータを含む取付構造が設けられているのが好ましい。
【００８６】
第４の多孔プレートを含む本発明の実施の形態は、第１及び第２の多孔プレートの整列性の検査、又は例えば第１又は第２の多孔プレートの個々の開孔の特性の検査に有利に用いることができる。すなわち、第４の開孔プレートは、検査用開孔プレートとして用いることができる。また、第４の開孔プレートは、粒子光学システムの他の部品の光学特性の検査に用いることができる。
【００８７】
従って、第２の局面において、本発明は、粒子光学システムの動作方法であって、
少なくとも１つの開孔を有する検査用開孔プレートを、複数の開孔を含む多孔部品に対して第１の位置に、前記第１の位置において前記検査用開孔プレートの第１の組の開孔が前記多孔の第１の組の開孔と整列されるように配置する工程であって、前記それぞれの組の開孔が、それぞれ少なくとも１つの開孔を有する、工程と、
一組の荷電粒子ビームレットを、前記検査用開孔プレートの前記第１の組の開孔及びそれと整列された前記多孔部品の前記第１の組の開孔に透過させる工程と、
所定の平面における前記透過ビームレットの位置、形状及び寸法、並びに、前記透過ビームレットの合計強度又は個々の強度のうちの少なくとも１つを求める工程と、
前記検査用開孔プレートの前記第１の組の開孔が前記多孔部品の第２の組の開孔と整列されるように、前記検査用開孔プレートを前記多孔部品に対して第２の位置に配置する工程と、
一組の荷電粒子ビームレットを、前記検査用開孔プレートの前記第１の組の開孔及びそれと整列された前記多孔部品の前記第２の組の開孔に透過させる工程と、
前記所定の平面における前記透過ビームレットの位置、形状及び寸法、並びに、前記透過ビームレットの合計強度又は個々の強度のうちの少なくとも１つを求める工程とを含むことを特徴とする方法を提供する。
【００８８】
それぞれの組の開孔は、少なくとも１つの開孔をそれぞれ含む。同様に、一組のビームレットは、少なくとも１つのビームレットを含む。好適な実施の形態において、一組のビームレットにおけるビームレットの数は、それぞれの組の開孔における開孔の数に対応している。すなわち、１つの開孔に１度につき１つのビームレットを透過させる。他の実施の形態においては、１つの開孔に２つ以上のビームレットを透過させることも考えられる。
【００８９】
例示的な実施の形態において、検査用開孔プレートは、前記の第４の開孔プレートであってもよく、例えば、上述の第３の多孔プレートと組み合わせたものであってもよい。第１、第２、第３及び第４の開孔プレートに関連して説明された実施の形態は、例えば、開孔のパターン、形状及び寸法に関して、一般に、検査用開孔プレートにも適用可能である。
【００９０】
１つ以上の透過ビームレットの位置、形状、寸法及び強度の測定は、従来の方法、例えば、適当な検出器を前記所定の平面に配置することによって行なってもよい。この所定の平面は、例えば、前記粒子光学システムの光軸に対して垂直な平面であってもよい。
【００９１】
前記多孔部品は、単一の多孔プレート、互いに整列された複数の多孔プレート、又は、最も好ましくは、本発明に係る粒子光学部品であってもよい。
【００９２】
一組の荷電粒子ビームレットを検査用開孔プレートの第１の組の開孔に透過させる工程は、１つ以上の荷電粒子ビーム又は一組の荷電粒子ビームレットを検査用開孔プレートの第１の組の開孔に導き、一組の荷電粒子ビームレットが前記一組の開孔によって形成され、かつ、前記一組の開孔を透過するようにする工程を含んでいてもよい。
【００９３】
さらなる例示的な実施の形態において、前記方法は、前記所定の平面における前記透過ビームレットの位置、形状及び寸法、並びに、前記透過ビームレットの個々の強度の合計強度のうちの前記少なくとも１つに基づいて、前記多孔部品の光学特性及び位置のうちの少なくとも１つを調整する工程をさらに含む。
【００９４】
例えば、前記多孔部品の光学特性又は位置のうちの少なくとも１つを調整する工程は、粒子光学システムにおける多孔プレートの位置を変更する工程、多孔部品の１つ以上の開孔の特性を変更する工程、一方の多孔プレートを他方に対して回転、傾斜又はずらすことによって本発明に係る粒子光学部品における第１の多孔プレートの位置を第２の多孔プレートに対して調整する工程等を含んでいてもよい。さらに、当業者に明らかなように、他の例示的な実施の形態において、前記方法は、前記所定の平面における透過ビームレットの位置、形状及び寸法、並びに、透過ビームレットの個々の強度の合計強度のうちの少なくとも１つに基づいて、例えば、粒子光学システムの他の粒子光学部品のパラメータ及び位置のうちの少なくとも１つ、従って、光学特性を調整することにより、例えば、前記粒子光学システムの偏向器の励起を、このようなシステムに含まれる非点収差補正装置の励起を調整するか、又は、前記荷電粒子光学システムの１つ以上の他の部品の１つ以上の他の光学特性を調整することによって粒子光学システムの少なくとも１つの光学特性を調整する工程を含む。多孔部品が、複数の開孔のそれぞれに偏向器が接続された多孔プレート含む実施の形態においては、透過した荷電粒子ビームレットを偏向するための偏向装置（一般にブランキングアレイとも呼ばれる偏向装置）は、例えば、米国特許第５，３６９，２８２号及び第５，３９９，８７２号に記載されており、これらの内容の全ては、参照によって本明細書に援用される。前記検査は、例えば、検査用開孔プレートの同じ開孔を、検査すべき異なる個々の開孔及び対応付けられた偏向装置と順次整列させ、これに粒子を透過させ、透過した荷電粒子ビームレットの強度及び位置の少なくとも一方を検出することによって行なうことができる。当業者に容易に理解されるように、所定の位置又は強度からの、検出された位置もしくは検出された強度のずれ、又はこれらの両方のずれは、検査された開孔／偏向装置の誤差、整列不良などを示す可能性がある。
【００９５】
他の例示的な実施の形態において、前記粒子光学部品は、第５の開孔プレートであって、第１及び／又は第３の多孔プレートの複数の開孔のうちの所定数の開孔のみが第５の開孔プレートを通過する荷電粒子ビーム又は荷電粒子ビームレットの荷電粒子で照射されるように構成された直径を有する単一の開孔を含む第５の開孔プレートを含んでいてもよく、前記所定数は、例えば、複数の開孔の開孔の２分の１又は他の任意の分数倍含んでいてもよい。前記単一の開孔の直径を適切に選択することにより、荷電粒子の透過率及び第１の多孔プレートに衝突する荷電粒子の強度を適切に制御することができる。
【００９６】
第３の局面において、本発明は、少なくとも１つの荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子源と、前記第１の多孔プレートの下流側において前記第２の多孔プレートが前記荷電粒子のビーム経路に配置された、少なくとも１つの前記の粒子光学部品とを備えたことを特徴とする粒子光学装置を提供する。本明細書において説明される実施の形態において、第２の多孔プレートは、特に示さない限り、参照を容易にするために第１の多孔プレートの下流側に配置されている。
【００９７】
荷電粒子源は、本発明に用いるのに適した任意の従来の粒子源であってもよい。荷電粒子が電子である実施の形態においては、荷電粒子源は、熱電界放出（ＴＦＥ）型の電子源などの電子源となる。荷電粒子としてイオンを用いる実施の形態においては、例えば、イオン銃が適した荷電粒子源となる。本発明に用いるのに適した荷電粒子源は、当該技術分野においては周知であり、これらには、タングステン（Ｗ）フィラメントを用いる粒子源、ＬａＢ6粒子源及びその他様々なものがある。さらに、荷電粒子源は、荷電粒子の単一ビーム源、荷電粒子の単一ビーム源のアレイ、又はマルチビーム源であってもよい。
【００９８】
本発明に係る粒子光学装置の例示的な実施の形態は、前記第１及び第２の多孔プレートに異なる電位を印加するように構成された電圧源システムをさらに含む。
【００９９】
電圧源は、当該技術分野において公知の任意の適した電圧源であってよい。電圧源は、０から数百ｋＶの範囲の電圧を供給するように構成してもよい。電圧源は、可変電圧源であることが好ましい。多孔プレートに印加される電位、特に、第１の多孔プレートに印加される電位と第２の多孔プレートに印加される電位との間の電位差を調整することにより、本発明の粒子光学部品の集束効果及び／又は補正効果を調整することが可能となる。
【０１００】
本発明に係る粒子光学装置の例示的な実施の形態は、前記粒子光学部品の下流側の複数の荷電粒子ビームレットの合計ビーム電流に基づいて前記電圧源システムを制御するように構成された第１の制御部を有する制御器をさらに含む。荷電粒子は、一次電子荷電粒子、すなわち、荷電粒子源によって生成される荷電粒子であってもよく、あるいは、粒子光学装置が、試料の検査のために一次粒子が試料に導かれる検査システムの一部である実施の形態においては、検査されている試料から発せられる二次粒子の電流を合計ビーム電流の測定値として用いてもよい。一般に公知であるシステムにおける粒子光学部品の透過特性を考慮すると、荷電粒子源の出力信号を、複数の荷電粒子ビームレットの合計ビーム電流の測定値として用いることもできる。システムの粒子光学部品に蓄積される電荷の測定といった、合計ビーム電流を直接的あるいは間接的に測定する他の方法も考えられる。
【０１０１】
さらなる例示的な実施の形態において、前記粒子光学装置は、前記複数の荷電粒子ビームレットの前記合計ビーム電流を検出するための電流検出器をさらに含む。前記制御器は、前記複数の荷電粒子ビームレットのビーム電流を調整するための第２の制御部を有していてもよく、前記第１の制御部は、前記第２の制御部の設定に対して応答性を有する。本実施の形態は、第１又は第２の多孔プレートの少なくとも１つの開孔が、各開孔を透過する荷電粒子ビームレットを偏向するための偏向装置を含む実施の形態において特に有用である。このような実施の形態においては、第２の制御部は、偏向装置、特に、それぞれの開孔の少なくとも１つに対応付けられた偏向／非偏向位置を、偏向装置を通過するビームレットのビーム電流が制御され得るように制御し、第２の制御部の設定を示す信号を、この信号に応答して電圧源を調整する第１の制御部に送信してもよい。これにより、調整すべき粒子光学部品の補正／補償特性を荷電粒子の密度の影響、及び粒子光学部品によって補償されるべき粒子光学収差に対して結果として生じる電荷反発作用を考慮に入れたビーム電流に調整することが可能となる。
【０１０２】
前記の例示的な実施の形態に加えて、又はこれに代えて、本発明の粒子光学装置は、別の例示的な実施の形態において、前記第１の多孔プレートの上流側において前記荷電粒子の前記ビーム経路に配置された第１の電極と、前記第２の多孔プレートの下流側において前記荷電粒子の前記ビーム経路に配置された第２の電極と、前記第１及び第２の多孔プレート、並びに、前記第１及び第２の電極に異なる電位を印加するように構成された電圧源システムとをさらに含んでいてもよい。前記に示され、以下においてさらに説明される多孔プレートに対する電極の配置は、第１の多孔プレートが第２の多孔プレートの上流側に配置された本発明の実施の形態を指しており、多孔プレートの配置がこれと逆である本発明の実施の形態においては、同様のことが適用される。
【０１０３】
第１及び第２の電極を含む本発明の粒子光学装置の例示的な実施の形態において、前記電圧源システムは、前記第１の多孔プレートの上流側において該プレートの近傍に生成される電場が前記荷電粒子ビームの前記荷電粒子に対する減速電場となるような電圧を前記第１の電極及び前記第１の多孔プレートに印加するように構成されていてもよい。あるいは、前記電圧源システムは、前記第１の多孔プレートの上流側において該プレートの近傍に生成される電場が前記荷電粒子ビームの前記荷電粒子に対する加速電場となるような電圧を前記第１の電極及び前記第１の多孔プレートに印加するように構成されていてもよい。
【０１０４】
これに代えて、又はこれに加えて、本発明に係る粒子光学装置の例示的な実施の形態においては、前記電圧源システムは、前記第２の多孔プレートの下流側において該プレートの近傍に生成される電場が前記荷電粒子ビームの前記荷電粒子に対する加速電場となるような電圧を前記第２の電極及び前記第２の多孔プレートに印加するように構成されていてもよい。あるいは、前記電圧源システムは、前記第２の多孔プレートの下流側において該プレートの近傍に生成される電場が前記荷電粒子ビームの前記荷電粒子に対する減速電場となるような電圧を前記第２の電極及び前記第２の多孔プレートに印加するように構成されていてもよい。
【０１０５】
第１の多孔プレート、第２の多孔プレート、並びに、第１、第２及び第３の電極のうちの少なくとも１つに、種々の異なる方法で電位を印加することができる。本発明の粒子光学部品内の上流側及び下流側において印加される電位ひいては電場を適切に選択することにより、例えば、基板に入射させるべきビームレットに対する集束効果及び／又は補正効果を与えるための、例えば、種々の異なるモードを実現することが可能となる。１つの例示的な実施の形態において、例えば、前記電位は、集束効果の主要な部分を実現する電場が本発明の部品の上流側に位置し、補正効果の主要な部分を実現する電場が前記部品の下流側に位置するように選択してもよく、この逆もまた同様である。前記電位は、例えば、前記部品の上流側近傍又は下流側近傍の領域に実質的にいかなる電場も存在しないように選択してもよい。様々なこのようなモードの例示的な実施の形態は、図面を参照しながらより詳細に説明される。
【０１０６】
さらなる例示的な実施の形態において、前記粒子光学装置は、第１及び第２の電極に加えて、前記第１の電極と前記第１の多孔プレートとの間において前記荷電粒子の前記ビーム経路に配置された第３の電極をさらに含み、前記電圧源システムは、前記第３の電極に電位を印加するようにさらに構成されている。
【０１０７】
さらなる例示的な実施の形態において、前記粒子光学装置は、第１及び第２の電極に加えて、前記第２の多孔プレートと前記第２の電極との間において前記荷電粒子の前記ビーム経路に配置された第４の電極をさらに含み、前記電圧源システムは、前記第４の電極に電位を印加するようにさらに構成されている。
【０１０８】
第１から第４の電極は、例えば、単開孔電極であってもよい。
【０１０９】
さらなる例示的な実施の形態において、電圧源は、粒子光学部品の上流側の電場が、その近傍において実質的に均一な電場となり、粒子光学部品の下流側の電場が、その近傍において実質的に均一な電場となり、かつ、粒子光学部品の上流側の電場の電場強度とは異なる電場強度を有するような電圧を第１、第２、第３及び第４の電極のうちの１つ以上に印加するように構成されていてもよい。
【０１１０】
本発明の装置は、例えば、前記荷電粒子ビームの前記ビーム経路に配置された少なくとも１つの集束粒子光学レンズをさらに含んでいてもよい。本発明の本実施の形態において、前記装置は、好ましくは、前記第１及び第２の多孔プレートに異なる電位を印加して、前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズの像面湾曲及び球面収差のうちの少なくとも１つを補償するように構成された電圧源システムをさらに含む。前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズは、本発明の部品の上流側又は下流側に配置することができる。
【０１１１】
少なくとも１つの集束粒子光学レンズを含む本発明の実施の形態においては、電圧源システムは、第１及び第２の電極に電位を与え、第１及び第２の多孔プレートを通るビームレットが第２の多孔プレートの下流側の集束領域においてそれぞれ焦点を生成するように構成されているのが好ましく、荷電粒子のビーム経路における第２の多孔プレートの下流側に配置された少なくとも１つの集束粒子光学レンズをさらに含み、電圧源システムは、第１及び第２の多孔プレートに異なる電位を印加して、前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズの少なくとも１つの粒子光学収差を補償するようにさらに構成されている。前記少なくとも１つの粒子光学収差を補償することは、前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズの像面湾曲又は球面収差のうちの少なくとも一方を補償することを含み得る。
【０１１２】
第４の局面において、本発明は、本発明に係る粒子光学部品を備えたことを特徴とするマルチビーム電子検査システムを提供する。
【０１１３】
前記マルチビーム電子検査システムの例示的な実施の形態において、前記粒子光学部品は、前記システムの一次電子ビーム経路に配置されている。
【０１１４】
第５の局面において、本発明により、マルチビーム電子検査システムが提供され、このマルチビーム電子検査システムは、一次電子の少なくとも１つのビームを生成するための電子源と、被検査試料のための台と、前記電子源の下流側において前記少なくとも１つの電子ビームのビーム経路に配置された本発明に係る粒子光学部品と、前記粒子光学部品の前記第１及び第２の多孔プレートに電位を印加するための電圧源システムと、前記粒子光学装置の下流側において前記少なくとも１つの電子ビームの前記ビーム経路に配置された少なくとも１つの集束粒子光学レンズと、二次粒子のうちの少なくとも１つ、及び前記電子に露光されたことによって前記試料から発せられる放射を検出するための検出器装置とを備えたことを特徴とする。
【０１１５】
本発明に係る個々の粒子光学部品及び粒子光学装置に関連して説明された前記の例示的な実施の形態、考慮及び特徴は、当然ながら、本明細書に記載されるシステム又は方法において用いられる際にも前記部品又は装置に同様に適用が可能である。
【０１１６】
第６の局面において、本発明は、荷電粒子ビームレットの操作方法であって、荷電粒子ビーム及び複数の荷電粒子ビームレットのうちの少なくとも一方を生成する工程と、前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、本発明に係る粒子光学部品に透過させる工程と、前記第１の多孔プレート及び第２の多孔プレートに所定の電位をそれぞれ印加する工程と、前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズに透過させる工程とを含むことを特徴とする方法を提供する。
【０１１７】
第１及び第２の多孔プレートに所定の電位を印加する工程は、第１の多孔プレートに第１の電位を印加し、第２の多孔プレートに第２の電位を印加する工程を好ましくは含み、ここで、第１及び第２電位は異なっている。本明細書における、電位を印加する工程は、それぞれの多孔プレート又は電極が接地される実施の形態も含むように意図されている。
【０１１８】
前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズは、本発明に係る部品の上流側又は下流側に配置されていてもよく、従って、電子などの荷電粒子は、本発明による前記部品を通過する前に前記レンズを通過してもよく、この逆もまた同様である。但し、典型的には、前記少なくとも１つのレンズは、本発明の部品の下流側に配置されることになる。
【０１１９】
本発明の例示的な実施の形態において、本発明の部品は、補正効果及び集束効果の両方を得るために用いられてもよいし、あるいは、補正効果のみを、非常に小さい集束効果と共に得るために用いられてもよい。
【０１２０】
さらなる第１、第２もしくは第３の電極、第３の多孔プレート、又はこれらの任意の組み合わせが設けられている本発明の実施の形態において、前記方法は、これらの電極及び多孔プレートのそれぞれに適当な電位を印加する工程をさらに含む。電極の配置場所の選択及び印加される電位の選択により、本発明の部品の上流側及び下流側において集束、集束ずれ又は無電場状態の様々な変形例及び組み合わせが可能となり、主要な集束効果が本発明の部品の上流側もしくは下流側の電場、又は両方の電場の組み合わせによって得ることができるようになる。
【０１２１】
前記の方法において、第１及び第２の多孔プレートのうちの少なくとも一方に印加される前記所定の電圧又は電位は、例えば、０〜５０００Ｖの範囲内にあってもよい。
【０１２２】
本発明の方法のさらなる例示的な実施の形態において、前記印加される所定の電圧は、前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズの少なくとも１つの粒子光学収差が補償される、例えば、像面湾曲又は球面収差のうちの少なくとも一方が補償され得るように選択される。
【０１２３】
実際には、前記少なくとも１つの集束レンズは、単独で又は粒子光学システムの他の部品と共に、平坦な焦点面に位置するビームレットの焦点が試料表面付近の湾曲した平面に結像されるような、粒子光学システムの像面湾曲に一般に寄与する。従って、結果として生じる湾曲した像平面は、試料の平坦面に一致せず、ビームレットの焦点を試料表面に完全に結像することができない。
【０１２４】
本発明の部品は、このような像面湾曲を補正するために有利に用いることができる。前記少なくとも１つの集束レンズが本発明の部品の下流側に配置されている実施の形態においては、前記部品は、荷電粒子ビームレットの焦点が形成される平面又は領域（焦点面又は焦点領域）が、湾曲した焦点領域となるようにその設計（第１の面の形状、間隙の幅等）及び印加される電位差に関して適切に構成することが可能である。この湾曲した焦点領域の曲率は、前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズがこの湾曲した平面を平坦な像平面に結像して、平坦な像平面に一致するように試料の平面状の面を配置することができるように調整され得る。
【０１２５】
静電場用途においては、一般に、集束効果、より正確には、単一の多孔プレートの各開孔によって形成される焦点距離ｆは、以下の式
【０１２６】
【数２】
【０１２７】
によって推定することができ、
式中、
Ｅkinは、多孔プレートにおける荷電粒子の運動エネルギーであり、
ｑは、荷電粒子の電荷であり、
ΔＥは、多孔プレートの上流側の電場と下流側の電場との電場強度の差（Ｅ2−Ｅ1）を表している。
【０１２８】
本発明に係る粒子光学部品において、第１又は第２の多孔プレートは、それぞれ、主要な集束を与え得る多孔装置（ＭＡＡ）であると考えることができ、第１及び第２の多孔プレートの組み合わせ、並びに、特にこれらの間の間隙に生成される電場は、集束効果が弱い液浸ＭＬＡ（多レンズ装置）であると考えることができる。
【０１２９】
前記を考慮すると、組み合わせられた集束力は、粒子光学部品のＭＡＡ（多孔アレイ）相当物の集束力に対して、項
【０１３０】
【数３】
【０１３１】
を、
ＭＬＡ相当物の集束力に対して、項
【０１３２】
【数４】
【０１３３】
を含むことになり、式中
ΔＵは、第１の多孔プレートに印加される電位（Ｕ1）と第２の多孔プレートに印加される電位（Ｕ2）との間の差であり、
ｗは、第１及び第２の多孔プレートのそれぞれの開孔における位置の間の間隙幅である。
【０１３４】
組み合わせると、前記項は、
【０１３５】
【数５】
【０１３６】
となり、これにより、前記組み合わせられた集束効果の推定値が得られる。
【０１３７】
幅ｗは本発明の粒子光学部品における第１及び第２の多孔プレート間の間隙にわたって様々であるので、第１及び第２の多孔プレートの間の間隙における電場によって得られる比較的小さい集束効果は、前記幅によって異なり、従って、異なる間隙幅の位置における開孔に対して異なり、これにより、ビームレットの焦点領域を、粒子光学収差を補償することができるような形状にすることが可能となることは明らかである。
【０１３８】
第７の局面において、本発明は、複数の荷電粒子ビームレットの集束方法であって、
荷電粒子ビーム及び複数の荷電粒子ビームレットのうちの少なくとも一方を、それぞれが複数の開孔を有し、中心が距離ｗ0だけ離間した第１の多孔プレート及び第２の多孔プレートに透過させる工程と、
前記第１の多孔プレートに第１の電位Ｕ1を印加する工程と、
前記第２の多孔プレートに前記第１の電位とは異なる第２の電位Ｕ2を印加する工程と、
前記第１の多孔プレートの上流側において前記ビーム経路が通る電場及び前記第２の多孔プレートの下流側において前記ビーム経路が通る電場のうちの少なくとも一方を生成し、前記第１の多孔プレートの上流側近傍の電場の第１の電場強度Ｅ1が、前記第２の多孔プレートの下流側近傍の電場の第２の電場強度Ｅ2と、少なくとも約２００Ｖ／ｍｍ、例えば、少なくとも約５００Ｖ／ｍｍ、他の実施の形態においては、少なくとも７５０Ｖ／ｍｍ、さらなる例示的な実施の形態においては、少なくとも１０００Ｖ／ｍｍだけ異なるようにする工程とを含み、
電荷ｑを有し、かつ、前記第１の多孔プレートを通る際に運動エネルギーＥkinを有する荷電粒子に対して、以下の関係
【０１３９】
【数６】
【０１４０】
が満たされることを特徴とする方法を提供する。
【０１４１】
換言すると、電場強度Ｅ1及びＥ2、電位Ｕ1及びＵ2、第１及び第２の多孔プレート間の距離ｗ（又はｗ0）、並びに、荷電粒子の運動エネルギーは、第２の多孔プレートによって形成される多孔アレイ（ＭＡＡ）が荷電粒子システムにおいて主要な集束を実現し、第１及び第２の多孔プレートの組み合わせによって形成される液浸多レンズアレイが、ＭＡＡの主要な集束効果に重ね合わされる比較的弱い集束効果のみを実現するように選択される。第１の多孔プレートと第２の多孔プレートとの間の間隙幅が様々である本発明の好適な実施の形態において、第２の多孔プレートから出射するビームレットの集束点は、それぞれのビームレットが出射する整列開孔の位置における間隙の幅ｗによって異なる。例示的な実施の形態において、ＭＬＡの主要な集束の焦点距離は、ＭＡＡによって得られる集束効果よりも約５％、１０％又は２０％だけ短くすることができる。ＭＬＡの焦点距離は、２ｍよりも大きいことが好ましい。
【０１４２】
特に、第１及び第２の多孔プレートに印加される電位を選択し、調整することにより、前記部品によって得られる補償効果のレベルを容易に調整することが可能であるため、前記部品は、広範囲の動作条件システムレイアウトに適している。
【０１４３】
本局面に係る方法においては、本発明の粒子光学部品を有利に用いることができ、また、第１及び第２の多孔プレート間の幅は、これらの中心からの距離が増加するにしたがって増加し、第１及び第２の多孔プレート間に第１及び第２の電位Ｕ1及びＵ2を印加することによって生成される電場の電場強度が中心からの距離が増加するにしたがって減少することが好ましい。例えば、これらの実施の形態において、幅ｗ0は、上述の第１の幅であってもよい。
【０１４４】
例示的な実施の形態において、例えば、前記式において、適切な下限は０.０５又は０.０８であってもよく、上限は０．１８又は０．１５であってもよい。
【０１４５】
第８の局面において、本発明は、少なくとも１つの荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子源と、前記少なくとも１つのビームの経路において第１の磁場を生成するように構成された少なくとも１つの磁気レンズと、複数の開孔を有する少なくとも１つの第１の多孔プレートであって、前記少なくとも１つの荷電粒子ビームのビーム経路が通るように配置された第１の多孔プレートと、前記少なくとも１つの第１の多孔プレートにおける磁束密度が実質的にゼロとなるような第２の磁場を生成するように構成された少なくとも１つのコイル装置とを備えたことを特徴とする粒子光学装置を提供する。当業者に容易に理解されるように、実質的にゼロとは、磁場が前記システムの結像特性に対して、透過率の低下といった悪影響を与えない限りにおいて、無視できるほど小さい磁場が前記少なくとも１つの第１の多孔プレートの近傍に存在する実施の形態を含むようにも意図されている。
【０１４６】
例示的な実施の形態において、前記粒子光学装置は、複数の開孔を有する第２の多孔プレートであって、前記第１の多孔プレートとの間に間隙が形成されるように前記第１の多孔プレートから離間した第２の多孔プレートをさらに備え、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が、前記第２の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の第１の開孔の位置における前記間隙の第１の幅は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の第２の開孔の位置における前記間隙の第２の幅よりも少なくとも５％だけ大きい、例えば、少なくとも１０％又は２０％だけ大きい、さらなる例示的な実施の形態においては、少なくとも５０％、１００％、２００％、５００％又は７００％（数百％）だけ大きい。また、これらの実施の形態においては、前記第１の多孔プレートは、前記第２の多孔プレートに対向する第１の面を有し、前記第２の多孔プレートは、前記第１の多孔プレートに対向する第１の面を有し、各第１の面は、前記それぞれの複数の開孔の複数の開孔を含む領域を有し、前記第１の面のうちの少なくとも一方は、前記領域内の平面状の曲面（planar curved surface）である。本発明の第８の局面に係る装置における第１の多孔プレートは、上述した本発明の荷電粒子光学部品の一部であることが好ましい。あるいは、本発明の荷電粒子部品及び荷電粒子装置の実施の形態の１つ以上の特徴を含んでいてもよい。
【０１４７】
第９の局面において、本発明は、荷電粒子ビームレットの操作方法であって、
荷電粒子ビーム及び複数の荷電粒子ビームレットのうちの少なくとも一方を生成する工程と、
前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、第１の磁場を生成する少なくとも１つの磁気レンズに透過させる工程と、
前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、複数の開孔を有する少なくとも１つの多孔プレートに透過させる工程と、
前記複数の荷電粒子ビームレットが通るコイル装置に所定の電流を印加することによって第２の磁場を生成し、前記第２の磁場が前記第１の磁場を少なくとも部分的に補償し、前記少なくとも１つの多孔プレートにおける磁束密度が実質的にゼロになるようにする工程とを含むことを特徴とする方法も提供する。
【０１４８】
前記少なくとも１つの多孔プレートあるいは本発明の粒子光学部品の位置における磁場を実質的に消去することは、荷電粒子が前記磁場によって及ぼされる回転力に曝されることがなく、その経路を変えないという点で有益である。このような回転力に曝されると、例えば、個々の荷電粒子が第２の多孔プレートの開孔を透過しなくなるということが起こり得る。その代わりに、荷電粒子は、開孔間の空間に衝突し、その結果、透過率に損失が生じる。
【０１４９】
本発明の第１０の局面において、さらなる粒子光学装置が提供され、この装置は、その実施の形態が本明細書に記載されている本発明に係る粒子光学部品と、第１の磁極片、第２の磁極片、並びに、前記第１及び第２の磁極片に磁束を誘導するためのコイルを含む磁気レンズ装置とを備え、前記第１の多孔プレートは、前記磁気レンズ装置の前記第１の磁極片と磁気的に結合されるか又は一体的に形成され、前記第２の多孔プレートは、前記磁気レンズ装置の前記第２の磁極片と磁気的に結合されるか又は一体的に形成されていることを特徴とする。
【０１５０】
第１及び第２の多孔プレート間に形成される間隙の幅が様々であることにより、間隙の長さにわたって様々である磁場強度を有する磁場が生じる。前記磁気レンズの異なる磁極として機能する第１及び第２の多孔プレートの異なる整列開孔対に対し、磁場は、対応付けられた１つの開孔対を通過するビームレットが対応付けられた別の開孔対を通過するビームレットよりも強いか又は弱い磁場を受けることができるように、互いに異なっている。前記間隙の幅が、中心からの距離が増加するにしたがって、すなわち、径方向外側に増加する実施の形態においては、前記間隙に生成される磁場の磁束密度は、間隙の幅が増加するにしたがって減少する。原則として、静電場に対するものと同様のことがここでも適用される。
【０１５１】
第１１の局面において、本発明は、基板上にパターンを描画するための荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムであって、前記基板を載置するための台と、少なくとも１つの荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子源と、本発明に係る粒子光学部品と、前記荷電粒子ビームレットを前記基板上に集束させるための対物レンズとを備えたことを特徴とするシステムも提供する。
【０１５２】
本発明の第１２の局面において、基板上にパターンを描画する方法であって、
少なくとも１つの荷電粒子ビームを生成する工程と、
前記少なくとも１つの荷電粒子ビームを本発明に係る粒子光学部品に透過させる工程と、
前記第１の多孔プレートに所定の第１の電位を印加し、第２の多孔プレートに前記所定の第１の電位とは異なる所定の第２の電位を印加する工程と、
前記粒子光学部品から出射する荷電粒子ビームレットを前記基板上に集束させる工程とを含むことを特徴とする方法が提供される。
【０１５３】
第１３の局面において、本発明は、曲面を有する多孔プレートの製造方法であって、
基板に、穴のパターンを穴の深さが前記基板の厚さよりも小さくなるように前記基板の前面からエッチングする工程と、
前記基板の背面を、前記基板の前記背面の少なくとも一部が曲面形状を有するように加工する工程と、
前記基板の前記背面を、前記基板の前記前面から前記基板にエッチングされた穴の少なくとも一部が前記基板の厚さ全体を通って延びて開孔を形成するまでエッチングする工程とを含むことを特徴とする方法に関する。
【０１５４】
基板の厚さが様々であり得るため、基板の厚さ全体を貫通して穴をエッチングする工程とは、前記穴の位置における基板の厚さを貫通してエッチングが行なわれ、開孔が形成されることを意味する。本明細書において、穴という用語は、この穴は、一方の側だけに開いている、すなわち、開口部を１つだけ有し、他方の側の開口部は閉じていることを意味する。
【０１５５】
例示的な実施の形態において、基板に穴を基板の前側からエッチングする工程及び基板の裏側を加工して曲面を形成する工程を、前記に示したものと逆の順序で行ない、前記基板の前記背面を加工する前記工程が、前記基板に前記基板の前記前面から前記穴のパターンをエッチングする前記工程の前に行なわれるようにしてもよい。
【０１５６】
本発明の第１４の局面において、曲面を有する少なくとも１つの領域を有する多孔プレートのさらなる製造方法であって、
基板に、穴のパターンを前記基板の前面からエッチングする工程と、
前記基板の前記前面を、前記基板の前記前面の少なくとも一部が曲面形状を有するように加工する工程と、
前記基板の前記背面を、前記基板にエッチングされた穴の少なくとも一部が前記基板全体を通って延びて開孔を形成するまで加工及びエッチングの少なくとも一方を行なう工程とを含むことを特徴とする方法が提供される。
【０１５７】
第１３及び１４の局面に係る方法は、前記それぞれの表面を加工して曲面を形成する前記工程の前に、前記穴を少なくとも部分的に充填剤で充填する工程をさらに含むことが好ましい。
【０１５８】
第１５の局面において、本発明は、曲面を有する少なくとも１つの領域を有する多孔プレートの製造方法であって、
開孔パターンを基板にエッチングする工程と、
前記基板の一方の表面を、前記表面が曲面又は曲面を有する少なくとも１つの領域を有するように加工する工程とを含むことを特徴とする方法を提供する。
【０１５９】
第１５の局面に係る方法は、前記基板の一方の表面を加工する前記工程の前に、前記エッチングされた開孔パターンの開孔を少なくとも部分的に充填剤で充填する工程をさらに含むことが好ましい。
【０１６０】
前記基板はシリコンウエハであることが好ましい。
【０１６１】
本発明に係る多孔プレートの製造方法の例示的な実施の形態において、前記加工工程は、機械研磨によって前記基板の前記表面から材料を除去する工程を含む。適した研削材が当該技術分野において周知である。除去すべき材料の量及び許容可能な加工粗さによっては、例えば、シリコンの場合は、グリセリンと酸化アルミニウム粒子もしくは炭化ケイ素粒子との混合物、又は適当な溶液中の酸化ケイ素粒子もしくはダイアモンド粒子といった、異なる研削材又は研磨材を用いてもよい。
【０１６２】
前記基板に前記孔又は開孔をエッチングする前記工程は、好ましくは反応性イオンエッチング、最も好ましくは深い反応性イオンエッチングを含むことが好ましい。
【０１６３】
一般に、基板に穴又は開孔をエッチングする工程には、フォトリソグラフィ技術が用いられ、この技術において、基板はフォトレジストで被覆され、被覆された基板は、フォトレジストに転写されるパターン（この場合には、穴／開孔のパターン）を保持するマスクを介して露光され、露光された基板は、露光された基板を基板現像液に接触させることによって現像される。ポジレジストの場合は、露光された材料が現像液によって除去され、ネガレジストの場合は、未露光の材料が現像液によって除去される。
【０１６４】
このようにして用意された基板に穴／開孔がエッチングされるフォトリソグラフィ手順もあるが、基板が材料層で被覆され、この材料層が次いでエッチングされて、後に続く実際の基板のエッチング用のマスクを形成する手順もある。
【０１６５】
シリコン基板に用いられる例示的なフォトリソグラフィ手順においては、シリコンウエハは、洗浄され、次に酸化されてＳｉＯ2薄膜がその上に形成され、次に、フォトレジストで被覆される。フォトレジストは露光され、次に現像されてＳｉＯ2層が（所与のパターン状に）除去され、例えば反応性イオンエッチングによってＳｉＯ2層がエッチングされて、シリコンのエッチング用のマスクが形成される。残りのフォトレジストが除去され、次いで、例えば深い反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）によってシリコン基板がエッチングされる。
【０１６６】
一般に、ドライエッチング手順においては、気体が高周波磁場によって低圧で励起される。不活性ガスの場合は、磁場によって発生した気体イオンが基板に対して加速され、物理的相互作用によって材料が除去される。反応ガスの場合は、基板からの材料の除去は、化学的相互作用によって行なわれるが、物理的現象をさらに含み得る。一般に、ドライエッチング技術には、プラズマエッチング、反応性イオンエッチング及びイオンビームエッチングが含まれる。
【０１６７】
一般に、反応性イオンエッチング手順は、高周波を利用して気体を反応種に解離させてイオン化し、エッチングされる基板にイオン衝撃を誘導するようにバイアスをかける。反応性イオンエッチング処理に適したガスとしては、炭素（Ｃ）を含む化合物、及びフッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）又は臭素（Ｂｒ）などのハロゲン元素がある。圧力、高周波出力、ガス流量、電極及び基板の温度、並びに、使用される特定のガスの選択といった処理パラメータを制御することにより、結果として得られるエッチングプロファイルの形状を制御することが可能となる。
【０１６８】
前記エッチング処理の異方性／等方性は、一般に、物理的処理及び化学的処理が支配する程度によって制御される。
【０１６９】
深い反応性イオンエッチングにより、アスペクト比の高い、すなわち、幅に対する深さの比が高い開孔又は穴を製造することが可能となる。ＤＲＩＥは、しばしば「ボッシュ法」（この種の方法に対する最初の特許をボッシュが有していたため）とも呼ばれ、重合化学反応とエッチング化学反応とを頻繁に切り換えるプラズマエッチング処理を含む。基板表面をポリマーで被覆する工程（パッシベーション）が等方性イオンエッチング工程と交互に行なわれ、エッチングされた構造の底部からポリマーが除去される。ボッシュ法のほかに、（ＤＲＩ）エッチングが−１００℃未満の極低温で一段階処理として行なわれる、いわゆる「クライオ」処理を用いることができる。高アスペクト比のほかに、ＤＲＩＥによって、基板に深い構造をエッチングすることが可能となり、また、エッチング速度が高いため、高速エッチングか可能となる。
【０１７０】
実際、同じマスクを用いて製造され、従って、実質的に同一の開孔アレイを有する多孔プレートを用いることが有利であることが分かっている。本実施の形態は、マスクにおいて、当該マスクを用いて製造される開孔アレイに転写される小さな欠陥が存在する場合に特に有用である。このような場合、同じマスク位置を用いて製造された開孔を有利に重ね合わせ、これにより、開孔アレイにおける欠陥による有害な影響を排除することができる。
【０１７１】
さらに、実際の経験から、開孔が、少なくとも荷電粒子が衝突する面において平滑な縁端部を有し、かつ、前記粒子が当該開孔を通過する際に最初に通る開孔体積の、少なくとも最初の３分の１において平滑な面を有することが有益であることが示されており、前記開孔体積の少なくとも一部における平滑な開孔縁端部及び平滑な内面は、エッチング工程中のエッチングパラメータを適切に選択することによって得ることができる。特に、平滑な面を得るためには、より低いエッチング速度が好ましい。
【０１７２】
前記の製造方法の好適な実施の形態において、曲面形状を有する基板のそれぞれの側（本発明の方法においては、一般に裏側と呼ばれる）をエッチングする工程は、それぞれの側のいかなる場所においても等しい量の材料が除去され、前記加工工程によって得られたそれぞれの表面の形状を実質的に維持するように基板をエッチングする工程を含む。このようにして、それぞれの表面の曲率は、実質的に維持される。これは、例えば、当該技術分野において公知のウエットエッチング処理又はプラズマエッチング処理によって行なうことができる。他の実施の形態において、前記曲面形状を有するそれぞれの表面を加工する工程は、それぞれの表面が第１の曲率を有するように行なってもよく、次いで、当該表面が、所望の最終曲率である第２の曲率を有するようにエッチングが行なわれる。このような実施の形態においては、エッチング工程は、表面全体にわたって同じ速度で行なわれる必要はない。
【０１７３】
好適な実施の形態において、前記方法は、前記穴又は開孔を、最も好ましくはそれぞれの表面に対してさらなるエッチング及び加工が行なわれる前に、１つ以上の充填材料で少なくとも部分的に充填する工程をさらに含む。従って、これらの実施の形態は、すなわち、それぞれの表面をエッチングする前記工程の後に、前記開孔から前記１つ以上の充填材を除去する工程も好ましくは含む。
【０１７４】
前記製造方法において用いることができる充填材料あるいは充填剤としては、例えば、窒化ケイ素などの、適当なポリマー、接着剤及び樹脂がある。
【０１７５】
第１６の局面において、本発明は、複数の荷電粒子ビームレットの集束方法であって、複数の開孔を有する第１の多孔プレートと前記第１の多孔プレートから少なくとも１ｍｍの距離だけ離間した第１の電極との間に、前記第１の多孔プレートが第１の集束力Ｆ１を有するように最大で５０００Ｖ／ｍｍの電場を生成する工程と、荷電粒子ビーム及び複数の荷電粒子ビームレットのうちの少なくとも一方を、前記電場、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔及び前記第１の電極に透過させる工程と、前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、複数の開孔を有する少なくとも１つの第２の多孔プレートを備えた粒子光学部品であって、第２の集束力Ｆ２を与えるように構成及び動作される粒子光学部品の開孔に透過させる工程とを含み、前記粒子光学部品の前記第２の集束力Ｆ２は、前記第１の集束力Ｆ１の５分の１以下であることを特徴とする方法を提供する。
【０１７６】
他の例示的な実施の形態において、第１の多孔プレートと第１の電極との間に生成される電場は、最大で２５００Ｖ／ｍｍ、最大で１０００Ｖ／ｍｍ、又は最大で５００Ｖ／ｍｍの電場強度を有し得る。さらなる例示的な実施の形態において、第１の電極と第１の多孔プレートとの間の距離は、少なくとも５ｍｍであり、あるいは、少なくとも１０ｍｍもしくは少なくとも２０ｍｍであってもよい。
【０１７７】
本明細書において、集束力とは、焦点距離：Ｆ＝１／fの逆数を意味する。多孔アレイ及び多レンズアレイの集束力を与える式の例は、本明細書において前記に示されている。
【０１７８】
第１６の局面に係る方法における多孔部品は、前記に特徴及び実施の形態が記載されている本発明に係る多孔部品であることが好ましい。第１の電極は、例えば、単開孔プレートであってもよい。第１の電極は、例えば、第１の多孔プレートと第２の多孔プレートとの間に配置されてもよい。他の実施の形態においては、第１の電極は、第２の多孔プレートから離れる方向に向いた第１の多孔プレートの側に配置されてもよい。
【０１７９】
第１７の局面において、本発明は、複数の開孔を有する第１の多孔プレートと、少なくとも１つの開孔を有する第４の開孔プレートと、前記第４の開孔プレートを、前記第１の多孔プレート対して第１の位置及び前記第１の位置とは異なる第２の位置にずらすための少なくとも１つのアクチュエータを含む取付構造とを含むことを特徴とする粒子光学部品を提供する。
【０１８０】
例示的な実施の形態においては、前記第１の位置において、前記第４の開孔プレートの前記少なくとも１つの開孔のうちの１つの開孔は前記第１の多孔プレートの第１の開孔と整列され、前記第２の位置において、前記１つの開孔は前記第１の多孔プレートの第２の開孔と整列され、前記第１及び第２の開孔は異なっている。
【０１８１】
例示的な実施の形態において、前記粒子光学部品は、複数の開孔を有する第２の多孔プレートであって、前記第１の多孔プレートとの間に間隙が形成されるように前記第１の多孔プレートから離間した第２の多孔プレートをさらに備え、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が、前記第２の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、前記第１の多孔プレートは、前記第４の開孔プレートと前記第２の多孔プレートとの間に配置されている。
【０１８２】
前記粒子光学部品の例示的な実施の形態、利点及び特徴は、特に本発明の第１の局面に関連して前記において説明されている。第４の開孔プレートは、第１の開孔プレートの位置及び／又は粒子光学システムの他の部品の光学特性の検査に有利に用いることができる。
【０１８３】
第１８の局面において、本発明は、複数の開孔を有する第１の多孔プレートと、複数の開孔を有する第３の多孔プレートであって、前記第３の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第３の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、前記第３の多孔プレートの開孔の直径は、前記第３の多孔プレートの前記開孔と整列された前記第１の多孔プレートの対応する開孔の直径よりも小さい、第３の多孔プレートとを備えたことを特徴とする粒子光学部品を提供する。
【０１８４】
例示的な実施の形態において、前記粒子光学部品は、複数の開孔を有する第２の多孔プレートであって、前記第１の多孔プレートとの間に間隙が形成されるように前記第１の多孔プレートから離間した第２の多孔プレートをさらに備え、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が、前記第２の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、前記第１の多孔プレートは、前記第３の開孔プレートと前記第２の多孔プレートとの間に配置されている。
【０１８５】
例示的な実施の形態において、前記第３の多孔プレートの開孔の直径は、前記第３の多孔プレートの前記開孔と整列された前記第１の多孔プレートの対応する開孔の直径の９９％以下、例えば、９５％以下である。さらなる例示的な実施の形態、特徴及び利点は、本発明の第１の局面に係る粒子光学部品に関連して前記に説明されている。
【０１８６】
上述のように、整列は、上流側の開孔プレートの開孔を通過する荷電粒子ビームレットが、下流側の多孔プレートに衝突又は接触することなく、下流側の多孔プレートの整列開孔を通過することができるように、整列開孔を互いに配置することを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【０１８７】
【図１】本発明に係る粒子光学検査システムの基本的な特徴及び機能を概略的に示す図
【図２】試料上に焦点面を結像する際の粒子光学素子によって生じる像面湾曲作用を示す図
【図３】図２に示される像面湾曲を補償するように構成された粒子光学部品の実施の形態の一部を示す図
【図４】本発明の粒子光学部品の第１の実施の形態における、第１の多孔プレートの第２の多孔プレートに対する配置を示す図
【図５】本発明の粒子光学部品の第２の実施の形態における、第１の多孔プレートの第２の多孔プレートに対する配置を示す図
【図６】本発明の粒子光学部品の第３の実施の形態における、第１の多孔プレートの第２の多孔プレートに対する配置を示す図
【図７】本発明の粒子光学部品の第３の実施の形態における像面湾曲の補償効果を概略的に示す図
【図８ａ】第１、第２、第３及び第４の電極のうちの少なくとも１つ、並びに、異なる電場構成を有する本発明の粒子光学部品の実施の形態を示す図
【図８ｂ】第１、第２、第３及び第４の電極のうちの少なくとも１つ、並びに、異なる電場構成を有する本発明の粒子光学部品の実施の形態を示す図
【図８ｃ】第１、第２、第３及び第４の電極のうちの少なくとも１つ、並びに、異なる電場構成を有する本発明の粒子光学部品の実施の形態を示す図
【図８ｄ】第１、第２、第３及び第４の電極のうちの少なくとも１つ、並びに、異なる電場構成を有する本発明の粒子光学部品の実施の形態を示す図
【図８ｅ】第１、第２、第３及び第４の電極のうちの少なくとも１つ、並びに、異なる電場構成を有する本発明の粒子光学部品の実施の形態を示す図
【図９】第３の多孔プレートを有する本発明の粒子光学部品の実施の形態を示す図
【図１０ａ】第４の開孔プレートを含む本発明の粒子光学部品の実施の形態、及び本発明の第２の局面に係る多孔部品の動作の実施の形態の工程を示す図
【図１０ｂ】第４の開孔プレートを含む本発明の粒子光学部品の実施の形態、及び本発明の第２の局面に係る多孔部品の動作の実施の形態の工程を示す図
【図１１】磁気レンズにおいて用いられている本発明に係る粒子光学部品の実施の形態を示す図
【図１２ａ】コイル装置を含む本発明に係る粒子光学部品及び粒子光学装置の実施の形態を示す図
【図１２ｂ】図１２ａに示される装置の動作中のｚ方向における磁束密度を示すグラフ
【図１３ａ】本発明の第１０の局面に係る粒子光学装置の実施の形態の一部を示す図
【図１３ｂ】図１３ａに示される装置の動作中の異なる開孔の位置におけるｚ方向の磁束密度を示すグラフ
【図１４】本発明に係る粒子光学装置のさらなる実施の形態を示す図
【図１５ａ】本発明に係る粒子光学部品の第１及び第２の多孔プレートの整列不良による歪曲収差作用を示す図
【図１５ｂ】図１５ａに示される第１及び第２の多孔プレートの整列不良の補償に適したを照射モードを示す図
【図１６】図１５ａの歪曲収差作用を示す、像平面における一次電子ビームレットスポットのアレイの立面図
【図１７】本発明の第１５の局面に係る成形多孔プレートの製造方法の実施の形態を示す図
【図１８】本発明の第１３の局面に係る成形多孔プレートの製造方法の実施の形態を示す図
【図１９】本発明の第１３の局面に係る成形多孔プレートの製造方法の別の実施の形態を示す図
【図２０】本発明の第１４の局面に係る成形多孔プレートの製造方法の実施の形態を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【０１８８】
本発明の前記及びその他の有利な特徴は、添付図面を参照し、本発明の例示的な実施の形態の以下の詳細な説明からより明らかとなる。尚、本発明の可能な実施の形態の全てが、本明細書において示す利点の全て又はいずれかを示すとは限らない。
【０１８９】
図１は、本発明に係る粒子光学検査システムの基本的な特徴及び機能を概略的に示し、
図２は、試料上に焦点面を結像する際の粒子光学素子によって生じる像面湾曲作用を示し、
図３は、図２に示される像面湾曲を補償するように構成された粒子光学部品の実施の形態の一部を示し、
図４は、本発明の粒子光学部品の第１の実施の形態における、第１の多孔プレートの第２の多孔プレートに対する配置を示し、
図５は、本発明の粒子光学部品の第２の実施の形態における、第１の多孔プレートの第２の多孔プレートに対する配置を示し、
図６は、本発明の粒子光学部品の第３の実施の形態における、第１の多孔プレートの第２の多孔プレートに対する配置を示し、
図７は、本発明の粒子光学部品の第３の実施の形態における像面湾曲の補償効果を概略的に示し、
図８ａ、図８ｂ、図８ｃ、図８ｄ、図８ｅは、第１、第２、第３及び第４の電極のうちの少なくとも１つ、並びに、異なる電場構成を有する本発明の粒子光学部品の実施の形態を示し
図９は、第３の多孔プレートを有する本発明の粒子光学部品の実施の形態を示し、
図１０ａ、図１０ｂは、第４の開孔プレートを含む本発明の粒子光学部品の実施の形態、及び本発明の第２の局面に係る多孔部品の動作の実施の形態の工程を示し、
図１１は、磁気レンズにおいて用いられている本発明に係る粒子光学部品の実施の形態を示し、
図１２ａは、コイル装置を含む本発明に係る粒子光学部品及び粒子光学装置の実施の形態を示し、
図１２ｂは、図１２ａに示される装置の動作中のｚ方向における磁束密度を示すグラフであり、
図１３ａは、本発明の第１０の局面に係る粒子光学装置の実施の形態の一部を示し、
図１３ｂは、図１３ａに示される装置の動作中の異なる開孔の位置におけるｚ方向の磁束密度を示すグラフであり、
図１４は、本発明に係る粒子光学装置のさらなる実施の形態を示し、
図１５ａは、本発明に係る粒子光学部品の第１及び第２の多孔プレートの整列不良による歪曲収差作用を示し
図１５ｂは、図１５ａに示される第１及び第２の多孔プレートの整列不良の補償に適したを照射モードを示し、
図１６は、図１５ａの歪曲収差作用を示す、像平面における一次電子ビームレットスポットのアレイの立面図を示し
図１７は、本発明の第１５の局面に係る成形多孔プレートの製造方法の実施の形態を示し、
図１８は、本発明の第１３の局面に係る成形多孔プレートの製造方法の実施の形態を示し、
図１９は、本発明の第１３の局面に係る成形多孔プレートの製造方法の別の実施の形態を示し、
図２０は、本発明の第１４の局面に係る成形多孔プレートの製造方法の実施の形態を示している。
【０１９０】
図１は、本発明に係る粒子光学装置、粒子光学システム及び電子マルチビーム検査システム、並びに、荷電粒子ビームレットの操作方法の一実施の形態である電子顕微鏡システム１の基本的な機能及び特徴を記号を用いて示す概略図である。電子顕微鏡システム１は、複数の一次電子ビームレット３を用いて、対物装置１００の対物レンズ１０２の像平面１０１に配置される被検査試料７の表面に一次電子ビームスポット５を生成する走査電子顕微鏡型（ＳＥＭ）のものである。
【０１９１】
一次電子ビームレット３は、電子源装置３０１と、コリメータレンズ３０３と、粒子光学部品３０５（２つの多孔のうちの１つのみが示される、簡略化された形式で示されている）と、視野レンズ３０７とを含むビームレット生成装置３００によって生成される。
【０１９２】
電子源装置３０１は、発散電子ビーム３０９を生成し、発散電子ビーム３０９は、コリメータレンズ３０３によって平行にされ、粒子光学部品３０５を照射するためのビーム３１１を形成する。
【０１９３】
図１の挿入図Ｉ3は、粒子光学部品３０５の一部を形成する第１の多孔プレート３１３の立面図を示している。第１の多孔プレート３１３（及び図示されない第２の多孔プレートも同様）には、複数の開孔３１５が形成されている。開孔３１５の中心３１７は、像平面１０１に形成される一次電子ビームスポット５のパターン１０３に電子光学的に対応するパターンすなわちアレイ３１９に配置されている。
【０１９４】
アレイ３１９のピッチＰ3は、例えば、約５μｍ〜約２００μｍの範囲にあってもよい。開孔３１５の直径Ｄは、例えば、０．１×Ｐ3〜０．５×Ｐ3の範囲、０．３×Ｐ3〜０．６×Ｐ3の範囲、０．４×Ｐ3〜０．７×Ｐ3の範囲、０．５×Ｐ3〜０．７×Ｐ3の範囲、０．５×Ｐ3〜０．６×Ｐ3の範囲、０．６×Ｐ3〜０．７×Ｐ3の範囲、０．７×Ｐ3〜０．８×Ｐ3の範囲及び／又は０．８×Ｐ3〜０．９×Ｐ3の範囲にあってもよい。
【０１９５】
照射電子ビーム３１１は、開孔３１５（及び図示されない第２の多孔プレートの対応する整列開孔）を通過して、一次電子ビームレット３を形成する。第１の多孔プレート３１３に衝突した照射電子ビーム３１１は、一次電子ビームレットビーム経路１３から遮断され、一次電子ビームレット３の形成には寄与しない。
【０１９６】
図１に示される実施の形態において、照射電子ビーム３１１から複数の一次電子ビームレット３を形成することは、粒子光学部品３０５の機能の１つである。図示される本実施の形態の粒子光学部品３０５のさらなる機能は、焦点３２３が焦点領域すなわち焦点面３２５に形成されるように各一次電子ビームレット３を集束することである。図１の焦点領域３２５は、説明を容易にするために平面状の面として示されている。粒子光学部品３０５によって補償あるいは補正される粒子光学収差が像面湾曲である本発明の実施の形態においては、焦点領域３２５は、一般に、図３に示すような曲面形状を有するものとなる。図１には、第１及び第２の多孔プレートのうちの少なくとも一方に電位を供給するための電圧源３３０も概略的に示されている。
【０１９７】
本発明の他の実施の形態においては、照射電子ビーム３１１のビーム経路において第１及び第２の多孔プレートの上流側に第３の多孔プレートを配置してもよい。このような実施の形態においては、第３の多孔プレートは、複数の一次電子ビームレットを形成する機能を有するものとなる。第３の多孔プレートが第１の多孔プレートと適切に整列されていれば、一次電子ビームレット３は、第１及び第２の多孔プレートの開孔を通過することになり、これは、特に、第１の多孔プレートの第１の面が、衝突する一次電子によって破損することがないという利点を有する。例えば、特に、第１の多孔プレートの昇温作用、帯電作用及び異物混入を防止するか、あるいは実質的に低減することができる。
【０１９８】
図１の挿入図Ｉ4は、パターン３２７状に配置された焦点３２３を有する焦点面３２５の立面図を示している。このパターンのピッチＰ4は、下記の記載からも理解されるように、第１の多孔プレート３１３（及び図示されない第２の多孔プレート）のパターン３１９のピッチＰ3と同じであってもよいし、異なっていてもよい。焦点３２３の直径は、例えば、約１ｎｍ〜約１μｍの範囲にあってもよい。
【０１９９】
視野レンズ３０７及び対物レンズ１０２は一緒になって、焦点面すなわち領域３２５を像平面１０１に結像し、検出器装置２０９によって二次電子ビームレット９の強度を検出することによって高解像度の二次電子像を得るための直径の小さい一次電子ビームスポット５のアレイ１０３を試料７上に形成する機能を果たす。
【０２００】
ビームスプリッタ／コンバイナ装置４００は、ビームレット生成装置３００と対物装置１００との間の一次電子ビーム経路３１３、並びに、対物装置１００と検出装置２００との間の二次電子ビーム経路１１に設けられている。
【０２０１】
図１の挿入図Ｉ1は、一次電子ビームスポット５の規則的な矩形のアレイ１０３が形成された像平面１０１の立面図を示している。図１においては、５×５のアレイ１０３に配置された２５個の一次電子ビームスポット５が示されている。一次電子ビームスポット５の数は、電子顕微鏡システム１の原理を説明し易くするために、このように比較的少なく示されている。実際には、一次電子ビームスポット５の数は、３０×３０、１００×１００又は他の任意の数など、かなり大きい数値に選択することができる。
【０２０２】
図示される実施の形態において、一次電子ビームスポット５のアレイ１０３は、例えば、約１μｍ〜約１０μｍの範囲のほぼ一定のピッチＰ1を有するほぼ規則的な矩形のアレイである。但し、アレイ１０３は、変形した規則的なアレイでも、不規則なアレイでもよく、また、六角形アレイなどの別の対称形のアレイとすることもできる。
【０２０３】
像平面１０１に形成された一次電子ビームスポット５の直径は、例えば、約５ｎｍ〜約２００ｎｍの範囲にあってもよい。対物装置１００は、一次電子ビームレット３を集束し、一次電子ビームスポット５を形成する。
【０２０４】
一次電子ビームスポット５において試料７に入射する一次電子により、試料７の表面から発する二次電子が生成される。二次電子は、対物レンズ１０２に入射する二次電子ビームレット９を形成する。
【０２０５】
電子顕微鏡システム１は、複数の二次電子ビームレット９を検出装置２００に供給するための二次電子ビーム経路１１を与える。検出装置２００は、検出器装置２０９の電子感受性検出器２０７の表面平面２１１に二次電子ビームレット９を投射するための投射レンズ装置２０５を含む。検出器２０７としては、固体ＣＣＤ又はＣＭＯＳ、シンチレータ装置、マイクロチャネルプレート、ＰＩＮダイオードアレイ等から選択される１つ又は複数とすることができる。
【０２０６】
図１の挿入図Ｉ2は、像平面２１１、及び二次電子ビームスポット２１３がアレイ２１７として形成される検出器２０７の表面の立面図を示している。アレイ２１７のピッチＰ2は、例えば、約１０μｍ〜約２００μｍの範囲にあってもよい。検出器２０７は、複数の検出画素２１５を含む位置感受性検出器である。画素２１５は、各画素２１５がそれに入射する二次電子ビームレット９の強度を検出できるように、二次電子ビームスポット２１３のアレイ２１７に対応するアレイ状に配置されている。
【０２０７】
本発明の前記実施の形態に関連して寸法や電圧などの物理的特性に対して示される全ての数値は、例示のためのものに過ぎず、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【０２０８】
電子源装置３０１及び粒子光学部品３０５は、共に本発明に係る粒子光学装置の実施の形態を形成している。
【０２０９】
図１に示されるように、電子顕微鏡システム１の特徴の１つは、一次電子ビームレットの焦点３２３が粒子光学部品３０５によって形成される焦点領域３２５が、被検査試料７の表面が位置する像平面１０１に結像されることである。粒子光学部品３０５は像面湾曲などの粒子光学収差を補償することができるので、像平面１０１と試料７の表面は一致するのが理想的である。
【０２１０】
実際には、図２にＭという記号で示される電子光学素子は、電子光学システムの像面湾曲に典型的に寄与することが分かっている。これにより、図２に示されるように、平坦な焦点面３２５が試料７の表面に近接した湾曲した像平面１０１に結像される。そのため、湾曲した像平面１０１が試料７の平坦な面に一致することは不可能であり、従って、焦点３２３は、試料７の表面に完全に結像することはない。
【０２１１】
図３は、焦点領域３２５を試料７の表面に結像する際に使用される電子光学素子Ｍによって生じる像面湾曲の問題に対する１つの解決策を実現するように構成された本発明に係る粒子光学部品の実施の形態を示している。本実施の形態の粒子光学部品は、一次電子ビームレット３の焦点３２３が生成される焦点領域３２５が湾曲した領域あるいは曲面となるように設計されている。焦点領域３２５の曲率は、電子光学素子Ｍが焦点領域３２５を平坦な像平面１０１に結像するように設定される。従って、試料７の平面状の面を平坦な像平面１０１に一致するように配置することができる。
【０２１２】
このような効果の大きさについて概略的に示すと、例としては、複数の開孔によって形成される開孔パターンの周辺に生成された一次電子ビームレット３の焦点３２３ａは、焦点３２３ａに対応する結像点１０１ａが試料７の表面から約１２μｍの距離だけ離れて試料表面付近の湾曲した平面１０１に結像される。従って、粒子光学部品３０５は、焦点領域３２５が、周辺の一次電子ビームレット３の焦点３２３ａが、図２に示されるように、像面湾曲補正を行なうことなく、多孔プレートの平坦な焦点面３２３から約５．３ｍｍの距離に、言い換えると、中央の一次電子ビームレット３の焦点３２３よりも５．３ｍｍの距離だけさらに下流側に配置されるような湾曲した焦点領域となるように構成することができる。このように、焦点領域の試料への結像処理において所定の縮小を行なうことにより、結果として形成される像平面１０１は、一次電子ビームスポットすなわち結像点１０１ａが試料表面に一致する平坦な像平面１０１となる。
【０２１３】
図４において、第１の多孔プレート４１３の第２の多孔プレート４１４に対する１つの可能な配置が、本発明に係る粒子光学部品の第１の実施の形態４０５として示されている。第１及び第２の多孔プレート４１３、４１４の両方は、それぞれの複数の開孔によって開孔パターンが形成された、実質的に平面平行であるプレートである。第２の多孔プレート４１４は、第１の多孔プレート４１３に対して傾斜している、すなわち、第１の多孔プレート４１３に対して角度γで配置され、これによって、両者の間に間隙が形成されている。この間隙は、第１の開孔４１５の位置において第１の幅ｗ1を有し、第２の開孔４１５'の位置において第２の幅ｗ2を有しており、ここで、ｗ1＞ｗ2である。第１の多孔プレートの各開孔は、対応付けられた開孔対４１５及び４１５ａ、並びに、４１５'及び４１５’ａが形成されるように、第２の多孔プレート４１４の対応する開孔と整列されている。図４の矢印は、荷電粒子ビームの方向を示している。第１の多孔プレート４１３は、荷電粒子ビームのビーム経路に対して直角に配置されている。第１及び第２の多孔プレート４１３、４１４の配置は、互いに対称である。
【０２１４】
図５において、第１の多孔プレート５１３の第２の多孔プレート５１４に対するさらなる可能な配置及び第１の多孔プレート５１３の可能な設計が、本発明に係る粒子光学部品の第２の実施の形態５０５として示されている。図５に示されるように、第１の多孔プレート５１３は様々な厚さを有しており、第１の多孔プレート５１３の厚さが右側から左側へ増加するように、第１の多孔プレート５１３の第１の面５１３ａが第２の面５１３ｂに対して角度αで配置されている。第１の多孔プレート５１３の第２の面５１３ｂは、図５において矢印で示される衝突する荷電粒子ビームのビーム経路に対して直角に配置されている。第２の多孔プレート５１４は、平面平行プレートであり、その第１及び第２の面は、第１の多孔プレート５１３の第２の面５１３ｂと平行に、従って、第１の多孔プレート５１３の第１の面５１３ａに対して角度αで配置されている。従って、第１及び第２の多孔プレート５１３、５１４の間に形成された間隙は、第１の開孔５１５の位置において第１の幅ｗ1を有し、第２の開孔５１５'の位置において第２の幅ｗ2を有しており、ここで、ｗ1＞ｗ2である。
【０２１５】
図６において、本発明の粒子光学部品の第３の好適な実施の形態６０５が示されている。第１の多孔プレート６１３は、凸面状の非球面形状を有する第１の面６１３ａ及び平面（平坦な）形状を有する第２の面６１３ｂを有している。第２の多孔プレート６１４は、第１の多孔プレート６１３と実質的に同一である。第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４は、互いに鏡面反転して配置され、対称平面ＭＩＰが第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間に形成された間隙を通って延びている。第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の第１の面６１３ａ、６１４ａは、互いに対向して配置されている。第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４は、それぞれの複数の開孔を含む同一の開孔パターンを有しており、第１の多孔プレート６１３の各開孔は、第２の多孔プレート６１４の対応する開孔と整列されている。ここでも、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間に形成された間隙は、開孔パターンの周辺に位置する、第１の開孔６１５の位置において第１の幅ｗ1を有し、開孔パターンの中心に位置する、第２の開孔６１５'の位置において第２の幅ｗ2を有しており、ここでｗ1＞ｗ2である。好適な実施の形態において、第２の幅ｗ2は、例えば、約８０μｍであってもよく、開孔パターン（説明を容易にするため、図６においては開孔を９つだけ含んでいるが、一般には、これよりも多い数の開孔を含む）の縁端部おける第１の幅ｗ1は、例えば、約２９０μｍであってもよい。
【０２１６】
第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の開孔パターンが同じであり、かつ、一定のピッチＰ6を有する場合、Ｎ番目の開孔の位置における間隙の幅は、例えば、
【０２１７】
【数７】
【０２１８】
によって表すことができる。Ｎ＝０となる中央の開孔が８０(ｍの第２の幅ｗ2を有する場合、既に述べたように、Ｎ＝±７０である最も外側の開孔における間隙の幅は、Ｐ6が４８μｍであれば、約２９０μｍとなる。図６に示される、Ｎ＝−４である開孔における第１の幅ｗ1は、前記式にしたがって計算した場合、当該ピッチＰ6に対して、約８１μｍ未満となる。
【０２１９】
図７において、図６に示される粒子光学部品の実施の形態６０５の像面湾曲の補償効果あるいは補正効果が概略的に示されている。一次電子ビーム３１１は、第１の多孔プレート６１３の第２の面６１３ｂに衝突する。第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４に形成された開孔６１５を通過する電子は、一次電子ビームレット３を形成する。第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４に、第１の多孔プレート６１３の上流側近傍の第１の電場Ｅ1が実質的にゼロとなるような電位Ｕ1、Ｕ2が印加される。電位Ｕ1、Ｕ2は、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間の間隙に電場Ｅ2が生成されるようにも選択される。図示される実施の形態において、これは、例えば、第１の多孔プレート６１３に約５００Ｖ（Ｕ1）を印加し、第２の多孔プレート６１４を接地する（Ｕ2）ことによって行なうことができる。このようにして、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間に、いわゆる液浸型レンズが形成される。適切な電位を供給するように構成された電圧源は、図７において「６３０」で示されている。図７に示される実施の形態において、第３の電場Ｅ3が第２の多孔プレート６１４の下流側に設けられ、この電場は、粒子光学部品が、一次電子ビームレット３が焦点領域６２５に集束されるような集束効果を第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の開孔を通過する電子（荷電粒子）に対して有するように構成されている。これは、例えば、２０ｋＶ〜３０ｋＶ（接地された第２の多孔プレート６１４に対して）といった適切な電圧が供給された単開孔プレート（図示せず）としての電極によって集束電場Ｅ3を生成することにより容易に実現することができる。本実施の形態において、主要な集束は、電場強度の異なる２つの電場Ｅ1及びＥ3の縁端部に配置された第２の多孔プレート６１４によって実現され、比較的小さい集束効果である像面湾曲の補正効果は、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間の間隙において生成される電場Ｅ2によって実現される。従って、焦点領域６２３は、開孔パターンの中心において粒子光学部品を通過する一次電子ビームレット３の焦点距離が開孔パターンの周辺に位置する開孔を通過する一次電子ビームレット３の焦点距離に比べて約５％だけ短い、湾曲した焦点領域である。これにより、上述したように、例えば、粒子光学部品の下流側の粒子光学素子Ｍによって生じた像面湾曲を補正することが可能となる。また、図示される部品により、非点収差や歪曲収差などの他の結像誤差を補正することができる。
【０２２０】
本発明の粒子光学部品の結像誤差の補正あるいは補償効果は、間隙の幅ｗを調整することによって、又は、第１及び第２の多孔プレート間の電位差ΔＵを調整することによって、様々なものとすることができ、これにより、粒子光学部品を別のものに交換することなく調整を行なうことが可能となる。また、多孔プレートの前記の特定の設計、特に、第１の面の形状及び他の要因を粒子光学システムの特定の設計に合わせることができる。第１の面のうちの一方又は両方の形状は、それぞれ、選択される間隙幅又は間隙幅の範囲、また、達成すべき補償効果に影響されることになる。
【０２２１】
図６及び図７に示される実施の形態において、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間に印加される電位差ΔＵは、例えば、０〜８００Ｖの範囲にあってもよく、これは、電気的破壊を防止するための真空環境において十分に低い、１０,０００Ｖ／ｍｍ未満の電場強度に対応する。ゼロの電位差が印加された場合、像面湾曲の補償効果が得られないので、ΔＵ＞０である実施の形態が好ましい。
【０２２２】
図８ａ〜図８ｄにおいて、本発明の粒子光学部品の実施の形態６０５の内部及び周囲における多数の電場構成が概略的に示されている。
【０２２３】
荷電粒子の運動エネルギーが粒子光学部品の第１の多孔プレート６１３の第２の面６１３ｂに衝突する照射電子ビーム３１１の断面にわたって実質的に一定であるとすると、粒子光学部品に近接する電場Ｅ2、、並びに、必要に応じて電場Ｅ1及びＥ3は、それぞれの開孔によって形成される焦点距離ｆが、照射電子ビーム３１１にわたる開孔位置に依存するような形状とすることができる。電場Ｅ2の整形は、例えば、対向する表面の曲率及び／又はそれらの互いに対する配置、それらの間に形成された間隙の結果として生じる形状及び寸法、並びに、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４に印加される電位などの多孔プレート６１３、６１４の設計によって行なうことができる。必要に応じたさらなる粒子光学収差の補正効果を実現するための電場Ｅ1及びＥ3の整形は、粒子光学部品の上流側又は下流側に距離をおいて配置された、好ましくは単開孔プレートとしての１つ又は複数の電極によって行なうことができる。
【０２２４】
図８ａに示される構成において、開孔６１１を有する単開孔電極としての第１の電極６６５は、第１の多孔プレート６１３の上流側に距離をおいて設けられ、同様に、第１の電極６６５の開孔と実質的に同一の開孔６６１を有する単開孔プレートである第２の電極６７０は、第２の多孔プレート６１４の下流側に距離をおいて設けられている。図示される構成において、第２の多孔プレート６１４に５００Ｖの電位が印加されるのに対し、第１の多孔プレート６１３は接地され、その結果、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間に０．５ｋＶの電位差ΔＵが生じる。これらの電位を供給するように構成された電圧源は、説明を容易にするため、図８においては図示されていない。粒子光学部品の本実施の形態６０５は、図６及び図７に示されるものと実質的に同じであり、すなわち、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４は、これらの間に形成される間隙の幅が、多孔プレートの中心において最小となり、かつ、径方向外向きに増加するように互いに対向する凸面形状の第１の面を有する。従って、電場強度は、各電場発生電極に印加される電位差と、電場発生電極、すなわち、この場合は第１及び第２の多孔プレートの互いからの距離との比によって得られるので、間隙内で結果として生じる電場Ｅ2は、中心において最も高い電場強度を有し、これもまた、径方向外向きに減少する。
【０２２５】
図８ａに示される実施の形態において、第１の電極６６５は接地されるのに対し、第２の電極には第２の多孔プレート６１４と同じく５００Ｖの電位が印加されるため、粒子光学部品６０５の上流側の電場Ｅ1及び下流側の電場Ｅ3はゼロである。従って、粒子光学部品６０５は、粒子光学部品の上流側及び／又は下流側の電場の十分な差異又は勾配によってそれぞれ全体的に強い集束効果が得られる場合とは異なり、開孔の中心を中心として径方向外向きに変化して像面湾曲の補償効果をもたらす、非常に弱い集束効果のみを与える。従って、前記部品によって得られるこの弱い集束効果は、図示されない集束装置によって得られる主要な集束効果に重ね合わせることができる。荷電粒子ビーム３１１として粒子光学部品６０５上に向けられた荷電粒子は、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の開孔６１５を透過し、荷電粒子ビームレット３を形成し、形成された荷電粒子ビームレット３の数は、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の開孔６１５の数に対応している。同ビームレットは、図示されていない集束素子（比較的大きい主要な集束効果を与える）によって主に集束されて、焦点領域６２５に焦点６２３を形成するものと考えられ、焦点領域６２５は、粒子光学部品６０５の周辺領域を透過して比較的弱い電場Ｅ2に曝されたビームレットよりも強い電場Ｅ2を受けた、粒子光学部品６０５の中央領域において透過したビームレットによる曲面形状を有しているため、これらは、異なる合計集束効果を受け、その結果、異なる焦点距離、及び、これに応じた焦点領域６２５の曲率が生じる。この湾曲した焦点領域６２５により、粒子光学部品６０５のさらに下流側の粒子光学素子によって生じる像面湾曲を補償することが可能となる。第１及び第２の電極６６５、６７０の開孔６１１及び６６１は、粒子光学部品によって生成されるビーム３１１又はビームレット３がそれぞれ通過できるような寸法にされている。
【０２２６】
別の構成において、電場Ｅ1及びＥ3は、ゼロとは異なるように選択してもよい。これらの場合において、電場Ｅ1及びＥ3が同じである場合は、粒子光学部品内では主要な強い集束は行なわれず、電場Ｅ2による弱い集束効果のみがもたらされ、粒子光学部品の補正効果が実現されることになる。従って、Ｅ1及びＥ3が異なる及び／又は不均一である場合は、さらなる集束効果を与えてもよい。
【０２２７】
尚、図８ａ又はその他の図面に示される焦点領域３２５の位置は、単に説明の目的で示されている。焦点領域は、前記システムの他の任意の位置、例えば、使用される集束方法の種類、位置及び程度によっては、さらに下流側にあってもよい。
【０２２８】
図８ｂの実施の形態において、さらなる主要な集束効果をもたらす電場構成が示されている。粒子光学部品、並びに、第１及び第２の電極６６５及び６７０の配置は、図８ａに示されるものに実質的に対応しており、同様に単開孔プレートとしての第３の電極６８０が、第２の電極６８０の下流側に距離をおいて配置されている。本実施の形態において、第３の電極６８０の開孔６６１は、第１及び第２の電極６６５、６７０の開孔６１１、６６１と実質的に同じである。第１の多孔プレート６１３の上流側近傍に等電位線によって示されるような均一な電場Ｅ1が存在するように、第１の電極に３０ｋＶの電位を印加し、粒子光学部品６０５の第１の多孔プレート６１３に９ｋＶの電位を印加することにより、第１の電極６６５と粒子光学部品６０５との間に電場Ｅ1が生成される。第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の間の間隙内の電場Ｅ2は、第２の多孔プレート６１４に９.５ｋＶの電位を印加することによって０.５ｋＶの電位差ΔＵが印加されることを除いて、図８ａに示される実施の形態と同様にして生成される。第２の多孔プレート６１４と第２の電極６７０との間の電場Ｅ3がゼロとなるように、第２の多孔プレート６１４の下流側の第２の電極６７０に、同じく９.５ｋＶの電位が印加される。このように、粒子光学部品６０５の上流側の電場Ｅ1と下流側の電場Ｅ3とは異なり、これにより、荷電粒子ビーム３１１の荷電粒子が焦点領域６２５に集束されるような主要な集束効果がもたらされ、従って、焦点領域６２５は、図８ａの実施の形態と比べて、粒子光学部品６０５のより近くに位置しており、本実施の形態においては、第３の電極６８０に１９.５ｋＶの電位を印加することによって生成される、図示される等電位線によって示されるような実質的に均一な電場Ｅ4内に位置する。本実施の形態は、本発明の第７の局面に係る複数の荷電粒子ビームレットの集束方法の例でもある。
【０２２９】
図８ｃに示されるさらなる実施の形態において、粒子光学部品６０５の上流側及び下流側の異なる電場Ｅ1、Ｅ3による主要な集束効果、並びに、粒子光学部品６０５による補償効果に加えて、電場強度が光軸に直交する平面における所与の領域において様々となるように電場（図８ｃの実施の形態においては電場Ｅ4）を整形することにより、さらなる粒子光学収差の補正効果を得ることができ、この電場強度は、例えば、径方向依存性を示してもよい。Ｅ1は、第１の多孔プレート６１３の近傍の位置における照射ビーム３１１の断面にわたって実質的に一定である。第２の電極６７０の開孔６６１から（湾曲した等電位線によって示されるように、単開孔プレート６７０、６８０間の空間から）第２の多孔プレート６１４と単開孔プレート６７０との間の空間に貫通する電場Ｅ4によって、不均一な電場Ｅ3が生じる。従って、開孔パターンの中心に位置する開孔は、開孔パターンの周辺に位置する開孔よりも短い焦点距離ｆを形成することになり、その結果、ビームレット３の焦点６２３は、図８ｃの一点鎖線で示されるように、湾曲した焦点領域６２５上に位置することになる。このように、本発明に係る粒子光学部品による像面湾曲の補正効果又は幾何学的収差の補償効果に加えて、同部品の下流側の電極の配置及びこれらに対する適切な電位の印加も、像面湾曲の補償に寄与する。
【０２３０】
別の実施の形態において、均一な電場、例えば、電場Ｅ4は、電極の開孔（例えば、電場Ｅ4の場合は、開孔６６１）の適切な直径を適切に選択することによって生成してもよい。例えば、電極６８０の開孔６６１の直径は、電極６７０の開孔６６１の直径と異なっていてもよい。さらなる実施の形態においては、均一な電場Ｅ4が得られるように、電極６７０及び６８０の厚さを適切に選択してもよい。電極６７０又は６８０の開孔の直径のパラメータ、並びに、電極６７０、６８０の開孔直径比、電極６７０の厚さ及び電極６７０に印加される電圧を適切に調整して、実質的に均一な電場をこれらの間に形成してもよい。当業者には容易に明らかであるように、他の電極対及びこれらの間に形成される電場に対しても同じことが適用される。
【０２３１】
図８ｄは、図８ｃに示されるものと実質的に逆の構成を示している。図８ｄにおいて、第１の電極６６５の上流側に距離をおいて配置された単開孔プレート６６０と第１の電極６６５との間にあり、第１の電極６６５と第１の多孔プレート６１３との間の空間に膨出する電場Ｅ1によって、第１の多孔プレート６１３の上流側に不均一な電場Ｅ2が形成されている。粒子光学部品６０５内での電場Ｅ3の生成及び粒子光学部品６０５の構成は、図８ａ〜図８ｃに関連して説明された実施の形態と実質的に同じである。第２の多孔プレート６１４に９.５ｋＶの電位が印加されるのに対して、単開孔プレート６７０に３０ｋＶの電位を印加することにより、第２の多孔プレート６１４の下流側に電場Ｅ4が生成される。このように、粒子光学部品６０５の上流側の電場Ｅ2と下流側の電場Ｅ4とは異なり、これにより、粒子光学部品６０５又はその単一の多孔プレートによって、それぞれ、主要な集束効果が得られる。また、粒子光学部品６０５は、多孔プレート６１３、６１４の中心又は中央の開孔に対するそれぞれの開孔の位置に焦点距離を依存させることにより、補正効果をもたらす。さらに、粒子光学部品６０５の上流側に不均一な電場Ｅ2を設けることにより、さらなる像面湾曲の補正効果がもたらされる。
【０２３２】
多孔プレートの上流側又は下流側に特定の形状の電場を設けることによって得られるさらなる集束効果は、虚焦点にも関連して、本譲受人に譲渡された前記の国際公開第２０５０２４８８１号において詳細に記載されている。
【０２３３】
図８ｅに示される実施の形態は、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の開孔パターンと同様に配置された開孔パターンを含むさらなる多孔プレート６１８が第２の多孔プレート６１４の下流側に設けられていることを除いて、図８ｄに示されるものと実質的に同一である。第２及びさらなる多孔プレート６１３、６１８の間には電場が存在しないように、このさらなる多孔プレート６１８に同じく９.５ｋＶの電位が印加される。別の実施の形態において、第２の多孔プレート６１４に印加された電位とは異なる電位をさらなる多孔プレート６１８に印加し、これらの間に電場Ｅ4を生成してもよい。好ましくは、電場Ｅ4は、電場Ｅ3と同じ大きさ及び異なる向き（加速／減速）を有しないのがよい。図８ｅに示される実施の形態は、特に実用的な理由で有利である。なぜなら、既存の多孔プレートの製造方法での経験によると、多くの場合、多孔プレートの一方の表面のみが平滑であり、他方は一定の粗さを有することが示されているからである。図８ｅに示される実施の形態において、多孔プレート６１３、６１４及び６１８は、これらのそれぞれの平滑な表面が、電場（図示される場合においては、Ｅ3及びＥ5）が存在する領域に対向するように配置されるのが有利であり、これは、電場及びシステム全体の粒子光学特性にとって有益であることが分かっている。
【０２３４】
図９において、第３の多孔プレート６１９が第１の多孔プレート６１３の上流側に、すなわち、第１の多孔プレート６１３が第３の多孔プレート６１９と第２の多孔プレート６１４との間に配置されるように配置されている本発明の実施の形態が示されている。図示される実施の形態において、第３の多孔プレート６１９は、第１及び第２の多孔プレート（それぞれ、開孔６１５、６１５ａを有する）と同じ数及びパターンの開孔６１５ｃを有する。開孔６１５ｃは、対応する第１の多孔プレート６１３の開孔６１５及び第２の多孔プレート６１４の開孔６１５ａと整列されている。図９に示されるように、第３の多孔プレート６１９の開孔６１５ｃは、第１及び第２の多孔プレートの対応する開孔よりも小さい直径を有する。本実施の形態は、荷電粒子ビーム３１１の荷電粒子が開孔６１５ｃの間の第３の多孔プレート６１９の表面に衝突することにより、第１の多孔プレート６１３ではなく、第３の多孔プレート６１９が、加熱され、また、電荷及び汚染物質を捕集する、すなわち、第３の多孔プレート６１９が劣化するという点で有利である。第３の多孔６１９は、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の開孔６１５、６１５ａを実質的に完全に透過したビームレット３を形成する、すなわち、荷電粒子が表面に衝突し、散乱することによる荷電粒子の損失が実質的にない。図９において、第１の多孔プレート６１３に対して第２の多孔プレート６１４をずらすための取付構造６９０も概略的に示されている。
【０２３５】
図１０ａ及び図１０ｂにおいて、第１の多孔プレート６１３の上流側に配置された第４の開孔プレート６２０を有する本発明さらなる実施の形態が示されている。本実施の形態において、第４の開孔プレート６２０は、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の開孔６１５、６１５ａの直径に直径が対応している単一の開孔６１５ｄを有する。第４の開孔プレート６２０は、第４の開孔プレート６２０を第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４に対して、特に、平行にずらすためのアクチュエータ（図示せず）を含む取付構造６９１によって保持されている。このような第４の開孔プレート６２０は、例えば、多孔部品を検査するのに適している。多孔部品は、例えば、単一の多孔プレート、２つの多孔プレートからなる一組のプレート又は本発明に係る粒子光学部品であってもよい。本実施の形態において、多孔部品の動作方法は、本発明に係る粒子光学部品の第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の整列性を検査する工程を含む。図１０ａに示される第１の工程Ｓ１において、検査用開孔プレートである第４の開孔プレート６２０は、検査用開孔プレート６２０の開孔６１５ｄが、透過する荷電粒子ビームの方向、すなわち、荷電粒子光学システムの光軸の方向において、第１の多孔プレート６１３の第１の開孔６１５Ｐ１及び第２の多孔プレート６１４の対応する開孔６１５ａＰ１と整列されるような第１の位置に、第１及び第２の多孔プレート６１３に対して配置される。荷粒子ビームレット３は、開孔６１５ｄ、６１５Ｐ１及び６１５ａＰ１を透過し、検出器装置Ｄによって検出器表面の位置ＤＰ１において検出され、例えば、ビームレット３の強度、形状もしくは位置、又はこれら全てを検出することができる。第２の工程Ｓ２においては、第４のすなわち検査用開孔プレート６２０が、第１の多孔プレート６１３に対して平行にずらされ、これによって、検査用開孔プレート６２０の開孔６１５ｄが、第１の多孔プレート６１３の別の開孔６１５Ｐ２及び第２の多孔プレート６１４のこれと整列された開孔６１５ａＰ２と整列されるような第２の位置に、第１の多孔プレート６１３に対して配置される。ビームレット３は、次に、開孔６１５ｄ、６１５Ｐ２及び６１５ａＰ２を透過し、位置、形状又は強度、好ましくは、第１の工程Ｓ１におけるものと同じパラメータ又はパラメータ集合に関して、検出器装置Ｄの第２の位置ＤＰ２において検出される。ビームレット３が透過した開孔の大きさが両方の位置で同じであるが、ビームレット３の強度が第１及び第２の位置で異なる場合、この強度差は、第１及び第２の多孔プレートの整列不良を示す可能性があり、この場合、前記方法は、第１の多孔プレート６１３の位置を第２の多孔プレート６１４に対して調整する工程をさらに含んでいてもよい。
【０２３６】
図１１において、磁気レンズ７００において用いられる本発明に係る荷電粒子部品の実施の形態が示されている。この磁気レンズ７００は、４つの磁極７０１〜７０４を含み、二対の隣接する磁極７０１及び７０２、並びに、７０３及び７０４は、それらの間にそれぞれの間隙７０５、７０６を形成し、これにより、磁極対又は間隙７０５、７０６の間の空間をそれぞれ貫通する磁場が形成されている。図１１に示される実施の形態において、粒子光学部品は、複数の開孔６１５を有する第１の多孔プレート６１３と、複数の開孔６１５を有する第２の多孔プレート６１４と、第１の多孔プレート６１３の上流側に配置され、複数の開孔６１５が形成された第３の多孔プレート６１９とを含む。３つの多孔プレート６１３、６１４、６１９は、これらの間においてそれぞれの多孔プレートの外周リング部の周りに配置された多数のスペーサＳＰを用いて取り付けられており、これにより、多孔プレートは整列され、互いに所定距離をおいて固定される。スペーサＳＰは絶縁性材料からなる。また、電極管７１０が第３の多孔プレート６１９の上流側に設けられ、もう１つの電極管７１１が第２の多孔プレート６１４の下流側に配置されている。図示される実施の形態は、球面収差、又は磁気レンズの中心からの距離に対する依存性を示すその他のあらゆる収差の補正に有利に用いることができる。特に、径方向依存性を示す収差を有利に補正することができる。一実施の形態においては、補償効果をもたらすために、電極管７１０に０ｋＶが印加され、第３及び第１の多孔プレート６１３、６１９にも同様に０ｋＶが印加されるのに対し、第２の多孔プレートには０.５ｋＶという小さな電圧が印加され、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間に小さい集束補正電場が形成される。電極管７１１の上部縁には、０.５ｋＶを供給するのが便利であり、一方、さらに下流側には（図示されていないが、矢印によって示されている）、１０ｋＶの電位を適切に供給してもよい。
【０２３７】
図１１において、粒子光学部品は、間隙７０５、７０６の領域、従って、磁場の領域に配置されているように示されているが、他の実施の形態においては、ゼロ又はごく小さい磁束密度の領域に配置されるように磁気レンズ７００内に配置されることがより有利であり得る。
【０２３８】
図１２ａにおいて、本発明に係る粒子光学部品の近傍において磁場が実質的に無効化される本発明に係る粒子光学装置及び粒子光学システムの実施の形態、並びに、本発明のさらなる局面に係る荷電粒子ビームレットの操作方法の実施の形態が示されている。実施の形態の粒子光学システムは、荷電粒子源装置８０１と、コリメータレンズ８０３と、本発明に係る粒子光学部品８０５と、視野レンズ８０７と、対物レンズ１１０２と、試料台１００７とを含む。これらの部品の機能は、特に、図１及び図７を参照しながら上述の実施の形態において説明されたものに概ね対応している。本実施の形態のレンズ８０３、８０７及び１１０２のうちの少なくとも１つは、磁気レンズ、例えば、コリメータレンズ８０３である。本実施の形態の粒子光学装置は、レンズ８０３、８０７及び１１０２のうちの１つ又はそれ以上によって生成される磁場が、粒子光学部品８０５の近傍において、特に、粒子光学部品８０５の第１及び第２の多孔プレートの間隙の間において実質的に無効化されるような磁場を、粒子光学部品８０５の領域に生成するためのコイルを含むコイル装置８８０をさらに含む。図１２ａに示されるに実施の形態おいて、レンズ８０３は、所与の磁束密度及び向きを有する磁場を生成する磁気レンズである。図１２ａの粒子光学装置の実施の形態の軸ｚにおける磁束密度が図１２ｂに示されている。レンズ８０３によって生成される正の磁束密度を有する磁場は、粒子光学部品８０５の少なくともある領域において生成される第２の磁場によって減少し、多孔プレート間の間隙は、図１２ｂに示される軸ｚ上の位置ｚ1の近くに位置している。第２の磁場は、位置ｚ1において磁場Ｂzを実質的に無効化するように構成された向き及び磁束密度を有する。磁場は、粒子光学部品全体を含む領域においては無効化されないかもしれないが、粒子光学部品内のある１つの位置において実質的に無効化されることが好ましい。当業者に容易に理解されるように、第２の磁場の磁束密度及び位置は、コイル装置８８０のレイアウト及び／又は位置、当該装置のコイルを流れる電流、及び他の適切なパラメータによって決定することができる。荷電粒子ビームレットの操作方法の対応する実施の形態において、荷電粒子ビーム３１１は、粒子源装置８０１によって生成され、荷電粒子ビーム３１１のビーム経路において、第１の磁場を生成する磁気コリメータレンズ８０３によって平行にされ、粒子光学部品８０５上に導かれる。荷電粒子ビーム３１１の荷電粒子は、粒子光学部品８０５の開孔を透過し、これによって、ビームレット３（説明を容易にするために図１２ａにおいては単一のビームとして示されている）が形成される。次に、コイル装置８８０によって第２の磁場が生成され、この磁場は、コリメータレンズ８０３によって生成された第１の磁場を粒子光学部品８０５の領域において実質上無効化する。
【０２３９】
図１３ａにおいて、第１の多孔プレート６１３が磁気レンズ装置の第１の磁極片７５３と一体的に形成され、第２の多孔プレート６１４がこの磁気レンズ装置の第２の磁極片７５４と一体的に形成されている、本発明の第１０の局面に係る粒子光学装置の実施の形態が示されている。図１３ａに示されるように、第１及び第２の磁極片７５３、７５４は、軸ｚで方向が示されている荷電粒子のビーム経路に関して対称に配置されている。磁気レンズ装置の内部はトロイド形状をなしているように示されているが、磁極片７５３、７５４の他の構造も考えられる。第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４は、ビーム経路が通るように配置されている。第１及び第２の磁極片７５３、７５４の磁極片装置７５０の内部に配置されたコイル７５１を流れる電流によって一般に誘導される磁束が磁極片７５３、７５３に生成される際、軸ｚに対向する側の第１及び第２の磁極片７５３、７５４間の間隙、並びに、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間の間隙に磁場が生成される。間隙は様々な幅を有しているので、間隙内部の磁束密度もそれに応じて様々なものとなる。従って、多孔プレート６１３、６１４の中心において開孔６１５ａ’を通る荷電粒子は、多孔プレートの周辺寄りに位置する開孔を通る粒子と比べてより強い磁場を通って移動することになる。図１３ｂに示されるグラフにおいて、対応付けられた異なる整列開孔対６１５ａ’（Ｂ’）、６１５ａ’’（Ｂ’’）、６１５ａ’’’（Ｂ’’’）の間の間隙内の軸ｚ方向における磁束密度Ｂzが概略的に示されている。このグラフから分かるように、最大磁束密度Ｂzは、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間の間隙幅の増加と共に軸からの距離が増加するにしたがって減少する。磁束密度のこのような径方向依存性、及び径方向に減少する磁束密度が荷電粒子に及ぼす影響は、このような装置を含むシステムにおいて粒子光学収差を補正あるいは補償するために有利に用いられる。
【０２４０】
図１４において、本発明に係る粒子光学装置又は粒子光学システムのさらなる実施の形態が示されている。本実施の形態は、図１２ａに示される実施の形態と同様に、荷電粒子源装置８０１’と、粒子光学部品８０５'の第１及び第２の多孔プレートに異なる電位を印加するように構成された電圧源システム８３０を含む本発明に係る粒子光学部品８０５'とを含む。本実施の形態の粒子光学装置は、粒子光学部品８０５'の下流側において複数の荷電粒子ビームレットの合計ビーム電流に基づいて電圧源システム８３０を制御するように構成された第１の制御部８４１を有する制御器８４０をさらに含む。これにより、粒子光学部品によって得られる補正効果をシステムにおける荷電粒子の合計電流に応じて調整することが可能となる。なぜなら、粒子光学収差の程度は荷電粒子間のクーロン相互作用に影響される傾向があるからである。荷電粒子源装置８０１’が高電流の荷電粒子を放出するように設定されているか、又は電子などの二次粒子を大量に生成する開孔数の高い多孔プレートが被検査試料に対して用いられている場合、粒子光学部品８０５'の下流側の粒子ビームレットにおける荷電粒子の密度は増加するので、前記部品によって得られる補償効果の調整を行なうことが望ましい。図１４に示される実施の形態において、粒子光学装置は、複数の荷電粒子の合計ビーム電流を検出するための電流検出器８４８をさらに含む。図１４に示される実施の形態において、合計ビーム電流は、荷電粒子源装置８０１'と、荷電粒子ビームレットの合計ビーム電流に応じて電荷を捕集する試料台１００７'との間の電位差を測定することによって求められる。特に、第２の多孔プレートが多孔プレートの個々の開孔を効果的に開閉し、試料台１００７'に載置された試料上に導かれた荷電粒子ビームレットの合計電流を制御するための偏向装置を含む場合には、制御器は、荷電粒子ビームレットのビーム電流を制御するための第２の制御部８４２も含んでいてもよい。これは、第２の制御部に、荷電粒子部品８０５'の第２の多孔プレート上に配置された偏向装置の制御ユニット８４９に信号を送信させることによって実現することができる。第１の制御部８４１が第２の制御部８４２の設定に対して応答性を有しているのも有利である。すなわち、第２の制御部８４２が荷電粒子ビームレットの電流を増加又は減少させるように設定されている場合、第１の制御部８４１は、前記増加又は減少を示す第２の制御部８４２による信号に対して、電圧源システム８３０をこれにしたがって調整することによって応答して、ビーム電流の変化に対応してもよい。第１及び第２の制御部８４１、８４２は、例えば、荷電粒子源装置８０１'に接続されて、生成されるビーム電流の変化を示し得る信号入力装置８４５からの信号入力といった、他の信号源からの他の信号入力装置に対して応答性を有していてもよいし、又は、別の例においては、二次電子検出装置に対する応答性を有していてもよい。図１４の実施の形態のシステムは、コリメータレンズ８０３'と、視野レンズ８０７'と、対物レンズ１１０２'と、試料台１００７'とをさらに含む。これらの部品の機能は、特に図１及び図７を参照しながら上述の実施の形態において説明されたものに概ね対応している。
【０２４１】
図１４に示される粒子光学システムは、例えば、基板上にパターンを描画するためのリソグラフィシステムとして、使用され、構成されてもよい。
【０２４２】
本発明に係る粒子光学部品においては、一般に、第１及び第２の多孔プレートは、できる限り正確に互いに整列されることが望ましい。前記２つの多孔プレート、又はこれらの対応づけられた開孔の整列性は、１００ｎｍよりも良好であることが望ましい。わずかな整列不良が、像平面において結果として生成される一次電子ビームスポットアレイの歪曲収差を引き起こす。このような歪曲収差作用は図１５ａに示されており、同図は、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間の整列不良によって生じた、焦点面６２５における一次電子ビームレット３のスポット６２３のずれを示しており、このずれは像平面における対応する歪曲収差となる。特に、隣接する焦点６２３間の距離は、図１５ａにおいて右側から左側に向かって減少する。図１６は、これに起因する、像平面における一次電子ビームスポットのスポットアレイパターンの立面図を示している。
【０２４３】
但し、多孔プレートのわずかな整列不良が許容される必要がある場合、それに起因する誤差、特に、歪曲収差は、傾斜した照射モードを使用することによって容易に補償され得ることが分かっている。図１５ｂは、直角からわずかにずれる角度で（典型的には２〜３ｍｒａｄの範囲で）第１の多孔プレート６１３に衝突する荷電粒子ビーム３１１を、整列不良によって生じる歪曲収差を補償するためにどのように用いることができるかを示している。このような効果は、それぞれの電場の局所的強度に応じて、荷電粒子ビーム又はビームレットをそれぞれ偏向させることによるものであってもよい。図示される多孔プレート６１３、６１４の中心においては、より強い電場が生成される。従って、偏向は、多孔プレート６１３、６１４の周辺側よりも中心においての方が高く、これによって、歪曲収差を補償するための補正効果が得られる。従って、図１５ｂに示されるような傾斜した照射モードを使用することにより、一次電子ビームレット３の焦点が焦点面６２５において等間隔となる。
【０２４４】
あるいは、例えば、第１及び第２の多孔プレートの上流側にさらなる多孔プレートが用いられている実施の形態においては、このさらなる多孔プレートは、上述の整列不良に対する補償を実現するために、このさらなる多孔プレートの開孔の中心が第１及び第２の多孔プレートの対応する開孔の中心に対してずれるように第１及び第２の多孔プレートに対して配置されていてもよい。
【０２４５】
図１７において、本発明の第１５の局面に係る成形多孔装置の製造方法の実施の形態が示されている。第１の工程Ｓ１において、ウエハ厚さＷＴを有するシリコンウエハ９００に開孔９０５がエッチングされる。シリコンウエハへの開孔のエッチングは、シリコン技術の分野において周知である。開孔９０５の形成は、例えば、シリコン表面の最上部に酸化ケイ素薄膜が形成された単結晶シリコンウエハ９００を用意し、酸化ケイ素の表面に薄い金属層を設け、シリコンウエハの少なくとも一方の側に配置された金属層上にフォトレジストの薄い層を設けることによって行なうことができる。露光されたフォトレジスト部分のパターンが形成されるように放射線露光を行なうことによって、所望のパターンがフォトレジストに適切に形成される。露光されたフォトレジスト部分は除去され（又は、除去されたフォトレジストの未露光の部分が陰画のパターンを形成する）、次いで、その下にある露光された金属層が適切なエッチング処理によって除去される。このようにして、フォトレジストに形成されたパターンが金属層に複製される。その後、深い反応性イオンエッチングによる酸化ケイ素及びシリコンのエッチングなどの適切なエッチング処理によってシリコンウエハ９００に開孔９０５がエッチングされるが、この方法は、ウエハの厚さＷＴ全体を貫通する高アスペクト比の開孔を得るのに適しているという点で有利である。一旦、ウエハの厚さＷＴ全体を通って延びる開孔９０５が形成され、ウエハの両側９０１、９０２から接触可能になると、これらの開孔は、前記方法の実施の形態の第２の工程Ｓ２において、適当な接着剤又は樹脂などの適当な充填剤で充填される。第３の工程Ｓ３において、ウエハ９００の側（すなわち面）９０２は、開孔９０５の全てを含む領域９１０に曲面形状が生じるまで、ダイヤモンドなどの適当な研磨材又は研削材をそれぞれ用いて、旋盤上で旋削され、研磨される。このような旋削・研磨は、ガラス、石英ガラス、フッ化カルシウム等からなる従来の光学レンズ素子の製造から周知である。成形表面領域９１０に隣接する領域９２０（中心対称であるパターンの場合には、成形表面領域９１０の周囲にフレームを形成することになる）は、実質的に平坦になるように加工される。シリコンウエハ上の縁９３０は、旋削・研磨工程Ｓ３から除外され、従って、実質的に元のウエハ厚さＷＴを有する。この縁９３０は、例えば、適当な絶縁性材料を塗布し、次いで接着を行なうことによって２つの多孔プレートを互いに接着するための接着面を設けるために有利に用いることができる。
【０２４６】
本発明の第１３の局面に係る、成形表面を有する多孔プレートの製造方法の実施の形態においては、第１の工程Ｓ１において、図１８に示されるように、穴９０４のパターンがシリコンウエハ９００にその前側９０１からエッチングされる。図１７に示される実施の形態とは対照的に、この特定の実施の形態において、穴９０４は、ウエハ厚さＷＴ全体を通って延びるのではなく、ウエハ厚さＷＴの約２分の１に相当する深さに達しているに過ぎない。他の実施の形態においては、前記穴は、ウエハ厚さＷＴ全体を通って延びていない限り、異なる深さまで延びていてもよい。穴９０４のエッチングは、図１７の前記実施の形態における開孔９０５のエッチングと同じ方法で行なうことができる。第２の工程Ｓ２において、ウエハの他方の側９０２、すなわち、前側９０１と反対のシリコンウエハ９００の裏側９０２が加工される。前記方法と同様に、シリコンウエハは、ダイアモンド旋削され、すなわち、研削材としてダイアモンド材料を用いて旋削され、シリコンウエハ９００の裏側９０２から、当該裏側に曲面形状を与えるのに十分な材料が除去されるまで研磨される。旋削・研磨は、シリコンウエハ９００の裏側９０２の表面が開孔パターンの中心の周りに湾曲した領域９１０を有するように行なわれる。最後に、第３の工程Ｓ３において、裏側９０２から穴９０４を開くように裏側９０２がエッチングされ、これによって、ウエハ９００の厚さ全体を通って延びる開孔９０５が形成される。等方性エッチングによって、ウエハの裏側のいかなる位置からも同量の材料が実質的に除去され、これによって、旋削・研磨工程によって得られた形状が実質的に維持される。このエッチングは、プラズマエッチングなどの物理エッチング法によって行なうことができる。このようにして、多孔プレートが形成される。曲面の形状は、使用される旋削・研磨用工具を適切に設定し、エッチング液又はエッチング法を適切に選択することにより、かなり広い範囲で容易に選択することができる。別の実施の形態においては、適当なエッチング液を用いて、エッチング工程を調整して、旋削・研磨工程によって得られた形状を所望の方法で変化させることができる。
【０２４７】
図１９において、一方の側に曲面を形成し、他方の側に穴をエッチングする工程が図１８に示される実施の形態とは逆になっている、本発明の第１３の局面に係る多孔プレートの製造方法のさなる実施の形態が示されている。従って、第１の工程においては、シリコンウエハ９００の背面が旋盤上でダイアモンド材を用いて旋削され、シリコンウエハ９００の背面９０２が少なくとも所定の領域において曲面ＣＳを有するように材料が研磨され、除去される。第２の工程Ｓ２においては、多数の穴９０４が他方の側、すなわち、シリコンウエハ９００の前面９０１にエッチングされる。第３の工程においては、ウエハの厚さ全体を通って延びず、従って、前面９０１にのみ開いた穴９０４が、適当な充填材料Ｆで充填される。第４の工程Ｓ４においては、穴９０４を露光し、前面及び背面９０１、９０２の両方に開いた開孔９０５を形成するのに十分な材料が除去され、また、背面９０２の曲面形状ＣＳの曲率が維持されるように、曲面ＣＳを含む裏側９０２が、図１８に関連して説明されたものと同じ又は類似した方法で、プラズマエッチングによってエッチングされる。第５の工程Ｓ５においては、開孔９０５から充填材料Ｆが除去される。
【０２４８】
本発明の第１４の局面に係る多孔プレートの製造方法の実施の形態においては、第１の工程Ｓ１において、前面９０１及び背面９０２を有するシリコンウエハ９００が形成される。第２の工程Ｓ２において、シリコンウエハ９００の前面９０１に穴９０４がエッチングされる。続く第３の工程Ｓ３において、前面９０１は、穴９０４が位置する領域において少なくとも部分的に位置する曲面ＣＳが形成されるように加工される。第４の工程Ｓ４において、シリコンウエハ９００の背面９０２は、穴９０４が背面９０２に開かれて開孔９０５を形成するように研磨、切削又はエッチングを行なうことによって加工される。最後の第６の工程Ｓ６において、充填材料Ｆは開孔９０５から除去される。エッチング工程及び加工工程、並びに、充填材料は、前記他の実施の形態において説明されたものと同様である。
【０２４９】
本発明を一部の具体的な実施の形態に関しても説明したが、当業者には、多くの代替例及び変形例が明らかとなるであろう。従って、本明細書に記載の本発明の好ましい実施の形態は、説明を意図したものであって、いかなる意味においても限定的なものではない。特許請求の範囲に定義される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変更を加えることが可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のビームレットを操作するための粒子光学部品、並びに、このような粒子光学部品を含む粒子光学装置及び電子ビーム検査システムに関する。さらに、本発明は、荷電粒子ビームレットの操作方法、複数の荷電粒子ビームレットの集束方法及び前記粒子光学部品において用いられるのに適した多孔プレートを製造するための方法に関する。また、本発明は、荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステム、及び基板上へのパターン描画方法に関する。
【０００２】
本発明は、電子、陽電子、ミュー粒子、イオン（荷電原子又は分子）等の、いかなるタイプの荷電粒子にも適用することができる。
【背景技術】
【０００３】
より一層小さく、かつ、複雑な微細構造装置に対する需要の増加及びこれらの装置の製造・検査プロセスにおけるスループットの増加に対する継続的な要望が、単一の電子ビームの代わりに複数の一次電子ビームレットを用いる電子顕微鏡システムを開発し、これによって、このようなシステムのスループットを大幅に向上させる動機となっている。しかし、多数のビームレットの使用により、顕微鏡やリソグラフィシステムなどの電子光学部品、電子光学装置、検査システム及び処理システムの設計に対するあらゆる新たな課題が生じている。本譲受人に譲渡された国際公開第２００５／０２４８８１号（米国特許仮出願第６０／５００,２５６号）（特許文献１）には、アレイパターン状に配置された複数の荷電粒子ビームレットを形成するための粒子光学装置が記載されている。
【０００４】
一般に、このような粒子光学装置、並びに、同装置を含む検査システム及びリソグラフィシステムは、被検査試料上に集束される複数の荷電粒子ビームレットを用いる。例えば、荷電粒子として電子を用いる検査システムの実施の形態の場合、電子源によって一次電子の単一のビーム（又は、粒子源のアレイからの多数のビームレット）を形成し、このビームは、複数の開孔が形成された多孔プレートに入射して、この単一の電子ビームのうちの、多孔プレートの開孔を通過する電子から複数のビームレットが生成される。複数の電子ビームレットは、一般に、多孔プレートの下流側の集束粒子光学レンズによって基板上に集束される。このようにして、一次電子スポットのアレイが基板上に形成される。一次電子が衝突することによって放出された二次電子は、ＣＣＤ電子検出器の複数の検出器画素のそれぞれ１つに対して二次電子ビーム経路を通り、一次電子ビームレットのビーム経路と二次電子ビームレットのビーム経路とは、ウィーン型フィルタなどのビーム分離器によって分離されている。この装置により、単一の電子光学カラムを使用することが可能となる。このようなシステムは、本譲受人に譲渡された前記国際公開第２００５／０２４８８１号に詳細に記載されている。
【０００５】
このような一次電子ビームレットのアレイ、すなわち、パターンを使用するには、これらのビームレットを、強度のばらつき、アレイ内の所定位置からのずれ、収差等の光学特性のばらつきを、あったとしてもほとんど示さないように確実にかつ正確に生成する電子光学システムが必要となる。ビームレットのアレイの質、及びこれに応じて像平面に形成される一次電子スポットのアレイの質は、使用される多孔プレートの特性及び電子光学装置におけるその他の部品あるいは素子の特性の両方に依存することになる。多孔プレートの上流側の部品は、特に、単一の電子ビームの質に影響を及ぼすことになり、これにより、当該ビームから生成されるビームレットにも影響を及ぼすことになる。多孔プレートの下流側の部品は、特に、いかに良好にビームレットのアレイが試料に転写され、一次電子スポットを形成するかに影響を及ぼすことになる。荷電粒子として電子を用いるシステムに対する前記の記載は、他の種類の荷電粒子に対しても同様に適用が可能である。
【０００６】
システム全体として満足な性能を実現するためには、正確に規定された荷電粒子ビームレットのアレイを形成する必要があるので、このような粒子光学システムの性能を向上させることが常に必要とされている。
【０００７】
本譲受人に譲渡された前記の米国特許仮出願第６０／５００,２５６号において、様々な構成の多孔プレートが開示されている。１つの局面において、多孔プレート上の位置によって大きさ又は形状が異なる開孔を有するか、又は厳密に規則的なパターンにおけるそれぞれの位置からずれた開孔を有する多孔プレートが開示されている。開孔の大きさ／形状及び位置をこのように変化させることにより、歪曲収差等の結像誤差を補正することが可能となる。また、抵抗器ネットワークが配置された多孔プレートが記載されており、この抵抗器ネットワークは、多孔プレートに印加される電圧によって、異なる電位を有する開孔群が形成されるように構成されている。開孔に印加される電位は、当該開孔によって得られる集束効果に関連しているので、開孔は、粒子光学システムの像面湾曲が補正可能となるような異なる集束効果を有するように構成することができる。
【０００８】
前記多孔プレートによって良好な結果が実現されるが、粒子光学システムの結像誤差を補正するための前記手法には、形状、大きさ及びパターンのうちの少なくとも１つが様々である開孔を有するか、又は抵抗器ネットワークを有する多孔プレートが必要であり、このことは、製造プロセスがより複雑となることにつながる場合が多い。また、結像誤差の補正能力は、粒子光学システムの結像誤差が変化する場合には、典型的には、動的補正を適切に行なうことができない、すなわち、特性の異なる別のシステムに部品を移動する必要がある。例えば、結像光学部品によって生じた像面湾曲は、空間電荷効果により、光学システムによって透過された合計ビーム電流の変化に伴って動的に変化し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２００５／０２４８８１号（米国特許仮出願第６０／５００,２５６号）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明は、荷電粒子のビーム及びビームレットを操作するための粒子光学部品及び粒子光学装置であって、当該粒子光学部品／装置を含む粒子光学システムの全般的な性能を高める粒子光学部品及び粒子光学装置を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明は、ビーム又はビームレットを操作するための粒子光学部品及び粒子光学装置であって、当該粒子光学部品／装置を含むシステムの少なくとも１つの結像誤差を補正するように構成された粒子光学部品及び粒子光学装置を提供することをさらなる目的とする。好ましくは、この１つ以上の結像誤差は、場依存性を有する、すなわち、それぞれの場の内部での位置に依存する１つ以上の収差を特に含む。結像誤差としては、像面湾曲、及びコマ収差などの他のあらゆる幾何学的収差が挙げられる。
【００１２】
本発明は、粒子光学部品及び粒子光学装置であって、これを含む粒子光学システムの結像誤差を高い自由度で補正するように構成された粒子光学部品及び粒子光学装置を提供することを別の目的とする。
【００１３】
本発明は、粒子光学部品及び粒子光学装置であって、これを含む粒子光学システムの結像誤差を補正するように構成され、得られる補正の程度を調整することができる粒子光学部品及び粒子光学装置を提供することも目的とする。
【００１４】
本発明は、前記の目的のいずれかを達成する粒子光学部品及び粒子光学装置を含む荷電粒子検査システム及び荷電粒子リソグラフィシステムを提供することをさらなる目的とする。基板上にパターンを描画する改良された方法を提供することも目的とする。
【００１５】
本発明は、静電気環境及び磁気環境の両方で用いられるのに適した、粒子光学収差の補正を行なうことができる粒子光学部品を提供することをさらなる目的とする。
【００１６】
本発明は、荷電粒子ビームレットの操作方法、及び粒子光学収差の補正を行なうのに適した荷電粒子ビームレットの集束方法を提供することをさらなる目的とする。
【００１７】
さらに、本発明は、粒子光学システムの改良された動作方法及び本発明に係る粒子光学部品において用いられるのに適した多孔プレートの製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
本発明は、荷電粒子ビームレットの開孔数の調整を可能にする粒子光学部品を提供することをさらなる目的とする。本発明は、多孔プレートの位置もしくは他の特性及び／又は粒子光学システムの他の光学部品の光学特性の検査を可能にする粒子光学部品を提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
以下においてより詳細に説明されるように、一次電子などの荷電粒子ビームレットのより良好なアレイを被露光／検査試料に供給するように構成された粒子光学部品、粒子光学装置及び粒子光学システムが提供される。加えて、複数のビームレットを操作するための方法、粒子光学システムの動作方法、荷電粒子ビームレットの集束方法、並びに、本発明に係る粒子光学部品の一部として用いられる部品の製造方法及び基板上にパターンを描画する方法が本発明によって提供される。
【００２０】
また、本発明の粒子光学部品は、装置内部及び／又は少なくとも近傍において、所望の幾何学的配置の電場又は磁場、特に、収差などの１つ以上の結像誤差を補正するように構成された電場又は磁場を生成し、かつ、操作することを可能にする装置を提供する。
【００２１】
第１の局面において、本発明は、複数の荷電粒子ビームレットを操作するための粒子光学部品であって、
複数の開孔を有する第１の多孔プレートと、複数の開孔を有し、前記第１の多孔プレートとの間に間隙が形成されるように前記第１の多孔プレートから離間した第２の多孔プレートとを備え、
前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が、前記第２の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、
前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の第１の開孔の位置における前記間隙の第１の幅は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の第２の開孔の位置における前記間隙の第２の幅よりも少なくとも５％だけ大きいことを特徴とする粒子光学部品を提供する。
【００２２】
例示的な実施の形態において、前記第１の幅は、前記第２の幅よりも、少なくとも１０％大きくてもよく、又は少なくとも２０％大きくてもよい。さらなる例示的な実施の形態において、前記第１の幅は、前記第２の幅よりも、少なくとも５０％、１００％、２００％、３００％、又は数百パーセント大きくてもよい。
【００２３】
前記複数の開孔は、典型的には、開孔パターンを形成し、この開孔パターンは、規則的であっても不規則であってもよい。一般に、対称的なパターンなどの規則的な開孔パターンが好ましい。このパターンは、例えば、多数の開孔が行と列に配置された、高度に規則的な矩形の開孔グリッドであってもよく、行又は列において互いに隣接して配置される開孔は、一般に、同じ距離だけ離間しており、これらの開孔は、一般に、同じ直径を有する。他の適したパターンの様々な例が、本譲受人に譲渡された国際公開第２００５／０２４８８１号（ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２９０７９）において開示されている。
【００２４】
開孔パターンは、一般に、それに対応付けられた中心を有し、この中心は、当該パターンの特性を示すための基準点としての機能を果たし得る。
【００２５】
本明細書における開孔は、貫通孔又は貫通穴であり、すなわち、これらは、前記プレートの厚さ全体（開孔の位置において）を通って延びており、従って、これらが含まれるプレートの前側及び裏側の両方において開口部を有する。本明細書におけるプレートは、薄い箔、又は薄い箔を形成する１つ以上の区分を有するプレートも含む。
【００２６】
第１及び第２の多孔プレートには、第１及び第２の多孔プレートを互いに隣接して位置づけてこれらの間に間隙を形成する際に、これらが互いに適切に整列され得るか、あるいは正しく位置合わせされ得るように構成されたそれぞれの大きさ、形状及び位置を有するそれぞれの複数の開孔が形成されている。第１の多孔プレートの複数の開孔の各開孔は、対応付けられた整列開孔対を形成するように当該開孔に対応付けられた、第２の多孔プレートの対応付けられた開孔を有する。好適な実施の形態において、これらの開孔は、第１の多孔プレートにおける開孔断面の中心を通って延びる軸が、第２の多孔プレートの対応する整列開孔断面の中心を通って延びる軸と一致するように、例えば、第１の多孔プレートの開孔の直径の０．０５倍の範囲であり得る少なくとも所定の整列精度内で整列されている。他の例示的な実施の形態において、整列は、第１の多孔プレートの開孔を通過する荷電粒子ビームレットが第２の多孔プレートの整列開孔を第２の多孔プレートに衝突することなく通過することができるように、互いに整列された開孔を配置することを含み得る。さらなる開孔プレートの開孔の整列についても同じことが当てはまる。
【００２７】
他の実施の形態において、開孔は、それぞれの中心が、互いにわずかにずれるように整列されてもよい。本実施の形態は、例えば、衝突ビームレット／荷電粒子源等の方向の傾斜を補正するのに特に有用である。
【００２８】
開孔にビーム操作性を付与するのに加えて、ビーム操作用開孔の形状を、多孔プレートによって生成される電場の所望の電場からのずれを補償するように設計してもよい。特に、ビーム操作用開孔の形状を、電場操作用開孔の基本の形状にさらなる形状特徴が付加されるように設計してもよい。基本の形状は、開孔を通過するビームレットに対して所望のビーム操作効果を得るために、粒子光学設計の規則にしたがって設計される。例えば、基本の形状は、円形レンズの効果を得るために円形としてよく、又は、基本の形状は、乱視用レンズの効果を得るために楕円形としてもよい。
【００２９】
前記間隙の第１及び第２の幅は、第１の多孔プレートの２つの異なる開孔の２つの異なる位置において測定される。当然ながら、それぞれの幅は、第２の多孔プレートの対応する位置で測定した場合でも同じになる。間隙の幅は、開孔の位置、最も好ましくは、第１の多孔プレートの第１の面の円形開孔の開口部断面の周辺上の点などの、開孔の縁端部において求められる。しかし、異なる基準点を用いることも考えられる。第１の多孔プレートの第１の面の平面における開孔の開口部の表面は、一般に、幾何学的中心を有することになり、これも基準点として用いることができる。
【００３０】
本発明の例示的な実施の形態において、第１の多孔プレートには、これと整列された第２の多孔プレートの複数の開孔のそれぞれの開孔と形状、大きさ及び相対位置が実質的に同一である複数の開孔が形成されている。他の例示的な実施の形態において、互いに整列された第１及び第２の多孔プレートの開孔は、形状及び／又は大きさにおいて異なっていてもよいし、及び／又は、互いにわずかにずれるように配置されていてもよい。但し、これらの差異は、結像特性の変化が所定の限度内にとどまるように、すなわち、このような非対称性が結像性能に及ぼす作用が最小限にとどまるように選択するのがよい。前記複数の開孔に加えて、第１又は第２の多孔プレート又はこれらの両方は、それぞれの他の多孔プレートにおいて対応物、すなわち、対応付けられた開孔を有しない開孔を含み得る。一般に、これらのさらなる開孔は、荷電粒子を通過させる以外の目的でしかるべく用いられる。これらは、本譲受人に譲渡された国際公開第２００５／０２４８８１号に記載されているように、いわゆる縁効果等を補正するために設けられてもよい。
【００３１】
本発明の第１の局面に係る粒子光学部品は、粒子光学収差などの１つ以上の結像誤差の補正に特に有利であることが分かっている。
【００３２】
本発明の粒子光学部品によって補正されるのに特に適した結像誤差は、例えば、像面湾曲又は他の幾何学的収差である。本発明の粒子光学部品を用いて、非点収差、歪曲収差等の他の様々な結像誤差を補正してもよい。
【００３３】
本発明者らは、特定の形状及び／又は互いに対する向きを有し、整列開孔を有する２つの多孔プレートを用いることにより、多孔プレートに適切な電位を印加するか、又は、多孔プレートに適切な磁束を誘導する際に、多孔プレートの間の間隙に特定の形状の電場又は磁場を生成することが可能となり、この電場又は磁場は、少なくとも１つの結像誤差を補償するように適切に構成することができることを見出した。
【００３４】
前記間隙における電場又は磁場の補正特性又は補償特性は、例えば、多孔プレートのレイアウト、特に、これらの形状及び対称性、これらの互いに対する配置、異なる位置において結果として生じる間隙幅、これらに誘導される磁束、印加される電位、及び粒子光学システム内の粒子光学部品の位置によって制御することが可能である
尚、本発明の粒子光学部品は、補正装置のみとして用いてもよいし、又は、システム全体における位置や、上流側及び下流側の電場又は磁場の有無及び形態等によっては、同部品のビームレット生成特性及び／又は集束特性と組み合わせて用いてもよい。
【００３５】
また、第１及び第２の多孔プレート間に電位差が生じていないか、これらに磁束が誘導されていない場合には、電場又は磁場によってそれぞれ間隙において得られる補償効果あるいは補正効果は、実質的に、オフに切り換わり、補正が一時的にでも不要な場合には、第１及び第２の多孔プレートは、代わりに、単一の多孔プレートとして用いることができる。
【００３６】
さらに、本発明に係る１つ以上の粒子光学部品を、粒子光学システムにおいて用いることが可能である。複数の粒子光学部品が用いられている場合、各粒子光学部品は、所定のタイプの収差などの所定のタイプの結像誤差を補正するように個々に構成してもよい。その場合、各粒子光学部品は、１つの特定の結像誤差を補正するために用いることができる。そうすれば、これらの粒子光学部品によって得られる個々の補正効果が合わさり、総合的な補正効果が得られることになる。
【００３７】
簡単な例示的な実施の形態において、前記粒子光学部品は、一方の多孔プレートが他方に対して傾斜している、２つの平面平行な多孔プレートを含み得る。このような構成の間隙における電束密度又は磁束密度は、間隙幅が減少するにしたがって徐々に増加することになる。
【００３８】
第１及び第２の多孔プレートがこれらの間に間隙が形成されるように配置され、前記第１の多孔プレートは、前記第２の多孔プレートに対向する第１の面を有し、前記第２の多孔プレートは、前記第１の多孔プレートに対向する第１の面を有する。
【００３９】
第１及び第２の多孔プレートの第１の面は、前記それぞれの複数の開孔の複数の開孔を含む領域をそれぞれ有し、一般には、（開孔の）第１及び第２の位置を含む。この領域は、例えば、それぞれの複数の開孔のうちのいくつかの開孔、大部分の開孔、又は全ての開孔を含み得る。
【００４０】
本発明の例示的な実施の形態において、各第１の面は、前記それぞれの複数の開孔の複数の開孔を含む領域を有し、前記第１の面のうちの少なくとも一方は、前記領域内の平面である。
【００４１】
第１及び第２の多孔プレートの第１の面の領域は、互いに対応している、すなわち、対応する、好ましくは同じ形状及び大きさを有し、かつ、同じ整列開孔を含むことが好ましい。別の例示的な実施の形態において、第１の多孔プレートの第１の面の領域は、第２の多孔プレートの第１の面の領域とは少なくとも部分的に異なる大きさ、形状及び／又は位置を有し得る。
【００４２】
本明細書における平面状の面は、任意の２つの隣接点を通って適用される接線の傾きが、大きい急激な変化（存在する場合）ではなく段階的変化のみを示すようなものである。例えば、第１及び第２の多孔プレートの第１の面は、深い溝、段、へこみ等を含まないものであってもよい。平面状という特徴は、表面の平滑性の程度を示す尺度を指すのではなく、当該面に平行な方向から見て、１ナノメートル超のオーダーである尺度を指し、平坦面及び曲面の両方に適用される。平面状の面により、第１及び第２の多孔プレートに電位を印加した際に前記間隙に生成される電場を良好に制御することが可能となる。同じことが、磁場用途にも同様に適用される。この例示的な実施の形態において、第１の面の表面は、少なくとも、第１及び第２の幅が求められる開孔の位置を含む領域内においてのみ平面状であってもよく、又は、より広い領域にわたって平面状であってもよい。
【００４３】
さらなる例示的な実施の形態において、前記少なくとも一方の第１の面は、前記領域内の曲面である。例えば、前記領域は、それぞれの複数の開孔の全ての開孔を含み、全ての開孔が曲面上に位置していてもよい。他の例示的な実施の形態において、前記領域は、前記複数の開孔の一部のみを含み、その開孔部分が曲面上に配置されていてもよい。
【００４４】
例えば、前記少なくとも一方の第１の面は、前記領域内の凸面であってもよい。別の例示的な実施の形態において、前記少なくとも一方の第１の面は、前記領域内の凹面である。例えば、凸面形状又は凹面形状は、球面形状であってもよいし、又は非球面形状であってもよい。本明細書における非球面形状は、球面形状からのあらゆる可能なずれを意味する。
【００４５】
例示的な実施の形態において、前記粒子光学部品は、２つの平凸面状の多孔プレートを含んでいてもよい。
【００４６】
例えば、第１の多孔プレートの第１の面は、前記領域において凸面形状であってもよく、一方、第２の多孔プレートの第１の面は、凹面形状、平坦、又はランダムな曲面状であってもよく、その結果、前記２つの多孔プレートが全体として非対称の配置になっていてもよい。
【００４７】
例示的な実施の形態において、第１及び第２の多孔プレートの前記第１の面の形状は、少なくとも前記領域内において、特に、前記第１及び第２の多孔プレート間に延びる平面、すなわち、対称面に対して、互いに関して対称である。特に、第１の多孔プレートの第１の面の前記領域の形状は、好ましくは、第２の多孔プレートの第１の面の対応する領域の形状に対して鏡面反転していてもよい。
【００４８】
光軸を有する実施の形態においては、前記対称面は、好ましくは、当該光軸に直交して配置される。
【００４９】
さらなる例示的な実施の形態において、第１の面のうちの少なくとも一方の形状は、第１及び第２の多孔プレートを横切って延びる軸、例えば、光軸に対して対称である。従って、このような実施の形態においては、前記面は、回転対称となる。
【００５０】
場依存性を有する結像誤差は、一般に径方向依存性を示し、すなわち、それらの程度は半径の中心からの距離に依存し、対称中心は、粒子光学部品の光軸に典型的に一致しているので、前記に説明した対称的な例示的な実施の形態は特に有利である。
【００５１】
好適な実施の形態において、両方の第１の面は、凸面であり、かつ、互いに鏡面反転している。従って、前記凸面の頂点において最小幅を有する間隙が形成され、この間隙の幅は、前記頂点からの距離が増加するにしたがって増加する。本実施の形態は、第１及び第２の多孔プレートの両方における、それぞれの頂点に一致する中心を有する開孔パターンに関連して用いられるのが最も好ましく、この開孔パターンは、好ましくは、当該パターンの中心を中心とした回転対称性も有する。また、前記頂点及び対称中心は、光軸に一致しているのも好ましい。本実施の形態は、例えば、像面湾曲の補正に非常に有利であることが分かっている。
【００５２】
実用性の観点から、同一の第１及び第２の多孔プレートを用いることが実質的な利点をもたらすことが分かっている。前記多孔プレートの製造のためのフォトリソグラフィ処理において用いられるマスクが、例えば、欠陥を有している場合、この欠陥は、同じマスクが使用される製造プロセスから得られた個々の多孔プレートを、第１の多孔プレートに結果として生じる欠陥が第２の多孔プレートにおける同様の欠陥と向かい合う、すなわち、整列されるように配置すれば、良好に補償することができ、これにより、この欠陥は実質的に相殺される。
【００５３】
本発明の例示的な実施の形態において、前記第２の幅は、前記第１の多孔プレートの複数の開孔の前記第２の開孔の直径の１００％〜１０００％、例えば、約１５０％〜約８００％、又は約２００％〜約７５０％の範囲内にある。第２の開孔が円形ではなく、例えば、楕円形あるいは不規則な形状である実施の形態においては、第１の面の平面における開孔の領域を測定し、そして、前記間隙の幅を求めるために、前記領域を円形であるかのようにみなして、この領域から直径を算出する。第２の幅が測定され、第２の開孔は、前記複数の開孔の中央に位置することが好ましい。また、第１の幅が測定され、第１の開孔は、周辺に位置する、好ましくは、複数の開孔の他の開孔の距離と比べて、複数の開孔の中央から最も遠い距離に位置することが好ましい。
【００５４】
さらなる例示的な実施の形態において、前記第１の幅は、前記第１の開孔の直径の約１５０％〜約１５００％、例えば、約２５０％〜約１３００％又は約４００％〜約１０００％の範囲内にある。第１の開孔が円形でない場合、直径を導き出すために、第１の開孔に関連して前記に説明された方法が適用される。
【００５５】
前記粒子光学部品のさらなる例示的な実施の形態において、開孔の中心がピッチＰだけ離間した開孔パターンの中心からＮ番目の開孔の位置における第１及び第２の多孔プレートの間の間隙の幅ｗは、以下の関係
【００５６】
【数１】
【００５７】
によって表すことができ、
式中、
Ｐは、第１の多孔プレートのピッチ、すなわち、隣接する開孔の中心間の距離をｍｍ単位で示し、
Ｎは、開孔パターンの中心から数えられ、絶対値が当該中心からの距離が増加するにしたがって増加する開孔数を示しているので、
（Ｐ×｜Ｎ｜）は、開孔パターンの中心からの開孔Ｎの距離をｍｍ単位で示している。
【００５８】
他の実施の形態において、定数ｃ＝０.０８ｍｍ及び定数ｋ＝０．０５５１／ｍｍ2は、より小さい値を有していてもよいし、又は、より大きい値を有していてもよい。
【００５９】
好適な実施の形態において、前記第１の多孔プレートの開孔の直径は、前記第１の多孔プレートの前記開孔と整列された前記第２の多孔プレートの対応する開孔の直径に実質的に等しい。さらなる例示的な実施の形態において、第１の多孔プレートには、開孔が形成されており、当該開孔は、これらと整列された第２の多孔プレートのそれぞれの開孔と形状、大きさ及び相対位置のうちの少なくとも１つが実質的に同一である。これらの実施の形態は、第１の多孔プレートの開孔を出射するビームレットが、荷電粒子強度を大きく失うことなく第２の多孔プレートの対応する開孔に入射することが可能であるという点で有利である。さらに、第１の面の開孔及び第１の面における形状の対称性が高いほど、２つの整列開孔の列による結像誤差の発生を防止することがより容易となる。例えば、第１の面が鏡面反転した対称性を有する場合、第１の多孔プレートの開孔を通過するビームレットは、第２の多孔プレートの対応する開孔において鏡面反転した環境と向かい合うので、第１の多孔プレートによって当該ビームレットに及ぼされるあらゆる影響が実質的に反転され、従って、第２の多孔プレートによって無効化される。
【００６０】
他の例示的な実施の形態において、第１及び第２の多孔プレートの互いに整列された開孔は、異なる形状又は大きさを有していてもよいし、あるいは、互いにわずかにずれて配置されていてもよい。但し、この差異又はずれは、このような非対称性によって、許容できないほど有害な影響が及ぼされることがないように選択するのがよい。
【００６１】
それぞれの複数の開孔の開孔は、全て同じ直径を有していてもよいし、あるいは異なる直径を有していてもよい。開孔の直径が多孔プレートにわたって様々である多孔プレートは、本譲受人に譲渡された前記に引用した国際公開公報に記載されている。例えば、開孔が中心を有するパターン状に配置されている場合、多孔プレートに形成される開孔の直径は、開孔パターンの中心からの距離が増加するにしたがって変化してもよい。直径は、開孔パターンの中心からの距離が増加するにしたがって増加するか又は減少してもよく、この増加又は減少は、漸進的、すなわち、段階状あってもよいし、あるいは、他の適した形態であってもよい。開孔の直径は、開孔プレートの一方の側から他方の側に向かって変化、例えば、増加し、その後減少してもよく、この逆もまた同様である。開孔の直径は、結像誤差を補償するための手段として用いてもよいし、さらに、もしくは、又は、多孔プレートに入射する荷電粒子ビーム又はビームレットの電子密度におけるばらつきに対応するために用いてもよい。開孔は、楕円形状を有していてもよい。このような実施の形態において、開孔のピッチは、変化、例えば、開孔パターンの中心からの距離が増加するにしたがって増加してもよく、及び／又は、楕円形状は、対応する楕円の軸のうちの少なくとも１つの方向に対して変化してもよい。
【００６２】
本発明の粒子光学部品の例示的な実施の形態において、第１の多孔プレートの複数の開孔の隣接する開孔間の距離、すなわち、ピッチＰは、約５μｍ〜約２００μｍの範囲内にあってもよい。ピッチとは、１つの開孔の中心から隣接する開孔の中心に向かって測定された、隣接する開孔間の距離を意味する。多孔プレートの第１の方向において互いに隣接する開孔間の距離は、各隣接する開孔対に対して同じ距離であってもよいし、あるいは、異なっていてもよい。例えば、隣接する開孔間の距離は、開孔パターンの中心からの距離が増加するかあるいは減少するにしたがって連続的に減少してもよい。
【００６３】
開孔の直径Ｄは、０．１×Ｐ〜０．５×Ｐ、０．３×Ｐ〜０．６×Ｐ、０．４×Ｐ〜０．７×Ｐ、０．５×Ｐ〜０．７×Ｐ、０．５×Ｐ〜０．６×Ｐ、０．６×Ｐ〜０．７×Ｐ、０．７×Ｐ〜０．８×Ｐ及び／又は０．８×Ｐ〜０．９×Ｐの範囲内にあってもよい。
【００６４】
前記複数の開孔の開孔は、同じ形状を有していても、あるいは、異なる形状を有していてもよい。形状は、円形、例えば、楕円形であっても、あるいは、他の任意の適した形状であってもよい。
【００６５】
前記第１及び第２の多孔プレートのうちの少なくとも一方は、例えば、シリコンからなっていてもよい。シリコンは、例えば、シリコンを精度よく加工する方法が十分に確立されており、また、信頼性が高いという点において、幅広い利点をもたらす。また、シリコンの半導体特性は、本発明の用途に適した電位を印加することを可能にするため、本発明に係る部品に非常に適している。
【００６６】
第１もしく第２の多孔プレート、又は両方の、好ましくはその第２の側、すなわち、それぞれの他方の多孔プレートから離れる方向に向いた側に、チタン、金、白金もしくは他の任意の貴金属の薄膜などの薄膜を設けてもよい。別の実施の形態においては、第１及び／又は第２の多孔プレートの第２の側に均一な炭素薄膜を用いてもよい。この薄膜のほかに、接着剤を用いて、多孔プレートの表面に対する薄膜の接着性を高めてもよく、例えば、プレート表面と金属薄膜との間に接着剤の薄膜を用いてもよい。例としては、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｔ又はこれらの任意の適した組み合わせを接着剤として用いることができる。これらの例示的な実施の形態は、特に、多孔プレートに電位が印加される際に、それぞれの多孔プレートを異物混入から保護するために有利であると共に、温度及び／又は各表面において蓄積される電荷の減少や当該表面の酸化を防止するのに役立ち得る。
【００６７】
例示的な実施の形態において、前記粒子光学部品は、前記第１の多孔プレートを前記第２の多孔プレートに対して取り付けるための取付構造をさらに含む。例示的な実施の形態において、取付構造は、多孔プレートのそれぞれの縁端部に配置された１つ以上のスペーサ素子を含むスペーサ装置を備える。スペーサ素子は、第１及び第２の多孔プレートをしかるべき位置に固定しつつ、それらの間に所定の幅の間隙を形成するのに適した寸法を有する。これに加え、又はこの代わりに、取付構造は、それぞれの固定素子が多孔プレートの一方を別の固定素子によって保持される他方の多孔プレートから所定の距離をおいて保持する固定素子を有するフレームを含んでいてもよい。第１及び第２の多孔プレートは、互いに電気的に絶縁されるように取り付けられるのが最も好ましい。他の実施の形態において、多孔プレートは、それぞれの周辺において互いに適切に接着されていてもよい。
【００６８】
前記取付構造は、例えば、前記第１の多孔プレートの位置を前記第２の多孔プレートに対して（従って、当然この逆の場合も同様に）調整するための少なくとも１つのアクチュエータを含んでいてもよい。前記位置は、水平位置であっても、垂直位置であっても、あるいは回転位置であってもよく、垂直位置を調整することにより、多孔プレート間に形成される間隙の幅を調整することが可能となり、水平位置又は回転位置を調整することにより、第１の多孔プレートの開孔を第２の多孔プレートの対応する開孔と整列させることが可能となる。
【００６９】
一方の多孔プレートの開孔と他方の多孔プレートの対応する開孔の整列は、約１００ｎｍよりも良好な整列精度で行なわれることが好ましい。例えば、整列精度は、約１０００ｎｍ〜約２μｍの範囲内にあってもよい。必要とされる整列精度は、個々の粒子光学システム及び粒子光学部品に大きく左右されることが当業者には明らかである。同様に、第１及び第２の多孔プレートの間の間隙の幅は、例えば、約０.５μｍ又は１μｍの所定の精度値に設定され得ることが好ましい。
【００７０】
前記取付構造が、特に多孔プレートの垂直方向の調整のためのアクチュエータを形成する実施の形態においては、アクチュエータは、荷電光学ビーム又はビームレットの動作パラメータ又は特性が変化した際に容易に調整を可能にし、様々な動作条件又は環境変化などを許容するように構成されてもよい。
【００７１】
例えば、多孔プレートの互いに対する整列は、多孔プレートに対応付けられた部品によって反射又は透過された光によるモアレパターン又はインターフェログラムを生成することによって光学的に制御され得る。高精度整列の背景情報及び例は、以下の文献に示されている。マイクロ光学部品及びＭＥＭＳを用いた微細化システムについてのＳＰＩＥ会議の一部（１９９９年９月、サンタクララ）においてのＡ．Ｔｕａｎｔｒａｎｏｎｔらによる「マイクロミラーを有するマイクロレンズアレイの自己整列組立体（Ｓｅｌｆ−Ａｌｉｇｎｅｄ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｌｅｎｓ Ａｒｒａｙｓ ｗｉｔｈ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒｓ）」、ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．３８７８、９０〜１００頁、及びマイクロマシニング及び微細加工処理技術についてのＳＰＩＥ会議ＩＶの一部（１９９８年９月、カリフォルニア州サンタクララ）においてのＭ．Ｂ．コーン（Ｃｏｈｎ）らによる「ＭＥＭのためのマイクロアセンブリ技術（Ｍｉｃｒｏａｓｓｅｍｂｌｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ ＭＥＭＳ）」、ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．３５１１、２〜１６頁。これらは、参照により本明細書に援用される。
【００７２】
例示的な実施の形態において、前記粒子光学部品は、複数の開孔が形成された第３の多孔プレートであって、前記第１の多孔プレートが前記第３の多孔プレートと前記第２の多孔プレートとの間に配置されるように配置された第３の多孔プレートをさらに備え、前記第３の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第３の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔とそれぞれ実質的に位置合わせされるか整列されるように配置されている。他の例示的な実施の形態において、第３の多孔プレートは、第２の多孔プレートが第１及び第３の多孔プレート間に配置されるように用いられてもよい。
【００７３】
第３の多孔プレートは、当該プレートに入射する１つ以上の荷電粒子ビームから複数の荷電粒子ビームレットを生成するために有利に用いることができる。第３の多孔プレートの複数の開孔は、第１及び第２の多孔プレートのうちの少なくとも一方の開孔パターンと少なくとも部分的に対応するパターン状に配置されることが好ましい。第１、第２及び第３の多孔プレートは、共通の開孔パターン（又はサブパターン）を有することが好ましい、すなわち、複数の開孔は、開孔が互いに整列された一定の開孔パターン状に配置される。
【００７４】
第３の多孔プレートを設けると、第１の多孔プレートに入射する、特にその第２の面に入射する荷電粒子の数が減少（第１の多孔プレートに衝突する単一の荷電粒子ビームに比べて）するような数の荷電粒子ビームレットを生成することができ、これにより、加熱作用及び帯電作用、並びに、異物混入による破損などが最小限になるという利点が生じる。
【００７５】
第３の多孔プレートを含む前記粒子光学部品の例示的な実施の形態において、第３の多孔プレートの開孔の直径は、第３の多孔プレートの開孔と整列された第１の多孔プレートの対応する開孔の直径よりも小さくてもよい。これは、互いに整列された第３及び第１の多孔プレートの複数の開孔のうちの１つ又はそれ以上、好ましい全てに対して当てはまり得る。本発明の本実施の形態において、ビームレットは、第１の多孔プレートの対応する整列開孔の直径よりも、また好ましくは、第２の多孔プレートの対応する整列開孔の直径よりも小さい直径を有する第３の多孔プレートによって生成し、第１及び／又は第２の多孔プレートの開孔に近接する表面に衝突する電子による損失及び結果として生じる加熱作用、異物混入などが実質的に防止されるか、又は最小限にされるようにしてもよい。本発明の本実施の形態により、荷電粒子ビームレットの開口数を変化させることも可能となる。例えば、第１の大きさの直径を有する開孔を含む第３の多孔プレートが第１の開口数を有する荷電粒子ビームレットを生成し、第１の大きさよりも小さい第２の大きさを有する開孔を含む第３の多孔プレートが第１の開口数よりも小さい第２の開口数を有する荷電粒子ビームレットを生成する。前記例示的な実施の形態において、第３の多孔プレートの開孔の直径は、好ましくは、第３の多孔プレートの当該開孔と整列された第１の多孔プレートの対応する開孔の直径の約１００％〜約５０％未満、例えば、約９９％〜約５０％、又は約９９％〜約７５％である。第１（及び／又は第２）の多孔プレートの複数の開孔の開孔が大きさにおいて様々である場合、第３の多孔プレートの対応する整列開孔は、例えば、個々の開孔の所定の割合だけ小さいか、又は、全開孔に対して一定量だけ小さい（第１の多孔プレートの整列開孔の大きさに対して）大きさを有し得る。
【００７６】
第１及び第２の多孔プレートの前記実施の形態は、開孔及びそのアレイに関連する大きさ、形状、配置及び多様性に関して、第３の多孔プレートにも同様に適用される。
【００７７】
例示的な実施の形態において、第３の多孔プレートは、第１の多孔プレートの第２の面から、約０からおよそ数ミリーメートルの範囲の距離をおいて配置される。
【００７８】
第３の多孔プレートは、第１の多孔プレートから第２の多孔プレートよりもさらに離間していてもよく、例えば、第１の多孔プレートと第３の多孔プレートとの間の距離は、第１の多孔プレートが第３及び第２の多孔プレート間に配置される実施の形態においては、第１の幅の少なくとも２倍、又は第１の幅の３〜５倍であってもよい。第２の多孔プレートが第１及び第３の多孔プレート間に配置される実施の形態においては、これは第１の多孔プレートの代わりに第２の多孔プレートに当てはまり、逆もまた同様である。
【００７９】
第３の多孔プレートを含む例示的な実施の形態は、好ましくは、前記第３の多孔プレートを前記第１の多孔プレートに対して取り付けるための取付構造をさらに含み、前記取付構造は、好ましくは、前記第３の多孔プレートの位置を前記第１の多孔プレートに対して調整するための少なくとも１つのアクチュエータを含む。
【００８０】
例示的な実施の形態において、第３の多孔プレートは、それぞれが複数の開孔を含み得る多数の開孔アレイを含んでいてもよい。例えば、第３の多孔プレートは、一方のアレイの開孔が他方のアレイの対応する開孔の直径よりも小さい直径を持つ２つの開孔アレイを有していてもよい。開孔の大きさ、形状、配置（例えば、ピッチ、位置）、数などに関しての特性が異なる、従って、透過率などの粒子光学特性が異なる開孔アレイを一方の多孔プレートに含んでいてもよい。特定の要件又は粒子光学システムにおける粒子光学パラメータの変更に応じて、特定の用途に対して異なる開孔アレイを用いることができるように、適当な取付装置を用いて第３の多孔プレートを移動してもよく、すなわち、第３の多孔プレートを荷電粒子の１つ以上のビームの経路に配置し、この荷電粒子を次いで第１及び第２の多孔プレートに導く。これにより、例えば、第３の多孔プレートの透過率を変化させることが可能となり、これは、発生するクーロン作用に対して有利に用いられることができる。また、歪曲収差作用を補償するために、第３の多孔プレートを、当該プレートのそれぞれの複数の開孔が第１及び第２の多孔プレートの対応する開孔に対してわずかにずれて配置されるようにずらしてもよい。
【００８１】
例示的な実施の形態において、第３の多孔プレートは、第３の多孔プレートを所望の温度に維持するための温度制御装置、例えば、第３の多孔プレートを所望の温度に加熱するための加熱装置に接続される。多孔プレートの温度を１℃などの一定の精度で制御することは、多孔プレートの互いに対する正確な整列を維持するのに役立つ。さらに、多孔プレートを加熱することは、当該プレートへの異物混入を低減するのに役立ち得る。
【００８２】
前記実施の形態に加えて、又はこれに代えて、前記粒子光学部品の例示的な実施の形態は、少なくとも１つの開孔を有する第４の開孔プレートであって、前記第１の多孔プレートが前記第４の開孔プレートと前記第２の多孔プレートとの間に配置される第４の開孔プレートをさらに含んでいてもよく、第１の位置において、前記第４の開孔プレートの前記少なくとも１つの開孔の１つの開孔が前記第１の多孔プレートの第１の開孔と整列され、かつ、前記第１の位置とは異なる第２の位置において、前記１つの開孔が前記第１の多孔プレートの前記第１の開孔とは異なる第２の開孔と整列されるように、前記第４の開孔プレートを前記第１の多孔プレートに対してずらすための少なくとも１つのアクチュエータを含む取付構造をさらに備えていてもよい。
【００８３】
例示的な実施の形態において、第４の開孔プレートの取付構造は、第４の開孔プレートを水平方向においてずらすかあるいは軸を中心に回転させ、第４の開孔プレートの前記少なくとも１つの開孔を第１の多孔プレートの異なる開孔と整列させることができるように構成されている。第４の開孔プレートは、垂直方向に変位可能か、又は傾斜可能等であってもよい。第４の開孔プレートは、少なくとも１つの開孔を有し、例えば、２つ又はそれ以上の開孔を有していてもよい。例示的な実施の形態において、第４の開孔プレートは、少なくとも第１の多孔プレートの複数の開孔のパターンの少なくとも一部に対応し得る開孔パターンを有していてもよい。例えば、第４の開孔プレートは、第１の多孔プレートの開孔パターンの一部に対応する、すなわち、第１の多孔プレートの開孔パターンのサブパターンである、３つの開孔で形成されるパターンを有し、第４の開孔プレートのサブパターンの開孔と第１の多孔プレートのパターンの対応する開孔とが前記１つ以上の粒子ビームの経路方向において互いに整列され得るようにしてもよい。
【００８４】
前記少なくとも１つの開孔は、第１及び第２、そして、設けられている場合は第３の多孔プレートのうちの少なくとも１つの複数の開孔のうち、第１の開孔といった、１つの開孔の直径よりも小さい直径を有していてもよい。例えば、第４の開孔プレートの前記少なくとも１つの開孔のうちの少なくとも１つは、前記複数の開孔の平均開孔直径よりも小さい直径、又は、前記複数の開孔の最小開孔直径を有する。第４の開孔プレートは、異なる直径及び異なるパターンの開孔、又は同じもしくは異なる開孔を有する開孔サブパターンのうちの少なくとも一方を（サブ）パターン内に含んでいてもよい。
【００８５】
第３の多孔プレート及び第４の開孔プレートの両方が設けられている場合、第４の開孔プレートは、例えば、第３の多孔プレートが第４の開孔プレートと第１及び第２の多孔プレートとの間に配置されるように配置されていてもよい。他の例示的な実施の形態において、第３の開孔プレート及び第４の開孔プレートは、１つのプレート上に配置されるか、あるいは組み合わされて第３及び第４の開孔プレートの両方の特性を有する単一のプレートを形成してもよく、本実施の形態においては、前記１つのプレートの第３の開孔プレートを保持する部分又は第４の開孔プレートを保持する部分のいずれかを前記１つ以上の荷電粒子ビームのビーム経路に配置するために、少なくとも１つのアクチュエータを含む取付構造が設けられているのが好ましい。
【００８６】
第４の多孔プレートを含む本発明の実施の形態は、第１及び第２の多孔プレートの整列性の検査、又は例えば第１又は第２の多孔プレートの個々の開孔の特性の検査に有利に用いることができる。すなわち、第４の開孔プレートは、検査用開孔プレートとして用いることができる。また、第４の開孔プレートは、粒子光学システムの他の部品の光学特性の検査に用いることができる。
【００８７】
従って、第２の局面において、本発明は、粒子光学システムの動作方法であって、
少なくとも１つの開孔を有する検査用開孔プレートを、複数の開孔を含む多孔部品に対して第１の位置に、前記第１の位置において前記検査用開孔プレートの第１の組の開孔が前記多孔の第１の組の開孔と整列されるように配置する工程であって、前記それぞれの組の開孔が、それぞれ少なくとも１つの開孔を有する、工程と、
一組の荷電粒子ビームレットを、前記検査用開孔プレートの前記第１の組の開孔及びそれと整列された前記多孔部品の前記第１の組の開孔に透過させる工程と、
所定の平面における前記透過ビームレットの位置、形状及び寸法、並びに、前記透過ビームレットの合計強度又は個々の強度のうちの少なくとも１つを求める工程と、
前記検査用開孔プレートの前記第１の組の開孔が前記多孔部品の第２の組の開孔と整列されるように、前記検査用開孔プレートを前記多孔部品に対して第２の位置に配置する工程と、
一組の荷電粒子ビームレットを、前記検査用開孔プレートの前記第１の組の開孔及びそれと整列された前記多孔部品の前記第２の組の開孔に透過させる工程と、
前記所定の平面における前記透過ビームレットの位置、形状及び寸法、並びに、前記透過ビームレットの合計強度又は個々の強度のうちの少なくとも１つを求める工程とを含むことを特徴とする方法を提供する。
【００８８】
それぞれの組の開孔は、少なくとも１つの開孔をそれぞれ含む。同様に、一組のビームレットは、少なくとも１つのビームレットを含む。好適な実施の形態において、一組のビームレットにおけるビームレットの数は、それぞれの組の開孔における開孔の数に対応している。すなわち、１つの開孔に１度につき１つのビームレットを透過させる。他の実施の形態においては、１つの開孔に２つ以上のビームレットを透過させることも考えられる。
【００８９】
例示的な実施の形態において、検査用開孔プレートは、前記の第４の開孔プレートであってもよく、例えば、上述の第３の多孔プレートと組み合わせたものであってもよい。第１、第２、第３及び第４の開孔プレートに関連して説明された実施の形態は、例えば、開孔のパターン、形状及び寸法に関して、一般に、検査用開孔プレートにも適用可能である。
【００９０】
１つ以上の透過ビームレットの位置、形状、寸法及び強度の測定は、従来の方法、例えば、適当な検出器を前記所定の平面に配置することによって行なってもよい。この所定の平面は、例えば、前記粒子光学システムの光軸に対して垂直な平面であってもよい。
【００９１】
前記多孔部品は、単一の多孔プレート、互いに整列された複数の多孔プレート、又は、最も好ましくは、本発明に係る粒子光学部品であってもよい。
【００９２】
一組の荷電粒子ビームレットを検査用開孔プレートの第１の組の開孔に透過させる工程は、１つ以上の荷電粒子ビーム又は一組の荷電粒子ビームレットを検査用開孔プレートの第１の組の開孔に導き、一組の荷電粒子ビームレットが前記一組の開孔によって形成され、かつ、前記一組の開孔を透過するようにする工程を含んでいてもよい。
【００９３】
さらなる例示的な実施の形態において、前記方法は、前記所定の平面における前記透過ビームレットの位置、形状及び寸法、並びに、前記透過ビームレットの個々の強度の合計強度のうちの前記少なくとも１つに基づいて、前記多孔部品の光学特性及び位置のうちの少なくとも１つを調整する工程をさらに含む。
【００９４】
例えば、前記多孔部品の光学特性又は位置のうちの少なくとも１つを調整する工程は、粒子光学システムにおける多孔プレートの位置を変更する工程、多孔部品の１つ以上の開孔の特性を変更する工程、一方の多孔プレートを他方に対して回転、傾斜又はずらすことによって本発明に係る粒子光学部品における第１の多孔プレートの位置を第２の多孔プレートに対して調整する工程等を含んでいてもよい。さらに、当業者に明らかなように、他の例示的な実施の形態において、前記方法は、前記所定の平面における透過ビームレットの位置、形状及び寸法、並びに、透過ビームレットの個々の強度の合計強度のうちの少なくとも１つに基づいて、例えば、粒子光学システムの他の粒子光学部品のパラメータ及び位置のうちの少なくとも１つ、従って、光学特性を調整することにより、例えば、前記粒子光学システムの偏向器の励起を、このようなシステムに含まれる非点収差補正装置の励起を調整するか、又は、前記荷電粒子光学システムの１つ以上の他の部品の１つ以上の他の光学特性を調整することによって粒子光学システムの少なくとも１つの光学特性を調整する工程を含む。多孔部品が、複数の開孔のそれぞれに偏向器が接続された多孔プレート含む実施の形態においては、透過した荷電粒子ビームレットを偏向するための偏向装置（一般にブランキングアレイとも呼ばれる偏向装置）は、例えば、米国特許第５，３６９，２８２号及び第５，３９９，８７２号に記載されており、これらの内容の全ては、参照によって本明細書に援用される。前記検査は、例えば、検査用開孔プレートの同じ開孔を、検査すべき異なる個々の開孔及び対応付けられた偏向装置と順次整列させ、これに粒子を透過させ、透過した荷電粒子ビームレットの強度及び位置の少なくとも一方を検出することによって行なうことができる。当業者に容易に理解されるように、所定の位置又は強度からの、検出された位置もしくは検出された強度のずれ、又はこれらの両方のずれは、検査された開孔／偏向装置の誤差、整列不良などを示す可能性がある。
【００９５】
他の例示的な実施の形態において、前記粒子光学部品は、第５の開孔プレートであって、第１及び／又は第３の多孔プレートの複数の開孔のうちの所定数の開孔のみが第５の開孔プレートを通過する荷電粒子ビーム又は荷電粒子ビームレットの荷電粒子で照射されるように構成された直径を有する単一の開孔を含む第５の開孔プレートを含んでいてもよく、前記所定数は、例えば、複数の開孔の開孔の２分の１又は他の任意の分数倍含んでいてもよい。前記単一の開孔の直径を適切に選択することにより、荷電粒子の透過率及び第１の多孔プレートに衝突する荷電粒子の強度を適切に制御することができる。
【００９６】
第３の局面において、本発明は、少なくとも１つの荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子源と、前記第１の多孔プレートの下流側において前記第２の多孔プレートが前記荷電粒子のビーム経路に配置された、少なくとも１つの前記の粒子光学部品とを備えたことを特徴とする粒子光学装置を提供する。本明細書において説明される実施の形態において、第２の多孔プレートは、特に示さない限り、参照を容易にするために第１の多孔プレートの下流側に配置されている。
【００９７】
荷電粒子源は、本発明に用いるのに適した任意の従来の粒子源であってもよい。荷電粒子が電子である実施の形態においては、荷電粒子源は、熱電界放出（ＴＦＥ）型の電子源などの電子源となる。荷電粒子としてイオンを用いる実施の形態においては、例えば、イオン銃が適した荷電粒子源となる。本発明に用いるのに適した荷電粒子源は、当該技術分野においては周知であり、これらには、タングステン（Ｗ）フィラメントを用いる粒子源、ＬａＢ6粒子源及びその他様々なものがある。さらに、荷電粒子源は、荷電粒子の単一ビーム源、荷電粒子の単一ビーム源のアレイ、又はマルチビーム源であってもよい。
【００９８】
本発明に係る粒子光学装置の例示的な実施の形態は、前記第１及び第２の多孔プレートに異なる電位を印加するように構成された電圧源システムをさらに含む。
【００９９】
電圧源は、当該技術分野において公知の任意の適した電圧源であってよい。電圧源は、０から数百ｋＶの範囲の電圧を供給するように構成してもよい。電圧源は、可変電圧源であることが好ましい。多孔プレートに印加される電位、特に、第１の多孔プレートに印加される電位と第２の多孔プレートに印加される電位との間の電位差を調整することにより、本発明の粒子光学部品の集束効果及び／又は補正効果を調整することが可能となる。
【０１００】
本発明に係る粒子光学装置の例示的な実施の形態は、前記粒子光学部品の下流側の複数の荷電粒子ビームレットの合計ビーム電流に基づいて前記電圧源システムを制御するように構成された第１の制御部を有する制御器をさらに含む。荷電粒子は、一次電子荷電粒子、すなわち、荷電粒子源によって生成される荷電粒子であってもよく、あるいは、粒子光学装置が、試料の検査のために一次粒子が試料に導かれる検査システムの一部である実施の形態においては、検査されている試料から発せられる二次粒子の電流を合計ビーム電流の測定値として用いてもよい。一般に公知であるシステムにおける粒子光学部品の透過特性を考慮すると、荷電粒子源の出力信号を、複数の荷電粒子ビームレットの合計ビーム電流の測定値として用いることもできる。システムの粒子光学部品に蓄積される電荷の測定といった、合計ビーム電流を直接的あるいは間接的に測定する他の方法も考えられる。
【０１０１】
さらなる例示的な実施の形態において、前記粒子光学装置は、前記複数の荷電粒子ビームレットの前記合計ビーム電流を検出するための電流検出器をさらに含む。前記制御器は、前記複数の荷電粒子ビームレットのビーム電流を調整するための第２の制御部を有していてもよく、前記第１の制御部は、前記第２の制御部の設定に対して応答性を有する。本実施の形態は、第１又は第２の多孔プレートの少なくとも１つの開孔が、各開孔を透過する荷電粒子ビームレットを偏向するための偏向装置を含む実施の形態において特に有用である。このような実施の形態においては、第２の制御部は、偏向装置、特に、それぞれの開孔の少なくとも１つに対応付けられた偏向／非偏向位置を、偏向装置を通過するビームレットのビーム電流が制御され得るように制御し、第２の制御部の設定を示す信号を、この信号に応答して電圧源を調整する第１の制御部に送信してもよい。これにより、調整すべき粒子光学部品の補正／補償特性を荷電粒子の密度の影響、及び粒子光学部品によって補償されるべき粒子光学収差に対して結果として生じる電荷反発作用を考慮に入れたビーム電流に調整することが可能となる。
【０１０２】
前記の例示的な実施の形態に加えて、又はこれに代えて、本発明の粒子光学装置は、別の例示的な実施の形態において、前記第１の多孔プレートの上流側において前記荷電粒子の前記ビーム経路に配置された第１の電極と、前記第２の多孔プレートの下流側において前記荷電粒子の前記ビーム経路に配置された第２の電極と、前記第１及び第２の多孔プレート、並びに、前記第１及び第２の電極に異なる電位を印加するように構成された電圧源システムとをさらに含んでいてもよい。前記に示され、以下においてさらに説明される多孔プレートに対する電極の配置は、第１の多孔プレートが第２の多孔プレートの上流側に配置された本発明の実施の形態を指しており、多孔プレートの配置がこれと逆である本発明の実施の形態においては、同様のことが適用される。
【０１０３】
第１及び第２の電極を含む本発明の粒子光学装置の例示的な実施の形態において、前記電圧源システムは、前記第１の多孔プレートの上流側において該プレートの近傍に生成される電場が前記荷電粒子ビームの前記荷電粒子に対する減速電場となるような電圧を前記第１の電極及び前記第１の多孔プレートに印加するように構成されていてもよい。あるいは、前記電圧源システムは、前記第１の多孔プレートの上流側において該プレートの近傍に生成される電場が前記荷電粒子ビームの前記荷電粒子に対する加速電場となるような電圧を前記第１の電極及び前記第１の多孔プレートに印加するように構成されていてもよい。
【０１０４】
これに代えて、又はこれに加えて、本発明に係る粒子光学装置の例示的な実施の形態においては、前記電圧源システムは、前記第２の多孔プレートの下流側において該プレートの近傍に生成される電場が前記荷電粒子ビームの前記荷電粒子に対する加速電場となるような電圧を前記第２の電極及び前記第２の多孔プレートに印加するように構成されていてもよい。あるいは、前記電圧源システムは、前記第２の多孔プレートの下流側において該プレートの近傍に生成される電場が前記荷電粒子ビームの前記荷電粒子に対する減速電場となるような電圧を前記第２の電極及び前記第２の多孔プレートに印加するように構成されていてもよい。
【０１０５】
第１の多孔プレート、第２の多孔プレート、並びに、第１、第２及び第３の電極のうちの少なくとも１つに、種々の異なる方法で電位を印加することができる。本発明の粒子光学部品内の上流側及び下流側において印加される電位ひいては電場を適切に選択することにより、例えば、基板に入射させるべきビームレットに対する集束効果及び／又は補正効果を与えるための、例えば、種々の異なるモードを実現することが可能となる。１つの例示的な実施の形態において、例えば、前記電位は、集束効果の主要な部分を実現する電場が本発明の部品の上流側に位置し、補正効果の主要な部分を実現する電場が前記部品の下流側に位置するように選択してもよく、この逆もまた同様である。前記電位は、例えば、前記部品の上流側近傍又は下流側近傍の領域に実質的にいかなる電場も存在しないように選択してもよい。様々なこのようなモードの例示的な実施の形態は、図面を参照しながらより詳細に説明される。
【０１０６】
さらなる例示的な実施の形態において、前記粒子光学装置は、第１及び第２の電極に加えて、前記第１の電極と前記第１の多孔プレートとの間において前記荷電粒子の前記ビーム経路に配置された第３の電極をさらに含み、前記電圧源システムは、前記第３の電極に電位を印加するようにさらに構成されている。
【０１０７】
さらなる例示的な実施の形態において、前記粒子光学装置は、第１及び第２の電極に加えて、前記第２の多孔プレートと前記第２の電極との間において前記荷電粒子の前記ビーム経路に配置された第４の電極をさらに含み、前記電圧源システムは、前記第４の電極に電位を印加するようにさらに構成されている。
【０１０８】
第１から第４の電極は、例えば、単開孔電極であってもよい。
【０１０９】
さらなる例示的な実施の形態において、電圧源は、粒子光学部品の上流側の電場が、その近傍において実質的に均一な電場となり、粒子光学部品の下流側の電場が、その近傍において実質的に均一な電場となり、かつ、粒子光学部品の上流側の電場の電場強度とは異なる電場強度を有するような電圧を第１、第２、第３及び第４の電極のうちの１つ以上に印加するように構成されていてもよい。
【０１１０】
本発明の装置は、例えば、前記荷電粒子ビームの前記ビーム経路に配置された少なくとも１つの集束粒子光学レンズをさらに含んでいてもよい。本発明の本実施の形態において、前記装置は、好ましくは、前記第１及び第２の多孔プレートに異なる電位を印加して、前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズの像面湾曲及び球面収差のうちの少なくとも１つを補償するように構成された電圧源システムをさらに含む。前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズは、本発明の部品の上流側又は下流側に配置することができる。
【０１１１】
少なくとも１つの集束粒子光学レンズを含む本発明の実施の形態においては、電圧源システムは、第１及び第２の電極に電位を与え、第１及び第２の多孔プレートを通るビームレットが第２の多孔プレートの下流側の集束領域においてそれぞれ焦点を生成するように構成されているのが好ましく、荷電粒子のビーム経路における第２の多孔プレートの下流側に配置された少なくとも１つの集束粒子光学レンズをさらに含み、電圧源システムは、第１及び第２の多孔プレートに異なる電位を印加して、前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズの少なくとも１つの粒子光学収差を補償するようにさらに構成されている。前記少なくとも１つの粒子光学収差を補償することは、前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズの像面湾曲又は球面収差のうちの少なくとも一方を補償することを含み得る。
【０１１２】
第４の局面において、本発明は、本発明に係る粒子光学部品を備えたことを特徴とするマルチビーム電子検査システムを提供する。
【０１１３】
前記マルチビーム電子検査システムの例示的な実施の形態において、前記粒子光学部品は、前記システムの一次電子ビーム経路に配置されている。
【０１１４】
第５の局面において、本発明により、マルチビーム電子検査システムが提供され、このマルチビーム電子検査システムは、一次電子の少なくとも１つのビームを生成するための電子源と、被検査試料のための台と、前記電子源の下流側において前記少なくとも１つの電子ビームのビーム経路に配置された本発明に係る粒子光学部品と、前記粒子光学部品の前記第１及び第２の多孔プレートに電位を印加するための電圧源システムと、前記粒子光学装置の下流側において前記少なくとも１つの電子ビームの前記ビーム経路に配置された少なくとも１つの集束粒子光学レンズと、二次粒子のうちの少なくとも１つ、及び前記電子に露光されたことによって前記試料から発せられる放射を検出するための検出器装置とを備えたことを特徴とする。
【０１１５】
本発明に係る個々の粒子光学部品及び粒子光学装置に関連して説明された前記の例示的な実施の形態、考慮及び特徴は、当然ながら、本明細書に記載されるシステム又は方法において用いられる際にも前記部品又は装置に同様に適用が可能である。
【０１１６】
第６の局面において、本発明は、荷電粒子ビームレットの操作方法であって、荷電粒子ビーム及び複数の荷電粒子ビームレットのうちの少なくとも一方を生成する工程と、前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、本発明に係る粒子光学部品に透過させる工程と、前記第１の多孔プレート及び第２の多孔プレートに所定の電位をそれぞれ印加する工程と、前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズに透過させる工程とを含むことを特徴とする方法を提供する。
【０１１７】
第１及び第２の多孔プレートに所定の電位を印加する工程は、第１の多孔プレートに第１の電位を印加し、第２の多孔プレートに第２の電位を印加する工程を好ましくは含み、ここで、第１及び第２電位は異なっている。本明細書における、電位を印加する工程は、それぞれの多孔プレート又は電極が接地される実施の形態も含むように意図されている。
【０１１８】
前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズは、本発明に係る部品の上流側又は下流側に配置されていてもよく、従って、電子などの荷電粒子は、本発明による前記部品を通過する前に前記レンズを通過してもよく、この逆もまた同様である。但し、典型的には、前記少なくとも１つのレンズは、本発明の部品の下流側に配置されることになる。
【０１１９】
本発明の例示的な実施の形態において、本発明の部品は、補正効果及び集束効果の両方を得るために用いられてもよいし、あるいは、補正効果のみを、非常に小さい集束効果と共に得るために用いられてもよい。
【０１２０】
さらなる第１、第２もしくは第３の電極、第３の多孔プレート、又はこれらの任意の組み合わせが設けられている本発明の実施の形態において、前記方法は、これらの電極及び多孔プレートのそれぞれに適当な電位を印加する工程をさらに含む。電極の配置場所の選択及び印加される電位の選択により、本発明の部品の上流側及び下流側において集束、集束ずれ又は無電場状態の様々な変形例及び組み合わせが可能となり、主要な集束効果が本発明の部品の上流側もしくは下流側の電場、又は両方の電場の組み合わせによって得ることができるようになる。
【０１２１】
前記の方法において、第１及び第２の多孔プレートのうちの少なくとも一方に印加される前記所定の電圧又は電位は、例えば、０〜５０００Ｖの範囲内にあってもよい。
【０１２２】
本発明の方法のさらなる例示的な実施の形態において、前記印加される所定の電圧は、前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズの少なくとも１つの粒子光学収差が補償される、例えば、像面湾曲又は球面収差のうちの少なくとも一方が補償され得るように選択される。
【０１２３】
実際には、前記少なくとも１つの集束レンズは、単独で又は粒子光学システムの他の部品と共に、平坦な焦点面に位置するビームレットの焦点が試料表面付近の湾曲した平面に結像されるような、粒子光学システムの像面湾曲に一般に寄与する。従って、結果として生じる湾曲した像平面は、試料の平坦面に一致せず、ビームレットの焦点を試料表面に完全に結像することができない。
【０１２４】
本発明の部品は、このような像面湾曲を補正するために有利に用いることができる。前記少なくとも１つの集束レンズが本発明の部品の下流側に配置されている実施の形態においては、前記部品は、荷電粒子ビームレットの焦点が形成される平面又は領域（焦点面又は焦点領域）が、湾曲した焦点領域となるようにその設計（第１の面の形状、間隙の幅等）及び印加される電位差に関して適切に構成することが可能である。この湾曲した焦点領域の曲率は、前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズがこの湾曲した平面を平坦な像平面に結像して、平坦な像平面に一致するように試料の平面状の面を配置することができるように調整され得る。
【０１２５】
静電場用途においては、一般に、集束効果、より正確には、単一の多孔プレートの各開孔によって形成される焦点距離ｆは、以下の式
【０１２６】
【数２】
【０１２７】
によって推定することができ、
式中、
Ｅkinは、多孔プレートにおける荷電粒子の運動エネルギーであり、
ｑは、荷電粒子の電荷であり、
ΔＥは、多孔プレートの上流側の電場と下流側の電場との電場強度の差（Ｅ2−Ｅ1）を表している。
【０１２８】
本発明に係る粒子光学部品において、第１又は第２の多孔プレートは、それぞれ、主要な集束を与え得る多孔装置（ＭＡＡ）であると考えることができ、第１及び第２の多孔プレートの組み合わせ、並びに、特にこれらの間の間隙に生成される電場は、集束効果が弱い液浸ＭＬＡ（多レンズ装置）であると考えることができる。
【０１２９】
前記を考慮すると、組み合わせられた集束力は、粒子光学部品のＭＡＡ（多孔アレイ）相当物の集束力に対して、項
【０１３０】
【数３】
【０１３１】
を、
ＭＬＡ相当物の集束力に対して、項
【０１３２】
【数４】
【０１３３】
を含むことになり、式中
ΔＵは、第１の多孔プレートに印加される電位（Ｕ1）と第２の多孔プレートに印加される電位（Ｕ2）との間の差であり、
ｗは、第１及び第２の多孔プレートのそれぞれの開孔における位置の間の間隙幅である。
【０１３４】
組み合わせると、前記項は、
【０１３５】
【数５】
【０１３６】
となり、これにより、前記組み合わせられた集束効果の推定値が得られる。
【０１３７】
幅ｗは本発明の粒子光学部品における第１及び第２の多孔プレート間の間隙にわたって様々であるので、第１及び第２の多孔プレートの間の間隙における電場によって得られる比較的小さい集束効果は、前記幅によって異なり、従って、異なる間隙幅の位置における開孔に対して異なり、これにより、ビームレットの焦点領域を、粒子光学収差を補償することができるような形状にすることが可能となることは明らかである。
【０１３８】
第７の局面において、本発明は、複数の荷電粒子ビームレットの集束方法であって、
荷電粒子ビーム及び複数の荷電粒子ビームレットのうちの少なくとも一方を、それぞれが複数の開孔を有し、中心が距離ｗ0だけ離間した第１の多孔プレート及び第２の多孔プレートに透過させる工程と、
前記第１の多孔プレートに第１の電位Ｕ1を印加する工程と、
前記第２の多孔プレートに前記第１の電位とは異なる第２の電位Ｕ2を印加する工程と、
前記第１の多孔プレートの上流側において前記ビーム経路が通る電場及び前記第２の多孔プレートの下流側において前記ビーム経路が通る電場のうちの少なくとも一方を生成し、前記第１の多孔プレートの上流側近傍の電場の第１の電場強度Ｅ1が、前記第２の多孔プレートの下流側近傍の電場の第２の電場強度Ｅ2と、少なくとも約２００Ｖ／ｍｍ、例えば、少なくとも約５００Ｖ／ｍｍ、他の実施の形態においては、少なくとも７５０Ｖ／ｍｍ、さらなる例示的な実施の形態においては、少なくとも１０００Ｖ／ｍｍだけ異なるようにする工程とを含み、
電荷ｑを有し、かつ、前記第１の多孔プレートを通る際に運動エネルギーＥkinを有する荷電粒子に対して、以下の関係
【０１３９】
【数６】
【０１４０】
が満たされることを特徴とする方法を提供する。
【０１４１】
換言すると、電場強度Ｅ1及びＥ2、電位Ｕ1及びＵ2、第１及び第２の多孔プレート間の距離ｗ（又はｗ0）、並びに、荷電粒子の運動エネルギーは、第２の多孔プレートによって形成される多孔アレイ（ＭＡＡ）が荷電粒子システムにおいて主要な集束を実現し、第１及び第２の多孔プレートの組み合わせによって形成される液浸多レンズアレイが、ＭＡＡの主要な集束効果に重ね合わされる比較的弱い集束効果のみを実現するように選択される。第１の多孔プレートと第２の多孔プレートとの間の間隙幅が様々である本発明の好適な実施の形態において、第２の多孔プレートから出射するビームレットの集束点は、それぞれのビームレットが出射する整列開孔の位置における間隙の幅ｗによって異なる。例示的な実施の形態において、ＭＬＡの主要な集束の焦点距離は、ＭＡＡによって得られる集束効果よりも約５％、１０％又は２０％だけ短くすることができる。ＭＬＡの焦点距離は、２ｍよりも大きいことが好ましい。
【０１４２】
特に、第１及び第２の多孔プレートに印加される電位を選択し、調整することにより、前記部品によって得られる補償効果のレベルを容易に調整することが可能であるため、前記部品は、広範囲の動作条件システムレイアウトに適している。
【０１４３】
本局面に係る方法においては、本発明の粒子光学部品を有利に用いることができ、また、第１及び第２の多孔プレート間の幅は、これらの中心からの距離が増加するにしたがって増加し、第１及び第２の多孔プレート間に第１及び第２の電位Ｕ1及びＵ2を印加することによって生成される電場の電場強度が中心からの距離が増加するにしたがって減少することが好ましい。例えば、これらの実施の形態において、幅ｗ0は、上述の第１の幅であってもよい。
【０１４４】
例示的な実施の形態において、例えば、前記式において、適切な下限は０.０５又は０.０８であってもよく、上限は０．１８又は０．１５であってもよい。
【０１４５】
第８の局面において、本発明は、少なくとも１つの荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子源と、前記少なくとも１つのビームの経路において第１の磁場を生成するように構成された少なくとも１つの磁気レンズと、複数の開孔を有する少なくとも１つの第１の多孔プレートであって、前記少なくとも１つの荷電粒子ビームのビーム経路が通るように配置された第１の多孔プレートと、前記少なくとも１つの第１の多孔プレートにおける磁束密度が実質的にゼロとなるような第２の磁場を生成するように構成された少なくとも１つのコイル装置とを備えたことを特徴とする粒子光学装置を提供する。当業者に容易に理解されるように、実質的にゼロとは、磁場が前記システムの結像特性に対して、透過率の低下といった悪影響を与えない限りにおいて、無視できるほど小さい磁場が前記少なくとも１つの第１の多孔プレートの近傍に存在する実施の形態を含むようにも意図されている。
【０１４６】
例示的な実施の形態において、前記粒子光学装置は、複数の開孔を有する第２の多孔プレートであって、前記第１の多孔プレートとの間に間隙が形成されるように前記第１の多孔プレートから離間した第２の多孔プレートをさらに備え、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が、前記第２の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の第１の開孔の位置における前記間隙の第１の幅は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の第２の開孔の位置における前記間隙の第２の幅よりも少なくとも５％だけ大きい、例えば、少なくとも１０％又は２０％だけ大きい、さらなる例示的な実施の形態においては、少なくとも５０％、１００％、２００％、５００％又は７００％（数百％）だけ大きい。また、これらの実施の形態においては、前記第１の多孔プレートは、前記第２の多孔プレートに対向する第１の面を有し、前記第２の多孔プレートは、前記第１の多孔プレートに対向する第１の面を有し、各第１の面は、前記それぞれの複数の開孔の複数の開孔を含む領域を有し、前記第１の面のうちの少なくとも一方は、前記領域内の平面状の曲面（planar curved surface）である。本発明の第８の局面に係る装置における第１の多孔プレートは、上述した本発明の荷電粒子光学部品の一部であることが好ましい。あるいは、本発明の荷電粒子部品及び荷電粒子装置の実施の形態の１つ以上の特徴を含んでいてもよい。
【０１４７】
第９の局面において、本発明は、荷電粒子ビームレットの操作方法であって、
荷電粒子ビーム及び複数の荷電粒子ビームレットのうちの少なくとも一方を生成する工程と、
前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、第１の磁場を生成する少なくとも１つの磁気レンズに透過させる工程と、
前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、複数の開孔を有する少なくとも１つの多孔プレートに透過させる工程と、
前記複数の荷電粒子ビームレットが通るコイル装置に所定の電流を印加することによって第２の磁場を生成し、前記第２の磁場が前記第１の磁場を少なくとも部分的に補償し、前記少なくとも１つの多孔プレートにおける磁束密度が実質的にゼロになるようにする工程とを含むことを特徴とする方法も提供する。
【０１４８】
前記少なくとも１つの多孔プレートあるいは本発明の粒子光学部品の位置における磁場を実質的に消去することは、荷電粒子が前記磁場によって及ぼされる回転力に曝されることがなく、その経路を変えないという点で有益である。このような回転力に曝されると、例えば、個々の荷電粒子が第２の多孔プレートの開孔を透過しなくなるということが起こり得る。その代わりに、荷電粒子は、開孔間の空間に衝突し、その結果、透過率に損失が生じる。
【０１４９】
本発明の第１０の局面において、さらなる粒子光学装置が提供され、この装置は、その実施の形態が本明細書に記載されている本発明に係る粒子光学部品と、第１の磁極片、第２の磁極片、並びに、前記第１及び第２の磁極片に磁束を誘導するためのコイルを含む磁気レンズ装置とを備え、前記第１の多孔プレートは、前記磁気レンズ装置の前記第１の磁極片と磁気的に結合されるか又は一体的に形成され、前記第２の多孔プレートは、前記磁気レンズ装置の前記第２の磁極片と磁気的に結合されるか又は一体的に形成されていることを特徴とする。
【０１５０】
第１及び第２の多孔プレート間に形成される間隙の幅が様々であることにより、間隙の長さにわたって様々である磁場強度を有する磁場が生じる。前記磁気レンズの異なる磁極として機能する第１及び第２の多孔プレートの異なる整列開孔対に対し、磁場は、対応付けられた１つの開孔対を通過するビームレットが対応付けられた別の開孔対を通過するビームレットよりも強いか又は弱い磁場を受けることができるように、互いに異なっている。前記間隙の幅が、中心からの距離が増加するにしたがって、すなわち、径方向外側に増加する実施の形態においては、前記間隙に生成される磁場の磁束密度は、間隙の幅が増加するにしたがって減少する。原則として、静電場に対するものと同様のことがここでも適用される。
【０１５１】
第１１の局面において、本発明は、基板上にパターンを描画するための荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムであって、前記基板を載置するための台と、少なくとも１つの荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子源と、本発明に係る粒子光学部品と、前記荷電粒子ビームレットを前記基板上に集束させるための対物レンズとを備えたことを特徴とするシステムも提供する。
【０１５２】
本発明の第１２の局面において、基板上にパターンを描画する方法であって、
少なくとも１つの荷電粒子ビームを生成する工程と、
前記少なくとも１つの荷電粒子ビームを本発明に係る粒子光学部品に透過させる工程と、
前記第１の多孔プレートに所定の第１の電位を印加し、第２の多孔プレートに前記所定の第１の電位とは異なる所定の第２の電位を印加する工程と、
前記粒子光学部品から出射する荷電粒子ビームレットを前記基板上に集束させる工程とを含むことを特徴とする方法が提供される。
【０１５３】
第１３の局面において、本発明は、曲面を有する多孔プレートの製造方法であって、
基板に、穴のパターンを穴の深さが前記基板の厚さよりも小さくなるように前記基板の前面からエッチングする工程と、
前記基板の背面を、前記基板の前記背面の少なくとも一部が曲面形状を有するように加工する工程と、
前記基板の前記背面を、前記基板の前記前面から前記基板にエッチングされた穴の少なくとも一部が前記基板の厚さ全体を通って延びて開孔を形成するまでエッチングする工程とを含むことを特徴とする方法に関する。
【０１５４】
基板の厚さが様々であり得るため、基板の厚さ全体を貫通して穴をエッチングする工程とは、前記穴の位置における基板の厚さを貫通してエッチングが行なわれ、開孔が形成されることを意味する。本明細書において、穴という用語は、この穴は、一方の側だけに開いている、すなわち、開口部を１つだけ有し、他方の側の開口部は閉じていることを意味する。
【０１５５】
例示的な実施の形態において、基板に穴を基板の前側からエッチングする工程及び基板の裏側を加工して曲面を形成する工程を、前記に示したものと逆の順序で行ない、前記基板の前記背面を加工する前記工程が、前記基板に前記基板の前記前面から前記穴のパターンをエッチングする前記工程の前に行なわれるようにしてもよい。
【０１５６】
本発明の第１４の局面において、曲面を有する少なくとも１つの領域を有する多孔プレートのさらなる製造方法であって、
基板に、穴のパターンを前記基板の前面からエッチングする工程と、
前記基板の前記前面を、前記基板の前記前面の少なくとも一部が曲面形状を有するように加工する工程と、
前記基板の前記背面を、前記基板にエッチングされた穴の少なくとも一部が前記基板全体を通って延びて開孔を形成するまで加工及びエッチングの少なくとも一方を行なう工程とを含むことを特徴とする方法が提供される。
【０１５７】
第１３及び１４の局面に係る方法は、前記それぞれの表面を加工して曲面を形成する前記工程の前に、前記穴を少なくとも部分的に充填剤で充填する工程をさらに含むことが好ましい。
【０１５８】
第１５の局面において、本発明は、曲面を有する少なくとも１つの領域を有する多孔プレートの製造方法であって、
開孔パターンを基板にエッチングする工程と、
前記基板の一方の表面を、前記表面が曲面又は曲面を有する少なくとも１つの領域を有するように加工する工程とを含むことを特徴とする方法を提供する。
【０１５９】
第１５の局面に係る方法は、前記基板の一方の表面を加工する前記工程の前に、前記エッチングされた開孔パターンの開孔を少なくとも部分的に充填剤で充填する工程をさらに含むことが好ましい。
【０１６０】
前記基板はシリコンウエハであることが好ましい。
【０１６１】
本発明に係る多孔プレートの製造方法の例示的な実施の形態において、前記加工工程は、機械研磨によって前記基板の前記表面から材料を除去する工程を含む。適した研削材が当該技術分野において周知である。除去すべき材料の量及び許容可能な加工粗さによっては、例えば、シリコンの場合は、グリセリンと酸化アルミニウム粒子もしくは炭化ケイ素粒子との混合物、又は適当な溶液中の酸化ケイ素粒子もしくはダイアモンド粒子といった、異なる研削材又は研磨材を用いてもよい。
【０１６２】
前記基板に前記孔又は開孔をエッチングする前記工程は、好ましくは反応性イオンエッチング、最も好ましくは深い反応性イオンエッチングを含むことが好ましい。
【０１６３】
一般に、基板に穴又は開孔をエッチングする工程には、フォトリソグラフィ技術が用いられ、この技術において、基板はフォトレジストで被覆され、被覆された基板は、フォトレジストに転写されるパターン（この場合には、穴／開孔のパターン）を保持するマスクを介して露光され、露光された基板は、露光された基板を基板現像液に接触させることによって現像される。ポジレジストの場合は、露光された材料が現像液によって除去され、ネガレジストの場合は、未露光の材料が現像液によって除去される。
【０１６４】
このようにして用意された基板に穴／開孔がエッチングされるフォトリソグラフィ手順もあるが、基板が材料層で被覆され、この材料層が次いでエッチングされて、後に続く実際の基板のエッチング用のマスクを形成する手順もある。
【０１６５】
シリコン基板に用いられる例示的なフォトリソグラフィ手順においては、シリコンウエハは、洗浄され、次に酸化されてＳｉＯ2薄膜がその上に形成され、次に、フォトレジストで被覆される。フォトレジストは露光され、次に現像されてＳｉＯ2層が（所与のパターン状に）除去され、例えば反応性イオンエッチングによってＳｉＯ2層がエッチングされて、シリコンのエッチング用のマスクが形成される。残りのフォトレジストが除去され、次いで、例えば深い反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）によってシリコン基板がエッチングされる。
【０１６６】
一般に、ドライエッチング手順においては、気体が高周波磁場によって低圧で励起される。不活性ガスの場合は、磁場によって発生した気体イオンが基板に対して加速され、物理的相互作用によって材料が除去される。反応ガスの場合は、基板からの材料の除去は、化学的相互作用によって行なわれるが、物理的現象をさらに含み得る。一般に、ドライエッチング技術には、プラズマエッチング、反応性イオンエッチング及びイオンビームエッチングが含まれる。
【０１６７】
一般に、反応性イオンエッチング手順は、高周波を利用して気体を反応種に解離させてイオン化し、エッチングされる基板にイオン衝撃を誘導するようにバイアスをかける。反応性イオンエッチング処理に適したガスとしては、炭素（Ｃ）を含む化合物、及びフッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）又は臭素（Ｂｒ）などのハロゲン元素がある。圧力、高周波出力、ガス流量、電極及び基板の温度、並びに、使用される特定のガスの選択といった処理パラメータを制御することにより、結果として得られるエッチングプロファイルの形状を制御することが可能となる。
【０１６８】
前記エッチング処理の異方性／等方性は、一般に、物理的処理及び化学的処理が支配する程度によって制御される。
【０１６９】
深い反応性イオンエッチングにより、アスペクト比の高い、すなわち、幅に対する深さの比が高い開孔又は穴を製造することが可能となる。ＤＲＩＥは、しばしば「ボッシュ法」（この種の方法に対する最初の特許をボッシュが有していたため）とも呼ばれ、重合化学反応とエッチング化学反応とを頻繁に切り換えるプラズマエッチング処理を含む。基板表面をポリマーで被覆する工程（パッシベーション）が等方性イオンエッチング工程と交互に行なわれ、エッチングされた構造の底部からポリマーが除去される。ボッシュ法のほかに、（ＤＲＩ）エッチングが−１００℃未満の極低温で一段階処理として行なわれる、いわゆる「クライオ」処理を用いることができる。高アスペクト比のほかに、ＤＲＩＥによって、基板に深い構造をエッチングすることが可能となり、また、エッチング速度が高いため、高速エッチングか可能となる。
【０１７０】
実際、同じマスクを用いて製造され、従って、実質的に同一の開孔アレイを有する多孔プレートを用いることが有利であることが分かっている。本実施の形態は、マスクにおいて、当該マスクを用いて製造される開孔アレイに転写される小さな欠陥が存在する場合に特に有用である。このような場合、同じマスク位置を用いて製造された開孔を有利に重ね合わせ、これにより、開孔アレイにおける欠陥による有害な影響を排除することができる。
【０１７１】
さらに、実際の経験から、開孔が、少なくとも荷電粒子が衝突する面において平滑な縁端部を有し、かつ、前記粒子が当該開孔を通過する際に最初に通る開孔体積の、少なくとも最初の３分の１において平滑な面を有することが有益であることが示されており、前記開孔体積の少なくとも一部における平滑な開孔縁端部及び平滑な内面は、エッチング工程中のエッチングパラメータを適切に選択することによって得ることができる。特に、平滑な面を得るためには、より低いエッチング速度が好ましい。
【０１７２】
前記の製造方法の好適な実施の形態において、曲面形状を有する基板のそれぞれの側（本発明の方法においては、一般に裏側と呼ばれる）をエッチングする工程は、それぞれの側のいかなる場所においても等しい量の材料が除去され、前記加工工程によって得られたそれぞれの表面の形状を実質的に維持するように基板をエッチングする工程を含む。このようにして、それぞれの表面の曲率は、実質的に維持される。これは、例えば、当該技術分野において公知のウエットエッチング処理又はプラズマエッチング処理によって行なうことができる。他の実施の形態において、前記曲面形状を有するそれぞれの表面を加工する工程は、それぞれの表面が第１の曲率を有するように行なってもよく、次いで、当該表面が、所望の最終曲率である第２の曲率を有するようにエッチングが行なわれる。このような実施の形態においては、エッチング工程は、表面全体にわたって同じ速度で行なわれる必要はない。
【０１７３】
好適な実施の形態において、前記方法は、前記穴又は開孔を、最も好ましくはそれぞれの表面に対してさらなるエッチング及び加工が行なわれる前に、１つ以上の充填材料で少なくとも部分的に充填する工程をさらに含む。従って、これらの実施の形態は、すなわち、それぞれの表面をエッチングする前記工程の後に、前記開孔から前記１つ以上の充填材を除去する工程も好ましくは含む。
【０１７４】
前記製造方法において用いることができる充填材料あるいは充填剤としては、例えば、窒化ケイ素などの、適当なポリマー、接着剤及び樹脂がある。
【０１７５】
第１６の局面において、本発明は、複数の荷電粒子ビームレットの集束方法であって、複数の開孔を有する第１の多孔プレートと前記第１の多孔プレートから少なくとも１ｍｍの距離だけ離間した第１の電極との間に、前記第１の多孔プレートが第１の集束力Ｆ１を有するように最大で５０００Ｖ／ｍｍの電場を生成する工程と、荷電粒子ビーム及び複数の荷電粒子ビームレットのうちの少なくとも一方を、前記電場、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔及び前記第１の電極に透過させる工程と、前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、複数の開孔を有する少なくとも１つの第２の多孔プレートを備えた粒子光学部品であって、第２の集束力Ｆ２を与えるように構成及び動作される粒子光学部品の開孔に透過させる工程とを含み、前記粒子光学部品の前記第２の集束力Ｆ２は、前記第１の集束力Ｆ１の５分の１以下であることを特徴とする方法を提供する。
【０１７６】
他の例示的な実施の形態において、第１の多孔プレートと第１の電極との間に生成される電場は、最大で２５００Ｖ／ｍｍ、最大で１０００Ｖ／ｍｍ、又は最大で５００Ｖ／ｍｍの電場強度を有し得る。さらなる例示的な実施の形態において、第１の電極と第１の多孔プレートとの間の距離は、少なくとも５ｍｍであり、あるいは、少なくとも１０ｍｍもしくは少なくとも２０ｍｍであってもよい。
【０１７７】
本明細書において、集束力とは、焦点距離：Ｆ＝１／fの逆数を意味する。多孔アレイ及び多レンズアレイの集束力を与える式の例は、本明細書において前記に示されている。
【０１７８】
第１６の局面に係る方法における多孔部品は、前記に特徴及び実施の形態が記載されている本発明に係る多孔部品であることが好ましい。第１の電極は、例えば、単開孔プレートであってもよい。第１の電極は、例えば、第１の多孔プレートと第２の多孔プレートとの間に配置されてもよい。他の実施の形態においては、第１の電極は、第２の多孔プレートから離れる方向に向いた第１の多孔プレートの側に配置されてもよい。
【０１７９】
第１７の局面において、本発明は、複数の開孔を有する第１の多孔プレートと、少なくとも１つの開孔を有する第４の開孔プレートと、前記第４の開孔プレートを、前記第１の多孔プレート対して第１の位置及び前記第１の位置とは異なる第２の位置にずらすための少なくとも１つのアクチュエータを含む取付構造とを含むことを特徴とする粒子光学部品を提供する。
【０１８０】
例示的な実施の形態においては、前記第１の位置において、前記第４の開孔プレートの前記少なくとも１つの開孔のうちの１つの開孔は前記第１の多孔プレートの第１の開孔と整列され、前記第２の位置において、前記１つの開孔は前記第１の多孔プレートの第２の開孔と整列され、前記第１及び第２の開孔は異なっている。
【０１８１】
例示的な実施の形態において、前記粒子光学部品は、複数の開孔を有する第２の多孔プレートであって、前記第１の多孔プレートとの間に間隙が形成されるように前記第１の多孔プレートから離間した第２の多孔プレートをさらに備え、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が、前記第２の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、前記第１の多孔プレートは、前記第４の開孔プレートと前記第２の多孔プレートとの間に配置されている。
【０１８２】
前記粒子光学部品の例示的な実施の形態、利点及び特徴は、特に本発明の第１の局面に関連して前記において説明されている。第４の開孔プレートは、第１の開孔プレートの位置及び／又は粒子光学システムの他の部品の光学特性の検査に有利に用いることができる。
【０１８３】
第１８の局面において、本発明は、複数の開孔を有する第１の多孔プレートと、複数の開孔を有する第３の多孔プレートであって、前記第３の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第３の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、前記第３の多孔プレートの開孔の直径は、前記第３の多孔プレートの前記開孔と整列された前記第１の多孔プレートの対応する開孔の直径よりも小さい、第３の多孔プレートとを備えたことを特徴とする粒子光学部品を提供する。
【０１８４】
例示的な実施の形態において、前記粒子光学部品は、複数の開孔を有する第２の多孔プレートであって、前記第１の多孔プレートとの間に間隙が形成されるように前記第１の多孔プレートから離間した第２の多孔プレートをさらに備え、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が、前記第２の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、前記第１の多孔プレートは、前記第３の開孔プレートと前記第２の多孔プレートとの間に配置されている。
【０１８５】
例示的な実施の形態において、前記第３の多孔プレートの開孔の直径は、前記第３の多孔プレートの前記開孔と整列された前記第１の多孔プレートの対応する開孔の直径の９９％以下、例えば、９５％以下である。さらなる例示的な実施の形態、特徴及び利点は、本発明の第１の局面に係る粒子光学部品に関連して前記に説明されている。
【０１８６】
上述のように、整列は、上流側の開孔プレートの開孔を通過する荷電粒子ビームレットが、下流側の多孔プレートに衝突又は接触することなく、下流側の多孔プレートの整列開孔を通過することができるように、整列開孔を互いに配置することを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【０１８７】
【図１】本発明に係る粒子光学検査システムの基本的な特徴及び機能を概略的に示す図
【図２】試料上に焦点面を結像する際の粒子光学素子によって生じる像面湾曲作用を示す図
【図３】図２に示される像面湾曲を補償するように構成された粒子光学部品の実施の形態の一部を示す図
【図４】本発明の粒子光学部品の第１の実施の形態における、第１の多孔プレートの第２の多孔プレートに対する配置を示す図
【図５】本発明の粒子光学部品の第２の実施の形態における、第１の多孔プレートの第２の多孔プレートに対する配置を示す図
【図６】本発明の粒子光学部品の第３の実施の形態における、第１の多孔プレートの第２の多孔プレートに対する配置を示す図
【図７】本発明の粒子光学部品の第３の実施の形態における像面湾曲の補償効果を概略的に示す図
【図８ａ】第１、第２、第３及び第４の電極のうちの少なくとも１つ、並びに、異なる電場構成を有する本発明の粒子光学部品の実施の形態を示す図
【図８ｂ】第１、第２、第３及び第４の電極のうちの少なくとも１つ、並びに、異なる電場構成を有する本発明の粒子光学部品の実施の形態を示す図
【図８ｃ】第１、第２、第３及び第４の電極のうちの少なくとも１つ、並びに、異なる電場構成を有する本発明の粒子光学部品の実施の形態を示す図
【図８ｄ】第１、第２、第３及び第４の電極のうちの少なくとも１つ、並びに、異なる電場構成を有する本発明の粒子光学部品の実施の形態を示す図
【図８ｅ】第１、第２、第３及び第４の電極のうちの少なくとも１つ、並びに、異なる電場構成を有する本発明の粒子光学部品の実施の形態を示す図
【図９】第３の多孔プレートを有する本発明の粒子光学部品の実施の形態を示す図
【図１０ａ】第４の開孔プレートを含む本発明の粒子光学部品の実施の形態、及び本発明の第２の局面に係る多孔部品の動作の実施の形態の工程を示す図
【図１０ｂ】第４の開孔プレートを含む本発明の粒子光学部品の実施の形態、及び本発明の第２の局面に係る多孔部品の動作の実施の形態の工程を示す図
【図１１】磁気レンズにおいて用いられている本発明に係る粒子光学部品の実施の形態を示す図
【図１２ａ】コイル装置を含む本発明に係る粒子光学部品及び粒子光学装置の実施の形態を示す図
【図１２ｂ】図１２ａに示される装置の動作中のｚ方向における磁束密度を示すグラフ
【図１３ａ】本発明の第１０の局面に係る粒子光学装置の実施の形態の一部を示す図
【図１３ｂ】図１３ａに示される装置の動作中の異なる開孔の位置におけるｚ方向の磁束密度を示すグラフ
【図１４】本発明に係る粒子光学装置のさらなる実施の形態を示す図
【図１５ａ】本発明に係る粒子光学部品の第１及び第２の多孔プレートの整列不良による歪曲収差作用を示す図
【図１５ｂ】図１５ａに示される第１及び第２の多孔プレートの整列不良の補償に適したを照射モードを示す図
【図１６】図１５ａの歪曲収差作用を示す、像平面における一次電子ビームレットスポットのアレイの立面図
【図１７】本発明の第１５の局面に係る成形多孔プレートの製造方法の実施の形態を示す図
【図１８】本発明の第１３の局面に係る成形多孔プレートの製造方法の実施の形態を示す図
【図１９】本発明の第１３の局面に係る成形多孔プレートの製造方法の別の実施の形態を示す図
【図２０】本発明の第１４の局面に係る成形多孔プレートの製造方法の実施の形態を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【０１８８】
本発明の前記及びその他の有利な特徴は、添付図面を参照し、本発明の例示的な実施の形態の以下の詳細な説明からより明らかとなる。尚、本発明の可能な実施の形態の全てが、本明細書において示す利点の全て又はいずれかを示すとは限らない。
【０１８９】
図１は、本発明に係る粒子光学検査システムの基本的な特徴及び機能を概略的に示し、
図２は、試料上に焦点面を結像する際の粒子光学素子によって生じる像面湾曲作用を示し、
図３は、図２に示される像面湾曲を補償するように構成された粒子光学部品の実施の形態の一部を示し、
図４は、本発明の粒子光学部品の第１の実施の形態における、第１の多孔プレートの第２の多孔プレートに対する配置を示し、
図５は、本発明の粒子光学部品の第２の実施の形態における、第１の多孔プレートの第２の多孔プレートに対する配置を示し、
図６は、本発明の粒子光学部品の第３の実施の形態における、第１の多孔プレートの第２の多孔プレートに対する配置を示し、
図７は、本発明の粒子光学部品の第３の実施の形態における像面湾曲の補償効果を概略的に示し、
図８ａ、図８ｂ、図８ｃ、図８ｄ、図８ｅは、第１、第２、第３及び第４の電極のうちの少なくとも１つ、並びに、異なる電場構成を有する本発明の粒子光学部品の実施の形態を示し
図９は、第３の多孔プレートを有する本発明の粒子光学部品の実施の形態を示し、
図１０ａ、図１０ｂは、第４の開孔プレートを含む本発明の粒子光学部品の実施の形態、及び本発明の第２の局面に係る多孔部品の動作の実施の形態の工程を示し、
図１１は、磁気レンズにおいて用いられている本発明に係る粒子光学部品の実施の形態を示し、
図１２ａは、コイル装置を含む本発明に係る粒子光学部品及び粒子光学装置の実施の形態を示し、
図１２ｂは、図１２ａに示される装置の動作中のｚ方向における磁束密度を示すグラフであり、
図１３ａは、本発明の第１０の局面に係る粒子光学装置の実施の形態の一部を示し、
図１３ｂは、図１３ａに示される装置の動作中の異なる開孔の位置におけるｚ方向の磁束密度を示すグラフであり、
図１４は、本発明に係る粒子光学装置のさらなる実施の形態を示し、
図１５ａは、本発明に係る粒子光学部品の第１及び第２の多孔プレートの整列不良による歪曲収差作用を示し
図１５ｂは、図１５ａに示される第１及び第２の多孔プレートの整列不良の補償に適したを照射モードを示し、
図１６は、図１５ａの歪曲収差作用を示す、像平面における一次電子ビームレットスポットのアレイの立面図を示し
図１７は、本発明の第１５の局面に係る成形多孔プレートの製造方法の実施の形態を示し、
図１８は、本発明の第１３の局面に係る成形多孔プレートの製造方法の実施の形態を示し、
図１９は、本発明の第１３の局面に係る成形多孔プレートの製造方法の別の実施の形態を示し、
図２０は、本発明の第１４の局面に係る成形多孔プレートの製造方法の実施の形態を示している。
【０１９０】
図１は、本発明に係る粒子光学装置、粒子光学システム及び電子マルチビーム検査システム、並びに、荷電粒子ビームレットの操作方法の一実施の形態である電子顕微鏡システム１の基本的な機能及び特徴を記号を用いて示す概略図である。電子顕微鏡システム１は、複数の一次電子ビームレット３を用いて、対物装置１００の対物レンズ１０２の像平面１０１に配置される被検査試料７の表面に一次電子ビームスポット５を生成する走査電子顕微鏡型（ＳＥＭ）のものである。
【０１９１】
一次電子ビームレット３は、電子源装置３０１と、コリメータレンズ３０３と、粒子光学部品３０５（２つの多孔のうちの１つのみが示される、簡略化された形式で示されている）と、視野レンズ３０７とを含むビームレット生成装置３００によって生成される。
【０１９２】
電子源装置３０１は、発散電子ビーム３０９を生成し、発散電子ビーム３０９は、コリメータレンズ３０３によって平行にされ、粒子光学部品３０５を照射するためのビーム３１１を形成する。
【０１９３】
図１の挿入図Ｉ3は、粒子光学部品３０５の一部を形成する第１の多孔プレート３１３の立面図を示している。第１の多孔プレート３１３（及び図示されない第２の多孔プレートも同様）には、複数の開孔３１５が形成されている。開孔３１５の中心３１７は、像平面１０１に形成される一次電子ビームスポット５のパターン１０３に電子光学的に対応するパターンすなわちアレイ３１９に配置されている。
【０１９４】
アレイ３１９のピッチＰ3は、例えば、約５μｍ〜約２００μｍの範囲にあってもよい。開孔３１５の直径Ｄは、例えば、０．１×Ｐ3〜０．５×Ｐ3の範囲、０．３×Ｐ3〜０．６×Ｐ3の範囲、０．４×Ｐ3〜０．７×Ｐ3の範囲、０．５×Ｐ3〜０．７×Ｐ3の範囲、０．５×Ｐ3〜０．６×Ｐ3の範囲、０．６×Ｐ3〜０．７×Ｐ3の範囲、０．７×Ｐ3〜０．８×Ｐ3の範囲及び／又は０．８×Ｐ3〜０．９×Ｐ3の範囲にあってもよい。
【０１９５】
照射電子ビーム３１１は、開孔３１５（及び図示されない第２の多孔プレートの対応する整列開孔）を通過して、一次電子ビームレット３を形成する。第１の多孔プレート３１３に衝突した照射電子ビーム３１１は、一次電子ビームレットビーム経路１３から遮断され、一次電子ビームレット３の形成には寄与しない。
【０１９６】
図１に示される実施の形態において、照射電子ビーム３１１から複数の一次電子ビームレット３を形成することは、粒子光学部品３０５の機能の１つである。図示される本実施の形態の粒子光学部品３０５のさらなる機能は、焦点３２３が焦点領域すなわち焦点面３２５に形成されるように各一次電子ビームレット３を集束することである。図１の焦点領域３２５は、説明を容易にするために平面状の面として示されている。粒子光学部品３０５によって補償あるいは補正される粒子光学収差が像面湾曲である本発明の実施の形態においては、焦点領域３２５は、一般に、図３に示すような曲面形状を有するものとなる。図１には、第１及び第２の多孔プレートのうちの少なくとも一方に電位を供給するための電圧源３３０も概略的に示されている。
【０１９７】
本発明の他の実施の形態においては、照射電子ビーム３１１のビーム経路において第１及び第２の多孔プレートの上流側に第３の多孔プレートを配置してもよい。このような実施の形態においては、第３の多孔プレートは、複数の一次電子ビームレットを形成する機能を有するものとなる。第３の多孔プレートが第１の多孔プレートと適切に整列されていれば、一次電子ビームレット３は、第１及び第２の多孔プレートの開孔を通過することになり、これは、特に、第１の多孔プレートの第１の面が、衝突する一次電子によって破損することがないという利点を有する。例えば、特に、第１の多孔プレートの昇温作用、帯電作用及び異物混入を防止するか、あるいは実質的に低減することができる。
【０１９８】
図１の挿入図Ｉ4は、パターン３２７状に配置された焦点３２３を有する焦点面３２５の立面図を示している。このパターンのピッチＰ4は、下記の記載からも理解されるように、第１の多孔プレート３１３（及び図示されない第２の多孔プレート）のパターン３１９のピッチＰ3と同じであってもよいし、異なっていてもよい。焦点３２３の直径は、例えば、約１ｎｍ〜約１μｍの範囲にあってもよい。
【０１９９】
視野レンズ３０７及び対物レンズ１０２は一緒になって、焦点面すなわち領域３２５を像平面１０１に結像し、検出器装置２０９によって二次電子ビームレット９の強度を検出することによって高解像度の二次電子像を得るための直径の小さい一次電子ビームスポット５のアレイ１０３を試料７上に形成する機能を果たす。
【０２００】
ビームスプリッタ／コンバイナ装置４００は、ビームレット生成装置３００と対物装置１００との間の一次電子ビーム経路３１３、並びに、対物装置１００と検出装置２００との間の二次電子ビーム経路１１に設けられている。
【０２０１】
図１の挿入図Ｉ1は、一次電子ビームスポット５の規則的な矩形のアレイ１０３が形成された像平面１０１の立面図を示している。図１においては、５×５のアレイ１０３に配置された２５個の一次電子ビームスポット５が示されている。一次電子ビームスポット５の数は、電子顕微鏡システム１の原理を説明し易くするために、このように比較的少なく示されている。実際には、一次電子ビームスポット５の数は、３０×３０、１００×１００又は他の任意の数など、かなり大きい数値に選択することができる。
【０２０２】
図示される実施の形態において、一次電子ビームスポット５のアレイ１０３は、例えば、約１μｍ〜約１０μｍの範囲のほぼ一定のピッチＰ1を有するほぼ規則的な矩形のアレイである。但し、アレイ１０３は、変形した規則的なアレイでも、不規則なアレイでもよく、また、六角形アレイなどの別の対称形のアレイとすることもできる。
【０２０３】
像平面１０１に形成された一次電子ビームスポット５の直径は、例えば、約５ｎｍ〜約２００ｎｍの範囲にあってもよい。対物装置１００は、一次電子ビームレット３を集束し、一次電子ビームスポット５を形成する。
【０２０４】
一次電子ビームスポット５において試料７に入射する一次電子により、試料７の表面から発する二次電子が生成される。二次電子は、対物レンズ１０２に入射する二次電子ビームレット９を形成する。
【０２０５】
電子顕微鏡システム１は、複数の二次電子ビームレット９を検出装置２００に供給するための二次電子ビーム経路１１を与える。検出装置２００は、検出器装置２０９の電子感受性検出器２０７の表面平面２１１に二次電子ビームレット９を投射するための投射レンズ装置２０５を含む。検出器２０７としては、固体ＣＣＤ又はＣＭＯＳ、シンチレータ装置、マイクロチャネルプレート、ＰＩＮダイオードアレイ等から選択される１つ又は複数とすることができる。
【０２０６】
図１の挿入図Ｉ2は、像平面２１１、及び二次電子ビームスポット２１３がアレイ２１７として形成される検出器２０７の表面の立面図を示している。アレイ２１７のピッチＰ2は、例えば、約１０μｍ〜約２００μｍの範囲にあってもよい。検出器２０７は、複数の検出画素２１５を含む位置感受性検出器である。画素２１５は、各画素２１５がそれに入射する二次電子ビームレット９の強度を検出できるように、二次電子ビームスポット２１３のアレイ２１７に対応するアレイ状に配置されている。
【０２０７】
本発明の前記実施の形態に関連して寸法や電圧などの物理的特性に対して示される全ての数値は、例示のためのものに過ぎず、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【０２０８】
電子源装置３０１及び粒子光学部品３０５は、共に本発明に係る粒子光学装置の実施の形態を形成している。
【０２０９】
図１に示されるように、電子顕微鏡システム１の特徴の１つは、一次電子ビームレットの焦点３２３が粒子光学部品３０５によって形成される焦点領域３２５が、被検査試料７の表面が位置する像平面１０１に結像されることである。粒子光学部品３０５は像面湾曲などの粒子光学収差を補償することができるので、像平面１０１と試料７の表面は一致するのが理想的である。
【０２１０】
実際には、図２にＭという記号で示される電子光学素子は、電子光学システムの像面湾曲に典型的に寄与することが分かっている。これにより、図２に示されるように、平坦な焦点面３２５が試料７の表面に近接した湾曲した像平面１０１に結像される。そのため、湾曲した像平面１０１が試料７の平坦な面に一致することは不可能であり、従って、焦点３２３は、試料７の表面に完全に結像することはない。
【０２１１】
図３は、焦点領域３２５を試料７の表面に結像する際に使用される電子光学素子Ｍによって生じる像面湾曲の問題に対する１つの解決策を実現するように構成された本発明に係る粒子光学部品の実施の形態を示している。本実施の形態の粒子光学部品は、一次電子ビームレット３の焦点３２３が生成される焦点領域３２５が湾曲した領域あるいは曲面となるように設計されている。焦点領域３２５の曲率は、電子光学素子Ｍが焦点領域３２５を平坦な像平面１０１に結像するように設定される。従って、試料７の平面状の面を平坦な像平面１０１に一致するように配置することができる。
【０２１２】
このような効果の大きさについて概略的に示すと、例としては、複数の開孔によって形成される開孔パターンの周辺に生成された一次電子ビームレット３の焦点３２３ａは、焦点３２３ａに対応する結像点１０１ａが試料７の表面から約１２μｍの距離だけ離れて試料表面付近の湾曲した平面１０１に結像される。従って、粒子光学部品３０５は、焦点領域３２５が、周辺の一次電子ビームレット３の焦点３２３ａが、図２に示されるように、像面湾曲補正を行なうことなく、多孔プレートの平坦な焦点面３２３から約５．３ｍｍの距離に、言い換えると、中央の一次電子ビームレット３の焦点３２３よりも５．３ｍｍの距離だけさらに下流側に配置されるような湾曲した焦点領域となるように構成することができる。このように、焦点領域の試料への結像処理において所定の縮小を行なうことにより、結果として形成される像平面１０１は、一次電子ビームスポットすなわち結像点１０１ａが試料表面に一致する平坦な像平面１０１となる。
【０２１３】
図４において、第１の多孔プレート４１３の第２の多孔プレート４１４に対する１つの可能な配置が、本発明に係る粒子光学部品の第１の実施の形態４０５として示されている。第１及び第２の多孔プレート４１３、４１４の両方は、それぞれの複数の開孔によって開孔パターンが形成された、実質的に平面平行であるプレートである。第２の多孔プレート４１４は、第１の多孔プレート４１３に対して傾斜している、すなわち、第１の多孔プレート４１３に対して角度γで配置され、これによって、両者の間に間隙が形成されている。この間隙は、第１の開孔４１５の位置において第１の幅ｗ1を有し、第２の開孔４１５'の位置において第２の幅ｗ2を有しており、ここで、ｗ1＞ｗ2である。第１の多孔プレートの各開孔は、対応付けられた開孔対４１５及び４１５ａ、並びに、４１５'及び４１５’ａが形成されるように、第２の多孔プレート４１４の対応する開孔と整列されている。図４の矢印は、荷電粒子ビームの方向を示している。第１の多孔プレート４１３は、荷電粒子ビームのビーム経路に対して直角に配置されている。第１及び第２の多孔プレート４１３、４１４の配置は、互いに対称である。
【０２１４】
図５において、第１の多孔プレート５１３の第２の多孔プレート５１４に対するさらなる可能な配置及び第１の多孔プレート５１３の可能な設計が、本発明に係る粒子光学部品の第２の実施の形態５０５として示されている。図５に示されるように、第１の多孔プレート５１３は様々な厚さを有しており、第１の多孔プレート５１３の厚さが右側から左側へ増加するように、第１の多孔プレート５１３の第１の面５１３ａが第２の面５１３ｂに対して角度αで配置されている。第１の多孔プレート５１３の第２の面５１３ｂは、図５において矢印で示される衝突する荷電粒子ビームのビーム経路に対して直角に配置されている。第２の多孔プレート５１４は、平面平行プレートであり、その第１及び第２の面は、第１の多孔プレート５１３の第２の面５１３ｂと平行に、従って、第１の多孔プレート５１３の第１の面５１３ａに対して角度αで配置されている。従って、第１及び第２の多孔プレート５１３、５１４の間に形成された間隙は、第１の開孔５１５の位置において第１の幅ｗ1を有し、第２の開孔５１５'の位置において第２の幅ｗ2を有しており、ここで、ｗ1＞ｗ2である。
【０２１５】
図６において、本発明の粒子光学部品の第３の好適な実施の形態６０５が示されている。第１の多孔プレート６１３は、凸面状の非球面形状を有する第１の面６１３ａ及び平面（平坦な）形状を有する第２の面６１３ｂを有している。第２の多孔プレート６１４は、第１の多孔プレート６１３と実質的に同一である。第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４は、互いに鏡面反転して配置され、対称平面ＭＩＰが第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間に形成された間隙を通って延びている。第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の第１の面６１３ａ、６１４ａは、互いに対向して配置されている。第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４は、それぞれの複数の開孔を含む同一の開孔パターンを有しており、第１の多孔プレート６１３の各開孔は、第２の多孔プレート６１４の対応する開孔と整列されている。ここでも、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間に形成された間隙は、開孔パターンの周辺に位置する、第１の開孔６１５の位置において第１の幅ｗ1を有し、開孔パターンの中心に位置する、第２の開孔６１５'の位置において第２の幅ｗ2を有しており、ここでｗ1＞ｗ2である。好適な実施の形態において、第２の幅ｗ2は、例えば、約８０μｍであってもよく、開孔パターン（説明を容易にするため、図６においては開孔を９つだけ含んでいるが、一般には、これよりも多い数の開孔を含む）の縁端部おける第１の幅ｗ1は、例えば、約２９０μｍであってもよい。
【０２１６】
第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の開孔パターンが同じであり、かつ、一定のピッチＰ6を有する場合、Ｎ番目の開孔の位置における間隙の幅は、例えば、
【０２１７】
【数７】
【０２１８】
によって表すことができる。Ｎ＝０となる中央の開孔が８０(ｍの第２の幅ｗ2を有する場合、既に述べたように、Ｎ＝±７０である最も外側の開孔における間隙の幅は、Ｐ6が４８μｍであれば、約２９０μｍとなる。図６に示される、Ｎ＝−４である開孔における第１の幅ｗ1は、前記式にしたがって計算した場合、当該ピッチＰ6に対して、約８１μｍ未満となる。
【０２１９】
図７において、図６に示される粒子光学部品の実施の形態６０５の像面湾曲の補償効果あるいは補正効果が概略的に示されている。一次電子ビーム３１１は、第１の多孔プレート６１３の第２の面６１３ｂに衝突する。第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４に形成された開孔６１５を通過する電子は、一次電子ビームレット３を形成する。第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４に、第１の多孔プレート６１３の上流側近傍の第１の電場Ｅ1が実質的にゼロとなるような電位Ｕ1、Ｕ2が印加される。電位Ｕ1、Ｕ2は、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間の間隙に電場Ｅ2が生成されるようにも選択される。図示される実施の形態において、これは、例えば、第１の多孔プレート６１３に約５００Ｖ（Ｕ1）を印加し、第２の多孔プレート６１４を接地する（Ｕ2）ことによって行なうことができる。このようにして、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間に、いわゆる液浸型レンズが形成される。適切な電位を供給するように構成された電圧源は、図７において「６３０」で示されている。図７に示される実施の形態において、第３の電場Ｅ3が第２の多孔プレート６１４の下流側に設けられ、この電場は、粒子光学部品が、一次電子ビームレット３が焦点領域６２５に集束されるような集束効果を第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の開孔を通過する電子（荷電粒子）に対して有するように構成されている。これは、例えば、２０ｋＶ〜３０ｋＶ（接地された第２の多孔プレート６１４に対して）といった適切な電圧が供給された単開孔プレート（図示せず）としての電極によって集束電場Ｅ3を生成することにより容易に実現することができる。本実施の形態において、主要な集束は、電場強度の異なる２つの電場Ｅ1及びＥ3の縁端部に配置された第２の多孔プレート６１４によって実現され、比較的小さい集束効果である像面湾曲の補正効果は、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間の間隙において生成される電場Ｅ2によって実現される。従って、焦点領域６２３は、開孔パターンの中心において粒子光学部品を通過する一次電子ビームレット３の焦点距離が開孔パターンの周辺に位置する開孔を通過する一次電子ビームレット３の焦点距離に比べて約５％だけ短い、湾曲した焦点領域である。これにより、上述したように、例えば、粒子光学部品の下流側の粒子光学素子Ｍによって生じた像面湾曲を補正することが可能となる。また、図示される部品により、非点収差や歪曲収差などの他の結像誤差を補正することができる。
【０２２０】
本発明の粒子光学部品の結像誤差の補正あるいは補償効果は、間隙の幅ｗを調整することによって、又は、第１及び第２の多孔プレート間の電位差ΔＵを調整することによって、様々なものとすることができ、これにより、粒子光学部品を別のものに交換することなく調整を行なうことが可能となる。また、多孔プレートの前記の特定の設計、特に、第１の面の形状及び他の要因を粒子光学システムの特定の設計に合わせることができる。第１の面のうちの一方又は両方の形状は、それぞれ、選択される間隙幅又は間隙幅の範囲、また、達成すべき補償効果に影響されることになる。
【０２２１】
図６及び図７に示される実施の形態において、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間に印加される電位差ΔＵは、例えば、０〜８００Ｖの範囲にあってもよく、これは、電気的破壊を防止するための真空環境において十分に低い、１０,０００Ｖ／ｍｍ未満の電場強度に対応する。ゼロの電位差が印加された場合、像面湾曲の補償効果が得られないので、ΔＵ＞０である実施の形態が好ましい。
【０２２２】
図８ａ〜図８ｄにおいて、本発明の粒子光学部品の実施の形態６０５の内部及び周囲における多数の電場構成が概略的に示されている。
【０２２３】
荷電粒子の運動エネルギーが粒子光学部品の第１の多孔プレート６１３の第２の面６１３ｂに衝突する照射電子ビーム３１１の断面にわたって実質的に一定であるとすると、粒子光学部品に近接する電場Ｅ2、、並びに、必要に応じて電場Ｅ1及びＥ3は、それぞれの開孔によって形成される焦点距離ｆが、照射電子ビーム３１１にわたる開孔位置に依存するような形状とすることができる。電場Ｅ2の整形は、例えば、対向する表面の曲率及び／又はそれらの互いに対する配置、それらの間に形成された間隙の結果として生じる形状及び寸法、並びに、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４に印加される電位などの多孔プレート６１３、６１４の設計によって行なうことができる。必要に応じたさらなる粒子光学収差の補正効果を実現するための電場Ｅ1及びＥ3の整形は、粒子光学部品の上流側又は下流側に距離をおいて配置された、好ましくは単開孔プレートとしての１つ又は複数の電極によって行なうことができる。
【０２２４】
図８ａに示される構成において、開孔６１１を有する単開孔電極としての第１の電極６６５は、第１の多孔プレート６１３の上流側に距離をおいて設けられ、同様に、第１の電極６６５の開孔と実質的に同一の開孔６６１を有する単開孔プレートである第２の電極６７０は、第２の多孔プレート６１４の下流側に距離をおいて設けられている。図示される構成において、第２の多孔プレート６１４に５００Ｖの電位が印加されるのに対し、第１の多孔プレート６１３は接地され、その結果、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間に０．５ｋＶの電位差ΔＵが生じる。これらの電位を供給するように構成された電圧源は、説明を容易にするため、図８においては図示されていない。粒子光学部品の本実施の形態６０５は、図６及び図７に示されるものと実質的に同じであり、すなわち、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４は、これらの間に形成される間隙の幅が、多孔プレートの中心において最小となり、かつ、径方向外向きに増加するように互いに対向する凸面形状の第１の面を有する。従って、電場強度は、各電場発生電極に印加される電位差と、電場発生電極、すなわち、この場合は第１及び第２の多孔プレートの互いからの距離との比によって得られるので、間隙内で結果として生じる電場Ｅ2は、中心において最も高い電場強度を有し、これもまた、径方向外向きに減少する。
【０２２５】
図８ａに示される実施の形態において、第１の電極６６５は接地されるのに対し、第２の電極には第２の多孔プレート６１４と同じく５００Ｖの電位が印加されるため、粒子光学部品６０５の上流側の電場Ｅ1及び下流側の電場Ｅ3はゼロである。従って、粒子光学部品６０５は、粒子光学部品の上流側及び／又は下流側の電場の十分な差異又は勾配によってそれぞれ全体的に強い集束効果が得られる場合とは異なり、開孔の中心を中心として径方向外向きに変化して像面湾曲の補償効果をもたらす、非常に弱い集束効果のみを与える。従って、前記部品によって得られるこの弱い集束効果は、図示されない集束装置によって得られる主要な集束効果に重ね合わせることができる。荷電粒子ビーム３１１として粒子光学部品６０５上に向けられた荷電粒子は、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の開孔６１５を透過し、荷電粒子ビームレット３を形成し、形成された荷電粒子ビームレット３の数は、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の開孔６１５の数に対応している。同ビームレットは、図示されていない集束素子（比較的大きい主要な集束効果を与える）によって主に集束されて、焦点領域６２５に焦点６２３を形成するものと考えられ、焦点領域６２５は、粒子光学部品６０５の周辺領域を透過して比較的弱い電場Ｅ2に曝されたビームレットよりも強い電場Ｅ2を受けた、粒子光学部品６０５の中央領域において透過したビームレットによる曲面形状を有しているため、これらは、異なる合計集束効果を受け、その結果、異なる焦点距離、及び、これに応じた焦点領域６２５の曲率が生じる。この湾曲した焦点領域６２５により、粒子光学部品６０５のさらに下流側の粒子光学素子によって生じる像面湾曲を補償することが可能となる。第１及び第２の電極６６５、６７０の開孔６１１及び６６１は、粒子光学部品によって生成されるビーム３１１又はビームレット３がそれぞれ通過できるような寸法にされている。
【０２２６】
別の構成において、電場Ｅ1及びＥ3は、ゼロとは異なるように選択してもよい。これらの場合において、電場Ｅ1及びＥ3が同じである場合は、粒子光学部品内では主要な強い集束は行なわれず、電場Ｅ2による弱い集束効果のみがもたらされ、粒子光学部品の補正効果が実現されることになる。従って、Ｅ1及びＥ3が異なる及び／又は不均一である場合は、さらなる集束効果を与えてもよい。
【０２２７】
尚、図８ａ又はその他の図面に示される焦点領域３２５の位置は、単に説明の目的で示されている。焦点領域は、前記システムの他の任意の位置、例えば、使用される集束方法の種類、位置及び程度によっては、さらに下流側にあってもよい。
【０２２８】
図８ｂの実施の形態において、さらなる主要な集束効果をもたらす電場構成が示されている。粒子光学部品、並びに、第１及び第２の電極６６５及び６７０の配置は、図８ａに示されるものに実質的に対応しており、同様に単開孔プレートとしての第３の電極６８０が、第２の電極６８０の下流側に距離をおいて配置されている。本実施の形態において、第３の電極６８０の開孔６６１は、第１及び第２の電極６６５、６７０の開孔６１１、６６１と実質的に同じである。第１の多孔プレート６１３の上流側近傍に等電位線によって示されるような均一な電場Ｅ1が存在するように、第１の電極に３０ｋＶの電位を印加し、粒子光学部品６０５の第１の多孔プレート６１３に９ｋＶの電位を印加することにより、第１の電極６６５と粒子光学部品６０５との間に電場Ｅ1が生成される。第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の間の間隙内の電場Ｅ2は、第２の多孔プレート６１４に９.５ｋＶの電位を印加することによって０.５ｋＶの電位差ΔＵが印加されることを除いて、図８ａに示される実施の形態と同様にして生成される。第２の多孔プレート６１４と第２の電極６７０との間の電場Ｅ3がゼロとなるように、第２の多孔プレート６１４の下流側の第２の電極６７０に、同じく９.５ｋＶの電位が印加される。このように、粒子光学部品６０５の上流側の電場Ｅ1と下流側の電場Ｅ3とは異なり、これにより、荷電粒子ビーム３１１の荷電粒子が焦点領域６２５に集束されるような主要な集束効果がもたらされ、従って、焦点領域６２５は、図８ａの実施の形態と比べて、粒子光学部品６０５のより近くに位置しており、本実施の形態においては、第３の電極６８０に１９.５ｋＶの電位を印加することによって生成される、図示される等電位線によって示されるような実質的に均一な電場Ｅ4内に位置する。本実施の形態は、本発明の第７の局面に係る複数の荷電粒子ビームレットの集束方法の例でもある。
【０２２９】
図８ｃに示されるさらなる実施の形態において、粒子光学部品６０５の上流側及び下流側の異なる電場Ｅ1、Ｅ3による主要な集束効果、並びに、粒子光学部品６０５による補償効果に加えて、電場強度が光軸に直交する平面における所与の領域において様々となるように電場（図８ｃの実施の形態においては電場Ｅ4）を整形することにより、さらなる粒子光学収差の補正効果を得ることができ、この電場強度は、例えば、径方向依存性を示してもよい。Ｅ1は、第１の多孔プレート６１３の近傍の位置における照射ビーム３１１の断面にわたって実質的に一定である。第２の電極６７０の開孔６６１から（湾曲した等電位線によって示されるように、単開孔プレート６７０、６８０間の空間から）第２の多孔プレート６１４と単開孔プレート６７０との間の空間に貫通する電場Ｅ4によって、不均一な電場Ｅ3が生じる。従って、開孔パターンの中心に位置する開孔は、開孔パターンの周辺に位置する開孔よりも短い焦点距離ｆを形成することになり、その結果、ビームレット３の焦点６２３は、図８ｃの一点鎖線で示されるように、湾曲した焦点領域６２５上に位置することになる。このように、本発明に係る粒子光学部品による像面湾曲の補正効果又は幾何学的収差の補償効果に加えて、同部品の下流側の電極の配置及びこれらに対する適切な電位の印加も、像面湾曲の補償に寄与する。
【０２３０】
別の実施の形態において、均一な電場、例えば、電場Ｅ4は、電極の開孔（例えば、電場Ｅ4の場合は、開孔６６１）の適切な直径を適切に選択することによって生成してもよい。例えば、電極６８０の開孔６６１の直径は、電極６７０の開孔６６１の直径と異なっていてもよい。さらなる実施の形態においては、均一な電場Ｅ4が得られるように、電極６７０及び６８０の厚さを適切に選択してもよい。電極６７０又は６８０の開孔の直径のパラメータ、並びに、電極６７０、６８０の開孔直径比、電極６７０の厚さ及び電極６７０に印加される電圧を適切に調整して、実質的に均一な電場をこれらの間に形成してもよい。当業者には容易に明らかであるように、他の電極対及びこれらの間に形成される電場に対しても同じことが適用される。
【０２３１】
図８ｄは、図８ｃに示されるものと実質的に逆の構成を示している。図８ｄにおいて、第１の電極６６５の上流側に距離をおいて配置された単開孔プレート６６０と第１の電極６６５との間にあり、第１の電極６６５と第１の多孔プレート６１３との間の空間に膨出する電場Ｅ1によって、第１の多孔プレート６１３の上流側に不均一な電場Ｅ2が形成されている。粒子光学部品６０５内での電場Ｅ3の生成及び粒子光学部品６０５の構成は、図８ａ〜図８ｃに関連して説明された実施の形態と実質的に同じである。第２の多孔プレート６１４に９.５ｋＶの電位が印加されるのに対して、単開孔プレート６７０に３０ｋＶの電位を印加することにより、第２の多孔プレート６１４の下流側に電場Ｅ4が生成される。このように、粒子光学部品６０５の上流側の電場Ｅ2と下流側の電場Ｅ4とは異なり、これにより、粒子光学部品６０５又はその単一の多孔プレートによって、それぞれ、主要な集束効果が得られる。また、粒子光学部品６０５は、多孔プレート６１３、６１４の中心又は中央の開孔に対するそれぞれの開孔の位置に焦点距離を依存させることにより、補正効果をもたらす。さらに、粒子光学部品６０５の上流側に不均一な電場Ｅ2を設けることにより、さらなる像面湾曲の補正効果がもたらされる。
【０２３２】
多孔プレートの上流側又は下流側に特定の形状の電場を設けることによって得られるさらなる集束効果は、虚焦点にも関連して、本譲受人に譲渡された前記の国際公開第２０５０２４８８１号において詳細に記載されている。
【０２３３】
図８ｅに示される実施の形態は、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の開孔パターンと同様に配置された開孔パターンを含むさらなる多孔プレート６１８が第２の多孔プレート６１４の下流側に設けられていることを除いて、図８ｄに示されるものと実質的に同一である。第２及びさらなる多孔プレート６１３、６１８の間には電場が存在しないように、このさらなる多孔プレート６１８に同じく９.５ｋＶの電位が印加される。別の実施の形態において、第２の多孔プレート６１４に印加された電位とは異なる電位をさらなる多孔プレート６１８に印加し、これらの間に電場Ｅ4を生成してもよい。好ましくは、電場Ｅ4は、電場Ｅ3と同じ大きさ及び異なる向き（加速／減速）を有しないのがよい。図８ｅに示される実施の形態は、特に実用的な理由で有利である。なぜなら、既存の多孔プレートの製造方法での経験によると、多くの場合、多孔プレートの一方の表面のみが平滑であり、他方は一定の粗さを有することが示されているからである。図８ｅに示される実施の形態において、多孔プレート６１３、６１４及び６１８は、これらのそれぞれの平滑な表面が、電場（図示される場合においては、Ｅ3及びＥ5）が存在する領域に対向するように配置されるのが有利であり、これは、電場及びシステム全体の粒子光学特性にとって有益であることが分かっている。
【０２３４】
図９において、第３の多孔プレート６１９が第１の多孔プレート６１３の上流側に、すなわち、第１の多孔プレート６１３が第３の多孔プレート６１９と第２の多孔プレート６１４との間に配置されるように配置されている本発明の実施の形態が示されている。図示される実施の形態において、第３の多孔プレート６１９は、第１及び第２の多孔プレート（それぞれ、開孔６１５、６１５ａを有する）と同じ数及びパターンの開孔６１５ｃを有する。開孔６１５ｃは、対応する第１の多孔プレート６１３の開孔６１５及び第２の多孔プレート６１４の開孔６１５ａと整列されている。図９に示されるように、第３の多孔プレート６１９の開孔６１５ｃは、第１及び第２の多孔プレートの対応する開孔よりも小さい直径を有する。本実施の形態は、荷電粒子ビーム３１１の荷電粒子が開孔６１５ｃの間の第３の多孔プレート６１９の表面に衝突することにより、第１の多孔プレート６１３ではなく、第３の多孔プレート６１９が、加熱され、また、電荷及び汚染物質を捕集する、すなわち、第３の多孔プレート６１９が劣化するという点で有利である。第３の多孔６１９は、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の開孔６１５、６１５ａを実質的に完全に透過したビームレット３を形成する、すなわち、荷電粒子が表面に衝突し、散乱することによる荷電粒子の損失が実質的にない。図９において、第１の多孔プレート６１３に対して第２の多孔プレート６１４をずらすための取付構造６９０も概略的に示されている。
【０２３５】
図１０ａ及び図１０ｂにおいて、第１の多孔プレート６１３の上流側に配置された第４の開孔プレート６２０を有する本発明さらなる実施の形態が示されている。本実施の形態において、第４の開孔プレート６２０は、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の開孔６１５、６１５ａの直径に直径が対応している単一の開孔６１５ｄを有する。第４の開孔プレート６２０は、第４の開孔プレート６２０を第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４に対して、特に、平行にずらすためのアクチュエータ（図示せず）を含む取付構造６９１によって保持されている。このような第４の開孔プレート６２０は、例えば、多孔部品を検査するのに適している。多孔部品は、例えば、単一の多孔プレート、２つの多孔プレートからなる一組のプレート又は本発明に係る粒子光学部品であってもよい。本実施の形態において、多孔部品の動作方法は、本発明に係る粒子光学部品の第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４の整列性を検査する工程を含む。図１０ａに示される第１の工程Ｓ１において、検査用開孔プレートである第４の開孔プレート６２０は、検査用開孔プレート６２０の開孔６１５ｄが、透過する荷電粒子ビームの方向、すなわち、荷電粒子光学システムの光軸の方向において、第１の多孔プレート６１３の第１の開孔６１５Ｐ１及び第２の多孔プレート６１４の対応する開孔６１５ａＰ１と整列されるような第１の位置に、第１及び第２の多孔プレート６１３に対して配置される。荷粒子ビームレット３は、開孔６１５ｄ、６１５Ｐ１及び６１５ａＰ１を透過し、検出器装置Ｄによって検出器表面の位置ＤＰ１において検出され、例えば、ビームレット３の強度、形状もしくは位置、又はこれら全てを検出することができる。第２の工程Ｓ２においては、第４のすなわち検査用開孔プレート６２０が、第１の多孔プレート６１３に対して平行にずらされ、これによって、検査用開孔プレート６２０の開孔６１５ｄが、第１の多孔プレート６１３の別の開孔６１５Ｐ２及び第２の多孔プレート６１４のこれと整列された開孔６１５ａＰ２と整列されるような第２の位置に、第１の多孔プレート６１３に対して配置される。ビームレット３は、次に、開孔６１５ｄ、６１５Ｐ２及び６１５ａＰ２を透過し、位置、形状又は強度、好ましくは、第１の工程Ｓ１におけるものと同じパラメータ又はパラメータ集合に関して、検出器装置Ｄの第２の位置ＤＰ２において検出される。ビームレット３が透過した開孔の大きさが両方の位置で同じであるが、ビームレット３の強度が第１及び第２の位置で異なる場合、この強度差は、第１及び第２の多孔プレートの整列不良を示す可能性があり、この場合、前記方法は、第１の多孔プレート６１３の位置を第２の多孔プレート６１４に対して調整する工程をさらに含んでいてもよい。
【０２３６】
図１１において、磁気レンズ７００において用いられる本発明に係る荷電粒子部品の実施の形態が示されている。この磁気レンズ７００は、４つの磁極７０１〜７０４を含み、二対の隣接する磁極７０１及び７０２、並びに、７０３及び７０４は、それらの間にそれぞれの間隙７０５、７０６を形成し、これにより、磁極対又は間隙７０５、７０６の間の空間をそれぞれ貫通する磁場が形成されている。図１１に示される実施の形態において、粒子光学部品は、複数の開孔６１５を有する第１の多孔プレート６１３と、複数の開孔６１５を有する第２の多孔プレート６１４と、第１の多孔プレート６１３の上流側に配置され、複数の開孔６１５が形成された第３の多孔プレート６１９とを含む。３つの多孔プレート６１３、６１４、６１９は、これらの間においてそれぞれの多孔プレートの外周リング部の周りに配置された多数のスペーサＳＰを用いて取り付けられており、これにより、多孔プレートは整列され、互いに所定距離をおいて固定される。スペーサＳＰは絶縁性材料からなる。また、電極管７１０が第３の多孔プレート６１９の上流側に設けられ、もう１つの電極管７１１が第２の多孔プレート６１４の下流側に配置されている。図示される実施の形態は、球面収差、又は磁気レンズの中心からの距離に対する依存性を示すその他のあらゆる収差の補正に有利に用いることができる。特に、径方向依存性を示す収差を有利に補正することができる。一実施の形態においては、補償効果をもたらすために、電極管７１０に０ｋＶが印加され、第３及び第１の多孔プレート６１３、６１９にも同様に０ｋＶが印加されるのに対し、第２の多孔プレートには０.５ｋＶという小さな電圧が印加され、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間に小さい集束補正電場が形成される。電極管７１１の上部縁には、０.５ｋＶを供給するのが便利であり、一方、さらに下流側には（図示されていないが、矢印によって示されている）、１０ｋＶの電位を適切に供給してもよい。
【０２３７】
図１１において、粒子光学部品は、間隙７０５、７０６の領域、従って、磁場の領域に配置されているように示されているが、他の実施の形態においては、ゼロ又はごく小さい磁束密度の領域に配置されるように磁気レンズ７００内に配置されることがより有利であり得る。
【０２３８】
図１２ａにおいて、本発明に係る粒子光学部品の近傍において磁場が実質的に無効化される本発明に係る粒子光学装置及び粒子光学システムの実施の形態、並びに、本発明のさらなる局面に係る荷電粒子ビームレットの操作方法の実施の形態が示されている。実施の形態の粒子光学システムは、荷電粒子源装置８０１と、コリメータレンズ８０３と、本発明に係る粒子光学部品８０５と、視野レンズ８０７と、対物レンズ１１０２と、試料台１００７とを含む。これらの部品の機能は、特に、図１及び図７を参照しながら上述の実施の形態において説明されたものに概ね対応している。本実施の形態のレンズ８０３、８０７及び１１０２のうちの少なくとも１つは、磁気レンズ、例えば、コリメータレンズ８０３である。本実施の形態の粒子光学装置は、レンズ８０３、８０７及び１１０２のうちの１つ又はそれ以上によって生成される磁場が、粒子光学部品８０５の近傍において、特に、粒子光学部品８０５の第１及び第２の多孔プレートの間隙の間において実質的に無効化されるような磁場を、粒子光学部品８０５の領域に生成するためのコイルを含むコイル装置８８０をさらに含む。図１２ａに示されるに実施の形態おいて、レンズ８０３は、所与の磁束密度及び向きを有する磁場を生成する磁気レンズである。図１２ａの粒子光学装置の実施の形態の軸ｚにおける磁束密度が図１２ｂに示されている。レンズ８０３によって生成される正の磁束密度を有する磁場は、粒子光学部品８０５の少なくともある領域において生成される第２の磁場によって減少し、多孔プレート間の間隙は、図１２ｂに示される軸ｚ上の位置ｚ1の近くに位置している。第２の磁場は、位置ｚ1において磁場Ｂzを実質的に無効化するように構成された向き及び磁束密度を有する。磁場は、粒子光学部品全体を含む領域においては無効化されないかもしれないが、粒子光学部品内のある１つの位置において実質的に無効化されることが好ましい。当業者に容易に理解されるように、第２の磁場の磁束密度及び位置は、コイル装置８８０のレイアウト及び／又は位置、当該装置のコイルを流れる電流、及び他の適切なパラメータによって決定することができる。荷電粒子ビームレットの操作方法の対応する実施の形態において、荷電粒子ビーム３１１は、粒子源装置８０１によって生成され、荷電粒子ビーム３１１のビーム経路において、第１の磁場を生成する磁気コリメータレンズ８０３によって平行にされ、粒子光学部品８０５上に導かれる。荷電粒子ビーム３１１の荷電粒子は、粒子光学部品８０５の開孔を透過し、これによって、ビームレット３（説明を容易にするために図１２ａにおいては単一のビームとして示されている）が形成される。次に、コイル装置８８０によって第２の磁場が生成され、この磁場は、コリメータレンズ８０３によって生成された第１の磁場を粒子光学部品８０５の領域において実質上無効化する。
【０２３９】
図１３ａにおいて、第１の多孔プレート６１３が磁気レンズ装置の第１の磁極片７５３と一体的に形成され、第２の多孔プレート６１４がこの磁気レンズ装置の第２の磁極片７５４と一体的に形成されている、本発明の第１０の局面に係る粒子光学装置の実施の形態が示されている。図１３ａに示されるように、第１及び第２の磁極片７５３、７５４は、軸ｚで方向が示されている荷電粒子のビーム経路に関して対称に配置されている。磁気レンズ装置の内部はトロイド形状をなしているように示されているが、磁極片７５３、７５４の他の構造も考えられる。第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４は、ビーム経路が通るように配置されている。第１及び第２の磁極片７５３、７５４の磁極片装置７５０の内部に配置されたコイル７５１を流れる電流によって一般に誘導される磁束が磁極片７５３、７５３に生成される際、軸ｚに対向する側の第１及び第２の磁極片７５３、７５４間の間隙、並びに、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間の間隙に磁場が生成される。間隙は様々な幅を有しているので、間隙内部の磁束密度もそれに応じて様々なものとなる。従って、多孔プレート６１３、６１４の中心において開孔６１５ａ’を通る荷電粒子は、多孔プレートの周辺寄りに位置する開孔を通る粒子と比べてより強い磁場を通って移動することになる。図１３ｂに示されるグラフにおいて、対応付けられた異なる整列開孔対６１５ａ’（Ｂ’）、６１５ａ’’（Ｂ’’）、６１５ａ’’’（Ｂ’’’）の間の間隙内の軸ｚ方向における磁束密度Ｂzが概略的に示されている。このグラフから分かるように、最大磁束密度Ｂzは、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間の間隙幅の増加と共に軸からの距離が増加するにしたがって減少する。磁束密度のこのような径方向依存性、及び径方向に減少する磁束密度が荷電粒子に及ぼす影響は、このような装置を含むシステムにおいて粒子光学収差を補正あるいは補償するために有利に用いられる。
【０２４０】
図１４において、本発明に係る粒子光学装置又は粒子光学システムのさらなる実施の形態が示されている。本実施の形態は、図１２ａに示される実施の形態と同様に、荷電粒子源装置８０１’と、粒子光学部品８０５'の第１及び第２の多孔プレートに異なる電位を印加するように構成された電圧源システム８３０を含む本発明に係る粒子光学部品８０５'とを含む。本実施の形態の粒子光学装置は、粒子光学部品８０５'の下流側において複数の荷電粒子ビームレットの合計ビーム電流に基づいて電圧源システム８３０を制御するように構成された第１の制御部８４１を有する制御器８４０をさらに含む。これにより、粒子光学部品によって得られる補正効果をシステムにおける荷電粒子の合計電流に応じて調整することが可能となる。なぜなら、粒子光学収差の程度は荷電粒子間のクーロン相互作用に影響される傾向があるからである。荷電粒子源装置８０１’が高電流の荷電粒子を放出するように設定されているか、又は電子などの二次粒子を大量に生成する開孔数の高い多孔プレートが被検査試料に対して用いられている場合、粒子光学部品８０５'の下流側の粒子ビームレットにおける荷電粒子の密度は増加するので、前記部品によって得られる補償効果の調整を行なうことが望ましい。図１４に示される実施の形態において、粒子光学装置は、複数の荷電粒子の合計ビーム電流を検出するための電流検出器８４８をさらに含む。図１４に示される実施の形態において、合計ビーム電流は、荷電粒子源装置８０１'と、荷電粒子ビームレットの合計ビーム電流に応じて電荷を捕集する試料台１００７'との間の電位差を測定することによって求められる。特に、第２の多孔プレートが多孔プレートの個々の開孔を効果的に開閉し、試料台１００７'に載置された試料上に導かれた荷電粒子ビームレットの合計電流を制御するための偏向装置を含む場合には、制御器は、荷電粒子ビームレットのビーム電流を制御するための第２の制御部８４２も含んでいてもよい。これは、第２の制御部に、荷電粒子部品８０５'の第２の多孔プレート上に配置された偏向装置の制御ユニット８４９に信号を送信させることによって実現することができる。第１の制御部８４１が第２の制御部８４２の設定に対して応答性を有しているのも有利である。すなわち、第２の制御部８４２が荷電粒子ビームレットの電流を増加又は減少させるように設定されている場合、第１の制御部８４１は、前記増加又は減少を示す第２の制御部８４２による信号に対して、電圧源システム８３０をこれにしたがって調整することによって応答して、ビーム電流の変化に対応してもよい。第１及び第２の制御部８４１、８４２は、例えば、荷電粒子源装置８０１'に接続されて、生成されるビーム電流の変化を示し得る信号入力装置８４５からの信号入力といった、他の信号源からの他の信号入力装置に対して応答性を有していてもよいし、又は、別の例においては、二次電子検出装置に対する応答性を有していてもよい。図１４の実施の形態のシステムは、コリメータレンズ８０３'と、視野レンズ８０７'と、対物レンズ１１０２'と、試料台１００７'とをさらに含む。これらの部品の機能は、特に図１及び図７を参照しながら上述の実施の形態において説明されたものに概ね対応している。
【０２４１】
図１４に示される粒子光学システムは、例えば、基板上にパターンを描画するためのリソグラフィシステムとして、使用され、構成されてもよい。
【０２４２】
本発明に係る粒子光学部品においては、一般に、第１及び第２の多孔プレートは、できる限り正確に互いに整列されることが望ましい。前記２つの多孔プレート、又はこれらの対応づけられた開孔の整列性は、１００ｎｍよりも良好であることが望ましい。わずかな整列不良が、像平面において結果として生成される一次電子ビームスポットアレイの歪曲収差を引き起こす。このような歪曲収差作用は図１５ａに示されており、同図は、第１及び第２の多孔プレート６１３、６１４間の整列不良によって生じた、焦点面６２５における一次電子ビームレット３のスポット６２３のずれを示しており、このずれは像平面における対応する歪曲収差となる。特に、隣接する焦点６２３間の距離は、図１５ａにおいて右側から左側に向かって減少する。図１６は、これに起因する、像平面における一次電子ビームスポットのスポットアレイパターンの立面図を示している。
【０２４３】
但し、多孔プレートのわずかな整列不良が許容される必要がある場合、それに起因する誤差、特に、歪曲収差は、傾斜した照射モードを使用することによって容易に補償され得ることが分かっている。図１５ｂは、直角からわずかにずれる角度で（典型的には２〜３ｍｒａｄの範囲で）第１の多孔プレート６１３に衝突する荷電粒子ビーム３１１を、整列不良によって生じる歪曲収差を補償するためにどのように用いることができるかを示している。このような効果は、それぞれの電場の局所的強度に応じて、荷電粒子ビーム又はビームレットをそれぞれ偏向させることによるものであってもよい。図示される多孔プレート６１３、６１４の中心においては、より強い電場が生成される。従って、偏向は、多孔プレート６１３、６１４の周辺側よりも中心においての方が高く、これによって、歪曲収差を補償するための補正効果が得られる。従って、図１５ｂに示されるような傾斜した照射モードを使用することにより、一次電子ビームレット３の焦点が焦点面６２５において等間隔となる。
【０２４４】
あるいは、例えば、第１及び第２の多孔プレートの上流側にさらなる多孔プレートが用いられている実施の形態においては、このさらなる多孔プレートは、上述の整列不良に対する補償を実現するために、このさらなる多孔プレートの開孔の中心が第１及び第２の多孔プレートの対応する開孔の中心に対してずれるように第１及び第２の多孔プレートに対して配置されていてもよい。
【０２４５】
図１７において、本発明の第１５の局面に係る成形多孔装置の製造方法の実施の形態が示されている。第１の工程Ｓ１において、ウエハ厚さＷＴを有するシリコンウエハ９００に開孔９０５がエッチングされる。シリコンウエハへの開孔のエッチングは、シリコン技術の分野において周知である。開孔９０５の形成は、例えば、シリコン表面の最上部に酸化ケイ素薄膜が形成された単結晶シリコンウエハ９００を用意し、酸化ケイ素の表面に薄い金属層を設け、シリコンウエハの少なくとも一方の側に配置された金属層上にフォトレジストの薄い層を設けることによって行なうことができる。露光されたフォトレジスト部分のパターンが形成されるように放射線露光を行なうことによって、所望のパターンがフォトレジストに適切に形成される。露光されたフォトレジスト部分は除去され（又は、除去されたフォトレジストの未露光の部分が陰画のパターンを形成する）、次いで、その下にある露光された金属層が適切なエッチング処理によって除去される。このようにして、フォトレジストに形成されたパターンが金属層に複製される。その後、深い反応性イオンエッチングによる酸化ケイ素及びシリコンのエッチングなどの適切なエッチング処理によってシリコンウエハ９００に開孔９０５がエッチングされるが、この方法は、ウエハの厚さＷＴ全体を貫通する高アスペクト比の開孔を得るのに適しているという点で有利である。一旦、ウエハの厚さＷＴ全体を通って延びる開孔９０５が形成され、ウエハの両側９０１、９０２から接触可能になると、これらの開孔は、前記方法の実施の形態の第２の工程Ｓ２において、適当な接着剤又は樹脂などの適当な充填剤で充填される。第３の工程Ｓ３において、ウエハ９００の側（すなわち面）９０２は、開孔９０５の全てを含む領域９１０に曲面形状が生じるまで、ダイヤモンドなどの適当な研磨材又は研削材をそれぞれ用いて、旋盤上で旋削され、研磨される。このような旋削・研磨は、ガラス、石英ガラス、フッ化カルシウム等からなる従来の光学レンズ素子の製造から周知である。成形表面領域９１０に隣接する領域９２０（中心対称であるパターンの場合には、成形表面領域９１０の周囲にフレームを形成することになる）は、実質的に平坦になるように加工される。シリコンウエハ上の縁９３０は、旋削・研磨工程Ｓ３から除外され、従って、実質的に元のウエハ厚さＷＴを有する。この縁９３０は、例えば、適当な絶縁性材料を塗布し、次いで接着を行なうことによって２つの多孔プレートを互いに接着するための接着面を設けるために有利に用いることができる。
【０２４６】
本発明の第１３の局面に係る、成形表面を有する多孔プレートの製造方法の実施の形態においては、第１の工程Ｓ１において、図１８に示されるように、穴９０４のパターンがシリコンウエハ９００にその前側９０１からエッチングされる。図１７に示される実施の形態とは対照的に、この特定の実施の形態において、穴９０４は、ウエハ厚さＷＴ全体を通って延びるのではなく、ウエハ厚さＷＴの約２分の１に相当する深さに達しているに過ぎない。他の実施の形態においては、前記穴は、ウエハ厚さＷＴ全体を通って延びていない限り、異なる深さまで延びていてもよい。穴９０４のエッチングは、図１７の前記実施の形態における開孔９０５のエッチングと同じ方法で行なうことができる。第２の工程Ｓ２において、ウエハの他方の側９０２、すなわち、前側９０１と反対のシリコンウエハ９００の裏側９０２が加工される。前記方法と同様に、シリコンウエハは、ダイアモンド旋削され、すなわち、研削材としてダイアモンド材料を用いて旋削され、シリコンウエハ９００の裏側９０２から、当該裏側に曲面形状を与えるのに十分な材料が除去されるまで研磨される。旋削・研磨は、シリコンウエハ９００の裏側９０２の表面が開孔パターンの中心の周りに湾曲した領域９１０を有するように行なわれる。最後に、第３の工程Ｓ３において、裏側９０２から穴９０４を開くように裏側９０２がエッチングされ、これによって、ウエハ９００の厚さ全体を通って延びる開孔９０５が形成される。等方性エッチングによって、ウエハの裏側のいかなる位置からも同量の材料が実質的に除去され、これによって、旋削・研磨工程によって得られた形状が実質的に維持される。このエッチングは、プラズマエッチングなどの物理エッチング法によって行なうことができる。このようにして、多孔プレートが形成される。曲面の形状は、使用される旋削・研磨用工具を適切に設定し、エッチング液又はエッチング法を適切に選択することにより、かなり広い範囲で容易に選択することができる。別の実施の形態においては、適当なエッチング液を用いて、エッチング工程を調整して、旋削・研磨工程によって得られた形状を所望の方法で変化させることができる。
【０２４７】
図１９において、一方の側に曲面を形成し、他方の側に穴をエッチングする工程が図１８に示される実施の形態とは逆になっている、本発明の第１３の局面に係る多孔プレートの製造方法のさなる実施の形態が示されている。従って、第１の工程においては、シリコンウエハ９００の背面が旋盤上でダイアモンド材を用いて旋削され、シリコンウエハ９００の背面９０２が少なくとも所定の領域において曲面ＣＳを有するように材料が研磨され、除去される。第２の工程Ｓ２においては、多数の穴９０４が他方の側、すなわち、シリコンウエハ９００の前面９０１にエッチングされる。第３の工程においては、ウエハの厚さ全体を通って延びず、従って、前面９０１にのみ開いた穴９０４が、適当な充填材料Ｆで充填される。第４の工程Ｓ４においては、穴９０４を露光し、前面及び背面９０１、９０２の両方に開いた開孔９０５を形成するのに十分な材料が除去され、また、背面９０２の曲面形状ＣＳの曲率が維持されるように、曲面ＣＳを含む裏側９０２が、図１８に関連して説明されたものと同じ又は類似した方法で、プラズマエッチングによってエッチングされる。第５の工程Ｓ５においては、開孔９０５から充填材料Ｆが除去される。
【０２４８】
本発明の第１４の局面に係る多孔プレートの製造方法の実施の形態においては、第１の工程Ｓ１において、前面９０１及び背面９０２を有するシリコンウエハ９００が形成される。第２の工程Ｓ２において、シリコンウエハ９００の前面９０１に穴９０４がエッチングされる。続く第３の工程Ｓ３において、前面９０１は、穴９０４が位置する領域において少なくとも部分的に位置する曲面ＣＳが形成されるように加工される。第４の工程Ｓ４において、シリコンウエハ９００の背面９０２は、穴９０４が背面９０２に開かれて開孔９０５を形成するように研磨、切削又はエッチングを行なうことによって加工される。最後の第６の工程Ｓ６において、充填材料Ｆは開孔９０５から除去される。エッチング工程及び加工工程、並びに、充填材料は、前記他の実施の形態において説明されたものと同様である。
【０２４９】
本発明を一部の具体的な実施の形態に関しても説明したが、当業者には、多くの代替例及び変形例が明らかとなるであろう。従って、本明細書に記載の本発明の好ましい実施の形態は、説明を意図したものであって、いかなる意味においても限定的なものではない。特許請求の範囲に定義される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変更を加えることが可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の荷電粒子ビームレットを操作するための粒子光学部品であって、
複数の開孔を有する第１の多孔プレートと、複数の開孔を有し、前記第１の多孔プレートとの間に間隙が形成されるように前記第１の多孔プレートから離間した第２の多孔プレートとを備え、
前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が、前記第２の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、
前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の第１の開孔の位置における前記間隙の第１の幅は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の第２の開孔の位置における前記間隙の第２の幅よりも少なくとも５％だけ大きいことを特徴とする粒子光学部品。
【請求項２】
前記第１の多孔プレートは、前記第２の多孔プレートに対向する第１の面を有し、前記第２の多孔プレートは、前記第１の多孔プレートに対向する第１の面を有し、各第１の面は、前記それぞれの複数の開孔の複数の開孔を含む領域を有し、前記第１の面のうちの少なくとも一方は、前記領域内の平面状の面である、請求項１に記載の粒子光学部品。
【請求項３】
前記少なくとも一方の第１の面は、前記領域内の曲面である、請求項２に記載の粒子光学部品。
【請求項４】
前記少なくとも一方の第１の面は、前記領域内の凸面である、請求項２に記載の粒子光学部品。
【請求項５】
前記少なくとも一方の第１の面は、前記領域内の凹面である、請求項２に記載の粒子光学部品。
【請求項６】
前記第１の多孔プレートは、前記第２の多孔プレートに対向する第１の面を有し、前記第２の多孔プレートは、前記第１の多孔プレートに対向する第１の面を有し、前記第１の面の形状は、前記第１及び第２の多孔プレートの間に延びる平面に対して、互いに関して対称である、請求項１〜５のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項７】
前記第１の多孔プレートは、前記第２の多孔プレートに対向する第１の面を有し、前記第２の多孔プレートは、前記第１の多孔プレートに対向する第１の面を有し、前記第１の面のうちの少なくとも一方の形状は、前記第１及び第２の多孔プレートを横切って延びる軸に対して対称である、請求項１〜６のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項８】
前記第２の幅は、前記第２の開孔の直径の約１００％〜約１０００％の範囲内にある、請求項１〜７のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項９】
前記第１の幅は、前記第１の開孔の直径の約１５０％〜約１５００％の範囲内にある、請求項１〜８のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項１０】
前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の実質的に各開孔に対し、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の前記開孔の直径は、前記第１の多孔プレートの前記開孔と整列された前記第２の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔の直径に実質的に等しい、請求項１〜９のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項１１】
前記複数の開孔の開孔の直径は、約０.５μｍ〜約１８０μｍの範囲内にある、請求項１〜１０のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項１２】
前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の隣接する開孔の中心間の距離は、約５μｍ〜約２００μｍの範囲内にある、請求項１〜１１のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項１３】
前記第１及び第２の多孔プレートのうちの少なくとも一方はシリコンからなる、請求項１〜１２のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項１４】
前記第１の多孔プレートを前記第２の多孔プレートに対して取り付ける取付構造をさらに備えた、請求項１〜１３のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項１５】
前記取付構造は、前記第１の多孔プレートの位置を前記第２の多孔プレートに対して調整するための少なくとも１つのアクチュエータを含む、請求項１４に記載の粒子光学部品。
【請求項１６】
複数の開孔を有する第３の多孔プレートであって、前記第１の多孔プレートが前記第３の多孔プレートと前記第２の多孔プレートとの間に配置されるように配置された第３の多孔プレートをさらに備え、前記第３の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第３の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置されている、請求項１〜１５のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項１７】
前記第３の多孔プレートの開孔の直径は、前記第３の多孔プレートの前記開孔と整列された前記第１の多孔プレートの対応する開孔の直径よりも小さい、請求項１６に記載の粒子光学部品。
【請求項１８】
前記第３の多孔プレートの開孔の直径は、前記第３の多孔プレートの前記開孔と整列された前記第１の多孔プレートの対応する開孔の直径の９９％以下である、請求項１６に記載の粒子光学部品。
【請求項１９】
前記第３の多孔プレートを前記第１の多孔プレートに対して取り付ける取付構造をさらに備えた、請求項１６〜１８のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項２０】
前記取付構造は、前記第３の多孔プレートの位置を前記第１の多孔プレートに対して調整するための少なくとも１つのアクチュエータを含む、請求項１９に記載の粒子光学部品。
【請求項２１】
少なくとも１つの開孔を有する第４の開孔プレートであって、前記第１の多孔プレートが前記第４の開孔プレートと前記第２の多孔プレートとの間に配置される第４の開孔プレートをさらに備え、第１の位置において、前記第４の開孔プレートの前記少なくとも１つの開孔の１つの開孔が前記第１の多孔プレートの第１の開孔と整列され、かつ、前記第１の位置とは異なる第２の位置において、前記１つの開孔が前記第１の多孔プレートの第２の開孔と整列されるように、前記第４の開孔プレートを前記第１の多孔プレートに対してずらすための少なくとも１つのアクチュエータを含む取付構造をさらに備えた、請求項１〜２０のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項２２】
粒子光学システムの動作方法であって、
少なくとも１つの開孔を有する検査用開孔プレートを、複数の開孔を含む多孔部品に対して第１の位置に、前記第１の位置において前記検査用開孔プレートの第１の組の開孔が前記多孔部品の第１の組の開孔と整列されるように配置する工程であって、前記それぞれの組の開孔が、それぞれ少なくとも１つの開孔を有する、工程と、
一組の荷電粒子ビームレットを、前記検査用開孔プレートの前記第１の組の開孔及びそれと整列された前記多孔部品の前記第１の組の開孔に透過させる工程と、
所定の平面における前記透過ビームレットの位置、形状及び寸法、並びに、前記透過ビームレットの合計強度又は個々の強度のうちの少なくとも１つを求める工程と、
前記検査用開孔プレートの前記第１の組の開孔が前記多孔部品の第２の組の開孔と整列されるように、前記検査用開孔プレートを前記多孔部品に対して第２の位置に配置する工程と、
一組の荷電粒子ビームレットを、前記検査用開孔プレートの前記第１の組の開孔及びそれと整列された前記多孔部品の前記第２の組の開孔に透過させる工程と、
前記所定の平面における前記透過ビームレットの位置、形状及び寸法、並びに、前記透過ビームレットの合計強度又は個々の強度のうちの少なくとも１つを求める工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記所定の平面における前記透過ビームレットの位置、形状及び寸法、並びに、前記透過ビームレットの前記合計強度又は個々の強度のうちの前記少なくとも１つに基づいて、前記多孔部品の光学特性及び位置のうちの少なくとも１つを調整する工程、並びに、前記粒子光学システムの光学特性を調整する工程のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
少なくとも１つの荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子源と、
前記第１の多孔プレートの下流側において前記荷電粒子のビーム経路が前記第２の多孔プレートを通るように配置された、少なくとも１つの請求項１〜２１のいずれかに記載の粒子光学部品とを備えたことを特徴とする粒子光学装置。
【請求項２５】
前記第１及び第２の多孔プレートに異なる電位を印加するように構成された電圧源システムをさらに備えた、請求項２４に記載の粒子光学装置。
【請求項２６】
前記粒子光学部品の下流側の複数の荷電粒子ビームレットの合計ビーム電流に基づいて前記電圧源システムを制御するように構成された第１の制御部を有する制御器をさらに備えた、請求項２５に記載の粒子光学装置。
【請求項２７】
前記複数の荷電粒子ビームレットの前記合計ビーム電流を検出するための電流検出器をさらに備えた、請求項２６に記載の粒子光学装置。
【請求項２８】
前記制御器は、前記複数の荷電粒子ビームレットのビーム電流を調整するための第２の制御部を有し、前記第１の制御部は、前記第２の制御部の設定に対して応答性を有する、請求項２６又は２７に記載の粒子光学装置。
【請求項２９】
前記第１の多孔プレートの上流側において前記荷電粒子の前記ビーム経路が通る第１の電極と、前記第２の多孔プレートの下流側において前記荷電粒子の前記ビーム経路が通る第２の電極と、前記第１及び第２の多孔プレート、並びに、前記第１及び第２の電極に異なる電位を印加するように構成された電圧源システムとをさらに備えた、請求項２４に記載の粒子光学装置。
【請求項３０】
前記電圧源システムは、前記第１の多孔プレートの上流側において該プレートの近傍に生成される電場が前記荷電粒子ビームの前記荷電粒子に対する減速電場となるような電圧を前記第１の電極及び前記第１の多孔プレートに印加するように構成されている、請求項２９に記載の粒子光学装置。
【請求項３１】
前記電圧源システムは、前記第１の多孔プレートの上流側において該プレートの近傍に生成される電場が前記荷電粒子ビームの前記荷電粒子に対する加速電場となるような電圧を前記第１の電極及び前記第１の多孔プレートに印加するように構成されている、請求項２９に記載の粒子光学装置。
【請求項３２】
前記電圧源システムは、前記第２の多孔プレートの下流側において該プレートの近傍に生成される電場が前記荷電粒子ビームの前記荷電粒子に対する加速電場となるような電圧を前記第２の電極及び前記第２の多孔プレートに印加するように構成されている、請求項２９に記載の粒子光学装置。
【請求項３３】
前記電圧源システムは、前記第２の多孔プレートの下流側において該プレートの近傍に生成される電場が前記荷電粒子ビームの前記荷電粒子に対する減速電場となるような電圧を前記第２の電極及び前記第２の多孔プレートに印加するように構成されている、請求項２９に記載の粒子光学装置。
【請求項３４】
前記第１の電極と前記第１の多孔プレートとの間において前記荷電粒子の前記ビーム経路が通る第３の電極をさらに備え、前記電圧源システムは、前記第３の電極に電位を印加するようにさらに構成されている、請求項２９に記載の粒子光学装置。
【請求項３５】
前記第２の多孔プレートと前記第２の電極との間において前記荷電粒子の前記ビーム経路が通る第４の電極をさらに備え、前記電圧源システムは、前記第４の電極に電位を印加するようにさらに構成されている、請求項２９に記載の粒子光学装置。
【請求項３６】
前記荷電粒子ビームの前記ビーム経路に配置された少なくとも１つの集束粒子光学レンズをさらに備えた、請求項２４に記載の粒子光学装置。
【請求項３７】
前記第１及び第２の多孔プレートに異なる電位を印加して、前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズの少なくとも１つの粒子光学収差を補償するように構成された電圧源システムをさらに備えた、請求項３６に記載の粒子光学装置。
【請求項３８】
前記少なくとも１つの粒子光学収差は、像面湾曲及び球面収差のうちの少なくとも１つである、請求項３７に記載の粒子光学装置。
【請求項３９】
前記電圧源システムは、前記第１の多孔プレートの上流側において第１の電場が生成され、前記第２の多孔プレートの下流側において前記第１の電場とは異なる第２の電場が生成されるような電位を前記第１及び第２の電極に印加するように構成され、
前記荷電粒子の前記ビーム経路において前記第２の多孔プレートの下流側に配置された少なくとも１つの集束粒子光学レンズをさらに備え、
前記電圧源システムは、前記第１及び第２の多孔プレートに異なる電位を印加して、前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズの少なくとも１つの粒子光学収差を補償するようにさらに構成されている、請求項２９に記載の粒子光学装置。
【請求項４０】
請求項１〜２１のいずれかに記載の粒子光学部品を備えたことを特徴とするマルチビーム電子検査システム。
【請求項４１】
前記粒子光学部品は、前記システムの一次電子ビーム経路に配置されている、請求項４０に記載のマルチビーム電子検査システム。
【請求項４２】
一次電子の少なくとも１つのビームを生成するための電子源と、
被検査試料のための台と、
前記電子源の下流側において前記少なくとも１つの電子ビームのビーム経路に配置された請求項１〜２１のいずれかに記載の粒子光学部品と、
前記粒子光学部品の前記第１及び第２の多孔プレートに電位を印加するための電圧源システムと、
前記粒子光学部品の下流側において前記少なくとも１つの電子ビームの前記ビーム経路に配置された少なくとも１つの集束粒子光学レンズと、
二次粒子のうちの少なくとも１つ、及び前記電子に露光されたことによって前記試料から発せられる放射を検出するための検出器装置とを備えたことを特徴とするマルチビーム電子検査システム。
【請求項４３】
荷電粒子ビームレットの操作方法であって、
荷電粒子ビーム及び複数の荷電粒子ビームレットのうちの少なくとも一方を生成する工程と、
前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、請求項１〜２１のいずれかに記載の粒子光学部品に透過させる工程と、
前記第１の多孔プレートに所定の第１の電位を印加し、第２の多孔プレートに前記所定の第１の電位とは異なる所定の第２の電位を印加する工程と、
前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、少なくとも１つの集束粒子光学レンズに透過させる工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項４４】
前記所定の電位は、０〜約５０００Ｖの範囲内にある、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記印加される所定の電位は、前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズの少なくとも１つの粒子光学収差が少なくとも低減されるように選択される、請求項４３又は４４に記載の方法。
【請求項４６】
曲面を有する少なくとも１つの領域を有する多孔プレートの製造方法であって、
基板に、穴のパターンを前記基板の前面からエッチングする工程と、
前記基板の背面を、前記基板の前記背面の少なくとも一部が曲面形状を有するように加工する工程と、
前記基板の前記背面を、前記基板にエッチングされた穴の少なくとも一部が前記基板全体を通って延びて開孔を形成するまでエッチングする工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項４７】
前記基板の前記背面を加工する前記工程は、前記基板に前記基板の前記前面から前記穴のパターンをエッチングする前記工程の前に行なわれる、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
曲面を有する少なくとも１つの領域を有する多孔プレートの製造方法であって、
基板に、穴のパターンを前記基板の前面からエッチングする工程と、
前記基板の前記前面を、前記基板の前記前面の少なくとも一部が曲面形状を有するように加工する工程と、
前記基板の前記背面を、前記基板にエッチングされた穴の少なくとも一部が前記基板全体を通って延びて開孔を形成するまで加工及びエッチングの少なくとも一方を行なう工程とを含むことを鍍朽ち様とする方法。
【請求項４９】
前記それぞれの表面を加工して曲面を形成する前記工程の前に、前記穴を少なくとも部分的に充填剤で充填する工程をさらに含む、請求項４６又は４８に記載の方法。
【請求項５０】
曲面を有する少なくとも１つの領域を有する多孔プレートの製造方法であって、
開孔パターンを基板にエッチングする工程と、
前記基板の一方の表面を、前記表面が曲面を有するように加工する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項５１】
前記基板の一方の表面を加工する前記工程の前に、前記エッチングされた開孔パターンの開孔を少なくとも部分的に充填剤で充填する工程をさらに含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記加工工程は、機械研磨によって前記基板の前記表面から材料を除去する工程を含む、請求項４６、４８又は５０のいずれかに記載の方法。
【請求項５３】
前記穴又は開孔をエッチングする前記工程は、それぞれ、反応性イオンエッチングを含む、請求項４６、４８又は５０のいずれかに記載の方法。
【請求項５４】
前記穴又は開孔をエッチングする前記工程は、それぞれ、深い反応性イオンエッチングを含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
少なくとも１つの荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子源と、
前記少なくとも１つのビームの経路において第１の磁場を生成するように構成された少なくとも１つの磁気レンズと、
複数の開孔を有する少なくとも１つの第１の多孔プレートであって、前記少なくとも１つの荷電粒子ビームのビーム経路が通るように配置された第１の多孔プレートと、
前記少なくとも１つの第１の多孔プレートにおける磁束密度が実質的にゼロとなるような第２の磁場を生成するように構成された少なくとも１つのコイル装置とを備えたことを特徴とする粒子光学装置。
【請求項５６】
複数の開孔を有する第２の多孔プレートであって、前記第１の多孔プレートとの間に間隙が形成されるように前記第１の多孔プレートから離間した第２の多孔プレートをさらに備え、
前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第１の多孔プレートの各開孔が、前記第２の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、
前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の第１の開孔の位置における前記間隙の第１の幅は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の第２の開孔の位置における前記間隙の第２の幅よりも少なくとも５％だけ大きい、請求項５５に記載の粒子光学装置。
【請求項５７】
前記第１の多孔プレートは、前記第２の多孔プレートに対向する第１の面を有し、前記第２の多孔プレートは、前記第１の多孔プレートに対向する第１の面を有し、各第１の面は、前記それぞれの複数の開孔の複数の開孔を含む領域を有し、前記第１の面のうちの少なくとも一方は、前記領域内の曲面である、請求項５６に記載の粒子光学装置。
【請求項５８】
荷電粒子ビームレットの操作方法であって、
荷電粒子ビーム及び複数の荷電粒子ビームレットのうちの少なくとも一方を生成する工程と、
前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、第１の磁場を生成する少なくとも１つの磁気レンズに透過させる工程と、
前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、複数の開孔を有する少なくとも１つの多孔プレートに透過させる工程と、
前記複数の荷電粒子ビームレットが通るコイル装置に所定の電流を印加することによって第２の磁場を生成し、前記第２の磁場が前記第１の磁場を少なくとも部分的に補償し、前記少なくとも１つの多孔プレートにおける磁束密度が実質的にゼロになるようにする工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項５９】
複数の荷電粒子ビームレットの集束方法であって、
荷電粒子ビーム及び複数の荷電粒子ビームレットのうちの少なくとも一方を、それぞれが複数の開孔を有し、中心が距離ｗ0だけ離間した第１の多孔プレート及び第２の多孔プレートに透過させる工程と、
前記第１の多孔プレートに第１の電位Ｕ1を印加する工程と、
前記第２の多孔プレートに前記第１の電位とは異なる第２の電位Ｕ2を印加する工程と、
前記第１の多孔プレートの上流側において前記ビーム経路が通る電場及び前記第２の多孔プレートの下流側において前記ビーム経路が通る電場のうちの少なくとも一方を生成し、前記第１の多孔プレートの上流側近傍の電場の第１の電場強度Ｅ1が、前記第２の多孔プレートの下流側近傍の電場の第２の電場強度Ｅ2と、少なくとも約２００Ｖ／ｍｍだけ異なるようにする工程とを含み、
電荷ｑを有し、かつ、前記第１の多孔プレートを通る際に運動エネルギーＥkinを有する荷電粒子に対して、以下の関係
【数８】
が満たされることを特徴とする方法。
【請求項６０】
前記第１及び第２の多孔プレート間の距離は、それらの中心からの距離が増加するにしたがって増加し、前記第１及び第２の多孔プレート間に前記第１及び第２の電位Ｕ1及びＵ2を印加することによって生成された電場の電場強度は、前記中心からの距離が増加するにしたがって減少する、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
請求項１〜２１のいずれかに記載の粒子光学部品と、
第１の磁極片、第２の磁極片、並びに、前記第１及び第２の磁極片に磁束を誘導するためのコイルを含む磁気レンズ装置とを備え、
前記第１の多孔プレートは、前記磁気レンズ装置の前記第１の磁極片と磁気的に結合されるか又は一体的に形成され、前記第２の多孔プレートは、前記磁気レンズ装置の前記第２の磁極片と磁気的に結合されるか又は一体的に形成されていることを特徴とする粒子光学装置。
【請求項６２】
基板上にパターンを描画するための荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムであって、
前記基板を載置するための台と、
少なくとも１つの荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子源と、
請求項１〜２１のいずれかに記載の粒子光学部品と、
前記荷電粒子ビームレットを前記基板上に集束させるための対物レンズとを備えたことを特徴とするシステム。
【請求項６３】
基板上にパターンを描画する方法であって、
少なくとも１つの荷電粒子ビームを生成する工程と、
前記少なくとも１つの荷電粒子ビームを請求項１〜２１のいずれかに記載の粒子光学部品に透過させる工程と、
前記第１の多孔プレートに所定の第１の電位を印加し、第２の多孔プレートに前記所定の第１の電位とは異なる所定の第２の電位を印加する工程と、
前記粒子光学部品から出射する荷電粒子ビームレットを前記基板上に集束させる工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項６４】
複数の荷電粒子ビームレットの集束方法であって、
複数の開孔を有する第１の多孔プレートと前記第１の多孔プレートから少なくとも１ｍｍの距離だけ離間した第１の電極との間に、前記第１の多孔プレートが第１の集束力（focusing power）Ｆ１を有するように最大で５０００Ｖ／ｍｍの電場を生成する工程と、
荷電粒子ビーム及び複数の荷電粒子ビームレットのうちの少なくとも一方を、前記電場、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔及び前記第１の電極に透過させる工程と、
前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、複数の開孔を有する少なくとも１つの第２の多孔プレートを備えた粒子光学部品であって、第２の集束力Ｆ２を与えるように構成及び動作される粒子光学部品の開孔に透過させる工程とを含み、
前記粒子光学部品の前記第２の集束力Ｆ２は、前記第１の集束力Ｆ１の５分の１以下であることを特徴とする方法。
【請求項６５】
複数の開孔を有する第１の多孔プレートと、
少なくとも１つの開孔を有する第４の開孔プレートと、
前記第４の開孔プレートを、前記第１の多孔プレート対して第１の位置及び前記第１の位置とは異なる第２の位置にずらすための少なくとも１つのアクチュエータを含む取付構造とを備えたことを特徴とする粒子光学部品。
【請求項６６】
前記第４の開孔プレートの前記少なくとも１つの開孔のうちの１つの開孔は、前記第１の位置において前記第１の多孔プレートの第１の開孔と整列され、前記１つの開孔は、前記第２の位置において前記第１の多孔プレートの第２の開孔と整列されている、請求項６５に記載の粒子光学部品。
【請求項６７】
複数の開孔を有する第２の多孔プレートであって、前記第１の多孔プレートとの間に間隙が形成されるように前記第１の多孔プレートから離間した第２の多孔プレートをさらに備え、
前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が、前記第２の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、前記第１の多孔プレートは、前記第４の開孔プレートと前記第２の多孔プレートとの間に配置されている、請求項６５又は６６に記載の粒子光学部品。
【請求項６８】
複数の開孔を有する第１の多孔プレートと、
複数の開孔を有する第３の多孔プレートであって、前記第３の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第３の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、前記第３の多孔プレートの開孔の直径は、前記第３の多孔プレートの前記開孔と整列された前記第１の多孔プレートの対応する開孔の直径よりも小さい、第３の多孔プレートとを備えたことを特徴とする粒子光学部品。
【請求項６９】
複数の開孔を有する第２の多孔プレートであって、前記第１の多孔プレートとの間に間隙が形成されるように前記第１の多孔プレートから離間した第２の多孔プレートをさらに備え、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が、前記第２の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、前記第３の多孔プレートは、前記第１の多孔プレートが、前記第３の多孔プレートと前記第２の多孔プレートとの間に配置されるように配置されている、請求項６８に記載の粒子光学部品。
【請求項７０】
前記第３の多孔プレートの開孔の直径は、前記第３の多孔プレートの前記開孔と整列された前記第１の多孔プレートの対応する開孔の直径の９９％未満である、請求項６８又は６９に記載の粒子光学部品。
【請求項１】
複数の荷電粒子ビームレットを操作するための粒子光学部品であって、
複数の開孔を有する第１の多孔プレートと、複数の開孔を有し、前記第１の多孔プレートとの間に間隙が形成されるように前記第１の多孔プレートから離間した第２の多孔プレートとを備え、
前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が、前記第２の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、
前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の第１の開孔の位置における前記間隙の第１の幅は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の第２の開孔の位置における前記間隙の第２の幅よりも少なくとも５％だけ大きいことを特徴とする粒子光学部品。
【請求項２】
前記第１の多孔プレートは、前記第２の多孔プレートに対向する第１の面を有し、前記第２の多孔プレートは、前記第１の多孔プレートに対向する第１の面を有し、各第１の面は、前記それぞれの複数の開孔の複数の開孔を含む領域を有し、前記第１の面のうちの少なくとも一方は、前記領域内の平面状の面である、請求項１に記載の粒子光学部品。
【請求項３】
前記少なくとも一方の第１の面は、前記領域内の曲面である、請求項２に記載の粒子光学部品。
【請求項４】
前記少なくとも一方の第１の面は、前記領域内の凸面である、請求項２に記載の粒子光学部品。
【請求項５】
前記少なくとも一方の第１の面は、前記領域内の凹面である、請求項２に記載の粒子光学部品。
【請求項６】
前記第１の多孔プレートは、前記第２の多孔プレートに対向する第１の面を有し、前記第２の多孔プレートは、前記第１の多孔プレートに対向する第１の面を有し、前記第１の面の形状は、前記第１及び第２の多孔プレートの間に延びる平面に対して、互いに関して対称である、請求項１〜５のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項７】
前記第１の多孔プレートは、前記第２の多孔プレートに対向する第１の面を有し、前記第２の多孔プレートは、前記第１の多孔プレートに対向する第１の面を有し、前記第１の面のうちの少なくとも一方の形状は、前記第１及び第２の多孔プレートを横切って延びる軸に対して対称である、請求項１〜６のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項８】
前記第２の幅は、前記第２の開孔の直径の約１００％〜約１０００％の範囲内にある、請求項１〜７のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項９】
前記第１の幅は、前記第１の開孔の直径の約１５０％〜約１５００％の範囲内にある、請求項１〜８のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項１０】
前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の実質的に各開孔に対し、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の前記開孔の直径は、前記第１の多孔プレートの前記開孔と整列された前記第２の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔の直径に実質的に等しい、請求項１〜９のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項１１】
前記複数の開孔の開孔の直径は、約０.５μｍ〜約１８０μｍの範囲内にある、請求項１〜１０のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項１２】
前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の隣接する開孔の中心間の距離は、約５μｍ〜約２００μｍの範囲内にある、請求項１〜１１のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項１３】
前記第１及び第２の多孔プレートのうちの少なくとも一方はシリコンからなる、請求項１〜１２のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項１４】
前記第１の多孔プレートを前記第２の多孔プレートに対して取り付ける取付構造をさらに備えた、請求項１〜１３のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項１５】
前記取付構造は、前記第１の多孔プレートの位置を前記第２の多孔プレートに対して調整するための少なくとも１つのアクチュエータを含む、請求項１４に記載の粒子光学部品。
【請求項１６】
複数の開孔を有する第３の多孔プレートであって、前記第１の多孔プレートが前記第３の多孔プレートと前記第２の多孔プレートとの間に配置されるように配置された第３の多孔プレートをさらに備え、前記第３の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第３の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置されている、請求項１〜１５のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項１７】
前記第３の多孔プレートの開孔の直径は、前記第３の多孔プレートの前記開孔と整列された前記第１の多孔プレートの対応する開孔の直径よりも小さい、請求項１６に記載の粒子光学部品。
【請求項１８】
前記第３の多孔プレートの開孔の直径は、前記第３の多孔プレートの前記開孔と整列された前記第１の多孔プレートの対応する開孔の直径の９９％以下である、請求項１６に記載の粒子光学部品。
【請求項１９】
前記第３の多孔プレートを前記第１の多孔プレートに対して取り付ける取付構造をさらに備えた、請求項１６〜１８のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項２０】
前記取付構造は、前記第３の多孔プレートの位置を前記第１の多孔プレートに対して調整するための少なくとも１つのアクチュエータを含む、請求項１９に記載の粒子光学部品。
【請求項２１】
少なくとも１つの開孔を有する第４の開孔プレートであって、前記第１の多孔プレートが前記第４の開孔プレートと前記第２の多孔プレートとの間に配置される第４の開孔プレートをさらに備え、第１の位置において、前記第４の開孔プレートの前記少なくとも１つの開孔の１つの開孔が前記第１の多孔プレートの第１の開孔と整列され、かつ、前記第１の位置とは異なる第２の位置において、前記１つの開孔が前記第１の多孔プレートの第２の開孔と整列されるように、前記第４の開孔プレートを前記第１の多孔プレートに対してずらすための少なくとも１つのアクチュエータを含む取付構造をさらに備えた、請求項１〜２０のいずれかに記載の粒子光学部品。
【請求項２２】
粒子光学システムの動作方法であって、
少なくとも１つの開孔を有する検査用開孔プレートを、複数の開孔を含む多孔部品に対して第１の位置に、前記第１の位置において前記検査用開孔プレートの第１の組の開孔が前記多孔部品の第１の組の開孔と整列されるように配置する工程であって、前記それぞれの組の開孔が、それぞれ少なくとも１つの開孔を有する、工程と、
一組の荷電粒子ビームレットを、前記検査用開孔プレートの前記第１の組の開孔及びそれと整列された前記多孔部品の前記第１の組の開孔に透過させる工程と、
所定の平面における前記透過ビームレットの位置、形状及び寸法、並びに、前記透過ビームレットの合計強度又は個々の強度のうちの少なくとも１つを求める工程と、
前記検査用開孔プレートの前記第１の組の開孔が前記多孔部品の第２の組の開孔と整列されるように、前記検査用開孔プレートを前記多孔部品に対して第２の位置に配置する工程と、
一組の荷電粒子ビームレットを、前記検査用開孔プレートの前記第１の組の開孔及びそれと整列された前記多孔部品の前記第２の組の開孔に透過させる工程と、
前記所定の平面における前記透過ビームレットの位置、形状及び寸法、並びに、前記透過ビームレットの合計強度又は個々の強度のうちの少なくとも１つを求める工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記所定の平面における前記透過ビームレットの位置、形状及び寸法、並びに、前記透過ビームレットの前記合計強度又は個々の強度のうちの前記少なくとも１つに基づいて、前記多孔部品の光学特性及び位置のうちの少なくとも１つを調整する工程、並びに、前記粒子光学システムの光学特性を調整する工程のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
少なくとも１つの荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子源と、
前記第１の多孔プレートの下流側において前記荷電粒子のビーム経路が前記第２の多孔プレートを通るように配置された、少なくとも１つの請求項１〜２１のいずれかに記載の粒子光学部品とを備えたことを特徴とする粒子光学装置。
【請求項２５】
前記第１及び第２の多孔プレートに異なる電位を印加するように構成された電圧源システムをさらに備えた、請求項２４に記載の粒子光学装置。
【請求項２６】
前記粒子光学部品の下流側の複数の荷電粒子ビームレットの合計ビーム電流に基づいて前記電圧源システムを制御するように構成された第１の制御部を有する制御器をさらに備えた、請求項２５に記載の粒子光学装置。
【請求項２７】
前記複数の荷電粒子ビームレットの前記合計ビーム電流を検出するための電流検出器をさらに備えた、請求項２６に記載の粒子光学装置。
【請求項２８】
前記制御器は、前記複数の荷電粒子ビームレットのビーム電流を調整するための第２の制御部を有し、前記第１の制御部は、前記第２の制御部の設定に対して応答性を有する、請求項２６又は２７に記載の粒子光学装置。
【請求項２９】
前記第１の多孔プレートの上流側において前記荷電粒子の前記ビーム経路が通る第１の電極と、前記第２の多孔プレートの下流側において前記荷電粒子の前記ビーム経路が通る第２の電極と、前記第１及び第２の多孔プレート、並びに、前記第１及び第２の電極に異なる電位を印加するように構成された電圧源システムとをさらに備えた、請求項２４に記載の粒子光学装置。
【請求項３０】
前記電圧源システムは、前記第１の多孔プレートの上流側において該プレートの近傍に生成される電場が前記荷電粒子ビームの前記荷電粒子に対する減速電場となるような電圧を前記第１の電極及び前記第１の多孔プレートに印加するように構成されている、請求項２９に記載の粒子光学装置。
【請求項３１】
前記電圧源システムは、前記第１の多孔プレートの上流側において該プレートの近傍に生成される電場が前記荷電粒子ビームの前記荷電粒子に対する加速電場となるような電圧を前記第１の電極及び前記第１の多孔プレートに印加するように構成されている、請求項２９に記載の粒子光学装置。
【請求項３２】
前記電圧源システムは、前記第２の多孔プレートの下流側において該プレートの近傍に生成される電場が前記荷電粒子ビームの前記荷電粒子に対する加速電場となるような電圧を前記第２の電極及び前記第２の多孔プレートに印加するように構成されている、請求項２９に記載の粒子光学装置。
【請求項３３】
前記電圧源システムは、前記第２の多孔プレートの下流側において該プレートの近傍に生成される電場が前記荷電粒子ビームの前記荷電粒子に対する減速電場となるような電圧を前記第２の電極及び前記第２の多孔プレートに印加するように構成されている、請求項２９に記載の粒子光学装置。
【請求項３４】
前記第１の電極と前記第１の多孔プレートとの間において前記荷電粒子の前記ビーム経路が通る第３の電極をさらに備え、前記電圧源システムは、前記第３の電極に電位を印加するようにさらに構成されている、請求項２９に記載の粒子光学装置。
【請求項３５】
前記第２の多孔プレートと前記第２の電極との間において前記荷電粒子の前記ビーム経路が通る第４の電極をさらに備え、前記電圧源システムは、前記第４の電極に電位を印加するようにさらに構成されている、請求項２９に記載の粒子光学装置。
【請求項３６】
前記荷電粒子ビームの前記ビーム経路に配置された少なくとも１つの集束粒子光学レンズをさらに備えた、請求項２４に記載の粒子光学装置。
【請求項３７】
前記第１及び第２の多孔プレートに異なる電位を印加して、前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズの少なくとも１つの粒子光学収差を補償するように構成された電圧源システムをさらに備えた、請求項３６に記載の粒子光学装置。
【請求項３８】
前記少なくとも１つの粒子光学収差は、像面湾曲及び球面収差のうちの少なくとも１つである、請求項３７に記載の粒子光学装置。
【請求項３９】
前記電圧源システムは、前記第１の多孔プレートの上流側において第１の電場が生成され、前記第２の多孔プレートの下流側において前記第１の電場とは異なる第２の電場が生成されるような電位を前記第１及び第２の電極に印加するように構成され、
前記荷電粒子の前記ビーム経路において前記第２の多孔プレートの下流側に配置された少なくとも１つの集束粒子光学レンズをさらに備え、
前記電圧源システムは、前記第１及び第２の多孔プレートに異なる電位を印加して、前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズの少なくとも１つの粒子光学収差を補償するようにさらに構成されている、請求項２９に記載の粒子光学装置。
【請求項４０】
請求項１〜２１のいずれかに記載の粒子光学部品を備えたことを特徴とするマルチビーム電子検査システム。
【請求項４１】
前記粒子光学部品は、前記システムの一次電子ビーム経路に配置されている、請求項４０に記載のマルチビーム電子検査システム。
【請求項４２】
一次電子の少なくとも１つのビームを生成するための電子源と、
被検査試料のための台と、
前記電子源の下流側において前記少なくとも１つの電子ビームのビーム経路に配置された請求項１〜２１のいずれかに記載の粒子光学部品と、
前記粒子光学部品の前記第１及び第２の多孔プレートに電位を印加するための電圧源システムと、
前記粒子光学部品の下流側において前記少なくとも１つの電子ビームの前記ビーム経路に配置された少なくとも１つの集束粒子光学レンズと、
二次粒子のうちの少なくとも１つ、及び前記電子に露光されたことによって前記試料から発せられる放射を検出するための検出器装置とを備えたことを特徴とするマルチビーム電子検査システム。
【請求項４３】
荷電粒子ビームレットの操作方法であって、
荷電粒子ビーム及び複数の荷電粒子ビームレットのうちの少なくとも一方を生成する工程と、
前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、請求項１〜２１のいずれかに記載の粒子光学部品に透過させる工程と、
前記第１の多孔プレートに所定の第１の電位を印加し、第２の多孔プレートに前記所定の第１の電位とは異なる所定の第２の電位を印加する工程と、
前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、少なくとも１つの集束粒子光学レンズに透過させる工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項４４】
前記所定の電位は、０〜約５０００Ｖの範囲内にある、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記印加される所定の電位は、前記少なくとも１つの集束粒子光学レンズの少なくとも１つの粒子光学収差が少なくとも低減されるように選択される、請求項４３又は４４に記載の方法。
【請求項４６】
曲面を有する少なくとも１つの領域を有する多孔プレートの製造方法であって、
基板に、穴のパターンを前記基板の前面からエッチングする工程と、
前記基板の背面を、前記基板の前記背面の少なくとも一部が曲面形状を有するように加工する工程と、
前記基板の前記背面を、前記基板にエッチングされた穴の少なくとも一部が前記基板全体を通って延びて開孔を形成するまでエッチングする工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項４７】
前記基板の前記背面を加工する前記工程は、前記基板に前記基板の前記前面から前記穴のパターンをエッチングする前記工程の前に行なわれる、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
曲面を有する少なくとも１つの領域を有する多孔プレートの製造方法であって、
基板に、穴のパターンを前記基板の前面からエッチングする工程と、
前記基板の前記前面を、前記基板の前記前面の少なくとも一部が曲面形状を有するように加工する工程と、
前記基板の前記背面を、前記基板にエッチングされた穴の少なくとも一部が前記基板全体を通って延びて開孔を形成するまで加工及びエッチングの少なくとも一方を行なう工程とを含むことを鍍朽ち様とする方法。
【請求項４９】
前記それぞれの表面を加工して曲面を形成する前記工程の前に、前記穴を少なくとも部分的に充填剤で充填する工程をさらに含む、請求項４６又は４８に記載の方法。
【請求項５０】
曲面を有する少なくとも１つの領域を有する多孔プレートの製造方法であって、
開孔パターンを基板にエッチングする工程と、
前記基板の一方の表面を、前記表面が曲面を有するように加工する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項５１】
前記基板の一方の表面を加工する前記工程の前に、前記エッチングされた開孔パターンの開孔を少なくとも部分的に充填剤で充填する工程をさらに含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記加工工程は、機械研磨によって前記基板の前記表面から材料を除去する工程を含む、請求項４６、４８又は５０のいずれかに記載の方法。
【請求項５３】
前記穴又は開孔をエッチングする前記工程は、それぞれ、反応性イオンエッチングを含む、請求項４６、４８又は５０のいずれかに記載の方法。
【請求項５４】
前記穴又は開孔をエッチングする前記工程は、それぞれ、深い反応性イオンエッチングを含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
少なくとも１つの荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子源と、
前記少なくとも１つのビームの経路において第１の磁場を生成するように構成された少なくとも１つの磁気レンズと、
複数の開孔を有する少なくとも１つの第１の多孔プレートであって、前記少なくとも１つの荷電粒子ビームのビーム経路が通るように配置された第１の多孔プレートと、
前記少なくとも１つの第１の多孔プレートにおける磁束密度が実質的にゼロとなるような第２の磁場を生成するように構成された少なくとも１つのコイル装置とを備えたことを特徴とする粒子光学装置。
【請求項５６】
複数の開孔を有する第２の多孔プレートであって、前記第１の多孔プレートとの間に間隙が形成されるように前記第１の多孔プレートから離間した第２の多孔プレートをさらに備え、
前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第１の多孔プレートの各開孔が、前記第２の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、
前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の第１の開孔の位置における前記間隙の第１の幅は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の第２の開孔の位置における前記間隙の第２の幅よりも少なくとも５％だけ大きい、請求項５５に記載の粒子光学装置。
【請求項５７】
前記第１の多孔プレートは、前記第２の多孔プレートに対向する第１の面を有し、前記第２の多孔プレートは、前記第１の多孔プレートに対向する第１の面を有し、各第１の面は、前記それぞれの複数の開孔の複数の開孔を含む領域を有し、前記第１の面のうちの少なくとも一方は、前記領域内の曲面である、請求項５６に記載の粒子光学装置。
【請求項５８】
荷電粒子ビームレットの操作方法であって、
荷電粒子ビーム及び複数の荷電粒子ビームレットのうちの少なくとも一方を生成する工程と、
前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、第１の磁場を生成する少なくとも１つの磁気レンズに透過させる工程と、
前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、複数の開孔を有する少なくとも１つの多孔プレートに透過させる工程と、
前記複数の荷電粒子ビームレットが通るコイル装置に所定の電流を印加することによって第２の磁場を生成し、前記第２の磁場が前記第１の磁場を少なくとも部分的に補償し、前記少なくとも１つの多孔プレートにおける磁束密度が実質的にゼロになるようにする工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項５９】
複数の荷電粒子ビームレットの集束方法であって、
荷電粒子ビーム及び複数の荷電粒子ビームレットのうちの少なくとも一方を、それぞれが複数の開孔を有し、中心が距離ｗ0だけ離間した第１の多孔プレート及び第２の多孔プレートに透過させる工程と、
前記第１の多孔プレートに第１の電位Ｕ1を印加する工程と、
前記第２の多孔プレートに前記第１の電位とは異なる第２の電位Ｕ2を印加する工程と、
前記第１の多孔プレートの上流側において前記ビーム経路が通る電場及び前記第２の多孔プレートの下流側において前記ビーム経路が通る電場のうちの少なくとも一方を生成し、前記第１の多孔プレートの上流側近傍の電場の第１の電場強度Ｅ1が、前記第２の多孔プレートの下流側近傍の電場の第２の電場強度Ｅ2と、少なくとも約２００Ｖ／ｍｍだけ異なるようにする工程とを含み、
電荷ｑを有し、かつ、前記第１の多孔プレートを通る際に運動エネルギーＥkinを有する荷電粒子に対して、以下の関係
【数８】
が満たされることを特徴とする方法。
【請求項６０】
前記第１及び第２の多孔プレート間の距離は、それらの中心からの距離が増加するにしたがって増加し、前記第１及び第２の多孔プレート間に前記第１及び第２の電位Ｕ1及びＵ2を印加することによって生成された電場の電場強度は、前記中心からの距離が増加するにしたがって減少する、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
請求項１〜２１のいずれかに記載の粒子光学部品と、
第１の磁極片、第２の磁極片、並びに、前記第１及び第２の磁極片に磁束を誘導するためのコイルを含む磁気レンズ装置とを備え、
前記第１の多孔プレートは、前記磁気レンズ装置の前記第１の磁極片と磁気的に結合されるか又は一体的に形成され、前記第２の多孔プレートは、前記磁気レンズ装置の前記第２の磁極片と磁気的に結合されるか又は一体的に形成されていることを特徴とする粒子光学装置。
【請求項６２】
基板上にパターンを描画するための荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムであって、
前記基板を載置するための台と、
少なくとも１つの荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子源と、
請求項１〜２１のいずれかに記載の粒子光学部品と、
前記荷電粒子ビームレットを前記基板上に集束させるための対物レンズとを備えたことを特徴とするシステム。
【請求項６３】
基板上にパターンを描画する方法であって、
少なくとも１つの荷電粒子ビームを生成する工程と、
前記少なくとも１つの荷電粒子ビームを請求項１〜２１のいずれかに記載の粒子光学部品に透過させる工程と、
前記第１の多孔プレートに所定の第１の電位を印加し、第２の多孔プレートに前記所定の第１の電位とは異なる所定の第２の電位を印加する工程と、
前記粒子光学部品から出射する荷電粒子ビームレットを前記基板上に集束させる工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項６４】
複数の荷電粒子ビームレットの集束方法であって、
複数の開孔を有する第１の多孔プレートと前記第１の多孔プレートから少なくとも１ｍｍの距離だけ離間した第１の電極との間に、前記第１の多孔プレートが第１の集束力（focusing power）Ｆ１を有するように最大で５０００Ｖ／ｍｍの電場を生成する工程と、
荷電粒子ビーム及び複数の荷電粒子ビームレットのうちの少なくとも一方を、前記電場、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔及び前記第１の電極に透過させる工程と、
前記荷電粒子ビーム及び前記複数の荷電粒子ビームレットの前記少なくとも一方を、複数の開孔を有する少なくとも１つの第２の多孔プレートを備えた粒子光学部品であって、第２の集束力Ｆ２を与えるように構成及び動作される粒子光学部品の開孔に透過させる工程とを含み、
前記粒子光学部品の前記第２の集束力Ｆ２は、前記第１の集束力Ｆ１の５分の１以下であることを特徴とする方法。
【請求項６５】
複数の開孔を有する第１の多孔プレートと、
少なくとも１つの開孔を有する第４の開孔プレートと、
前記第４の開孔プレートを、前記第１の多孔プレート対して第１の位置及び前記第１の位置とは異なる第２の位置にずらすための少なくとも１つのアクチュエータを含む取付構造とを備えたことを特徴とする粒子光学部品。
【請求項６６】
前記第４の開孔プレートの前記少なくとも１つの開孔のうちの１つの開孔は、前記第１の位置において前記第１の多孔プレートの第１の開孔と整列され、前記１つの開孔は、前記第２の位置において前記第１の多孔プレートの第２の開孔と整列されている、請求項６５に記載の粒子光学部品。
【請求項６７】
複数の開孔を有する第２の多孔プレートであって、前記第１の多孔プレートとの間に間隙が形成されるように前記第１の多孔プレートから離間した第２の多孔プレートをさらに備え、
前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が、前記第２の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、前記第１の多孔プレートは、前記第４の開孔プレートと前記第２の多孔プレートとの間に配置されている、請求項６５又は６６に記載の粒子光学部品。
【請求項６８】
複数の開孔を有する第１の多孔プレートと、
複数の開孔を有する第３の多孔プレートであって、前記第３の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第３の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、前記第３の多孔プレートの開孔の直径は、前記第３の多孔プレートの前記開孔と整列された前記第１の多孔プレートの対応する開孔の直径よりも小さい、第３の多孔プレートとを備えたことを特徴とする粒子光学部品。
【請求項６９】
複数の開孔を有する第２の多孔プレートであって、前記第１の多孔プレートとの間に間隙が形成されるように前記第１の多孔プレートから離間した第２の多孔プレートをさらに備え、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔は、前記第１の多孔プレートの前記複数の開孔の各開孔が、前記第２の多孔プレートの前記複数の開孔の対応する開孔と整列されるように配置され、前記第３の多孔プレートは、前記第１の多孔プレートが、前記第３の多孔プレートと前記第２の多孔プレートとの間に配置されるように配置されている、請求項６８に記載の粒子光学部品。
【請求項７０】
前記第３の多孔プレートの開孔の直径は、前記第３の多孔プレートの前記開孔と整列された前記第１の多孔プレートの対応する開孔の直径の９９％未満である、請求項６８又は６９に記載の粒子光学部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図８ｄ】
【図８ｅ】
【図９】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１１】
【図１２ａ】
【図１２ｂ】
【図１３ａ】
【図１３ｂ】
【図１４】
【図１５ａ】
【図１５ｂ】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図８ｄ】
【図８ｅ】
【図９】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１１】
【図１２ａ】
【図１２ｂ】
【図１３ａ】
【図１３ｂ】
【図１４】
【図１５ａ】
【図１５ｂ】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−２３４８２７（Ｐ２０１２−２３４８２７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１６８３０３（Ｐ２０１２−１６８３０３）
【出願日】平成２４年７月３０日（２０１２．７．３０）
【分割の表示】特願２００８−５２９５３７（Ｐ２００８−５２９５３７）の分割
【原出願日】平成１８年９月６日（２００６．９．６）
【出願人】（５０３２６３３５５）カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー (435)
【出願人】（５０８０７０３４５）アプライド マテリアルズ イスラエル， エルティーディー． (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月３０日（２０１２．７．３０）
【分割の表示】特願２００８−５２９５３７（Ｐ２００８−５２９５３７）の分割
【原出願日】平成１８年９月６日（２００６．９．６）
【出願人】（５０３２６３３５５）カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー (435)
【出願人】（５０８０７０３４５）アプライド マテリアルズ イスラエル， エルティーディー． (4)
【Ｆターム（参考）】
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