电子枪的阴极机构、电子枪以及电子束描绘装置的制作方法

电子枪的阴极机构、电子枪以及电子束描绘装置
1.相关申请的相互引用
2.本技术基于2021年2月25日在日本提出申请的在先日本专利申请2021-029008号并要求其优先权，其全部内容通过引用并入正文。
技术领域
3.本技术的一方式涉及电子枪的阴极机构、电子枪以及电子束描绘装置。


背景技术：

4.承担半导体设备的细微化的进展的光刻技术在半导体制造工序之中也是生成唯一图案的极其重要的工序。近年来，伴随lsi的高集成化，半导体设备所要求的电路线宽度逐年细微化。这里，电子射线(电子束)描绘技术在本质上具有优异的分辨率，进行使用电子射线向掩模坯料描绘掩模图案的处理。
5.例如有使用了多束的描绘装置。与使用一根电子束描绘的情况相比，由于能够通过使用多束来一次性照射多个束，因此能够大幅度提高生产率。在该多束方式的描绘装置中，例如使从电子枪射出的电子束穿过带有多个孔的掩模而形成多束，分别进行消隐控制，未被遮挡的各束通过光学系统被缩小，掩模像被缩小，通过偏转器偏转，并向试样上所希望的位置照射。
6.在射出电子束的热电子枪中，伴随阴极(cathode)的高亮度化，阴极的动作温度变高。以往的阴极将流过电流的多个部件机械式地接合而组装。因此，电气上的接触位置存在多个，因此存在阴极整体的电阻变得不稳定这一问题。此外，在作为绝缘部的陶瓷内固定有流过电流的多个部件的情况下，存在在加热时陶瓷也成为高温而容易发生绝缘破坏这一问题。
7.这里，公开有如下的阴极机构，通过玻璃碳将一对通电用的端子、截面面积从各端子逐渐变小那样延伸的一对腿部、以及在最细部将一对腿连接并载有六硼化镧(lab6)粉末的支承部一体地形成(例如参照日本特开2001-084932号公报)。


技术实现要素：

8.本技术的一方式的电子枪的阴极机构的特征在于，具备：
9.晶体，通过加热而从一端面射出热电子；
10.保持部，在使一端面露出并覆盖晶体的其他面的至少一部分的状态下，保持晶体；
11.第一支柱和第二支柱，支承保持部，并分别在维持了相同截面尺寸的状态下延伸；
12.第一基部，固定第一支柱；以及
13.第二基部，固定第二支柱，
14.保持部、第一支柱和第二支柱、第一基部和第二基部通过基于相同材料的一体构造而形成，通过使电流在一体构造中流动从而加热晶体。
15.本发明的一方式的电子枪的特征在于，具备：
16.上述的电子枪的阴极机构；以及
17.阳极电极，被控制为与晶体相比的正电位的状态，用于引出从晶体射出的热电子。
18.本发明的一方式的电子束描绘装置的特征在于，具备：
19.上述的电子枪；以及
20.描绘机构，使用从电子枪射出的热电子向试样描绘图案。
附图说明
21.图1是表示实施方式1中的电子枪的阴极机构的构成的一例的截面图。
22.图2是表示实施方式1中的电子枪的阴极机构的构成的一例的俯视图。
23.图3是表示实施方式1中的电子枪的阴极机构的构成的一例的参考用立体图。
24.图4是表示实施方式1的比较例1中的阴极机构的一例的结构图。
25.图5是表示实施方式1的比较例2中的阴极机构的一例的结构图。
26.图6是表示实施方式1中的描绘装置的构成的一例的图。
27.图7是表示实施方式1中的成形孔径阵列基板的构成的概念图。
28.图8是表示实施方式1中的消隐孔径阵列机构的构成的截面图。
29.图9是用于说明实施方式1中的描绘动作的一例的概念图。
30.图10是表示实施方式1中的多束的照射区域与描绘对象像素的一例的图。
31.图11是用于说明实施方式1中的多束的描绘方法的一例的图。
具体实施方式
32.以下，在实施方式中，说明能够在实现阴极的电阻的稳定性与绝缘破坏的抑制的同时，高效地加热晶体的阴极机构。
33.此外，以下在实施方式中，对作为电子束而使用了多束的构成进行说明。但是不限于此，也可以是使用了单束的构成。此外，以下虽然说明了描绘装置，但只要是使用从热电子射出源射出的电子束的装置即可，也可以是描绘装置以外的装置。例如也可以是图像取得装置，或者检查装置等。
34.实施方式1.
35.图1是表示实施方式1中的电子枪的阴极机构的构成的一例的截面图。
36.图2是表示实施方式1中的电子枪的阴极机构的构成的一例的俯视图。
37.图3是表示实施方式1中的电子枪的阴极机构的构成的一例的参考用立体图。图3所示的阴极机构的形状的一部分与图1以及图2所示的形状不一致。在图1以及图2中，电子枪的阴极机构222(阴极机构)具备晶体10、保持部12、一对支柱14、16以及一对基部18、19。
38.晶体10通过加热而从作为一端面的电子射出面11射出热电子。作为晶体10的材料，例如使用六硼化镧(lab6)。晶体10的电子射出面11内的晶体取向相同。例如优选具有(100)或(310)的晶体取向。晶体10形成为圆柱状与圆锥台状中的至少一方的形状。例如，如图1所示，优选形成为圆柱状的下部与圆锥台状的上部的组合。或者也可以从下部至上部地形成为圆柱状。或者也可以从下部至上部地形成为圆锥台状。或者也可以为棱柱。
39.保持部12露出晶体10的电子射出面11，在覆盖晶体10的其他面的至少一部分的状态下保持晶体10。以规定的深度在圆柱状的保持部12的上表面的中央部形成孔。孔的尺寸
与晶体10的尺寸相匹配。通过将晶体10从下部侧嵌入该孔中从而保持晶体10。由此，在图1的例子中，覆盖晶体10的底面、以及下部侧的侧面。保持部12在覆盖的面中与晶体10接触，将晶体10加热并且对晶体10施加加速电压。例如在晶体10为圆柱、圆锥台或两者组合的情况下，保持部12的孔的形状设为圆柱即可。例如在晶体10为棱柱的情况下，保持部12的孔的形状设为棱柱即可。
40.一对支柱14(第一支柱)与支柱16(第二支柱)支承保持部12。一对支柱14、16分别在维持相同截面尺寸的状态下延伸。一对支柱14、16隔开间隙的宽度w地配置。一对支柱14、16作为用于经由保持部12加热晶体10的加热器发挥功能。
41.一对基部18、19固定一对支柱14、16。具体而言，基部18固定支柱14的下侧端。基部19固定支柱16的下侧端。基部18与支承于绝缘件54的金属制的布线50连接，并由布线50支承。基部19与支承于绝缘件54的金属制的布线52连接，并由布线52支承。
42.保持部12、一对支柱14、16、以及一对基部18、19通过基于相同材料的一体构造而形成。作为一体构造的材料，能够使用石墨、钽、钨以及铱中的一个。在将保持部12、一对支柱14、16以及一对基部18、19形成为一体构造的情况下，首先，将母材形成为在板状的基座部分的中央直立有圆柱的形状。基座部分的宽度l优选的是设为与圆柱的直径φ相比足够大的尺寸。例如形成为2倍以上的尺寸。在图2以及图3的例子中，示出了例如以3倍左右的尺寸形成的情况。然后，在基部的长度方向的中央部且穿过圆柱的中央部的位置，保留与保持部12对应的部分并实施宽度w的切口加工，将基部18与基部19分离并且将支柱14与支柱16分离。由此，能够形成电流按照基部18、支柱14、保持部12、支柱16以及基部19的顺序流动的串联流路。此外，由此，从保持部12的背面起形成在两个支柱14、16之间以及在两个基部18、19之间连续的相同宽度w的空间。此外，在圆柱状的保持部12的上表面的中央部以规定的深度形成孔。孔的直径尺寸与晶体10的尺寸相匹配。孔的深度优选的是设定为晶体10的长度以下。由此能够形成一体构造的保持部12、一对支柱14、16以及一对基部18、19。
43.关于经由电线50在宽度l的基部18中流动的电流，由于截面面积较大因此能够将电阻抑制得小，从而能够抑制发热量。而且，在截面面积从基部18急剧地变小的支柱14中，由于电阻较大，因此能够增大发热量。这里，例如在逐渐减小截面面积的形状中，电阻较大的部分少，为了获得所需的发热量而需要较大的电力。与此相对，在实施方式1中，支柱14能够在维持较小的截面面积的同时向保持部12延伸，因此能够维持电阻较大的状态。由此，在获得所需的发热量时，能够以较小的电力高效地发热。对于支柱16也同样。
44.一对支柱14、16如上述那样被从直径φ的圆柱部分切削。直径φ的圆柱部分通过将保持部12的区域保留并在中央部形成宽度w的切口而切削成两个对半分割状部分。而且，如图1的右上的一对支柱的俯视图所示，将对半分割后的部分的两侧的部分2、3、4、5分别切削，从而形成截面的外侧边成为圆弧状的宽度d的一对支柱14、16。由此，支柱14、16具有三个边为直线且一个边为曲线的截面构造。通过将对半分割后的部分的两侧的部分2、3、4、5进一步切削，能够进一步减小支柱14、16的截面面积。通过减小截面面积来提高电阻，能够在使电流流动时高效地升温。
45.如此，例如能够从通过对石墨材料进行车床加工而制成的圆柱切削出狭缝(w)与部分2、3、4、5，从而容易地制作加热器。换言之，为容易制造的构造。而且，由于为通过车床加工而均质且在弱负荷下作出的应力较少的圆柱，因此圆柱本身难以产生裂纹等。而且，截
面面积较小，能够提高电阻，并且截面为四边形，强度进一步提高。
46.图4是表示实施方式1的比较例1中的阴极机构的一例的结构图。在图4中，在比较例1中，例如从外部垂直地贯通圆盘状的陶瓷基座354并被固定的两根引线350，在贯通陶瓷基座354后相互向内侧弯曲并延伸。而且，在两根引线350的前端部分通过板状的热解石墨(pg)312将晶体310夹住。在该构成中，存在各引线350与各pg 312的机械式接合以及电接合的位置、以及两pg 312与晶体310的机械式接合以及电接合的位置。特别是，晶体310成为板状的各pg 312的前端部分处的接合。因此，存在这些接合位置处的接触电阻容易变化这一问题。
47.图5是表示实施方式1的比较例2中的阴极机构的一例的结构图。在图5中，在比较例2中，例如两根基座销450、452从圆盘状的陶瓷基座454的上表面外周部向斜内侧延伸，在基座销450前端部分连接着板簧418。同样，在基座销452前端部分连接着板簧419。板簧418、419与陶瓷基座454的上表面平行地向中央部侧延伸，并固定在配置于中央部的绝缘性较小的绝缘块453内。在绝缘块453内，加热器杆414连接于板簧418。同样，在绝缘块453内，加热器杆416连接于板簧419。通过绝缘块453而设为中心环的两根加热器杆414、416垂直地延伸并连接于保持部412。晶体410嵌入保持部412上表面。在该构成中，存在基座销450前端部分与板簧418的机械式接合以及电接合的接合位置、基座销452前端部分与板簧419的机械式接合以及电接合的接合位置。此外，在绝缘块453内存在加热器杆414与板簧418的机械式接合以及电接合的接合位置。同样，在绝缘块453内存在加热器杆416与板簧419的机械式接合以及电接合的接合位置。因此，存在这些接合位置处的接触电阻容易变化这一问题。而且，由于加热器杆414、416成为高温，因此绝缘块453本身也成为高温。其结果，尽管原本为绝缘性优异的材质，但在绝缘块453内发生绝缘不良。其结果，在绝缘块453内发生加热器杆414、416之间的绝缘破坏，产生阴极机构整体中的电阻发生变化这一问题。
48.而且，在比较例2中，由于污染物堆积在绝缘块453上，污染物使加热器杆414、416之间电连接，因此发生加热器杆414、416之间的绝缘破坏，存在阴极机构整体中的电阻发生变化这一问题。
49.与此相对，在实施方式1中，保持部12、一对支柱14、16以及一对基部18、19由基于相同材料的一体构造形成，因此能够消除机械式接合以及电接合的接合位置。由此，能够消除接触电阻的变化。此外，一对支柱14、16的各端部虽然与分离的基部18、19的一方连接，但由于不存在绝缘块，因此能够避免污染物堆积。由此，能够消除支柱14、16之间的绝缘破坏，能够消除阴极机构整体中的电阻的变化。
50.如以上那样，根据实施方式1，能够在实现阴极机构222的电阻的稳定性与绝缘破坏的抑制的同时，高效地加热晶体10。通过稳定阴极机构222的电阻，能够抑制晶体10的温度变化，能够射出稳定的热电子。
51.图6是表示实施方式1中的描绘装置的构成的一例的图。在图1中，描绘装置100具备描绘机构150与控制系统电路160。描绘装置100是多电子束描绘装置的一例。描绘机构150具备电子镜筒102(多电子束列)与描绘室103。在电子镜筒102内配置有电子枪201、照明透镜202、成形孔径阵列基板203、消隐孔径阵列机构204、缩小透镜205、限制孔径基板206、物镜207、偏转器208、以及偏转器209。在描绘室103内配置xy工作台105。在xy工作台105上配置在描绘时作为描绘对象基板的涂覆有抗蚀剂的掩模坯料等试样101。在试样101中包含
制作半导体装置时的曝光用掩模，或者制作半导体装置的半导体基板(硅晶片)等。在xy工作台105上还配置xy工作台105的位置测定用的反射镜210。
52.电子枪201(电子束射出源)具有上述的阴极机构222。电子枪201除了阴极机构222之外，还具有维纳尔(wehnelt)224(维纳尔电极)以及阳极226(阳极电极)。此外，阳极226与阴极机构222的晶体10相比被控制为正电位的状态，引出从晶体10射出的热电子。例如阳极226被接地。
53.控制系统电路160具有控制计算机110、存储器112、电子枪电源装置120、偏转控制电路130、数字/模拟转换(dac)放大器单元132、134、工作台位置检测器139、以及磁盘装置等存储装置140。控制计算机110、存储器112、电子枪电源装置120、偏转控制电路130、dac放大器单元132、134、工作台位置检测器139以及存储装置140经由未图示的总线而彼此连接。在偏转控制电路130连接有dac放大器单元132、134以及消隐孔径阵列机构204。dac放大器单元132的输出连接于偏转器209。dac放大器单元134的输出连接于偏转器208。偏转器208由四极以上的电极构成，按照每个电极，经由dac放大器134而由偏转控制电路130进行控制。偏转器209由四极以上的电极构成，按照每个电极，经由dac放大器132而由偏转控制电路130进行控制。工作台位置检测器139向xy工作台105上的反射镜210照射激光，并接收来自反射镜210的反射光。然后，利用使用了该反射光的信息的激光干涉的原理来测定xy工作台105的位置。
54.向控制计算机110输入输出的信息以及运算中的信息每次都储存在存储器112中。
55.在电子枪电源装置120内配置有加速电压电源电路236、偏置电压电源电路234、灯丝供电电路231(灯丝供电部)以及电流计238。
56.加速电压电源电路236的阴极(-)侧连接于电子镜筒102内的阴极机构222的两极的布线50、52。加速电压电源电路236的阳极(+)侧经由串联连接的电流计238而接地(接地连接)。此外，加速电压电源电路236的阴极(-)也分支连接于偏置电压电源电路234的阳极(+)，偏置电压电源电路234的阴极(-)电连接于在阴极机构222与阳极226之间配置的维纳尔224。换言之，偏置电压电源电路234以电连接于加速电压电源电路236的阴极(-)与维纳尔224之间的方式配置。而且，灯丝供电电路231使电流在该阴极机构222的两极的布线50、52之间流动而将阴极机构222内的晶体10加热为规定的温度。换言之，灯丝供电电路231向阴极机构222供给灯丝电力。灯丝电力与阴极温度t(晶体10的加热温度)能够以一定的关系进行定义，能够通过灯丝电力而加热为希望的阴极温度。由此，阴极温度t受灯丝电力控制。灯丝电力通过在阴极机构222的两极之间流过的电流与由灯丝供电电路231向阴极机构222的两极之间施加的电压之积来定义。加速电压电源电路236向阴极机构222与阳极226之间施加加速电压。偏置电压电源电路234向维纳尔224施加负的偏置电压。
57.此外，从描绘装置100的外部输入描绘数据，并储存于存储装置140中。在描绘数据中通常定义出用于描绘的多个图形图案的信息。具体而言，按照每个图形图案，定义图形代码、坐标以及尺寸等。
58.这里，在图6中，记载了说明实施方式1所需的构成。对于描绘装置100而言，通常也可以具备所需的其他构成。
59.图7是表示实施方式1中的成形孔径阵列基板203的构成的概念图。在图7中，纵(y方向)p列
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横(x方向)q列(p、q≥2)的孔(开口部)22以规定的排列间距呈矩阵状形成于成
形孔径阵列基板203。在图2中，例如沿纵横(x、y方向)形成有512
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512列的孔22。各孔22均以相同的尺寸形状的矩形形成。或者也可以为相同直径的圆形。成形孔径阵列基板203(束形成机构)形成多束20。具体而言，通过使电子束200的一部分分别通过该多个孔22，从而形成多束20。此外，孔22的排列的方式不限于如图7那样纵横配置为格子状的情况。例如纵向(y方向)第k段的列、与第k+1段的列的孔彼此也可以在横向(x方向)上错开尺寸a地配置。同样，纵向(y方向)第k+1段的列、第k+2段的列的孔彼此也可以在横向(x方向)上错开尺寸b地配置。
60.图8是表示实施方式1中的消隐孔径阵列机构204的构成的截面图。如图8所示，消隐孔径阵列机构204在支承台33上配置由硅等构成的半导体基板31。基板31的中央部例如被从背面侧切削，加工为较薄的膜厚h的膜片区域330(第一区域)。将膜片区域330包围的周围成为较厚的膜厚h的外周区域332(第二区域)。膜片区域330的上表面与外周区域332的上表面形成为相同的高度位置，或者实质上相同的高度位置。基板31通过外周区域332的背面而被保持于支承台33上。支承台33的中央部开口，膜片区域330的位置位于支承台33的开口的区域。
61.在膜片区域330中，在图7所示的成形孔径阵列基板203的各孔22所对应的位置，开口有用于使多束20的各个束通过的通过孔25(开口部)。换言之，在基板31的膜片区域330，使用了电子射线的多束20的各自对应的束所通过的多个通过孔25形成为阵列状。而且，在基板31的膜片区域330上的、隔着多个通过孔25中的对应的通过孔25而对置的位置，分别配置具有两个电极的多个电极对。具体而言，如图8所示，在膜片区域330上，在各通过孔25的附近位置隔着相应的通过孔25分别配置有消隐偏转用的控制电极24与对置电极26的组(blanker：消隐偏转器)。此外，在基板31内部且膜片区域330上的各通过孔25的附近，配置有对各通过孔25用的控制电极24施加偏转电压的控制电路41(逻辑电路)。各束用的对置电极26被接地连接。
62.在控制电路41内配置例如cmos逆变器电路等未图示的放大器(开关电路的一例)。放大器的输出线(out)连接于控制电极24。另一方面，对置电极26被施加接地电位。比阈值电压低的l(低)电位(例如接地电位)、以及成为阈值电压以上的h(高)电位(例如1.5v)中的某一个被作为控制信号施加于放大器的输入(in)。在实施方式1中，在对放大器的输入(in)施加了l电位的状态下，放大器的输出(out)成为正电位(vdd)，通过由与对置电极26的接地电位之间的电位差产生的电场使对应束偏转，并由限制孔径基板206进行遮挡，从而控制为束关闭。另一方面，在对放大器的输入(in)施加h电位的状态(激活(active)状态)下，放大器的输出(out)成为接地电位，与对置电极26的接地电位之间的电位差消失，不使对应束偏转，因此穿过限制孔径基板206，从而控制为束开启。
63.控制电极24与对置电极26的组通过由成为分别对应的开关电路的放大器切换的电位，使多束20的对应束分别独立地消隐偏转。如此，多个消隐偏转器对穿过成形孔径阵列基板203的多个孔22(开口部)后的多束20中的分别对应的束进行消隐偏转。
64.接着对描绘装置100中的描绘机构150的动作进行说明。描绘机构150使用从电子枪201射出的热电子向试样101描绘图案。具体而言如以下那样动作。从电子枪201(电子射出源)射出的电子束200通过照明透镜202对成形孔径阵列基板203整体进行照明。在成形孔径阵列基板203形成矩形的多个孔22(开口部)，电子束200对包含全部多个孔22的区域进行
照明。向多个孔22的位置照射的电子束200的各一部分分别穿过该成形孔径阵列基板203的多个孔22，从而形成例如矩形形状的多个电子束(多束20)。该多束20在消隐孔径阵列机构204的各个对应的消隐偏转器(第一偏转器：单独消隐机构)内通过。该消隐偏转器分别使单独通过的电子束偏转(进行消隐偏转)。
65.通过了消隐孔径阵列机构204后的多束20被缩小透镜205缩小，向形成于限制孔径基板206的中心的孔前进。这里，多束20中的被消隐孔径阵列机构204的消隐偏转器偏转后的电子束，其位置从限制孔径基板206的中心的孔偏离，从而被限制孔径基板206遮挡。另一方面，未被消隐孔径阵列机构204的消隐偏转器偏转的电子束如图6所示那样，穿过限制孔径基板206的中心的孔。利用该单独消隐机构的开启/关闭，来进行消隐控制，从而控制束的开启/关闭。而且，按每束，由成为束开启起至成为束关闭为止形成的、在限制孔径部件206穿过的束，形成一次发射的束。在限制孔径基板206穿过的多束20由物镜207聚焦，从而成为希望的缩小率的图案像，并通过偏转器208、209，使在限制孔径基板206穿过的各束(穿过后的多束20整体)一并向同一方向偏转，并向各束的试样101上的各个照射位置照射。一次照射的多束20理想的是以如下间距排列，该间距是对成形孔径阵列基板203的多个孔22的排列间距乘以上述的希望的缩小率而得的间距。
66.图9是用于说明实施方式1中的描绘动作的一例的概念图。如图9所示，试样101的描绘区域30例如朝向y方向而被以规定的宽度虚拟分割为矩形的多个条状区域32。首先，移动xy工作台105而调整为，使通过一次多光电子束20的发射能够照射到的照射区域34位于第一个条状区域32的左端或更左侧的位置，并开始描绘。在描绘第一个条状区域32时，通过使xy工作台105例如向-x方向移动，从而相对地使描绘向x方向进行。xy工作台105例如以等速连续移动。在第一个条状区域32的描绘结束后，使工作台位置向-y方向移动而调整为，使照射区域34相对地在y方向上位于第二个条状区域32的右端或更右侧的位置，这次使xy工作台105例如向x方向移动，从而朝向-x方向同样地进行描绘。在第三个条状区域32中，向x方向描绘，在第四个条状区域32中，向-x方向描绘，以该种方式交替地改变朝向来描绘，从而能够缩短描绘时间。但是，不限于该一边交替地改变朝向一边来描绘的情况，在描绘各条状区域32时，也可以朝向相同的方向推进描绘。在一次的发射中，通过在成形孔径阵列基板203的各孔22中穿过而形成的多束，一次形成最多与形成于成形孔径阵列基板203的多个孔22数量相同的多个发射图案。此外，在图9的例子中，示出了一次一次描绘各条状区域32的情况，但不限于此。也优选进行多次描绘相同的区域的多重描绘。在进行多重描绘的情况下，优选的是一边错开位置一边设定各遍(pass)的条状区域32。
67.图10是表示实施方式1中的多束的照射区域与描绘对象像素的一例的图。在图10中，在条状区域32中设定例如以试样101面上的多束20的束尺寸间距排列为格子状的多个控制栅格27(设计栅格)。例如优选的是设为10nm左右的排列间距。该多个控制栅格27成为多束20的设计上的照射位置。控制栅格27的排列间距不限于束尺寸，也可以与束尺寸无关地以能够作为偏转器209的偏转位置进行控制的任意的大小来构成。而且，设定以各控制栅格27为中心的、以与控制栅格27的排列间距相同的尺寸虚拟分割为网格状的多个像素36。各像素36成为多束的每一束的照射单位区域。在图10的例子中，示出了试样101的描绘区域例如沿y方向、以与通过一次的多束20的照射能够照射到的照射区域34(描绘区)的尺寸实质相同的宽度尺寸、分割为多个条状区域32的情况。照射区域34的x方向尺寸能够以对多束
20的x方向的束间间距乘以x方向的束数而得的值来定义。照射区域34的y方向尺寸能够以对多束20的y方向的束间间距乘以y方向的束数而得的值来定义。另外，条状区域32的宽度不限于此。优选的是照射区域34的n倍(n为1以上的整数)的尺寸。在图10的例子中，例如将512
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512列的多束的图示省略地表示为8
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8列的多束。而且，在照射区域34内，示出了通过一次的多束20的发射而能够照射到的多个像素28(束的描绘位置)。换言之，相邻的像素28之间的间距是设计上的多束的各束之间的间距。在图10的例子中，通过由束间间距包围的区域构成一个子照射区域29。在图10的例子中，示出了各子照射区域29由4
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4像素构成的情况。
68.图11是用于说明实施方式1中的多束的描绘方法的一例的图。在图11中，示出了由对图10中所示的条状区域32进行描绘的多束中的、y方向第3段的坐标(1、3)、(2、3)、(3、3)、
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、(512、3)的各束所描绘的子照射区域29的一部分。在图11的例子中，示出了例如xy工作台105在移动八束间距程度的距离的期间内描绘(曝光)四个像素的情况。在描绘(曝光)该四个像素的期间，通过偏转器208使多束20整体一并偏转，从而使照射区域34跟随xy工作台105的移动，以使照射区域34与试样101的相对位置不因xy工作台105的移动而偏离。换言之，进行跟踪控制。在图11的例子中，示出了在移动八束间距程度的距离的期间内按照每次发射而一边使束照射对象的像素36沿y方向位移一边描绘(曝光)四个像素从而实施一次的跟踪周期的情况。
69.具体而言，描绘机构150以下述时间将多束20中的开启(on)束的各个对应的束向各控制栅格27照射，所述时间为，该发射中的多束的各束各自的照射时间中的最大照射时间ttr内的各个控制栅格27所对应的描绘时间(照射时间、或曝光时间)。最大照射时间ttr被预先设定。实际上对最大照射时间ttr加上束偏转的设置时间而得的时间为发射周期，但这里省略了束偏转的设置时间，将最大照射时间ttr表示为发射周期。而且，在一次的跟踪周期结束时，将跟踪控制复位，使跟踪位置返回下一跟踪周期的开始位置。
70.另外，由于各子照射区域29的右起第一像素列的描绘结束，因此在跟踪复位之后，在下次的跟踪周期中，首先偏转器209偏转为，使各子照射区域29的下起第一段且右起第二个像素的控制栅格27对准(移位到)各个对应的束的描绘位置。
71.如以上那样在相同的跟踪周期中，在通过偏转器208将照射区域34控制为相对于试样101的相对位置成为相同的位置的状态下，一边通过偏转器209逐次位移1控制栅格27(像素36)一边进行各发射。而且，在跟踪周期结束1周期后，返回照射区域34的跟踪位置，然后如图10的下段所示，例如使第一次的发射位置与错开1控制栅格(1像素)的位置一致，一边进行接下来的跟踪控制一边通过偏转器209逐次位移1控制栅格(1像素)来进行各发射。在条状区域32的描绘中，通过反复该动作，照射区域34的位置依次在照射区域34a～34o这一范围移动，来推进该条状区域的描绘。
72.而且，多束的哪一束照射试样101上的哪一控制栅格27(像素36)通过描绘序列来决定。若子照射区域29设为n
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n像素的区域，则在一次的跟踪动作中，描绘n个控制栅格(n个像素)。在下次的跟踪动作中，通过与上述的束不同的束同样描绘n个像素。如此，在n次的跟踪动作中，通过分别不同的束每n个像素地描绘，从而描绘一个n
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n像素的区域内的所有像素。对于多束的照射区域内的其他n
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n像素的子照射区域29在同时期内也实施相同的动作，同样进行描绘。
73.如以上那样，由于阴极机构222的电阻稳定，因此能够射出稳定的电子束200。其结果，能够进行高精度的描绘。
74.以上，参照具体例对实施方式进行了说明。但是，本发明不限于这些具体例。
75.此外，对于本发明的说明中非直接必要的部分等的装置构成、控制方法等，省略了记载，但能够适当选择必要的装置构成、控制方法来使用。例如，虽然省略了对于控制描绘装置100的控制部构成的记载，但当然可以适当选择必要的控制部构成来使用。
76.另外，具备本发明的要素，本领域技术人员能够适当设计变更的全部电子枪的阴极机构、电子枪以及电子束描绘装置包含于本发明的范围内。
77.本领域技术人员能够容易想到其他优点和修改。因此本发明不限于以上说明的具体细节和实施方式。因此，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种修改。该实施方式及其变形包含于发明的范围、主旨内，并且也包含于权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。