(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームを複数の電極で取り囲み、該複数の電極に電圧を印加することにより該荷電粒子ビームを偏向させ、露光すべき試料に照射し、該試料にパターンを形成する荷電粒子ビーム露光装置において、
前記複数の電極は互いに隣り合う電極の間隔が前記荷電粒子ビームの光軸から離れるに従って拡大する形状とされており、
前記複数の電極の外周がシールド導体でシールドされ、前記複数の電極のうち互いに対向する電極の間隔、及び、前記複数の電極と前記シールド導体との間隔の比Ａ：Ｂが３：１以下に設定されており、
クリーニング時に、装置内部にガスを導入し、前記複数の電極に、高周波信号を印加することにより、装置内部にプラズマを発生させ、装置内部の堆積物をエッチング除去することを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項２】
前記複数の電極は、静電偏向器の複数の電極を含むことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項３】
前記静電偏向器の複数の電極のうち、２つの隣り合う電極にはそれぞれ高周波信号と接地電位を印加することを特徴とする請求項２記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項４】
前記複数の電極の外周がシールド導体でシールドされ、前記複数の電極のうち互いに対向する電極の間隔、及び、前記複数の電極と前記シールド導体との間隔の比Ａ：Ｂが３：１以下に設定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項５】
前記静電偏向器の複数の電極のうち対向する電極間の距離は４ｍｍ−１０ｍｍの範囲内にあり、
前記静電偏向器の複数の電極の下端から試料面までの距離は２５ｍｍ以下であり、
前記荷電粒子ビーム露光装置の鏡筒の下端から試料面までの距離は１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項６】
前記複数の電極は、ブランキングアパーチャアレイの上部に位置決めされることを特徴とする請求項５記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項７】
前記ブランキングアパーチャアレイの上部に位置決めされた前記複数の電極は、前記光軸を挟んで対向するように配列されていることを特徴とする請求項６記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項８】
前記ガスを前記複数の電極を含む前記荷電粒子ビーム露光装置内部を流れるよう設定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、可変矩形形やブランキングアパーチャアレイを用いた荷電粒子ビーム露光装置に関し、より詳細には、荷電粒子ビーム露光装置内のクリーニングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＣは、その集積度と機能の向上に伴い計算機、通信、機械制御等、広く産業全般に応用されている。例えば、ＤＲＡＭでは、１Ｍ、４Ｍ、１６Ｍ、６４Ｍ、２５６Ｍ、１Ｇとその集積化が進んでいる。このような高集積化は、ひとえに微細加工技術の進歩によっている。
【０００３】
このような集積回路の高密度化に伴い、微細パターンの形成方法として、電子線等の荷電粒子ビームを用いた露光装置が開発されている。荷電粒子ビーム露光では、０．０５μｍ以下の微細加工が０．０２μｍ以下の位置合わせ精度で実現できる。
【０００４】
荷電粒子ビーム露光装置では、微細なパターンを正確な位置に露光するためには、電子ビームが安定していることが必須である。特に、経時変化により電子ビームが影響を受けないことが重要である。
【０００５】
従来の荷電粒子ビーム露光装置では、精度劣化を引き起こす要因はビームドリフトである。このビームドリフトを引き起こす要因は、以下の要素に大別できる。
【０００６】
１．投影レンズ内の静電偏向電極や鏡筒下部の汚れによるチャージアップドリフト
２．縮小レンズより上流で発生したチャージアップドリフト
３．電磁偏向器を使用した際に発生するコイル発熱による熱ドリフト
４．収束レンズの発熱による試料、ステージの伸縮による位置ドリフト（相対的なビーム位置トリフト）
以上のドリフト成分のうち３と４は熱補償や熱分解、レンズコイルの水冷等で極小に抑えることで、経時変化を殆ど無視できる量に減少させることが可能になった。ところが、上記１と２のチャージアップドリフトは分解清掃、部品交換（オーバーホール）で対応しているのが現状である。
【０００７】
例えば、上記１のチャージアップドリフトの要因として、鏡筒下部の汚れによるチャージアップドリフトがある。この汚れは露光時にレジストを塗布して試料に高エネルギーの粒子が照射されることにより、有機材料から発生するガスが付着したものや、反射電子によるガス中の炭素成分が蒸着したものであり、絶縁物質である。この汚れに反射電子や２次電子等のチャージが溜ると、周りの電位に対して電界を発生し、ビーム位置を変動させる（ビームドリフト）。しかも、チャージの溜り方は露光パターンによってまちまちであり、系統だてて評価し補正することは殆ど不可能である。また、アルミナ部品表面にメッキまたはメタライズを施した部品に関しては、表面の洗浄性を保証することは困難である。例えば、メッキ液の残留や洗浄時にメッキに発生するピンホール等が考えられる。  結局、定期的に鏡筒の特性を表す偏向器のフィールド補正係数（ゲイン、ローテーション、台形、オフセット）を測定して、トリフト成分を各成分に分解して吸収しつつ露光していき、単位時間当りのドリフト量があるレベルを越えた時点で分解清掃、部品交換によって対応している。
【０００８】
また、上記２のチャージアップドリフトは、スリットに汚れが付着することに起因している。このチャージアップドリフトに対しても、従来では、フィールド補正係数を定期的に計算して対応しており、最終的には分解清掃、部品交換を行っている。また、ブランキングアパーチャアレイ（ＢＡＡ）を用いた荷電粒子ビーム露光装置（以下、ＢＡＡ電子ビーム露光装置という）では、多数の開孔を通過した電子ビームを制御することにより、最終的なビーム形状を作り出している。従って、このＢＡＡには直接電子ビームが照射され、しかも露光中は絶え間なく照射されているので、レジストや真空中の有機物がＢＡＡに付着し、そこに帯電するチャージアップが非常に早く起こる。このＢＡＡでのチャージアップにより、通過させたいビームの軌道が曲げられ、その先にあるアパーチャでカットされてしまったり、カットしたいビームが通過したりして所望のパターンが描画できなくなってしまう。しかも、上記現象は経時的に変化する場合が多い。これに対しては、従来はオーバーホールで対応している。すなわち、早期に寿命となったＢＡＡを交換する。従って、前述したような問題点が生じる。
【０００９】
上記の分解清掃、部品交換は人手によらなければならず、多大の労力と時間を要する。また、組み立て後には装置を再調整しなければならず、同様に多大の労力と時間を要する。
【００１０】
上記問題点を解決することを意図した荷電粒子ビーム露光方法が提案されている（特開昭６１ー２０３２１号公報参照）。ここに開示の方法によれば、次のようにして、露光装置内部をクリーニングする。露光装置のコラム内にその軸方向に沿って棒状の電極を挿入し、この電極とコラム内壁との間に高周波電圧を印加してコラム内部にプラズマを発生させ、このプラズマによりコラム内部の付着物をアッシングする。
【００１１】
また、特開昭６１ー５９８２６号公報には、次のクリーニング方法が開示されている。露光装置のコラム内の真空内部品および電極をアースから絶縁して、高周波電圧を印加する。一方、コラム内に酸素ガスを導入しておく。高周波電圧の印加により酸素ガスプラズマが発生し、コラム内の真空部品や電極の炭素化合物の汚れをアッシングする。
【００１２】
さらに、特開平３ー１９３１４号公報には、次のクリーニング方法が開示されている。このクリーニング方法では、図２４に示す筒体１を用いる。この筒体１は、露光すべき試料の上部に設けられる。筒体１の本体２は絶縁性のセラミックで形成され、その内周面に複数のＴ字型の凹部３が形成されている。本体２の内周面は金等の導電体でメッキされ、この後、各凹部３の一端部３ａの金メッキを放電加工により除去する。これにより、金メッキによる導電部４ａー４ｈは光軸に沿って互いに絶縁分離されている。対向する電極間には、発振器５の高周波信号が印加される。図２４では、便宜上、一対の対向する電極のみに高周波信号を印加している様子が示されている。
【００１３】
この筒体１内部には、酸素などのクリーニングガスを導入し、高周波信号を印加してクリーニングガスを活性化させることで、筒体２内周面の堆積物をエッチング除去する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術は以下の問題点を有する。
【００１５】
特開昭６１ー２０３２１号公報に開示のクリーニング方法では、棒状の電極を挿入するための構成が複雑である。また、本発明者の実験によれば、ラジカル状態のガスを含むプラズマを安定して広範囲に発生させることができないことが確認された。例えば、プラズマは棒状の電極の周りの狭い範囲に短時間発生するのみである。
【００１６】
特開昭６１ー５９８２６号公報に開示のクリーニング方法は、その原理的な事項のみ開示しており、実際に装置を組んで実験してみると、同様にラジカル状態のガスを含むプラズマを安定して広範囲に発生させることができないことが確認された。
【００１７】
特開平３ー１９３１４号公報に開示のクリーニング方法も同様に、実際に装置を組んで実験してみると、やはりラジカル状態のガスを含むプラズマを安定して広範囲に発生させることができないことが確認された。例えば、僅かな条件の相違でプラズマが発生しなかったり、同じ条件でもプラズマが発生したり、発生しなかったりすることが確認された。
【００１８】
以上のことから、上記文献に開示のクリーニング方法はいずれも、実用化には不十分であり、さらに何等かの改良を施さなければ実用化できない。さらに、上記文献に開示の方法では、ブランキングアパーチャアレイなど、電極以外の部分をオーバホールすることなく効率的にクリーニングすることが出来ない。
【００１９】
従って、本発明は上記従来の問題点を解決し、継続的に安定して広範囲にプラズマを発生させて、鏡筒内部のみならずその周辺部に堆積した付着物、さらにはブランキングアパーチャアレイ等その他の汚れ易い部分に付着した付着物をオーバーホールすることなく効率的、かつ効果的にエッチングで除去できる機構を供えた荷電粒子ビーム露光装置およびそのクリーニング方法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記問題点は、以下の構成を具備する荷電粒子ビーム露光装置で解決される。
【００２１】
図１は、本発明の原理を示す図である。荷電粒子ビーム露光装置のメインチャンバＭ１内には、複数の電極（例えば、サブディフレクタ電極）Ｄ１−Ｄ８が略等間隔で荷電粒子ビームの光軸の周りに配列されている。メインチャンバＭ１内にはバルブＭ３を介して酸素を主成分とするガスが導入され、０．１Ｔｏｒｒ−４Ｔｏｒｒの真空度で保たれている。
【００２２】
各電極Ｄ１−Ｄ８は、高周波信号源Ｍ３またはグランドＧＮＤのいずれか一方に接続されている。ここで、クリーニング時、隣り合う電極には高周波信号と接地電位が交互に印加されるようにすることが好ましい。図１では、電極Ｄ１に高周波信号を印加し、その両側の電極Ｄ２とＤ８には接地電位を印加する。このため、対向する電極には、同一の信号（電圧）が与えられる。例えば、電極Ｄ１とこれに対向する電極Ｄ５には高周波信号が印加され、電極Ｄ２とこれに対向する電極Ｄ６には接地電位が印加されている。
【００２３】
また、高周波信号の周波数は１００ｋＨｚ−８００ｋＨｚの範囲に設定する。
【００２４】
【作用】
図１に示すように電極Ｄ１−Ｄ８に高周波信号と接地電位を与えると、図２５に示す従来の構成よりも、極めて安定してまた広範囲に酸素のラジカルを含むプラズマを発生させることが確認できた。
【００２５】
なお、後述するように、高周波信号に関する周波数以外のパラメータ（出力、印加時間）を所定の範囲内に設定し、また電極の形状や対向する電極間の距離、電極Ｄ１−Ｄ８の下端と試料との距離や鏡筒と試料との距離等をそれぞれ所定の範囲内に設定することで、より安定して広範囲に酸素のプラズマ・ラジカル状態を発生させることが可能であることが確認された。
【００２６】
例えば、電極がサブディフレクタのものであれば、鏡筒内のみならず、投影レンズ内の電極周辺の部品にまで酸素のプラズマ・ラジカル状態が生じ、これらの部品をクリーニングすることができる。また、ブランキングアパーチャアレイをクリーニングするには、例えば、ブランキングアパーチャアレイの近傍に電極Ｄ１−Ｄ８を設けて、上述のように制御する。
【００２７】
【実施例】
まず、図２を参照して、本発明の第１の実施例による荷電粒子ビーム露光装置の構成について説明する。
【００２８】
図２に示す露光装置は、露光部１０と制御部５０とに大きく分けられる。露光部１０は、電子ビームを発生し、スポット状もしくはパターン状に整形し、露光対象物の所望位置に露光する。制御部５０は、露光部１０を制御する信号を生成する部分である。なお、露光部１０の下には、露光対象物（試料）Ｗを載置するステージ３５がある。
【００２９】
まず、露光部１０について説明する。カソード電極１１から発生した電子は、グリッド電極１２およびアノード電極１３によって引き出される。これらの電極１１、１２、１３が荷電電子ビーム発生源１４を構成する。
【００３０】
荷電電子ビーム発生源１４から発生した電子ビームは、例えば矩形状開口を有する第１のスリット１５によって整形され、電子ビームを集束する第１の電子レンズ１６を通過し、透過マスク２０上のビーム照射位置を修正偏向するためのスリットディフレクタ１７に入射する。スリットディフレクタ１７は、修正偏向信号Ｓ１によって制御される。
【００３１】
電子ビームを所望のパターンに整形するために、矩形開口や所定パターンのブロックパターン開口等の複数の透過孔を有する透過マスク（ステンシルマスク）２０を用いる。スリットティフレクタ１７を通過した電子ビームは、電子ビーム整形部を通って所望のパターンに整形される。この電子ビーム整形部は、対向して設けられた第２の電子レンズ１８、第３の電子レンズ１９、これらの電子レンズ間に水平方向に移動可能に装着されて透過マスク２０、透過マスク２０の上および下に配置され、それぞれ位置情報Ｐ１ーＰ４に応じて電子ビームを偏向し、透過マスク２０上の透過孔の１つを選択する第１ないし第４の偏向器２１ー２４を含む。
【００３２】
整形された電子ビームは、ブランキング信号ＳＢか印加されるブランキング電極２５によって遮断、もしくは通過するように制御される。ブランキング電極２５を通過した電子ビームは、第４の電子レンズ２６、アパーチャ２７、リフォーカスコイル２８、第５の電子レンズ２９によって調整され、フォーカスコイル３０に入射する。フォーカスコイル３０は、電子ビームを露光対象面上にフォーカスさせる機能を有する。また、スティグコイル３１は、非点収差を補正する。  電子ビームは、さらに第６の電子レンズ３２、露光位置決定信号Ｓ２、Ｓ３に応じて露光対象物Ｗ上の位置決めを行う電磁偏向器であるメインディフレクタ３３、および静電偏向器であるサブディフレクタ３４によってその位置が制御され、露光対象物Ｗ上の所望位置に照射される。
【００３３】
なお、露光対象物Ｗは、ＸＹ方向に移動可能なステージ３５に載置され、移動される。また、露光部１０には、さらに第１−第４のアラインメントコイル３６、３７、３８、３９が設けられている。
【００３４】
制御部５０はメモリ５１、ＣＰＵ５２を有する。集積回路装置の設計データはメモリ５１に記憶され、ＣＰＵ５２によって読み出され、処理される。ＣＰＵ５２は、その他、荷電電子ビーム露光装置全体を制御する。
【００３５】
インタフェース５３は、ＣＰＵ５２によって取り込まれた描画情報、例えばパターンを描画すべきウエハＷ上の描画位置情報、および透過マスク２０のマスク情報等の各種情報を、データメモリ５４およびシーケンスコントローラ６０に転送する。データメモリ５４はインタフェース５３から転送された描画パターン情報およびマスク情報を記憶保持する。
【００３６】
パターン制御コントローラ５５は、データメモリ５４から描画パターン情報およびマスク情報を受け、それらに従って透過マスクの透過孔の１つを指定し、その指定透過孔の透過マスク上での位置を示す位置信号Ｐ１−Ｐ４を発生する。また、パターン制御コントローラ５５は、描画すべきパターン形状と指定透過孔形状との形状差に応じた補正値Ｈを演算する処理を含む各種処理を行う指定機能、保持機能、演算機能および出力機能を有する。
【００３７】
アンプ部５６はディジタル・アナログ変換機能および増幅機能を有し、補正値Ｈを受け、修正偏向信号Ｓ１を生成する。マスク移動機構５７は、パターン制御コントローラ５５からの信号に従い、必要に応じて透過マスク２０を移動させる。
【００３８】
ブランキング制御回路５８は、パターン制御コントローラ５５からの信号に応じて、ディジタル・アナログ変換機能および増幅機能を有するアンプ部５９を制御し、ブランキング信号ＳＢを発生する。
【００３９】
シーケンスコントローラ６０は、インタフェース部５３から描画位置情報を受け、描画処理シーケンスを制御する。ステージ移動機構６１は、シーケンスコントローラ６０からの信号に応じて、必要に応じてステージ３５を移動させる。
【００４０】
このステージ３５の移動は、レーザ干渉計６２によって検出され、偏向制御回路６３に供給される。偏向制御回路６３は、試料（ウエハ）Ｗ上の露光位置を演算し、露光位置決定信号Ｓ２、Ｓ３を発生するアンプ部６４、６５に信号を供給すると共に、シーケンスコントローラ６０にも信号を供給する。なお、アンプ部６４、６５はそれぞれ、ディジタル・アナログ変換機能および増幅機能を有する。
【００４１】
通常の電子ビーム露光においては、電磁偏向器であるメインディフレクディフレクタ３３によって２−１０ｍｍ□の偏向フィールドをビーム偏向し、静電偏向器であるサブディフレクタ３４によって、１００μｍ□程度のサブフィールドを偏向する。
【００４２】
パターンデータは、ＣＰＵ５２によってメモリ５１から読み出され、データメモリ５４に転送され、ここに蓄積される。データメモリ５４から読み出されたパターンデータによって、パターン制御コントローラ５５はパターンを各ショットごとに分解する。各ショットに分解されたパターンデータは、メインディフレクタ３３用のデータ、サブディフレクタ３４用のデータ、スリットディフレクタ１７用のデータ、ブランキング信号ＳＢ等の信号に分離され、電子ビームを偏向制御する。
【００４３】
なお、図を複雑化させないために図示を省略するが、ステージ３５と試料Ｗからの反射電子を検出する検出器が試料Ｗに対向するように設けられている。
【００４４】
図３に示すように、荷電電子ビーム発生源１４から試料までは、鏡筒４１とメインチャンバ４２で覆われている。鏡筒４３の上部には、バルブ４４を介して排気ポンプ４３が設けられている。メインチャンバ４２には、バルブ４６を介して排気ポンプ４５が設けられている。さらに、バルブ４８−５１を介して排気ポンプ４７が鏡筒４１およびメインチャンバ４２に接続されている。
【００４５】
鏡筒４１内部はバルブを有するパーティションで複数の空間に区切られている。例えば、荷電電子ビーム発生源１４は、バルブ５３を有するパーティション５２で仕切ることができる。
【００４６】
また、酸素ガスを鏡筒４１下部に導入するためのバルブ５４が設けらている。このバルブ５４に代えてまたはこれに加えて、酸素ガスをメインチャンバ４２に導入するバルブ５５を設けてもよい。
【００４７】
図４，図５にスリットディフレクタ１７の構成図を示す。図４は斜視図、図５は横断面図を示す。
【００４８】
スリットディフレクタ１７は図４，図５に示すように円筒状のシールド導体４００及び４片の電極４０１、４０２、４０３、４０４より構成される。シールド導体４００は円筒形に形成された導電性が良好な金属材等よりなり、接地されている。
【００４９】
電極４０１，４０２，４０３，４０４はベリリウム−銅等よりなる良好な導電性を有する金属材より構成され、その横断面形状は台形状をなし、シールド導体４００の円筒内部に配設される。電極４０１〜４０４は電極４０１の長辺と電極４０３の長辺とが互いに平行に対向し、電極４０２の長辺と電極４０４との長辺とが互いに平行に対向し、かつ、電極４０１、４０３の長辺と電極４０２、４０４の長辺はその延長線上で直交するように配置されている。
【００５０】
電極４０１〜４０４の形状及び配置を以上のような構成とすることにより、電極４０１〜４０４のうち互いに隣り合う電極間の距離が外周に向うに従って大きくなるように構成される。
【００５１】
また、電極４０１と電極４０３との間隔及び電極４０２と電極４０４との間隔をＡ、電極４０１〜４０４とシールド導体４００との最小の間隔をＢとしたとき、Ａ：Ｂが３：１以下となるように設定されており、以上の条件によれば、電極４０１〜４０４によりプラズマを発生させた場合にシールド導体４００と電極４０１〜４０４との間に比べて、電極４０１〜４０４間でプラズマが発生しやすくなる。
【００５２】
次にスリットディフレクタ１７の動作を説明する。スリットディフレクタ１７は露光時にはアンプ部５６からの修正偏向信号Ｓ１に応じて電極４０１〜４０４に電圧が印加され、電子ビームが電極４０１〜４０４の電位により偏向される。
【００５３】
また、プラズマクリーニングを行なう場合には、図６に示すように電極４０１及び電極４０３に高周波信号源４０５より高周波信号（１００ＫＨｚ−８００ＫＨｚ）が供給され、電極４０２及び電極４０４は接地される。また、チャンバ内は酸素を主成分とするガスが導入され、０．１Ｔｏｒｒ−４Ｔｏｒｒの真空度に保持される。
【００５４】
以上の条件により電極４０１〜４０４の互いに隣り合う電極間に種プラズマ４１１〜４１４が発生する。種プラズマ４１１〜４１４は電極４０１〜４０４の互いに隣り合う電極間の互いの間隔が最も近接し、電位傾斜が急激な部分となる頂点ａ〜ｈ付近に発生することになる。
【００５５】
スリットディフレクタ１７では種プラズマ４１１〜４１４を基にプラズマが発生し、電極４０１〜４０４外周部分では電極４０１〜４０４間の電位の傾斜が緩やかになるため、プラズマが発生しにくく、電位の傾斜が比較的急激な電極４０１〜４０４に囲まれた領域４０６にプラズマが集中する。
【００５６】
このように、電極４０１〜４０４の電子ビームの光軸Ｌ１  に面し、汚れやすい領域（図５に破線で示す領域）に面して集中的にプラズマを発生させることができるため、効率的にクリーニングが行なえる。また、不要な部分でのプラズマの発生を抑制できるため、省電力化が計れる。
【００５７】
また、露光時においても電極４０１〜４０４とシールド導体４００との間の不要な静電容量を減少させることができるため、電子ビームの偏向動作の応答を高速に行ない得る。さらに、クリーニングにより電極４０１〜４０４がクリーンに保持されるため、電子ビームの正確な偏向動作が可能となる。
【００５８】
なお、本実施例では電極４０１〜４０４の形状を台形状としたがこれに限ることはなく、扇形状、三角形状、凸形状等でもよく、要は電子ビームの光軸Ｌ１  から外方に向うに従って電極間の間隔が大きくなる形状であればよい。
【００５９】
図７，図８は、図３に示す静電偏向器であるサブディフレクタ３４と、その周辺部分を示す図である。サブディフレクタ３４は円筒状に形成されており、内部に複数の電極を有する。サブディフレクタ３４の構造については、図９を参照して後述する。サブディフレクタ３４の上部には、絶縁物質で形成された筒状部品５６ａが配置されている。筒状部品５６ａは円形の中空を有し、上端部にリング状のフランジ５７を有している。なお、筒状部品５６ａの中空部分およびフランジ５７の上面部分には、メッキ（導電膜）が施されている。筒状部品５６ａの上端部に設けられているフランジ５７は、Ｏリング５９を挿んで露光装置のフレーム部材６０に固定されている。またサブディフレクタ３４の下部には、同じく絶縁物質で形成された筒状部品５６ｂが配置されている。筒状部品５６ｂは円形の中空を有し、下端部にリング状のフランジ５８を有している。このフランジ５８は、試料Ｗに面しており、鏡筒４１の下端部に相当する。なお、筒状部品５６ｂおよびフランジ５８の全面に、メッキ（導電膜）が施されている。また、図示するように、筒状部品５６ａ，５６ｂ、フランジ５７，５８は接地電位に設定されている。
【００６０】
サブディフレクタ３４は、絶縁物質で形成された別の筒状部品６１で図示するように覆われている。この筒状部品６１の下端部にはフランジ６２が設けられており、Ｏリング６３を挿んで露光装置のフレーム部材６４に固定されている。また、筒状部品６１の上部はＯリング６６を挿んで露光装置のフレーム部材６６に固定されている。上記フレーム部材６０，６６は絶縁物質で形成されている。
【００６１】
ここで、酸素を含むガスのプラズマ・ラジカル状態を安定して広範囲に発生させるためには、フランジ５８、すなわち鏡筒４１の下端部と試料Ｗの試料面との距離Ｔ１を１０ｍｍ以下に設定することが好ましい。また、サブディフレクタ３４の電極下端から試料面までの距離Ｔ２を２５ｍｍ以下に設定することが好ましい。これらの数値範囲以外の距離に設定すると、プラズマ・ラジカル状態を安定して発生させることが出来ないことが確認されている。
【００６２】
図９は、サブディフレクタ３４の構成を示す図である。図９の（Ｉ）はサブディフレクタ３４の斜視図であり、図９の（ＩＩ）は（Ｉ）のＡーＡ線断面図である。サブディフレクタ３４はアルミナセラミックの電極固定筒６７を有する。電極固定筒６７の内周面には、複数（図９では８つ）の断面Ｌ字型の電極支持部６８が設けられている。これに対応して、Ｌ字型溝７０ａが形成されている。これらの電極支持部６８を有する電極固定筒６７の内周面には、図示する位置に形成された電極絶縁部７０を除いてメッキ（導電膜）６９が施されている。これにより、８つの電極が形成されている。メッキ６９が施された電極支持部６８は、電極固定筒６７の軸方向に沿って連続して形成されている。図９の（Ｉ）に示すように、メッキ６９が施された電極支持部６８は、電極固定筒６７の上端から僅かに突出している。なお、以下の説明では、電極支持部６８とメッキ６９を合わせて電極７１という。
【００６３】
電極固定筒６７の外周面を結ぶ径Ф１は例えば１０ｍｍで、対向する電極７１間を結ぶ径Ф２は６ｍｍである。また、隣り合う電極７１間の距離Ф３は例えば０．５ｍｍである。なお、対向する電極７１間の距離Ф２は特にプラズマの安定的な発生に関係し、４−１０ｍｍの範囲にあることが好ましいことが確認されている。
【００６４】
図９に示すサブディフレクタ３４は、次のように製造できる。粘土状のアルミナセラミックを射出成形した後、焼成する。そして、成形体を研磨し、メッキを施したのち、メッキをカットしてメッキ部６９と電極絶縁部７０とを有する複数の電極７１を形成する。
【００６５】
図７，図８に示す筒状部品５６の外周面およびフランジ５７の裏面には複数の配線パターンが形成されており、それぞれ複数（図９では８つ）電極７１に接続されている。フランジ５７の裏面に半径方向に等方的に形成されている配線パターンは、Ｏリング５９を介して外部（大気）に引き出される。なお、Ｏリング５９の配線パターンに面する部分は絶縁物質で形成されている。
【００６６】
サブディフレクタ３４の８つの電極７１には、図１に示すように高周波信号と接地電位のいずれか一方が印加される。この場合、クリーニング時には、隣り合う電極には異なった信号が印加されるようにする。
次に、露光装置内部をクリーニングする動作について説明する。
【００６７】
まず、図３に示すバルブ５３ならびにバルブ４９および５０を閉じた状態で、バルブ５４を介して酸素を主成分とするガスを鏡筒４１内に導入する。一方、排気ポンプ４５でメインチャンバ４２で排気して、所定の真空度（前述の０．１Ｔｏｒｒ−４Ｔｏｒｒの範囲内）に設定する。このとき、ガスは上から下へ流れるダウンフローとなる。
【００６８】
クリーング時、ステージ３５に載置される試料Ｗとして、シリコンウエハを用いる。なお、試料Ｗの中心と鏡筒４１の中心軸とはほぼ一致するようにしておく。
【００６９】
サブディフレクタ３４の電極７１に、図１のように高周波信号と接地電位を印加する。プラズマ・ラジカル状態を安定に発生させるためには、高周波信号の周波数を１００ｋＨｚ−８００ｋＨｚの範囲内に設定し、その出力を１００ｗ以下とし、トータルの印加時間を１０分以下とすることが好ましい。なお、汚れの状況により、上記条件で複数回印加する。この条件において、プラズマラジカル状態が安定に発生することが確認された。なお、高周波信号の周波数は、上記範囲の通り、露光時の周波数よりもかなり低い。
【００７０】
プラズマラジカルはガスのダウンフローに沿って、縦方向に発生する。図７，図８のフランジ５８から流出するガスは、前記距離Ｔ１を１０ｍｍ以下に設定し、また前記距離Ｔ２を２５ｍｍ以下に設定することで放射状に広がり、電極７１のみならずこれらの周辺部の部品（図示しない反射電子検出器の周辺まで）に対してもクリーニングの効果を発揮させることができる。クリーニング時、荷電電子ビーム発生源１４は隔離されるので、悪影響を受けない。
【００７１】
また、大気リークの必要性がないため真空引きの時間を１時間程度に短縮でき、部品の不良を招くことはなく、分解清掃、部品交換の作業ミスの危険性も皆無である。鏡筒を分解する必要性がないため、光軸出しからレンズ条件設定ならびに偏向器の補正係数、偏向特性マップ（ＳＴＩＧ、ＦＯＣＵＳ、歪み）等を再度取得する必要は無く、立ち上げ時間を短縮させることができる。
【００７２】
なお、図３において、酸素を主成分とするガスの流れをダウンフローに代えてアッパフローに設定しても良い。この場合は、ガスを図３のバルブ５５から導入し、バルブ４９や５０を介して排気ポンプ４７で排気する。これにより、ガスはサブディフレクタ３４を下から上へ流れる。この場合は、電極７１の上部周辺にある部品を効果的にクリーニングすることができる。ダウンフローとアッパフローの両方を採用しても良い。
【００７３】
本発明によるクリーニングの効果は、次のようにして確認できる。ウエハ上に有機材料膜（レジスト）を予め塗布しておく。プラズマの発生によりレジスト上にラジカルが飛来、または直接プラズマが発生することにより気化する。この粒子の付着状態を目視することで、クリーニングの効果を確認できる。
【００７４】
また、別の方法でもクリーニングの効果を確認できる。クリーニング後、導入したガスを排気し、ビーム出しを行う。次に、図１０に示すように、静電偏向領域の４つのコーナー（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に電子ビームを偏向するような電位をサブディフレクタ３４の複数の電極７１に印加する。それぞれのコーナーにおいては、数秒から数十秒の時間でビームを照射する。
【００７５】
図１１に示すように、静電偏向領域の大きさに比べ、電極７１は十分に大きい（図１１の場合、対向する電極間の距離Ф２は６ｍｍである）ため、静電偏向領域のコーナー（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）から電極７１への反射電子量は、各コーナーにおいてほぼ同一と考えられる。しかし、電極７１による電界により、反射電子、２次電子は正の電極側に引き寄せられるため、正の電極に汚れがあれば、その汚れに溜る電荷（負）により、ビームはドリフトする。
【００７６】
通常の露光時には、同じ位置にビームを照射する時間（つまり、静電偏向器が同じ電界を発生する時間）は、長くても数μｓｅｃであり、数秒間の間にはほぼフィールド全面を走査していることになる。従って、同じ電界を数秒から数十秒印加することは、電界表面にチャージを溜める時間を１、０００、０００倍大きくすることになる。この加速試験の量がそのまま本当のドリフトになるとは考えられないが、電極表面の汚れ不良の検査には最も感度の高い測定方法である。
【００７７】
図１２は、静電偏向領域（１００μｍ□）において、ビーム（３μｍ□）を１０秒間試料に照射した場合の各コーナーでのビームドリフト（チャージアップドリフト）を示す。ビームドリフトを表す矢印の方向がビームトリフト方向を示し、矢印の長さがビームドリフト量を示している。図１２の（１）は、クリーニング前の状態を示している。図１２の（２）は、２０秒のクリーニングを４回行った場合と、８回行った場合を示す。さらに、図１２の（３）は、２０秒のクリーニングを１２回行った場合を示す。図１２から判るように、クリーニング後のビームドリフトは減少している。すなわち、電極７１に付着した汚れがクリーニングされたことを示している。
【００７８】
図１３，図１４にサブディフレクタ３４の変形例の電極構成図を示す。図１３は斜視図、図１４は横断面図を示す。
【００７９】
本変形例はサブディフレクタを円筒形状のシールド導体５００及び８片の電極部５０１〜５０８で構成してなる。シールド導体５００は円筒形状に形成されたアルミナセラミック等の絶縁材５００ａの内側表面に金（Ａｕ）等の導電材よりなる導電膜５００ｂを形成してなり、導電膜５００ｂは接地され、その内部に８片の電極部５０１〜５０８が配設される。
【００８０】
電極部５０１〜５０８は夫々アルミナセラミック等の絶縁材よりなる電極支持部５０９〜５１６表面に金（Ａｕ）等の導電材よりなる導電膜５１７〜５２４を形成してなる。電極支持部５０９〜５１６は夫々その横断面形状が略凸字状に形成されている。導電膜５１７〜５２４は電極支持部５０９〜５１６のシールド導体５００に対向する幅の狭い面を除いて形成されている。
【００８１】
電極部５０１〜５０８はシールド導体５００の内部に幅の広い部分が光軸Ｌ１  に対向し、幅の狭い部分がシールド導体５００の内壁に対向するように、かつ、光軸Ｌ１  を中心として等角度となるように配設されている。
【００８２】
このため、電極部５０１〜５０８は互いに隣り合う電極部との間隔が内周側で狭く、外周側で広くなる構成とされている。また、光軸Ｌ１  を中心にして互いに対向する電極部間の距離をＡ、電極部５０１〜５０８とシールド導体５００との間隔をＢとすると、Ａ：Ｂ＝３：１以下に設定されている。
【００８３】
本変形例の電極部５０１〜５０８の製造方法は粘度状のアルミナセラミックを射出成形した後焼成し、焼成することにより得た成形体を研磨し、その周囲に導電膜を形成し、不要な部分の導電膜を除去することにより形成される。
【００８４】
次にサブディフレクタ３４の変形例の動作を図１５と共に説明する。サブディフレクタ３４の電極部５０１〜５０８の導電膜５１７〜５２４は露光時にはアンプ部６５と接続され、電子ビームの偏向量に応じた偏向電圧が印加され、電子ビームの偏向制御を行なう。
【００８５】
また、プラズマクリーニング時には図１５に示すように電極部５０１、５０３、５０５、５０７の導電膜５１７、５１９、５２１、５２３には高周波信号源５２５と接続され、８０ＫＨｚ−１００ＫＨｚの高周波信号が供給され、電極部５０２、５０４、５０６、５０８の導電膜５１８、５２０、５２２、５２４は接地される。このため、互いに隣り合う電極部間の電位が高周波で変化し、互いに隣り合う電極部間に種プラズマ５２６〜５３３が発生する。
【００８６】
このとき、種プラズマ５２６〜５３３は電位の傾斜が急激なところに発生しやすいため、電極部５０１〜５０８の導電膜５１７〜５２４の互いに隣り合う電極部間の間隔が狭くなる部分、つまり、光軸Ｌ１  に面した部分で発生することになる。また、電極部５０１〜５０８は電子ビームの光軸Ｌ１  から外方に向うに従って互いに隣り合う電極部間の間隔が広くなっていくため、電位の傾斜はゆるやかになり、また、シールド導体５００と電極部５０１−５０８間の間隔もシールド導体５００と電極部５０１〜５０８間でプラズマが発生しにくい条件となるＡ：Ｂ＝３：１以下に設定され、さらに、これに加えてシールド導体５００と電極部５０１〜５０８との間の間隔が最も狭くなる部分では電極５０１〜５０８の導電性メッキ５１７〜５２４がはがされているため、電極部５０１〜５０８の外周部分にはプラズマは発生しにくく、電極部５０１〜５０８に囲まれた領域５３４で種プラズマ５２６〜５３３を基にプラズマが発生する。
【００８７】
したがって、電極部５０１〜５０８の電子ビームの光軸Ｌ１  に面していて、汚れの付着しやすい部分（図１４に破線で示す）に面してプラズマが主に発生することになるため、効率よく、クリーニングが行なえる。また、電極部５０１〜５０８の外周部分の汚れの付着しにくい部分ではプラズマが発生しにくく、不要なプラズマを発生させずに済むため、省電力化が計れる。
【００８８】
さらに、電極部５０１〜５０８間の静電容量、及び、シールド導体５００と電極部５０１〜５０８との間の静電容量も最小限に抑制できるため、露光時の偏向の応答性も高速化することができる。
【００８９】
また、本変形例によれば、図９に示すサブディフレクタ３４に比べて形状が単純であるため、その製造も容易となる。
【００９０】
なお、本変形例では、電極部５０１〜５０８の横断面形状を略凸状としたが、これに限ることはなく、扇状、三角形、台形等の形状としてもよく、要は、電子ビームの光軸Ｌ１  から外方に向うに従って、互いに隣り合う電極部間の間隔が大きくなる形状であればよい。
【００９１】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。第２の実施例は、ブランキングアパーチャアレイ（ＢＡＡ）を用いた荷電粒子ビーム露光装置（ＢＡＡ電子ビーム露光装置という）である。前述したように、ＢＡＡ電子ビーム露光装置では、ＢＡＡの多数の開孔を通過した電子ビームを制御することにより、最終的なビーム形状を作り出している。従って、このＢＡＡには直接電子ビームが照射され、しかも露光中は絶え間なく照射されているので、レジストや真空中の有機物がＢＡＡに付着し、そこに帯電するチャージアップが非常に早く起こる。このＢＡＡでのチャージアップにより、通過させたいビームの軌道が曲げられ、その先にあるアパーチャでカットされてしまったり、カットしたいビームが通過したりして所望のパターンが描画できなくなってしまう。しかも、上記現象は経時的に変化する場合が多い。
【００９２】
これに対しては、従来はオーバーホールで対応している。すなわち、早期に寿命となったＢＡＡを交換する。従って、前述したような問題点が生じる。
【００９３】
図１６はＢＡＡ電子ビーム露光装置の構成を示す図である。ＢＡＡ電子ビーム露光装置は鏡筒７２とメインチャンバ７３を有し、これらに排気ポンプ７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７５、７６が図示するように接続されている。鏡筒７２内部はパーティション７７、７８、７９で複数の空間に分割されている。これらのパーティション７７、７８、７９はそれぞれバルブ８０、８１、８２を具備する。鏡筒７２の上部には荷電電子ビーム発生源８３が設けられている。Ｌ１、Ｌ２は電子レンズを示す。
【００９４】
パーティション７８と７９で囲まれた空間内には、支持部８４に取り付けられたＢＡＡ８５と、その上部に位置決めされたクリーニング電極ユニット８６とが設けられている。クリーニング電極ユニット８６は、ＢＡＡ８５をクリーニングするためのものである。
【００９５】
パーティション８２の下には、ブランキング電極８７と電子レンズＬ３が設けられている。さらにその下には、電子レンズＬ４と電子レンズＬ５とが設けられている。電子レンズＬ５は、メインディフレクタやサブディフレクタ等を有する。メインチャンバ７３には、ステージ８９とこの上に載置された試料Ｗを有する。
【００９６】
前述のクリーニング電極ユニット８６は、例えば図９に示すサブディフレクタ３４で構成できる。すなわち、クリーニング電極ユニット８６は、電極固定筒６７に形成された複数の電極７１を有する。電極固定筒６７内には、図７に示すように筒状部品５７が挿入され、その上部フランジ５７は露光装置のフレーム６０（図１６では、このフレーム６０はパーティション７９の近傍に設けられている）にＯリング５９を介して固定されている。電極７１の外部での引き出しは、前述のように行われている。なお、図を複雑化させないために、図１６ではクリーニング電極ユニット８６を単なるブロックで表している。
【００９７】
ここで、ＢＡＡ露光装置の動作原理について、図１７と１８を参照して説明する。図１７は、ＢＡＡ８５を用いて所定のパターンが露光されていく状況を説明する図である。説明を簡略化するために、ＢＡＡ８５の複数のアパーチャのうち、図１７の（Ａ）に示すように第１の開孔段（Ａ列とし、３個の開孔１、３、５を有するものとする）と第２の開孔段（Ｂ列とし、２個の開孔２と４を有するものとする）からなる第１群の開孔を通過する荷電粒子ビームのみによって、図１７の（Ｂ）に示されるパターンが描画されていく状況が図１７の（Ｃ）に示されている。ここで、上記第１の開孔段の各開孔１、３、５がビームの走査方向と直角な方向に互いにピッチ２Ｓだけずれているとすれば、上記第２の開孔段の各開孔２、４は上記第１の開孔段の各開孔１、３、５に対してピッチＳだけずらされている。
【００９８】
ここで、図１７の例では、Ｙ方向のラスタ走査の速度は１００μｍ／５μｓｅｃ＝０．０５μｍ／２．５ｎｓｅｃである。従って、このＡ列に属する各開孔に設けられたブランキング電極（後述のグランド電極とアクティブ電極）に印加されるオン・オフ信号に対し、Ｂ列に属する各開孔に設けられたブランキング電極に印加されるオン・オフ信号は、Ａ列とＢ列との走査方向の間隔をＬとするとき、ＴｓＡＢｓ＝Ｌ／Ｖ（Ｖはラスター走査の速度）だけ遅延されていれば良い。ここで、上記の例ではＬ＝０．１μｍ、Ｖ＝０．０５μｍ／２．５ｎｓｅｃであるから、ＴｓＡＡＢｓ  ＝５ｎｓｅｃとなる。このようにして、ラスター走査が試料上の所定の位置にきたときに、所定位置にビームが照射される。すなわち、図１７の（Ｃ）に示すように、まず時刻Ｔ＝１（ここで時刻Ｔはラスター走査が０．０５μｍ進む時間を単位としており、上記の例では２．５ｎｓｅｃである）では、描画すべきパターンのうち、その最下段の２領域（ー方向の斜線を施した領域）が、上記Ａ段の開孔１および３を通過する荷電粒子ビームによって照射される。次に、Ｔ＝２（２．５ｎｓｅｃ経過後）となると、最下段の直上列の３領域（ー方向の斜線を施した領域）が開孔１、３、５を通過する荷電粒子ビームによって照射される。なお、ここで上記最下段における両方向の斜線を施した領域は、その前の時刻（すなわちＴ＝１）ですでに照射されている領域を示す。
【００９９】
以下、同様にしてＴ＝３では、次の段の２領域（ー方向斜線を施した領域）が、開孔１および３を通過する荷電粒子ビームによって照射され、さらにＴ＝４では次の段の３領域（ー方向斜線を施した領域）が、上記開孔１、３および５を通過する荷電粒子ビームによって照射される。続くＴ＝５では、次の列の２領域（ー方向斜線を施した領域）が開孔１および５を通過する荷電粒子ビームによって照射されるとともに、Ｔ＝３において上記開孔１および３を通過した荷電粒子ビームによって照射された領域と同じ段の残りの２領域（ー方向斜線を施した領域）が、Ｂ列の開孔２および４を通過する荷電粒子ビームによって照射される。
【０１００】
以下同様にしてＴ＝８で、描画すべきパターン領域がすべて隙間なく（走査方向と直角な方向においても）、上記各開孔を通過する荷電粒子ビームによって照射される。ここで上述したように、上記ー方向の斜線を施した領域は該当する時間に照射される領域に示し、また両方向の斜線を施した領域はその前の時刻ですでに照射された領域を示す。また、図１１の（Ｃ）には、（Ａ）にＹｏラインとして示される基準ラインの位置が、上記ラスター走査に伴って試料上を移動していく状況が示されている。
【０１０１】
ここで、本発明のＢＡＡにおいては、上述したように荷電粒子ビームの走査方向に複数群（上記の例では８つの群）の開孔段を配置して（すなわち走査方向に数段、例えば８段のブランキングアパーチャアレイ群を並べて）、被露光体上の同一領域を、同一走査内でタイミングを遅延させて多数決露光を行う。すなわち、上記の例では８回に分割して露光する。
【０１０２】
すなわち、レジストの所定の場所を露光するのに２０ｎｓｅｃかかる（すなわちレジストの感光時間が２０ｎｓｅｃである）場合に、各０．０５μｍ当りの走査速度が２．５ｎｓｅｃであれば、８つの列のそれぞれのブランキングアパーチャ開孔がその位置に通りかかった時にビームを照射することで、合計８ショットのビーム照射によって２．５ｎｓｅｃ×８＝２０ｎｓｅｃの感光時間が確保される。
【０１０３】
図１８は、上記動作を制御する制御系を含むＢＡＡ電子ビーム露光装置の全体構成を示す図である。図１８に示す電子光学系２００は、図１６に示すものと同一である。ただし、図１６に示す構成部品の一部は図１８では省略してある。
【０１０４】
ＢＡＡ電子ビーム露光装置の制御系２１０は、次の通り構成されている。外部記憶装置２２０から、２つのデータ展開回路３０３−１と３０３−２に露光データが供給される。各データ展開回路３０３−１と３０３−２は、バッファメモリ（ＢＵＦ）と、データ展開回路（ＥＸＴ）と、キャンパスメモリ（ＭＥＭ）と、リフォーカス／データ並べ替え転送回路（ＲＦＣＳ／ＲＥＡＲＮＧ）とを有する。バッファメモリは、外部記憶装置２２０からの露光データを格納する。データ展開回路は、バッファメモリから露光データを受取り、各開孔部列毎の露光パターンに展開する。キャンパスメモリは、展開された露光パターンを記憶する。リフォーカス／データ並べ替え回路は、電子ビームが集束される際に生じるクーロン反発力による焦点距離のずれを補正する値の演算を行って、リフォーカスデータを作り、又、並べ替えられた露光データを出力する。リフォーカスデータは、リフォーカスデータメモリ３１２を介して、リフォーカスコイルＣＬ１を制御するために用いられる。並べ替えられた露光データは、ＢＡＡデータ格納回路３０２ａに出力される。このとき、ＳＥＭ／ＭＳ用レジスタ３０２ｂはＣＰＵ３０４から書込みを行なう（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｉｎｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ、ＭＤ：Ｍａｒｋ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）。なお、データ展開回路３０３−１と３０３−２の一方が露光データをＢＡＡデータ格納回路３０２ａに出力しているときには、他方のデータ展開回路は外部記憶装置２２０からの露光データを展開している。
【０１０５】
ＢＡＡデータ格納回路３０２ａは、露光データを格納し、ＢＡＡデータを順番に出力する。ＳＥＭ／ＭＤ用レジスタ３０２ｂはＳＥＭやＭＤを行う時には、ＳＥＭやＭＤ用のパターンデータを出力する。ＢＡＡデータはディジタル／アナログ変換・増幅回路（ＤＡＣ／ＡＭＰ）３０１を介してＢＡＡ８５に出力される。
【０１０６】
ＣＰＵ３０４は、制御系２１０全体を制御する。露光コントローラ３０５は、ＣＰＵ３０４の制御に基づいて露光制御を行う。より詳細には、露光コントローラ３０５は、主走査偏向駆動回路３０６および副走査偏向駆動回路３０７を制御し、電子ビームを試料上で偏向させる。主走査偏向駆動回路３０６は歪み補正回路３０６ａを含み、所定の補正を行ってから主走査偏向器を制御する。メインデフスティグ補正回路（ＳＴＧ）３１１ａおよびメインディフフォーカス補正回路（ＦＣＳ）３１１ｂは、それぞれの補正を行った後、スティグコイルＣ２およびフォーカスコイルＣ３を制御する。副走査偏向駆動回路３０７は、副走査偏向器を制御する。
【０１０７】
ステージ制御器３０８およびオートローダ制御器３０９は、ＣＰＵ３０４で制御される。
【０１０８】
図１９は、データ展開回路３０３−１および３０３−２に供給される露光パターンの一例を示す図である。図中、黒丸は露光ドットを表し、黒丸の集合により露光パターンＰが表現される。図中、露光パターンＰは縦方向に延在する複数のセルストライプに分割され、一方セルストライプは横方向に整列した１２８個の露光ドットの集合によるビットラインより形成されている。典型的な場合、セルストライプは長手方向に約１００μｍ、横手方向に約１０μｍのサイズを有する。副走査で１００μｍ×１０μｍを約１０本を走査し、主走査で全体を走査する。
【０１０９】
次に、ＢＡＡ８５のクリーニング時の動作について説明する。バルブ８０を閉じた状態で、酸素を主成分とするガスを、例えば図１６のＩ１部分から鏡筒７２内に導入する。このとき、ポンプ７６で排気し、鏡筒７２およびメインチャンバ７３内を０．１Ｔｏｒｒ−４Ｔｏｒｒの真空度に保つ。図示の場合、ガスはダウンフローとなる。なお、この時、バルブ８１と８２は開いておく。
【０１１０】
クリーニング電極ユニット８６の複数の（図９の例では８つ）電極７１には、図１に示すように、高周波信号と接地電位とが与えられる。プラズマ・ラジカル状態を安定して発生させるために、高周波信号の周波数は１００ｋＨｚ−８００ｋＨｚの範囲内で、出力は４０ｍＷ以下、トータルの印加時間は１０分以下に設定することが望ましい。これにより、プラズマ・ラジカル状態がＢＡＡ８５周辺を含む鏡筒７２内に発生し、ＢＡＡ８５をクリーニングする。勿論、プラズマ・ラジカル状態内にあるその他の部品もクリーニングされる。
【０１１１】
なお、酸素を主成分とするガスをメインチャンバ７３の図中Ｉ２に示す箇所から導入し、バルブＡを閉じ排気ポンプ７５で排気するようにしても良い。この場合には、ガスの流れはアッパフローとなる。さらに、バルブ８１、２を閉じた状態で酸素を主成分とするガスをこのＢＡＡ８５とクリーニング電極ユニット８６を含む空間内に導入し、排気ポンプ７４ｃで排気するようにしても良い。この場合には、他部分を減圧することなくより効果的にＢＡＡ８５をクリーニングすることができる。
【０１１２】
高周波信号は特別のクリーニング電源を用いることなく、ＢＡＡ８５に印加するＢＡＡコントローラ高周波信号源を用いても生成できる。
【０１１３】
クリーニング電極ユニット８６としては、図９に示すものに限らず、他の構成の電極を用いてもよい。例えば、図２０の（Ｉ）に示すように、すくなくとも１組（図示の場合は２組）の平板状または凹面状の対向電極９０でクリーニング電極を構成しても良い。各組の２つの対向電極にはそれぞれ、高周波信号と接地電位を与えることが好ましい。また、図２０の（ＩＩ）に示すように、少なくとも１つ（図示の場合は４つ）のリング型電極９２を用いてもよい。複数のリング型電極９２を用いる場合には、隣り合う電極には異なる信号を与えることが好ましい。
【０１１４】
クリーニング電極ユニット８６を用いることなく、ＢＡＡ８５に直接高周波信号と接地電位を与えることとしてもよい。以下、このクリーニング方法について説明する。
【０１１５】
図２１はＢＡＡ８５を示す図で、（Ｉ）はＢＡＡ８５の平面図、（ＩＩ）はＢＡＡ８５の底面図である。ＢＡＡ８５は支持台９３と、アレイ部９５と、支持台９３から突出する多数の信号入力ピン９４とを有する。図２１の（ＩＩ）に示すように、アレイ部９５からは多数の配線９９が放射状に形成されて、後述する積層構造体１００（図２２）上に設けられたボンディングパッド９６に接続されている。ボンディングパッド９６は、ボンディングワイヤ９８で支持台９３に支持されたボンディングパッド９７に接続されている。図２２はアレイ部９５とその周辺の構造を示す図である。アレイ部９５は積層構造体１００を有する。積層構造体１００は、上から順にシリコン層１０１、ボロン等がドープされた不純物拡散層１０２、中間絶縁層１０３、配線層１０４および表面絶縁層１０５を有する。この積層構造体１００にはマトリクス状に配列された複数のスルーホール１０６を有する。このスルーホール１０６がＢＡＡ８５のアパーチャとして機能する。
【０１１６】
各アパーチャ１０６には、１組の電極１０７と１０８が表面絶縁層１０５から突出するように設けられている。電極）１０７はグランド（接地）電極として用いられ、電極１０８はアクティブ電極として用いられる。電極１０７は配線層１０４に設けられたグランド配線パターンに接続され、電極１０８は配線層１０４に設けられたアクティブ配線パターンに接続されており、各組の電極１０７、１０８は独立して制御可能である。
【０１１７】
図２３は、図２２に示すＢＡＡ８５の底面図である。図２２の断面図は、図２３の矢印方向でカットした場合に相当する。グランド電極１０７は複数のアパーチャに共通に形成され、アクティブ電極１０８は各アパーチャ毎に設けられている。
【０１１８】
支持台９３は支持台ベース１０９と、絶縁膜１１０と、配線層１１１とを有する。配線層１１１には、ボンディングワイヤ９７を介して、配線層１０４に設けられた前述のグランド配線パターンとアクティブ配線パターンにそれぞれ接続される配線パターンを有する。また、配線層１１１はボンディングワイヤ９７を介して不純物拡散層１０２に接続される配線パターンを有する。
【０１１９】
図２４は、ＢＡＡ８５の配線を模試的に示す図である。支持台９３から支持部８４（図１６）を介して外部に引き出された配線の各々は、図２４に示すスイッチ１１２を介して、高周波信号源１１３、グランド、またはＢＡＡコントローラ３０５のいずれか一方に接続される。ＢＡＡコントローラ３０５は、図１８の制御系２１０のうち、バッファメモリ（ＢＵＦ）からＤＡＣ／ＡＭＰ３０１までの部分に相当する。スイッチ１１２から延びる複数のアクティブ配線と共通のグランド配線との交差部分（勿論、これらが実際に接続されているわけではない）に、１組のグランド電極１０７とアクティブ電極１０８が設けられている。また、不純物拡散層１０２もスイッチ１１２を介して、高周波信号源１１３とグランドのいずれかに接続可能である。なお、スイッチ１１２は図１８のＣＰＵ３０４で制御される。
【０１２０】
露光時には、スイッチ１１２は不純物拡散層１０２を接地電位に設定し、描画すべきパターンに応じて電子ビームを偏向すべきアパーチャ１０６のアクティブ電極１０８にＢＡＡデータを印加する。また、グランド電極１０７は接地電位に保持する。
【０１２１】
ＢＡＡ８５をクリーニングするには、次の４通りのいずれかの方法に従い、スイッチ１１２を制御する。第１の方法では、不純物拡散層１０２に高周波信号を印加し、グランド電極１０７およびアクティブ電極１０８は接地しておく。高周波信号は、前述の条件を満足する必要がある。すなわち、高周波信号の周波数は１００ｋＨｚ−８００ｋＨｚで、出力は１００ｗ以下、印加時間は１０分以下である。この第１の方法によれば、ガスのプラズマ・ラジカル状態をＢＡＡ８５の上面（不純物拡散層１０２側）およびその周辺に発生させることができ、これらがクリーニングされる。
【０１２２】
第２の方法では、不純物拡散層１０２は接地しておき、グランド電極１０７には高周波信号を与える。通常、グランド電極１０７は共通に接続されているので、すべてのグランド電極１０７に高周波信号が印加される。また、各アクティブ電極１０８は接地電位に設定する。印加する高周波信号は前述の条件を満たす必要がある。この第２の方法によれば、ガスのプラズマ・ラジカル状態をＢＡＡ８５の下面（表面絶縁層１０５側）およびその周辺に発生させることができ、これらがクリーニングされる。
【０１２３】
第３の方法では、不純物拡散層１０２およびグランド電極は接地しておき、すべてまたは一部のアクティブ電極１０８に高周波信号を印加する。後者の場合は、例えば１つおきに高周波信号を印加する。印加する高周波信号は前述の条件を満たす必要がある。この第３の方法によれば、ガスのプラズマ・ラジカル状態をＢＡＡ８５の下面（表面絶縁層１０５側）およびその周辺に発生させることができ、これらがクリーニングされる。  第４の方法では、アクティブ電極１０８に、露光時に使用するＢＡＡコントローラで生成された所定の規則性を有する露光パターンを印加する。例えば、所定の規則性を有する露光パターンは、１０１０１０．．．や１１００１１００．．．等である。
【０１２４】
以上、本発明の実施例を説明した。本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、クリーニング電極ユニット８６を図３のスリット１５のクリーニングに適用することもできる。
【０１２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、継続的に安定して広範囲にプラズマを発生させて、鏡筒内部のみならずその周辺部に堆積した付着物、さらにはブランキングアパーチャアレイ等その他の汚れ易い部分に付着した付着物をオーバーホールすることなく効率的、かつ効果的にエッチングで除去できる機構を供えた荷電粒子ビーム露光装置およびそのクリーニング方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例の荷電粒子ビーム露光装置の全体構成を示す図である。
【図３】図２に示す荷電粒子ビーム露光装置の鏡筒およびメインチャンバの内部構成を示す図である。
【図４】図２、および、図３に示すスリットディフレクタの電極構成図である。
【図５】図４に示すスリットディフレクタの横断面図である。
【図６】図４に示すスリットディフレクタの動作説明図である。
【図７】図２および図３に示すサブディフレクタおよびその周辺部分の構成を示す図である。
【図８】図２および図３に示すサブディフレクタおよびその周辺部分の断面図である。
【図９】図７に示すサブディフレクタの電極構成を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施例の効果を確認するための試験方法を示す図である。
【図１１】図１０に示す試験方法の原理を説明するための図である。
【図１２】図１０の試験方法で得られた結果を示す図である。
【図１３】サブディフレクタの変形例の電極構成図である。
【図１４】図１３に示すサブディフレクタの変形例の横断面図である。
【図１５】図１３に示すサブディフレクタの変形例の動作説明図である。
【図１６】本発明の第２の実施例であるブランキングアパーチャアレイ（ＢＡＡ）を用いた荷電粒子ビーム露光装置を示す図である。
【図１７】（Ａ）のブランキングアパーチャアレイを用いて（Ｂ）のパターンを露光する場合の説明図である。
【図１８】ＢＡＡ電子ビーム露光装置の全体構成を示す図である。
【図１９】露光パターンの一例を示す図である。
【図２０】本発明の第２の実施例で用いるブランキングアパーチャアレイをクリーニングするためのクリーニング電極の一構成例を示す図である。
【図２１】本発明の第２の実施例で用いるブランキングアパーチャアレイの構成を示す図である。
【図２２】図２１に示すブランキングアパーチャアレイの要部を示す断面図である。
【図２３】図２１に示すブランキングアパーチャアレイの底面図である。
【図２４】ブランキングアパーチャアレイの電極と信号源との接続関係を示す図である。
【図２５】従来のクリーニング方法で用いられる電極を示す平面図である。
【符号の説明】
３４    サブディブレクタ
５６、６１    筒状部品（絶縁性）
５７、５８、６２    フランジ
５９、６３、６５    Ｏリング
６０、６４、６６    フレーム部材
６７    電極固定筒
６８    Ｌ字型電極支持部
６９    メッキ部
７０    電極絶縁部
７０ａ  Ｌ字型溝
７１    電極
７８、７９    パーティション
８５    ブランキングアパーチャアレイ
８６    クリーニング電極ユニット
９０    板状電極
９２    リング状電極
９３    支持台
９４    信号入力ピン
９５    アレイ部
９６、９８    ボンディングパッド
９７    ボンディングワイヤ
９９    配線
１００    積層構造体
１０１    シリコン層
１０２    不純物拡散層
１０３    中間絶縁層
１０４    配線層
１０５    表面絶縁層
１０６    アパーチャ
１０７    グランド電極
１０８    アクティブ電極
１０９    支持台ベース
１１０    絶縁層
１１１    配線層
１１２    スイッチ
１１３    高周波信号源
４００、５００  シールド導体
４０１〜４０４  電極
５０１〜５０８  電極
５０９〜５１６  電極支持部
５１７〜５２４  導電膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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