JP7600168B2

JP7600168B2 - 荷電粒子ビームパターン形成デバイス及び荷電粒子ビーム装置

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Description

本発明の実施の形態は、荷電粒子ビームパターン形成デバイス及び荷電粒子ビーム装置に関する。

荷電粒子ビーム装置、特に電子ビームを用いた装置は、リソグラフィーにおけるマスクやウェハの描画装置として使用されている。

また、荷電粒子ビーム装置は、走査型電子顕微鏡、Ｈｅ（ヘリウム）イオン顕微鏡等の、物質の表面形状を観察する顕微鏡としても使用されている。さらに、荷電粒子ビーム装置のかかる顕微鏡機能を利用して、半導体ウェハ製品、半導体に使用するマスク、液晶ディスプレイ等に発生した欠陥を観察する欠陥検査装置としても使用されている。

また、最近、速度の向上のために、複数のビームを使用することが可能な、マルチビーム装置も使用されるようになっている。かかるマルチビーム装置では、例えば、電子銃から放出された電子ビームを、成形アパーチャーを通過させることによりマルチビームを形成し、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。

米国特許公報第８５４６７６７号

Ｈ．Ｙａｓｕｄａｅｔ．ａｌ．：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３２（１９９３）６０１２．

本発明が解決しようとする課題は、ビーム径変更に伴う調整時間を短縮でき、観察、描画、検査時間を短縮できる、荷電粒子ビームパターン形成デバイス及び荷電粒子ビーム装置を提供することにある。

実施形態の荷電粒子ビームパターン形成デバイスは、第１開口部を有する第１部材と、第２開口部を有する第２部材を備える。第２開口部が第１開口部と重なるように配置する。第１開口部と第２開口部が重なる両者の共通開口部を荷電粒子ビームが通過することで、ビーム径を調整することを特徴としている。実施形態の荷電粒子ビームパターン形成デバイスは、荷電粒子ビームが複数の第３開口部を通過することで、荷電粒子ビームパターンを形成する荷電粒子ビームパターン形成デバイスであって、荷電粒子ビームパターン形成デバイスは、周期的に配列された複数の第１開口部を有する第１部材と、周期的に配列された複数の第２開口部を有し、それぞれの複数の第２開口部がそれぞれの複数の第１開口部と重なるように設けられた第２部材と、を有し、第３開口部は、第１開口部及び第２開口部の重なりによって定義され、駆動装置によって、第１部材を第１方向に移動させ、第２部材を第１方向と反対の第２方向に移動させることで、形状を変化させることが可能である。

第１実施形態の走査型電子顕微鏡の模式図である。アパーチャープレートの一例を示す模式図である。第１実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーに用いられる第１メンブレン及び第２メンブレンの模式上面図である。第１実施形態における、第１メンブレンと第２メンブレンを用いて電子ビームＢの径を変更させる方法を示す模式図である。第１実施形態における、走査型電子顕微鏡を用いた画像の取得方法を説明するための模式図である。第１実施形態の変形例における、第１メンブレンと第２メンブレンを用いて電子ビームＢの径を変更させる方法を示す模式図である。第１実施形態の変形例における、第１メンブレンと第２メンブレンを用いて電子ビームＢの径を変更させる方法を示す模式図である。第１実施形態の変形例における、第１メンブレンと第２メンブレンを用いて電子ビームＢの径を変更させる方法を示す模式図である。第１実施形態の変形例における、第１メンブレンと第２メンブレンを用いて電子ビームＢの径を変更させる方法を示す模式図である。第１実施形態の変形例における、第１メンブレンと第２メンブレンを用いて電子ビームＢの径を変更させる方法を示す模式図である。第１実施形態の変形例における、第１メンブレンと第２メンブレンを用いて電子ビームＢの径を変更させる方法を示す模式図である。アパーチャーの設計形状と、仕上がり形状の関係を示したものである。第２実施形態のマルチ電子ビーム描画装置の模式断面図である。第２実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーに用いられる第１メンブレンの模式上面図である。第２実施形態における、第１メンブレンと第２メンブレン２０を用いて電子ビームＢの径を変更させる方法を示す模式図である。第２実施形態における、第１メンブレンと第２メンブレン２０を用いて電子ビームＢの径を変更させる方法を示す模式図である。第２実施形態における、マルチアパーチャーシステムの模式断面図である。第２実施形態における、各プレートの開口部の大きさを示す模式上面図である。第２実施形態の比較形態の各プレートの開口部の大きさを示す模式上面図である。第２実施形態の多重描画におけるビーム照射位置をずらすことで照射間隔を狭める方法の説明である。第３実施形態の第１態様の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーの模式上面図である。第３実施形態の第２態様の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーの模式上面図である。第３実施形態の第３態様の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーの模式上面図である。第３実施形態の第４態様の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーの模式上面図である。第４実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーの模式図である。第４実施形態のＳＯＩ基板の模式断面図である。第４実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーを用いて、よりビーム径の小さい電子ビームを形成するときの状態を示す模式図である。第４実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーの製造工程を示す模式断面図である。第４実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーの製造工程を示す模式断面図である。第４実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーの製造工程を示す模式断面図である。第４実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーの製造工程を示す模式断面図である。第４実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーの製造工程を示す模式断面図である。第４実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーの製造工程を示す模式断面図である。

以下、図面を用いて実施の形態を説明する。なお、図面中、同一又は類似の箇所には、同一又は類似の符号を付している。

（第１実施形態）
本実施形態の荷電粒子ビームパターン形成デバイスは、第１開口部を有する第１部材と、第２開口部を有する第２部材を備える。第２開口部が第１開口部と重なるように配置する。第１開口部と第２開口部が重なる両者の共通開口部を荷電粒子ビームが通過することで、ビーム径を調整することを特徴としている。

本実施形態の荷電粒子ビーム装置は、上記の荷電粒子ビームパターン形成デバイスを備える。なお、以下において、荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーは、荷電粒子ビームパターン形成デバイスの一例である。

図１は、本実施形態の走査型電子顕微鏡３００の模式図である。なお走査型電子顕微鏡３００は、荷電粒子ビーム装置の一例である。本実施形態では、シングル（１本）の電子ビームを使用した荷電粒子ビーム装置を、走査型電子顕微鏡３００を例にとって説明する。

電子銃３１０は、電子を放出する。なお電子銃３１０は、放出部の一例である。

ここで、Ｘ軸と、Ｘ軸に垂直に交差するＹ軸と、Ｘ軸及びＹ軸に垂直に交差するＺ軸と、定義する。電子銃３１０から放出された電子ビームＢは、Ｚ方向に平行に放出されるものとする。電子ビームＢの光軸Ａは、Ｚ方向に平行である。なお、電子ビームＢは、荷電粒子ビームの一例である。

電子銃３１０から放出された電子ビームＢは、集束レンズ３２０及び対物レンズ３４０により集束、縮小され、試料３５０に照射される。ここで、集束レンズ３２０及び対物レンズ３４０としては、例えば、磁界レンズが好ましく用いられる。走査コイル３３０は、電子ビームＢを試料３５０上の任意の箇所に照射する。走査コイル３３０は、例えば、偏向コイルである。試料３５０から放出された二次電子は、検出器３６０により検出される。検出器３６０は、例えば、電子増倍管を有する。かかる電子増倍管により、二次電子は増幅されて検出される。なお、検出器３６０は、試料３５０から放出された反射電子を検出してもかまわない。

図２は、比較例として、アパーチャープレート３７０の一例を示す模式図である。アパーチャープレート３７０は、アパーチャー３７４としての、アパーチャー３７４ａと、アパーチャー３７４ｂと、アパーチャー３７４ｃと、を有する。アパーチャー３７４ａ、アパーチャー３７４ｂ及びアパーチャー３７４ｃは、アパーチャープレート３７０の平面３７２に対して垂直に形成された、円形の穴である。ここで、アパーチャー３７４ａ、アパーチャー３７４ｂ及びアパーチャー３７４ｃの径は、それぞれ異なっている。アパーチャー３７４ｃの径が最も大きく、アパーチャー３７４ｂ、アパーチャー３７４ａの順に小さくなる。

例えば、アパーチャープレート３７０は、図１に示した走査型電子顕微鏡３００の、集束レンズ３２０と対物レンズ３４０の間に挿入される。また、例えば、アパーチャープレート３７０の平面３７２は、走査型電子顕微鏡３００内において、ＸＹ面に対して平行に配置されているものとする。電子ビームＢがアパーチャー３７４ａを通過した場合と、アパーチャー３７４ｂを通過した場合と、アパーチャー３７４ｃを通過した場合と、において、形成される電子ビームＢの径は異なることになる。なお、例えば、アパーチャープレート３７０は、比較例である図２に示したように、Ｘ方向に可動であるものとする。Ｘ方向にアパーチャープレート３７０を動かすことにより、異なる径を有するアパーチャー３７４に、電子ビームＢを通すことができる。このようにして、電子ビームＢのビーム径を変更することができる。

図３は、本実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー１００に用いられる第１メンブレンの１０及び第２メンブレン２０の模式上面図である。図４は、本実施形態における、第１メンブレン１０と第２メンブレン２０を用いて電子ビームＢの径を変更させる方法を示す模式図である。第１メンブレン１０の面及び第２メンブレン２０の面は、ＸＹ面に平行に設けられている。そして、Ｚ方向に平行な第１メンブレン１０の膜厚及びＺ方向に平行な第２メンブレン２０の膜厚は、例えば、数１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。Ｚ方向に平行な第１メンブレン１０の膜厚及びＺ方向に平行な第２メンブレン２０の膜厚は、厚すぎると、第１メンブレン１０又は第２メンブレン２０から、二次電子や散乱電子が発生する。これにより、第１メンブレン１０又は第２メンブレン２０から熱が発生することがある。また、第１メンブレン１０又は第２メンブレン２０の表面の抵抗が高い場合には、第１メンブレン１０又は第２メンブレン２０が帯電することがある。

図３（ａ）に、第１メンブレン１０の模式上面図を示す。第１メンブレン１０は、第１開口部１２を有する。第１メンブレン１０は、例えば、Ｓｉ（シリコン）基板に、ＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）プロセスで第１開口部１２を形成し、表面に図示しない金属膜を形成することにより、製造される。ここでＭＥＭＳプロセスとは、半導体プロセスでパターニングやエッチング等をおこなって、所定の構造体を製造するプロセスである。また、かかる金属膜は、例えば、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）、Ｗ（タングステン）又はＣｒＮ（窒化クロム）を含むことが、酸化されにくく良好な導電特性が得られるため好ましい。ただし、金属膜に含まれる材料は、これに限定されるものではない。また、第１メンブレン１０には、Ｓｉ基板を用いなくても良い。例えば、第１メンブレン１０は、金属薄膜であっても良い。なお、第１メンブレン１０が形成される材料やプロセスは、特に上記の物に限定されるものではない。第１メンブレン１０は、図示しない接地電極に電気的に接続される。第１メンブレン１０の表面に照射された電子ビームＢによる電荷は、接地電極に流れる。第１メンブレン１０は、第１部材の一例である。

図３（ｂ）に、第２メンブレン２０の模式上面図を示す。第２メンブレン２０は、第２開口部２２を有する。第２メンブレン２０は、例えば、Ｓｉ（シリコン）基板に、ＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）プロセスで第２開口部２２を形成し、表面に図示しない金属膜を形成することにより、製造される。ここでかかる金属膜は、例えば、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）、Ｗ（タングステン）又はＣｒＮ（窒化クロム）を含むことが、酸化されにくく良好な導電特性が得られるため好ましい。ただし、金属膜に含まれる材料は、これに限定されるものではない。また、第２メンブレンには、Ｓｉ基板を用いなくても良い。例えば、第２メンブレン２０は、金属薄膜であっても良い。なお、第２メンブレン２０が形成される材料やプロセスは、特に上記の物に限定されるものではない。第２メンブレン２０は、図示しない接地電極に電気的に接続される。第２メンブレン２０の表面に照射された電子ビームＢによる電荷は、接地電極に流れる。第２メンブレン２０は、第２部材の一例である。

図４（ａ）においては、第１開口部１２の一部と第２開口部２２の一部が互いに重なることにより、新たに第３開口部２４が設けられることが示されている。電子ビームＢの光軸Ａは、第３開口部２４の中心を通過するよう調整する。電子ビームＢが照射された場合、電子ビームＢは第３開口部２４を通過する。そのため、ＸＹ面内に平行な面内における第３開口部２４の大きさに対応した径を有する電子ビームＢが形成される。

図４（ｂ）においては、第１メンブレン１０及び第２メンブレン２０を、それぞれＸＹ面に平行な面内において、互いに逆方向に移動させることにより、ＸＹ面内に平行な面内における第３開口部２４の大きさを小さくしている。このように第３開口部２４の大きさを小さくすることは、例えば、第１メンブレン１０を第１移動方向に移動させ、第２メンブレン２０を第１移動方向と逆方向の第３移動方向に移動させることにより可能となる。かかる場合、第３開口部２４を通過することにより形成される電子ビームＢの径は、図４（ａ）の場合よりも小さくなる。

なお、第１メンブレン１０を第１移動方向と逆方向の第２移動方向に移動させ、第２メンブレン２０を第３移動方向と逆方向の第４移動方向に移動させることにより、ＸＹ面内に平行な面内における第３開口部２４の大きさを大きくすることができる。

第１移動方向は第１方向の一例である。そして、第３移動方向は第２方向の一例である。

また、第２移動方向は第１方向の一例である。そして、第４移動方向は第２方向の一例である。

第１開口部１２の形状は、限定されないが、例えば、正方形（第１正方形）である。また、第１メンブレンの第１移動方向及び第２移動方向は、限定されないが、例えば、正方形（第１正方形）の第１対角線１５に平行である。第２開口部２２の形状は、限定されないが、例えば、正方形（第２正方形）である。第２メンブレンの第３移動方向及び第４移動方向は、限定されないが、例えば、正方形（第２正方形）の第２対角線２５に平行である。

さらに、例えば、第１開口部１２の形状と第２開口部２２の形状は等しい。正方形は、対称性が比較的高い形状であるため、リソグラフィーや描画プロセスの取り扱いが容易になるという点で、第１開口部１２の形状を、正方形（第１正方形）とすることが好ましい。さらに、第１メンブレンの第１移動方向及び第２移動方向は、正方形（第１正方形）の第１対角線１５に平行であることが好ましい。第２開口部２２の形状は、正方形（第２正方形）であることが好ましい。第２メンブレンの第３移動方向及び第４移動方向は、正方形（第２正方形）の第２対角線２５に平行であることが好ましい。さらに、第１開口部１２の形状と第２開口部２２の形状は等しいことが好ましい。

また、第１メンブレン１０の移動距離と第２メンブレン２０の移動距離を、互いに、等しく（略等しく、又は実質的に等しく）することにより、パターンの中心位置がずれない。電子ビームＢの光軸Ａの位置をパターンの中心位置になるように、あらかじめ調整しておけば、電子ビームＢの光軸Ａを変化させずに、電子ビームＢの径を変更することができる。これは、例えば後述する駆動装置を用いることにより可能となる。

次に、本実施形態の作用効果を記載する。

走査型電子顕微鏡においては、試料面にビームを照射し、ビームを走査することで、検出器で得られた二次電子、後方散乱電子や反射電子強度で画像を形成して観察を行う。
図５は、本実施形態の走査型電子顕微鏡３００を用いた画像の取得方法を説明するための模式図である。試料３５０（図１）の表面における観察領域３５２を、図５（ａ）及び図５（ｂ）のように、メッシュ状に区切る。この、一つ一つの四角（矩形形状）のユニットが、ピクセルである。電子ビームＢを観察領域３５２に照射し、検出器３６０により得られた二次電子強度を、例えば検出器３６０に接続された、図１において図示しない計算機を用いて、それぞれのピクセルごとに記録する。電子ビームＢを走査して隣接するピクセルに移動させ、二次電子強度を記録することを繰り返すことにより、試料の観察画像を取得できる。

電子ビームのビーム径を小さくした場合を図５（ｂ）に示す。ビーム径に応じて、ピクセルサイズを小さくする。

図５（ｂ）に示したように、電子ビームＢのビーム径を小さくし、ピクセルを小さくすることが出来れば、観察画像の解像度を上げることが出来る。しかし、観察に時間がかかる。試料３５０の表面上に形成された微細パターンを観察するためには、このような観察手法が好ましい。

一方、図５（ａ）に示したように、電子ビームＢのビーム径を大きくし、ピクセルを大きくすることが出来れば、短時間で観察を行うことが出来る。しかし、観察画像の解像度は下がる。試料３５０の表面上に形成された寸法の大きなパターンを観察するためには、このような観察手法が好ましい。

このように、電子ビームＢのビーム径と、試料の観察時間と、の間には、トレードオフの関係がある。

一般に、試料３５０の表面に設けられているパターンは、単一パターンとは限らない。試料３５０の表面に設けられているパターンは、例えば、比較的微細なパターンと、比較的大きなパターンの両方を有している。電子ビームＢのビーム径を、比較的大きなパターンでは大きなビーム径で、比較的小さいパターンでは小さいビーム径でという風に、パターン種に応じて適切な電子ビームＢのビーム径を選択できれば、観察時間を短縮することができる。

ここで、比較例である図２に示したようなアパーチャープレート３７０を用いて、電子ビームＢのビーム径を変更することを考える。異なるアパーチャー３７４のいずれかに変更した場合には、光軸Ａがずれないように、アパーチャー３７４の位置調整をおこなう。かかる位置調整は、例えば、以下のようにしておこなう。図１に図示した試料３５０が載置されるステージの上に設けられたファラデーカップ３６９に、電子ビームＢが当たるようにステージを移動させて、電子ビームＢのビーム電流量が最大になるようにアパーチャープレート３７０の位置を変化させて中心軸を合わせる。さらに、非点収差を調整する。このような調整には時間がかかるため、電子ビームＢのビーム径の変更は、時間がかかる作業となっている。

図２に示すような比較例のアパーチャーにおいては、電子ビームＢのビーム径の変更には、上述の通り時間がかかる。そこで、例えば、微細なパターンの観察に適するような、電子ビームＢのビーム径を選択した上で、試料３５０の表面を観察する事がおこなわれる。しかしこの場合には、パターンの大きさにあわせて電子ビームＢのビーム径を変更して観察する場合と比較すると、時間がかかるという問題があった。

そこで、本実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーは、図３に示したような第１開口部を有する第１メンブレンと、第２開口部を有し、第２開口部が第１開口部と重なるように配置された第２メンブレンとを備える。また、第１部材は第２方向に移動し、第２部材は第２方向と反対方向の第４方向に移動する。たとえば、第２開口部２２が第１開口部１２の上に配置され、第１開口部１２の一部と第２開口部２２の一部が互いに重なることにより、第３開口部２４が形成される。電子ビームＢの光軸Ａは、第３開口部２４の中心を通過するように調整する。
ビーム径を変更する場合には、第１メンブレン１０を第１方向に、第２メンブレン２０を第１方向と反対の第３方向に移動させる。また、第１メンブレン１０の移動距離と、第２メンブレン２０の移動距離は、同一の距離（又は略同一の距離、又は実質的に同一の距離）になるようにする。これにより、ビーム径を変更しても、形成された電子ビームパターンは、２枚のメンブレン開口の作る開口部の中心に光軸Ａが来る。
第１メンブレン１０の移動距離と第２メンブレン２０の移動距離を精度よく等しくすることが出来れば、光軸Ａの位置調整を不要とすることが出来る。精度が悪い場合にはファラデーカップ３６９の位置にビームが入るようステージを移動し、調整することが好ましいが、ほぼ、中心に光軸Ａがあるため、短時間で調整ができる。そのため、電子ビームＢのビーム径の変更に伴う、光軸Ａの位置調整の時間を短縮することが出来る。その後の収差調整も短縮化できる。

上記のように形成された電子ビームパターンは２枚のメンブレン開口の作る開口部の中心に光軸が来るようにあらかじめ調整しておけば、光軸Ａの位置の変化量を少なくすることが出来る。さらに、第１メンブレン１０の移動距離と第２メンブレン２０の移動距離を精度よく等しくすることが出来れば、光軸Ａの位置調整を不要とすることが出来る。そのため、電子ビームＢのビーム径の変更に伴う、光軸Ａの位置調整の時間を短縮することが出来る。その後の収差調整も短縮化できる。

本願のビーム径変更方法によりビーム調整時間が短縮できるため、観察パターンに応じてビーム径を容易に変更でき、全体としての観察時間を短縮することができる。

また、比較例である図２に示したアパーチャープレート３７０を用いて形成できる電子ビームＢのビーム径は、アパーチャー３７４ａの径に対応するビーム径、アパーチャー３７４ｂの径に対応するビーム径及びアパーチャー３７４ｃの径に対応するビーム径の３種類である。しかし、本実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーの場合には、第１開口部１２の大きさ及び第２開口部２２の大きさの範囲で、任意にビーム径を変更することができる。

以上、本実施形態では、シングル（１本）の電子ビームＢを使用した荷電粒子ビーム装置を、走査型電子顕微鏡３００を例にとって説明してきた。電子ビームＢを利用した検査装置は、かかる電子顕微鏡の応用であり、変形例である。検査装置は、半導体ウェハ、半導体デバイスの製造プロセスにおいて露光のために使用されるマスク（フォトマスク）、又は液晶ディスプレイ等の欠陥検査に使用される。検査の手法としては観察された画像を正常な部位の画像と比較するため、設計データから作成された画像と観察された画像の比較をおこなう検査（Ｄｉｅｔｏｄａｔａｂｅｓｅ検査）と、半導体ウェハ検査のように同じ形状のチップが複数ある場合に主に行われる、半導体ウェハ上に形成されたチップの画像間の比較を行う場合（ＤｉｅｔｏＤｉｅ検査）と、がある。これらの検査手法により、欠陥部位を検出する。

検査装置においても、図３に示したような第１開口部を有する第１メンブレンと、第２開口部を有すする２枚のメンブレンを使ってビーム径を変化させることができる。図４に示すように、第２開口部が第１開口部と重なるように、２つのメンブレンを上下に配置する。また、第１部材は第２方向に移動し、第２部材は第２方向と反対方向の第４方向に移動する。第１開口部１２の一部と第２開口部２２の一部が互いに重なることにより、図４（ａ）のような第３開口部２４が形成される。電子ビームＢの光軸Ａは、第３開口部２４の中心を通過するように調整する。
ビーム径を変更する場合には、第１メンブレン１０を第１方向に、第２メンブレン２０を第１方向と反対の第３方向に移動させる。また、第１メンブレン１０の移動距離と、第２メンブレン２０の移動距離は、同一の距離（又は略同一の距離、又は実質的に同一の距離）になるようにする。
これにより、ビーム径を変更しても、形成された電子ビームパターンは、２枚のメンブレン開口の作る開口部の中心に光軸Ａが来る。第１メンブレン１０の移動距離と第２メンブレン２０の移動距離を精度よく等しくすることができれば、光軸Ａの位置調整を不要とすることが出来る。精度が悪い場合にはファラデーカップの位置にビームが入るようステージを移動し、調整することが好ましいが、ほぼ、中心に光軸Ａがあるため、短時間で調整ができる。そのため、電子ビームＢのビーム径の変更に伴う、光軸Ａの位置調整の時間を短縮することができる。その後の収差調整も短縮化できる。

これにより、形成された電子ビームパターンは２枚のメンブレン開口の作る開口部の中心に光軸が来るようにあらかじめ調整しておけば、光軸Ａの位置の変化量を少なくすることが出来る。さらに、第１メンブレン１０の移動距離と第２メンブレン２０の移動距離を精度よく等しくすることが出来れば、光軸Ａの位置調整を不要とすることが出来る。そのため、電子ビームＢのビーム径の変更に伴う、光軸Ａの位置調整の時間を短縮することが出来る。その後の収差調整も短縮化できる。

顕微鏡の項で述べたように、検査装置においても、解像性能と検査時間はトレードオフの関係にある。
図５（ａ）のようにビーム径を大きくし、大ピクセル単位で電子ビームをレジストに照射して画像を取得し、検査していけば、短時間で検査が終了する。しかし、検査画像の高い解像性能は得られない。一方、図５（ｂ）のように、ビーム径を絞り、小ピクセル単位で検査を行えば、得られる検査画像は高解像のものが得られるが、検査時間は長くなる。このようにビーム径と検査時間はトレードオフの関係にある。このため、検査パターンに応じたビーム径設定が、所望のパターンをできるだけ短時間で検査するためには重要である。

一般に、検査装置によって検査されるパターンは、一様のパターンではなく、様々なパターンを含む。例えば、検査されるパターンは、微細パターンを含むアレイ部分と、微細パターンに含まれるデバイス等を制御する電圧や信号をやりとりするための比較的寸法の大きなパターンが多い周辺回路部分と、に別れている。このような場合、微細パターンを含むアレイ部では電子ビームＢのビーム径を小さくして小ピクセル単位で検査を行い、周辺回路部分では電子ビームＢのビーム径を大きくして大ピクセル単位で検査を行うことが好ましい。適切な解像度の検査を短時間で行うことが可能であるためである。

しかし、図２に示したような比較例のアパーチャープレート３７０を用いて電子ビームＢのビーム径を変化させるときには、電子ビームＢの光軸Ａもずれてしまう。光軸Ａの位置調整には時間がかかるため、電子ビームＢのビーム径の変更は、時間がかかる作業となっている。そこで、例えば、微細なパターンの観察に適するような、電子ビームＢのビーム径を選択した上で、検査する事がおこなわれる。しかしこの場合には、パターンの大きさにあわせて電子ビームＢのビーム径を変更して検査する場合と比較すると、時間がかかるという問題があった。

本実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーを用いる場合、電子ビームＢのビーム径の変更に伴う、光軸Ａの位置調整の時間を短縮することが出来る。そのため、微細パターンを含むアレイ部と周辺回路部分でのビーム径の変更を容易に行うことが出来る。よって、適切な解像度の検査を短時間で行うことが可能となる。さらに本願では任意にアパーチャー径を変更できるため、寸法が中程度の部分がある場合には、かかる中程度の寸法の部分にあわせて電子ビームＢのビーム径を変更して検査を行うことも可能である。このように本願の可変アパーチャーは、被測定パターンの寸法に応じて検査のアパーチャー径、ピクセルを任意に変更でき、検査時間の短縮化を行うことができる。

本実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーは、走査型電子顕微鏡３００の応用であり、変形例として、シングル（１本）の電子ビームＢを用いたマスク描画装置及びウェハ描画装置に用いることも可能である。
電子ビームＢを偏向電極により、試料面に走査して照射することは電子顕微鏡と同じである。この際、ブランキング電極を用いてビームのオン・オフを行う。さらに、ステージを移動させて、ビームを照射する。これらを繰り返して試料面にパターンを形成する。

マスク描画及びウェハ描画の際には、試料３５０の表面において、電子ビームＢが照射された位置のフォトレジスト（レジスト）が感光する。マスク描画及びウェハ描画の後のベーク工程及び現像工程により、フォトレジストのパターンが形成される。電子ビームＢの走査により、所望のパターンの形成をおこなうことが出来る。

描画装置においても、図３に示したような第１開口部を有する第１メンブレンと、第２開口部を有すする２枚のメンブレンを使ってビーム径を変化させることができる。図４に示すように、第２開口部が第１開口部と重なるように、２つのメンブレンを上下に配置する。また、第１部材は第２方向に移動し、第２部材は第２方向と反対方向の第４方向に移動する。第１開口部１２の一部と第２開口部２２の一部が互いに重なることにより、図４（ａ）のような第３開口部２４が形成される。電子ビームＢの光軸Ａは、第３開口部２４の中心を通過するように調整する。
ビーム径を変更する場合には、第１メンブレン１０を第１方向に、第２メンブレン２０を第１方向と反対の第３方向に移動させる。また、第１メンブレン１０の移動距離と、第２メンブレン２０の移動距離は、同一の距離（又は略同一の距離、又は実質的に同一の距離）になるようにする。
これにより、ビーム径を変更しても、形成された電子ビームパターンは、２枚のメンブレン開口の作る開口部の中心に光軸Ａが来る。第１メンブレン１０の移動距離と第２メンブレン２０の移動距離を精度よく等しくすることができれば、光軸Ａの位置調整を不要とすることが出来る。精度が悪い場合にはファラデーカップの位置にビームが入る用ステージを移動し、調整することが好ましいが、ほぼ、中心に光軸Ａがあるため、短時間で調整ができる。そのため、電子ビームＢのビーム径の変更に伴う、光軸Ａの位置調整の時間を短縮することができる。その後の収差調整も短縮化できる。

顕微鏡の項で述べたように、描画装置においても、解像性能と描画時間はトレードオフの関係にある。
図５（ａ）のようにビーム径を大きくし、大ピクセル単位で電子ビームをレジストに照射していけば、短時間で描画が終了する。しかし高い解像度は得られない。一方、図５（ｂ）のように、ビーム径を絞り、小ピクセル単位で描画を行えば、解像性能は得られるが、描画時間は長くなる。このようにビーム径と描画時間はトレードオフの関係にある。このため、描画パターンに応じたビーム径設定が、所望のパターンをできるだけ短時間で描画するためには重要である。

一般に、試料３５０の表面に形成されるパターンは一様なものではない。例えば、描画されるパターンは、微細パターンを含むアレイ部分と、微細パターンに含まれるデバイス等を制御する電圧や信号をやりとりするための比較的寸法の大きなパターンが多い周辺回路部分とに別れている。短時間で描画を行うためには、微細パターンを含むアレイ部では電子ビームＢのビーム径を小さくして小ピクセル単位で描画を行い、周辺回路部分では電子ビームＢのビーム径を大きくして大ピクセル単位で描画を行うことが好ましい。

ここで、比較例である図２に示したようなアパーチャープレート３７０を用いて電子ビームＢのビーム径を、試料３５０が載置されるステージの上に設けられたファラデーカップに電子ビームＢが当たるようにステージを移動させて、アパーチャープレート３７０の位置を調整して電子ビームＢの中心軸をあわせ、非点収差を調整する。このような位置調整には時間がかかるため、電子ビームＢのビーム径の変更は、時間がかかる作業となっている。そこで、例えば、微細パターンの描画に適するような、電子ビームＢのビーム径を選択した上で、描画する事がおこなわれる。しかしこの場合には、パターンの大きさにあわせて電子ビームＢのビーム径を変更して描画する場合と比較すると、時間がかかるという問題があった。

本願の方法を用いると、ビームの中心軸に対応する、二つの開口部の中心位置を固定してビーム径を変更する。メンブレン位置の制御精度が高い場合は、パターン種に応じてビーム径の変更が可能なので、アレイ部は例えば、３０ｎｍ径のビームで描画した後、ステージを移動することなく、ビーム径を例えば、１００ｎｍに変更して、大ピクセル単位で描画することができる。また、メンブレン位置の制御がそこまで高くない場合であっても、中心軸のずれは小さいため、通常のビーム調整を行う場合でも短時間でビーム径変更を行うことが可能である。
ここでは、２種類のビーム径調整を例に述べたが、本願では、アパーチャープレートの稼働範囲であれば、任意にビーム径を変更できる。一方、図２に示した比較例では３種類のビーム径しか使用できない。このため、本願では、種々のパターンが含まれる場合には、パターンサイズに応じて、複数のビーム径変更も可能となる。このため、描画パターン領域を分割して、パターン寸法のあったビーム径を設定でき、描画時間の短縮化を図ることができる。

図６乃至図１１は、本実施形態の変形例における、第１メンブレンと第２メンブレンを用いて電子ビームＢの径を変更させる方法を示す模式図である。
前記例では開口部が正方形である場合を例に用いて説明した。しかし、開口部は正方形に限定されない。例えば図６に示すように開口部がひし形の場合も可能である。図６（ａ）は１枚のアパーチャーの開口である。図６（ｂ）のように２枚のアパーチャーを重ねると、共通開口も菱形になる。横方向に略同一距離移動させることで、菱形の中心は移動しないで、大きさを変えることができる。このため、ビームの軸を移動させることなく、ビームの大きさだけを変化させることができる。
また、上記に述べたような開口部が正方形のアパーチャーを使用してビームを形成する場合には、アパーチャーの正方形の角の部分、各々２辺を使用してビームを成形する。したがってビーム成形に使用しない他の部分の形状は限定されない。例えば、図７に示すように扇形であっても、正方形の共通開口部を形成することができる。斜めに略同一距離移動させることで、共通開口の正方形の中心を移動させることなく、ビーム径を変化させることができ、ビーム径変化に伴うビームの軸は維持される。同様に図８のように三角形のアパーチャーでも同様の効果を得ることができる。
さらには、２枚のアパーチャーで、１種類ではなく、複数の形状を形成することも可能である。その例を図９及び図１０に示す。図９（ａ）に示すような開口を持つアパーチャーを用いると、２種類の開口が形成できる。９０°の角度を持つ開口の角の部分、各々２辺を使用することで正方形の開口が形成できる（図９（ｂ））。また、９０°ではない開口の角を使用することで菱形のビームも形成できる（図９（ｃ））。
さらには上側や下側の部分を重ねて平行四辺形のビームを形成することも可能である（図１０）。この場合には、図９（ａ）に示した角度αに対して、２枚のアパーチャーの移動方向は、アパーチャーの上面に対して、αと１８０°－αの方向になる。αが１２０°の場合は１２０°と６０°の方向に２枚のアパーチャーを移動させる。この場合には１２０°と６０°の角度を持つ平行四辺形を形成できる。αが１３５°の場合は１３５°と４５°の方向に２枚のアパーチャーを移動させる。この場合には１３５°と４５°の角度を持つ平行四辺形を形成できる。
いずれの場合も、共通開口の大きさを変えてもパターンの中心は移動しない。共通開口部の中心に軸が来るように調整しておけば、ビームの軸を変えることなく、ビームの大きさを変えることができる。
ここまでは同じ形状の開口部を持つアパーチャーを使用した例を示したが、異なる開口形状を持つアパーチャーを使用しても良い。その例を図１１に示す。ここで示す例は、異なる大きさの正方形開口を持つアパーチャー（図１１（ａ）、図１１（ｂ））を２枚重ねた場合である。図１１（ｃ）は両者の１つの角、２辺を使用して正方形の共通開口を形成した場合である。これまでの例同様、斜め方向に移動させることで、ビームの軸を変えることなく、ビームの大きさを変えることができる。図１１（ｄ）は小さい正方形パターンの３辺と、大きい正方形の１辺を使用して長方形の共通開口を形成したものである。２枚のアパーチャーを横方向に移動させることで長方形の共通開口を形成することができる。同じ大きさの２枚のアパーチャーで同様の長方形の共通開口を形成することはできるが、２つのアパーチャーの大きさを変えておくことで、位置ずれによる寸法変動を抑えることができる。
ここでは大きい正方形を例にとったが、大きい正方形の代わりに、上下の辺が左右に比べて長い長方形であっても同様の効果を得ることができる。
上記では２枚のアパーチャーを組み合わせて共通開口を使用して電子ビームパターンを形成する方法を説明した。しかし、アパーチャーの枚数は３枚以上であっても良い。２枚で形成するパターンを上記例の１枚のパターンとして使用すれば、同様の効果が得られる。

本実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー及び荷電粒子ビーム装置によれば、ビーム径変更に伴う調整時間を短縮でき、観察、検査、描画時間を最適化できる、荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー及び荷電粒子ビーム装置の提供が可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態ではマルチ電子ビームを使用した場合の例を説明する。
本実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャープレートは、第１部材は、複数の第１開口部を有し、第２部材は、複数の第２開口部を有する点で、第１実施形態と異なっている。また、本実施形態の荷電粒子ビーム装置は、マルチ荷電粒子ビーム装置である点で、第１実施形態と異なっている。
１ショットで多数のビームを照射し、ステージを移動させることで、連続的にパターン形成や観察、検査を行う。１ショットで多数のビームを照射できるため、ビームの微細化と露光、検査、観察の短時間化が両立でき、スループットの向上につながる。（例えば、非特許文献１である、Ｈ．Ｙａｓｕｄａｅｔ．ａｌ．：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３２（１９９３）６０１２．）

始めに、マルチ電子ビーム描画装置を例について説明する。

図１３は、本実施形態のマルチ電子ビーム描画装置４００の模式断面図である。
電子銃から放出された電子ビームは、複数の開口を持つマルチアパーチャーシステム（４３０）に投影され、マルチビームとなる。マルチアパーチャーシステム４３０には電子ビームを偏向させる機構が含まれており、偏向されたビームは図１３のＢａの点線のように偏向され、制限アパーチャー部材４０６により遮蔽されて、試料３５０に到達することができない。偏向されずに遮蔽アパーチャー部材を通過したビームを集光・縮小して、試料面にマルチ電子ビームを照射する。ステージ上の試料３５０表面にはレジストが塗布されており、電子ビームの照射された位置が感光し、その後のベーク・現像工程によりレジストパターンが形成され、所望のパターン形成を行うことができる。
図１３に示した装置構成の詳細を次に示す。

本実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャープレート１１０（図１５、図１６に記載）は、例えば、マルチ電子ビーム描画装置４００のマルチアパーチャーアレイシステム４３０の一部であり、荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーアレイプレートとして用いられる。

マルチ電子ビーム描画装置４００は、電子鏡筒４１０（マルチ電子ビームカラム）と描画室４２０を備えている。電子鏡筒４１０内には、電子銃３１０、照明レンズ４０２、マルチアパーチャーシステム４３０、縮小レンズ４０５、制限アパーチャー部材４０６、対物レンズ４０７、主偏向器４０８、及び副偏向器４０９が配置されている。

電子銃３１０から放出された電子ビームＢは、照明レンズ４０２により、ほぼ垂直にマルチアパーチャーシステム４３０を照明する。そして、マルチアパーチャーシステム４３０の開口部を電子ビームＢが通過することにより、マルチビームＢＭが形成される。マルチビームＢＭは、電子ビームＢａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄ、Ｂｅ及びＢｆを有する。それぞれの電子ビームＢの形状は、マルチアパーチャーシステム４３０に含まれる荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャプレート１１０の開口部の形状を反映したものであり、例えば矩形の形状又は正方形の形状である。なお、図１３においてマルチアパーチャーシステム４３０の開口部が６個示されているが、開口部の数はこれに限定されるものではない。マルチアパーチャーシステム４３０により形成されるマルチビームＢＭは、図１３においては６本示されている。しかし、形成されるマルチビームＢＭの本数は、限定されるものではなく、数万個の場合もある。

ブランキングアパーチャーアレイ（ＢＡＡ）プレート（図１７の４６０ａ、４６０ｂ）は、マルチビームアパーチャーシステム４３０に含まれ、荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャープレート（図１５、図１６の１１０、図１７の４５０）の下に設けられている。ブランキングアパーチャーアレイプレート図１７の４６０ａ、４６０ｂによって偏向されたマルチビームＢＭ（図１３Ｂａの点線で軌跡を表示）は、制限アパーチャー部材４０６の中心の穴から位置がずれ、制限アパーチャー部材４０６によって遮蔽される。一方、偏向されなかったマルチビームは、制限アパーチャー部材４０６の中心の穴を通過する。これにより、マルチビームＢＭのオンオフが制御される。

制限アパーチャー部材４０６を通過したマルチビームＢＭは、対物レンズ４０７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、主偏向器４０８及び副偏向器４０９によって一括して偏向される。そして、ステージ４２１に載置された試料３５０上の、それぞれの照射位置に照射される。ステージ４２１上には、さらに、ステージ４２１の位置測定用のミラー４２２が配置されている。
マルチアパーチャーシステムは複数のプレートからなり、ビーム径を決定する機構やビームを偏向してビームのオン・オフを決定する機構を有している。さらに、種々の機能を持つプレートが組み合わされている。図１７にその例を後述する。

始めに、本実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャープレート１１０について説明する。成形アパーチャープレートは２枚のメンブレンになっており、図１４はそのうちの１枚の第１メンブレン１０の模式上面図である。第１メンブレン１０は、複数の第１開口部１２を有する。第１開口部１２ａ、１２ｂ及び１２ｃは、Ｘ方向に並んでいる。第１開口部１２ｄ、１２ｅ及び１２ｆは、Ｘ方向に並んでいる。第１開口部１２ｇ、１２ｈ及び１２ｉは、Ｘ方向に並んでいる。また、第１開口部１２ａ、１２ｄ及び１２ｇは、Ｙ方向に並んでいる。第１開口部１２ｂ、１２ｅ及び１２ｈは、Ｙ方向に並んでいる。第１開口部１２ｃ、１２ｆ及び１２ｉは、Ｙ方向に並んでいる。複数の開口はこのようにＸ方向、Ｙ方向で一定周期で並んでいる。

図１５及び図１６は、本実施形態における、第１メンブレン１０と第２メンブレン２０を用いて電子ビームＢの径を変更させる方法を示す模式図である。ここで、第１メンブレン１０と第２メンブレン２０は、同様の構造を有しているものとする。

図１５においては、第１開口部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈ及び１２ｉの一部と、第２開口部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ及び２２ｉの一部がそれぞれ互いに重なることにより、第３開口部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ、２４ｇ、２４ｈ及び２４ｉが設けられることが示されている。電子ビームＢの光軸Ａａ、Ａｂ、Ａｃ、Ａｄ、Ａｅ、Ａｆ、Ａｇ、Ａｈ及びＡｉは、それぞれ第３開口部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ、２４ｇ、２４ｈ及び２４ｉの中心を通過するよう調整する。電子ビームＢが照射された場合、電子ビームＢは第３開口部２４を通過する。そのため、ＸＹ面内に平行な面内における第３開口部２４の大きさに対応した径を有する電子ビームＢが形成される。

図１６においては、第１メンブレン１０及び第２メンブレン２０を、それぞれＸＹ面に平行な面内において、互いに逆方向に移動させることにより、ＸＹ面内に平行な面内における第３開口部２４の大きさを小さくしている。このように第３開口部２４の大きさを小さくすることは、例えば、第１メンブレン１０を第１移動方向に移動させ、第２メンブレン２０を第１移動方向と逆方向の第３移動方向に移動させることにより可能となる。かかる場合、第３開口部２４を通過することにより形成される電子ビームＢの径は、図１５の場合よりも小さくなる。

なお、第１メンブレン１０を第１移動方向と逆方向の第２移動方向に移動させ、第２メンブレン２０を第３移動方向と逆方向の第４移動方向に移動させることにより、ＸＹ面内に平行な面内における第３開口部２４の大きさを大きくすることができる。これにより、第３開口部２４を通過することにより形成される電子ビームＢの径は、図１６の場合よりも大きくなる。

また、あらかじめ開口部の中心が電子ビームの光軸にあたるように調整すれば、第１メンブレン１０の移動距離と第２メンブレン２０の移動距離を、互いに、等しく（略等しく、又は実質的に等しく）することにより、パターンの中心位置がずれない。つまり、電子ビームＢの光軸Ａを変化させずに、電子ビームＢの径を変更することができる。これは、例えば後述する駆動装置を用いることにより可能となる。

図１９にマルチビームの場合の比較例を示す。（例えば特許文献１である米国特許公報第８５４６７６７号）この場合は大きさの異なる２種類の開口が周期的に並べられている。ビーム径を大きくするときには大きい開口をビームの軌道に合わせる。（図１９（ａ））図中にビーム中心を点で示している。一方、ビーム径を小さくする際には、図中に示した矢印左方向にアパーチャープレートを移動して、小さい開口がビーム軌道に入るようにする。（図１９（ｂ））
変形例では、アパーチャープレートを移動させるため、ビーム径を変化させた際に、光軸がずれてしまう。このため、ファラデーカップの位置までステージを移動させ、電子ビームを照射したときの電流値の変化を見ながら、アパーチャープレートの位置を調整することが好ましく、ビーム径変更に時間がかかってしまう。一方、本願では光軸を変化させずに電子ビーム径を変更できるため、ビーム径変更時間を短縮できる。

また、本願では、メンブレンの位置を変位させることによりビームパターンを形成するので、ビーム径は開口部の大きさの範囲内で、任意に変化させることができ、変更できるビーム径の制限がない。一方、比較例ではアパーチャープレートの面積に制限があるので、配置できる開口の種類に制限がある。
実施例１のシングルビームの例で述べたように、マルチビーム描画装置においても、解像性能と描画時間はトレードオフの関係にある。
シングルビームとは異なり、ビーム照射間隔はマルチビームアパーチャープレートで決まる。しかし、電子ビームを複数回照射する多重描画を行うことができるので、照射する回に応じて、ステージ位置を、マルチビームの周期の整数分の１ずつずらすことで、ピクセルサイズを小さくするのと同じ効果が得られる。図２０にその例を示す。２回描画で、ビーム照射位置を、マルチビーム周期の１／２ずらした例を示している。１回目に黒丸の位置にビームを照射し、２回目にｘ方向、ｙ方向ともマルチビーム周期の１／２ずらした三角の位置にビームを照射する。マルチビームの照射間隔が√（ａ^２＋ｂ^２）／２になるので、１回描画よりも高解像力を期待できる。さらに、ｘ方向にだけ周期の１／２ずらした描画、ｙ方向にだけ周期の１／２ずらした描画を追加して４回描画を行うこともできる。この場合にはマルチビームの照射間隔が、マルチビームアパーチャー周期の１／２になるので、さらに高解像力が期待できる。このように周期の１／ｎずらす描画を行うことで、ｎ^２回描画が行え、照射間隔を狭められ、ピクセルサイズを小さくするのと同じ効果が得られる。一方、多重描画を行う場合は、１回描画に比べて、使用するレジストの感光性能に合わせて電流量を変化させるために、ビーム径を小さくすることが好ましい。１回描画と比較すると、多重描画では、描画時間は長くなる。このように、解像性能と描画時間はトレードオフの関係にある。
このため、描画パターンに応じて、ビーム照射間隔・照射量、ビーム径を合わせて、描画時間を最適化することが好ましい。
一般に、試料３５０の表面に形成されるパターンは一様なものではない。例えば、描画されるパターンは、微細パターンを含むアレイ部分と、微細パターンに含まれるデバイス等を制御する電圧や信号をやりとりするための比較的寸法の大きなパターンが多い周辺回路部分とに別れている。短時間で描画を行うためには、微細パターンを含むアレイ部では電子ビームＢのビーム径を小さくし、ビーム照射位置を細かくずらして多重描画を行い、周辺回路部分では電子ビームＢのビーム径を大きくして、ビーム照射位置を粗くずらした多重描画を行うか、一回描画を行うことが好ましい。
比較例においては、アレイ部をビーム径を小さくして、ビーム照射間隔を狭くして描画を行った後（アパーチャープレートは図１９（ｂ）の位置）、周辺回路部を描画しようとすると、ビーム径を大きくする際に、アパーチャープレートを図１９（ａ）の位置に移動させ、ステージに取り付けられたファラデーカップに電子ビームが入るようにし、電流値が最大になるように調整する。このため、アレイ部は例えば、３０ｎｍ径のビームで描画した後、アパーチャープレートの位置を動かして、例えば１００ｎｍ径のビームとする。この際、ビームの中心軸は、ずれてしまうため、ステージに取り付けられたファラデーカップの位置にビームが照射されるようにステージを移動させる。この位置でアパーチャープレートの位置を調整して中心軸を合わせる。さらに非点収差を調整する。この後、周辺回路部の描画を開始できるようになる。
通常はこの作業に時間がかかるため、最も微細なパターンに合わせてビーム径、を調整して描画することが多い。
本願の方法を用いると、略同一距離二枚のメンブレンを逆方向に移動させてビーム径を変更するため、ビームの中心軸に対応する、共通開口部の中心位置を固定してビーム径を変更できる。メンブレン位置の制御精度が高い場合は、パターン種に応じてビーム径の変更が可能なので、アレイ部は例えば、３０ｎｍ径のビームで描画した後、ステージを移動することなく、ビーム径を例えば、１００ｎｍに変更して、大ピクセル単位で描画することができる。また、メンブレン位置の制御がそこまで高くない場合であっても、中心軸のずれは小さいため、通常のビーム調整を行う場合でも短時間でビーム径変更を行うことが可能である。
ここでは、２種類のビーム径調整を例に述べたが、種々のパターンが含まれる場合には、パターンサイズに応じて、複数のビーム径変更も可能となるため、描画パターン領域を分割して、パターン寸法のあったビーム径を設定でき、描画時間の短縮化を図ることができる。

前記では複数の開口が正方形である場合を例にして説明した。しかし、実施例１のシングルビームの項で、図６～図８に示したように、マルチビームにおいても、開口部は正方形に限定されない。菱形や三角形、扇形が複数並べた開口部であっても良い。また、図９、図１０に示したように、２枚のアパーチャープレートを使用して複数の形状を形成する開口部を、複数並べた開口部であっても良い。さらに、図１１に示すように、２枚のアパーチャープレートに配列された複数の開口の形状が異なっても良い。異なる開口パターンをアパーチャープレート内に複数準備して、必要なパターンを選択して使用することも可能である。
マルチビームの場合は複数の開口は周期的にならぶことが好ましい。上記では９０°方向に並べたが、、一定角度でずらして、周期的に並べても良い。また、上記ではｘ方向もｙ方向も同一の周期で並べる例を示したが、周期性を持つ２軸の周期は同一でなくても良い。

次に、マルチアパーチャーシステム４３０ａに本願の成形アパーチャープレート１１０を使用した例を図１７（ａ）に示す。第１プレート４４０はＸ線や散乱電子が直接、ブランキングアレイアパーチャー（ＢＡＡ）４６０に照射されるのを防ぐためのカバープレートである。電子を停止させるビームストッパーの役割があり、多数の電子が照射される。また、散乱電子、電子照射により発生したＸ線がアパーチャーシステムに入射しないようにする役目もある。第１プレート４４０は多くの電子やＸ線にさらされるため、温度が上がりやすく、変形することがある。このため、ビームの形状、径は次のアパーチャーで決定される。
ビームの形状径を決めるアパーチャーに本願の成形アパーチャープレート（可変アパーチャープレート４５０）を用いる。二枚のメンブレンからなる可変アパーチャープレート４５０（図１５，１６に示した成形アパーチャープレート１１０に対応）をＢＡＡ４６０と第１プレート４４０の間に挿入する。２枚のメンブレンは共通開口部の中心を一定にして反対方向に移動することで、共通開口部の大きさを変化させることができ、プレート１を通過した電子ビームを成形する。この後、ＢＡＡ４６０（第２プレート）によりビームの通過が制御され、オン・オフがなされる。
各プレートの開口部の大きさを示したのが図１８である。メンブレン共通開口部により、ビームは成形されるため、第１プレート４４０の開口はメンブレン共通開口（２枚のメンブレンから形成される共通開口）よりも大きい。また、ＢＡＡ４６０（第２プレート）開口は偏向されたビームも通過させるので、メンブレン共通開口より大きく設計される。
図１７（ｂ）は、マルチアパーチャーシステムの変形例（マルチアパーチャーシステム４３０ｂ）である。この場合にはＢＡＡ４６０ｂの電極が側面に形成されており、ビーム成形後にアパーチャープレート４７０が配置されている例である。第３プレート４７０は、ブランキングアパーチャーの電極に電圧をかけた場合に、隣接するアパーチャーの電界の影響を除去するための電極である（クロストーク防止）。この場合には第３プレート４７０の開口はビーム成形アパーチャーの径より大きくなっており、ＢＡＡ４６０ｂで偏向されたビームも通過するアパーチャー径に設計されている。第３プレート４７０は、接合金属４６８によりＢＡＡ４６０ｂに接合されている。
マルチアパーチャーシステムはこれに限定されるものではない。ただ。、本願のビーム成形アパーチャープレートはビーム径や形状を制御するアパーチャープレートであり、上記のようにさまざまな役割をもったアパーチャープレートと組み合わせてマルチアパーチャーシステムを構成している。

ウェハやマスクの欠陥検査装置もマルチビーム化が進んでいる。
第１実施形態ではシングルビームを使用して試料表面を観察し、それを基に欠陥検査を行った。検査時間の短縮のために、欠陥検査装置においても、マルチビーム化がなされている。マルチビーム化する際に異なるのは、検査のために照射する電子ビームをマルチビーム化することと、マルチアレイ検出器を用いることである。
マルチビーム化した場合にはアパーチャープレートは複数の開口部を持つことが好ましい。ここに図１４に示した２枚のメンブレンからなる可変アパーチャープレート（図１５，図１６の１１０）を使用する。
前述したように、２枚のメンブレンを逆方向に略同一距離変位させると、ビーム径を変更しても、共通開口部の中心位置は変化しない。共通開口部の中心が電子ビームの光軸になるよう設定することで、ビーム径を変化させても、ビームの光軸が変わらない。これにより、ビーム径変更が容易に行えるようになる。また、ビーム径変更にかかる時間を短時間化できる。

比較例を図１９に示す。２種類の大きさの開口を周期的に並べたアパーチャープレートである。図１９（ａ）が大きい開口の使用時、図１９（ｂ）が小さい開口の使用時である。両者の切り替えは図１９（ａ）に示したようにアパ―チャープレートを移動させることで行う。この場合には光軸を移動させるので、光軸調整を行わなくてはならない。検査装置のステージの一部に設置されているファラデーカップ（図示せず）にステージを移動して、検出される電流値を見ながらの光軸調整を行う。このため、ビーム径変更に時間がかかってしまう。

ビーム径を小さくすることで、分解能は向上するが、検出器で検出される像の強度は下がる。このため、画像を積算する回数を増やすことが好ましい。結果として検査時間が長くなる。このようにビーム径と検査時間はトレードオフの関係にある。
また、解像性能を上げるために、マルチビーム描画装置の項で説明したように、ステージ位置をマルチビームアパーチャーアレイ１１０の周期の整数分の１ずらして電子ビームを照射し（図２０）、整数枚得られた位置のずれた像を合成することでも、解像性能を上げることができる。この場合も１ヶ所の画像取得の時間が長くなるので、検査時間が長くなる。
パターン寸法が領域により異なる試料の検査においては、その領域ごとにビーム径を変化させて検査を行う。本願では、ビーム径変更が容易で、短時間で行えるため、所望の分解能を維持しながら、検査時間の短縮を行うことができる。
また、本願では、描画装置の項で述べたように、メンブレンの位置を変位させることによりビームパターンを形成するので、ビーム径は開口部の大きさの範囲内で、任意に変化させることができ、変更できるビーム径の制限がない。一方、比較例では、アパーチャープレートの面積の制限があるので、配置するビーム径の数に制限がある。
本願の可変アパーチャーはビーム径を任意に変更できるため、被測定パターンの寸法に応じて検査のアパーチャー径、ピクセルを任意に変更でき、検査時間の短縮化を行うことができる。

検査装置において、被検査対象はウエハ上のパターン、液晶ディスプレイだけでなく、フォトマスクの検査も可能である。加速電圧を低く、例えば１ｋＶ以下に設定してチャージアップを防止することができる。さらに、ＥＵＶマスクにおいては、ＭｏやＳｉといった抵抗の低い材料からなる多層ミラーであるため、検査が容易になる。

次に実施例１，２で共通の項目について述べる。

上記では共通開口部分の角を鋭角であるとして、説明した。しかし、実際には開口パターンの角は、加工プロセスを経るうちに丸まるのが一般的である。図１２はアパーチャーの設計形状と、仕上がり形状の関係を示したものである。図１２（ａ）が正方形の例、図１２（ｂ）がひし形の例である。観察する際の倍率や加工方法により角の丸まりは異なるが、いずれの場合も設計パターンに対して、仕上がりパターンの角は丸まる。
開口パターンの設計寸法と仕上がり寸法の角の丸まり方の程度はパターン寸法に依存する。パターン寸法が小さい場合は、角の丸まりが顕著になる。一方、パターン寸法が大きい場合は、微視的には角の丸まりがあっても、実用上は角の丸まりは問題にならない。
電子ビームは共通開口を通過した後、ビームが広がっていくため、角の部分は同様に丸まる。
顕微鏡や検査装置の場合は、微細ビームを、正方形の共通開口を使って形成する。試料面に到達する際には円形ビームとなる。ビーム径が小さいため、ビーム照射位置と、得られる二次電子や反射電子の像を、細かく得ることができ、形状等の観察を行うことができる。
電子ビーム描画装置の場合は、パターン寸法によって異なる。微細パターンを描画する場合は、微細ビームを、正方形の共通開口を使って形成する。試料面には、円形のビームが到達する。巨視的には鋭角部分であっても、微細ビームを鋭角部分に合わせて細かく、ウエハ上に形成されたレジストに照射してすることで鋭角パターンを形成する。
寸法の大きなパターンを形成する場合には、アパーチャー径も大きく、共通開口部分での角の丸まりは、微視的にはあるものの、巨視的には問題がない。共通開口を通過した後のビームの丸まりも巨視的には小さいので、共通部分で形成したパターンをそのまま、ウエハ上に形成されたレジストに照射できる。結果として、短時間でレジストを描画することができる。

本願では、２枚のアパーチャーを同一距離移動させることで、共通開口の中心を移動させることなく、ビーム径を変化させることができる。ただ、移動距離や、開口寸法は誤差を伴う。このため、完全に一致させることはできない。誤差が許容範囲であれば、そのままビーム径の変更のみで使用できる。誤差が許容範囲を越えた場合には、ビーム調整が好ましいが、従来例のように大きく変化はさせていないため、ビーム調整時間を短縮できる。
本願の成形アパーチャーのメンブレンはシングルビーム用であっても、マルチビーム用であっても、例えば、Ｓｉ（シリコン）基板に、ＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）プロセスで開口部を形成し、表面に金属膜を形成することにより、製造される。ここでＭＥＭＳプロセスとは、半導体プロセスでパターニングやエッチング等をおこなって、所定の構造体を製造するプロセスである。また、かかる金属膜は、例えば、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）、Ｗ（タングステン）又はＣｒＮ（窒化クロム）を含むことが、酸化されにくく良好な導電特性が得られるため好ましい。ただし、金属膜に含まれる材料は、これに限定されるものではない。また、メンブレンは、Ｓｉ基板でなくても良い。例えば、金属薄膜であっても良い。なお、メンブレンが形成される材料やプロセスは、特に上記の物に限定されるものではない。
ここでは電子ビームを例にとったが、イオンビームでの観察や描画も可能である。Ｈイオンビーム、Ｈｅイオンビーム、Ｂイオンビーム、Ａｒイオンビームといった低原子量イオンのビームも、電子ビーム同様に、ビームを操作したり、試料ステージを移動させることで、観察を行ったり、レジストを感光させることができる。さらにはＧａイオンやＩｎイオン等の高原子量ビームを使用して直接、マスクやウエハ上の構造体を加工することもできる。また、ガス雰囲気下で上記のイオンを照射して化学反応を起こして、マスクやウエハ上の構造体を加工することもできる。

（第３実施形態）
第１実施形態及び第２実施形態と重複する内容の記載は省略する。

図２１は、本実施形態の第１態様の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー１２０の模式上面図である。

本実施形態の第１態様の駆動装置は、第１ステッピングモータと、第１ステッピングモータに接続され、第１方向及び第２方向を含む所定の面内において回転可能な第１ピニオンギアと、第１ピニオンギアに噛み合い、第１部材を第１方向に移動可能な第１ラックギアと、第１ピニオンギアに噛み合い、第１部材を第２方向に移動可能な第２ラックギアと、を有する。そして、第１ピニオンギアは、所定の面内において、第１ラックギアと第２ラックギアの間に設けられている。

駆動装置４０は、第１ステッピングモータ４４と、第１ステッピングモータ４４に接続された第１ピニオンギア４２と、第１ラックギア１８と、第２ラックギア２８と、を有する。第１メンブレン１０は、第１支持部（第１ロッド）１６に接続されている。第１支持部１６は、第１ラックギア１８を有する。第２メンブレン２０は、第２支持部（第２ロッド）２６に接続されている。第２支持部２６は、第２ラックギア２８を有する。第１ピニオンギア４２は、ＸＹ面内において、第１ステッピングモータ４４の動作により、時計回り又は反時計回りに回転可能である。ＸＹ面は、所定の面の一例である。第１ラックギア１８及び第２ラックギア２８は、それぞれ第１ピニオンギア４２と噛み合うように設けられている。ここで、第１ラックギア１８と第２ラックギア２８は、第１ピニオンギア４２を挟んで、互いに対向するように設けられている。言い換えると、第１ピニオンギア４２は、ＸＹ面内において、第１ラックギア１８と第２ラックギア２８の間に設けられている。これにより、第１ピニオンギア４２が時計回り（第１回転方向の一例）に回転する場合には、第１メンブレン１０は第１移動方向に移動し、第２メンブレン２０は第３移動方向に移動する。また、第１ピニオンギア４２が反時計回り（第２回転方向の一例、第２回転方向は第１回転方向の反対方向）に回転する場合には、第１メンブレン１０は第２移動方向に移動し、第２メンブレン２０は第４移動方向に移動する。なお、図１０においては、第１ラックギア１８と第２ラックギア２８は正対している。しかし、第１ラックギア１８と第２ラックギア２８は正対していなくてもかまわない。

図２２は、本実施形態の第２態様の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー１３０の模式上面図である。

本実施形態の第２態様の駆動装置は、第１ステッピングモータと、第１ステッピングモータに接続され、第１方向及び第２方向を含む所定の面内において回転可能な第１ピニオンギアと、第１ピニオンギアに噛み合い、第１部材を第１方向に移動可能な第１ラックギアと、第２ステッピングモータと、第２ステッピングモータに接続され、所定の面内において回転可能な第２ピニオンギアと、第２ピニオンギアに噛み合い、第２部材を第２方向に移動可能な第２ラックギアと、を有する。

駆動装置１３０は、駆動装置４０ａと、駆動装置４０ｂと、を有する。ここで駆動装置４０ａは、第１ステッピングモータ４４ａと、第１ピニオンギア４２ａと、第１ラックギア１８と、を有する。第１ピニオンギア４２ａは、第１ステッピングモータ４４ａに接続されている。第１ピニオンギア４２ａは、ＸＹ面内において、第１ステッピングモータ４４ａの動作により、時計回り又は反時計回りに回転可能である。第１メンブレン１０は、第１支持部（第１ロッド）１６に接続されている。第１支持部１６は、第１ラックギア１８を有する。第１ラックギア１８は、第１ピニオンギア４２ａと噛み合うように設けられている。これにより、第１ピニオンギア４２ａが時計回りに回転する場合には、第１メンブレン１０は第１移動方向に移動する。また、第１ピニオンギア４２ａが反時計回りに回転する場合には、第１メンブレン１０は第２移動方向に移動する。

駆動装置４０ｂは、第２ステッピングモータ４４ｂと、第２ピニオンギア４２ｂと、第２ラックギア２８と、を有する。第２ピニオンギア４２ｂは、第２ステッピングモータ４４ｂに接続されている。第２ピニオンギア４２ｂは、ＸＹ面内において、第２ステッピングモータ４４ｂの動作により、時計回り又は反時計回りに回転可能である。第２メンブレン２０は、第２支持部（第２ロッド）２６に接続されている。第２支持部２６は、第２ラックギア２８を有する。第２ラックギア２８は、第２ピニオンギア４２ｂと噛み合うように設けられている。これにより、第２ピニオンギア４２ｂが時計回りに回転する場合には、第２メンブレン２０は第１移動方向に移動する。また、第２ピニオンギア４２ｂが反時計回りに回転する場合には、第２メンブレン２０は第２移動方向に移動する。

第１メンブレン１０及び第２メンブレン２０は、第１ラックギア１８と第２ラックギア２８の間に設けられている。このとき、第１メンブレン１０及び第２メンブレン２０は、互いに逆方向へ等しい距離を移動する様に、第１ステッピングモータ４４ａと第２ステッピングモータ４４ｂが正確に回転することが好ましい。

なお、第１ラックギア１８、第１ステッピングモータ４４ａ及び第１ピニオンギア４２ａは、第１支持部１６のＹ方向側に設けられている。しかし、第１ラックギア１８、第１ステッピングモータ４４ａ及び第１ピニオンギア４２ａは、第１支持部１６の－Ｙ方向側に設けられていてもかまわない。

また、第２ラックギア２８，第２ステッピングモータ４４ｂ及び第２ピニオンギア４２ｂは、第２支持部２６の－Ｙ方向側に設けられている。しかし、第２ラックギア２８、第２ステッピングモータ４４ｂ及び第２ピニオンギア４２ｂは、第２支持部２６のＹ方向側に設けられていてもかまわない。

図２３は、本実施形態の第３態様の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー１４０の模式上面図である。第１支持部１６に第１ソレノイドアクチュエータ５０ａが接続されている。第２支持部２６に第２ソレノイドアクチュエータ５０ｂが接続されている。

第１ソレノイドアクチュエータ５０ａは、図示しないワイヤコイルと、ワイヤコイル内に収納可能なプランジャーと、を有する。例えば、第１支持部１６はかかるプランジャーに接続されている。ワイヤコイルから発生される磁場により、プランジャー及び第１支持部１６を介して、第１メンブレン１０は、第１移動方向及び第２移動方向に移動可能となっている。

第２ソレノイドアクチュエータ５０ｂは、図示しないワイヤコイルと、ワイヤコイル内に収納可能なプランジャーと、を有する。例えば、第２支持部２６はかかるプランジャーに接続されている。ワイヤコイルから発生される磁場により、プランジャー及び第２支持部２６を介して、第２メンブレン２０は、第３移動方向及び第４移動方向に移動可能となっている。このとき、第１メンブレン１０及び第２メンブレン２０は、互いに逆方向へ等しい距離を移動する様に、第１ソレノイドアクチュエータ５０ａと第２ソレノイドアクチュエータ５０ｂが正確に動作することが好ましい。

図２４は、本実施形態の第４態様の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー１５０の模式上面図である。第１支持部１６に第１リニアサーボモータ５２ａが接続されている。これにより、第１メンブレン１０は、第１移動方向及び第２移動方向に移動可能となっている。また、第２支持部２６に第２リニアサーボモータ５２ｂが接続されている。これにより、第２メンブレン２０は、第３移動方向及び第４移動方向に移動可能となっている。このとき、第１メンブレン１０及び第２メンブレン２０は、互いに逆方向へ等しい距離を移動する様に、第１リニアサーボモータ５２ａと第２リニアサーボモータ５２ｂが正確に動作する。

比較例である図２のアパーチャープレートを使用してビーム径を変化させると、ビームの光軸がずれてしまい、調整に時間がかかってしまう。このため、最小寸法に合わせて全体を検査することが多い。一方、実施形態の半導体装置を用いれば、試料の寸法に応じてビーム径を短時間で変更できるため、短時間で所望の検査を行うことができる。また、パターン寸法が大きい領域、中程度の領域、微細領域と複数ある場合にはその寸法に応じてアパーチャー径を変更しながらの検査も行うことができる。本願の可変アパーチャーはビーム径を任意に変更できるため、被測定パターンの寸法に応じて検査のアパーチャー径、ピクセルを任意に変更でき、検査時間の短縮化を行うことができる。

本実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー及び荷電粒子ビーム装置によれば、ビーム径変更に伴う調整時間を短縮でき、観察、描画、検査時間を短縮できる、荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー及び荷電粒子ビーム装置の提供が可能となる。

（第４実施形態）
本実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーは、第１部材及び第２部材の下に、第１部材及び第２部材と離間して設けられた第１半導体層と、第１部材及び第２部材の上に、第１部材及び第２部材と離間して設けられた第２半導体層と、をさらに備え、駆動装置は、第１部材に接続された第１電極と、第２部材に接続された第２電極と、第１半導体層と第２半導体層の間に、第１部材と第１方向又は第２方向に離間して設けられた第３半導体層と、第３半導体層に接続された第３電極と、第１半導体層と第２半導体層の間に、第２部材と第１方向又は第２方向に離間して設けられた第４半導体層と、第４半導体層に接続された第４電極と、を有する。ここで、第１乃至第３実施形態と重複する内容の記載は省略する。

図２５は、本実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー１６０の模式図である。図２５（ａ）は、本実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー１６０の模式上面図である。図２５（ｂ）は、図２５（ａ）のＡ－Ａ’断面における荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー１６０の模式断面図である。なお、図２５（ａ）においては、いくつかの部材を省略して図示している。

例えば、第１方向は－Ｘ方向であり、第２方向はＸ方向である。

本実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー１６０は、例えばＭＥＭＳプロセスにより好ましく形成されることができる。また、本実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー１６０は、例えばＭＥＭＳ構造を有することが好ましい。リソグラフィー、エッチング等の、いわゆる半導体プロセスで形成されるため、加工精度が高く、微細な開口径を有するメンブレンや荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーの製造に適しているためである。

本実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー１６０は、後述するように、例えば２枚のＳＯＩ（ＳｉｌｉｏｎＯｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）基板それぞれに第１メンブレン１０及び第２メンブレン２０を形成し、その後に２枚のＳＯＩ基板を接合することにより形成されている。なお、本実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー１６０の製造方法は、これに限定されるものではない。

図２６は、本実施形態のＳＯＩ基板の模式断面図である。図２６（ａ）は、第１ＳＯＩ基板３８０の模式断面図である。第１ＳＯＩ基板３８０は、第１１半導体層３８２と、第１２半導体層３８６と、第１１半導体層３８２と第１２半導体層３８６の間に設けられた第１１絶縁層３８４と、を有する。第１１半導体層３８２及び第１２半導体層３８６は、例えばＳｉ（シリコン）層であるが、これに限定されるものではない。第１１絶縁層３８４は、例えば酸化シリコン層であるが、これに限定されるものではない。第１半導体層６０は、第１１半導体層３８２から形成されている。第３半導体層６４ａ、第１メンブレン１０及び第６半導体層６４ｂは、第１２半導体層３８６から形成されている。第１絶縁層６２ａ及び第２絶縁層６２ｂは、第１１絶縁層３８４から形成されている。

図２６（ｂ）は、第２ＳＯＩ基板３９０の模式断面図である。第２ＳＯＩ基板３９０は、第２１半導体層３９２と、第２２半導体層３９６と、第２１半導体層３９２と第２２半導体層３９６の間に設けられた第２１絶縁層３９４と、を有する。第２１半導体層３９２及び第２２半導体層３９６は、例えばＳｉ（シリコン）層であるが、これに限定されるものではない。第２１絶縁層３９４は、例えば酸化シリコン層であるが、これに限定されるものではない。第２半導体層８０は、第２１半導体層３９２から形成されている。第５半導体層８４ａ、第２メンブレン２０及び第４半導体層８４ｂは、第２２半導体層３９６から形成されている。第３絶縁層８２ａ及び第４絶縁層８２ｂは、第２１絶縁層３９４から形成されている。

第１２半導体層３８６及び第２２半導体層３９６は、ｐ型不純物又はｎ型不純物を含むことが好ましい。後述するように、静電引力を印加するため、かかる不純物を含有して電気伝導性を有することが好ましいからである。

第１半導体層６０としての第１半導体層６０ａ及び第１半導体層６０ｂは、第１貫通孔６１を有している。第１貫通孔６１は、電子ビームＢが通過する貫通孔である。

第１絶縁層６２ａ及び第２絶縁層６２ｂは、それぞれ、第１半導体層６０ａ及び第１半導体層６０ｂの上に設けられている。

第３半導体層６４ａは、第１絶縁層６２ａの上に設けられている。言い換えると、第３半導体層６４ａは、Ｚ方向において、第１絶縁層６２ａを介して、第１半導体層６０ａと離間して設けられている。また、第３半導体層６４ａは、Ｘ方向において、第１メンブレン１０と離間して設けられている。また、第１絶縁層６２ａにより、第１半導体層６０と第１メンブレン１０はＺ方向に離間して設けられている。

第６半導体層６４ｂは、第２絶縁層６２ｂの上に設けられている。言い換えると、第６半導体層６４ｂは、Ｚ方向において、第２絶縁層６２ｂを介して、第１半導体層６０ｂと離間して設けられている。また、第６半導体層６４ｂは、Ｘ方向において、第１メンブレン１０と離間して設けられている。また、第２絶縁層６２ｂにより、第６半導体層６４ｂと第１メンブレン１０はＺ方向に離間して設けられている。

第１接合層７０ａは、第３半導体層６４ａの上に設けられている。

第２接合層７０ｂは、第６半導体層６４ｂの上に設けられている。

第３接合層８６ａは、第１接合層７０ａの上に設けられている。

第４接合層８６ｂは、第２接合層７０ｂの上に設けられている。

第１接合層７０ａ、第２接合層７０ｂ、第３接合層８６ａ及び第４接合層８６ｂは、例えば、金属を含む。第１接合層７０ａ、第２接合層７０ｂ、第３接合層８６ａ及び第４接合層８６ｂは、例えばＣｒ（クロム）、Ａｕ（金）、Ａｌ（アルミニウム）又はＩｒ（イリジウム）等の金属材料を含む。

第３絶縁層８２ａは、第５半導体層８４ａの上に設けられている。

第４絶縁層８２ｂは、第４半導体層８４ｂの上に設けられている。

第５半導体層８４ａは、第３接合層８６ａの上に設けられている。第５半導体層８４ａは、Ｚ方向において、第３絶縁層８２ａを介して、第２半導体層８０ａと離間して設けられている。第５半導体層８４ａは、Ｘ方向において、第２メンブレン２０と離間して設けられている。また、第３絶縁層８２ａにより、第２半導体層８０ａと第２メンブレン２０はＺ方向に離間して設けられている。

第４半導体層８４ｂは、第４接合層８６ｂの上に設けられている。第４半導体層８４ｂは、Ｚ方向において、第４絶縁層８２ｂを介して、第５半導体層８４ａと離間して設けられている。第４半導体層８４ｂは、Ｘ方向において、第２メンブレン２０と離間して設けられている。また、第４絶縁層８２ｂにより、第２半導体層８０ｂと第２メンブレン２０はＺ方向に離間して設けられている。

第２半導体層８０としての第２半導体層８０ａ及び第２半導体層８０ｂは、第２貫通孔８１を有している。第２貫通孔８１は、電子ビームＢが通過する貫通孔である。第２半導体層８０ａと第２半導体層８０ｂは、Ｘ方向において、第２貫通孔８１を挟んで互いに対向する位置に設けられている。

第３部材７４ａは、第１半導体層６０と第２半導体層８０ａの間において、－Ｙ方向に、前記第１メンブレン１０と離間して設けられている。第３部材７４ａは、例えば、第１１絶縁層３８４の一部及び第１２半導体層３８６の一部を含む。第３部材７４ａは、第１半導体層６０に接している。

第４部材７６ａは、第１メンブレン１０と第３部材７４ａを接続している。例えば、第４部材７６ａは、－Ｙ方向又はＹ方向に延伸している。第４部材７６ａは、例えば、第１２半導体層３８６の一部を含む。

Ｚ方向における第１メンブレン１０の膜厚は、Ｚ方向における第４部材７６ａの膜厚より厚い。また、Ｘ方向における第３部材７４ａの幅は、Ｘ方向における第４部材７６ａの幅より長い。

第５部材７４ｂは、第１半導体層６０と第２半導体層８０ａの間において、－Ｙ方向に、前記第２メンブレン２０と離間して設けられている。第５部材７４ｂは、例えば、第２１絶縁層３９４の一部及び第２２半導体層３９６の一部を含む。第５部材７４ｂは、第２半導体層８０に接している。

第６部材７６ｂは、第２メンブレン２０と第５部材７４ｂを接続している。例えば、第６部材７６ｂは、－Ｙ方向又はＹ方向に延伸している。第６部材７６ｂは、例えば、第２２半導体層３９６の一部を含む。

Ｚ方向における第２メンブレン２０の膜厚は、Ｚ方向における第６部材７６ｂの膜厚より厚い。また、Ｘ方向における第５部材７４ｂの幅は、Ｘ方向における第６部材７６ｂの幅より長い。

第７部材７２ａは、第３半導体層６４ａと第４部材７６ａの間に設けられている。第７部材７２ａは、例えば、第１１絶縁層３８４の一部及び第１２半導体層３８６の一部を含む。第３部材７４ａは、第１半導体層６０に接している。ここで、第７部材７２ａは、絶縁層７２ａ_１と、絶縁層７２ａ_１の上に設けられた半導体層７２ａ_２と、を含む。なお、以降の図面では、絶縁層７２ａ_１及び半導体層７２ａ_２をまとめて第７部材７２ａとして図示する。また、第３部材７４ａは、絶縁層７４ａ_１と、絶縁層７４ａ_１の上に設けられた半導体層７４ａ_２と、を含む。なお、以降の図面では、絶縁層７４ａ_１及び半導体層７４ａ_２をまとめて第３部材７４ａとして図示する。

第８部材７２ｂは、第４半導体層８４ｂと第６部材７６ｂの間に設けられている。第８部材７２ｂは、例えば、第２１絶縁層３９４の一部及び第２２半導体層３９６の一部を含む。第５部材７４ｂは、第２半導体層８０に接している。ここで、第８部材７２ｂは、絶縁層７２ｂ_１と、絶縁層７２ｂ_１の下に設けられた半導体層７２ｂ_２と、を含む。なお、以降の図面では、絶縁層７２ｂ_１及び半導体層７２ｂ_２をまとめて第８部材７２ｂとして図示する。また、第５部材７４ｂは、絶縁層７４ｂ_１と、絶縁層７４ｂ_１の下に設けられた半導体層７４ｂ_２と、を含む。なお、以降の図面では、絶縁層７４ｂ_１及び半導体層７４ｂ_２をまとめて第５部材７４ｂとして図示する。

第１電極６６ａは、第３半導体層６４ａの上に、第３半導体層６４ａに接して設けられている。

第２電極６６ｂは、第６半導体層６４ｂの上に、第６半導体層６４ｂに接して設けられている。なお、第２電極６６ｂは、後述するように、第６半導体層８４ｂに電位を印加するためのものなので、例えば第４半導体層８４ｂに接して設けられていてもかまわない。

第３電極７５ａは、第３部材７４ａの上に、第３部材７４ａに接して設けられている。

第４電極７５ｂは、第５部材７４ｂの下に、第５部材７４ｂに接して設けられている。

第１電極６６ａ、第２電極６６ｂ、第３電極７５ａ及び第４電極７５ｂは、例えば、金属等の電気伝導性材料を含む。

このとき、第１方向及び第２方向に平行な方向（例えばＸ方向）における、第１半導体層６０の長さは、第１方向及び第２方向に平行な方向における、第２半導体層８０の長さより長い。第１ＳＯＩ基板３８０に第１電極６６ａ及び第２電極６６ｂを形成している。そのため、第１ＳＯＩ基板３８０から形成された第１半導体層６０の長さをより長くした方が、製造が容易になるためである。

第９部材７４ｃは、第１半導体層６０と第２半導体層８０ａの間において、Ｙ方向に、前記第１メンブレン１０と離間して設けられている。第９部材７４ｃは、例えば、第１１絶縁層３８４の一部及び第１２半導体層３８６の一部を含む。第９部材７４ｃは、第１半導体層６０に接している。

第１０部材７６ｃは、第１メンブレン１０と第９部材７４ｃを接続している。例えば、第１０部材７６ｃは、－Ｙ方向又はＹ方向に延伸している。第１０部材７６ｃは、例えば、第１２半導体層３８６の一部を含む。

Ｘ方向における第９部材７４ｃの幅は、Ｘ方向における第１０部材７６ｃの幅より長い。

第１１部材７４ｄは、第１半導体層６０と第２半導体層８０ａの間において、Ｙ方向に、前記第２メンブレン２０と離間して設けられている。第１１部材７４ｄは、例えば、第２１絶縁層３９４の一部及び第２２半導体層３９６の一部を含む。第１１部材７４ｄは、第２半導体層８０に接している。

第１２部材７６ｄは、第２メンブレン２０と第１１部材７４ｄを接続している。例えば、第１２部材７６ｄは、－Ｙ方向又はＹ方向に延伸している。第１２部材７６ｄは、例えば、第２２半導体層３９６の一部を含む。

また、Ｘ方向における第１１部材７４ｄの幅は、Ｘ方向における第１２部材７６ｄの幅より長い。

第１３部材７２ｃは、第３半導体層６４ａと第１０部材７６ｃの間に設けられている。第１３部材７２ｃは、例えば、第１１絶縁層３８４の一部及び第１２半導体層３８６の一部を含む。第９部材７４ｃは、第１半導体層６０に接している。

第１４部材７２ｄは、第４半導体層８４ｂと第１２部材７６ｄの間に設けられている。第１４部材７２ｄは、例えば、第２１絶縁層３９４の一部及び第２２半導体層３９６の一部を含む。第１４部材７２ｄは、第２半導体層８０に接している。

図２７は、荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー１６０を用いて、よりビーム径の小さい電子ビームを形成するときの状態を示す模式図である。

例えば、第１電極６６ａに正の電位を印加する。すると、第３半導体層６４ａが正に帯電する。また、第３電極７５ａに負の電位を印加する。すると、第３部材７４ａが負に帯電する。さらに、第３部材７４ａから第４部材７６ａを介して、第１メンブレン１０が負に帯電する。すると、第３半導体層６４ａと第１メンブレン１０の間の静電引力により、第３半導体層６４ａと第１メンブレン１０が互いに引きつけ合う。ここで、上述の通り、Ｚ方向における第１メンブレン１０の膜厚は、第４部材７６ａの膜厚より厚い。また、ｘ方向における第３部材７４ａの幅は、ｘ方向における第４部材７６ａの幅より長い。よって、第４部材７６ａは比較的曲がりやすい。同様に、第１０部材７６ｃは比較的曲がりやすい。そのため、図１５に示したように、第１メンブレン１０は、第１移動方向に移動する。なお、第１電極６６ａに負の電位、第３電極７５ａに正の電位を印加してもかまわない。なお、第１電極６６ａに正の電位を印加し、第３電極７５ａを接地するだけでも問題ない。

次に、例えば、第１電極６６ａに正の電位、第３電極７５ａに正の電位を印加する。すると、第３半導体層６４ａが正に帯電する。また、第３部材７４ａが正に帯電する。さらに、第４部材７６ａを介して、第１メンブレン１０が正に帯電する。すると、第３半導体層６４ａと第１メンブレン１０の間の静電引力により、第３半導体層６４ａと第１メンブレン１０が互いに反発し合う。そのため、第１メンブレン１０は、第２移動方向に移動する。なお、第１電極６６ａに負の電位、第３電極７５ａに負の電位を印加してもかまわない。なお、第１電極６６ａと第３電極７５ａを接地するだけでも問題ない。メンブレンを支持するバネ７６ａ、７６ｃ、の剛性により、第１メンブレン１０が、第２移動方向に移動する。

同様に、第２電極６６ｂに正の電位、第４電極７５ｂに負の電位を印加することにより、第２メンブレン２０は、第３移動方向に移動する。ここで、第２電極６６ｂに加えられた電位は、導電性の第２接合層７０ｂ及び導電性の第４接合層８６ｂを介して、第６半導体層８４ｂに印加される。なお、第２電極６６ｂに負の電位、第４電極７５ｂに正の電位を印加してもかまわない。なお、第１電極６６ｂに正の電位を印加し、第３電極７５ｂを接地するだけでも問題ない。

また、同様に、第２電極６６ｂに正の電位、第４電極７５ｂに正の電位を印加することにより、第２メンブレン２０は、第４移動方向に移動する。なお、第２電極６６ｂに負の電位、第４電極７５ｂに負の電位を印加してもかまわない。なお、第１電極６６ｂと第３電極７５ｂを接地するだけでも問題ない。メンブレンを支持するバネ７６ｂ、７６ｂ、の剛性により、第２メンブレン２０が第４移動方向に移動する。

第７部材７２ａ及び第１３部材７２ｃは、第１メンブレン１０が必要以上に第１移動方向に移動することを抑制する。

第８部材７２ｂ及び第１４部材７２ｄは、第２メンブレン２０が必要以上に第２移動方向に移動することを抑制する。

図２８乃至図３３は、本実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャーの製造工程を示す模式断面図である。なお、ここでは、主に、Ａ－Ａ’断面（図２５及び図２７）に示された構成要素の製造工程について説明する。

第２１半導体層３９２と、第２２半導体層３９６と、第２１半導体層３９２と第２２半導体層３９６の間に設けられた第２１絶縁層３９４と、を有する第２ＳＯＩ基板３９０の第２２半導体層３９６の上に、第２２半導体層３９６と接する、第３接合層８６ａ及び第４接合層８６ｂを形成する（図２８）。例えば、ＣｒとＡｕを含む膜をスパッタ法により形成する。その後、フォトレジストを用いたリソグラフィー及びエッチングにより、図２８に示したような第３接合層８６ａ及び第４接合層８６ｂを形成する。なお、フォトレジストは、アッシング等により除去する。

次に、フォトレジストを用いたリソグラフィー及びエッチングにより、第２２半導体層３９６を用いて、第２メンブレン２０を形成する。同時に第２１絶縁層３９４と第３接合層８６ａの間に第５半導体層８４ａを形成し、第２１絶縁層３９４と第４接合層８６ｂの間に第４半導体層８４ｂを形成する（図２９）。

次に、フォトレジストを用いたリソグラフィー及びＳｉ深掘り法等の異方性エッチングにより、第２１半導体層３９２に、第２１絶縁層３９４が露出するような第２貫通孔８１を形成する。ここでは、第２貫通孔８１の左側に図示された第２１半導体層を第２半導体層８０ａ、第２貫通孔８１の右側に図示された第２１半導体層を第２半導体層８０ｂとしている（図３０）。

次に、第２半導体層８０ａと第５半導体層８４ａの間に、第２１絶縁層３９４を用いて、例えば蒸気フッ酸処理により、第３絶縁層８２ａを形成する。このとき同時に、第２半導体層８０ｂと第４半導体層８４ｂの間に、第２１絶縁層３９４を用いて、第４絶縁層８２ｂが形成される（図３１）。

同様に、第１１半導体層３８２と、第１２半導体層３８６と、第１１半導体層３８２と第１２半導体層３８６の間に設けられた第１１絶縁層３８４と、を有する第１ＳＯＩ基板３８０を用いて、第１貫通孔６１、第１半導体層６０ａ、第１半導体層６０ｂ、第１絶縁層６２ａ、第２絶縁層６２ｂ、第１メンブレン１０、第３半導体層６４ａ、第６半導体層６４ｂ、第１電極６６ａ、第１接合層７０ａ及び第２接合層７０ｂを形成する（図３２）。

次に、第１接合層７０ａと第３接合層８６ａ、及び第２接合層７０ｂと第４接合層８６ｂを、例えば熱圧着法により接合し、本実施形態の荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー１６０を得る（図３３）。

なお、荷電粒子ビーム装置を検査装置として使用する場合において、被検査対象はウェハ上のパターン、液晶ディスプレイだけでなく、フォトマスクの検査も可能である。加速電圧を低く、例えば１ｋＶ以下に設定してチャージアップを防止することができる。さらに、ＥＵＶ（ＥｘｔｒｅｍｅＵｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）マスクにおいては、Ｍｏ（モリブデン）やＳｉといった抵抗の低い材料からなる多層ミラーであるため、検査が容易になる。

ここでは電子ビームを例にとったが、イオンビームでの観察や描画も可能である。Ｈ（水素）イオンビーム、Ｈｅ（ヘリウム）イオンビーム、Ｂ（ホウ素）イオンビーム、Ａｒ（アルゴン）イオンビームといった低原子量イオンのビームも、電子ビーム同様に、ビームを操作したり、試料ステージを移動させることで、観察を行ったり、レジストを感光させることができる。さらにはＧａ（ガリウム）イオンやＩｎイオン等の高原子量ビームを使用して直接、マスクやウェハ上の構造体を加工することもできる。また、ガス雰囲気下で上記のイオンを照射して化学反応を起こして、マスクやウウェハの構造体を加工することもできる。

本発明のいくつかの実施形態及び実施例を説明したが、これらの実施形態及び実施例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０：第１メンブレン（第１部材）
１２：第１開口部
１５：第１対角線（対角線）
１８：第１ラックギア
２０：第２メンブレン（第２部材）
２２：第２開口部
２４：第３開口部
２５：第２対角線（対角線）
２８：第２ラックギア
４０：駆動装置
４２：第１ピニオンギア
４２ａ：第１ピニオンギア
４２ｂ：第２ピニオンギア
４４：第１ステッピングモータ
４４ａ：第１ステッピングモータ
４４ｂ：第２ステッピングモータ
５０ａ：第１ソレノイドアクチュエータ
５０ｂ：第２ソレノイドアクチュエータ
５２ａ：第１リニアサーボモータ
５２ｂ：第２リニアサーボモータ
６０：第１半導体層
６４ａ：第３半導体層
６６ａ：第１電極
６６ｂ：第２電極
７２ａ：第７部材
７２ｂ：第８部材
７４ａ：第３部材
７４ｂ：第５部材
７５ａ：第３電極
７５ｂ：第４電極
７６ａ：第４部材
７６ｂ：第６部材
８０：第２半導体層
８４ｂ：第４半導体層
１００：荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー
１１０：荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー
１２０：荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー
１３０：荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー
１４０：荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー
１５０：荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー
１６０：荷電粒子ビーム装置用成形アパーチャー
３００：走査型電子顕微鏡（荷電粒子ビーム装置）
４００：マルチ電子ビーム描画装置（荷電粒子ビーム装置）
Ａ：光軸
Ｂ：電子ビーム
ＢＭ：マルチビーム

Claims

荷電粒子ビームが複数の第３開口部を通過することで、荷電粒子ビームパターンを形成する荷電粒子ビームパターン形成デバイスであって、前記荷電粒子ビームパターン形成デバイスは、
周期的に配列された複数の第１開口部を有する第１部材と、
周期的に配列された複数の第２開口部を有し、それぞれの前記複数の第２開口部がそれぞれの前記複数の第１開口部と重なるように設けられた第２部材と、
を有し、
前記第３開口部は、前記第１開口部及び前記第２開口部の重なりによって定義され、駆動装置によって、前記第１部材を第１方向に移動させ、前記第２部材を前記第１方向と反対の第２方向に移動させることで、形状を変化させることが可能な、
荷電粒子ビームパターン形成デバイス。
前記第３開口部の中心は、形成される前記荷電粒子ビームパターンの設計された光軸である、
請求項１記載の荷電粒子ビームパターン形成デバイス。
前記駆動装置は、前記第１部材と前記第２部材を、実質的に同一の距離だけ移動させる、
請求項１又は請求項２記載の荷電粒子ビームパターン形成デバイス。
前記駆動装置が、前記第１部材と前記第２部材を互いに逆方向に移動させる際に、前記第１開口部と前記第２開口部の重なりにより設けられる前記第３開口部の中心は移動しない、
請求項１乃至請求項３いずれか一項記載の荷電粒子ビームパターン形成デバイス。
前記第１開口部の形状は所定の正方形であり、
前記第２開口部の形状は前記所定の正方形であり、
前記第１方向及び前記第２方向は、それぞれ前記所定の正方形の対角線に平行である、
請求項１乃至請求項４いずれか一項記載の荷電粒子ビームパターン形成デバイス。
前記第１部材及び前記第２部材は、シリコンを含有する、
請求項１乃至請求項５いずれか一項記載の荷電粒子ビームパターン形成デバイス。
前記駆動装置は、
第１ステッピングモータと、
前記第１ステッピングモータに接続され、前記第１方向及び前記第２方向を含む所定の面内において回転可能な第１ピニオンギアと、
前記第１ピニオンギアに噛み合い、前記第１部材を前記第１方向に移動可能な第１ラックギアと、
前記第１ピニオンギアに噛み合い、前記第１部材を前記第２方向に移動可能な第２ラックギアと、
を有する請求項１乃至請求項６いずれか一項記載の荷電粒子ビームパターン形成デバイス。
前記第１ピニオンギアは、前記所定の面内において、前記第１ラックギアと前記第２ラックギアの間に設けられている、
請求項７記載の荷電粒子ビームパターン形成デバイス。
前記駆動装置は、
第１ステッピングモータと、
前記第１ステッピングモータに接続され、前記第１方向及び前記第２方向を含む所定の面内において回転可能な第１ピニオンギアと、
前記第１ピニオンギアに噛み合い、前記第１部材を前記第１方向に移動可能な第１ラックギアと、
第２ステッピングモータと、
前記第２ステッピングモータに接続され、前記所定の面内において回転可能な第２ピニオンギアと、
前記第２ピニオンギアに噛み合い、前記第２部材を前記第２方向に移動可能な第２ラックギアと、
を有する請求項１乃至請求項６いずれか一項記載の荷電粒子ビームパターン形成デバイス。
前記第１部材及び前記第２部材は、前記第１ラックギアと前記第２ラックギアの間に設けられている、
請求項９記載の荷電粒子ビームパターン形成デバイス。
前記駆動装置は、
前記第１部材に接続された第１ソレノイドアクチュエータと、
前記第２部材に接続された第２ソレノイドアクチュエータと、
を有する請求項１乃至請求項６いずれか一項記載の荷電粒子ビームパターン形成デバイス。
前記駆動装置は、
前記第１部材に接続された第１リニアサーボモータと、
前記第２部材に接続された第２リニアサーボモータと、
を有する請求項１乃至請求項６いずれか一項記載の荷電粒子ビームパターン形成デバイス。
前記第１部材及び前記第２部材の下に、前記第１部材及び前記第２部材と離間して設けられた第１半導体層と、
前記第１部材及び前記第２部材の上に、前記第１部材及び前記第２部材と離間して設けられた第２半導体層と、
をさらに備え、
前記駆動装置は、
前記第１部材に接続された第１電極と、
前記第２部材に接続された第２電極と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層の間に、前記第１部材と前記第１方向又は前記第２方向に離間して設けられた第３半導体層と、
前記第３半導体層に接続された第３電極と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層の間に、前記第２部材と前記第１方向又は前記第２方向に離間して設けられた第４半導体層と、
前記第４半導体層に接続された第４電極と、
を有する請求項１乃至請求項６いずれか一項記載の荷電粒子ビームパターン形成デバイス。
前記第１部材と前記第３半導体層の間の静電引力により、前記第１部材は前記第１方向に移動し、
前記第２部材と前記第４半導体層の間の静電引力により、前記第２部材は前記第２方向に移動する、
請求項１３記載の荷電粒子ビームパターン形成デバイス。
前記第１方向に平行な前記第１半導体層の長さは、前記第１方向に平行な前記第２半導体層の長さより長い、
請求項１３又は請求項１４記載の荷電粒子ビームパターン形成デバイス。
前記第１半導体層と前記第２半導体層の間において、前記第１方向及び前記第２方向に交差する方向に、前記第１部材と離間して設けられた第３部材と、
前記第１方向及び前記第２方向に交差する方向に延伸し、前記第１部材と前記第３部材を接続する第４部材と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層の間において、前記第１方向及び前記第２方向に交差する方向に、前記第２部材と離間して設けられた第５部材と、
前記第１方向及び前記第２方向に交差する方向に延伸し、前記第２部材と前記第５部材を接続する第６部材と、
をさらに備える請求項１３乃至請求項１５いずれか一項記載の荷電粒子ビームパターン形成デバイス。
前記第１部材の膜厚は前記第４部材の膜厚より厚く、
前記第２部材の膜厚は前記第６部材の膜厚より厚い、
請求項１６記載の荷電粒子ビームパターン形成デバイス。
前記第３半導体層と前記第４部材の間に設けられた第７部材と、
前記第４半導体層と前記第６部材の間に設けられた第８部材と、
をさらに備える請求項１６又は請求項１７記載の荷電粒子ビームパターン形成デバイス。
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
請求項１乃至請求項１８いずれか一項記載の荷電粒子ビームパターン形成デバイスと、
を備え、
前記荷電粒子ビームは前記第１開口部及び前記第２開口部を通過する、
荷電粒子ビーム装置。
前記放出部の光軸は、前記第１開口部と前記第２開口部の重なりにより定義された前記第３開口部を通過する、
請求項１９記載の荷電粒子ビーム装置。
荷電粒子ビームが第３開口部を通過することで、荷電粒子ビームパターンを形成する荷電粒子ビームパターン形成デバイスであって、前記荷電粒子ビームパターン形成デバイスは、
第１開口部を有する第１部材と、
第２開口部を有し、前記第２開口部が前記第１開口部と重なるように設けられた第２部材と、
前記第１部材及び前記第２部材の下に、前記第１部材及び前記第２部材と離間して設けられた第１半導体層と、
前記第１部材及び前記第２部材の上に、前記第１部材及び前記第２部材と離間して設けられた第２半導体層と、
を有し、
前記第３開口部は、前記第１開口部及び前記第２開口部の重なりによって定義され、駆動装置によって、前記第１部材を第１方向に移動させ、前記第２部材を前記第１方向と反対の第２方向に移動させることで、形状を変化させることが可能であり、
前記駆動装置は、
前記第１部材に接続された第１電極と、
前記第２部材に接続された第２電極と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層の間に、前記第１部材と前記第１方向又は前記第２方向に離間して設けられた第３半導体層と、
前記第３半導体層に接続された第３電極と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層の間に、前記第２部材と前記第１方向又は前記第２方向に離間して設けられた第４半導体層と、
前記第４半導体層に接続された第４電極と、
を有する、
荷電粒子ビームパターン形成デバイス。