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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024091535
(43)【公開日】2024-07-04
(54)【発明の名称】荷電粒子レンズ、電磁レンズ及び荷電粒子光学装置
(51)【国際特許分類】
H01J 37/141 20060101AFI20240627BHJP
H01J 37/143 20060101ALI20240627BHJP
H01L 21/027 20060101ALI20240627BHJP
G03F 7/20 20060101ALI20240627BHJP
【ＦＩ】
H01J37/141 A
H01J37/143
H01L21/30 541B
H01L21/30 541W
G03F7/20 504
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023212433
(22)【出願日】2023-12-15
(31)【優先権主張番号】22216094.7
(32)【優先日】2022-12-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(71)【出願人】
【識別番号】509316578
【氏名又は名称】アイエムエス ナノファブリケーション ゲーエムベーハー
(74)【代理人】
【識別番号】100080816
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 朝道
(74)【代理人】
【識別番号】100098648
【弁理士】
【氏名又は名称】内田 潔人
(72)【発明者】
【氏名】クリストフ シュペングラー
(72)【発明者】
【氏名】ヨハネス ライトナー
(72)【発明者】
【氏名】ディートマー プッフベルガー
(72)【発明者】
【氏名】ダニエル モーゼー
【テーマコード（参考）】
5C101
5F056
【Ｆターム（参考）】
5C101AA27
5C101BB03
5C101BB07
5C101BB08
5C101BB10
5C101EE03
5C101EE13
5C101EE14
5C101EE19
5C101EE23
5C101EE59
5C101EE63
5C101EE64
5C101EE67
5C101EE69
5C101EE70
5C101FF56
5C101GG19
5C101LL04
5F056AA07
5F056AA33
5F056CB31
5F056EA05
(57)【要約】 （修正有）
【課題】永久磁石を含むがレンズの光学特性を高精度で調節可能にする荷電粒子レンズの提供。
【解決手段】微調節可能な荷電粒子レンズ（１０）は縦軸（ｃｘ）に沿って延伸するビーム通路（１１）を包囲する、永久磁石（２１）及びヨークボディ（２５）を含む磁気回路アセンブリ（２０）を含む。永久磁石は、内方に向かってビーム通路に到達する磁界（６１）を生成する、少なくとも２つのギャップ（２９０、２９１）を有する磁気回路を形成するよう、インナーヨーク要素（２５０）とアウターヨーク要素（２５１）の間に配置される。インナーヨークシェル（２５０）とアウターヨークシェル（２５１）の間には電磁的調節コイル（３１）が配置されている。電磁的調節コイル（３１）は、主として周方向に沿って流れる調節可能な供給電流によって駆動され、磁気回路の磁束を修正して、ギャップ（２９０、２９１）内の磁束密度に変化を引き起こす。
【選択図】図１
【解決手段】微調節可能な荷電粒子レンズ（１０）は縦軸（ｃｘ）に沿って延伸するビーム通路（１１）を包囲する、永久磁石（２１）及びヨークボディ（２５）を含む磁気回路アセンブリ（２０）を含む。永久磁石は、内方に向かってビーム通路に到達する磁界（６１）を生成する、少なくとも２つのギャップ（２９０、２９１）を有する磁気回路を形成するよう、インナーヨーク要素（２５０）とアウターヨーク要素（２５１）の間に配置される。インナーヨークシェル（２５０）とアウターヨークシェル（２５１）の間には電磁的調節コイル（３１）が配置されている。電磁的調節コイル（３１）は、主として周方向に沿って流れる調節可能な供給電流によって駆動され、磁気回路の磁束を修正して、ギャップ（２９０、２９１）内の磁束密度に変化を引き起こす。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
荷電粒子光学システム（１）の荷電粒子ビームを修正するよう構成された荷電粒子レンズであって、
前記荷電粒子レンズは基本的に縦軸（ｃｘ）に沿って延在しかつ荷電粒子ビーム（１００）の通過を可能にする通路空間（１１）を備えており、
前記荷電粒子レンズは磁気回路アセンブリ（２０）を含み、
前記磁気回路アセンブリ（２０）は
・少なくとも１つの永久磁石（２１；２１０、２１１）、及び、
・ヨークボディ（２５；２５０、２５１）
を含み、
前記ヨークボディ（２５）は少なくとも２つのヨーク要素（２５０、２５１）から構成されており、前記少なくとも２つのヨーク要素（２５０、２５１）のうち、第１ヨーク要素は前記通路空間（１１）を包囲するよう配置されるインナーヨークシェル（２５０）を構成し、第２ヨーク要素は前記インナーヨークシェルを包囲するよう配置されるアウターヨークシェル（２５１）を構成し、前記ヨーク要素は前記縦軸（ｃｘ）を囲む周に配置されかつ高透磁性材料を含むこと、
前記少なくとも１つの永久磁石（２１）は前記少なくとも２つのヨーク要素の間にかつ前記インナーヨークシェルを囲む周に配置されており、前記少なくとも１つの永久磁石（２１）はその２つの磁極が夫々のヨーク要素へと磁気的に配向される永久磁石材料（２１０、２１１）を含むこと、
前記磁気回路アセンブリ（２０）において、前記少なくとも１つの永久磁石と前記ヨークボディは、前記少なくとも１つの永久磁石から生じる磁束密度を前記ヨークボディを通して導くよう構成され、異なるヨーク要素の夫々の軸方向の面間に形成される少なくとも２つのギャップ（２９０、２９１）を介在して閉じた磁気回路を形成し、及び、前記ギャップ内に、内方に向かって前記通路空間内に到達する磁界（６１）を誘導すること、
前記荷電粒子レンズ（１０）は、前記インナーヨークシェル（２５０）と前記アウターヨークシェル（２５１）の間に配置されかつ調節可能な供給電流によって駆動されるよう構成された電磁的調節コイル（３１）を含むこと、前記電磁的調節コイル（３１）における電流は実質的に前記縦軸の周りの周方向に沿って流れること、前記電磁的調節コイル（３１）は、前記少なくとも２つのギャップ（２９０、２９１）の少なくとも１つにおいて磁束密度の変化を引き起こすように前記磁気回路の磁束を修正するよう構成されていること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
前記荷電粒子レンズは基本的に縦軸（ｃｘ）に沿って延在しかつ荷電粒子ビーム（１００）の通過を可能にする通路空間（１１）を備えており、
前記荷電粒子レンズは磁気回路アセンブリ（２０）を含み、
前記磁気回路アセンブリ（２０）は
・少なくとも１つの永久磁石（２１；２１０、２１１）、及び、
・ヨークボディ（２５；２５０、２５１）
を含み、
前記ヨークボディ（２５）は少なくとも２つのヨーク要素（２５０、２５１）から構成されており、前記少なくとも２つのヨーク要素（２５０、２５１）のうち、第１ヨーク要素は前記通路空間（１１）を包囲するよう配置されるインナーヨークシェル（２５０）を構成し、第２ヨーク要素は前記インナーヨークシェルを包囲するよう配置されるアウターヨークシェル（２５１）を構成し、前記ヨーク要素は前記縦軸（ｃｘ）を囲む周に配置されかつ高透磁性材料を含むこと、
前記少なくとも１つの永久磁石（２１）は前記少なくとも２つのヨーク要素の間にかつ前記インナーヨークシェルを囲む周に配置されており、前記少なくとも１つの永久磁石（２１）はその２つの磁極が夫々のヨーク要素へと磁気的に配向される永久磁石材料（２１０、２１１）を含むこと、
前記磁気回路アセンブリ（２０）において、前記少なくとも１つの永久磁石と前記ヨークボディは、前記少なくとも１つの永久磁石から生じる磁束密度を前記ヨークボディを通して導くよう構成され、異なるヨーク要素の夫々の軸方向の面間に形成される少なくとも２つのギャップ（２９０、２９１）を介在して閉じた磁気回路を形成し、及び、前記ギャップ内に、内方に向かって前記通路空間内に到達する磁界（６１）を誘導すること、
前記荷電粒子レンズ（１０）は、前記インナーヨークシェル（２５０）と前記アウターヨークシェル（２５１）の間に配置されかつ調節可能な供給電流によって駆動されるよう構成された電磁的調節コイル（３１）を含むこと、前記電磁的調節コイル（３１）における電流は実質的に前記縦軸の周りの周方向に沿って流れること、前記電磁的調節コイル（３１）は、前記少なくとも２つのギャップ（２９０、２９１）の少なくとも１つにおいて磁束密度の変化を引き起こすように前記磁気回路の磁束を修正するよう構成されていること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
【請求項2】
請求項１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイル（３１）は、更に、２つ以上のセクタコイル要素を含むセクタ型電磁的調節コイル構造体（３４８、３４４）を備えること、各セクタコイル要素は夫々の半径方向を指向する巻回軸を備えて構成され、前記セクタ型電磁的調節コイルのセクタコイル要素（複数）は前記縦軸の周りにおいて互いに対し周方向に角度がずらされて配置されていること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
前記電磁的調節コイル（３１）は、更に、２つ以上のセクタコイル要素を含むセクタ型電磁的調節コイル構造体（３４８、３４４）を備えること、各セクタコイル要素は夫々の半径方向を指向する巻回軸を備えて構成され、前記セクタ型電磁的調節コイルのセクタコイル要素（複数）は前記縦軸の周りにおいて互いに対し周方向に角度がずらされて配置されていること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
【請求項3】
請求項２に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイル（３１）及び前記セクタ型電磁的調節コイル構造体は、夫々、前記コイル及びコイル要素に夫々の電流を供給するために、前記荷電粒子レンズの外部に対する電気的インタフェイスを備えること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
前記電磁的調節コイル（３１）及び前記セクタ型電磁的調節コイル構造体は、夫々、前記コイル及びコイル要素に夫々の電流を供給するために、前記荷電粒子レンズの外部に対する電気的インタフェイスを備えること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
【請求項4】
請求項１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイル（３１）は、前記コイルに電流を供給するよう構成された、前記荷電粒子レンズの外部に対する電気的インタフェイス（３３）を備えること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
前記電磁的調節コイル（３１）は、前記コイルに電流を供給するよう構成された、前記荷電粒子レンズの外部に対する電気的インタフェイス（３３）を備えること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
【請求項5】
請求項３に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電気的インタフェイスは、前記アウターヨークシェルに形成された貫通路（passageway）を含むこと
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
前記電気的インタフェイスは、前記アウターヨークシェルに形成された貫通路（passageway）を含むこと
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
【請求項6】
請求項１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイル（３１）又は前記電磁的調節コイル（３１）及びこれに備えられたセクタ型電磁的調節コイル構造体の両方は、前記磁気回路の２つ以上の分岐路の間での磁束の再分布（redistribution）を引き起こして、少なくとも２つのギャップ（２９０、２９１）において磁束密度の変化を引き起こすよう構成されていること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
前記電磁的調節コイル（３１）又は前記電磁的調節コイル（３１）及びこれに備えられたセクタ型電磁的調節コイル構造体の両方は、前記磁気回路の２つ以上の分岐路の間での磁束の再分布（redistribution）を引き起こして、少なくとも２つのギャップ（２９０、２９１）において磁束密度の変化を引き起こすよう構成されていること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
【請求項7】
請求項１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイル（３１）又は前記電磁的調節コイル（３１）及びこれに備えられたセクタ型電磁的調節コイル構造体の両方は、前記磁気回路の２つ以上の分岐路の１つに対し主として影響を及ぼす磁束の修正を引き起こして、対応するギャップ（２９０）における磁束密度の変化を引き起こすよう構成されていること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
前記電磁的調節コイル（３１）又は前記電磁的調節コイル（３１）及びこれに備えられたセクタ型電磁的調節コイル構造体の両方は、前記磁気回路の２つ以上の分岐路の１つに対し主として影響を及ぼす磁束の修正を引き起こして、対応するギャップ（２９０）における磁束密度の変化を引き起こすよう構成されていること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
【請求項8】
請求項１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
２つのギャップ（２９０、２９１）における磁界を異なるように調節するよう構成された、前記磁気回路アセンブリ（２０）の複数の異なる構成要素に関連付けられた複数の異なる部位に、２以上の電磁的調節コイル（３１）が配設されていること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
２つのギャップ（２９０、２９１）における磁界を異なるように調節するよう構成された、前記磁気回路アセンブリ（２０）の複数の異なる構成要素に関連付けられた複数の異なる部位に、２以上の電磁的調節コイル（３１）が配設されていること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
【請求項9】
請求項１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記荷電粒子レンズは、前記ヨークボディの前記少なくとも２つのヨーク要素の間の定められた位置において、前記電磁的調節コイル（３１）又は前記ホルダ要素（３２）及びこれに備えられたセクタ型電磁的調節コイル構造体の両方を保持するよう構成されたホルダ要素（３２）を更に含むこと
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
前記荷電粒子レンズは、前記ヨークボディの前記少なくとも２つのヨーク要素の間の定められた位置において、前記電磁的調節コイル（３１）又は前記ホルダ要素（３２）及びこれに備えられたセクタ型電磁的調節コイル構造体の両方を保持するよう構成されたホルダ要素（３２）を更に含むこと
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
【請求項10】
請求項１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記第２ヨーク要素（２５１）は、他の全てのヨーク要素を含む前記磁気回路アセンブリの他の構成要素を包囲する、前記荷電粒子レンズのハウジングボディ（１２）を構成すること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
前記第２ヨーク要素（２５１）は、他の全てのヨーク要素を含む前記磁気回路アセンブリの他の構成要素を包囲する、前記荷電粒子レンズのハウジングボディ（１２）を構成すること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
【請求項11】
請求項１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記少なくとも１つの永久磁石（２１）は、実質的に半径方向に配向された磁化を有すること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
前記少なくとも１つの永久磁石（２１）は、実質的に半径方向に配向された磁化を有すること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
【請求項12】
請求項１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記少なくとも１つの永久磁石（２１）は、
・その縦軸（ｃ１）に沿って積み重ねられた２つ以上の層（２２０）に応じてセグメント化された、及び／又は、
・その縦軸（ｃ１）の周りに配置された２つ以上のセクタ（２４０）へと分割された、
少なくとも２つの副要素から構成されていること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
前記少なくとも１つの永久磁石（２１）は、
・その縦軸（ｃ１）に沿って積み重ねられた２つ以上の層（２２０）に応じてセグメント化された、及び／又は、
・その縦軸（ｃ１）の周りに配置された２つ以上のセクタ（２４０）へと分割された、
少なくとも２つの副要素から構成されていること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
【請求項13】
請求項１２に記載の荷電粒子レンズにおいて、
少なくとも１つの温度制御装置（３１）が複数の副要素の夫々２つの間に配設されていること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
少なくとも１つの温度制御装置（３１）が複数の副要素の夫々２つの間に配設されていること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
【請求項14】
請求項１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記荷電粒子レンズは、前記縦軸に沿って全体的に回転対称的な形状を有すること、
前記磁気回路アセンブリ（２０）の複数の構成要素、即ち、
・前記少なくとも１つの永久磁石（２１）、及び、
・前記ヨークボディ（２５）、並びに
・前記電磁的調節コイル（３１）
は、前記縦軸と同心に配置されており、かつ、中空シリンダ又は中空多角柱形状に相当する基本形状を有すること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
前記荷電粒子レンズは、前記縦軸に沿って全体的に回転対称的な形状を有すること、
前記磁気回路アセンブリ（２０）の複数の構成要素、即ち、
・前記少なくとも１つの永久磁石（２１）、及び、
・前記ヨークボディ（２５）、並びに
・前記電磁的調節コイル（３１）
は、前記縦軸と同心に配置されており、かつ、中空シリンダ又は中空多角柱形状に相当する基本形状を有すること
を特徴とする、荷電粒子レンズ。
【請求項15】
請求項１に記載の荷電粒子レンズと、前記縦軸に沿って前記通路空間（１１）に挿入されたスリーブインサート部材（５０）とを含む電磁レンズであって、
前記スリーブインサート部材（５０）は、その縦軸に沿って延在する、前記荷電粒子レンズの通路空間（１１）の半径（ｒ２）より小さい半径（ｒ３）のビーム通路（５５）を包囲し、
前記スリーブインサート部材（５０）は、少なくとも部分的に導電性部分（５１ａ）を有する取付ボディ（５１）と、少なくとも１つの導電性電極要素（５２ａ、５３ａ、５２ｂ、５３ｂ）とを含み、
前記少なくとも１つの導電性電極要素は、前記ビーム通路の内部に静電界（６５）を生成するよう、前記取付ボディ（５１）の導電性部分（５１ａ）のポテンシャルに関し、電源（７０）を介して電気ポテンシャルが印加されるよう、構成されており、
前記電極要素は、１つ以上のギャップ（２９０、２９１）において前記ビーム通路（５５）の内部の磁界（６１）と組み合わされた粒子光学レンズを形成するよう、構成されており、
前記荷電粒子光学レンズの焦点距離は、前記電極要素に印加される電気ポテンシャルを修正することによって調節可能であること
を特徴とする、電磁レンズ。
前記スリーブインサート部材（５０）は、その縦軸に沿って延在する、前記荷電粒子レンズの通路空間（１１）の半径（ｒ２）より小さい半径（ｒ３）のビーム通路（５５）を包囲し、
前記スリーブインサート部材（５０）は、少なくとも部分的に導電性部分（５１ａ）を有する取付ボディ（５１）と、少なくとも１つの導電性電極要素（５２ａ、５３ａ、５２ｂ、５３ｂ）とを含み、
前記少なくとも１つの導電性電極要素は、前記ビーム通路の内部に静電界（６５）を生成するよう、前記取付ボディ（５１）の導電性部分（５１ａ）のポテンシャルに関し、電源（７０）を介して電気ポテンシャルが印加されるよう、構成されており、
前記電極要素は、１つ以上のギャップ（２９０、２９１）において前記ビーム通路（５５）の内部の磁界（６１）と組み合わされた粒子光学レンズを形成するよう、構成されており、
前記荷電粒子光学レンズの焦点距離は、前記電極要素に印加される電気ポテンシャルを修正することによって調節可能であること
を特徴とする、電磁レンズ。
【請求項16】
請求項１５に記載の電磁レンズにおいて、
前記スリーブインサート部材（５０）の縦軸（ｃ３）は前記荷電粒子レンズの縦軸（ｃｘ）と重なり、前記インナーヨークシェル（２５０）は前記縦軸（ｃ３）に沿って延在しかつ前記スリーブインサート部材（５０）を周方向に包囲し、前記磁気回路の少なくとも２つのギャップ（２９０、２９１）は前記インナーヨークシェルのいずれかの軸方向端部に位置付けられており、各ギャップは、内方に向かって前記通路空間ないしビーム通路（１１、５５）内に到達する定められた磁界（６１）を生成し、前記静電界（６５）は前記磁界と少なくとも部分的に重なるよう構成された前記スリーブインサート部材の複数の電極要素（５２ａ、５３ａ、５２ｂ、５３ｂ）の少なくとも１つによって生成されること
を特徴とする、電磁レンズ。
前記スリーブインサート部材（５０）の縦軸（ｃ３）は前記荷電粒子レンズの縦軸（ｃｘ）と重なり、前記インナーヨークシェル（２５０）は前記縦軸（ｃ３）に沿って延在しかつ前記スリーブインサート部材（５０）を周方向に包囲し、前記磁気回路の少なくとも２つのギャップ（２９０、２９１）は前記インナーヨークシェルのいずれかの軸方向端部に位置付けられており、各ギャップは、内方に向かって前記通路空間ないしビーム通路（１１、５５）内に到達する定められた磁界（６１）を生成し、前記静電界（６５）は前記磁界と少なくとも部分的に重なるよう構成された前記スリーブインサート部材の複数の電極要素（５２ａ、５３ａ、５２ｂ、５３ｂ）の少なくとも１つによって生成されること
を特徴とする、電磁レンズ。
【請求項17】
請求項１５に記載の電磁レンズにおいて、
複数の電極要素の少なくとも１つは、前記縦軸（ｃ３）の周りに周方向に沿って一様に配置された複数の副電極（５３０）を含む静電マルチポール電極（５３）を含み、前記マルチポール電極は各電極に個別にポテンシャルを提供するマルチチャンネル電源ユニット（７２３）に接続可能であること
を特徴とする、電磁レンズ。
複数の電極要素の少なくとも１つは、前記縦軸（ｃ３）の周りに周方向に沿って一様に配置された複数の副電極（５３０）を含む静電マルチポール電極（５３）を含み、前記マルチポール電極は各電極に個別にポテンシャルを提供するマルチチャンネル電源ユニット（７２３）に接続可能であること
を特徴とする、電磁レンズ。
【請求項18】
請求項１５に記載の電磁レンズにおいて、
前記電極要素は、前記縦軸（ｃ３）を中心とする定められた半径（ｒ４）を有する制限開口（５４０）を形成するビームアパーチャ要素（５４）を含み、
前記制限開口（５４０）は、前記縦軸に沿って伝搬する荷電粒子ビーム（１００）の横幅を制限するよう構成されており、
前記ビームアパーチャ要素は、当該ビームアパーチャ要素において吸収された荷電粒子ビームの量を測定するよう構成された電流測定装置（７１）に接続されていること
を特徴とする、電磁レンズ。
前記電極要素は、前記縦軸（ｃ３）を中心とする定められた半径（ｒ４）を有する制限開口（５４０）を形成するビームアパーチャ要素（５４）を含み、
前記制限開口（５４０）は、前記縦軸に沿って伝搬する荷電粒子ビーム（１００）の横幅を制限するよう構成されており、
前記ビームアパーチャ要素は、当該ビームアパーチャ要素において吸収された荷電粒子ビームの量を測定するよう構成された電流測定装置（７１）に接続されていること
を特徴とする、電磁レンズ。
【請求項19】
請求項１～１４の何れかに記載の荷電粒子レンズと請求項１５～１８の何れかに記載の電磁レンズの少なくとも１つを含む荷電粒子光学装置であって、
前記荷電粒子光学装置はその縦軸に沿ってレンズを通って伝搬する荷電粒子ビーム（ｅ、ｆ）に影響を及ぼすよう構成されていること、前記レンズは前記荷電粒子光学装置の粒子光学システム（３、５）の部分であること
を特徴とする、荷電粒子光学装置。
前記荷電粒子光学装置はその縦軸に沿ってレンズを通って伝搬する荷電粒子ビーム（ｅ、ｆ）に影響を及ぼすよう構成されていること、前記レンズは前記荷電粒子光学装置の粒子光学システム（３、５）の部分であること
を特徴とする、荷電粒子光学装置。
【請求項20】
請求項１９に記載の荷電粒子光学装置において、
前記荷電粒子光学装置は、複数の粒子光学カラムを含むマルチカラムシステム（４０）として構成されていること、
各カラムは、各自の粒子ビームを使用するよう構成されており、かつ、荷電粒子レンズ又は電磁レンズの夫々の構成を含む各自の粒子光学システムを含むこと
を特徴とする、荷電粒子光学装置。
前記荷電粒子光学装置は、複数の粒子光学カラムを含むマルチカラムシステム（４０）として構成されていること、
各カラムは、各自の粒子ビームを使用するよう構成されており、かつ、荷電粒子レンズ又は電磁レンズの夫々の構成を含む各自の粒子光学システムを含むこと
を特徴とする、荷電粒子光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は２０２２年１２月２２日に出願された欧州特許出願第２２２１６０９４．７号についてのパリ条約上の優先権の利益を主張するものであり、当該出願の全内容は引照を以って本書に繰り込みここに記載されているものとする。
【0002】
本発明は、ナノパターン形成を含む、リソグラフィ描画や類似の処理目的のために使用されるよう構成された、荷電粒子光学装置の荷電粒子ビームを修正するよう構成された永久磁石を含む荷電粒子レンズに関する。そのようなレンズは、荷電粒子ビーム自身の伝搬の方向に対応しかつ通常はそれが使用される荷電粒子光学装置の光軸と同心的に整列されることになる縦軸に沿った荷電粒子ビームのための通路を備える。
【0003】
本発明は、更に、荷電粒子磁気レンズを含む電磁レンズ、及び、既述のタイプのレンズを含む荷電粒子光学装置に関する。
【背景技術】
【0004】
本出願人は、１つ以上の上記のタイプのレンズを組み込み可能な荷電粒子マルチビーム装置を実現し、かつ、同時に複数の荷電粒子ビームについて適切な、対応する荷電粒子光学要素、パターン規定装置、及び描画方法を開発した；ｅＭＥＴ（electron Mask Exposure Tool：電子マスク露光ツール）又はＭＢＭＷ（multi-beam mask writer：マルチビームマスク描画機）と称される５０ｋｅＶ電子マルチビーム描画機が製品化されており、これは、１９３ｎｍ液浸リソグラフィのための任意のフォトマスク、ＥＵＶリソグラフィのためのマスク及びナノインプリントリソグラフィのためのテンプレートを実現するために使用される。本出願人のシステムは、基板に対し直接的に適用される電子ビーム直接描画機（ＥＢＤＷ）のために使用される、ＰＭＬ２（Projection Mask-Less Lithography：投影マスクレスリソグラフィ）とも称されている。
【0005】
とりわけマスクレスリソグラフィ及び基板（例えばウェハ）の直接描画について、工業的な大量生産においてスループットを向上するために、荷電粒子ナノパターン形成装置を通過する荷電粒子ビームによって伝えられる電流を増大する必要がある；これは、通常、荷電粒子間のクーロン力の相互作用による解像度の制限という代償を伴うものであり、他の機構を介する装置によって導入される光学収差の大きさの減少による対応する補償を必要とすることになる。このために、本出願人は、マルチカラム法において組み合わされた複数の並列光学カラムを含む荷電粒子マルチビーム装置を開発した。なお、各カラムは、ｅＭＥＴのようなより早期の描画機構成と比べて、減少された（「スリムな」）断面直径を有する。
【0006】
そのようなマルチカラム装置（一例は以下において図１４を参照して議論される）は、荷電粒子ビームによって著しくより大きな電流を可能にする一方で、シングルカラムシステムにおいて見られる電流と光学収差の間のトレードオフによる制限を克服する。これは、ターゲットへ供給される全電流が複数の光軸へと分割される一方で、解像度の制限（限界）は光軸当たりの電流の大きさによって支配されるという事実に基づく。このタイプのシングルカラムは、本出願人のＵＳ６，７６８，１２５、ＥＰ２ １８７ ４２７ Ａ１（＝ＵＳ８，２２２，６２１）及びＥＰ２ ３６３ ８７５ Ａ１（＝ＵＳ８，３７８，３２０）のような、従来技術においてよく知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】ＵＳ６，７６８，１２５
【特許文献2】ＥＰ２ １８７ ４２７ Ａ１
【特許文献3】ＵＳ８，２２２，６２１
【特許文献4】ＥＰ２ ３６３ ８７５ Ａ１
【特許文献5】ＵＳ８，３７８，３２０
【特許文献6】ＵＳ９，１６５，７４５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
典型的なマルチカラムシステムは複数の光学サブカラムを含み、各サブカラムは、幅広でテレセントリックな荷電粒子ビームをパターン規定（画定）システムへ、次いで、荷電粒子投射光学系へと供給する照射システムを含み、荷電粒子投射光学系は例えば多数の静電、磁気及び／又は電磁レンズを含む。
【0009】
ハイスループットウェハ直接描画機のようなそのようなシステムを使用するために、１つの半導体ウェハの上方に相当な数のカラムを、例えば１００のオーダーのカラムを、配置することが必要になろう。しかしながら、この構成は、各カラムの半径方向の寸法をウェハ全体の幅のほんの何分の一かの直径に制限する；例えば典型的な３００ｍｍ（１２”（インチ））ウェハの場合、凡そ３０ｍｍの直径が使用され得る。他方、スリム径磁気レンズはコイル式磁気レンズによっては実現できない。なぜなら、カラム径の減少は、十分に強い磁界を生成するようコイル（複数）を駆動するために必要な大きな電流に基づく極めて大きなジュール熱発生に対応することになろうからである；しかしながら、従来のコイル式磁気レンズのために必要とされるであろう高精度センサ（複数）及び等方均一冷却装置を含む適切な温度制御システムための空間は不十分である。
【0010】
熱関連のかつ幾何学的（空間的）要求によってもたらされる上記の制限は厳しいが、本発明のあり得る形態のような、磁束を導き、従って磁界を生成するための透磁ヨークボディと一緒に、永久磁石に基づく磁気レンズを採用することによって克服可能ではある。しかしながら、そのような永久磁石は、製造及び組立の完了後は、あまり調整（チューニング）することができず、従って、磁気レンズにおけるそれらの使用は限定される。このことは、コイルを流れる電流を調節することによってその磁界が制御可能なコイル式磁気レンズに対する深刻な欠点を表す。とりわけ、製造及び組立に基づく目標とされた磁界（目標磁界）の精度に対する本来的な制限を考えると、磁石製造業者の正確性は、そのような磁石を含む磁気レンズの動作目的のために極めて重要である；現在の精度の制限（限界）は目標磁界に対し凡そ１％～５％のズレに相当する；磁界の強さは１Ｔのオーダーである。
【0011】
上記のズレは、製造の公差及び統計的不確実性に起因するが、これらは、大量生産について磁気レンズの合理的生産量を有する製造プロセスにとって事実上回避不能である。本発明は、上記レンズの初期設定及び／又は運転（動作）中に磁界の調整（チューニング）を許容する付加的コンポーネントを含むことによって、これらのズレを補償するための新たなアプローチを提供する。本発明は、磁気レンズにおける使用のための永久磁石の製造における（非現実的な）精度の負担（制約）を除去し、高精度システムのために使用可能な永久磁石材料の使用範囲を実質的に増大する。というのは、本出願人の発明は所望の公称（定格）磁界強度からの実際の永久磁石（磁界強度）のズレを補償することができ、及び、システムの幾何学的パラメータが依然として仕様の範囲内にある限り、より大きいズレさえも許容できるからである。
【0012】
インサイチュで（in-situ）、即ち当該装置の運転中に、永久磁石に基づく荷電粒子レンズの調整（チューニング）は、典型的には、それらを１つ以上の付加的電気レンズと組み合わせて使用すること；即ち、永久磁石に基づく磁気レンズと微調節のための静電要素の組み合わせのような、荷電粒子電磁レンズを形成することによって、行われる。ＵＳ９，１６５，７４５は、微調節のためのコイル型磁気レンズと組み合わせた永久磁石型電磁レンズを記載している。これは、磁界を調整（チューニング）することは可能であるが、上記の発熱（加熱）及び幾何学（空間）の問題を少なくとも有する。更に、上記の従来技術の磁気レンズの磁界は荷電粒子レンズ自体の空間への制限（閉じ込め）が不十分であり、そのため、マルチカラムシステムにおいて多数のレンズが並置されている場合に深刻な交差効果（cross-effects）を引き起こす。
【0013】
上記の観点から、本発明の目的（ないし課題）は、永久磁石を含むが、レンズの光学的性質を高精度で調節可能な荷電粒子レンズを提供することである。同時に、このレンズ構成において使用可能な永久磁石の範囲を大きくすることが望まれる。更に、本発明のレンズは、スリム形状を有し、かつ、レンズ自体の直近（領域）内における磁界及び電界の制限（閉じ込め）を可能にし；かくして、クロストークが低減されたマルチカラム光学系を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明の第１の視点により、荷電粒子光学システムの荷電粒子ビームを修正する（modify）よう構成された荷電粒子レンズが提供される。前記荷電粒子レンズは基本的に縦軸に沿って延在しかつ荷電粒子ビームの通過を可能にする通路空間を備えており、前記荷電粒子レンズは磁気回路アセンブリを含み、前記磁気回路アセンブリは
・少なくとも１つの永久磁石、及び、
・ヨークボディ
を含み；
前記ヨークボディは少なくとも２つのヨーク要素から構成されており、前記少なくとも２つのヨーク要素のうち、第１ヨーク要素は前記通路空間を包囲するよう配置されるインナーヨークシェルを構成し、第２ヨーク要素は前記インナーヨークシェルを包囲するよう配置されるアウターヨークシェルを構成し、前記ヨーク要素は前記縦軸を囲む周に配置されかつ高透磁性材料を含み；
前記少なくとも１つの永久磁石は前記少なくとも２つのヨーク要素の間にかつ前記インナーヨークシェルを囲む周に配置されており、前記少なくとも１つの永久磁石はその２つの磁極が夫々のヨーク要素へと磁気的に配向される永久磁石材料を含み；
前記磁気回路アセンブリにおいて、前記少なくとも１つの永久磁石と前記ヨークボディは、前記少なくとも１つの永久磁石から生じる磁束密度を前記ヨークボディを通して導くよう構成され、異なるヨーク要素の夫々の（対応する）軸方向の面間に形成される少なくとも２つのギャップを介在して閉じた磁気回路を形成し、及び、前記ギャップ内に、内方に向かって前記通路空間内に到達する磁界を誘導し（生成し）；
前記荷電粒子レンズは、前記インナーヨークシェルと前記アウターヨークシェルの間に配置されかつ調節可能な供給電流によって駆動されるよう構成された電磁的調節コイルを含むこと、前記電磁的調節コイルにおける電流は実質的に前記縦軸の周りの周方向に沿って流れること、前記電磁的調節コイルは、前記少なくとも２つのギャップの少なくとも１つにおいて磁束密度の変化を引き起こすように前記磁気回路の磁束を修正するよう構成されている。
本発明の第２の視点により、本発明の荷電粒子レンズと、前記縦軸に沿って前記通路空間に挿入されたスリーブインサート部材とを含む電磁レンズが提供される。
前記スリーブインサート部材は、その縦軸に沿って延在する、前記荷電粒子レンズの通路空間の半径より小さい半径のビーム通路を包囲し、
前記スリーブインサート部材は、少なくとも部分的に導電性部分を有する取付ボディと、少なくとも１つの導電性電極要素とを含み、
前記少なくとも１つの導電性電極要素は、前記ビーム通路の内部に静電界を生成するよう、前記取付ボディの導電性部分のポテンシャルに関し、電源を介して電気ポテンシャルが印加されるよう、構成されており、
前記電極要素は、１つ以上のギャップにおいて前記ビーム通路の内部の磁界と組み合わされた粒子光学レンズを形成するよう、構成されており、
前記荷電粒子光学レンズの焦点距離は、前記電極要素に印加される電気ポテンシャルを修正することによって調節可能である。
本発明の第３の視点により、本発明の荷電粒子レンズと本発明の電磁レンズの少なくとも１つを含む荷電粒子光学装置が提供される。
前記荷電粒子光学装置はその縦軸に沿ってレンズを通って伝搬する荷電粒子ビームに影響を及ぼすよう構成されており、前記レンズは前記荷電粒子光学装置の粒子光学システムの部分である。
・少なくとも１つの永久磁石、及び、
・ヨークボディ
を含み；
前記ヨークボディは少なくとも２つのヨーク要素から構成されており、前記少なくとも２つのヨーク要素のうち、第１ヨーク要素は前記通路空間を包囲するよう配置されるインナーヨークシェルを構成し、第２ヨーク要素は前記インナーヨークシェルを包囲するよう配置されるアウターヨークシェルを構成し、前記ヨーク要素は前記縦軸を囲む周に配置されかつ高透磁性材料を含み；
前記少なくとも１つの永久磁石は前記少なくとも２つのヨーク要素の間にかつ前記インナーヨークシェルを囲む周に配置されており、前記少なくとも１つの永久磁石はその２つの磁極が夫々のヨーク要素へと磁気的に配向される永久磁石材料を含み；
前記磁気回路アセンブリにおいて、前記少なくとも１つの永久磁石と前記ヨークボディは、前記少なくとも１つの永久磁石から生じる磁束密度を前記ヨークボディを通して導くよう構成され、異なるヨーク要素の夫々の（対応する）軸方向の面間に形成される少なくとも２つのギャップを介在して閉じた磁気回路を形成し、及び、前記ギャップ内に、内方に向かって前記通路空間内に到達する磁界を誘導し（生成し）；
前記荷電粒子レンズは、前記インナーヨークシェルと前記アウターヨークシェルの間に配置されかつ調節可能な供給電流によって駆動されるよう構成された電磁的調節コイルを含むこと、前記電磁的調節コイルにおける電流は実質的に前記縦軸の周りの周方向に沿って流れること、前記電磁的調節コイルは、前記少なくとも２つのギャップの少なくとも１つにおいて磁束密度の変化を引き起こすように前記磁気回路の磁束を修正するよう構成されている。
本発明の第２の視点により、本発明の荷電粒子レンズと、前記縦軸に沿って前記通路空間に挿入されたスリーブインサート部材とを含む電磁レンズが提供される。
前記スリーブインサート部材は、その縦軸に沿って延在する、前記荷電粒子レンズの通路空間の半径より小さい半径のビーム通路を包囲し、
前記スリーブインサート部材は、少なくとも部分的に導電性部分を有する取付ボディと、少なくとも１つの導電性電極要素とを含み、
前記少なくとも１つの導電性電極要素は、前記ビーム通路の内部に静電界を生成するよう、前記取付ボディの導電性部分のポテンシャルに関し、電源を介して電気ポテンシャルが印加されるよう、構成されており、
前記電極要素は、１つ以上のギャップにおいて前記ビーム通路の内部の磁界と組み合わされた粒子光学レンズを形成するよう、構成されており、
前記荷電粒子光学レンズの焦点距離は、前記電極要素に印加される電気ポテンシャルを修正することによって調節可能である。
本発明の第３の視点により、本発明の荷電粒子レンズと本発明の電磁レンズの少なくとも１つを含む荷電粒子光学装置が提供される。
前記荷電粒子光学装置はその縦軸に沿ってレンズを通って伝搬する荷電粒子ビームに影響を及ぼすよう構成されており、前記レンズは前記荷電粒子光学装置の粒子光学システムの部分である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
（形態１）上記本発明の第１の視点参照。
（形態２）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイルは、更に、２つ以上のセクタコイル要素を含むセクタ型電磁的調節コイル構造体を備えること、各セクタコイル要素は夫々の（内方又は外方における）半径方向を指向する（一般的ないし全体的な）巻回軸（general winding axis）を備えて構成され、前記セクタ型電磁的調節コイルのセクタコイル要素（複数）は前記縦軸の周りにおいて互いに対し周方向に角度がずらされて配置されていることが好ましい。
（形態３）形態２に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイル及び前記セクタ型電磁的調節コイル構造体は、夫々、前記コイル及びコイル要素に夫々の電流を供給するために、前記荷電粒子レンズの外部に対する電気的インタフェイスを備えることが好ましい。
（形態４）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイルは、前記コイルに電流を供給するよう構成された、前記荷電粒子レンズの外部に対する電気的インタフェイスを備えることが好ましい。
（形態５）形態３に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電気的インタフェイスは、前記アウターヨークシェルに形成された貫通路（passageway）を含むことが好ましい。
（形態６）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイル又は前記電磁的調節コイル及びこれに備えられたセクタ型電磁的調節コイル構造体の両方は、前記磁気回路の２つ以上の分岐路の間での磁束の再分布（ないし再分配：redistribution）を引き起こして、少なくとも２つのギャップにおいて磁束密度の変化を引き起こすよう構成されていることが好ましい。
（形態７）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイル又は前記電磁的調節コイル及びこれに備えられたセクタ型電磁的調節コイル構造体の両方は、前記磁気回路の２つ以上の分岐路の１つに対し主として影響を及ぼす磁束の修正を引き起こして、対応するギャップにおける磁束密度の変化を引き起こすよう構成されていることが好ましい。
（形態８）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
２つのギャップにおける磁界を異なるように調節するよう構成された、前記磁気回路アセンブリの複数の異なる構成要素に関連付けられた複数の異なる部位に、２以上の電磁的調節コイルが配設されていることが好ましい。
（形態９）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記荷電粒子レンズは、前記ヨークボディの前記少なくとも２つのヨーク要素の間の定められた位置において、前記電磁的調節コイル又は前記ホルダ要素［正しくは電磁的調節コイル］及びこれに備えられたセクタ型電磁的調節コイル構造体の両方を保持するよう構成されたホルダ要素を更に含むことが好ましい。
（形態１０）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記第２ヨーク要素は、他の全てのヨーク要素を含む前記磁気回路アセンブリの他の構成要素を包囲する、前記荷電粒子レンズのハウジングボディを構成することが好ましい。
（形態１１）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記少なくとも１つの永久磁石は、実質的に半径方向に（放射状に）配向された磁化を有することが好ましい。
（形態１２）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記少なくとも１つの永久磁石は、
・その縦軸に沿って積み重ねられた２つ以上の層に応じてセグメント化された、及び／又は、
・その縦軸の周りに配置された２つ以上のセクタへと分割された、
少なくとも２つの副要素から構成されていることが好ましい。
（形態１３）形態１２に記載の荷電粒子レンズにおいて、
少なくとも１つの温度制御装置が複数の副要素の夫々２つの間に配設されていることが好ましい。
（形態１４）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記荷電粒子レンズは、前記縦軸に沿って全体的に回転対称的な形状を有すること、
前記磁気回路アセンブリの複数の構成要素、即ち、
・前記少なくとも１つの永久磁石、及び、
・前記ヨークボディ、並びに
・前記電磁的調節コイル
は、前記縦軸と同心に（コアキシャルに）配置されており、かつ、中空シリンダ又は中空多角柱形状に相当する基本形状を有することが好ましい。
（形態１５）上記本発明の第２の視点参照。
（形態１６）形態１５に記載の電磁レンズにおいて、
前記スリーブインサート部材の縦軸は前記荷電粒子レンズの縦軸と重なり（一致し）、前記インナーヨークシェルは前記縦軸に沿って延在しかつ前記スリーブインサート部材を周方向に包囲し、前記磁気回路の少なくとも２つのギャップは前記インナーヨークシェルのいずれかの軸方向端部に位置付けられており、各ギャップは、（半径方向）内方に向かって前記通路空間ないしビーム通路内に到達する定められた磁界を生成し、前記静電界は前記磁界と少なくとも部分的に重なるよう構成された前記スリーブインサート部材の複数の電極要素の少なくとも１つによって生成されることが好ましい。
（形態１７）形態１５に記載の電磁レンズにおいて、
複数の電極要素の少なくとも１つは、前記縦軸の周りに周方向に沿って一様に（均一に）配置された複数の副電極を含む静電マルチポール電極を含み、前記マルチポール電極は各電極に個別にポテンシャルを提供するマルチチャンネル電源ユニットに接続可能であることが好ましい。
（形態１８）形態１５に記載の電磁レンズにおいて、
前記電極要素は、前記縦軸を中心とする定められた半径を有する制限開口を形成するビームアパーチャ要素を含み、
前記制限開口は、前記縦軸に沿って伝搬する荷電粒子ビームの横幅を制限するよう構成されており、
前記ビームアパーチャ要素は、当該ビームアパーチャ要素において吸収された荷電粒子ビームの量を測定するよう構成された電流測定装置に接続されていることが好ましい。
（形態１９）上記本発明の第３の視点参照。
（形態２０）形態１９に記載の荷電粒子光学装置において、
前記荷電粒子光学装置は、複数の粒子光学カラムを含むマルチカラムシステムとして構成されていること、
各カラムは、各自の粒子ビームを使用するよう構成されており、かつ、荷電粒子レンズ又は電磁レンズの夫々の構成を含む各自の粒子光学システムを含むことが好ましい。
（形態２）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイルは、更に、２つ以上のセクタコイル要素を含むセクタ型電磁的調節コイル構造体を備えること、各セクタコイル要素は夫々の（内方又は外方における）半径方向を指向する（一般的ないし全体的な）巻回軸（general winding axis）を備えて構成され、前記セクタ型電磁的調節コイルのセクタコイル要素（複数）は前記縦軸の周りにおいて互いに対し周方向に角度がずらされて配置されていることが好ましい。
（形態３）形態２に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイル及び前記セクタ型電磁的調節コイル構造体は、夫々、前記コイル及びコイル要素に夫々の電流を供給するために、前記荷電粒子レンズの外部に対する電気的インタフェイスを備えることが好ましい。
（形態４）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイルは、前記コイルに電流を供給するよう構成された、前記荷電粒子レンズの外部に対する電気的インタフェイスを備えることが好ましい。
（形態５）形態３に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電気的インタフェイスは、前記アウターヨークシェルに形成された貫通路（passageway）を含むことが好ましい。
（形態６）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイル又は前記電磁的調節コイル及びこれに備えられたセクタ型電磁的調節コイル構造体の両方は、前記磁気回路の２つ以上の分岐路の間での磁束の再分布（ないし再分配：redistribution）を引き起こして、少なくとも２つのギャップにおいて磁束密度の変化を引き起こすよう構成されていることが好ましい。
（形態７）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイル又は前記電磁的調節コイル及びこれに備えられたセクタ型電磁的調節コイル構造体の両方は、前記磁気回路の２つ以上の分岐路の１つに対し主として影響を及ぼす磁束の修正を引き起こして、対応するギャップにおける磁束密度の変化を引き起こすよう構成されていることが好ましい。
（形態８）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
２つのギャップにおける磁界を異なるように調節するよう構成された、前記磁気回路アセンブリの複数の異なる構成要素に関連付けられた複数の異なる部位に、２以上の電磁的調節コイルが配設されていることが好ましい。
（形態９）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記荷電粒子レンズは、前記ヨークボディの前記少なくとも２つのヨーク要素の間の定められた位置において、前記電磁的調節コイル又は前記ホルダ要素［正しくは電磁的調節コイル］及びこれに備えられたセクタ型電磁的調節コイル構造体の両方を保持するよう構成されたホルダ要素を更に含むことが好ましい。
（形態１０）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記第２ヨーク要素は、他の全てのヨーク要素を含む前記磁気回路アセンブリの他の構成要素を包囲する、前記荷電粒子レンズのハウジングボディを構成することが好ましい。
（形態１１）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記少なくとも１つの永久磁石は、実質的に半径方向に（放射状に）配向された磁化を有することが好ましい。
（形態１２）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記少なくとも１つの永久磁石は、
・その縦軸に沿って積み重ねられた２つ以上の層に応じてセグメント化された、及び／又は、
・その縦軸の周りに配置された２つ以上のセクタへと分割された、
少なくとも２つの副要素から構成されていることが好ましい。
（形態１３）形態１２に記載の荷電粒子レンズにおいて、
少なくとも１つの温度制御装置が複数の副要素の夫々２つの間に配設されていることが好ましい。
（形態１４）形態１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記荷電粒子レンズは、前記縦軸に沿って全体的に回転対称的な形状を有すること、
前記磁気回路アセンブリの複数の構成要素、即ち、
・前記少なくとも１つの永久磁石、及び、
・前記ヨークボディ、並びに
・前記電磁的調節コイル
は、前記縦軸と同心に（コアキシャルに）配置されており、かつ、中空シリンダ又は中空多角柱形状に相当する基本形状を有することが好ましい。
（形態１５）上記本発明の第２の視点参照。
（形態１６）形態１５に記載の電磁レンズにおいて、
前記スリーブインサート部材の縦軸は前記荷電粒子レンズの縦軸と重なり（一致し）、前記インナーヨークシェルは前記縦軸に沿って延在しかつ前記スリーブインサート部材を周方向に包囲し、前記磁気回路の少なくとも２つのギャップは前記インナーヨークシェルのいずれかの軸方向端部に位置付けられており、各ギャップは、（半径方向）内方に向かって前記通路空間ないしビーム通路内に到達する定められた磁界を生成し、前記静電界は前記磁界と少なくとも部分的に重なるよう構成された前記スリーブインサート部材の複数の電極要素の少なくとも１つによって生成されることが好ましい。
（形態１７）形態１５に記載の電磁レンズにおいて、
複数の電極要素の少なくとも１つは、前記縦軸の周りに周方向に沿って一様に（均一に）配置された複数の副電極を含む静電マルチポール電極を含み、前記マルチポール電極は各電極に個別にポテンシャルを提供するマルチチャンネル電源ユニットに接続可能であることが好ましい。
（形態１８）形態１５に記載の電磁レンズにおいて、
前記電極要素は、前記縦軸を中心とする定められた半径を有する制限開口を形成するビームアパーチャ要素を含み、
前記制限開口は、前記縦軸に沿って伝搬する荷電粒子ビームの横幅を制限するよう構成されており、
前記ビームアパーチャ要素は、当該ビームアパーチャ要素において吸収された荷電粒子ビームの量を測定するよう構成された電流測定装置に接続されていることが好ましい。
（形態１９）上記本発明の第３の視点参照。
（形態２０）形態１９に記載の荷電粒子光学装置において、
前記荷電粒子光学装置は、複数の粒子光学カラムを含むマルチカラムシステムとして構成されていること、
各カラムは、各自の粒子ビームを使用するよう構成されており、かつ、荷電粒子レンズ又は電磁レンズの夫々の構成を含む各自の粒子光学システムを含むことが好ましい。
【0016】
上記の目的は、荷電粒子光学装置の荷電粒子ビームを修正する（modify）（例えば成形、合焦／脱焦又はその他の操作をする）よう構成されたレンズによって達成される。該レンズは、基本的に（primarily）縦軸に沿って延在しかつ当該荷電粒子ビームの通過を可能にする通路空間（ビーム通路とも称される）を備え、更に、該レンズは、少なくとも１つの永久磁石と、高透磁率の少なくとも２つの構成要素からなるヨークボディとを含む磁気回路アセンブリを含み、更に、ヨークボディ（内）に配置された電磁的調節コイルを含む。
【0017】
ヨークボディは、通路空間を包囲するよう配置されるインナーヨークシェルを構成することが可能な第１ヨーク要素と、インナーヨークシェルを包囲するよう配置されるアウターヨークシェルを構成することが可能な第２ヨーク要素とを含み（ここで用語「インナー」及び「アウター」はレンズアセンブリの内部において中心軸に対するそれらの相対的位置に関する）；これらのヨーク要素は縦軸を囲む周に配置されかつ強磁性体ないし強磁性材料のような高透磁性材料から好適に作られる。
【0018】
少なくとも１つの永久磁石は、少なくとも２つのヨーク要素の間に、即ちインナーヨークシェルの周りかつアウターヨークシェルの内部に、配置されており、及び、その２つの磁極が夫々のヨーク要素へと磁気的に主として（mainly）配向される永久磁石材料を含む。
【0019】
永久磁石とヨークボディは、ビーム通路に開口し複数の異なるヨーク要素の対応する（夫々の）面（複数）間に形成される（例えば、各軸方向端部に、アウターヨークシェルの夫々対応する面へ向かうインナーヨークシェルの面（複数）間に配置される）少なくとも２つのギャップを介在して閉じた磁気回路を形成する；従って、磁気回路は、永久磁石によって生成される磁束をヨークボディを通して導き、ギャップ（複数）に、ビーム通路内にも到達する磁界を誘導する（生成する）。縦軸に沿ってビーム通路内を伝搬する荷電粒子ビームのための磁気レンズを形成するために使用されるのは、ギャップからのこの磁界である。当該磁気レンズの生成により、典型的には、目標値の前後１％～５％の範囲内の磁界の精度を達成することができる。
【0020】
好ましくはインナーヨークシェルとアウターヨークシェルの間に配置される電磁的調節コイルは、調節可能な供給電流によって駆動されるよう構成されている；電磁的調節コイルのこの電流は実質的に縦軸の周りの周方向に沿って流れ、電磁的調節コイルは、それを通って通過する粒子ビームに作用するビーム通路内に磁気レンズを形成するために使用される、複数のギャップの少なくとも１つの磁束密度に変化を引き起こすように、磁気回路内の磁束を修正するよう構成されている。従って、本発明は、より良好な正確性（精度）での粒子レンズの特性（性質）の改善された制御を可能にする。そのようなレンズの正確性（精度）は、上述したギャップ（複数）における磁界の変調（調節）のために、磁界の所望の値に対し０．１％～０．５％の（又は一層より良好な）範囲内又は一層より小さい値が可能であり、従って、そのような調節コイルを備えない同じ磁気レンズの性能と比べて、凡そ一桁より大きな効率で生成される、即ち、例えば焦点距離のような設計された光学特性により近い、磁気レンズが得られる。本発明は、実際の状況に依存して、動作中に磁気回路の特性（性質）を制御すること、例えば変調（modulating：調節）又は安定化することも可能にする。
【0021】
本発明の基礎をなす技術的解決策において、ヨーク要素（複数）と少なくとも１つの永久磁石は、一緒に（協働して）、２つのギャップを有する閉じた磁気回路を形成するが、任意的に、ビーム通路の隣に配置される３つ以上のギャップも形成する；というのは、これらのギャップは、磁気レンズとして動作する、ビーム通路内に到達する定められた磁束密度従って磁界を誘導する（生成する）ために役立つ（機能を有する）からである。本発明の電磁的調節コイルは、公称値からの磁界のズレの補償のためにも使用され得る。本発明の一電磁的調節コイルは、磁束に対し適切な方法で影響を及ぼすために適切な部位に位置付けられる。磁気回路アセンブリの非対称性（複数）の導入及び／又は調整（チューニング）のためにも使用され得る。結果として、本発明は、所望の公称値からの強度及び更には部分的に方向におけるズレを減少し又は更には除去し、以って、初期設計に応じたその特定の特性（性質）を達成することを可能にするが、そうでなければ、それらは永久磁石の製造プロセス及びその内在的許容差に適合しないことがあり得るものである。
【0022】
本発明は、本発明の電磁的調節コイルを用いて磁束を調節することによって、荷電粒子レンズへ組み入れ可能な、現在製造されている永久磁石の使用を可能にする。そのため、ギャップの部位においてレンズ作用（効果）を規定する磁界は微調整されることができる。従って、本発明は、永久磁石の材料及び構成要素の製造における限られた（不十分な）精度を考慮する（に対処する）ことを可能にし、その影響の限定（抑制）に顕著に役立つ。更に、本発明は漂遊磁界の低減を実現する。
【0023】
更に、本発明の範囲内において、適切であれば組み合わせ可能な、以下に示す複数の任意の発展形態が想定される。
【0024】
本発明の有利な一発展形態では、２つ以上のセクタコイル要素を含むセクタ型（sectorial）電磁的調節コイル構造体を備えることができ、各セクタコイル要素は夫々の半径方向（の内方又は外方）を指向する（一般的ないし全体的な）巻回軸（general winding axis）を備えて構成される。セクタ型調節コイルのセクタコイル（複数）は、縦軸の周りにおいて互いに対し周方向に角度がずらされて配置されることが好ましく、少なくとも部分的に磁気マルチポールのように動作するよう構成されることが好ましい。
【0025】
更に、電磁的調節コイルは、更には任意的にセクタ型調節コイル構造体は、磁気回路の２つ以上の分岐路の間での磁束の再分布（ないし再分配：redistribution）を引き起こして、少なくとも２つのギャップにおいて磁束密度の変化を引き起こすよう、適切に構成され得る。これは、例えば２つのレンズの焦点距離の差を減少又は増大するために、有利である。これと組み合わせて、又は代替的に、電磁的調節コイルは、更には任意的にセクタ型調節コイル構造体は、磁気回路の２つ以上の分岐路の１つに対し主として影響を及ぼす磁束の修正を引き起こして、対応するギャップにおける磁束密度の変化を引き起こすよう、適切に構成され得る。これによって、単レンズ（複数）（single lenses）は、光学システムの要求に対し高精度で微調整されることができる。
【0026】
更に、２つ以上の電磁的調節コイルを設け、これらが、更に、２つのギャップにおける磁界を異なるように調節するよう構成された磁気回路アセンブリの異なる構成要素（複数）に関連付けられた異なる部位（複数）に配置されることはしばしば有利である。この場合及び以下において、電磁的調節コイルは、夫々の実施形態において適切であると認められるようなセクタ型調節コイル構造体を含むか、又は当該構造体として構成されることも可能である。
【0027】
更に、一方のヨーク要素は磁気回路の他の部分、とりわけ他方のヨーク要素（複数）、更には（１つ以上の）永久磁石及び（１つ以上の）電磁的調節コイル、を包囲するレンズのハウジングボディを構成することができる。一般的に、磁気回路の幾つかの部分はレンズのハウジングを構成するために使用可能であり、少なくとも１つの永久磁石及び／又は少なくとも１つの電磁的調節コイル、これらは全てインナーヨークシェルの周りに配置される、及び／又は全てのヨーク要素は、レンズのハウジングボディの部分でもあり得る。レンズ設計は、好ましくは、縦軸に関し全体的に回転対称的な形状を有することができ、磁気回路アセンブリの構成要素（複数）、即ちとりわけ（１つ以上の）永久磁石、ヨークボディ、及び電磁的調節コイルは、縦軸と同心に（coaxial）に配置され、好ましくは、中空シリンダ又は中空多角柱形状に対応する基本形状を有する。
【0028】
（１つ以上の）電磁的調節コイルをその／それらの夫々定められた位置において保持するために、適切なホルダをヨークボディの内部に設けることができる。とりわけ、磁気回路アセンブリの夫々の構成要素に対する相対的な影響を精細に定めるよう構成され得る、（１つ以上の）電磁的調節コイルをヨークボディの少なくとも２つの要素の間の夫々定められた位置において維持するよう構成されたホルダ要素を設けることができる。
【0029】
有利には、本発明の（１つ以上の）電磁的調節コイルは、（１つ以上の）コイルに電流を供給するよう構成された、荷電粒子レンズの外部に対する電気的インタフェイスを備えることができ、電気的インタフェイスはアウターヨークシェルに形成された適切な孔のような貫通路（passageway）を含むことが好ましい。
【0030】
更に、磁気回路又は磁気回路アセンブリの異なる構成要素（複数）に関連付けられた異なる部位（複数）に配置される２つ以上の電磁的調節コイルをもうけることができる。これは単レンズ（複数）（single lenses）を別々にかつ正確に微調整するために使用可能である。
【0031】
更に、永久磁石（複数）及び／又は（１つ以上の）電磁的調節コイル及び／又はそれらの（１つ以上の）構成要素は複合的（composite）であり得る、例えば、縦軸の周りに配置された１つ以上のセクタから構成され及び／又は縦軸に沿って積み重ねられる２つ以上の層へとセグメント化されることができる。これらの副要素（セクタ（複数）、セグメント（複数）及び／又は層（複数））は、磁束減少の局所的勾配を形成するために、異なる磁気的性質（透磁率、幾何学的寸法等）を有する変化する（様々な）材料から作製されることも可能である。従って、本発明の一調節コイルは、好ましくはリング形状要素のセクタ（複数）として形成される、２つ以上の副要素を含むことができる。これは、磁気レンズが縦軸の周りにおいてアジマス（方位角）的に異なって変化する磁束密度従ってアジマス的に変化する磁界を有することを可能にするために、アジマス磁気勾配を形成するよう構成されることができる。複合的コイル要素は少なくとも部分的に磁気マルチポールのように動作することができる。これらの副要素は、更に、例えばアウターヨークシェルに形成された貫通孔を介して、夫々の電流を供給するよう構成された、荷電粒子レンズの外部に対する個別の電気的インタフェイスを備えることが可能である。
【0032】
多くの典型的な形態では、（１つ以上の）永久磁石は実質的に半径方向に（放射状に）配向された磁化を有することができる。ここで「実質的に半径方向（放射状）に（substantially radially）」という表現は、永久磁石又は電磁的要素を通ってヨーク要素（複数）へと至る磁束が一般的半径方向（generally radial direction：半径方向の内向き又は外向き）に沿って流れる（相対的に内側のヨーク要素から相対的に外側のヨーク要素へ又はその逆向きに流れる）ように、配向が「動作上半径方向（operationally radial）」である場合を含むために使用されている（即ち、「実質的に」及び「動作上」とは、例えば図８（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｄ）に示されているような文字通りの「半径方向」だけでなく、例えば図８（Ｃ）に示されている円環（円弧）の中心角の二等分線に平行な方向のような文字通りの半径方向から多少ずれた方向も含むことを意味する）。
【0033】
有利な一発展形態では、（１つ以上の）永久磁石は縦軸に沿って積み重ねられる２つ以上の層から構成されることも可能である；更に、縦軸の周りに周方向に沿って配置される３つ以上のセクタから組立てられる（１つ以上の）永久磁石を構成することも適切であり得、この場合、磁石セクタ（複数）は、縦軸に関するセクタ（複数）を形成する実質的に楔形状の要素であることが好ましい。
【0034】
上記の目的は、本発明に応じた荷電粒子レンズと、縦軸に沿ってビーム通路（通路空間）に挿入されたスリーブインサート部材とを含む電磁レンズによっても達成される。このスリーブインサート部材はビーム通路孔のより小さい部分を包囲するが、その両端の間において縦軸に沿って延在し；好ましくは、ヨーク要素（複数）のギャップ（複数）と少なくとも重なり合う。このスリーブインサート部材は、そのビーム通路内に電界を生成するように夫々の電気ポテンシャルが電源を用いて印加可能な１つ以上の導電性電極要素を含む。有利には、電極要素（複数）は、（１つ以上の）ギャップにおいて通路孔の内部の磁界と組み合わされた粒子光学レンズを形成するよう構成されることができ、この場合、この粒子光学レンズの光学的パラメータ、例えば焦点距離は、電極要素（複数）に印加される電気ポテンシャルを修正することによって更に一層調節可能である。
【0035】
１つの適切な幾何学的レイアウトによれば、ヨークボディはビーム通路の２つの軸方向端部の間に延在し、従ってそれらを形成することができる；とりわけ、第１要素、例えばインナーヨークシェルは（ビーム）通路の中央部分の始端から終端まで延在することができるが、第２要素、例えばインナーヨークシェルを半径方向及び軸方向において包囲し、好ましくはその夫々の側部にまで及ぶアウターヨークシェルへ向かう夫々の端部においてギャップを開放状態に維持する。ヨーク要素（複数）は、従って、同心的に入れ子状に形成された、２つの中空シリンダの幾何学的構造（配置）を形成することができる。従って、インナーヨークシェルは少なくともスリーブインサート部材の部分（複数）を包囲する；磁気回路のギャップ（複数）は、夫々、内方に向かって通路孔内に到達し、スリーブインサート部材の電極要素（複数）によって生成される電界（複数）と重なり合うことになる磁界を誘導（生成）し、これによって、電磁レンズを確立（形成）することができる。そのような電磁的超微調整レンズ（複数）は精度を大きくして、設計された特性（性質）に関する精度範囲を１ｐｐｍ～５ｐｐｍの小さい値にすることができる。例えば、そのような（１つ以上の）電磁レンズの焦点距離は、電極要素（複数）に印加される電気ポテンシャルを修正することによって、動作（運転）中に即ち荷電粒子ビームが通過している時間中に調節可能である。
【0036】
多くの形態では、スリーブインサート部材は、電極要素（複数）が夫々限定された形状及び範囲（面積）を有する導電性コーティングとして構成されて配されるセラミック（製）ボディを含むことも可能である。
【0037】
電極要素（複数）は、少なくとも１つの単レンズ（Einzel lens）を形成するよう（機械的及び電気的に）構成されることがしばしば可能である；更に、本発明の多くの形態では、電極要素（複数）の少なくとも１つは、レンズが当該電極要素を縦断する荷電粒子ビームを偏向又は成形することを可能にする、縦軸の周りに周方向に沿って一様に（均一に）配置される複数の副電極を含む静電マルチポール電極を含むことができ、この場合、この要素の副電極に印加される電気ポテンシャルはマルチポール電界を形成するよう、規定されることができる。
【0038】
本発明のレンズの多くの形態では、とりわけレンズがパターン規定（画定）システム（ＰＤ：pattern definition system）と関連付けられて使用されることが意図される場合には、電極要素（複数）の間には、縦軸を中心とする定められた半径を有する制限開口を形成するビームアパーチャ要素を備えることができ、該制限開口は通路を通って伝搬する荷電粒子ビームの横幅を制限する。この制限開口は、パターン規定システムにおいて意図的に偏向された粒子を含む粒子を収集する機能を有する較正アパーチャとして使用されることができる；粒子が荷電粒子ビームのターゲットに到達することを阻止することが意図されている。更に、例えば、ビームアパーチャ要素は、当該ビームアパーチャ要素において吸収された荷電粒子（ビーム）の量を測定するために使用可能な電流測定装置に接続されることができる。そのようなビームアパーチャ要素の前方即ちその上流側においては、異なる適切な静電ポテンシャルを副電極（複数）に印加する従ってビームでアパーチャをスキャンすることによって、縦軸に対するビームの横方向位置を決定するよう構成された静電マルチポール電極を有すると有利である。
【0039】
好ましくは、荷電粒子レンズは縦軸に沿って全体的に回転対称的な形状を有することができ、この場合、磁気回路アセンブリの構成要素（複数）は当該縦軸に関し同心に（coaxial）に配置され、好ましくは、中空シリンダ又は中空多角柱形状に対応する基本形状を有する。
【0040】
ＵＳ９，１６５，７４５に示されているもののような既知の磁気レンズと異なり、本発明の電磁レンズは、光軸の所望の領域に磁界を形成すること、従って、荷電粒子マルチビームナノパターン形成装置に採用されるような電磁レンズの性能に不利に作用する（アンペアの回路法則に従うシングルギャップシステム（系）に存在する）漂遊磁界に起因する影響を小さくすることを可能にする、ハウジングボディにおける複数の「エアギャップ」のみを除いて完全に閉じた磁気ループを有する。従って、上記の公知技術のシステム（系）に存在する漂遊磁界を最小化するために、（少なくとも）２つのギャップを設けることは極めて有利である。尤も、ギャップの個数は、レンズの個別の適用に依存して、３つ又は４つ又は５つ以上のような、より大きい個数であってもよいことは明らかであろう。
【0041】
少なくとも上記の理由から、本発明及び（例えば基板の直接描画のための）マルチカラムマルチビーム荷電粒子ナノパターン形成システムのような描画機ツールにおけるその適用は、集積回路のための高スループットの工業プロセスの発展に顕著なインパクトを与えることが期待される磁気的要素、電気的要素及び較正要素の独特の組み合わせを提供する。本発明は、描画機ツールの、とりわけマルチカラムマルチビームマスク式描画機の、制御のためのレイアウト、構築、微調節、更には超微調節を極めて容易にする。
【0042】
上記の目的は、（本発明に応じた電磁レンズを含む）本発明に応じた荷電粒子レンズを含み、その光軸に沿ってレンズを通って伝搬する当該装置の荷電粒子ビームに影響を及ぼすよう構成された荷電粒子光学装置であって、該レンズが磁気レンズのために好適な当該装置の粒子光学システムの部分である、荷電粒子光学装置によっても達成される。とりわけ、該装置は、好ましくは、複数の荷電粒子光学カラムを含むマルチカラムシステムとして構成されることができ、各カラムは夫々の粒子ビームを用いかつ本発明の夫々のレンズを有する夫々の光学システムを含む。
【0043】
以下に、本発明を更に説明するために、図面に模式的に示されている、例示的かつ非限定的な実施形態（ないし実施例）について論じる。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】本発明の第１実施形態に応じた荷電粒子レンズの一例。（紙面左側の）図１（Ａ）は、磁気回路内の「赤道」位置に配置された、本発明に応じた電磁的調節コイルの一例を含む荷電粒子レンズの縦断面図。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の縦座標の関数として中心軸の位置において測定された、電磁的調節コイルを有する（点線）及び電磁的調節コイルを有しない（実線）場合における、磁界の軸方向成分の強度（大きさ）をプロットしたもの。
【図3】セクタ型電磁的調節コイルの一実施形態の平面図。
【図4】セクタ型コイル構造体の一例の４セクタ構造の構成要素としての２つのコイルの斜視図。
【図5】セクタ型コイル構造体の一例の４セクタ構造の平面図。
【図6】レンズの縦座標に関し非対称的に配置された調節コイルの一例を有する、本発明の他の一実施形態に応じた荷電粒子レンズの一例。（紙面左側の）図６（Ａ）は荷電粒子レンズの縦断面図。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の縦座標の関数として中心軸の位置において測定された、非対称的調節コイルを有する（破線）及び非対称的調節コイルを有しない（点線）場合における、磁界の軸方向成分の強度（大きさ）をプロットしたもの。
【図9】本発明の電磁的調節コイルの複数の具現化物も含む、スリーブインサート部材を備える本発明の更なる一実施形態に応じた荷電粒子レンズの一例。（紙面左側の）図９（Ａ）は、荷電粒子レンズと、静電レンズシステムの一例を形成する内部の電気的スリーブインサート部材の縦断面図。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の縦座標の関数として中心軸の位置において測定された、当該磁気レンズの磁界（実線）及び電界（破線）の軸方向成分の強度（大きさ）をプロットしたもの。
【図11】８個の副電極を有するマルチポール電極の一例の横断面図。
【図12】本発明の一実施形態の電磁レンズの一例のスリーブインサート部材の構成要素（複数）としての較正アパーチャ及び前置のマルチポールの拡大詳細図。
【図13】本発明の荷電粒子レンズの一例が組み込まれたスリムカラム描画機ツールの一例の縦断面図。
【実施例0045】
以下に与えられる本発明の実施例（複数）ないし例示的実施形態（複数）の詳細な議論は本発明の基本的思想、具現化及び更なる有利な展開を開示する。本発明の特定の適用に好適であると認められるようなここで議論される実施形態（複数）の幾つか又は全てを任意に組み合わせることは当業者には明らかなはずである。この開示全体において、「有利な」、「例示的な」、「典型的な」、「好ましくは」又は「好ましい」のような用語は、本発明又はその一実施形態に特に好適である―但し不可欠ではない―要素又は寸法を表し、当業者によって好適であると認められる場合であれば、明示的に必須とされない限り、修正可能である。本発明は、本発明の説明の目的のために与えられかつ単に本発明の好適な具体化例（複数）を提示するに過ぎない以下において議論される例示的実施形態（複数）に限定されるものではないことは当然である。この開示の範囲内において、「上」又は「下」のような垂直方向に関する用語は、中心軸（ないし縦軸）に沿って下方に（「垂直に」）進行すると考えられる、電磁レンズを縦断する粒子ビームの方向に関して理解されるべきものである。この縦軸は、一般的には、Ｘ方向及びＹ方向と交差するＺ方向によって特定される（同視される）。
【0046】
荷電粒子レンズ
【0047】
図１（Ａ）は本発明の第１形態に応じた荷電粒子レンズ１０の一例を縦断面図で即ちその中心軸ｃｘを通る断面に沿って示す。より良好な明確性のために、構成要素は寸法どおりには示されていない。本レンズは、図１３の描画機ツール１又は図１４のマルチカラム描画機ツール４０のレンズ１０を具現化するために使用され得るものであり（下記参照）、この場合、対物レンズとして使用されるが、例えば本出願人のＵＳ９，４４３，６９９及びＵＳ９，４９５，４９９に開示されているような、シングルカラム又はマルチカラムアーキテクチャを具現化し得る他の多くの粒子光学装置における使用に好適であることは明らかであろう。なお、これらの文献の開示は引用を以って本開示に組み込まれているものとする。
【0048】
荷電粒子レンズ１０は、アセンブリを縦断する荷電粒子ビーム１００のためのビーム通路１１と、磁気回路アセンブリ２０とを含み、磁気回路アセンブリ２０は、少なくとも１つの永久磁石２１０、２１１、少なくとも２つのギャップ２９０、２９１を有するヨークボディ２５、及び本発明に応じた電磁的調節アセンブリ３０を含む。上記の磁石は、典型的には凡そ１Ｔの残留磁化と、
として記号で表される磁束とを有する、永久磁石材料から作製される；ヨークボディ２５は２つのヨーク要素２５０、２５１を含み、これらのうち、アウターヨークシェル２５１はレンズのためのハウジングボディ１２としても役立ち（機能し）、（両者は）高透磁性材料で作られる；ヨーク要素（複数）は２つの異なる軸方向位置に少なくとも２つのギャップ２９０、２９１を形成し、該ギャップにおいて、磁気回路アセンブリを通って流れる磁束はビーム通路１１内に到達する磁界を誘導（誘起）することになる。更に、電磁的調節アセンブリ３０は、２つのヨーク要素２５０、２５１の間の適切な位置に配置され、かつ、磁気回路アセンブリへ与えられる付加的な磁気的寄与を生成する、磁界を生成するために電流源３４によって電力を供給される少なくとも１つの電磁的調整コイル３１を含む。この磁界によって、電磁的調節アセンブリ３０は、２つのギャップ２９０、２９１の少なくとも１つにおいて磁界を調節することができる。
【0049】
磁気レンズ効果の強さに依存して、荷電粒子ビーム１００は上記ビーム通路１１内にクロスオーバーｘｒも形成し得る、即ち、ビームは中心軸ｃｘと交差しつつ最小横幅を達成する；点線（破線）は、（図１３の描画機ツール１又は図１４のマルチカラム描画機ツール４０のような）例示的粒子ビーム露光システムに配された場合にレンズを通って伝搬する際の荷電粒子ビームの包絡線を象徴的に示す。
【0050】
典型的形態（複数）では、荷電粒子レンズ１０は、以下のような例示的寸法を取り得る：即ち、凡そ５０ｍｍ～１００ｍｍの全高ｈ１及び、典型的には全高ｈ１より小さい、凡そ１０ｍｍ～１００ｍｍの内部高ｈ２を有し得る；これにより、アウターヨークシェルとも称される最外ヨーク要素２５１がレンズアセンブリのためのハウジング及びシールドボディとして役立つ（機能する）構成が可能になる；凡そ１０ｍｍ～２０ｍｍの外半径ｒ１を有し得る、これにより、図１４のマルチカラム描画機ツール４０における配設が可能になる；及び、凡そ０．１ｍｍ～５ｍｍの即ち荷電粒子ビーム通路を可能にするために十分広いアパーチャ半径ｒ２を有し得る；更に、更なるインサート部材をも許容し得る（以下の図１０参照）。これらの磁石、ギャップ及び電磁的調節アセンブリは、典型的には、凡そ１ｍｍ～５ｍｍの厚みを有し、ヨーク要素（複数）はほぼ同じ寸法の半径方向厚みを有し得る。該要素（複数）のサイズは夫々の適用及び荷電粒子装置にとって適切であるように選択されるが、図示の例では、幾何学的寸法は典型的には数（several）ミリメートルのオーダーである。
【0051】
荷電粒子レンズ１０は、通常、その中心軸ｃｘが露光システムの光軸ｃ５と一致するように（図１３参照）、粒子ビーム露光システムに配置される；尤も、本発明に応じた荷電粒子レンズの適用に依存して他の相対的配置も選択可能であることは、当業者であれば分かるはずである。
【0052】
磁気回路及び電磁的調節アセンブリ
【0053】
本発明に応じ、磁気回路アセンブリ２０及び対応する磁気レンズは、少なくとも１つの電磁的調節コイル３１と給電及びその制御のための構成要素（複数）を含む電磁的調節アセンブリ３０を含む。既述のように、電磁的調節コイルは、ヨーク（複数）及びヨークギャップ２９０、２９１における磁束密度を調節するために役立つ（調節する機能を有する）。調節コイル３１は、給電によって供給される電流Ｉ０によって駆動される；この電流Ｉ０の値は、例えば、磁気レンズの作用（効果）を、例えばターゲットの部位における結像特性（複数）を測定することによって、モニタし、所望の（「最適な」）結像作用（効果）が得られるまで電流の値を修正することによって調節される。
【0054】
本発明に応じて電磁的調節コイルを提供することの顕著な利点は、磁気回路において磁束をインサイチュ（現場で：in-situ）調節する能力（機能）である。そのため、（磁石エージング（magnet aging）のような）磁気レンズアセンブリの磁気的性質に変化があるときはいつでも、本発明は、少なくとも１つの電磁的調節コイルを用いたそのような変化の補償を提供する。
【0055】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されているように、電磁的調節コイル３１はアセンブリ内において１つ以上の専用ホルダ装置（ないしホルダ要素）（複数）３２によって支持される。電磁的調節コイル３１及び（ホルダ装置のような）その関連構成要素は、好ましくはレンズアセンブリの中心軸ｃｘと一致する共通の中心軸ｃ２を有する基本的に対称的なリング形状を有することが好ましい。ホルダ装置（複数）３２は、ヨーク要素（複数）間の空間において構成要素を位置決めするよう構成されている。電磁的調節コイルの視認性をより良好にするために、図２（Ａ）には１つのホルダ装置３２のみが図示されている。
【0056】
磁束の生成を可能にするために、電磁的調節コイル３１は、導電性材料の複数の巻線を含む電気回路を含む。この電気回路は、電磁的調節アセンブリ３０の電源３４へ接続するために、磁気レンズアセンブリの外部への電気的絶縁性インタフェイス３３の内部の電気ラインを通る電流によって給電される（図１）。
【0057】
インタフェイス３３は、外側ハウジング即ちアウターヨークシェル２５１を横断する。これを達成するために、異なる角度位置（複数）において半径方向内方へ幾つかの孔が穿孔され得る。ヨークの磁気的挙動に対するこれらの孔の作用（効果）を考慮することが重要である。なぜなら、孔（複数）の著しく非対称的な群は生成される磁界に非対称的作用（効果）を誘導し得るからであり、このことは通常は望ましいものではない。例えば、この問題を取り扱うための適切な構成は、その周囲に均一に（一定間隔で）分散配置される１セットの孔、例えば１６の孔を設けると共に、これらの孔のサイズをインタフェイス３３の内部の電気ライン（複数）のために必要な横断面を実現しつつ可及的に小さくすることであり得る。
【0058】
従来の永久磁石レンズは、そのようなシステムに配設される永久磁石の製造範囲（条件）のために、目標磁界強度の１％～５％の範囲内の精度を達成することができる。本発明に応じた電磁的調節アセンブリを使用することによって、この範囲を、目標効果の０．１％～０．５％の範囲内の或いは一層より小さい値の精度へと小さくすることができ、これにより、一桁だけより小さい所望（目標）磁界からのずれ、従って、顕著により良好なパフォーマンス（性能）が提供される。
【0059】
電磁的調節コイルは、典型的には、２つ以上の永久磁石２１０、２１１の直ぐ近くかつヨーク要素２５０、２５１の間に配設される（図２（Ｂ）参照）；この場合、レンズの組立中に配設される必要があり得る、というのはその位置がかなりカプセル化されるからである；それにも拘らず、電磁的調節コイルは、適切な技術的方策、例えば部分的分解、が使用されるか又は構成要素がレンズ内の交換可能モジュール（複数）から構成されている場合、最初の組立後に付加されることも可能であろう。
【0060】
図３～図５を参照すると、本発明の幾つかの形態では、好ましくはレンズアセンブリの中心軸ｃｘと一致し得る共通の軸ｃ２の周りに配置される複数の副要素３４０から構成されるセクタ型（sectorial）電磁的調節コイル構造体が提供され得る。図３は、８個のセクタ（扇形ないし部分円環：sector）形状の副要素３４０を有するセクタ型コイル構造体３４８の一例の１つのセット（met）の模式的平面図を示す。副要素は、好ましくは、夫々半径方向外方又は内方を指向する巻回軸を有する閉ループを形成する副要素巻線を夫々有するセクタ３４０として具現化される。隣り合う副要素巻線に互いに対し反対方向の電流を流すことにより、生成される磁界（B-field）は正の半径方向と負の半径方向の間で交互に変化する。図４及び図５には、４セクタ構造体を含むセクタ型コイル構造体３４４の他の一形態が示されている。これらの図から分かるように、セクタ形状の副要素（複数）は、好ましくは、磁界の異なる配向（複数）、例えば夫々Ｂｒ及び－Ｂｒで示されている交互に逆向きの半径方向を有するよう、作動される。図４は４セクタ構造体の２つの副要素３４１の斜視図であり、電流Ｉは、巻線経路に沿った矢印（複数）で示されているような（互いに）反対の電流方向で流れ、その結果として生じる磁束ベクトル（複数）は、夫々Ｂｒ及び－Ｂｒで示されているが、交互の（互い違いの）配列で半径方向内方及び外方を指向する；図５は構造体３４４の４つの副要素３４１を平面図に示す。この４セクタ構造体は磁気四極構造の具現化のために使用可能である。異なる方向の磁束を有するセクタ要素（複数）を含むそのような構造体は、アジマス（方向における）変化を意図的に生成及び／又は補償するために使用可能な磁気多極（マルチポール）構造体を具現化する；これは、例えば、マルチポールのような特徴（features）を与える（適用する）ことにより永久磁石に対抗する（反対に作用する）ために使用され得る。他方、選択された領域（複数）は意図的に空隙のままに維持されてもよい。複数のセクタを伴うそのような構造体の配設は、円形（ないし環状）の電磁的調節コイルと同じルール（原理）の下にあり、以下の項において論じられる。セクタ型コイル（複数）を駆動する電流Ｉの値は、例えば、上述した電流Ｉ０と実質的に同じ方法で、即ち、磁気レンズの作用（効果）を、例えばターゲットの部位における結像特性（複数）を測定することによって、モニタし、所望の（「最適な」）結像作用（効果）が得られるまで電流の値を修正することによって調節されることができる。勿論、より複雑（精巧）な形態（複数）では、１つ以上の磁気センサが磁気回路の適切な部位に設けられてもよく、これは制御ループを構成し、電流Ｉ０、Ｉの適切な調節によって磁束の制御及びその修正を可能にするために使用され得る。
【0061】
多くの形態では、対称的なレンズアセンブリは特に有利である。放射対称的な磁気レンズ構成（体）の各磁界は軸方向（axial）成分と半径方向（radial）成分を含む、即ち
である；半径方向成分
の重要性は小さく、その結果、磁界の軸方向成分
がレンズ効果のために利用される。縦座標（longitudinal coordinate）の関数としての中心軸ｃｘの位置における磁界の軸方向成分の強度（大きさ）は図１（Ｂ）に示されている（実線６１は「オリジナル」磁界を示し、点線６２は本発明に応じた調節コイルにより修正／補正された磁界を示す）；軸方向磁界
のピーク値の典型的な値は、荷電粒子が電子である適用例では、０．１Ｔのオーダーである。上述したように、磁気回路は、ビーム通路１１において明確に定められた焦点距離（複数）及び光学収差（複数）を有する順次的に配置された２つの磁気レンズとして機能する、（比較的）高い磁界強度を有するギャップ２９０、２９１の近くの２つの領域を生成する。共通のヨークボディ２５を介した２つのレンズの磁気的結合は、これがなければ従来のレイアウトの粒子レンズにおける永久磁石と必然的に関連付けられる、他の任意の領域における漂遊（漏洩）磁界の作用を強く減じる。
【0062】
電磁的調節コイルの配置
【0063】
磁気レンズアセンブリの内部における本発明に応じた電磁的調節コイルの配置はインパクトの大きい役割を有し得る。例えば、図６（Ａ）に示されているように、電磁的調節コイル２３１は、アウターヨークシェルの内部の上側コーナーに示されている例では、好ましくはギャップ２９０、２９１の近くの、２つのヨーク要素の間のギャップを包囲するコーナー部位に配置され得る。この電磁的調節コイル２３１から生じる磁界は、２つのヨークと上側永久磁石を通って流れるため、縦軸ｃｘに沿った軸方向磁束密度を示す図６（Ｂ）の曲線６４として示される。１つの例示的構成では、上側永久磁石は半径方向外向きの主要（支配的：dominant）磁化を有し得る。電磁的調節コイルの電流極性は、生成される磁界が永久磁石の磁化方向に対抗するように作用するように、選択され得る（符号６６で示されたヨーク（複数）及び永久磁石（複数）において電磁的調節コイルによって誘導される磁力線参照）。これにより、図６（Ｂ）に示されているように、上側ギャップ２９０において磁界強度が減少する。破線６１は永久磁石によって生成される非摂動磁界を示し、他方、点線６４は電磁的調節コイルによって誘導された（引き起こされた）磁界強度の減少を示す。更に、調節磁界は、より小さい程度ではあるが、下側磁気レンズの磁束及び磁界強度にも影響を及ぼし得ることが分かる。
【0064】
本発明の例示的な他の一形態では、図１（Ａ）に示されているように、電磁的調節コイル３１は、縦軸方向において隣り合う２つの永久磁石間の中央にかつ半径方向において２つのヨーク間の中央に配置され得る。そのような構成では、コイルによって生成される磁束密度は（図１（Ａ）に磁力線６５で象徴的に示されているように）一方の永久磁石の部位においては半径方向内方に、他方の永久磁石の部位では半径方向外方に作用する。従って、磁束強度についての点線６２から分かるように、２つのレンズに対する反対称的な（anti-symmetric）調整（チューニング）作用（効果）を有することになる。
【0065】
更に、多くの適切な形態では、複数の（マルチプル）電磁的調節コイルが組み合わせられ得る。例えば、１つの磁気レンズに対する主要（支配的）作用（効果）を有するレンズコーナーのコイルは、反対称的作用（効果）を生成する２つの永久磁石間のギャップに配置されたコイルと組み合わせることができる。そのような構成は、３つの電磁的調節コイル５３１、５３２、５３３が縦軸に沿って異なる位置に配されていることを示す図９（Ａ）に示されている。これは、２つの磁気レンズの局在化された（局所的）変化を引き起こすために、及び／又は、磁石（複数）及び／又はヨーク（複数）の意図的ではない固有の非対称性に対抗作用する（補償する）ために使用可能である。更に、例えば、中央の調節コイル５３２は、図９（Ａ）の左右両側において２つの矩形で象徴的に示されている、セクタ型（sectorial）コイルを含む。
【0066】
【0067】
永久磁石
【0068】
永久磁石２１０、２１１は磁気回路アセンブリ２０において具現化される磁気回路の磁束Φのソース（磁束源）として作用（機能）する。
【0069】
図７は、本発明に応じたレンズの一例の磁気回路アセンブリの構成要素として（例えば図１（Ａ）の永久磁石２１０、２１１の１つとして）の使用に好適な永久磁石２１の好ましい一形態を示す。磁石は回転対称の磁石に関し主半径方向磁化を有する。図７（Ａ）は模式的斜視図であり、図７（Ｂ）は磁石２１の縦軸ｃ１に沿った模式的断面図である。
【0070】
多くの形態では、図８（Ａ）～（Ｄ）を参照すると、そのような磁石は複数のセクタ部分から構成されることが有用であり得る。図８（Ａ）～（Ｄ）は、夫々の模式的横断面図において正味のラジアル磁化を有するリング状磁石２１の４つの例示的バリエーションを示す。なお、リング状磁石の構成要素（複数）は、より良好な明確性のために、図８（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）においては分解されて示されている。このラジアル磁化方向（複数）は、磁石の何れかの磁極から磁束を取り込み、該磁束をヨーク要素（複数）間のギャップ２９０、２９１の設計された（意図された）位置へ向けるヨーク要素（複数）の好ましい位置（複数）、即ちそのようなリング状磁石の内側及び外側、も与える（図１（Ａ）参照）。磁石要素の各々は、図８（Ａ）～（Ｄ）に破線の矢印で示されているように、当該主として半径方向に配向された磁化を有することになり、そのため、例えば、「北」極Ｎはリング状磁石の内部空間へ向かって形成され、他方、（リング状磁石の）外側は磁化の「南」極Ｓを有する。図示のようなラジアル磁化を有する永久磁石要素は市場で入手可能であり、焼結ＮｄＦｅＢ、ＳｍＣｏ５又はフェライトのような強磁性材料で作製される。図８（Ｂ）～（Ｄ）の複合磁石の磁石要素２４０、２４１、２４２は接着又は締付又はその他の適切な手段で結合される。各リング状磁石を形成する磁石要素の個数は、複合要素の寸法（とりわけ高さ及び半径）及び永久磁石２１の所望の寸法に依存して任意の数、例えば１つ、２つ、３つ、４つ、６つ又は７以上であり得る。
【0071】
更に、再び図７を参照すると、多くの形態では、永久磁石２１は、リング形状の部品として具現化（構成）され、共通の中心軸ｃ１に沿って積重ねられた複数の層のリング形状セグメント磁石２２０を含み得る。そのようなセグメント型磁石では、各層ないし各セグメントは、ｎ層からなる磁石の全磁束
に対し一部分
を構成する。
【0072】
ハウジングボディ
【0073】
多くの形態では、ヨークボディ２５はレンズ１０のハウジング１２としても機能する。ヨークボディは、インナーヨーク要素２５０とアウターヨーク要素２５１とから構成され、インナーヨーク要素２５０は、アパーチャ半径ｒ２と、少なくとも積層型永久磁石及び温度制御要素の高さを上回るために十分な長さｈ２とを有する中空シリンダとしてしばしばかつ典型的に具現化（構成）され；アウターヨーク要素２５１は、この場合、アパーチャ半径ｒ２と、各ヨーク要素の厚み及び該ヨーク要素間に配設される磁石の厚みをカバーするために十分な幅の外半径ｒ１とを有する高さｈ１のシリンダ状に対称的な形状を有するようにも具現化（構成）され得る。該アウターヨークは有利には両側（double）「コ字」型の縦断面（図１（Ａ））を有し得る；換言すれば、アウターヨークは、インナーヨーク要素の中空シリンダとコンセントリック（同心）であり得る中空シリンダとして形成される中心ボディ部分を含み、更に、中央孔を有するディスク状形状の２つの終端部分を有する。そのため、ヨーク要素（複数）の中空空間は、縦軸ｃｘに沿って半径ｒ２及び高さｈ１のビーム通路１１を包囲する。磁気回路のギャップ２９０、２９１は、インナーヨーク要素の軸方向外側端面（複数）と、アウターヨーク要素のこれらに対応する軸方向内側面（複数）との間に設けられるが、これらは、磁気回路２０の夫々のポール（磁極）ピースを代表する。中空シリンダの半径方向厚みは、典型的には、但し一般性を失うことなく、数ミリメートルのオーダーであり、アセンブリの高さは数十ミリメートルのオーダーである。レンズのハウジングボディを形成するインナーヨーク要素及びアウターヨーク要素は、それらの形状のために、磁石によって生成される磁束を増強し、集束することができる。最も外側のヨーク要素は、空間的形状及び材料が半径ｒ１と高さｈ１の寸法の範囲内に磁束を集中することになるため、半径方向及び軸方向における磁束に対するシールドとしても機能する。
【0074】
電気的インレー（インサート部材）
【0075】
図９に示されているような本発明の更なる一視点に応じ、荷電粒子レンズ１０は、好都合には、光軸ｃｘに沿ってビーム通路１１内に挿入されるスリーブインサート部材ないしインレー５０（図９（Ａ））を含み得る。これに応じて、インレーの物理的寸法は、例えばレンズの半径ｒ２及び高さｈ１以内のような、上記において論じた寸法に対して適切に選択される。インレーは、ビーム通路内の磁界６１（図９（Ｂ）の実線の曲線）に重なる調節可能な電界６５（図９（Ｂ）の破線の曲線）を生成するよう採用される１つ又は幾つかの電気的活性（active）要素を含む、複数のビーム制御要素５２～５４を含み得る。電界の軸方向成分ＥＺ（即ち縦方向に沿った）の強さは、１０５Ｖ／ｍのオーダーのピーク値の典型的な値を有するであろう。
【0076】
インレーの多くの形態では、ビーム制御要素５２～５４は、一般的に、電気的活性要素として役立つ（機能する）リング形状の構成要素であり、中心軸ｃ３に沿って積重ねるように配置され、それらの幾何学的軸はレンズの中心軸ｃｘに対し同心かつ平行に配向される。本発明の多くの形態では、すべての制御要素は共通の内半径ｒ２を有することが有用である；そのため、これらは、レンズを縦断しかつ荷電粒子レンズの運転中に荷電粒子ビーム１００のためのチャンネルとして役立つ（機能する）通路孔５５を定義（画成）する。更に、ビーム較正のためにより小さいアパーチャ（孔）５４（以下参照）を挿入（導入）することも有用であり得る。
【0077】
図９（Ａ）に示した形態では、ビーム制御要素（複数）は２つの単レンズ（Einzel lenses）５２ａ、５２ｂと、２つのマルチポール電極５３ａ、５３ｂ―これらはすべて導電性材料で作られている―を具現化（構成）する。例えば、マルチポール電極の各々は、等しい弧長を有する複数のセクション、例えば、一般性を喪失することなく、４つ、６つ又は８つのセクション（図１１参照）から構成される、複合金属リングとして具現化（構成）可能である；これらの（半径方向の）厚みは典型的には２ｍｍ未満であり、それらの長さは５ｍｍ～２０ｍｍである。更に、好ましくは、導電性リング形状アパーチャ（部材）５４が２つのマルチポール電極５３ａ、５３ｂの間に配設される；この構成要素は、ここでは、「較正アパーチャ」と称される。電気的活性要素は、好ましくは、図１０に示されているようなそれらの独自の電源ユニット７２２ａ、７２３ａ、７２２ｂ、７２３ｂに接続され得るが、そのため、それらの静電ポテンシャルは個別に調節可能である；一バリエーションでは、電源（複数）は、個別供給電圧（複数）を提供する共通のマルチチャンネル電源装置７０において組み合わせられ得る。較正アパーチャは、電源装置７０又は別個の専用電気制御装置７１によって制御され得る。最後に、電気的活性要素は、互いに対し電気的に分離されており、フィールド（電界）終端キャップ５１ａと称される要素によって両端において終端処理されるが、その電気ポテンシャルは「ローカルアース」即ち基準点を表す。フィールド終端キャップは、電界をインレーの通路空間に制限する（閉じ込める）ために役立つ（機能を有する）；従って、フィールド終端キャップは、（他の粒子光学カラム４００、図１４参照、のような）周囲の構成要素に対するインレーの明確に定義された（定められた）「フィールド（電界）境界」を提供する。フィールド終端キャップ（複数）と他の電気的構成要素との間のインレー取付ボディ５１上の幾つかの（some）空間は電気的に絶縁性であることも可能であり、これは、例えば、真空、又は、セラミックスのような非導電性の、好ましくは電圧耐性の、材料を用いるフィラー材料によって具現化（構成）される。
【0078】
本発明の多くの形態では、インレー５０の種々の要素５２～５４は、中空シリンダ形状（例えば内半径ｒ３、外半径ｒ２及び高さｈ１）のマウントボディ５１によって一緒に支持かつ保持されるが、これは、一般的には、例えばセラミック又はプラスチックのような電気的絶縁材料で作製可能である；しかしながら、少なくとも荷電粒子ビームに面する部分５１ａは、帯電（チャージアップ）を回避するために、導電性材料で被覆（カバー）されかつ「ドレイン」に接続され得る。電極要素は、例えば、ボディ内において結合かつ一緒に保持される個別のリング形状要素５２ａ、５２ｂ、５３ａ、５３ｂ、５４として、又は、夫々限定された形状及び面積（領域）を有するよう、リングボディの内周面に形成される導電性コーティング（複数）５１ａとして具現化（構成）され得る。
【0079】
インレーによって、（永久磁石の製造の精度、組立正確性において制限され及び少なくとも１つの温度制御要素による調節可能性の制限を受ける）光学特性、例えば荷電粒子レンズの焦点距離、の精度は、目標値の上下１ｐｐｍ～５ｐｐｍの精度に到達可能である―従って、「超高精度」調整（チューニング）が可能である。本発明の幾つかの形態は、電界はレンズの使用中に分解なしでｐｐｍ（百万分率）レジームの精度で調節及び制御可能である、即ち「インサイチュ・チューニング」可能であるので、例えば磁石の経時劣化（エージング）効果に関する制限を克服するために使用可能な組込型修正（ないし補正）手段も含み得る。更に、ビーム制御要素の電圧は、例えば収差、像面等のような光学的特性に関し、粒子ビーム露光装置１の特性を変化するために、システムの他の光学的及び電気的活性要素と組み合わせて調節されることが可能である。
【0080】
図１１は、インレーのマルチポール電極の一例の横断面を示す。マルチポール電極は（横断面において部分円環状の）複数のロッド（ないし帯材）５３０を含み、これらのロッド５３０は、それらの各自の外部電源ユニット７０によって個別の電気ポテンシャルで制御可能である。更に、これらを付加的な静電レンズとして挙動（動作）させるために、グローバルオフセット電圧が印加され得る。個別のロッドに異なる電圧を印加することによって、光軸の夫々対応する横断部分（transversal section）で交差する粒子ビームを整形する目的で、二極式、四極式又はより高次の静電界の種々のフィールド（電界）構成を具現化することができる。図１０の形態に照らした典型的適用に関し、ロッド（複数）に印加される電圧（複数）は、典型的には、数１０ボルトまでのオーダーである。そのようなビーム整形は、磁気的不均一性、機械的製造及び／又は組立正確性（精度）のような、光学システムの不完全性に起因するエラーを補償するために使用可能である。これに関し、マルチポールは、二極式（ダイポール）として使用される場合、光軸ｃ３に対するビーム位置を補正することができるが、Ｘ軸及びＹ軸（図１１）によって定義される面におけるその方向（複数）は、少なくとも４つの異なる電圧即ち＋Ｖ１（紙面の右側で（線状）ハッチングされたロッド）、－Ｖ１（紙面の左側で（線状）ハッチングされたロッド）、＋Ｖ２（紙面の上側で格子状ハッチングされたロッド）及び－Ｖ２（紙面の下側で格子状ハッチングされたロッド）がこれらのロッドに印加されるのであれば、任意とすることができる。更に、マルチポールが四極式又はより高次の多極式として使用される場合、二極式の場合と同様の仕方で個別ロッドに適切な電圧を印加することにより、当該マルチポールによって非点収差又は他のより高次の歪曲を補償することができる。
【0081】
なお、任意のマルチポール電極が、適用（対象）に依存して、（準）静的要素として又は動的、即ち時間変化する電圧を有する、要素としても使用可能であることに注意すべきである。ビーム制御要素の上記の使用は例示的な適用（複数）として記載されたものであり、本発明によって達成可能な機能に対する制限として記載されたものではないことは、当業者であれば分かるはずである。
【0082】
図１０及び図１２を参照すると、既述のように、本発明の幾つかの形態では、インレー５０は、粒子ビーム１２０の逸れた部分を偏向させる（除去する）ためのストップ要素として作動し（機能し）、「較正アパーチャ（calibration aperture）」と称される受動要素５４を含み得る。図１２は較正アパーチャの一例の縦断面を拡大して詳細に示す。較正アパーチャは、軸ｃ３に沿って小さい半径ｒ４を有するアパーチャである較正ボア５４１を包囲する本体５４０を含む。アパーチャは、該アパーチャの外側を進行するビームの部分１２０を吸収することによって、荷電粒子レンズを縦断するビーム１００のサイズを限定（制限）する機能を有し、そのため、（アパーチャの内側のビームの）部分１１０のみがアパーチャを通過することができる。本発明の好ましい一形態では、前置される（上流側の）インレー要素（複数）の１つ、例えばマルチポール電極５３ａは、例えばダイポール電界（electric dipole field）を形成するマルチプル電極の選択された電極に印加される電圧を変化することによって、縦軸に対する、ビームの横方向位置を変化させることができる。マルチポールは、ビームアラインメントのためにも使用可能である。荷電粒子レンズ１０は、有利には、較正アパーチャ５４の縦方向における部位に、又はその近傍に（例えば１０ｍｍ以下）、クロスオーバーｘｒを形成するよう、構成される。このため、ビーム径は該アパーチャ付近で最も小さい。
【0083】
本発明の多くの形態では、とりわけ、マルチビーム描画ツール、例えばシングルカラムツール１又はマルチカラムツール４０（後者については下記参照）として使用される粒子ビーム装置において、荷電粒子ビームは、パターン規定（画定）システム４、４３によって導入される、付加的な横方向の逸れ（図１２）を伴わずに（ｅ）又は伴って（ｆ）、当該パターン規定システムを選択的に通り抜けることが可能な、複数のビームレットｐｂへ分割される。そのような逸れは、（所定の）ビームレット（複数）がターゲットに到達することを阻止するために、従って、個別の（discrete）描画パターンを規定（画成）するために、導入される。逸らされたビームレットは、較正ボア５４１を通り抜けるのではなく、較正ボア５４１の脇の（から外れた）「較正アパーチャ」の本体５４０の領域に到達し、そこで吸収されることになる；ビーム１２０の吸収は、構成要素における帯電（electric charge-up）の発生を引き起こすであろうが、これは、例えば吸収されるビームの量のモニタリングを可能にする測定装置７１４（図１０）への、ビームアパーチャの電気的接続によって、除去、即ち排出（drained off）され得る。「較正アパーチャ」に衝突するビームレット（複数）も「較正アパーチャ」へ、その結果、これを包囲するインレー要素へ、最終的には磁気レンズアセンブリへも熱エネルギの伝達を引き起こす。このことは、少なくとも１つの温度制御要素を有する磁気レンズの調整（チューニング）のために考慮される必要がある。
【0084】
リソグラフィ装置
【0085】
図１３はシングルカラム描画機ツール１の一例の模式的縦断面図である。該ツールは、本発明のレンズの例示的一形態を含み；例えば当該ツールの対物レンズ１０として本発明の一形態に応じた荷電粒子レンズを含んでいる。描画機ツールは、電子又はイオン（例えば正電荷のイオン）であり得る荷電粒子ビームを使用する。描画機ツール１は、マルチカラム荷電粒子光学系のための真空ハウジング４８０、マルチカラム荷電粒子光学系が取り付けられるベース部材４７０を含む。ベース部材の上部には、ターゲット４５０、好ましくはリソグラフィ目的のためのマスク又は直接描画機ツールの場合のシリコンウェハが配置されるＸ－Ｙステージ４６０、例えばレーザ干渉計制御式エアベアリング真空ステージが適切な操作システムを用いて取り付けられる。そして、ターゲットは、これは例えばレジスト層を含むが、描画機の荷電粒子ビームによって露光され得る。
【0086】
この形態のシングルカラム光学系は、好ましくは、中心軸ｃ５と、荷電粒子源７を含む照明光学系３と、幅の広いテレセントリックな荷電粒子ビームｉｂをパターン規定（画定）システム４へ供給するコンデンサ８（但しパターン規定システム４はビームを複数のアパーチャのみを通過させるよう適合化されており、該複数のアパーチャは当該アパーチャ（ビーム成形装置）を通り抜けるサブビーム（「ビームレット」）（複数）の形状を規定する）と、典型的には縮小を行い、更にはエネルギを与える荷電粒子投射光学系５（該投射光学系５は続けて（順次的に）配設された複数の荷電粒子レンズから構成され、該荷電粒子レンズは好ましくは静電及び／又は磁気レンズ（複数）を、場合によっては他の粒子光装置を含む）とを含む。図１３に示した形態では、投射光学系は、例えば第１荷電粒子レンズ９、例えば静電液浸レンズを含み、他方、第２レンズ１０は、これは第１レンズの下流に配置されるが、本発明の一形態に応じた荷電粒子レンズ（例えば図９（Ａ））を用いて具現化（構成）される。該荷電粒子レンズ１０の内部には、「較正アパーチャ」５４が、象徴的に示されているように、具現化（構成）されている；上記のように、パターン規定装置４によって偏向されたビームの或る部分（ｆ）は吸収され、他方、他の部分（ｅ）は光学カラムを妨げられることなく縦断し、パターンをターゲット４５０に露光する。
【0087】
パターン規定装置４は、粒子ビームから、ターゲットに転写されるべきパターンの情報を含む複数のいわゆるビームレットを形成する機能を有する。パターン規定装置４及びその制御装置４０４の構造、運転及びデータ処理については、本出願人のＵＳ９，４４３，６９９及びＵＳ９，４９５，４９９に開示されているが、これらの文献の内容はこの引用を以って本開示に含まれているものとする。
【0088】
図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）はマルチカラム描画機ツール４０の一例を示す。該ツール４０は、各カラムに、本発明のレンズの例示的一形態の各構成（具現化物：instance）を含む；例えば当該ツールにおける対物レンズ１０として本発明の一形態に応じた荷電粒子レンズを含む。描画機ツールは、電子又はイオン（例えば正電荷のイオン）であり得る複数の荷電粒子ビームを使用する。マルチカラム描画機ツール４０の模式的縦断面図を示す図１４（Ａ）から分かるように、描画機ツール４０は、マルチカラム荷電粒子光学系のための真空ハウジング４８、マルチカラム荷電粒子光学系が取り付けられるベース部材４７を含む。ベース部材の上部には、ターゲット４５、好ましくはリソグラフィ目的のためのマスク又は直接描画機ツールの場合のシリコンウェハが配置されるＸ－Ｙステージ４６、例えばレーザ干渉計制御式エアベアリング真空ステージが適切な操作システムを用いて取り付けられる。そして、ターゲットは、これは例えばレジスト層を含むが、描画機の荷電粒子ビームによって露光され得る。
【0089】
この形態のマルチカラム光学系は、複数のサブカラム４００（図示のカラムの個数は、より良好な明確性のために図においては減少されており、実際の具現化におけるマルチカラム装置に存在する遥かにより多くの個数のカラムを代表している）を含む。好ましくは、サブカラム（複数）は、同じ構成を有し、かつ、互いに平行な軸（複数）ｃ５が並置されるように設置されている。各サブカラムは、荷電粒子源４１を含み、幅の広いテレセントリックな荷電粒子ビームをパターン規定（画定）システム４３へ供給する照明システム４２（但しパターン規定システム４３はビームを複数のアパーチャのみを通過させるよう適合化されており、該複数のアパーチャは当該アパーチャ（ビーム成形装置）を通り抜けるサブビーム（「ビームレット」）（複数）の形状を規定する）と、典型的には縮小を行い、更にはエネルギを与える荷電粒子投射光学系４４（該投射光学系４４は続けて（順次的に）配設された複数の荷電粒子レンズから構成され、該荷電粒子レンズは好ましくは静電及び／又は磁気レンズ（複数）を、場合によっては他の粒子光装置を含む）とを有する。図１４に示した形態では、投射光学系は、例えば、第１荷電粒子レンズ４４ａ、例えば静電液浸レンズを含み、他方、第２レンズ１０は、これは第１レンズの下流に配置されるが、本発明の一形態に応じた荷電粒子レンズ（例えば図１（Ａ））を用いて具現化（構成）される。
【0090】
図１４は、第２レンズとして使用されるレンズ（複数）１０の一例とそれらの支持要素の一例とを詳細図に示す。サブカラム（複数）の各第２レンズ１０は、好ましくは、適切な固定手段４９ｂによってカラム基底プレート４７又は真空チャンバの特定フランジ４８に取り付けられる基準プレート４９に取り付けられ得る。基準プレート４９は、軽量、高弾性率及び高熱伝導性の利点を有する酸化ケイ素又は酸化アルミニウムに基づくセラミック材料のような、低い熱膨張性を有する適切な基礎材料から製造され、及び、（静電荷を流出させることによって）帯電を回避するために、少なくともその関連する部分において、導電性コーティング（被膜）によって適切に被覆され得る。更に、基準プレート４９は、各サブカラムのレンズ１０のビーム通路１１と重なる（合致する）アパーチャ（複数）４９ａを含み得る。
【0091】
上記の実施形態及び実施例の全部又は一部は以下の付記として記載可能であるが、それらに限定されない。
［付記１］荷電粒子光学システムの荷電粒子ビームを修正するよう構成された荷電粒子レンズ。
前記荷電粒子レンズは基本的に縦軸に沿って延在しかつ荷電粒子ビームの通過を可能にする通路空間を備えている。
前記荷電粒子レンズは磁気回路アセンブリを含む。
前記磁気回路アセンブリは
・少なくとも１つの永久磁石、及び、
・ヨークボディ
を含む。
前記ヨークボディは少なくとも２つのヨーク要素から構成されており、前記少なくとも２つのヨーク要素のうち、第１ヨーク要素は前記通路空間を包囲するよう配置されるインナーヨークシェルを構成し、第２ヨーク要素は前記インナーヨークシェルを包囲するよう配置されるアウターヨークシェルを構成し、前記ヨーク要素は前記縦軸を囲む周に配置されかつ高透磁性材料を含む。
前記少なくとも１つの永久磁石は前記少なくとも２つのヨーク要素の間にかつ前記インナーヨークシェルを囲む周に配置されており、前記少なくとも１つの永久磁石はその２つの磁極が夫々のヨーク要素へと磁気的に配向される永久磁石材料を含む。
前記磁気回路アセンブリにおいて、前記少なくとも１つの永久磁石と前記ヨークボディは、前記少なくとも１つの永久磁石から生じる磁束密度を前記ヨークボディを通して導くよう構成され、異なるヨーク要素の夫々の（対応する）軸方向の面間に形成される少なくとも２つのギャップを介在して閉じた磁気回路を形成し、及び、前記ギャップ内に、内方に向かって前記通路空間内に到達する磁界を誘導する（生成する）。
前記荷電粒子レンズは、前記インナーヨークシェルと前記アウターヨークシェルの間に配置されかつ調節可能な供給電流によって駆動されるよう構成された電磁的調節コイルを含むこと、前記電磁的調節コイルにおける電流は実質的に前記縦軸の周りの周方向に沿って流れること、前記電磁的調節コイルは、前記少なくとも２つのギャップの少なくとも１つにおいて磁束密度の変化を引き起こすように前記磁気回路の磁束を修正するよう構成されている。
［付記２］付記１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイルは、更に、２つ以上のセクタコイル要素を含むセクタ型電磁的調節コイル構造体を備える；各セクタコイル要素は夫々の（内方又は外方における）半径方向を指向する（一般的ないし全体的な）巻回軸（general winding axis）を備えて構成される；前記セクタ型電磁的調節コイルのセクタコイル要素（複数）は前記縦軸の周りにおいて互いに対し周方向に角度がずらされて配置されている。
［付記３］上記の荷電粒子レンズ、とりわけ付記２に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイル及び前記セクタ型電磁的調節コイル構造体は、夫々、前記コイル及びコイル要素に夫々の電流を供給するために、前記荷電粒子レンズの外部に対する電気的インタフェイスを備える。
［付記４］上記の荷電粒子レンズ、とりわけ付記１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイルは、前記コイルに電流を供給するよう構成された、前記荷電粒子レンズの外部に対する電気的インタフェイスを備える。
［付記５］上記の荷電粒子レンズ、とりわけ付記３又は４に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電気的インタフェイスは、前記アウターヨークシェルに形成された貫通路（passageway）を含む。
［付記６］付記１～５の何れかに記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイル又は前記電磁的調節コイル及びこれに備えられたセクタ型電磁的調節コイル構造体の両方は、前記磁気回路の２つ以上の分岐路の間での磁束の再分布（ないし再分配：redistribution）を引き起こして、少なくとも２つのギャップにおいて磁束密度の変化を引き起こすよう構成されている。
［付記７］上記の荷電粒子レンズ、とりわけ付記１～５の何れかに記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイル又は前記電磁的調節コイル及びこれに備えられたセクタ型電磁的調節コイル構造体の両方は、前記磁気回路の２つ以上の分岐路の１つに対し主として影響を及ぼす磁束の修正を引き起こして、対応するギャップにおける磁束密度の変化を引き起こすよう構成されている。
［付記８］付記１～７の何れかに記載の荷電粒子レンズにおいて、
２つのギャップにおける磁界を異なるように調節するよう構成された、前記磁気回路アセンブリの複数の異なる構成要素に関連付けられた複数の異なる部位に、２以上の電磁的調節コイルが配設されている。
［付記９］付記１～８の何れかに記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記荷電粒子レンズは、前記ヨークボディの前記少なくとも２つのヨーク要素の間の定められた位置において、前記電磁的調節コイル又は前記ホルダ要素［正しくは電磁的調節コイル］及びこれに備えられたセクタ型電磁的調節コイル構造体の両方を保持するよう構成されたホルダ要素を更に含む。
［付記１０］付記１～９の何れかに記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記第２ヨーク要素は、他の全てのヨーク要素を含む前記磁気回路アセンブリの他の構成要素を包囲する、前記荷電粒子レンズのハウジングボディを構成する。
［付記１１］付記１～１０の何れかに記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記少なくとも１つの永久磁石は、実質的に半径方向に（放射状に）配向された磁化を有する。
［付記１２］付記１～１１の何れかに記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記少なくとも１つの永久磁石は、
・その縦軸に沿って積み重ねられた２つ以上の層に応じてセグメント化された、及び／又は、
・その縦軸の周りに配置された２つ以上のセクタへと分割された、
少なくとも２つの副要素から構成されている。
［付記１３］上記の荷電粒子レンズ、とりわけ付記１２に記載の荷電粒子レンズにおいて、
少なくとも１つの温度制御装置が複数の副要素の夫々２つの間に配設されている。
［付記１４］付記１～１３の何れかに記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記荷電粒子レンズは、前記縦軸に沿って全体的に回転対称的な形状を有すること、
前記磁気回路アセンブリの複数の構成要素、即ち、
・前記少なくとも１つの永久磁石、及び、
・前記ヨークボディ、並びに
・前記電磁的調節コイル
は、前記縦軸と同心に（コアキシャルに）配置されており、かつ、中空シリンダ又は中空多角柱形状に相当する基本形状を有する。
［付記１５］付記１～１４の何れかに記載の荷電粒子レンズと、前記縦軸に沿って前記通路空間に挿入されたスリーブインサート部材とを含む電磁レンズ。
前記スリーブインサート部材は、その縦軸に沿って延在する、前記荷電粒子レンズの通路空間の半径より小さい半径のビーム通路を包囲する；
前記スリーブインサート部材は、少なくとも部分的に導電性部分を有する取付ボディと、少なくとも１つの導電性電極要素とを含む；
前記少なくとも１つの導電性電極要素は、前記ビーム通路の内部に静電界を生成するよう、前記取付ボディの導電性部分のポテンシャルに関し、電源を介して電気ポテンシャルが印加されるよう、構成されている；
前記電極要素は、１つ以上のギャップにおいて前記ビーム通路の内部の磁界と組み合わされた粒子光学レンズを形成するよう、構成されている；
前記荷電粒子光学レンズの焦点距離は、前記電極要素に印加される電気ポテンシャルを修正することによって調節可能である。
［付記１６］付記１５に記載の電磁レンズにおいて、
前記スリーブインサート部材の縦軸は前記荷電粒子レンズの縦軸と重なる（一致する）；前記インナーヨークシェルは前記縦軸に沿って延在しかつ前記スリーブインサート部材を周方向に包囲する；前記磁気回路の少なくとも２つのギャップは前記インナーヨークシェルのいずれかの軸方向端部に位置付けられている；各ギャップは、（半径方向）内方に向かって前記通路空間ないしビーム通路内に到達する定められた磁界を生成する；前記静電界は前記磁界と少なくとも部分的に重なるよう構成された前記スリーブインサート部材の複数の電極要素の少なくとも１つによって生成される。
［付記１７］付記１５又は１６に記載の電磁レンズにおいて、
複数の電極要素の少なくとも１つは、前記縦軸の周りに周方向に沿って一様に（均一に）配置された複数の副電極を含む静電マルチポール電極を含む；前記（マルチポール）電極は各電極に個別にポテンシャルを提供するマルチチャンネル電源ユニットに接続可能である。
［付記１８］付記１５～１７の何れかに記載の電磁レンズにおいて、
前記電極要素は、前記縦軸を中心とする定められた半径を有する制限開口を形成するビームアパーチャ要素を含む；
前記制限開口は、前記縦軸に沿って伝搬する荷電粒子ビームの横幅を制限するよう構成されている；
前記ビームアパーチャ要素は、当該ビームアパーチャ要素において吸収された荷電粒子ビームの量を測定するよう構成された電流測定装置に接続されている。
［付記１９］付記１～１４の何れかに記載の荷電粒子レンズと付記１５～１８の何れかに記載の電磁レンズの少なくとも１つを含む荷電粒子光学装置。
前記荷電粒子光学装置はその縦軸に沿ってレンズを通って伝搬する荷電粒子ビームに影響を及ぼすよう構成されている；前記レンズは前記荷電粒子光学装置の粒子光学システムの部分である。
［付記２０］付記１９に記載の荷電粒子光学装置において、
前記荷電粒子光学装置は、複数の粒子光学カラムを含むマルチカラムシステムとして構成されている；
各カラムは、各自の粒子ビームを使用するよう構成されており、かつ、荷電粒子レンズ又は電磁レンズの夫々の構成を含む各自の粒子光学システムを含む。
［付記１］荷電粒子光学システムの荷電粒子ビームを修正するよう構成された荷電粒子レンズ。
前記荷電粒子レンズは基本的に縦軸に沿って延在しかつ荷電粒子ビームの通過を可能にする通路空間を備えている。
前記荷電粒子レンズは磁気回路アセンブリを含む。
前記磁気回路アセンブリは
・少なくとも１つの永久磁石、及び、
・ヨークボディ
を含む。
前記ヨークボディは少なくとも２つのヨーク要素から構成されており、前記少なくとも２つのヨーク要素のうち、第１ヨーク要素は前記通路空間を包囲するよう配置されるインナーヨークシェルを構成し、第２ヨーク要素は前記インナーヨークシェルを包囲するよう配置されるアウターヨークシェルを構成し、前記ヨーク要素は前記縦軸を囲む周に配置されかつ高透磁性材料を含む。
前記少なくとも１つの永久磁石は前記少なくとも２つのヨーク要素の間にかつ前記インナーヨークシェルを囲む周に配置されており、前記少なくとも１つの永久磁石はその２つの磁極が夫々のヨーク要素へと磁気的に配向される永久磁石材料を含む。
前記磁気回路アセンブリにおいて、前記少なくとも１つの永久磁石と前記ヨークボディは、前記少なくとも１つの永久磁石から生じる磁束密度を前記ヨークボディを通して導くよう構成され、異なるヨーク要素の夫々の（対応する）軸方向の面間に形成される少なくとも２つのギャップを介在して閉じた磁気回路を形成し、及び、前記ギャップ内に、内方に向かって前記通路空間内に到達する磁界を誘導する（生成する）。
前記荷電粒子レンズは、前記インナーヨークシェルと前記アウターヨークシェルの間に配置されかつ調節可能な供給電流によって駆動されるよう構成された電磁的調節コイルを含むこと、前記電磁的調節コイルにおける電流は実質的に前記縦軸の周りの周方向に沿って流れること、前記電磁的調節コイルは、前記少なくとも２つのギャップの少なくとも１つにおいて磁束密度の変化を引き起こすように前記磁気回路の磁束を修正するよう構成されている。
［付記２］付記１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイルは、更に、２つ以上のセクタコイル要素を含むセクタ型電磁的調節コイル構造体を備える；各セクタコイル要素は夫々の（内方又は外方における）半径方向を指向する（一般的ないし全体的な）巻回軸（general winding axis）を備えて構成される；前記セクタ型電磁的調節コイルのセクタコイル要素（複数）は前記縦軸の周りにおいて互いに対し周方向に角度がずらされて配置されている。
［付記３］上記の荷電粒子レンズ、とりわけ付記２に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイル及び前記セクタ型電磁的調節コイル構造体は、夫々、前記コイル及びコイル要素に夫々の電流を供給するために、前記荷電粒子レンズの外部に対する電気的インタフェイスを備える。
［付記４］上記の荷電粒子レンズ、とりわけ付記１に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイルは、前記コイルに電流を供給するよう構成された、前記荷電粒子レンズの外部に対する電気的インタフェイスを備える。
［付記５］上記の荷電粒子レンズ、とりわけ付記３又は４に記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電気的インタフェイスは、前記アウターヨークシェルに形成された貫通路（passageway）を含む。
［付記６］付記１～５の何れかに記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイル又は前記電磁的調節コイル及びこれに備えられたセクタ型電磁的調節コイル構造体の両方は、前記磁気回路の２つ以上の分岐路の間での磁束の再分布（ないし再分配：redistribution）を引き起こして、少なくとも２つのギャップにおいて磁束密度の変化を引き起こすよう構成されている。
［付記７］上記の荷電粒子レンズ、とりわけ付記１～５の何れかに記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記電磁的調節コイル又は前記電磁的調節コイル及びこれに備えられたセクタ型電磁的調節コイル構造体の両方は、前記磁気回路の２つ以上の分岐路の１つに対し主として影響を及ぼす磁束の修正を引き起こして、対応するギャップにおける磁束密度の変化を引き起こすよう構成されている。
［付記８］付記１～７の何れかに記載の荷電粒子レンズにおいて、
２つのギャップにおける磁界を異なるように調節するよう構成された、前記磁気回路アセンブリの複数の異なる構成要素に関連付けられた複数の異なる部位に、２以上の電磁的調節コイルが配設されている。
［付記９］付記１～８の何れかに記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記荷電粒子レンズは、前記ヨークボディの前記少なくとも２つのヨーク要素の間の定められた位置において、前記電磁的調節コイル又は前記ホルダ要素［正しくは電磁的調節コイル］及びこれに備えられたセクタ型電磁的調節コイル構造体の両方を保持するよう構成されたホルダ要素を更に含む。
［付記１０］付記１～９の何れかに記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記第２ヨーク要素は、他の全てのヨーク要素を含む前記磁気回路アセンブリの他の構成要素を包囲する、前記荷電粒子レンズのハウジングボディを構成する。
［付記１１］付記１～１０の何れかに記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記少なくとも１つの永久磁石は、実質的に半径方向に（放射状に）配向された磁化を有する。
［付記１２］付記１～１１の何れかに記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記少なくとも１つの永久磁石は、
・その縦軸に沿って積み重ねられた２つ以上の層に応じてセグメント化された、及び／又は、
・その縦軸の周りに配置された２つ以上のセクタへと分割された、
少なくとも２つの副要素から構成されている。
［付記１３］上記の荷電粒子レンズ、とりわけ付記１２に記載の荷電粒子レンズにおいて、
少なくとも１つの温度制御装置が複数の副要素の夫々２つの間に配設されている。
［付記１４］付記１～１３の何れかに記載の荷電粒子レンズにおいて、
前記荷電粒子レンズは、前記縦軸に沿って全体的に回転対称的な形状を有すること、
前記磁気回路アセンブリの複数の構成要素、即ち、
・前記少なくとも１つの永久磁石、及び、
・前記ヨークボディ、並びに
・前記電磁的調節コイル
は、前記縦軸と同心に（コアキシャルに）配置されており、かつ、中空シリンダ又は中空多角柱形状に相当する基本形状を有する。
［付記１５］付記１～１４の何れかに記載の荷電粒子レンズと、前記縦軸に沿って前記通路空間に挿入されたスリーブインサート部材とを含む電磁レンズ。
前記スリーブインサート部材は、その縦軸に沿って延在する、前記荷電粒子レンズの通路空間の半径より小さい半径のビーム通路を包囲する；
前記スリーブインサート部材は、少なくとも部分的に導電性部分を有する取付ボディと、少なくとも１つの導電性電極要素とを含む；
前記少なくとも１つの導電性電極要素は、前記ビーム通路の内部に静電界を生成するよう、前記取付ボディの導電性部分のポテンシャルに関し、電源を介して電気ポテンシャルが印加されるよう、構成されている；
前記電極要素は、１つ以上のギャップにおいて前記ビーム通路の内部の磁界と組み合わされた粒子光学レンズを形成するよう、構成されている；
前記荷電粒子光学レンズの焦点距離は、前記電極要素に印加される電気ポテンシャルを修正することによって調節可能である。
［付記１６］付記１５に記載の電磁レンズにおいて、
前記スリーブインサート部材の縦軸は前記荷電粒子レンズの縦軸と重なる（一致する）；前記インナーヨークシェルは前記縦軸に沿って延在しかつ前記スリーブインサート部材を周方向に包囲する；前記磁気回路の少なくとも２つのギャップは前記インナーヨークシェルのいずれかの軸方向端部に位置付けられている；各ギャップは、（半径方向）内方に向かって前記通路空間ないしビーム通路内に到達する定められた磁界を生成する；前記静電界は前記磁界と少なくとも部分的に重なるよう構成された前記スリーブインサート部材の複数の電極要素の少なくとも１つによって生成される。
［付記１７］付記１５又は１６に記載の電磁レンズにおいて、
複数の電極要素の少なくとも１つは、前記縦軸の周りに周方向に沿って一様に（均一に）配置された複数の副電極を含む静電マルチポール電極を含む；前記（マルチポール）電極は各電極に個別にポテンシャルを提供するマルチチャンネル電源ユニットに接続可能である。
［付記１８］付記１５～１７の何れかに記載の電磁レンズにおいて、
前記電極要素は、前記縦軸を中心とする定められた半径を有する制限開口を形成するビームアパーチャ要素を含む；
前記制限開口は、前記縦軸に沿って伝搬する荷電粒子ビームの横幅を制限するよう構成されている；
前記ビームアパーチャ要素は、当該ビームアパーチャ要素において吸収された荷電粒子ビームの量を測定するよう構成された電流測定装置に接続されている。
［付記１９］付記１～１４の何れかに記載の荷電粒子レンズと付記１５～１８の何れかに記載の電磁レンズの少なくとも１つを含む荷電粒子光学装置。
前記荷電粒子光学装置はその縦軸に沿ってレンズを通って伝搬する荷電粒子ビームに影響を及ぼすよう構成されている；前記レンズは前記荷電粒子光学装置の粒子光学システムの部分である。
［付記２０］付記１９に記載の荷電粒子光学装置において、
前記荷電粒子光学装置は、複数の粒子光学カラムを含むマルチカラムシステムとして構成されている；
各カラムは、各自の粒子ビームを使用するよう構成されており、かつ、荷電粒子レンズ又は電磁レンズの夫々の構成を含む各自の粒子光学システムを含む。
【0092】
本発明の全開示（特許請求の範囲及び図面を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせないし選択（「非選択」を含む。）が可能である。すなわち、本発明は、特許請求の範囲及び図面を含む全開示、本発明の技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
【0093】
更に、特許請求の範囲に付記した図面参照符号は専ら発明の理解を助けるためのものであり、本発明を実施形態及び図示の実施例に限定することは意図していない。
【0094】
更に、上記の各文献の全内容は引照を以って本書に繰り込みここに記載されているものとする。
【符号の説明】
【0095】
１ 荷電粒子光学システム
１０ 荷電粒子レンズ
１１ 通路空間（ないしビーム通路）
１２ ハウジングボディ
２０ 磁気回路アセンブリ
２１ 永久磁石
２５ ヨークボディ
３１ 電磁的調節コイル
３２ ホルダ要素（ホルダ装置）
３３ 電気的インタフェイス
４０ マルチカラムシステム
５０ スリーブインサート部材
５１ 取付ボディ
５１ａ ５１の導電性部分
５２ａ、５３ａ、５２ｂ、５３ｂ 導電性電極要素
５３ 静電マルチポール電極
５４ ビームアパーチャ要素
５５ ビーム通路（ないし通路孔）
６１ 磁界
６５ 静電界
７０ 電源
７１ 電流測定装置
１００ 荷電粒子ビーム
２１０、２１１ 永久磁石材料
２５０、２５１ ヨークシェル
２９０、２９１ ギャップ
３４８、３４４ セクタ型電磁的調節コイル構造体
５３０ 副電極（sub-electrode）
５４０ 制限開口（delimiting opening）
７２３ マルチチャンネル電源ユニット
ｃｘ、ｃ１、ｃ３ 縦軸
ｒ２ １１の半径
ｒ３ ５５の半径
ｒ４ ５４０の（限定された）半径
１０ 荷電粒子レンズ
１１ 通路空間（ないしビーム通路）
１２ ハウジングボディ
２０ 磁気回路アセンブリ
２１ 永久磁石
２５ ヨークボディ
３１ 電磁的調節コイル
３２ ホルダ要素（ホルダ装置）
３３ 電気的インタフェイス
４０ マルチカラムシステム
５０ スリーブインサート部材
５１ 取付ボディ
５１ａ ５１の導電性部分
５２ａ、５３ａ、５２ｂ、５３ｂ 導電性電極要素
５３ 静電マルチポール電極
５４ ビームアパーチャ要素
５５ ビーム通路（ないし通路孔）
６１ 磁界
６５ 静電界
７０ 電源
７１ 電流測定装置
１００ 荷電粒子ビーム
２１０、２１１ 永久磁石材料
２５０、２５１ ヨークシェル
２９０、２９１ ギャップ
３４８、３４４ セクタ型電磁的調節コイル構造体
５３０ 副電極（sub-electrode）
５４０ 制限開口（delimiting opening）
７２３ マルチチャンネル電源ユニット
ｃｘ、ｃ１、ｃ３ 縦軸
ｒ２ １１の半径
ｒ３ ５５の半径
ｒ４ ５４０の（限定された）半径
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【外国語明細書】