JP2019169362A - 電子ビーム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】深溝や深孔の底部を大電流条件で高精度に観察するのに適した電子ビーム装置を提供する。【解決手段】電子ビーム装置は、電子源１００からの電子ビーム１１６を開口１５３に照射する照射光学系と、開口の開口像を試料１１４上に投影結像する縮小投影光学系とを有する電子光学系と、試料上に投影結像された開口の開口像の投影倍率と、電子光学系により試料に照射された電子ビームの開口角４０２とを制御する制御部１４６とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、電子ビームを用いて観察、検査、計測を行う電子ビーム装置に関する。

電子ビームを用いた試料の観察、検査、計測等に用いられる走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）などの電子ビーム装置は、電子源から放出された電子を加速し、静電レンズや電磁レンズによって試料表面上に収束させて照射する。これを１次電子と呼んでいる。１次電子の入射によって試料からは２次電子（低エネルギーの電子を二次電子、高エネルギーの電子を反射電子と分けて呼ぶ場合もある）が放出される。電子ビームを偏向して試料上を走査しながら、これら２次電子を検出することで、試料上の微細パターンや組成分布の走査画像を得ることができる。また、試料に吸収される電子を検出することで、吸収電流像を形成することも可能である。

走査電子顕微鏡において、深溝や深孔の底部の観察あるいは高精度なパターン寸法計測を行うためには、電子ビームの電流量を増大させることにより信号量を大きくする必要がある。しかも電子ビームの開口角を小さくしなければ、デフォーカスによるビームボケが大きくなり、深溝や深孔の底部を上部より分離して観察することが困難となる。特許文献１には、半導体検査装置等の用途に用いられる荷電粒子線装置において、大電流条件下で開口角を小さくする手法が開示されている。一方、特許文献２には、電子ビーム露光装置に適用される多段レンズを用いた電子光学系が開示されている。電子ビーム露光装置の電子光学系は、描画速度を上げる目的で高いビーム電流密度を有している。

特開２０１５−２１６０８６号公報 特開２００７−６７１９２号公報

特許文献１に開示される一般的な走査電子顕微鏡においては、後述するように、電子源像が試料表面に形成される。開口角を小さくした上で大電流を得るためには電子源像の投影倍率を大きくせざるを得ない。投影倍率が大きいと電子源の輝度ムラ、装置の振動といったノイズが電子源像に反映されやすくなる結果、装置のノイズ耐性を低下させることによる取得画像の劣化や、電子源の個体差により生じる装置間の特性差（機差）など、種々の問題を引き起こす。

また、特許文献２のような電子ビーム露光装置では照射する電子ビームは描画に適した、あらかじめ定められた光学条件に固定されており、走査電子顕微鏡のように観察する試料にあわせて試料に照射するビーム電流密度を変化させるような使い方はなされない。このため、特許文献２の電子光学系では電子ビームの光学条件を制御することについては開示がない。

本発明は深溝や深孔の底部を大電流条件で高精度に観察するのに適した電子ビーム装置を提供するものである。

本発明の一実施の形態である電子ビーム装置は、電子源からの電子ビームを開口に照射する照射光学系と、開口の開口像を試料上に投影結像する縮小投影光学系とを有する電子光学系と、試料上に投影結像された開口の開口像の投影倍率と、電子光学系により試料に照射された電子ビームの開口角とを制御する制御部とを有する。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

大電流条件であっても、電子ビームの投影倍率、開口角を制御することで適切なＳＥＭ画像の取得が可能であり、特に深孔や深溝の観察に効果的である。

走査電子顕微鏡の全体概略図である。 走査電子顕微鏡の電子軌道を説明する図である。 図２の開口基準軌道の詳細を示す図である。 試料近傍の電子軌道を示す図である。 電子光学系における電流量と倍率との関係を示す図である。 開口像倍率制御を説明する図である。 開口角制御結果を示す図である。 開口角制御の原理を説明する図である。 表示装置に表示されるＧＵＩの例を示す。 高速検査のためのフローチャートである。 高速検査のための別のフローチャートである。 走査電子顕微鏡（変形例）の全体概略図である。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ここでは走査電子顕微鏡を例に説明するが、走査電子顕微鏡以外の電子ビーム装置にも適用可能である。

図１は、本発明の実施の形態に係る走査電子顕微鏡を示す全体概略図である。電子銃１０１により電子源１００から放出された電子ビーム（１次電子１１６）は、第１コンデンサレンズ１０３、第２コンデンサレンズ１０５及び開口照射レンズ１５０の３段のレンズを通り、開口板１５４に照射される。開口板１５４には開口１５３が設けられている。また、開口１５３は開口板ステージ１５５を制御する開口位置制御部１６３により電子ビームに対する開口の位置を調整可能とされている。開口１５３を透過した電子ビームは、第１縮小レンズ１５１、第２縮小レンズ１５２及び対物レンズ１１３の３段のレンズを通り、ステージ１１５に保持された試料１１４上に照射される。詳細は後述するが、以上の電子光学系により、試料１１４上に開口１５３の像（開口像）が投影結像される。開口１５３は円形開口とすることが望ましい。円形開口は等方的であるために画像処理が行いやすいためである。

なお、この構成例では、対物レンズ上磁路１１０にはブースター電圧制御部１４１から正電圧が、試料１１４には試料電圧制御部１４４から負電圧が印加されることにより、静電レンズが形成されているため、対物レンズ１１３は磁場電場重畳レンズとなっている。また、対物レンズ１１３の磁路開口は試料１１４側に向いており、セミインレンズ型と呼ばれるレンズ構造となっている。対物レンズ制御部１４２は、対物レンズコイル１１２に流れる励磁電流を制御する。

電子ビームが試料１１４に照射されることにより放出される２次電子１１７（低速電子を二次電子、高速電子を反射電子と分類する場合もある）は縮小投影光学系（走査電子顕微鏡の電子光学系を開口板１５４の上下で区分し、開口板１５４から試料１１４側の電子光学系を縮小投影光学系と呼び、電子源１００から開口板１５４までの電子光学系を照射光学系と呼ぶ）の中間にある第１検出器１２１あるいは対物レンズ１１３の底面にある第２検出器１２２により検出される。第１検出器１２１は第１検出系制御部１３６によって、第２検出器１２２は第２検出系制御部１３８によって制御される。試料１１４上の１次電子１１６は、第１走査偏向器１０６と第２走査偏向器１０８により２次元に走査され、結果として試料１１４の２次元画像情報を得ることができる。２次元走査は一般的に横方向のライン走査を縦方向に開始位置を移動しながら行われる。この２次元画像情報の中心位置は、第１走査偏向器制御部１３７によって制御される第１走査偏向器１０６と第２走査偏向器制御部１３９によって制御される第２走査偏向器１０８により規定される。この例では第１走査偏向器１０６及び第２走査偏向器１０８は静電偏向器とする。

なお、電子銃１０１は電子銃制御部１３１により、第１コンデンサレンズ１０３は第１コンデンサレンズ制御部１３３により、第２コンデンサレンズ１０５は第２コンデンサレンズ制御部１３５により、開口照射レンズ１５０は開口照射レンズ制御部１６０により、第１縮小レンズ１５１は第１縮小レンズ制御部１６１により、第２縮小レンズ１５２は第２縮小レンズ制御部１６２により、それぞれ制御される。また、電子銃１０１の後段には１次電子１１６のビーム軸を制御するための第１アライナー１０２が配置され、第１アライナー制御部１３２によって制御される。これら電子光学系の各要素または検出器に対する制御部は、装置全体を制御する装置制御部１４６により、記録装置１４５に記憶された制御データ等に基づいて統一的に制御される。第１検出器１２１または第２検出器１２２によって検出された検出信号は、記録装置１４５に記憶されたり、表示装置１４７に表示したりして利用される。また、異常判定部１４９は検出信号からの２次元画像情報から試料１１４の欠陥候補を抽出する。

図２に図１の走査電子顕微鏡の電子光学系における電子の基準軌道を示す。基準軌道として、電子源中心１００ａを物点とする電子源基準軌道２０１（一点鎖線）と開口中心１５４ａを物点とする開口基準軌道２０２（実線）とを示している。電子源基準軌道２０１では、電子源中心１００ａを物点とする電子ビームが、２つのコンデンサレンズ１０３，１０５により電子源第２中間像２１１を形成し、開口照射レンズ１５０により平行ビームとして開口板１５４を照射する。開口１５３を透過した平行ビームは、２つの縮小レンズ１５１，１５２により電子源像２１３を形成する。このとき、電子源像２１３は対物レンズ１１３の後方焦点面に電子源像２１３を形成するように制御される。

一方、開口基準軌道２０２では、開口中心１５４ａを物点とする電子ビームが、２つの縮小レンズ１５１，１５２と対物レンズ１１３とにより試料１１４上に縮小された開口１５３の開口像２２１を形成する。図３に開口基準軌道２０２の詳細を示す。図３は、開口板１５４の開口１５３を試料上に開口像２２１として投影結像する電子軌道の開口の右端と左端からの３方向の電子軌道（それぞれ、開口右端軌道２５１（破線）及び開口左端軌道２５２（点線）という）を示している。電子軌道が第１縮小レンズ１５１と第２縮小レンズ１５２により開口中間像２２０を形成した後に、レンズ条件に従った倍率で試料１１４上に開口像２２１として投影結像される様子が示されている。ここで、電子源基準軌道２０１及び開口基準軌道２０２それぞれの平行軌道部分は外乱に弱い。このため、それぞれの平行軌道部分、すなわち開口板１５４と第１縮小レンズ１５１との間及び第１縮小レンズ１５１と第２縮小レンズ１５２との間にそれぞれ磁気シールド１９０，１９１を配置している（図１参照）。

図４に試料１１４近傍での電子軌道を示す。図では開口板１５４の開口１５３の両端を物点とした電子軌道を有する１次電子４０１を示しており、図３に示した電子軌道により、開口角４０２の角度を持って試料１１４上に焦点を結んでいる。左右の焦点位置の間に開口像２２１が形成されることになる。また、開口角４０２の中心を通る軌道と試料面とのなす角度が入射角４０３であり、本実施例では左右ともおおよそ９０度である。この状態をテレセントリックと呼び深溝や深孔の観察では重要な電子ビーム特性である。図２において説明したように、対物レンズ１１３の後方焦点面に電子源像２１３を形成しているのはこの状態を実現するためである。すなわち、対物レンズ１１３の後方焦点面は対物レンズ１１３に対して試料側から光軸方向に沿って平行ビームを入射した場合に、焦点を結ぶ位置である。図３に示されるように、開口右端軌道２５１のうち光軸方向に沿って直進する軌道２５１ａ及び開口左端軌道２５２のうち光軸方向に沿って直進する軌道２５２ａは、２つの縮小レンズ１５１，１５２により電子源像２１３の位置で点４０５に入射される。点４０５は対物レンズ１１３の後方焦点面上の点であるから、点４０５から対物レンズ１１３に入射された電子ビームは、試料面に対して垂直に入射する電子軌道を有することになる。

深溝や深孔のような３次元構造の観察では、底面部に焦点を形成した際にも上面部でのビームのボケを小さくするには、開口角４０２を小さくする必要がある。一方で３次元構造の底部からは信号電子（２次電子１１７）の脱出確率が低いため、ＳＮの良い画像を取得するためには大電流が必要となる。電子源の輝度には限界があるため、結果として開口角を小さくしながら大電流を得る光学条件では、開口像は大きくなる。これに対して、通常の電子源結像型の電子ビーム装置では試料１１４表面に電子源像が形成される。開口角を小さくしながら大電流を得る光学条件では、電子源像が大きくなるのは開口像と同じである。電子源１００としてＺｒ／Ｏショットキー電子源を用いる場合、大電流のために電子源像径を10ｎｍとすると、Ｚｒ／Ｏショットキー電子源の仮想光源径は20〜30ｎｍであるため、電子光学系の倍率は0.33〜0.5になる。このように倍率が大きいと、電子光学系の上部で発生する機械振動や電子ノイズによるビーム振動をほとんど縮小することができないことになり、電子ビーム装置としての性能を大きく損なうことになる。

本実施の形態に係る開口結像型の電子ビーム装置では、開口像径を同じ10ｎｍとし、開口１５３として例えば0.4μｍの径の開口を用いれば、縮小投影光学系の倍率を0.025とすることができる。したがって、電子光学系の上部で発生する機械振動や電子ノイズによるビーム振動を大きく縮小することができる。開口の形状は色々考えられるが、形状を円形とし、その径を１μｍ以下とすることが有効である。さらに、開口板１５４の開口サイズを切り換えることにより、同じ大きさの開口像を得るための倍率を変えることができるので、縮小投影光学系の投影倍率の選択に自由度ができることになる。開口板１５４に異なるサイズの開口を複数設けて切り換えるようにしてもよいし、開口サイズが可変な開口を設けてもよい。図５に開口角を一定とした場合における電子光学系（縮小投影光学系）の電流量と倍率との関係例を示す。電子源結像型では電流が増大するに従って電子源像径が大きくなり、これにともない倍率が大きくなっている。一方、開口結像型としては、電流が増大するのに応じて開口サイズを大きくした例を示している。このように、電流が増大するにつれて開口サイズを大きくすることで、倍率を小さく保つことが可能である。

なお、開口板１５４の開口１５３に円形開口を用いることが望ましいのは、試料１１４の電子顕微鏡像観察では異方性のある形状の電子ビームで走査すると取得画像が試料構造を正確に反映することができなくなるためである。円形開口を用いれば、画像に意図しない異方性を付加することはない。

次に、電子光学系の制御について説明する。電子顕微鏡では撮像対象の構造や材料に応じて電流量や開口角を最適化する必要がある。電子銃の輝度を一定とすると、電流量は開口角の２乗と開口像サイズの２乗（開口像面積）の積に比例する。したがって、同じ開口を用いて、同じ開口角で電流量を制御するには開口１５３の投影倍率を制御する必要がある。図６に開口１５３の試料上への投影倍率を制御した結果を示す。縮小投影光学系において、装置制御部１４６は、第１縮小レンズ１５１と第２縮小レンズ１５２とを連動させて制御を行う。図６の横軸は、第１縮小レンズ１５１に対する第２縮小レンズ１５２の相対強度を示している。倍率を小さくする場合には、第２縮小レンズ１５２を強励磁にするとともに第１縮小レンズ１５１を弱励磁にして所定の倍率を与える相対強度とする。このように第１縮小レンズ１５１及び第２縮小レンズ１５２の励磁方向を逆方向に連動制御することで、電子源像２１３の位置を対物レンズの後方焦点面に保持し、テレセントリックな状態（図４参照）とすることができる。最後に対物レンズを僅かに弱励磁として試料上での焦点を合わせる。このように複数の光学特性を調整するために少なくとも３つのレンズの制御が必要となり、第２縮小レンズと他の２つのレンズの強度を強弱逆方向に制御することになる。倍率を大きくするときは、３つのレンズの励磁方向を、先に説明した倍率を小さくする場合とは逆方向に連動制御する。また、この動作により開口角も変化するので、次に述べる開口角制御も合わせて必要となる。

もう１つの制御パラメータである試料面上の開口角を制御した結果を図７Ａに示す。照射光学系において、装置制御部１４６は、第１コンデンサレンズ１０３と第２コンデンサレンズ１０５とを連動させて制御を行う。横軸は第１コンデンサレンズに対する第２コンデンサレンズの相対強度を示したものである。開口照射レンズ１５０は短焦点レンズであるので、磁気応答やヒステリシスの影響を避けるために強度を固定して使用することが望ましい。したがって、電子源第２中間像２１１の位置を固定して使用するため、第１コンデンサレンズ１０３及び第２コンデンサレンズ１０５の励磁方向を逆方向に連動して制御する。

開口角制御の原理について、図７Ｂを用いて説明する。開口角を大きくするためには第２コンデンサレンズ１０５を強励磁にして第１コンデンサレンズ１０３を弱励磁にすることになる。これにより、電子源第２中間像２１１の位置を固定したまま、電子源第１中間像２１０の位置を上方に移動させることが出来る。図７Ｂでは、相対的に開口角が小さい状態における電子源第２中間像２１１ａと相対的に開口角が大きい状態における電子源第２中間像２１１ｂとを示している。電子源第１中間像２１０の位置が上方に移動する結果、電子源第２中間像２１１ｂは電子源第２中間像２１１ａよりも大きくなる。この結果、電子源第２中間像２１１ａで照射される開口の開口基準軌道２０２ａと光軸とのなす角（開口基準軌道２０２ａの開口面での半開口角）４１０ａ、電子源第２中間像２１１ｂで照射される開口の開口基準軌道２０２ｂと光軸とのなす角（開口基準軌道２０２ｂの開口面での半開口角）４１０ｂに関して、角４１０ａの大きさ＜角４１０ｂの大きさとなっている。開口基準軌道２０２について、考慮すべきものは開口角と第１縮小レンズ１５１への垂直照射であるが、２つのレンズ（第１コンデンサレンズ１０３及び第２コンデンサレンズ１０５）を制御することで、電子源第２中間像２１１の位置を維持しながら大きさを制御することが可能となっている。また、開口角を小さくする場合はこの逆方向に制御すればよい。

以上説明した通り、本実施例の電子光学系では照射光学系と縮小投影光学系とのそれぞれで、少なくとも３つのレンズがあれば、投影倍率と開口角の２つの光学パラメータを制御することが可能になる。照射光学系では励磁を連動制御する２つのレンズと励磁を固定で用いる１つのレンズ、縮小投影光学系では励磁を連動制御する２つのレンズと励磁をほとんど固定で用いる１つのレンズが必要となっている。

図８に表示装置１４７に表示されるＧＵＩ（Graphical User Interface）の例を示す。画面８０１には、走査電子顕微鏡が取得したＳＥＭ画像（検出信号からの２次元画像情報）を表示するＳＥＭ画像表示部８０２とともに、電子光学系における光学パラメータの調整や決定を容易に行うことができるよう、投影倍率と半開口角（開口角（図４参照）の1/2、半開口角の単位は「mrad」である）とを含む光学パラメータが表示される光学パラメータ表示部８０３が設けられている。

次に、本実施の形態の電子ビーム装置を用いた試料の検査方法について説明する。図９に高速検査のためのフローチャートを示す。高速検査には光学条件を大電流とする必要があるが、この場合、試料の微細な構造の観察に適した小開口角で大電流となる光学条件とするために開口像のサイズが大きくなり、その結果得られるＳＥＭ画像（検出信号からの２次元画像情報）の分解能やＳＮが劣化する傾向がある。このため、高速検査と取得されるＳＥＭ画像の鮮明性との間にトレードオフの関係が生じる。そこで図９に示すような２段階撮像を行う。第１の撮像箇所へ移動し（ステップ９０１）、撮像し（ステップ９０２）、撮像されたＳＥＭ画像（検出信号からの２次元画像情報）に対して異常判定部１４９にて異常判定を行う（ステップ９０３）。撮像されたＳＥＭ画像より欠陥候補ありと判定された場合には、電子線の全照射量を大きくして撮像を行い、ＳＮを向上させたＳＥＭ画像を取得する（ステップ９０４）。欠陥候補なしと判定された場合には、次の撮像箇所へ移動する（ステップ９０５）。

あるいは図１０のフローチャートに示すように、図９のステップ９０４に代えて、投影倍率を小さくした撮像を追加で行い、分解能を向上させたＳＥＭ画像を取得する（ステップ９１１）。これらにより電子ビーム装置による高速検査と解析容易化の両立を図ることができる。

図１１に図１に示した走査電子顕微鏡（変形例）の全体概略図を示す。この例では、照射光学系において第１の開口９５１を有する第１の開口板９５２を設け、縮小投影光学系において第２の開口９５３を有する第２の開口板９５４を設けている。具体的な配置箇所は一例であり、ここでは、第１の開口板９５２を第１コンデンサレンズ１０３と第２コンデンサレンズ１０５との間に設け、第２の開口板９５４を第１縮小レンズ１５１と第２縮小レンズ１５２との間に設けている。

第１の開口９５１は、電子ビームが電子源１００より出射された後のできるだけ早い段階で電子ビームの電流量を低減することにより、クーロン効果による電子ビーム特性の劣化を防止するものである。試料に照射される電流量は後段の開口１５３により決定される。また、第２の開口９５３は、電子ビームの波としての干渉効果を制御することにあり、これにより回折収差やデフォーカス時のビームボケの制御を行うものである。第２の開口９５３の大きさは開口位置での電子ビームの半値幅より大きいことが望ましく、更に電子ビームの大部分を透過させることで他の電子ビーム特性に与える影響は無視することができる。これにより、電子ビーム装置による検査や解析を安定に行うことができる。

以上のような開口像を試料に投影する電子ビーム装置は、特に大電流条件下では分解能劣化の主要因となる開口像サイズを開口形状と投影倍率で定めることができるため、制御が容易である。このため、機差低減の観点からも有効である。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある例の構成の一部を他の例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある例の構成に他の例の構成を加えることも可能である。また、各例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、実施例では試料の観察、検査、計測等に用いられる走査電子顕微鏡を例に本発明を説明したが、描画装置に対しても適用可能である。電子ビームの電流量に応じて投影倍率と開口角の制御を行うことで、レジストの材料等に応じてビーム電流密度を変更するような場合であっても容易に電子ビームの光学条件を変更して適切な描画を行うことが可能になる。

１０１…電子銃、１０２…第１アライナー、１０３…第１コンデンサレンズ、１０５…第２コンデンサレンズ、１０６…第１走査偏向器、１０８…第２走査偏向器、１１３…対物レンズ、１１４…試料、１１５…ステージ、１１６…１次電子、１１７…２次電子、１２１…第１検出器、１２２…第２検出器、１３１…電子銃制御部、１３２…第１アライナー制御部、１３３…第１コンデンサレンズ制御部、１３５…第２コンデンサレンズ制御部、１３６…第１検出系制御部、１３７…第１走査偏向器制御部、１３８…第２検出系制御部、１３９…第２走査偏向器制御部、１４１…ブースター電圧制御部、１４２…対物レンズ制御部、１４４…試料電圧制御部、１４５…記録装置、１４６…装置制御部、１４７…表示装置、１４９…異常判定部、１５０…開口照射レンズ、１５１…第１縮小レンズ、１５２…第２縮小レンズ、１５３…開口、１５４…開口板、１５５…開口板ステージ、１６１…第１縮小レンズ制御部、１６２…第２縮小レンズ制御部、１６３…開口位置制御部、１９０…第１磁気シールド、１９１…第２磁気シールド、２０１…電子源基準軌道、２０２…開口基準軌道、２１０…電子源第１中間像、２１１…電子源第２中間像、２１２…電子源第３中間像、２１３…電子源像、２２０…開口中間像、２２１…開口像、２５１…開口右端軌道、２５２…開口左端軌道、４０２…開口角、４０３…入射角、９５１…第１の開口、９５２…第１の開口板、９５３…第２の開口、９５４…第２の開口板。

Claims (9)

1. 電子源からの電子ビームを開口に照射する照射光学系と、前記開口の開口像を試料上に投影結像する縮小投影光学系とを有する電子光学系と、
   前記試料上に投影結像された前記開口の開口像の投影倍率と、前記電子光学系により前記試料に照射された前記電子ビームの開口角とを制御する制御部とを有する電子ビーム装置。
2. 請求項１において、
   前記照射光学系は、第１コンデンサレンズ、第２コンデンサレンズ及び開口照射レンズを有し、
   前記縮小投影光学系は、第１縮小レンズ、第２縮小レンズ及び対物レンズを有し、
   前記開口照射レンズは、前記第１コンデンサレンズ及び前記第２コンデンサレンズにより形成される電子源中間像を、前記開口に向けて垂直照射するよう設定され、
   前記制御部は、前記第２縮小レンズの励磁方向を前記第１縮小レンズの励磁方向とは逆方向に連動して制御することにより、前記第１縮小レンズ及び前記第２縮小レンズにより形成される電子源像の位置を前記対物レンズの後方焦点面に保持したまま、前記投影倍率を制御する電子ビーム装置。
3. 請求項２において、
   前記制御部は、前記第１縮小レンズ及び前記第２縮小レンズを制御した後、前記対物レンズを制御して前記電子ビームの焦点を前記試料上に合わせる電子ビーム装置。
4. 請求項２において、
   前記制御部は、前記第２コンデンサレンズの励磁方向を前記第１コンデンサレンズの励磁方向とは逆方向に連動して制御することにより、前記第１コンデンサレンズ及び前記第２コンデンサレンズにより形成される前記電子源中間像の位置を保持しながら、前記開口角を制御する電子ビーム装置。
5. 請求項４において、
   前記開口照射レンズは強度が固定されている電子ビーム装置。
6. 請求項１において、
   前記開口は円形開口である電子ビーム装置。
7. 請求項２において、
   前記開口と前記第１縮小レンズとの間に第１の磁気シールド、及び前記第１縮小レンズと前記第２縮小レンズとの間に第２の磁気シールドを有する電子ビーム装置。
8. 請求項２において、
   前記照射光学系に第１の開口、及び前記縮小投影光学系に第２の開口を有する電子ビーム装置。
9. 請求項８において、
   前記第２の開口の大きさは開口位置での前記電子ビームの半値幅より大きい電子ビーム装置。

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