(57)【要約】【課題】装置の複雑化及び大型化を抑えつつ、大気圧変動による描画精度の低下を抑止することができる荷電粒子ビーム描画装置を提供する。【解決手段】荷電粒子ビーム描画装置は、荷電粒子光学系を内蔵する光学鏡筒２ｂと、開口部２ａ１が上面に形成された真空容器２ａと、光学鏡筒２ｂが固定され、開口部２ａ１を塞ぐための蓋体３４と、真空容器２ａ内に設けられ、その真空容器２ａの内部空間を真空容器２ａの上面側の第１内部空間Ｋ１と真空容器２ａの底面側の第２内部空間Ｋ２に区分し、貫通孔３１ａが形成されたベース体３１と、ベース体３１に固定されて真空容器２ａの第１内部空間Ｋ１内に設けられ、蓋体３４を支持する複数の支持部材３５と、真空容器２ａと蓋体３４とを接続して真空容器２ａを密閉する伸縮可能な伸縮部材３６とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子光学系を内蔵する光学鏡筒と、
開口部が上面に形成された真空容器と、
前記光学鏡筒が固定され、前記開口部を塞ぐための蓋体と、
前記真空容器内に設けられ、その真空容器の内部空間を前記真空容器の上面側の第１内部空間と前記真空容器の底面側の第２内部空間に区分し、貫通孔が形成されたベース体と、
前記ベース体に固定されて前記真空容器の第１内部空間内に設けられ、前記蓋体を支持する複数の支持部材と、
前記真空容器と前記蓋体とを接続して前記真空容器を密閉する伸縮可能な伸縮部材と、
を備えることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
前記支持部材に固定されたレーザ干渉計をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記伸縮部材は、前記蓋体に溶接により固定されており、前記真空容器に固定部材により固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
前記伸縮部材は、前記固定部材により前記真空容器に接合される接合部を有しており、
前記接合部は、前記伸縮部材の他の部分よりリン及び硫黄の濃度が低い材料により形成されていることを特徴とする請求項３に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項５】
前記ベース体及び前記複数の支持部材は、室温で２×１０−６／Ｋ以下の線膨張係数を有する材料により形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビーム描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の大規模集積回路（ＬＳＩ）の高集積化及び大容量化に伴って、半導体デバイスに要求される回路線幅は益々微小になってきている。半導体デバイスに所望の回路パターンを形成するためには、リソグラフィ技術が用いられており、このリソグラフィ技術では、マスク（レチクル）と称される原画パターンを用いたパターン転写が行われている。このパターン転写に用いる高精度なマスクを製造するためには、優れた解像度を有する荷電粒子ビーム描画装置が用いられている。
【０００３】
この荷電粒子ビーム描画装置の一例としては、マスクやブランクなどの試料が載置されたステージを移動させつつ、ステージ上の試料の所定位置に荷電粒子ビームを偏向して照射し、ステージ上の試料にパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置が開発されている。この荷電粒子ビーム描画装置では、試料室となる真空容器の上に光学鏡筒が搭載されている。この光学鏡筒は、荷電粒子ビームを照射するための荷電粒子光学系を内蔵するものである。
【０００４】
このような荷電粒子ビーム描画装置において、真空容器が減圧により真空状態にされると、その真空容器は大気圧の影響により微小に（例えば、数十μｍ程度）変形するため、真空容器上の光学鏡筒が傾くことになる。この光学鏡筒の傾きは荷電粒子ビームの軌道に影響を与えるものである。特に、大気圧は高気圧や低気圧の通過（天候の変化）に応じて変動するため、この大気圧変動により真空容器の変形量、すなわち光学鏡筒の傾き量が変わり、荷電粒子ビームの軌道が変化する。したがって、大気圧変動により照射位置の安定性が低下し、結果として、描画精度が低下してしまう。
【０００５】
ここで、ステージの位置精度の低下を防止するため、真空容器である試料室を内側容器と外側容器との二重の密閉容器構造に形成し、内側容器と外側容器との間の空間を一定の圧力に保持する荷電粒子ビーム描画装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、荷電粒子ビームの照射精度を向上させるとともに、メンテナンス性及び組立再現性の向上を図るため、真空容器を跨いで光学鏡筒を支持するコラム支持体を有する荷電粒子ビーム装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。さらに、ステージ移動時の光学鏡筒の振動を抑制するため、真空容器である試料室上に光学鏡筒を支持するための架台を有する電子ビーム描画装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１７３９４号公報
【特許文献２】特開２００３−３１８０８０号公報
【特許文献３】特開２００２−２６０５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述のような内側容器と外側容器との間の空間を一定の圧力に保持する荷電粒子ビーム描画装置では、その圧力を一定するための制御機構が必要となるため、装置が複雑化してしまう。また、真空容器の外部にコラム支持体を有する荷電粒子ビーム描画装置、あるいは、試料室の外部に架台を有する電子ビーム描画装置では、装置が大型化してしまう。このため、装置の複雑化及び大型化を抑えつつ、大気圧変動による描画精度の低下を抑止することが望まれている。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、装置の複雑化及び大型化を抑えつつ、大気圧変動による描画精度の低下を抑止することができる荷電粒子ビーム描画装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態に係る荷電粒子ビーム描画装置は、荷電粒子光学系を内蔵する光学鏡筒と、開口部が上面に形成された真空容器と、光学鏡筒が固定され、開口部を塞ぐための蓋体と、真空容器内に設けられ、その真空容器の内部空間を真空容器の上面側の第１内部空間と真空容器の底面側の第２内部空間に区分し、貫通孔が形成されたベース体と、ベース体に固定されて真空容器の第１内部空間内に設けられ、蓋体を支持する複数の支持部材と、真空容器と蓋体とを接続して真空容器を密閉する伸縮可能な伸縮部材とを備える。
【００１０】
また、上記荷電粒子ビーム描画装置において、支持部材に固定されたレーザ干渉計をさらに備えることが望ましい。
【００１１】
また、上記荷電粒子ビーム描画装置において、伸縮部材は、蓋体に溶接により固定されており、真空容器に固定部材により固定されていることが望ましい。
【００１２】
また、上記荷電粒子ビーム描画装置において、伸縮部材は、固定部材により真空容器に接合される接合部を有しており、接合部は、伸縮部材の他の部分よりリン及び硫黄の濃度が低い材料により形成されていることが望ましい。
【００１３】
また、上記荷電粒子ビーム描画装置において、ベース体及び複数の支持部材は、室温で２×１０−６／Ｋ以下の線膨張係数を有する材料により形成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、装置の複雑化及び大型化を抑えつつ、大気圧変動による描画精度の低下を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る荷電粒子ビーム描画装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す荷電粒子ビーム描画装置が備える描画部の概略構成を示す断面図である。
【図３】図２に示す描画部が備える蓋体及び複数の支持部材を示す平面図である。
【図４】図２に示す描画部が備える伸縮部材及びその周辺を拡大して示す断面図である。
【図５】図２に示す描画部の真空状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の一形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１に示すように、実施形態に係る荷電粒子ビーム描画装置１は、荷電粒子ビームによる描画を行う描画部２と、その描画部２を制御する制御部３とを備えている。この荷電粒子ビーム描画装置１は、荷電粒子ビームとして例えば電子ビームを用いた可変成形型の描画装置の一例である。なお、荷電粒子ビームは電子ビームに限られるものではなく、イオンビームなどの他の荷電粒子ビームであっても良い。
【００１８】
描画部２は、描画対象となる試料Ｗを収容する試料室（描画室）となる真空容器２ａと、その真空容器２ａにつながる光学鏡筒２ｂとを有している。この光学鏡筒２ｂは、真空容器２ａの上面に設けられており、荷電粒子光学系（電子光学系）により電子ビームを成形及び偏向し、真空容器２ａ内の試料Ｗに対して照射するものである。このとき、真空容器２ａ及び光学鏡筒２ｂの両方の内部は減圧されて真空状態にされている。
【００１９】
真空容器２ａ内には、試料Ｗを支持するステージ１１が設けられている。このステージ１１は水平面内で互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向（以下、単にＸ方向及びＹ方向という）に移動機構１２により移動可能に形成されている。ステージ１１の載置面上には、例えばマスクやブランクなどの試料Ｗが載置される。また、真空容器２ａの内部には、レーザ干渉計１３が設けられており、このレーザ干渉計１３は自身とステージ１１、すなわちステージ１１上のミラー１１ａとの離間距離を計測する計測器である。さらに、真空容器２ａの外面には、駆動部１４が設けられており、この駆動部１４はステージ１１を移動させる移動機構１２を駆動する。なお、ミラー１１ａ、レーザ干渉計１３及び駆動部１４は一組とされ、その組がＸ方向用及びＹ方向用として二組設けられている。
【００２０】
光学鏡筒２ｂ内には、電子ビームＢを出射する電子銃などの出射部２１と、その電子ビームＢを集光する照明レンズ２２と、ビーム成形用の第１の成形アパーチャ２３と、投影用の投影レンズ２４と、ビーム成形用の成形偏向器２５と、ビーム成形用の第２の成形アパーチャ２６と、試料Ｗ上にビーム焦点を結ぶ対物レンズ２７と、試料Ｗに対するビームショット位置を制御するための副偏向器２８及び主偏向器２９とが配置されている。これらの各部２１〜２９が荷電粒子光学系として機能する。
【００２１】
このような描画部２では、電子ビームＢが出射部２１から出射され、照明レンズ２２により第１の成形アパーチャ２３に照射される。この第１の成形アパーチャ２３は例えば矩形状の開口を有している。これにより、電子ビームＢが第１の成形アパーチャ２３を通過すると、その電子ビームの断面形状は矩形状に成形され、投影レンズ２４により第２の成形アパーチャ２６に投影される。なお、この投影位置は成形偏向器２５により偏向可能であり、投影位置の変更により電子ビームＢの形状と寸法を制御することが可能である。その後、第２の成形アパーチャ２６を通過した電子ビームＢは、その焦点が対物レンズ２７によりステージ１１上の試料Ｗに合わされて照射される。このとき、ステージ１１上の試料Ｗに対する電子ビームＢのショット位置は副偏向器２８及び主偏向器２９により偏向される。
【００２２】
制御部３は、描画データを記憶する描画データ記憶部３ａと、その描画データを処理してショットデータを生成するショットデータ生成部３ｂと、描画部２を制御する描画制御部３ｃとを備えている。なお、ショットデータ生成部３ｂや描画制御部３ｃは、電気回路などのハードウエアにより構成されても良く、また、各機能を実行するプログラムなどのソフトウエアにより構成されても良く、あるいは、それらの両方の組合せにより構成されても良い。
【００２３】
描画データ記憶部３ａは、試料Ｗにパターンを描画するための描画データを記憶する記憶部である。この描画データは、半導体集積回路の設計者などによって作成された設計データ（レイアウトデータ）が荷電粒子ビーム描画装置１に入力可能となるように、すなわち荷電粒子ビーム描画装置１用のフォーマットに変換されたデータであり、外部装置から描画データ記憶部３ａに入力されて保存されている。描画データ記憶部３ａとしては、例えば、磁気ディスク装置や半導体ディスク装置（フラッシュメモリ）などを用いることが可能である。
【００２４】
なお、前述の設計データは、通常、多数の微小なパターン（図形など）を含んでおり、そのデータ量はかなりの大容量になっている。この設計データがそのまま他のフォーマットに変換されると、変換後のデータ量はさらに増大してしまう。このため、描画データでは、データの階層化やパターンのアレイ表示などの方法により、データ量の圧縮化が図られている。このような描画データが、チップ領域の描画パターン、または、同一描画条件である複数のチップ領域を仮想的にマージして一つのチップに見立てた仮想チップ領域の描画パターンなどを規定するデータとなる。
【００２５】
ショットデータ生成部３ｂは、描画データにより規定される描画パターンをストライプ状（短冊状）の複数のストライプ領域（長手方向がＸ方向であり、短手方向がＹ方向である）に分割し、さらに、各ストライプ領域を行列状の多数のサブ領域に分割する。加えて、ショットデータ生成部３ｂは、各サブ領域内の図形の形状や大きさ、位置などを決定し、さらに、図形を一回のショットで描画不可能である場合には、描画可能な複数の部分領域に分割し、ショットデータを生成する。なお、ストライプ領域の短手方向（Ｙ方向）の長さは電子ビームＢを主偏向で偏向可能な長さに設定されている。
【００２６】
描画制御部３ｃは、前述の描画パターンを描画する際、移動機構１２によりステージ１１をストライプ領域の長手方向（Ｘ方向）に移動させつつ、電子ビームＢを主偏向器２９により各サブ領域に位置決めし、副偏向器２８によりサブ領域の所定位置にショットして図形を描画する。その後、一つのストライプ領域の描画が完了すると、ステージ１１をＹ方向にステップ移動させてから次のストライプ領域の描画を行い、これを繰り返して試料Ｗの描画領域の全体に電子ビームＢによる描画を行う。なお、描画中には、ステージ１１が一方向に連続的に移動しているため、描画原点がステージ１１の移動に追従するように、主偏向器２９によってサブ領域の描画原点をトラッキングさせている。
【００２７】
このように電子ビームＢは、副偏向器２８と主偏向器２９によって偏向され、連続的に移動するステージ１１に追従しながら、その照射位置が決められる。ステージ１１のＸ方向の移動を連続的に行うとともに、そのステージ１１の移動に電子ビームＢのショット位置を追従させることで、描画時間を短縮することができる。ただし、本実施形態では、ステージ１１のＸ方向の移動を連続して行っているが、これに限るものではなく、例えば、ステージ１１を停止させた状態で一つのサブ領域の描画を行い、次のサブ領域に移動するときは描画を行わないステップアンドリピート方式の描画方法を用いても良い。
【００２８】
このような電子ビームＢによる描画において、レーザ干渉計１３により計測されたステージ１１との相対距離に関する相対距離情報は、移動機構１２によるステージ１１の移動に関する制御（フィードバック制御）だけではなく、副偏向器２８や主偏向器２９などの制御、すなわち照射位置の制御（描画の制御）にも用いられる。このため、レーザ干渉計１３による計測結果は描画精度に直接影響を与えるものとなる。
【００２９】
次に、描画部２が備える真空容器２ａについて図２及び図３を参照して詳しく説明する。
【００３０】
図２に示すように、真空容器２ａは、光学鏡筒２ｂが挿入される開口部２ａ１を上面に有しており、ベース体３１を間にして第１筐体３２及び第２筐体３３により構成されている。第１筐体３２内には、光学鏡筒２ｂが固定された蓋体３４と、その蓋体３４を支持する複数の支持部材３５と、第１筐体３２と蓋体３４とを接続する伸縮部材３６と、ステージ１１や移動機構１２を支持する支持台３７とが設けられている。
【００３１】
ベース体３１は、真空容器２ａ内に設けられ、その真空容器２ａの内部空間を真空容器２ａの上面側の第１内部空間Ｋ１と真空容器２ａの底面側の第２内部空間Ｋ２に区分する板状の部材である。このベース体３１は、各支持部材３５が固定される第１面Ｍ１（表面）及びその第１面Ｍ１の反対面である第２面Ｍ２（裏面）を有している。また、ベース体３１の略中央には、第１内部空間Ｋ１と第２内部空間Ｋ２とをつなげる貫通孔３１ａが形成されている。なお、第１内部空間Ｋ１及び第２内部空間Ｋ２は貫通孔３１ａによりつながっていれば良く、その貫通孔３１ａの形状は特に限定されるものではない。例えば、貫通孔３１ａとしては、ベース体３１の端部を切り欠いて形成した貫通孔（切り欠き部）を用いることも可能である。
【００３２】
第１筐体３２は、ステージ１１や移動機構１２、全支持部材３５、支持台３７などを内蔵するようにベース体３１の第１面Ｍ１上に形成されている。この第１筐体３２は、ベース体３１の第１面Ｍ１上に設けられた側面壁３２ａと、開口部２ａ１を有する上面壁３２ｂとにより構成されている。側面壁３２ａの上部のフランジ部分と上面壁３２ｂの外周の端部がネジなどの固定部材（図示せず）により固定されて第１筐体３２が密閉状態とされている。また、側面壁３２ａの下部のフランジ部分がベース体３１の第１面Ｍ１にネジなどの固定部材（図示せず）により固定されている。
【００３３】
第２筐体３３は、ベース体３１と離間してその間に空間を有するようにベース体３１の第２面Ｍ２上に形成されている。この第２筐体３３は、ベース体３１の第２面Ｍ２上に設けられた側面壁３３ａと、その側面壁３３ａに連続する底面壁３３ｂとを有している。側面壁３３ａの部分がベース体３１の第２面Ｍ２にネジなどの固定部材（図示せず）により固定されている。
【００３４】
蓋体３４は、光学鏡筒２ｂが固定され、真空容器２ａの開口部２ａ１を塞ぐための部材である。この蓋体３４は、光学鏡筒２ｂがはまり込む貫通孔３４ａを中央部に有する形状、例えば円環状に形成されている（図３参照）。この蓋体３４は、真空容器２ａの開口部２ａ１を塞ぐように位置づけられ、各支持部材３５にネジなどの固定部材（図示せず）により固定されている。
【００３５】
各支持部材３５は、ベース体３１の第１面Ｍ１に固定されて真空容器２ａの第１内部空間Ｋ１内に設けられ、蓋体３４を支持する部材である。これらの支持部材３５は、ステージ１１や移動機構１２、支持台３７などを囲むように配置され、ベース体３１の第１面Ｍ１にネジなどの固定部材（図示せず）により固定されている。なお、支持部材３５は、板材の両端部を互いに逆方向に曲げてクランク形状となるように形成されている。このような各支持部材３５のうち隣り合う二つの支持部材３５には、レーザ干渉計１３がＸ方向用あるいはＹ方向用としてステージ１１上のミラー１１ａに合わせて設けられており、レーザ光通過用の窓３５ａが形成されている。
【００３６】
ここで、図３に示すように、支持部材３５は蓋体３４の中心軸を中心として放射状に四つ並べられており、蓋体３４は四点支持により支持されている。ただし、これに限るものではなく、例えば、支持部材３５の個数を三つあるいは二つにし、蓋体３４を三点支持又は二点支持により支持するようしても良く、その支持数は限定されるものではない。
【００３７】
図２に戻り、伸縮部材３６は、真空容器２ａの第１筐体３２と蓋体３４とを接続して真空容器２ａを密閉する伸縮可能な部材である。この伸縮部材３６は、蓋体３４の形状に合わせて円環状に形成されている。伸縮部材３６は伸縮可能な部材であるため、真空容器２ａが大気圧により変形してもその変形を吸収するように伸縮する。伸縮部材３６は、真空圧に耐えることができ、さらに、真空容器２ａの密閉状態を維持することができる部材である。この伸縮部材３６としては、例えば、ベローズ部材などを用いることが可能である。
【００３８】
支持台３７は、ベース体３１の第１面Ｍ１上に設けられており、ステージ１１及び移動機構１２を支持する部材である。この支持台３７は、ベース体３１の貫通孔３１ａを塞がずに跨ぐよう、ベース体３１の第１面Ｍ１上に設けられている。
【００３９】
次に、伸縮部材３６について図４を参照して詳しく説明する。
【００４０】
図４に示すように、伸縮部材３６は、その一端が蓋体３４の外周側の端部に溶接により固定されており、他端が第１筐体３２の上面壁３２ｂに固定部材４１により固定されている。この固定部材４１としては、例えばネジなどを用いることが可能である。伸縮部材３６の上面壁３２ｂ側の先端部である接合部３６ａと上面壁３２ｂとの間には、密閉用のＯリング（オーリング）４２が設けられている。このＯリング４２は、伸縮部材３６を固定している状態の固定部材４１より第１筐体３２の内部空間側に位置している。なお、接合部３６ａは、固定部材４１により第１筐体３２の上面壁３２ｂに接合される部分であり、Ｏリング４２を収容する環状の凹部３６ａ１を有している。
【００４１】
このような伸縮部材３６の接合構造によれば、固定部材４１により伸縮部材３６を第１筐体３２の上面壁３２ｂに接合すれば良いため、溶接により伸縮部材３６を第１筐体３２の上面壁３２ｂに接合する場合などに比べ（このときの溶接は困難である）、装置の組立作業が容易となるので、作業性を向上させることができる。
【００４２】
前述のような構成の真空容器２ａの真空状態（減圧状態）について図５を参照して詳しく説明する。
【００４３】
真空容器２ａ及び光学鏡筒２ｂ内は描画開始前に所定の真空度まで減圧される。これにより、真空容器２ａ及び光学鏡筒２ｂの両方の内部は真空状態にされる。このとき、図５に示すように、真空容器２ａは大気圧により内部方向に向かって変形することになる。具体的には、真空容器２ａの第１筐体３２における側面壁３２ａ及び上面壁３２ｂが内部に撓むように微小に（例えば、数十μｍ程度）変形し、同じように、第２筐体３３の底面壁３３ｂが内部に撓むように微小に（例えば、数十μｍ程度）変形する。なお、真空容器２ａ及び光学鏡筒２ｂの真空状態が解除されると、真空容器２ａは元の形状に戻る（図２参照）。
【００４４】
このような大気圧による側面壁３２ａ及び上面壁３２ｂの変形は伸縮部材３６が縮むことにより吸収されるため、蓋体３４に固定されている光学鏡筒２ｂの傾きに影響を与えることはない。さらに、第１内部空間Ｋ１に存在する各支持部材３５には真空圧のみがかかり、それらの支持部材３５は外部の大気圧の影響を受けないため変形することはない。また、ベース体３１の第１面Ｍ１及び第２面Ｍ２（表裏の両面）にも真空圧のみがかかり、そのベース体３１は外部の大気圧の影響を受けないため変形することはない。これにより、たとえ大気圧が変動しても、光学鏡筒２ｂを支持する各支持部材３５及びそれらの支持部材３５を支持するベース体３１が変形しないことから、大気圧変動に起因して光学鏡筒２ｂの傾き量、すなわち荷電粒子ビームの軌道が変化することを抑えることが可能になる。このため、大気圧変動により照射位置の安定性、すなわち描画精度が低下することを抑止することができる。
【００４５】
以上説明したように、実施形態によれば、真空容器２ａ内を第１内部空間Ｋ１と第２内部空間Ｋ２とに互いをつなげつつ区分するベース体３１を設け、光学鏡筒２ｂが固定された蓋体３４を支持する複数の支持部材３５を第１内部空間Ｋ１内に設け、さらに、真空容器２ａと蓋体３４とを接続して真空容器２ａを密閉する伸縮部材３６を設けることによって、真空容器２ａを支えるためのベース体３１及び各支持部材３５が大気圧の影響により変形することが防止される。これにより、大気圧の影響により光学鏡筒２ｂが傾くことを抑えることが可能となるため、大気圧変動に起因して光学鏡筒２ｂの傾き量、すなわち荷電粒子ビームの軌道が変化することを抑えることができ、その結果、大気圧変動による描画精度の低下を抑止することができる。加えて、真空容器２ａ内にベース体３１や各支持部材３５を設けるだけで良いため、装置の複雑化及び大型化を抑えることもできる。
【００４６】
また、通常、真空容器２ａの外面にレーザ干渉計１３を設けるが、この場合には大気圧による真空容器２ａの変形に起因してレーザ干渉計１３のレーザ光の光路が傾くことになる。このため、レーザ干渉計１３の計測精度が低くなり、結果として、描画精度が低下してしまう。ところが、前述のようにレーザ干渉計１３を支持部材３５に設けることによって、支持部材３５が大気圧の影響により変形しないため、レーザ干渉計１３のレーザ光の光路が傾くことがなくなる。これにより、レーザ干渉計１３の計測精度が低くなることを防止することが可能となるので、描画精度の低下を抑止することができる。
【００４７】
ここで、ベース体３１や蓋体３４、各支持部材３５などの材料としては、低熱膨張材料を用いることが望ましい。具体的には、室温付近で約２×１０−６／Ｋ以下の線膨張係数を有する材料によって、ベース体３１や蓋体３４、各支持部材３５などを形成することが望ましい。例えば、低熱膨張材料としては、低熱膨張合金であるインバー（Ｆｅ−３６％Ｎｉ）を用いることが可能である。このインバーの熱膨張率は、室温付近で約１．２×１０−６／Ｋであり、鉄やニッケルの約１／１０の値である。ただし、ベース体３１や蓋体３４、各支持部材３５などの熱膨張係数は同じあっても、異なっていても良い。
【００４８】
低熱膨張材料は熱による変形が小さい材料であるため、ステージ１１の移動に伴う摩擦やモータ起動などによる発熱の影響を受けにくくなる。したがって、低熱膨張材料を用いてベース体３１や蓋体３４、各支持部材３５などを形成することによって、温度変化に対するベース体３１や蓋体３４、各支持部材３５などの変形を抑制することが可能となる。これにより、ベース体３１や蓋体３４、各支持部材３５などの変形に起因する光学鏡筒２ｂの傾きが抑えられるので、描画精度の安定性を向上させることができる。
【００４９】
また、真空容器２ａには、大気側と真空側との間のリークを防止する真空保持機能が求められるが、低純度の低熱膨張材料には、内部に気泡などの欠陥が含まれることがある。この場合には、低熱膨張材料を加工すると、欠陥が表面に現われて良好な接合面（シール面）を形成することができず、所望の真空保持機能を得ることができなくなる恐れがある。このため、真空容器２ａには、高純度の低熱膨張材料を用いることが望ましい。
【００５０】
ここで、真空容器２ａを高純度の低熱膨張材料、例えば、高純度のインバーのみにより構成することも可能であるが、高純度のインバーは低純度のインバーに比べ、その製造工程数が増加するため、入手が容易ではなく価格も高いという現状がある。このため、真空容器２ａの接合部（シール部）にのみ高純度のインバーを使用し、接合部以外の部分には低純度のインバーを使用することが望ましい。これにより、装置の製造時間を短縮させるとともに、製造コストを抑えることができる。例えば、Ｏリング４２によってシールが形成される部分、すなわち伸縮部材３６の接合部３６ａを高純度のインバーにより構成することが望ましい。
【００５１】
インバーの純度は、リン（Ｐ）及び硫黄（Ｓ）の濃度で表現される。具体的には、リン及び硫黄の濃度が高くなるほど、インバーの純度は低くなる。本実施形態では、リン及び硫黄がいずれも所定濃度以下であるものを「高純度のインバー」と定義する。例えば、リン及び硫黄がそれぞれ０．００１質量％以下であるものを「高純度のインバー」とする。この場合には、リン及び硫黄のいずれか一方が０．００１質量％を超えるものは「低純度のインバー」となる。シール部におけるリン及び硫黄の濃度が、非シール部におけるリン及び硫黄の濃度の１／１０以下となるようにすることが望ましい。
【００５２】
なお、前述の実施形態においては、伸縮部材３６の一端部を蓋体３４の外周側の端部に固定しており、その他端部を第１筐体３２の上面壁３２ｂに固定部材４１により固定しているが（図４参照）、これに限るものではなく、伸縮部材３６のどちらの端部も同じ方法、すなわち溶接あるいは固定部材により固定するようにしても良い。
【００５３】
また、前述の実施形態においては、伸縮部材３６の一端部を蓋体３４の外周側の端部に固定しているが（図４参照）、これに限るものではなく、蓋体３４の内周側、例えば、蓋体３４と光学鏡筒２ｂとの境界（あるいは光学鏡筒２ｂ）に固定するようにしても良い。この場合には、大気圧による蓋体３４の変形を確実に防止することができる。ただし、支持部材３５により支持されている蓋体３４の箇所の厚さは、蓋体３４の厚さと支持部材３５の厚さとの合計となり、また、蓋体３４の環状部分の幅も小さいため、大気圧の影響によって数十μｍ程度も変形することはなく、光学鏡筒２ｂが傾くことを抑止することが可能である。一方、数十μｍよりも小さい、例えば数μｍ程度の変形が問題となるような場合には、伸縮部材３６の一端部を蓋体３４の内周側、例えば、蓋体３４と光学鏡筒２ｂとの境界に固定することが有効である。これにより、蓋体３４の表裏の両面には真空圧のみがかかり、その蓋体３４は外部の大気圧の影響を受けないため数μｍ程度にも変形することがなくなる。
【００５４】
また、前述の実施形態においては、ステージ１１の位置を把握するための手段として、ミラー１１ａやレーザ干渉計１３を用いているが、これに限るものではなく、例えば、マーク列からなるリニアスケールと、このリニアスケールに臨むリニアセンサとをステージ１１に搭載することも可能である。この場合には、リニアセンサによってマーク列を検出し、ステージ１１の位置を把握することになる。なお、ミラー１１ａやレーザ干渉計１３を一組としてＸ方向用及びＹ方向用に二組設けるのと同じように、リニアスケールとリニアセンサを一組としてＸ方向用及びＹ方向用に二組設け、ステージ１１のＸ方向及びＹ方向の位置を把握する。
【００５５】
以上、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】
【００５６】
１        荷電粒子ビーム描画装置
２        描画部
２ａ      真空容器
２ａ１    開口部
２ｂ      光学鏡筒
３        制御部
３ａ      描画データ記憶部
３ｂ      ショットデータ生成部
３ｃ      描画制御部
１１      ステージ
１１ａ    ミラー
１２      移動機構
１３      レーザ干渉計
１４      駆動部
２１      出射部
２２      照明レンズ
２３      第１の成形アパーチャ
２４      投影レンズ
２５      成形偏向器
２６      第２の成形アパーチャ
２７      対物レンズ
２８      副偏向器
２９      主偏向器
３１      ベース板
３１ａ    貫通孔
３２      第１筐体
３２ａ    側面壁
３２ｂ    上面壁
３３      第２筐体
３３ａ    側面壁
３３ｂ    底面壁
３４      蓋体
３４ａ    貫通孔
３５      支持部材
３６      伸縮部材
３６ａ    接合部
３６ａ１  凹部
３７      支持台
４１      固定部材
４２      Ｏリング
Ｂ        電子ビーム
Ｍ１      第１面
Ｍ２      第２面
Ｋ１      第１内部空間
Ｋ２      第２内部空間
Ｗ        試料
【図１】
2014075520.tif 000003
【図２】
2014075520.tif 000004
【図３】
2014075520.tif 000005
【図４】
2014075520.tif 000006
【図５】
2014075520.tif 000007