(57)【要約】 【課題】装置構成を複雑化することなく高濃度のオゾンガスを供給する。【解決手段】オゾン供給装置は、オゾンガスを生成するオゾンガス発生器と、オゾンガス発生器で生成されたオゾンガスを対象装置に供給するための供給管と、供給管内のオゾンガスの濃度を計測する濃度計測器と、供給管の近傍の温度を計測する温度計測器と、供給管内のオゾンガスの温度を制御する温度制御器と、濃度計測器で計測された濃度と、温度計測器で計測された温度と、に基づいて、温度制御器を駆動する温度調整器と、を備える。この構成により、一定の濃度のオゾンガスを対象装置に供給できる。【選択図】図１
2020180034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾンガスを生成するオゾンガス発生器と、
前記オゾンガス発生器で生成されたオゾンガスを対象装置に供給するための供給管と、
前記供給管内のオゾンガスの濃度を計測する濃度計測器と、
前記供給管の近傍の温度を計測する温度計測器と、
前記供給管内のオゾンガスの温度を制御する温度制御器と、
前記濃度計測器で計測された濃度と、前記温度計測器で計測された温度と、に基づいて、前記温度制御器を駆動する温度調整器と、を備える、オゾン供給装置。
【請求項２】
前記温度調整器は、前記濃度計測器で計測された濃度と、前記温度計測器で計測された温度と、に基づいて、前記供給管内のオゾン濃度が一定になるように前記温度制御器を駆動する、請求項１に記載のオゾン供給装置。
【請求項３】
前記供給管の一部に取り付けられ、前記オゾンガス発生器で生成されたオゾンガスに含まれる汚染物を除去するフィルタを備え、
前記温度計測器は、前記フィルタに取り付けられるか、又は前記フィルタよりも前記対象装置側の前記供給管に取り付けられるか、又は前記フィルタよりも前記オゾンガス発生器側の前記供給管に取り付けられる、請求項１又は２に記載のオゾン供給装置。
【請求項４】
前記濃度計測器で計測された濃度と、所定の基準濃度との差分に応じた温度制御信号を出力する差分演算器を備え、
前記温度調整器は、前記温度制御信号と、前記温度計測器で計測された温度とに基づいて、前記温度制御器を駆動する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のオゾン供給装置。
【請求項５】
オゾンガスを生成し、
前記生成されたオゾンガスを、供給管を通して対象装置に供給する際に、前記供給管内のオゾンガスの濃度を計測するとともに、前記供給管の近傍の温度を計測し、
前記計測された濃度と、前記計測された温度と、に基づいて、前記供給管内のオゾンガスの温度を制御する温度制御器を駆動する、オゾン供給方法。
【請求項６】
対象物に照射される荷電粒子ビームの生成及び照射方向の制御を行う鏡筒と、
前記鏡筒にオゾンガスを供給するオゾン供給装置と、を備え、
前記オゾン供給装置は、
前記オゾンガスを生成するオゾンガス発生器と、
前記オゾンガス発生器で生成されたオゾンガスを対象装置に供給するための供給管と、
前記供給管内のオゾンガスの濃度を計測する濃度計測器と、
前記供給管の近傍の温度を計測する温度計測器と、
前記供給管内のオゾンガスの温度を制御する温度制御器と、
前記濃度計測器で計測された濃度と、前記温度計測器で計測された温度と、に基づいて、前記温度制御器を駆動する温度調整器と、を有する、荷電粒子ビーム照射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、オゾン供給装置、オゾン供給方法及び荷電粒子ビーム照射システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子ビーム描画装置において、荷電粒子ビームを成形、偏向するために用いられる電極が帯電や汚染されると、描画精度が低下するため、描画装置内に、洗浄のためにオゾンガスが供給される。オゾナイザで生成されたオゾンガスは、配管を通して描画装置に供給されるが、配管が長い場合には、オゾンガスが配管内で分解されて酸素になることから、描画装置に高濃度のオゾンガスを供給するのが困難になる。このような背景から、特許文献１では、主配管内の圧力を大気圧よりも下げて、主配管内におけるオゾンガスの平均滞在時間を短くして、オゾンガスの分解を抑制して高濃度のオゾンガスを描画装置に供給できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３２０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オゾナイザでオゾンガスを生成する際に、微量の窒化酸化物等の汚染物が生成されてしまう。この種の汚染物がオゾンガスとともに描画装置に供給されると、荷電粒子ビームの照射位置がずれる等の照射性能の劣化につながる。
【０００５】
このため、オゾナイザから描画装置までの配管にメッシュ状のフィルタを設けて、オゾンガスに含まれる汚染物を除去することが考えられる。しかしながら、オゾンガスは、目の細かいメッシュ状のフィルタを通過することにより、分解されやすくなる。オゾンガスの分解反応は発熱反応であるため、分解反応が起きると、金属製の配管やフィルタの温度が上昇し、この温度上昇により、オゾンガスの分解反応がさらに促進されてしまう。
【０００６】
よって、フィルタで汚染物を除去できたとしても、高濃度のオゾンガスを描画装置に供給することが困難になる。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、装置構成を複雑化することなく高濃度のオゾンガスを供給可能なオゾン供給装置、オゾン供給方法及び荷電粒子ビーム照射システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態によれば、オゾンガスを生成するオゾンガス発生器と、
前記オゾンガス発生器で生成されたオゾンガスを対象装置に供給するための供給管と、
前記供給管内のオゾンガスの濃度を計測する濃度計測器と、
前記供給管の近傍の温度を計測する温度計測器と、
前記供給管内のオゾンガスの温度を制御する温度制御器と、
前記濃度計測器で計測された濃度と、前記温度計測器で計測された温度と、に基づいて、前記温度制御器を駆動する温度調整器と、を備える、オゾン供給装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】荷電粒子ビーム照射システム２の概略構成を示すブロック図。
【図２】オゾン供給装置１の詳細なブロック図。
【図３】本実施形態によるオゾン供給装置１の処理動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本開示の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００１１】
図１は一実施形態によるオゾン供給装置１を備えた荷電粒子ビーム照射システム２の概略構成を示すブロック図、図２はオゾン供給装置１の詳細なブロック図である。図１の荷電粒子ビーム照射システム２は、より具体的には電子ビーム描画システム３である。なお、本実施形態による荷電粒子ビーム照射システム２は、電子ビーム描画システム３以外の荷電粒子ビームを照射する種々のシステム、例えば検査システム等にも適用可能である。また、本実施形態による荷電粒子ビーム照射システム２は、電子ビーム以外のＸ線やアルファ線等の種々の荷電粒子ビームを照射する場合にも適用可能である。以下では、荷電粒子ビーム照射システム２の一例として、図１の電子ビーム描画システム３にオゾン供給装置１を設けた例を説明する。
【００１２】
図１の電子ビーム描画システム３は、可変成形型の電子ビーム描画システム３の一例であり、オゾン供給装置１の他に、描画部４と制御部５とを備えている。以下では、描画部４と制御部５を合わせて描画装置６と呼ぶ場合もある。
【００１３】
描画部４は、電子鏡筒１０と、描画室１１とを備えている。なお、図１の描画部４は、単一の電子ビームを用いて描画を行うシングルビーム描画を行うものであるが、複数の電子ビームを用いて描画を行うマルチビーム描画を行う場合にも本実施形態は適用可能である。
【００１４】
電子鏡筒１０は、内部を略真空雰囲気に保持することができ、電子鏡筒１０ 内には、電子銃１２、照明レンズ１３、ブランキング偏向器１４、ブランキングアパーチャ１５、成形アパーチャ１６、１７、投影レンズ１８、成形偏向器１９、対物レンズ２０、偏向器２１、２２等が配置されている。
【００１５】
照明レンズ１３、投影レンズ１８および対物レンズ２０は、いずれも励磁を変えて電子ビームを収束させ、結像位置（照射位置）を調節する電磁レンズである。これらは、図１に示すように、電子銃１２の配置された上流側の一端から、後述するステージ２５のある下流側に向けて、電子ビーム２３の軸方向に配列されている。
【００１６】
照明レンズ１３は、電子銃１２から出射された電子ビーム２３を成形アパーチャ１６に収束させる。成形アパーチャ１６で例えば矩形に成形された電子ビーム２３は、さらに投影レンズ１８で成形アパーチャ１７に投影される。成形アパーチャ１７上での成形アパーチャ像の位置は、成形偏向器１９で制御され所望の形状と寸法となるように成形される。成形アパーチャ１７を透過した電子ビーム２３は、対物レンズ２０で照射位置合わせが行われた後、偏向器２１、２２で偏向される。電子ビーム２３は偏向器２２で照射位置の修正が行われ、その後、描画室１１に載置された描画対象となるマスク２４等の試料に照射される。
【００１７】
描画室１１の内部には、ステージ２５が配置されている。ステージ２５は、制御部５によって、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に駆動される。ステージ２５上には、処理対象となるマスク２４が載置される。マスク２４は、例えば、石英等のマスク基板上に、クロム（Ｃｒ）膜やモリブデンシリコン（ＭｏＳｉ）膜等の遮光膜が形成され、さらにその上にレジスト膜が形成されたものでよい。このレジスト膜上に、電子ビーム２３によって所定のパターンを描画する。マスク２４は、例えば、まだ何もパターンが形成されていないマスクブランクスであってもよい。
【００１８】
オゾン供給装置１は、オゾナイザ（オゾンガス発生器）３１と、オゾン供給管３２と、白金抵抗体（温度計測器３０）３３と、濃度計（濃度計測器）３４と、温度制御器３５と、温度調整器３６とを備えている。
【００１９】
オゾナイザ３１は、オゾンガスを生成する。オゾナイザ３１は、例えば酸素ガスを原料として放電方式によりオゾンガスを生成する。実際には、オゾナイザ３１が生成するオゾンガスの中には、微量の窒化酸化物（ＮＯｘ）等の汚染物が含まれている。
【００２０】
オゾナイザ３１で生成されたオゾンガスは、上述した微量の汚染物とともにオゾン供給管３２に供給される。オゾン供給管３２は、オゾナイザ３１から電子ビーム描画システム３の描画室１１まで延びている。オゾン供給管３２の一部には、図２に詳細構造を示すように、フィルタ３７が接続されている。このフィルタ３７は、オゾナイザ３１で生成された窒化酸化物等の汚染物を除去するためのものである。フィルタ３７の断面はメッシュ状になっており、オゾンガスがメッシュの目を通過する際に、窒化酸化物等の汚染物がフィルタ３７で捕捉されて除去される。フィルタ３７は、その両端に設けられた継ぎ手３８により、オゾナイザ３１側のオゾン供給管３２と、電子ビーム描画システム３側のオゾン供給管３２に接続されている。
【００２１】
フィルタ３７や配管は金属製である。オゾンガスがフィルタ３７のメッシュを通過する際に分解反応を起こすことがあり、この分解反応によってフィルタ３７や配管の温度が上昇し、これがさらにオゾンガスの分解反応を促進するおそれがある。
【００２２】
そこで、本実施形態では、例えばフィルタ３７の表面や内部に白金抵抗体３３等の温度計測器３０を取り付けている。白金抵抗体３３は、白金の抵抗値が温度に比例して変化することを利用した温度計であり、比較的低い温度を計測するのに適している。なお、白金抵抗体３３以外の種々の温度計測器３０、例えば熱電対、サーモグラフィ、放射温度計などを用いてもよい。
【００２３】
また、フィルタ３７の表面や内部の温度を計測する代わりに、フィルタ３７よりもオゾナイザ３１側のオゾン供給管３２の温度や、フィルタ３７よりも描画装置６側のオゾン供給管３２の温度を計測してもよい。オゾン供給管３２にフィルタ３７を取り付ける場合は、フィルタ３７にできるだけ近い場所で温度を計測するのが望ましい。オゾンガスがフィルタ３７を通過する際に温度上昇が生じるためである。
【００２４】
温度制御器３５は、オゾン供給管３２内のオゾンガスの温度を制御する。温度制御器３５は、後述する温度調整器３６からの指示に基づいて、オゾンガスの温度を制御する。
【００２５】
図２に示すように、温度制御器３５は、例えばペルチェ素子３５ａと放熱器３５ｂとを有する。ペルチェ素子３５ａは、種類の異なる２種類の金属同士を両端側で接合させたものである。これにより、一方の接合部で吸熱が起こり、他方の接合部で発熱が起こり、２種類の金属に供給する電圧を制御することで、オゾン供給管３２内のオゾンガスの温度を制御できる。放熱器３５ｂは、発熱を起こす接合箇所に取り付けられている。放熱器３５ｂには、冷却ファン３５ｃが取り付けられていてもよい。
【００２６】
ペルチェ素子３５ａの温度がフィルタ３７やオゾン供給管３２に損失なく伝達されるように、シリコーン等からなる電熱シート３９を介して、ペルチェ素子３５ａをフィルタ３７やオゾン供給管３２の表面に取り付けるのが望ましい。
【００２７】
なお、温度制御器３５は、必ずしもペルチェ素子３５ａと放熱器３５ｂで構成する必要はない。例えば、温度制御器３５は、チラーで構成してもよい。この場合、例えばフィルタ３７の周りに流体が流れる金属管を巻き付けて、流体の温度を制御することで、オゾン供給管３２内のオゾンガスの温度を制御できる。
【００２８】
図２のオゾン供給装置１では、温度計測器３０と温度制御器３５をフィルタ３７の表面に取り付けることで、温度制御ブロック４０を構築している。
【００２９】
濃度計３４は、フィルタ３７を通過したオゾンガスの濃度を計測する。より具体的には、濃度計３４は、オゾンによる紫外線の吸収量を計測して、オゾンガスの濃度を計測する。濃度計３４を設けた理由は、オゾン供給管３２から電子ビーム描画システム３に供給されるオゾンガスの濃度を一定に維持するためである。
【００３０】
濃度計３４で計測されたオゾンガスの濃度の情報は、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller、差分演算器）４１に入力される。ＰＬＣ４１は、濃度計３４で計測されたオゾンガスの濃度と所定の基準濃度との差分を検出し、差分に応じた温度制御信号を温度調整器３６に入力する。温度制御信号は、オゾン供給管３２内のオゾンガスの濃度を一定に維持するために必要なオゾンガスの温度に関する信号である。
【００３１】
温度調整器３６は、濃度計３４で計測されたオゾンガスの濃度と、温度計測器３０で計測された温度とに基づいて、温度制御器３５を駆動する。温度調整器３６は、ＰＬＣ４１から温度制御信号を取得した場合には、取得した温度制御信号と、温度計測器３０で計測された温度とに基づいて温度制御器３５の駆動信号を生成する。例えば、温度制御器３５がペルチェ素子３５ａで構成されている場合には、温度調整器３６は、ペルチェ素子３５ａに与える電圧信号を生成する。
【００３２】
図３は本実施形態によるオゾン供給装置１の処理動作を示すフローチャートである。オゾン供給装置１は、電子ビーム描画システム３にオゾンガスを供給している間、継続して図３の処理動作を行う。
【００３３】
まず、フィルタ３７通過後のオゾン供給管３２内のオゾンガスの濃度を濃度計３４で計測する（ステップＳ１）。ＰＬＣ４１は、濃度計３４で計測されたオゾンガスの濃度と所定の基準濃度との差分を検出し、差分に応じた温度制御信号を温度調整器３６に入力する（ステップＳ２〜Ｓ４）。より具体的には、ＰＬＣ４１は、オゾン供給管３２内のオゾンガスの濃度が所定の基準濃度よりも低いか否かを判定し（ステップＳ２）、濃度が低いと判定されると、オゾン供給管３２内のオゾンガスの濃度を高めるべく、温度制御器３５の温度を下げるための温度制御信号を生成して温度調整器３６に入力する（ステップＳ３）。逆に、ステップＳ２でオゾンガスの濃度が所定の基準濃度以上と判定されると、オゾン供給管３２内のオゾンガスの濃度を下げるべく、温度制御器３５の温度の下限を引き上げるための温度制御信号を生成して温度調整器３６に入力する（ステップＳ４）。
【００３４】
ステップＳ１〜Ｓ４の処理に前後して、温度計測器３０は、フィルタ３７の表面や内部、あるいはフィルタ３７近傍の温度を計測し（ステップＳ５）、計測された温度情報を温度調整器３６に入力する。
【００３５】
温度調整器３６は、ＰＬＣ４１からの温度制御信号と、温度計測器３０からの温度情報とに基づいて、温度制御器３５を制御するための駆動信号を生成する（ステップＳ６）。より具体的には、温度調整器３６は、フィルタ３７通過後のオゾン供給管３２内のオゾンガス濃度が一定になるように、温度制御器３５の温度を制御する。
【００３６】
このように、本実施形態では、オゾン供給管３２内のオゾンガスの濃度が一定になるように、オゾン供給管３２内のオゾンガスの温度を制御するため、オゾン供給管３２に汚染物除去用のフィルタ３７が取り付けられていても、オゾンガスの分解が促進されるおそれがなくなり、一定の濃度のオゾンガスを電子ビーム描画システム３等の対象装置に供給できる。
【００３７】
本実施形態によれば、バルブでオゾンガスの濃度を制御しなくても、ペルチェ素子３５ａ等の温度制御器３５でオゾンガスの濃度を制御できるため、装置を大がかりにすることなく、オゾンガスの濃度を一定に制御できる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、オゾン供給管３２内のオゾンガスの濃度を任意の濃度に設定できるため、オゾンガスの濃度を意図的に下げる制御も可能となる。
【００３９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。
【符号の説明】
【００４０】
１  オゾン供給装置、２  荷電粒子ビーム照射システム、３  電子ビーム描画システム、４  描画部、１０  電子鏡筒、１１  描画室、１２  電子銃、１３  照明レンズ、１４  ブランキング偏向器、１５  ブランキングアパーチャ、１６、１７  成形アパーチャ、１８  投影レンズ、１９  成形偏向器、２０  対物レンズ、２１、２２  偏向器、２３  電子ビーム、２４  試料（マスク）、２５  ステージ、３０  温度計測器、３１  オゾナイザ、３２  オゾン供給管、３３  白金抵抗体、３４  濃度計（濃度計測器）、３５  温度制御器、３６  温度調整器、３７  フィルタ、３８  継ぎ手、４０  温度制御ブロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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