JP2018098268A - ブランキング偏向器及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置 - Google Patents

Abstract

【目的】マルチビーム描画においてコンパクトなサイズでマルチビーム全体を高速でビームＯＮ／ＯＦＦを繰り返すように偏向可能なブランキング偏向器を提供する。【構成】本発明の一態様のブランキング偏向器は、平板状の第１の電極１４と、前記第１の電極から電気的に分離され、前記第１の電極と第１の隙間を開けて配置された第２の電極１２と、前記第１の電極から電気的に分離され、前記第１の電極と前記第１の隙間よりも十分広い第２の隙間を開けて配置された第３の電極１６と、を有し、前記第１と第２と第３の電極によって、前記第２と第３の電極が少なくとも入力側と出力側とにおいて電気的に結合された伝送線路が形成され、前記第１の電極と第３の電極との間の前記第２の隙間に荷電粒子を用いたマルチビームを通過させ、前記第１の電極と、前記第２と第３の電極との間に前記入力側から電圧信号が加えられることで、前記マルチビームをブランキング制御用に偏向することを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、ブランキング偏向器及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置に係り、例えば、マルチビーム描画のブランキング制御に用いる偏向器に関する。

半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、マスクブランクスへ電子線を使ってマスクパターンを描画することが行われている。

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

ここで、マルチビーム描画では、高精度の描画を行うに際して、試料上の各々の位置に指定された照射量を与えるために、個々のビームの照射量を照射時間により個別に制御する。かかる各ビームの照射量を高精度に制御するためには、ビームのＯＮ／ＯＦＦを行うブランキング制御を高速で行う必要がある。従来、マルチビーム方式の描画装置では、マルチビームの各ブランキング電極を配置したブランキングプレートに各ビーム用のブランキング制御回路を搭載していた。そして、各ビームに対して独立に制御していた。例えば、全ビームの制御回路にビームＯＮのトリガ信号を送る。各ビームの制御回路はトリガ信号によりビームＯＮ電圧を電極に印加すると同時に、照射時間をカウンタによりカウントし、照射時間が終了するとビームＯＦＦ電圧を印加していた。かかる制御には、例えば、１０ビットの制御信号で制御していた。しかし、ブランキングプレート上での回路を設置するスペースや使用可能な電流量に制限があるため、制御信号の情報量に対して簡単な回路にせざるを得ず、高速高精度な動作が可能なブランキング回路を内蔵することが困難であった。さらに、ブランキングプレートに各ビーム用のブランキング制御回路を搭載することで、マルチビームのピッチを狭めることへの制限にもなっていた。

かかる問題に対して、発明者は、従前、１つ１つのビーム用の個別のブランキング電極とは別に、マルチビームの光路後段においてマルチビームの外側にマルチビーム全体を挟むように偏向器を設けて、かかる偏向器によりマルチビーム全体を高速に一括偏向することで露光時間を制御する機構を提案した（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−１１２６３９号公報

ここで、マルチビームでは、ビーム本数が多いため、マルチビーム全体のビーム径がシングルビームと比べて非常に大きくなる。かかるマルチビーム全体を例えば同軸構造の偏向器を用いて高速でビームＯＮ／ＯＦＦを繰り返すように偏向しようとしても、ビームが通過する通過口のサイズをマルチビーム全体のビーム径まで大きくすることは困難である。また、例えば平行平板型の偏向器で偏向しようとすると、マルチビーム全体のビーム径まで偏向器を構成する２つの電極間の隙間を広げることは可能となるが、高速でビームＯＮ／ＯＦＦを繰り返すように偏向するためには、隙間を広げた分、２つの電極の幅が非常に大きくなってしまう。そのため、コンパクトな構造の偏向器が望まれている。

そこで、本発明は、マルチビーム描画においてコンパクトなサイズでマルチビーム全体を高速でビームＯＮ／ＯＦＦを繰り返すように偏向可能なブランキング偏向器およびマルチ荷電粒子ビーム描画装置を提供する。

本発明の一態様のブランキング偏向器は、
平板状の第１の電極と、
第１の電極から電気的に分離され、第１の電極と第１の隙間を開けて配置された第２の電極と、
第１の電極から電気的に分離され、第１の電極と第１の隙間よりも十分広い第２の隙間を開けて配置された第３の電極と、
を備え、
第１と第２と第３の電極によって、第２と第３の電極が少なくとも入力側と出力側とにおいて電気的に結合された伝送線路が形成され、
第１の電極と第３の電極との間の第２の隙間に荷電粒子を用いたマルチビームを通過させ、
第１の電極と、第２と第３の電極との間に入力側から電圧信号が加えられることで、マルチビームをブランキング制御用に偏向することを特徴とする。

また、伝送線路の特性インピーダンスと実質的に同様の特性インピーダンスを有する同軸ケーブルが伝送線路の入力側に接続され、同軸ケーブルから電圧信号が印加され、
伝送線路の特性インピーダンスと実質的に同様の特性インピーダンスを有する終端抵抗が伝送線路の出力側に接続されると好適である。

また、第１と第２と第３の電極板は、共に、蛇行しながら延びる板状部材により形成されると好適である。

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
複数の第１の開口部が形成され、複数の第１の開口部全体を含む領域に荷電粒子ビームの照射を受け、荷電粒子ビームの一部が複数の第１の開口部のうちの対応する第１の開口部をそれぞれ通過することによりマルチビームを形成する成形アパーチャアレイ基板と、
平板状の第１の電極と、
第１の電極から電気的に分離され、第１の電極と第１の隙間を開けて配置された第２の電極と、
第１の電極から電気的に分離され、第１の電極と前記第１の隙間よりも十分広い第２の隙間を開けて配置された第３の電極と、
を有し、
第１と第２と第３の電極によって、第２と第３の電極が少なくとも入力側と出力側とにおいて電気的に結合された伝送線路が形成され、第１の電極と第３の電極との間の第２の隙間に荷電粒子を用いたマルチビームを通過させ、第１の電極と、第２と第３の電極との間に入力側から電圧信号が加えられることで、マルチビームをブランキング制御用に偏向するブランキング偏向器と、
ブランキング制御によりビームＯＦＦの状態になるように偏向されたマルチビーム全体を一括して遮蔽する制限アパーチャ基板と、
ブランキング制御によりビームＯＮの状態で制限アパーチャ基板を通過したマルチビームを用いて描画される試料を載置するステージと、
を備え、
ブランキング偏向器は、偏向したマルチビームの軌道の延長線が光軸と交差する高さ位置が成形アパーチャアレイ基板の中心高さ位置になるように偏向することを特徴とする。

本発明の他の態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
複数の第１の開口部が形成され、複数の第１の開口部全体を含む領域に荷電粒子ビームの照射を受け、荷電粒子ビームの一部が複数の第１の開口部のうちの対応する第１の開口部をそれぞれ通過することによりマルチビームを形成する成形アパーチャアレイ基板と、
平板状の第１の電極と、
第１の電極から電気的に分離され、第１の電極と第１の隙間を開けて配置された第２の電極と、
第１の電極から電気的に分離され、第１の電極と前記第１の隙間よりも十分広い第２の隙間を開けて配置された第３の電極と、
を有し、
第１と第２と第３の電極によって、第２と第３の電極が少なくとも入力側と出力側とにおいて電気的に結合された伝送線路が形成され、第１の電極と第３の電極との間の第２の隙間に荷電粒子を用いたマルチビームを通過させ、第１の電極と、第２と第３の電極との間に入力側から電圧信号が加えられることで、マルチビームをブランキング制御用に偏向するブランキング偏向器と、
ブランキング制御によりビームＯＦＦの状態になるように偏向されたマルチビーム全体を一括して遮蔽する制限アパーチャ基板と、
ブランキング制御によりビームＯＮの状態で制限アパーチャ基板を通過したマルチビームを用いて描画される試料を載置するステージと、
を備え、
第１の電極と第３の電極との間の第２の隙間は、マルチビーム全体のビーム径に応じて変化することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、マルチビーム描画においてコンパクトなサイズでマルチビーム全体を高速でビームＯＮ／ＯＦＦを繰り返すように偏向できる。

実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。 実施の形態１における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。 実施の形態１の比較例における共通ブランキング偏向器の構成を示す上面図である。 実施の形態１における共通ブランキング偏向器の構成を示す上面図である。 実施の形態１における共通ブランキング偏向器の構成を示す正面図と左側面図である。 実施の形態１における共通ブランキング偏向器内を進む電位の進行波と電子ビーム中の電子の速度との関係を時系列に示す図である。 実施の形態１における共通ブランキング偏向器内を進む電位の進行波と電子ビーム中の電子の速度との関係を示すグラフ図である。 実施の形態１における磁場と電圧信号の伝播方向との関係を示す図である。 実施の形態１における３枚の電極と同軸ケーブルとの接続例を示す図である。 実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ機構の構成を示す断面図である。 実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ機構のメンブレン領域内の構成の一部を示す上面概念図である。 実施の形態１の個別ブランキング機構の一例を示す図である。 実施の形態１における描画動作の一例を説明するための概念図である。 実施の形態１におけるマルチビームの照射領域と描画対象画素との一例を示す図である。 実施の形態２における共通ブランキング偏向器の構成を示す正面図の他の一例である。 実施の形態３における共通ブランキング偏向器の構成を示す上面図である。 実施の形態４における共通ブランキング偏向器の構成の一例を示す正面図である。 実施の形態４における共通ブランキング偏向器の構成の他の一例を示す正面図である。 実施の形態４における共通ブランキング偏向器の構成の他の一例を示す正面図である。 実施の形態５における共通ブランキング偏向器の構成を示す正面図と左側面図である。 実施の形態６における３枚の電極と同軸ケーブルとの接続例を示す図である。 実施の形態７における３枚の電極と同軸ケーブルとの接続例を示す図である。 実施の形態７における３枚の電極と同軸ケーブルとの接続例の変形例を示す図である。 実施の形態８における共通ブランキング偏向器の構成を示す正面図と左側面図である。 実施の形態９における共通ブランキング偏向器の構成を示す正面図と左側面図である。

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

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。図１において、描画装置１００は、描画機構１５０と制御系回路１６０を備えている。描画装置１００は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の一例である。描画機構１５０は、電子鏡筒１０２（マルチ電子ビームカラム）と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、成形アパーチャアレイ基板２０３、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４、縮小レンズ２０５、共通ブランキング偏向器２１２、制限アパーチャ基板２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８、及び偏向器２０９が配置されている。描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画時には描画対象基板となるレジストが塗布されたマスクブランクス等の試料１０１が配置される。試料１０１には、半導体装置を製造する際の露光用マスク、或いは、半導体装置が製造される半導体基板（シリコンウェハ）等が含まれる。ＸＹステージ１０５上には、さらに、ＸＹステージ１０５の位置測定用のミラー２１０が配置される。

制御系回路１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、ロジック回路１３１、デジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプユニット１３２，１３４、ステージ位置検出器１３９及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２を有している。制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、ステージ位置検出器１３９及び記憶装置１４０，１４２は、図示しないバスを介して互いに接続されている。偏向制御回路１３０には、ロジック回路１３１、ＤＡＣアンプユニット１３２，１３４及びブランキングアパーチャアレイ機構２０４が接続されている。ロジック回路１３１の出力は、共通ブランキング偏向器２１２に接続される。ＤＡＣアンプユニット１３２の出力は、偏向器２０９に接続される。ＤＡＣアンプユニット１３４の出力は、偏向器２０８に接続される。ステージ位置測定器１３９は、レーザ光をＸＹステージ１０５上のミラー２１０に照射し、ミラー２１０からの反射光を受光する。そして、かかる反射光の情報を利用してＸＹステージ１０５の位置を測定する。

制御計算機１１０に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１２にその都度格納される。

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

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

図２は、実施の形態１における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。図２において、成形アパーチャアレイ基板２０３には、縦（ｙ方向）ｐ列×横（ｘ方向）ｑ列（ｐ，ｑ≧２）の穴（開口部）２２が所定の配列ピッチでマトリクス状に形成されている。図２では、例えば、縦横（ｘ，ｙ方向）に５１２×５１２列の穴２２が形成される。各穴２２は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。或いは、同じ直径の円形であっても構わない。これらの複数の穴２２を電子ビーム２００の一部がそれぞれ通過することで、マルチビーム２０が形成されることになる。ここでは、縦横（ｘ，ｙ方向）が共に２列以上の穴２２が配置された例を示したが、これに限るものではない。例えば、縦横（ｘ，ｙ方向）どちらか一方が複数列で他方は１列だけであっても構わない。また、穴２２の配列の仕方は、図２のように、縦横が格子状に配置される場合に限るものではない。例えば、縦方向（ｙ方向）ｋ段目の列と、ｋ＋１段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ａだけずれて配置されてもよい。同様に、縦方向（ｙ方向）ｋ＋１段目の列と、ｋ＋２段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ｂだけずれて配置されてもよい。

図３は、実施の形態１の比較例における共通ブランキング偏向器の構成を示す上面図である。図３において、実施の形態１の比較例における伝送線路方式の共通ブランキング偏向器は、隙間ｄを開けて配置された、導電性材料を用いた幅ｗの２枚の平行平板電極１１，１３を有している。出力端には表示していない終端抵抗が接続される。電子ビームが図３の手前側から奥側に向かって進む場合を想定している。電極１１にはグランド電位が印加される。電極１３には、正の電位とグランド電位が切り換えられながら印加される。かかる２枚の平行平板電極１１，１３から構成される伝送線路の特性インピーダンスＺｃは、幅ｗが隙間ｄよりも十分大きい条件では真空の透磁率及び誘電率μ_０、ε_０を用いて以下の式（１）で近似される。
（１） Ｚｃ＝√（μ_０／ε_０）・（ｄ／ｗ）

ここで、係数ｋ＝Ｚｃ／√（μ_０／ε_０）とすると、インピーダンスＺｃを一意に設定した場合、隙間ｄと幅ｗは、一定の比例関係を維持する必要が生じる。そのため、電子ビームのビーム径が小さいうちは、隙間ｄを小さくできるので、幅ｗを小さくすることができる。そのため、例えば、シングルビームの偏向には、かかる２枚の平行平板電極１１，１３を用いて、ビーム偏向を行うことができる。しかしながら、マルチビーム２０全体のビーム径は、シングルビームのビーム径に比べて非常に大きいため、それに合わせて隙間ｄを広げると、幅ｗのサイズを非常に大きくする必要が生じてしまう。そのため電極のコンパクト化が望まれる。そこで、実施の形態１では、以下のように３枚の電極を配置することで幅ｗのサイズを小さく維持したままマルチビーム２０全体を一括偏向可能な偏向器を構成する。

図４は、実施の形態１における共通ブランキング偏向器の構成を示す上面図である。図４では、電子ビーム（マルチビーム２０）が図４の手前側から奥側に向かって進む場合を想定している。上述したように、幅ｗのサイズを小さく維持するためには、隙間ｄを小さくする必要がある。そこで、実施の形態１における共通ブランキング偏向器２１２は、図４に示すように、電気的に分離された、上述した比例関係を維持した隙間ｄ（第１の隙間）を開けて配置された、導電性材料を用いた幅ｗの２枚の平行平板により形成される電極１２（第２の電極）と電極１４（第１の電極）との他に、さらに、電極１４（第１の電極）と電気的に分離された、導電性材料を用いた平行平板の電極１６を配置する。電極１６（第３の電極）は、電極１４の両面のうち電極１２が対抗する平行平面（表面）とは反対側の平行平面（表面）と対向する位置に配置される。そして、電極１４，１６間の隙間ｄ’（第２の隙間）は、図４に示すように、電極１２，１４間の隙間ｄよりも十分広い隙間を開けて配置される。隙間ｄ’は、マルチビーム２０全体のビーム径よりも大きいサイズで形成される。電極１２，１６にはグランド電位が印加される。電極１４には、正の電位とグランド電位が切り換えられながら印加される。電極１４に正の電位を印加した場合、隙間ｄを開けて配置された２枚の平行平板電極１２，１４間に電極１４から電極１２に向かう電界Ｅが発生する。かかる電界Ｅが、同様に、電極１４，１６間にも形成される。そのため、上述した式（１）を満たすかぎり、電極１４，１６間でマルチビーム２０を偏向することができる。よって、幅ｗのサイズを小さく維持したままビーム径の大きいマルチビーム２０全体の一括偏向を可能にできる。
この場合、３枚の電極１２，１４，１６が伝送線路を形成する。なお、図示を省略しているが、かかる伝送線路において電極１２，１６が少なくとも入力側と出力側とにおいて電気的に結合されている。また、近傍に導体があると、信号の伝播に影響を与えるが、ここではその影響を無視出来る条件下にあると近似する。かかる伝送線路の特性インピーダンスは、実質的に電極１２，１４の大きさ（例えば幅ｗ）と距離（隙間ｄ）とによって決まるが、厳密には電極１６の存在により若干異なる値となる。３枚の電極１２，１４，１６からなる伝送線路の特性インピーダンスのより正確な値は３枚の電極１２，１４，１６の断面形状を決めれば数値的に求めることが可能である。

図５は、実施の形態１における共通ブランキング偏向器の構成を示す正面図と左側面図である。図５（ｂ）では、実施の形態１における共通ブランキング偏向器２１２の正面図を示す。図５（ａ）では、実施の形態１における共通ブランキング偏向器２１２の左側面図を示す。共通ブランキング偏向器２１２は、２段の偏向器により構成される。前段側は、３枚の平行平板の電極１２ａ，１４ａ，１６ａで構成される。後段側は、３枚の平行平板の電極１２ｂ，１４ｂ，１６ｂで構成される。図５（ｂ）に示すように、前段側では、電極１２ａ，１４ａ間が上述した式（１）を満たす狭い隙間ｄを維持するように配置され、電極１４ａ，１６ａ間がマルチビーム２０全体のビーム径よりも大きい隙間ｄ’を開けて配置される。後段側では、電極１２ｂ，１４ｂ間がマルチビーム２０全体のビーム径よりも大きい隙間ｄ’を開けて配置され、電極１４ｂ，１６ｂ間が上述した式（１）を満たす狭い隙間ｄを維持するように配置される。なお、対抗電極（グランド電極）となる電極１２ａと電極１２ｂは、同じ幅ｗ（或いはｗより大きい幅でも良い）で形成され、マルチビーム２０の光軸（ｚ軸）に直交する方向（ｘ，ｙ方向）について、同じ位置に配置される。同じく対抗電極（グランド電極）となる電極１６ａと電極１６ｂは、同じ幅ｗ（或いはｗより大きい幅でも良い）で形成され、マルチビーム２０の光軸（ｚ軸）に直交する方向（ｘ，ｙ方向）について、同じ位置に配置される。一方、制御電極となる電極１４ａと電極１４ｂは、同じ幅ｗで形成されるが、マルチビーム２０の光軸（ｚ軸）に直交する方向（ｘ，ｙ方向）のうち、例えばｘ方向について、前段と後段で対抗電極（グランド電極）を変えて隙間ｄを確保するため、別の位置に配置される。電極１４ａと電極１４ｂは、ｙ方向についは同じ位置に配置される。

また、電極１２ａと電極１２ｂ間は電気的に接続（導通）されている。同様に、電極１４ａと電極１４ｂ間は電気的に接続（導通）されている。同様に、電極１６ａと電極１６ｂ間は電気的に接続（導通）されている。制御電極となる電極１４ａ，１４ｂには、入力側から正の電位（第１の電位）とグランド電位（第２の電位）とが切り換え可能に印加される。対抗電極（グランド電極）となる電極１２ａと電極１２ｂと電極１６ａと電極１６ｂには、入力側からグランド電位が印加される。

そして、マルチビーム２０は、共通ブランキング偏向器２１２の前段では、電極１４ａ，１６ａ間を通過し、電極１４ａに正の電位（第１の電位）が印加された状態では電極１４ａ，１６ａ間に電位差が発生するので電極１４ａ側に偏向する。電極１４ａにグランド電位（第２の電位）が印加された状態では電極１４ａ，１６ａ間に電位差が発生しないので偏向せずに直進する。マルチビーム２０は、共通ブランキング偏向器２１２の後段では、電極１２ｂ，１４ｂ間を通過し、電極１４ｂに正の電位が印加された状態では電極１２ｂ，１４ｂ間に電位差が発生するので電極１４ｂ側に偏向する。電極１４ｂにグランド電位が印加された状態では電極１２ｂ，１４ｂ間に電位差が発生しないので偏向せずに直進する。ここでは、電極１４ａと電極１４ｂ間は導通しているので、電極１４ａ，１４ｂに正の電位が印加された状態では、マルチビーム２０は、共通ブランキング偏向器２１２の前段において、一旦、光軸から外側に偏向により振られた後、共通ブランキング偏向器２１２の後段において、光軸側へと偏向により振り戻される。その際、共通ブランキング偏向器２１２（ブランキング偏向器）は、偏向したマルチビーム２０の軌道２１の延長線が光軸と交差する高さ位置が成形アパーチャアレイ基板２０３（ＳＡＡ）の中心高さ位置になるように偏向する。図５（ｂ）の例では、共通ブランキング偏向器２１２の前段において振り戻されることによって振り戻されたマルチビーム２０の軌道２１の延長線が光軸と交差する高さ位置が成形アパーチャアレイ基板２０３（ＳＡＡ）の中心高さ位置になるように偏向量を調整する。マルチビーム像は、成形アパーチャアレイ基板２０３により形成されるので、成形アパーチャアレイ基板２０３の中心高さ位置があたかも偏向中心になったようにビーム偏向を行うことで、成形アパーチャアレイ基板２０３と共役面に設定される試料１０１面上でのブランキング動作時における像の移動（ずれ）を無くす（或いは低減する）ことができる。なお、電極１４ａ，１４ｂには、同じ電位が印加されるので、偏向距離（ｚ方向）が同じであれば同じ偏向量になる。よって、偏向量の調整は、例えば、共通ブランキング偏向器２１２の前段の電極１４ａのｚ方向の長さと後段の電極１４ｂのｚ方向の長さとを調整することで各段の偏向量を調整すればよい。

上述した例では、振り戻されたマルチビーム２０の軌道２１の延長線が光軸と交差する高さ位置が成形アパーチャアレイ基板２０３（ＳＡＡ）の中心高さ位置になるように偏向量が調整されたが、これに限るものではない。例えば、振り戻されたマルチビーム２０の軌道２１の延長線が光軸と交差する高さ位置がブランキングアパーチャアレイ機構２０４の中心高さ位置になるように偏向量が調整されてもよい。

ここで、ブランキング制御では、制御電極となる電極１４ａ，１４ｂへの電位の切り替えを高速で繰り返す。よって、入射される信号の反射が生じると高速応答が困難になる。これでは、高速応答性が求められるブランキング制御が困難になってしまう。そこで、実施の形態１では、制御電極となる電極１４ｂの出力側と、対抗電極（グランド電極）となる電極１２ｂの出力側及び対抗電極（グランド電極）となる電極１６ｂの出力側との間を終端抵抗１５で接続する。そして、制御電極となる電極１４ａの入力側からブランキング信号（正電位或いはグランド電位）を入力することで、電極１２ａ，１４ａ，１６ａ及び１２ｂ，１４ｂ，１６ｂのそれぞれ３枚の電極から形成される伝送線路の中を信号が伝わり、信号は終端抵抗で吸収される。また、共通ブランキング偏向器２１２の前段と後段では、電極１４ａ，１４ｂの対抗する面が逆になることは言うまでもない。同様に、電極１６ａ，１６ｂについても、表面だけではなく、電極１６ａ，１６ｂ全体が伝送線路になっても良い。同様に、共通ブランキング偏向器２１２の前段と後段では、電極１４ａ，１４ｂの対抗する面が逆になることは言うまでもない。

そして、制御電極となる平板状の電極１４ａ，１４ｂと、対抗電極（グランド電極）となる電極１２ａ，１２ｂ及び電極１６ａ，１６ｂとにより形成される伝送線路の特性インピーダンスと実質的に同様の特性インピーダンスを有する同軸ケーブル１８が、図５（ａ）に示すように、かかる伝送線路の入力側に接続される。そして、同軸ケーブル１８から上述した正の電位とグランド電位とが切り換えられながら電極１４ａ，１４ｂに印加される。言い換えれば、電極１４ａ，１４ｂと、電極１２ａ，１２ｂ及び電極１６ａ，１６ｂとの間に伝送線路の入力側から電圧信号が加えられる。かかる電圧信号が加えられることで、マルチビーム２０をブランキング制御用に偏向する。

また、終端抵抗１５は、制御電極となる平板状の電極１４ａ，１４ｂと、対抗電極（グランド電極）となる電極１２ａ，１２ｂ及び電極１６ａ，１６ｂとにより形成される伝送線路の特性インピーダンスと実質的に同様の特性インピーダンスを有するように構成する。言い換えれば、電極１４ａ，１４ｂと、電極１２ａ，１２ｂ及び電極１６ａ，１６ｂと、により形成される伝送線路の特性インピーダンスと実質的に同様の特性インピーダンスを有する終端抵抗１５が伝送線路の出力側に接続される。言い換えれば、終端抵抗１５は、制御電極となる平板状の電極１４ｂと、対抗電極（グランド電極）となる電極１２ｂ及び電極１６ｂとの間に接続される。また、共通ブランキング偏向器２１２の前段と後段との間についても、実質的に同様の特性インピーダンスを有する同軸ケーブル１７で接続される。特性インピーダンスを合わせることで、信号反射を回避（或いは低減）できる。よって、高速応答性を高めることができる。

また、電極１２，１４，１６は、図５（ａ）に示すように、共に、例えば１８０度折り返しながら蛇行して延びる板状部材により形成されると好適である。

図６は、実施の形態１における共通ブランキング偏向器内を進む電位の進行波と電子ビーム中の電子の速度との関係を時系列に示す図である。
図７は、実施の形態１における共通ブランキング偏向器内を進む電位の進行波と電子ビーム中の電子の速度との関係を示すグラフ図である。図６及び図７では、制御電極となる電極１４ａの電圧分布の時間の経過に伴う変化を示す。また、電極１４ａ，１６ａ間を通過するマルチビーム２０中の電子の移動の変化を示す。図６及び図７において、電極１４ａに正の電位を印加し始めた時刻をｔ＝０としている。

ｔ＝０の時点では、電極１４ａ，１６ａ間にマルチビーム２０の進行方向の先側から電子Ａ〜Ｄの順で突入し、まだかかる順で電極１４，１６間を通過中である状態を示す。かかる時点では、電子Ａ〜Ｄのいずれも電場の影響を受けていない。

ｔ＝Ｔ１の時点では、電子Ａ〜Ｄが少し進むも、電子Ａ〜Ｄの順で電極１４，１６間を通過中である状態を示す。かかる時点において、電子Ｄが電場の影響を受ける。

ｔ＝Ｔ２の時点では、電子Ａが電極１４，１６間から抜け出し、代わりに、電子Ｅが電極１４，１６間に突入し、電子Ｂ〜Ｅの順で電極１４，１６間を通過中である状態を示す。かかる時点において、電子Ｄ，Ｅが電場の影響を受ける。

ｔ＝Ｔ３の時点では、電子Ｂ〜Ｅが少し進むも、電子Ｂ〜Ｅの順で電極１４，１６間を通過中である状態を示す。かかる時点において、電子Ｃ，Ｄ，Ｅが電場の影響を受ける。

ｔ＝Ｔ４の時点では、電子Ｂ〜Ｅがさらに少し進むも、電子Ｂ〜Ｅの順で電極１４，１６間を通過中である状態を示す。かかる時点において、電子Ｂ〜Ｅが電場の影響を受ける。

以上のように、図６と図７の例では、電子Ａは、電場の影響を受けずに電極１４ａ，１６ａ間（共通ブランキング偏向器２１２）を通過してしまう。電子Ｂは、電極１４ａ，１６ａ間（共通ブランキング偏向器２１２）の出力側の端部付近で電場中に入る。電子Ｃは、電極１４ａ，１６ａ間（共通ブランキング偏向器２１２）のビーム通路途中から電場中に入る。電子Ｄ以降は、電極１４ａ，１６ａ間（共通ブランキング偏向器２１２）のビーム通路の最初から最後まで電場中に入る。このように、電子によって電場の影響を受ける度合いが異なるため、電子によって偏向量が異なってくる。なお、マルチビーム２０の進行方向（−ｚ方向）の電極１４ａの長さをＬとすると、ブランキング制御信号（正電位）の実効的なパルスの立ち上がり時間ｔ’は、電子の速度ｖ、光速ｃを用いて次の式（２）で定義できる。
（２） ｔ’＝Ｌ／ｖ−Ｌ／ｃ

この式は、電子の速度ｖと光速ｃとの違いが実効的なパルスの立ち上がり時間を遅らせることを示している。図５に示した様な構成にすることで、電子の進行方向にみた信号の実効的な伝播速度ｃ‘を光速ｃよりも遅くし、電子の速度ｖとほぼ等しくすることが出来る。この条件は前述の式（２）で、光速ｃをｃ’と置き換えて電子の速度ｖと等しくなることと同等であり、この場合にはｔ’〜０と出来、実効的なパルスの立ち上がり時間の遅れを回避できる。

図８は、実施の形態１における磁場と電圧信号の伝播方向との関係を示す図である。図８（ａ）では、マルチビーム２０の進行方向に電極１２，１４，１６が延びる構成における磁場と電圧信号の伝播方向との関係を示している。図８（ａ）に示す構成では、磁場がマルチビーム２０の進行方向（ビーム軌道）に対して常に直交する方向に生じる。そのため、マルチビーム２０は磁場の影響を受け、光軸とは直交する方向に力を受けることになる。よって磁場によっても光軸からずれ得ることになる。これに対して、図８（ｂ）では、マルチビーム２０の進行方向に対して直交する方向に電極１２，１４，１６が延びる構成における磁場と電圧信号の伝播方向との関係を示している。図８（ｂ）に示す構成では、磁場がマルチビーム２０の進行方向に対して同方向或いは逆方向に生じる。そのため、マルチビーム２０は磁場から光軸とは直交する方向に力を受けないようにできる。よって、マルチビーム２０が光軸からずれることを防止できる。よって、電極１２，１４，１６は、図５（ａ）に示すように、共に、蛇行しながら延びる方が望ましい。但し、実施の形態１では、マルチビーム２０の進行方向に電極１２，１４，１６が延びる構成を排除するものではない。

図９は、実施の形態１における３枚の電極と同軸ケーブルとの接続例を示す図である。図９では、共通ブランキング偏向器２１２の前段の偏向信号の入力側を示している。両側の対抗電極（グランド電極）となる電極１２ａ，１６ａは、入力側端で導体板２３により接続される。そして、かかる導体板２３に同軸ケーブル１８の中心導体が通過可能なサイズの貫通孔が開口される。同軸ケーブル１８の中心導体は、かかる貫通孔を抜けて、制御電極となる電極１４ａの入力側端に接続される。一方、同軸ケーブル１８の外部導体は、導体板２３を介して電極１２ａ，１６ａの入力側端に接続される。図５（ａ）に示すように、電極１２，１４，１６の入力側端は、マルチビーム２０の進行方向に対して直交する方向に向いている。よって、共通ブランキング偏向器２１２へのブランキング偏向信号は、マルチビーム２０の進行方向（ビーム軌道）に対してほぼ直交する方向から入力される。また、導体板２３で接続してもビーム軌道と干渉しないように構成できる。また、両側の対抗電極（グランド電極）となる電極１２ｂ，１６ｂの出力側端でも図示しない導体板により接続される。ここでも、図５（ａ）に示すように、電極１２，１４，１６の入力側端は、マルチビーム２０の進行方向に対して直交する方向に向いている。よって、出力側の導体板で電極１２ｂ，１６ｂの出力側端を接続してもビーム軌道と干渉しないように構成できる。

図１０は、実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ機構の構成を示す断面図である。
図１１は、実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ機構のメンブレン領域内の構成の一部を示す上面概念図である。なお、図１０と図１１において、制御電極２４と対向電極２６と制御回路４１とパッド４３の位置関係は一致させて記載していない。ブランキングアパーチャアレイ機構２０４は、図１０に示すように、支持台３３上にシリコン等からなる半導体基板３１が配置される。基板３１の中央部は、例えば裏面側から薄く削られ、薄い膜厚ｈのメンブレン領域３３０（第１の領域）に加工されている。メンブレン領域３３０を取り囲む周囲は、厚い膜厚Ｈの外周領域３３２（第２の領域）となる。メンブレン領域３３０の上面と外周領域３３２の上面とは、同じ高さ位置、或いは、実質的に高さ位置になるように形成される。基板３１は、外周領域３３２の裏面で支持台３３上に保持される。支持台３３の中央部は開口しており、メンブレン領域３３０の位置は、支持台３３の開口した領域に位置している。

メンブレン領域３３０には、図２に示した成形アパーチャアレイ基板２０３の各穴２２に対応する位置にマルチビームのそれぞれのビームの通過用の通過孔２５（開口部）が開口される。言い換えれば、基板３１のメンブレン領域３３０には、電子線を用いたマルチビームのそれぞれ対応するビームが通過する複数の通過孔２５がアレイ状に形成される。そして、基板３１のメンブレン領域３３０上であって、複数の通過孔２５のうち対応する通過孔２５を挟んで対向する位置に２つの電極を有する複数の電極対がそれぞれ配置される。具体的には、メンブレン領域３３０上に、図１０及び図１１に示すように、各通過孔２５の近傍位置に該当する通過孔２５を挟んでブランキング偏向用の制御電極２４と対向電極２６の組（ブランカー：ブランキング偏向器）がそれぞれ配置される。また、基板３１内部であってメンブレン領域３３０上の各通過孔２５の近傍には、各通過孔２５用の制御電極２４に偏向電圧を印加する制御回路４１（ロジック回路）が配置される。各ビーム用の対向電極２６は、グランド接続される。

また、図１１に示すように、各制御回路４１は、制御信号用のｎビット（例えば１０ビット）のパラレル配線が接続される。各制御回路４１は、制御信号用のｎビットのパラレル配線の他、クロック信号線、読み込み（ｒｅａｄ）信号、ショット（ｓｈｏｔ）信号および電源用の配線等が接続される。クロック信号線、読み込み（ｒｅａｄ）信号、ショット（ｓｈｏｔ）信号および電源用の配線等はパラレル配線の一部の配線を流用しても構わない。マルチビームを構成するそれぞれのビーム毎に、制御電極２４と対向電極２６と制御回路４１とによる個別ブランキング機構４７が構成される。また、図１０の例では、制御電極２４と対向電極２６と制御回路４１とが基板３１の膜厚が薄いメンブレン領域３３０に配置される。但し、これに限るものではない。また、メンブレン領域３３０にアレイ状に形成された複数の制御回路４１は、例えば、同じ行或いは同じ列によってグループ化され、グループ内の制御回路４１群は、図１１に示すように、直列に接続される。そして、グループ毎に配置されたパッド４３からの信号がグループ内の制御回路４１に伝達される。具体的には、各制御回路４１内に、図示しないシフトレジスタが配置され、例えば、ｐ×ｑ本のマルチビームのうち例えば同じ行のビームの制御回路４１内のシフトレジスタが直列に接続される。そして、例えば、ｐ×ｑ本のマルチビームの同じ行のビームの制御信号がシリーズで送信され、例えば、ｐ回のクロック信号によって各ビームの制御信号が対応する制御回路４１に格納される。

図１２は、実施の形態１の個別ブランキング機構の一例を示す図である。図１２において、制御回路４１内には、アンプ４６（スイッチング回路の一例）が配置される。図１２の例では、アンプ４６の一例として、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭＯＳ）インバータ回路が配置される。そして、ＣＭＯＳインバータ回路は正の電位（Ｖｄｄ：ブランキング電位：第１の電位）（例えば、５Ｖ）（第１の電位）とグランド電位（ＧＮＤ：第２の電位）に接続される。ＣＭＯＳインバータ回路の出力線（ＯＵＴ）は制御電極２４に接続される。一方、対向電極２６は、グランド電位が印加される。そして、ブランキング電位とグランド電位とが切り替え可能に印加される複数の制御電極２４が、基板３１上であって、複数の通過孔２５のそれぞれ対応する通過孔２５を挟んで複数の対向電極２６のそれぞれ対応する対向電極２６と対向する位置に配置される。

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

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

図１３は、実施の形態１における描画動作の一例を説明するための概念図である。図１３に示すように、試料１０１の描画領域３０は、例えば、ｙ方向に向かって所定の幅で短冊状の複数のストライプ領域３２に仮想分割される。まず、ＸＹステージ１０５を移動させて、第１番目のストライプ領域３２の左端、或いはさらに左側の位置に一回のマルチビーム２０のショットで照射可能な照射領域３４が位置するように調整し、描画が開始される。第１番目のストライプ領域３２を描画する際には、ＸＹステージ１０５を例えば−ｘ方向に移動させることにより、相対的にｘ方向へと描画を進めていく。ＸＹステージ１０５は例えば等速で連続移動させる。第１番目のストライプ領域３２の描画終了後、ステージ位置を−ｙ方向に移動させて、第２番目のストライプ領域３２の右端、或いはさらに右側の位置に照射領域３４が相対的にｙ方向に位置するように調整し、今度は、ＸＹステージ１０５を例えばｘ方向に移動させることにより、−ｘ方向に向かって同様に描画を行う。第３番目のストライプ領域３２では、ｘ方向に向かって描画し、第４番目のストライプ領域３２では、−ｘ方向に向かって描画するといったように、交互に向きを変えながら描画することで描画時間を短縮できる。但し、かかる交互に向きを変えながら描画する場合に限らず、各ストライプ領域３２を描画する際、同じ方向に向かって描画を進めるようにしても構わない。１回のショットでは、成形アパーチャアレイ基板２０３の各穴２２を通過することによって形成されたマルチビームによって、最大で各穴２２と同数の複数のショットパターンが一度に形成される。

図１４は、実施の形態１におけるマルチビームの照射領域と描画対象画素との一例を示す図である。図１４において、ストライプ領域３２は、例えば、マルチビームのビームサイズでメッシュ状の複数のメッシュ領域に分割される。例えば、１０ｎｍ程度のサイズにすると好適である。かかる各メッシュ領域が、描画対象画素３６（単位照射領域、照射位置、或いは描画位置）となる。描画対象画素３６のサイズは、ビームサイズに限定されるものではなく、ビームサイズとは関係なく任意の大きさで構成されるものでも構わない。例えば、ビームサイズの１／ｎ（ｎは１以上の整数）のサイズで構成されても構わない。メッシュ領域（画素）は、マルチビームの１つのビームあたりの照射単位領域となる。図９の例では、試料１０１の描画領域が、例えばｙ方向に、１回のマルチビーム２０の照射で照射可能な照射領域３４（描画フィールド）のサイズと実質同じ幅サイズで複数のストライプ領域３２に分割された場合を示している。なお、ストライプ領域３２の幅は、これに限るものではない。照射領域３４のｎ倍（ｎは１以上の整数）のサイズであると好適である。図９の例では、例えば５１２×５１２列のマルチビームの図示を８×８列のマルチビームに省略して示している。そして、照射領域３４内に、１回のマルチビーム２０のショットで照射可能な複数の画素２８（ビームの描画位置）が示されている。言い換えれば、隣り合う画素２８間のピッチがマルチビームの各ビーム間のピッチとなる。図１４の例では、隣り合う４つの画素２８で囲まれると共に、４つの画素２８のうちの１つの画素２８を含む正方形の領域で１つのグリッド２９を構成する。図９の例では、各グリッド２９は、４×４画素で構成される場合を示している。

そして、図１３に示したように、照射領域３４を画素３６単位でずらしながらビームショットを繰り返すことで、マルチビーム２０により描画処理を進めていく。描画装置１００における描画機構１５０の動作について具体的に説明する。

電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２によりほぼ垂直に成形アパーチャアレイ基板２０３全体を照明する。成形アパーチャアレイ基板２０３には、矩形の複数の穴（開口部）が形成され、電子ビーム２００は、すべての複数の穴が含まれる領域を照明する。複数の穴の位置に照射された電子ビーム２００の各一部が、かかる成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の穴をそれぞれ通過することによって、例えば矩形形状の複数の電子ビーム（マルチビーム）２０ａ〜ｅが形成される。かかるマルチビーム２０ａ〜ｅは、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４のそれぞれ対応するブランカー（第１の偏向器：個別ブランキング機構）内を通過する。かかるブランカーは、それぞれ、個別に通過する電子ビーム２０を偏向する（ブランキング偏向を行う）。

ブランキングアパーチャアレイ機構２０４を通過したマルチビーム２０ａ〜ｅは、縮小レンズ２０５によって、縮小され、制限アパーチャ基板２０６に形成された中心の穴に向かって進む。そして、制限アパーチャ基板２０６上でマルチビーム２０はクロスオーバーを形成する。ここで、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４のブランカーによって偏向された電子ビーム２０は、制限アパーチャ基板２０６の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ基板２０６によって遮蔽される。一方、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４のブランカーによって偏向されなかった電子ビーム２０は、図１に示すように制限アパーチャ基板２０６の中心の穴を通過する。かかる個別ブランキング機構のＯＮ／ＯＦＦによって、ブランキング制御が行われ、ビームのＯＮ／ＯＦＦが制御される。このように、制限アパーチャ基板２０６は、個別ブランキング機構によってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する。そして、ビーム毎に、ビームＯＮになってからビームＯＦＦになるまでに形成された、制限アパーチャ基板２０６を通過したビームにより、１回分のショットのビームが形成される。

しかしながら、上述したように、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４上での回路を設置するスペースや使用可能な電流量に制限があるため、制御信号の情報量に対して簡単な制御回路４１にせざるを得ず、高速高精度な動作が可能なブランキング回路を内蔵することが困難であった。そのため、共通ブランキング偏向器２１２の電極１４と電極１６（後段では電極１２）との間の隙間ｄ’にマルチビーム２０を通過させ、マルチビーム２０全体を一括してブランキング制御用に偏向する。実施の形態１では、上述したように、３枚の電極１２，１４，１６を用いて構成することで十分な偏向を行うことができる。さらに、共通ブランキング偏向器２１２の入力の同軸ケーブルから出力の終端抵抗まで特性インピーダンスを伝送線路と合わせることで、信号反射を回避（或いは低減）できる。よって、高速応答性を高めることができる。よって、共通ブランキング偏向器２１２によって照射時間を高精度に制御できる。マルチビーム２０全体を一括偏向により照射時間を制御するためには、例えば、１ショットを複数回の分割ショットに分割して、分割ショットの組み合わせにより、画素３６（ビーム）毎に所望の照射時間になるように制御すればよい。

ブランキング制御によりビームＯＮの状態で制限アパーチャ基板２０６を通過したマルチビーム２０は、対物レンズ２０７により焦点が合わされ、所望の縮小率のパターン像となり、偏向器２０８，２０９によって、制限アパーチャ基板２０６を通過した各ビーム（マルチビーム２０全体）が同方向に一括して偏向され、各ビームの試料１０１上のそれぞれの照射位置に照射される。一度に照射されるマルチビーム２０は、理想的には成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の穴の配列ピッチに上述した所望の縮小率を乗じたピッチで並ぶことになる。

以上のように、実施の形態１によれば、マルチビーム描画においてコンパクトなサイズでマルチビーム全体を高速でビームＯＮ／ＯＦＦを繰り返すように偏向できる。

実施の形態２．
実施の形態１では、共通ブランキング偏向器２１２の前段及び後段それぞれの３枚の電極１２，１４，１６を平行に配置した場合を示したがこれに限るものではない。実施の形態２では、３枚の電極１２，１４，１６をその他の状態で配置する場合について説明する。実施の形態２における描画装置１００の構成は、図１と同様である。また、以下に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。

図１５は、実施の形態２における共通ブランキング偏向器の構成を示す正面図の他の一例である。マルチビーム２０は、縮小レンズ２０５によって、縮小され、制限アパーチャ基板２０６に形成された中心の穴に向かって進む。そして、制限アパーチャ基板２０６上でマルチビーム２０はクロスオーバーを形成する。共通ブランキング偏向器２１２を縮小レンズ２０５と制限アパーチャ基板２０６との間に配置する場合、マルチビーム２０のビーム径φは、共通ブランキング偏向器２１２を通過中、徐々に小さくなっていく。そこで、実施の形態２では、共通ブランキング偏向器２１２の前段における電極１４ａと電極１６ａとの間の隙間ｄ’、及び後段における電極１４ｂと電極１２ｂとの間の隙間ｄ’を、マルチビーム２０全体のビーム径φに応じて変化させる。図１５の例では、共通ブランキング偏向器２１２の入力側から出力側に向けて徐々に隙間ｄ’を狭めていく。隙間ｄ’を狭めることで偏向感度を上げ、応答特性を向上させることができる。図１５の例では、制御電極となる電極１４ａ，１４ｂだけを斜めに配置しているが、これに限るものではない。外側の対応電極となる電極１２ａ，１２ｂ，１６ａ，１６ｂについても同様に斜めに配置しても良い。特に、ビームが通過しない隙間ｄについて調整するように対応電極となる電極１２ａ，１６ｂについても同様に斜めに配置すると良い。ここで、電極１２ａ，１４ａ，１６ａ及び１２ｂ，１４ｂ，１６ｂはそれぞれビーム進行方向に沿って特性インピーダンスが一定となる様にする。これは例えば隙間ｄ’に合わせて隙間ｄを変えることで可能である。

実施の形態３．
実施の形態３では、さらに、共通ブランキング偏向器２１２の電極１２，１４，１６の配置構成におけるビームが通過しない領域についてさらに改良する。実施の形態３における描画装置１００の構成は、図１と同様である。また、以下に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。

図１６は、実施の形態３における共通ブランキング偏向器の構成を示す上面図である。図１６では、マルチビーム２０が図１６の手前側から奥側に向かって進む場合を想定している。上述したように、共通ブランキング偏向器２１２は、上述した比例関係を維持した狭い隙間ｄ（第１の隙間）を開けて配置された電極１２と電極１４との他に、さらに、電極１４の反対面にマルチビーム２０が通過する広い隙間ｄ’を開けて電極１６を配置する。ここで、電極１４と電極１６との間をマルチビーム２０が通過する場合でも、かかるビーム通過エリアからずれた領域が存在する。かかるずれた領域を使って、電極１４と電極１６との間を高抵抗材料で接続する。図１６の例では、電極１４と電極１６との間の領域のうち、マルチビーム２０が通過する中心部を除いた両側の領域において高抵抗材料の棒材５２ａ，５２ｂで電極１４と電極１６とを接続する。これにより、電極１４と電極１６との間における機械的構造の向上及び周辺電場のマルチビーム２０の軌道への影響の低減ができる。高抵抗材料として、例えば、高抵抗炭化ケイ素（ＳｉＣ）或いは高抵抗膜をコートした酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）等が好適である。また、抵抗値としては、特性インピーダンスよりも十分高い値、例えば特性インピーダンスが５０Ωの場合１ＭΩ以上が望ましい。

また、対抗電極同士の電極１２と電極１６との間についても、ビーム通過エリアからずれた領域において高抵抗材料で接続する。図１６の例では、電極１２と電極１６との間の領域のうち、マルチビーム２０が通過する中心部を除いた両側の領域において高抵抗材料の棒材５０ａ，５０ｂで電極１２と電極１６とを接続する。これにより、電極１２と電極１６との間における機械的構造の向上及び周辺電場のマルチビーム２０の軌道への影響の低減ができる。高抵抗材料として、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）或いは高抵抗膜をコートした酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）等が好適である。また、抵抗値としては、例えば１ＭΩ以上が望ましい。電極１２と電極１６との間を高抵抗材料の棒材５０ａ，５０ｂで接続する場合には、電極１２と電極１６との幅を、両者間に挟まれる電極１４の幅ｗよりも大きくすると良い。
この様な高抵抗材料の付加は、抵抗成分の導入に加え、誘電率の空間分布の変化も生ずるので、電極１２，１４，１６により形成される伝送線路の特性インピーダンスに若干の変化をきたす。しかし、例えば、特性インピーダンスが５０Ωに対して１Ω程度の変化であれば通常許容できる。

かかる対策は、電極１４と電極１６との間と、或いは電極１２と電極１６との間とのうち、一方だけ実施しても構わない。

実施の形態４．
上述した各実施の形態では、電極１２，１４，１６全体を導電性材料により作製した場合について説明した。しかし、かかる場合に限るものではない。実施の形態４では、その他の場合の一例について説明する。実施の形態４における描画装置１００の構成は、図１と同様である。また、以下に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。

ところで、高い周波数の信号を伝送線路に入力する場合、電流は電極１２，１４，１６の表面を流れ、その電流量は表面電場が強いところ程大きい。一方で、低い周波数、或いは、直流の信号を入力した場合、直線部分において電流は電極断面で決まる抵抗で決まる値を取る。従って、電極１２，１４，１６を流れる電流の分布は高い周波数の信号を入力する場合と低い周波数の信号を入力する場合とで異なる。この為、ステップ状の信号を加えた場合、電極を流れる電流分布が徐々に変化し、それに伴う磁場分布の変化がビーム軌道の偏向を生じさせ、その偏向量が許容出来ない場合がありうる。

図１７は、実施の形態４における共通ブランキング偏向器の構成の一例を示す正面図である。図１７では、２段偏向を行う共通ブランキング偏向器２１２のうち、前段側の構成について示している。後段側の構成については図示を省略している。図１７の例では、制御電極となる電極１４ａについては、導電性材料で作製する。一方、対抗電極となる電極１２ａについては、例えば絶縁材料により基板６０で作製し、基板６０の表面に対象とする信号周波数の最大値で決まる表皮厚よりも薄い導電性の膜６２を形成する。同様に、対抗電極となる電極１６ａについては、例えば絶縁材料により基板６４で作製し、基板６４の表面に対象とする信号周波数の最大値で決まる表皮厚よりも薄い導電性の膜６６を形成する。なお、図１７の例では、基板６０，６４の表面のうち電極１４と対向する面にのみ薄膜を図示しているが、基板６０，６４の表面全体に導電性の薄膜を形成すると良い。かかる構成により、電極１４ａに正の電位を印加した際に、磁場変化を速く収束させることができる。よって、ブランキング用の偏向電圧の立ち上がりを速くできる。ブランキング偏向電圧信号の周波数の最大値が３００ＭＨｚ程度である場合、膜６２，６６の材料として、例えば銅（ｃｕ）を用いる場合、膜厚を４μｍ以下、例えば３μｍにすると好適である。

図１８は、実施の形態４における共通ブランキング偏向器の構成の他の一例を示す正面図である。図１８では、２段偏向を行う共通ブランキング偏向器２１２のうち、前段側の構成について示している。後段側の構成については図示を省略している。図１８の例では、電極１２ａ，１４ａ，１６ａを導電性材料で作製する。但し、制御電極となる電極１４ａに対し、狭い隙間ｄを開けた一方の対抗電極となる電極１２ａよりも広い隙間ｄ’を開けた他方の対抗電極となる電極１６ａの厚さを小さくする。ここで１４ａと１６ａの厚さの分布は直流電圧を加えた際の１４ａ，１６ａを流れる電流量の比が高周波信号を加えた時のそれに等しい様にする。これにより、ステップ信号を入力した後の偏向器内の磁場分布の変化を低減できる。

図１９は、実施の形態４における共通ブランキング偏向器の構成の他の一例を示す正面図である。図１９では、図１８に示した電極の厚さを薄膜６２と薄膜６６とで調整する場合を示す。具体的には、制御電極となる電極１４ａについては、導電性材料で作製する。一方、対抗電極となる電極１２ａについては、例えば絶縁材料により基板６０で作製し、基板６０の表面に、導電性の薄膜６２を形成する。同様に、対抗電極となる電極１６ａについては、例えば絶縁材料により基板６４で作製し、基板６４の表面に、導電性の薄膜６６を形成する。その際、膜６６、膜６２の膜厚分布を電極１４に電圧を加えた際に電極１２，１６表面に生ずる電場の強さに比例させる。この様にすることで、電極１４、１６表面を流れる電流分布を高周波の場合も低周波の場合もほぼ等しくすることが出来、パルス信号を加えた際のビーム軌道における磁場分布の変化を低減できる。電極１４についても絶縁材料として表面に導電性の膜を形成し、その膜厚分布を電極１４に電圧を加えた際に電極１４表面に生ずる電場の強さに比例させることで更に効果を向上させられる。なお、図１９の例では、図１７の例と同様、基板６０，６４の表面のうち電極１４と対向する面にのみ薄膜を図示しているが、基板６０，６４の表面全体に導電性の薄膜を形成すると良い。

実施の形態５．
実施の形態１では、電極１２，１４，１６を蛇行させた形状で作製する場合を示したがこれに限るものではない。実施の形態５では、その他の場合の一例について説明する。実施の形態５における描画装置１００の構成は、図１と同様である。また、以下に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。

図２０は、実施の形態５における共通ブランキング偏向器の構成を示す正面図と左側面図である。図２０（ｂ）では、実施の形態５における共通ブランキング偏向器２１２の正面図を示す。図２０（ａ）では、実施の形態５における共通ブランキング偏向器２１２の左側面図を示す。図２０（ａ）及び図２０（ｂ）では、２段の偏向器の前段側の電極１２ａ，１４ａ，１６ａと後段側の電極１２ｂ，１４ｂ，１６ｂについて、いずれも蛇行形状とはせずに、まっすぐな板状で形成する。図は省略するが入力１８、出力１５及び接続ケーブル１７との接続部は形状を徐々に変化させ接続部のパルスの反射を抑える様にする。かかる構成では、図８（ａ）において説明したように、磁場がマルチビーム２０の進行方向（ビーム軌道）に対して常に直交する方向に生じる。よって、実施の形態１のように蛇行形状にした場合よりも磁場の影響を受けることにはなる。しかし、かかる場合でも電極１４ａ，１６ａ間および電極１２ｂ，１４ｂ間でビーム径が大きいマルチビーム２０を高速でブランキング偏向することができる。

実施の形態６．
実施の形態６では、実施の形態１とは異なる同軸ケーブルの接続構成について説明する。実施の形態６における描画装置１００の構成は、図１と同様である。また、以下に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。

図２１は、実施の形態６における３枚の電極と同軸ケーブルとの接続例を示す図である。図２１（ａ）では、共通ブランキング偏向器２１２の上面図を示す。図２１（ｂ）では、共通ブランキング偏向器２１２の正面図を示す。図２１（ａ）及び図２１（ｂ）では、電極１２ａに貫通孔を開け、同軸ケーブル１８の外部導体が貫通孔の周囲に接続され、同軸ケーブル１８の中心導体が電極１２ａの貫通孔を抜けて、制御電極となる電極１４ａの入力側端に接続される。両側の対抗電極（グランド電極）となる電極１２ａ，１６ａは、入力側の幅方向端同士で導体板２３により接続される。図２１（ａ）に示すように、共通ブランキング偏向器２１２の外側から延びる同軸ケーブル１８がマルチビーム２０の進行方向に対して直交する方向から電極１２ａに接続される。よって、ビーム軌道と干渉しないように構成できる。また、導体板２３で接続してもビーム軌道と干渉しないように構成できる。

実施の形態７．
実施の形態７では、電位の進行波が一直線に進む共通ブランキング偏向器２１２の電極の構成の一例について説明する。実施の形態７における描画装置１００の構成は、図１と同様である。また、以下に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。

図２２は、実施の形態７における３枚の電極と同軸ケーブルとの接続例を示す図である。図２２では、共通ブランキング偏向器２１２の２段の偏向器の前段と後段が接続されておらず独立に配置される場合を示す。図２２の例では、前段部分について示している。上述した各実施の形態では、伝送線路の出力側が入力側よりもマルチビーム２０のビーム軌道の下流側になる場合について示したが、図２２では、マルチビーム２０のビーム軌道と直交する方向に電位進行波が進む場合を示している。平行平板の電極１２，１４，１６がマルチビーム２０のビーム軌道と直交する方向に延びる。そして、同軸ケーブル１８が一方の端に接続され、他方の端が終端抵抗により接続されている。かかる構成によれば、図８（ｂ）において説明したように、磁場がマルチビーム２０の進行方向（ビーム軌道）に対して同方向或いは逆方向に生じる。よって、実施の形態１のように蛇行形状にした場合と同様、磁場の影響によるマルチビーム２０のビーム軌道と直交する方向への位置ずれを回避或いは低減できる。

図２３は、実施の形態７における３枚の電極と同軸ケーブルとの接続例の変形例を示す図である。図２３は上面図を示す。電極１２，１４，１６の入力側と出力側とを例えば同方向に９０度折り曲げる。これにより、同軸ケーブル１８を接続する方向を９０度ずらすことができる。同様に、終端抵抗を接続する方向を９０度ずらすことができる。よって、狭い電子鏡筒１０２内の空間を効率的に利用できる。

実施の形態８．
実施の形態５では、電極１２，１４，１６をマルチビーム２０の進行方向（ビーム軌道）に沿ってまっすぐ形成する場合を示したが、実施の形態８では、かかる実施の形態５の変形例を説明する。実施の形態８における描画装置１００の構成は、図１と同様である。また、以下に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。

図２４は、実施の形態８における共通ブランキング偏向器の構成を示す正面図と左側面図である。図２４（ｂ）では、実施の形態８における共通ブランキング偏向器２１２の正面図を示す。図２４（ａ）では、実施の形態８における共通ブランキング偏向器２１２の左側面図を示す。図２４（ａ）及び図２４（ｂ）では、共通ブランキング偏向器２１２の２段の偏向器の前段と後段が接続されておらず独立に配置される場合を示す。図２４（ａ）及び図２４（ｂ）の例では、前段部分について示している。マルチビーム２０の進行方向（ビーム軌道）に沿ってまっすぐ形成する電極１２，１４，１６の入力側と出力側とを例えば逆方向に９０度曲げた形状に形成する。かかる形状により、同軸ケーブル１８が電極１２，１４，１６の伝送線路と同方向から伝送線路の入力端に接続できる。また、終端抵抗が電極１２，１４，１６の伝送線路と同方向から伝送線路の出力端に接続できる。かかる構成によれば、同軸ケーブル１８及び終端抵抗がマルチビーム２０の進行方向（ビーム軌道）に干渉しないで配置できる。

実施の形態９．
実施の形態１では、電極１２，１４，１６の一方の端からブランキング制御信号を入力する場合を示したがこれに限るものではない。実施の形態９では、他の位置から入力する場合について説明する。実施の形態９における描画装置１００の構成は、図１と同様である。また、以下に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。

図２５は、実施の形態９における共通ブランキング偏向器の構成を示す正面図と左側面図である。図２５（ｂ）では、実施の形態９における共通ブランキング偏向器２１２の正面図を示す。図２５（ａ）では、実施の形態９における共通ブランキング偏向器２１２の左側面図を示す。図２５（ａ）及び図２５（ｂ）では、共通ブランキング偏向器２１２の２段の偏向器の前段と後段が接続されておらず独立に配置される場合を示す。図２５（ａ）及び図２５（ｂ）の例では、前段部分について示している。図２５（ａ）に示すように、電極１２ａ，１４ａ，１６ａは、１８０度折り返しながら蛇行して延びるように形成する。但し、図５（ａ）と異なり、同軸ケーブルは、電極１２ａ，１４ａ，１６ａの中間地点から接続される。そして、電極１２ａ，１４ａ，１６ａの一方の端部は終端抵抗により接続され、他方の端部も同様に終端抵抗により接続される。かかる構成により、電極１２ａ，１４ａ，１６ａの中間地点から上方の磁場の向きと下方の磁場の向きとが逆方向に生じ、互いに打ち消し合うように構成できる。よって、通過するマルチビーム２０が受ける磁場の影響をさらに小さくできる。この場合、同軸ケーブル１８の特性インピーダンスをＺｃとする場合に、電極１２ａ，１４ａ，１６ａで構成される伝送線路の特性インピーダンス及び終端抵抗１５の値は２Ｚｃとなる様にする。

以上の説明において、共通ブランキング偏向器２１２の２段の偏向器の前段と後段が接続されている形態では、ロジック回路１３１内の図示しない１台のパルスジェネレータからブランキング制御信号（偏向電圧）のパルスを発生させ、前段の偏向器の入力側に信号を送ることになる。その結果、ブランキング制御信号（偏向電圧）のパルス（電位進行波）は、前段の偏向器を流れてから後段の偏向器を流れることになる。一方、共通ブランキング偏向器２１２の２段の偏向器の前段と後段が接続されていない形態では、ロジック回路１３１内の図示しない２台のパルスジェネレータからブランキング制御信号（偏向電圧）のパルスを発生させ、一方のパルスジェネレータから前段の偏向器の入力側に信号を送り、他方のパルスジェネレータから後段の偏向器の入力側に信号を送ることになる。このように、異なるパルスジェネレータからブランキング制御信号（偏向電圧）を送ることにより、後段の偏向器へのブランキング制御信号（偏向電圧）の伝達遅れを無くすことができる。また、異なるパルスジェネレータからブランキング制御信号（偏向電圧）を送ることにより、ブランキング制御信号（偏向電圧）の発生タイミングを電子ビームの速度に応じて調整できる。

また、上述した説明において、共通ブランキング偏向器２１２の２段の偏向器の前段と後段が接続されている構成として説明した実施の形態においても、前段の偏向器と後段の偏向器とを接続せずに別々のパルスジェネレータからブランキング制御信号（偏向電圧）を入力するように構成してもよい。

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。

また、上述した例では、各制御回路４１の制御用に１ビットの制御信号が入力される場合を示したが、ビット数は、適宜設定すればよい。例えば、２ビット以上１０ビット未満の制御信号を用いてもよい。

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのマルチ荷電粒子ビームのブランキング装置、マルチ荷電粒子ビーム描画装置、及びマルチ荷電粒子ビームの不良ビーム遮蔽方法は、本発明の範囲に包含される。

１２，１４，１６ 電極
１５ 終端抵抗
１８ 同軸ケーブル
２０ マルチビーム
２２ 穴
２３ 導通板
２４ 制御電極
２５ 通過孔
２６ 対向電極
２８ 画素
２９ グリッド
３０ 描画領域
３２ ストライプ領域
３１ 基板
３３ 支持台
３４ 照射領域
３６ 画素
４１ 制御回路
４６ アンプ
４７ 個別ブランキング機構
６０，６４ 基板
６２，６４ 膜
１００ 描画装置
１０１ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 制御計算機
１１２ メモリ
１３０ 偏向制御回路
１３１ ロジック回路
１３２，１３４ ＤＡＣアンプユニット
１３９ ステージ位置検出器
１４０，１４２ 記憶装置
１５０ 描画機構
１６０ 制御系回路
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３ 成形アパーチャアレイ基板
２０４ ブランキングアパーチャアレイ機構
２０５ 縮小レンズ
２０６ 制限アパーチャ基板
２０７ 対物レンズ
２０８，２０９ 偏向器
２１０ ミラー
２１２ 共通ブランキング偏向器
３３０ メンブレン領域
３３２ 外周領域

Claims (5)

1. 平板状の第１の電極と、
   前記第１の電極から電気的に分離され、前記第１の電極と第１の隙間を開けて配置された第２の電極と、
   前記第１の電極から電気的に分離され、前記第１の電極と前記第１の隙間よりも十分広い第２の隙間を開けて配置された第３の電極と、
   を備え、
   前記第１と第２と第３の電極によって、前記第２と第３の電極が少なくとも入力側と出力側とにおいて電気的に結合された伝送線路が形成され、
   前記第１の電極と第３の電極との間の前記第２の隙間に荷電粒子を用いたマルチビームを通過させ、
   前記第１の電極と、前記第２と第３の電極との間に前記入力側から電圧信号が加えられることで、前記マルチビームをブランキング制御用に偏向することを特徴とするブランキング偏向器。
2. 前記伝送線路の特性インピーダンスと実質的に同様の特性インピーダンスを有する同軸ケーブルが前記伝送線路の入力側に接続され、前記同軸ケーブルから前記電圧信号が印加され、
   前記伝送線路の特性インピーダンスと実質的に同様の特性インピーダンスを有する終端抵抗が前記伝送線路の出力側に接続されることを特徴とする請求項１記載のブランキング偏向器。
3. 前記第１と第２と第３の電極は、共に、蛇行しながら延びる板状部材により形成されることを特徴とする請求項１又は２記載のブランキング偏向器。
4. 荷電粒子ビームを放出する放出部と、
   複数の第１の開口部が形成され、前記複数の第１の開口部全体を含む領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記荷電粒子ビームの一部が前記複数の第１の開口部のうちの対応する第１の開口部をそれぞれ通過することによりマルチビームを形成する成形アパーチャアレイ基板と、
   平板状の第１の電極と、
   前記第１の電極から電気的に分離され、前記第１の電極と第１の隙間を開けて配置された第２の電極と、
   前記第１の電極から電気的に分離され、前記第１の電極と前記第１の隙間よりも十分広い第２の隙間を開けて配置された第３の電極と、
   を有し、
   前記第１と第２と第３の電極によって、前記第２と第３の電極が少なくとも入力側と出力側とにおいて電気的に結合された伝送線路が形成され、前記第１の電極と第３の電極との間の前記第２の隙間に荷電粒子を用いたマルチビームを通過させ、前記第１の電極と、前記第２と第３の電極との間に前記入力側から電圧信号が加えられることで、前記マルチビームをブランキング制御用に偏向するブランキング偏向器と、
   前記ブランキング制御によりビームＯＦＦの状態になるように偏向された前記マルチビーム全体を一括して遮蔽する制限アパーチャ基板と、
   前記ブランキング制御によりビームＯＮの状態で前記制限アパーチャ基板を通過したマルチビームを用いて描画される試料を載置するステージと、
   を備え、
   前記ブランキング偏向器は、偏向したマルチビームの軌道の延長線が光軸と交差する高さ位置が前記成形アパーチャアレイ基板の中心高さ位置になるように偏向することを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
5. 荷電粒子ビームを放出する放出部と、
   複数の第１の開口部が形成され、前記複数の第１の開口部全体を含む領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記荷電粒子ビームの一部が前記複数の第１の開口部のうちの対応する第１の開口部をそれぞれ通過することによりマルチビームを形成する成形アパーチャアレイ基板と、
   平板状の第１の電極と、
   前記第１の電極から電気的に分離され、前記第１の電極と第１の隙間を開けて配置された第２の電極と、
   前記第１の電極から電気的に分離され、前記第１の電極と前記第１の隙間よりも十分広い第２の隙間を開けて配置された第３の電極と、
   を有し、
   前記第１と第２と第３の電極によって、前記第２と第３の電極が少なくとも入力側と出力側とにおいて電気的に結合された伝送線路が形成され、前記第１の電極と第３の電極との間の前記第２の隙間に荷電粒子を用いたマルチビームを通過させ、前記第１の電極と、前記第２と第３の電極との間に前記入力側から電圧信号が加えられることで、前記マルチビームをブランキング制御用に偏向するブランキング偏向器と、
   前記ブランキング制御によりビームＯＦＦの状態になるように偏向された前記マルチビーム全体を一括して遮蔽する制限アパーチャ基板と、
   前記ブランキング制御によりビームＯＮの状態で前記制限アパーチャ基板を通過したマルチビームを用いて描画される試料を載置するステージと、
   を備え、
   前記第１の電極板と前記第３の電極板との間の前記第２の隙間は、前記マルチビーム全体のビーム径に応じて変化することを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。

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