(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空装置に供給されるオゾンガスを生成するオゾン発生器と、
前記オゾン発生器により生成された前記オゾンガスの流量を制御する第１の流量制御機構と、
前記真空装置に供給される前記オゾンガスの流量を制御する第２の流量制御機構と、
前記第１の流量制御機構の二次側で、前記第２の流量制御機構の一次側に設けられる主配管と、
前記主配管に接続点で接続された第１の副配管に設けられ、前記主配管に導入された前記オゾンガスの一部を制御された流量で排出する第１の排気機構と、
を具備し、
前記主配管は、前記第１の流量制御機構により内部圧力が大気圧より低くなるように制御された流量で前記オゾンガスが導入される、
オゾン供給装置。
【請求項２】
前記接続点は、
前記第１の流量制御機構と前記接続点との間の前記主配管の第１の容量と、
前記接続点と前記第２の流量制御機構との間の前記主配管の第２の容量と、の比が８００〜８０００：１となるように設けられる請求項１に記載のオゾン供給装置。
【請求項３】
前記第１の排気機構は、前記真空装置に接続される第２の排気機構に接続される請求項１または２に記載のオゾン供給装置。
【請求項４】
前記主配管に接続され、前記オゾンガスを一時的に保持し、一時的に保持された前記オゾンガスを、前記第２の流量制御機構により制御された流量で前記真空装置に供給する、前記オゾンガスに対して不活性なバッファ容器と、
前記主配管に接続された第２の副配管に設けられた第３の排気機構と、
前記主配管より前記バッファ容器に間欠的に前記オゾンガスが導入されるように制御するとともに、前記オゾンガスの前記バッファ容器への導入が停止したとき前記主配管内に滞留する前記オゾンガスを前記第３の排気機構により排出するように制御する制御機構と、
をさらに具備する請求項１に記載のオゾン供給装置。
【請求項５】
オゾンガスを生成し、
主配管の内部圧力が大気圧より低い圧力となるように、生成された前記オゾンガスの流量を制御しながら、前記オゾンガスを前記主配管内に導入し、
前記主配管内に導入された前記オゾンガスの一部を制御された流量で排気し、排気されない前記オゾンガスを、流量を制御しながら真空装置に供給するオゾン供給方法。
【請求項６】
オゾンガスを生成し、
主配管の内部圧力が大気圧より低い圧力となるように、生成された前記オゾンガスの流量を制御しながら、前記主配管に接続されたバッファ容器に供給し、
前記バッファ容器に対する前記オゾンガスの供給を停止し、
前記主配管内の前記オゾンガスを排気し、
前記バッファ容器内の前記オゾンガスを、流量を制御しながら真空装置に供給するオゾン供給方法。
【請求項７】
荷電粒子ビームが対象物に照射される描画装置と、
前記描画装置に接続され、前記描画装置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発生器と、
前記オゾン発生器により生成された前記オゾンガスの流量を制御する第１の流量制御機構と、
前記描画装置に供給される前記オゾンガスの流量を制御する第２の流量制御機構と、
前記第１の流量制御機構の二次側で、前記第２の流量制御機構の一次側に設けられる主配管と、
前記主配管に接続点で接続された第１の副配管に設けられ、前記主配管に導入された前記オゾンガスの一部を制御された流量で排出する第１の排気機構と、
を具備し、
前記主配管は、前記第１の流量制御機構により内部圧力が大気圧より低くなるように制御された流量で前記オゾンガスが導入される荷電粒子ビーム描画システム。
【請求項８】
荷電粒子ビームを照射する描画装置内の気体を排気し、
オゾンガスを生成し、
生成された前記オゾンガスが導入される主配管の内部圧力が大気圧より低い圧力となるように、前記オゾンガスの流量を制御しながら、前記オゾンガスを前記主配管内に導入し、
前記主配管内に導入された前記オゾンガスの一部を制御された流量で排気し、排気されない前記オゾンガスを、流量を制御しながら、前記気体が排気された前記描画装置に供給し、
前記描画装置に前記オゾンガスを供給した後に、前記荷電粒子ビームを、前記描画装置内に配置された対象物に照射する、荷電粒子ビーム描画方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾン供給装置、オゾン供給方法、荷電粒子ビーム描画システム、および荷電粒子ビーム描画方法に関する。
【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、半導体デバイスの微細化が要求される。半導体デバイスに所望の回路パターンを形成するリソグラフィ技術において、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、優れた解像度を有する電子ビームなどを用いた荷電粒子ビーム描画装置が用いられる。
【０００３】
荷電粒子ビーム描画装置において、マスクなどの対象物を支持するステージを移動させつつ、荷電粒子ビームが荷電粒子光学系により複数の電極を用いて成形、偏向され、対象物に照射される。このようにして、ステージ上の対象物に所定のパターンが描画される。
【０００４】
このような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および汚染されることにより、描画精度が低下するという問題がある。そのため、描画装置内には、洗浄のためにオゾンガスが供給される。オゾンガスは、オゾン発生器によって生成され、配管を介して描画装置に供給される。
【０００５】
オゾンガスを生成するオゾン発生器は、振動するとともに磁界を発生させる。発生した振動および磁界は、描画装置による描画精度を劣化させる要因となる。従って、通常、オゾン発生器は、振動および磁界による描画精度の劣化が実質的に無視できる程度に描画装置から離れた位置に設置される。この結果、オゾン発生器と描画装置とを接続する配管は長くなる。このように配管が長く、オゾンガスの配管内における滞在時間が長くなると、オゾンガスは配管内において分解されて酸素になる。従って、高濃度のオゾンガスを描画装置に供給することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２２７３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一態様は、高濃度のオゾンガスを供給することができるオゾン供給装置、オゾン供給方法、荷電粒子ビーム描画システム、および荷電粒子ビーム描画方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係るオゾン供給装置は、真空装置に供給されるオゾンガスを生成するオゾン発生器と、前記オゾン発生器により生成された前記オゾンガスの流量を制御する第１の流量制御機構と、前記真空装置に供給される前記オゾンガスの流量を制御する第２の流量制御機構と、前記第１の流量制御機構の二次側で、前記第２の流量制御機構の一次側に設けられ、前記第１の流量制御機構により内部圧力が大気圧より低くなるように制御された流量で前記オゾンガスが導入される主配管と、を具備する。
【０００９】
また、本発明の一態様に係るオゾン供給装置は、前記主配管に接続点で接続された第１の副配管に設けられ、前記主配管に導入された前記オゾンガスの一部を所定流量で排出する第１の排気機構をさらに具備する。
【００１０】
また、本発明の一態様に係るオゾン供給装置において、前記接続点は、前記第１の流量制御機構と前記接続点との間の前記主配管の第１の容量と、前記接続点と前記第２の流量制御機構との間の前記主配管の第２の容量と、の比が８００〜８０００：１となるように設けられる。
【００１１】
また、本発明の一態様に係るオゾン供給装置において、前記第１の排気機構は、前記真空装置に接続される第２の排気機構に接続される。
【００１２】
また、本発明の一態様に係るオゾン供給装置は、前記主配管に接続され、前記オゾンガスを一時的に保持し、一時的に保持された前記オゾンガスを、前記第２の流量制御機構により制御された流量で前記真空装置に供給する、前記オゾンガスに対して不活性なバッファ容器と、前記主配管に接続された第２の副配管に設けられた第３の排気機構と、前記主配管より前記バッファ容器に間欠的に前記オゾンガスが導入されるように制御するとともに、前記オゾンガスの前記バッファ容器への導入が停止したとき前記主配管内に滞留する前記オゾンガスを前記第３の排気機構により排出するように制御する制御機構と、をさらに具備する。
【００１３】
また、本発明の一態様に係るオゾン供給方法は、オゾンガスを生成し、主配管の内部圧力が大気圧より低い圧力となるように、生成された前記オゾンガスの流量を制御しながら、前記オゾンガスを前記主配管内に導入し、前記主配管内に導入された前記オゾンガスの少なくとも一部を、流量を制御しながら真空装置に供給する方法である。
【００１４】
また、本発明の一態様に係るオゾン供給方法において、前記主配管内に導入された前記オゾンガスの一部を排気し、排気されない前記オゾンガスを、流量を制御しながら前記真空装置に供給する。
【００１５】
また、本発明の一態様に係るオゾン供給方法は、オゾンガスを生成し、主配管の内部圧力が大気圧より低い圧力となるように、生成された前記オゾンガスの流量を制御しながら、前記主配管に接続されたバッファ容器に供給し、前記バッファ容器に対する前記オゾンガスの供給を停止し、前記主配管内の前記オゾンガスを排気し、前記バッファ容器内の前記オゾンガスを、流量を制御しながら真空装置に供給する方法である。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る荷電粒子ビーム描画システムは、荷電粒子ビームが対象物に照射される描画装置と、前記描画装置に接続され、前記描画装置にオゾンガスを供給するオゾン供給装置と、を備える。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発生器と、前記オゾン発生器により生成された前記オゾンガスの流量を制御する第１の流量制御機構と、前記描画装置に供給される前記オゾンガスの流量を制御する第２の流量制御機構と、前記第１の流量制御機構の二次側で、前記第２の流量制御機構の一次側に設けられる主配管と、前記主配管に接続点で接続された第１の副配管に設けられ、前記主配管に導入された前記オゾンガスの一部を制御された流量で排出する第１の排気機構と、を具備する。前記主配管は、前記第１の流量制御機構により内部圧力が大気圧より低くなるように制御された流量で前記オゾンガスが導入される。
【００１７】
また、本発明の一態様に係る荷電粒子ビーム描画方法は、荷電粒子ビームを照射する描画装置内の気体を排気し、オゾンガスを生成し、生成された前記オゾンガスが導入される主配管の内部圧力が大気圧より低い圧力となるように、前記オゾンガスの流量を制御しながら、前記オゾンガスを前記主配管内に導入し、前記主配管内に導入された前記オゾンガスの一部を制御された流量で排気し、排気されない前記オゾンガスを、流量を制御しながら、前記気体が排気された前記描画装置に供給し、前記描画装置に前記オゾンガスを供給した後に、前記荷電粒子ビームを、前記描画装置内に配置された対象物に照射する方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るオゾン供給装置、オゾン供給方法、荷電粒子ビーム描画システム、および荷電粒子ビーム描画方法によれば、描画装置等の真空装置に対して高濃度のオゾンガスを供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施態様に係る荷電粒子ビーム描画システムの構成を模式的に示す図である。
【図２】描画装置の構成を模式的に示す概念図である。
【図３】第１の実施態様に係る荷電粒子ビーム描画方法を示すフローチャート図である。
【図４】第１の実施態様の変形例に係る荷電粒子ビーム描画システムの構成を模式的に示す図である。
【図５】第２の実施態様に係る荷電粒子ビーム描画システムの構成を模式的に示す図である。
【図６】第２の実施態様の変形例に係る荷電粒子ビーム描画システムの構成を模式的に示す図である。
【図７】オゾン供給装置の変形例を模式的に示す図である。
【図８】第３の実施態様に係る荷電粒子ビーム描画システムの構成を模式的に示す図である。
【図９】第３の実施態様に係るオゾン供給方法を示すフローチャート図である。
【図１０】第４の実施態様に係る荷電粒子ビーム描画システムの構成を模式的に示す図である。
【図１１】第４の実施態様の変形例に係る荷電粒子ビーム描画システムの構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の一態様に係るオゾン供給装置、オゾン供給方法、荷電粒子ビーム描画システム、および荷電粒子ビーム描画方法について説明する。
【００２１】
（第１の実施態様）
図１は、第１の実施態様に係る荷電粒子ビーム描画システムを模式的に示す図である。図１に示す荷電粒子ビーム描画システム１は、第１の実施態様に係るオゾン供給装置１０を、真空装置の一例である描画装置１０１に接続することによって構成されている。
【００２２】
図１に示すオゾン供給装置１０は、主にオゾン発生器１１、およびオゾン発生器１１と描画装置１０１とを接続する主配管１２、を有する。
【００２３】
オゾン発生器１１は、オゾンガスを生成し、生成したオゾンガスを大気圧程度の高圧で供給する。このオゾン発生器１１は、オゾン発生器１１の振動、およびオゾン発生器１１から発生する磁界によって、描画装置１０１による描画精度が劣化することを抑制するために、描画装置１０１から所定距離以上離れた位置に設置される。
【００２４】
また、主配管１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、オゾン発生器１１において生成されたオゾンガスを描画装置１０１に供給するためのオゾンガスの流路を構成する。主配管１２ａの上流側の端部はオゾン発生器１１に接続されており、主配管１２ｃの下流側の端部は、描画装置１０１に接続することができるようになっている。この主配管１２は、例えば１０００[ｃｃ]の容量、および５〜１５％程度の圧力損失、を有するものである。
【００２５】
このようなオゾン供給装置１０において、主配管１２ｂの上流側には、第１の流量制御機構である第１のマスフローコントローラー１３が、主配管１２ｂ内の圧力を検出する圧力計１４とともに備えられている。第１のマスフローコントローラー１３は、例えば内部にバルブを有するものであり、圧力計１４によって検出された主配管１２ｂ内の圧力（一次圧）に応じてバルブを制御機構１６により制御することによって、第１のマスフローコントローラー１３から流出するオゾンガスの流量を制御する。なお、制御機構１６は、演算処理装置、例えば、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）や、プログラマブル論理デバイスなどの回路装置により実現することも可能である。本実施態様において、第１のマスフローコントローラー１３は、主配管１２ｂ内の圧力が、少なくとも大気圧より小さい低圧で一定となるように、オゾンガスの流量を制御している。具体的に、第１のマスフローコントローラー１３は、主配管１２ｂ内の圧力が１〜１０５[Ｐａ]の範囲内において一定となるように、オゾンガスの流量を制御している。
【００２６】
また、主配管１２ｂの下流側には、第２の流量制御機構である第２のマスフローコントローラー１５が備えられている。第２のマスフローコントローラー１５は、その一次側の主配管１２ｂ内のオゾンガスが、一定流量で描画装置１０１に供給されるように制御する。第２のマスフローコントローラー１５も、例えば内部にバルブを有するものであり、描画装置１０１が有する圧力計１０２の検出結果に応じてバルブを制御機構１７により制御することによって、第２のマスフローコントローラー１５から流出するオゾンガスの流量を制御する。なお、制御機構１７は、演算処理装置、例えば、ＡＳＩＣや、プログラマブル論理デバイスなどの回路装置により実現することも可能である。
【００２７】
図２は、描画装置の構成を模式的に示す概念図である。図２に示すように、描画装置１０１は描画室１０３ａおよび電子鏡筒１０３ｂを備えている。
【００２８】
描画室１０３ａは、内部に、ＸＹステージ１０４を備えている。ＸＹステージ１０４上には、描画対象となる対象物１０５を載置し、等速または可変速で対象物１０５の位置を制御することができる。なお、対象物１０５には、半導体装置を製造する際に使用される露光用マスクが含まれる。また、対象物１０５には、ガラス板上にレジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。
【００２９】
電子鏡筒１０３ｂは、内部に、電子銃２０１、照明レンズ２０２、ブランキング偏向器２１２、ブランキングアパーチャ２１４、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、主偏向器２０８、および副偏向器２０９、を備えている。また、電子鏡筒１０３ｂのブランキング偏向器２１２、成形偏向器２０５、主偏向器２０８、および副偏向器２０９には、これらの偏向器２１２、２０５、２０８、２０９に所望の電圧信号を供給する制御部２１６が接続されている。
【００３０】
ブランキング偏向器２１２およびこの偏向器２１２の下方に配置されるブランキングアパーチャ２１４は、荷電粒子ビーム２００のＯＮ／ＯＦＦ、すなわち対象物１０５への照射時間（ショット時間）および照射タイミング（ショットタイミング）を制御するブランキング制御機構２２４を構成する。
【００３１】
ブランキングアパーチャ２１４の下方に配置される第１のアパーチャ２０３、第１のアパーチャ２０３の下方に配置される成形偏向器２０５、および成形偏向器２０５の下方に配置される第２のアパーチャ２０６は、荷電粒子ビーム２００を所望の形状に成形する成形制御機構２２６を構成する。
【００３２】
第２のアパーチャ２０６の下方に配置される副偏向器２０９および副偏向器２０９の下方に配置される主偏向器２０８は、荷電粒子ビーム２００の照射位置を制御する照射位置制御機構２２８を構成する。制御部２１６で、主偏向器２０８および副偏向器２０９を制御するとともに、ＸＹステージ１０４の位置を制御することにより、成形された荷電粒子ビーム２００の対象物１０５上における描画位置を制御する。
【００３３】
以上に説明したように、電子鏡筒１０３ｂは、所望の形状に成形した荷電粒子ビーム２００を、所望の時間だけ、対象物１０５上の所望の位置に照射することができる。なお、電子鏡筒は、単一のビームの照射に限定されるものではなく、複数のビームを制御して照射するマルチビームを用いるものであってもよい。
【００３４】
また、描画装置１０１には、描画装置１０１内を真空にするための第２の排気機構である真空装置排気機構が設けられている。真空装置排気機構において、高真空用ポンプ２２１の後段にバルブ２１８を介して補助用ドライポンプ２２０が接続されている。
【００３５】
以下に、荷電粒子ビーム描画システム１を用いた第１の実施態様に係る荷電粒子ビーム描画方法について、図３を参照して説明する。なお、荷電粒子ビーム描画システム１´（図４）を用いた第１の実施形態の変形例に係る荷電粒子ビーム描画方法は、第１の実施態様に係る荷電粒子ビーム描画方法と同様である。
【００３６】
図３は、第１の実施態様に係る荷電粒子ビーム描画方法を示すフローチャート図である。
【００３７】
はじめに、補助用ドライポンプ２２０を用いて、描画室１０３ａ内および電子鏡筒１０３ｂ内の気体を排気する。さらに高真空用ポンプ２２１を用いて排気し、所定の真空度を維持する（Ｓ１１）。
【００３８】
次に、オゾン供給装置１０は、描画装置１０１内に、高濃度のオゾンガスを供給する（Ｓ１２）。高濃度のオゾンガスは、第１の実施態様に係るオゾン供給方法によって、描画装置１０１に供給される。
【００３９】
次に、荷電粒子ビームを出射する（Ｓ１３）。ここでブランキング制御機構２２４によりビームは描画室１０３ａ内には照射されないように制御される。
【００４０】
次に、図示しない搬送系を用いて、描画室１０３ａ内のＸＹステージ１０４上に、描画される対象である対象物１０５を載置する（Ｓ１４）。
【００４１】
以下に、このオゾン供給方法を説明する。
【００４２】
オゾン発生器１１においてオゾンガスを生成し、そのガスを、第１のマスフローコントローラー１３によって主配管１２ｂ内の圧力を大気圧より低い低圧で一定となるように制御しながら、主配管１２ｂに導入する。主配管１２ｂにオゾンガスを導入すると、そのオゾンガスを、主配管１２ｂより、第２のマスフローコントローラー１５で制御された一定流量で、描画装置１０１に連続的に供給する。このようにして、オゾン供給装置１０は、描画装置１０１内に、高濃度のオゾンガスを供給する。
【００４３】
次に、制御部２１６により、荷電粒子ビーム２００を成形する。そして、主偏向器２０８および副偏向器２０９を制御して照射位置を制御するとともに、ＸＹステージ１０４の位置を制御することにより、荷電粒子ビーム２００のショット位置を制御する。さらに、ブランキング制御機構２２４を制御して、所望の時間だけ荷電粒子ビーム２００を対象物１０５上に照射する（Ｓ１５）。すなわち、オゾンガスが描画装置１０１内に供給された状態で、対象物１０５に対して描画処理が行われる。
【００４４】
描画処理が終了すると対象物１０５が描画装置１０１から搬出される（Ｓ１６）。
【００４５】
このようにして、荷電粒子ビーム描画システム１は、対象物１０５に対して荷電粒子ビーム描画を実行する。
【００４６】
以上に説明した荷電粒子ビーム描画方法およびオゾン供給方法において、描画装置１０１に供給されるオゾンガスの濃度は、オゾンガスの主配管１２ｂ内における平均滞在時間Ｔ[ｍｉｎ]に応じて変化し、平均滞在時間Ｔを短くするほど、高濃度のオゾンガスを描画装置１０１に供給することができる。
【００４７】
オゾンガスの主配管１２ｂ内における平均滞在時間Ｔは、以下の式によって算出される。
【００４８】
Ｔ＝一次圧（配管内圧力）[ａｔｍ]×配管の容量[ｃｃ]／オゾンガスの使用量[ｓｃｃｍ]
この式より、オゾンガスの主配管１２ｂ内における平均滞在時間Ｔは、主配管１２ｂの容量およびオゾンガスの使用量を一定とした場合、一次圧が低いほど短くなることがわかる。従来は、主配管の上流側にマスフローコントローラーは備えられておらず、主配管内の圧力は、オゾン発生器から直接供給されるオゾンガスの圧力に基づいており、例えば０．１[ＭＰａ]（≒１[ａｔｍ]）と、大気圧以上の高圧であった。従って、例えば配管容量が１０００[ｃｃ]、オゾンガスの使用量が１[ｓｃｃｍ]である場合、オゾンガスの平均滞在時間Ｔは、Ｔ＝１×１０００／１＝１０００[ｍｉｎ]である。
【００４９】
これに対して本実施態様においては、主配管１２ｂの上流側に第１のマスフローコントローラー１３が備えられており、第１のマスフローコントローラー１３が、主配管１２ｂ内の圧力（一次圧）が大気圧より低い低圧で一定となるように、オゾンガスの流量を制御している。従って、例えば配管容量が１０００[ｃｃ]、オゾンガスの使用量が１[ｓｃｃｍ]である場合において、第１のマスフローコントローラー１３によって、例えば一次圧が１０００[Ｐａ]（≒０．００１[ａｔｍ]）と低圧になるようにオゾンガスの流量を制御することにより、オゾンガスの平均滞在時間Ｔを、Ｔ＝０．００１×１０００／１＝１[ｍｉｎ]と、従来より短くすることができる。
【００５０】
このように、本実施態様によれば、主配管１２ｂが第１のマスフローコントローラー１３の二次側に設けられている。従って、主配管１２ｂ内の圧力が大気圧より低い低圧となるように、オゾンガスの流量を制御することができる。この結果、主配管１２ｂ内におけるオゾンガスの平均滞在時間Ｔを従来より短くすることができ、主配管１２ｂ内におけるオゾンガスの分解は抑制される。従って、描画装置１０１に対して高濃度のオゾンガスを供給することができる。また、このようにして描画装置に高濃度のオゾンガスを供給することにより、描画装置の電極の帯電および汚染を抑制することができる。
【００５１】
（変形例）
一つのオゾン発生器１１に対して複数の描画装置１０１−１、・・・・、１０１−ｎ（ただし、ｎは２以上の整数を意味する。以下同様である。）を並列に接続することができる。図４は、第１の実施態様の変形例に係る荷電粒子ビーム描画システム１´を模式的に示す図である。
【００５２】
図４において、第１の実施態様の変形例に係るオゾン供給装置１０´は、一つのオゾン発生器１１に対して、主配管１２ｂの途中で分岐された分岐主配管１２ｂ´により複数の描画装置１０１−１、・・・・、１０１−ｎを並列に接続することによって構成されている。このオゾン供給装置１０´において、複数の第２のマスフローコントローラー１５は、各々の描画装置１０１−１、・・・・、１０１−ｎの上流にそれぞれ備えられる。このように複数の第２のマスフローコントローラー１５を備えることにより、各々の描画装置１０１−１、・・・・、１０１−ｎに供給されるオゾンガスの流量をそれぞれ独立して制御することができる。
【００５３】
このような変形例のように複数の描画装置について用いられる場合であっても、第１の実施態様と同様に、高濃度のオゾンガスを供給することができる。そして、このようにして描画装置に高濃度のオゾンガスを供給することにより、描画装置の電極の帯電および汚染を抑制することができる。
【００５４】
（第２の実施態様）
本実施態様は、第１の実施態様の構成と一部が共通であるが、主配管１２ｂ内のオゾンガスの一部を排気する点で異なっている。
【００５５】
図５は、第２の実施態様に係る荷電粒子ビーム描画システムを模式的に示す図である。なお、図５に示す荷電粒子ビーム描画システム２およびオゾン供給装置２０において、第１の実施態様に係る荷電粒子ビーム描画システム１およびオゾン供給装置１０と同一箇所については、同一符号を付している。
【００５６】
図５に示すように、主配管１２ｂ内のオゾンガスの一部を排気する第１の排気機構２１が設けられている。第１の排気機構２１において、主配管１２ｂの接続点Ａでオゾンガスの流路を構成する第１の副配管である捨てライン２２と接続される。捨てライン２２は、余剰ガスの廃棄用配管であって、例えばドライポンプ２４などのポンプが接続されている。ドライポンプ２４は、捨てライン２２に導入されたオゾンガスを排気する。
【００５７】
また、捨てライン２２には第３の流量制御機構である第３のマスフローコントローラー２３が接続されており、ドライポンプ２４の一次側に備えられている。第３のマスフローコントローラー２３は、捨てライン２２内のオゾンガスが一定流量でドライポンプ２４に供給されるように、オゾンガスの流量を制御する。
【００５８】
このとき、第１の排気機構２１は、第１の容量と第２の容量と比が８００〜８０００：１となるように設けられることが好ましい。ここで、第１の容量は、第１のマスフローコントローラー１３と接続点Ａとの間の上流側主配管１２ｂｘの容量であり、第２の容量は、接続点Ａと第２のマスフローコントローラー１５との間の下流側主配管１２ｂｙの容量である。なお、“容量”とは、主配管１２ｂ内の容積を意味する。以下同様である。
【００５９】
本実施態様においては、例えば、上流側主配管１２ｂｘの内径と、下流側主配管１２ｂｙの内径と、の比が２：１である主配管１２ｂを用いており、第１の排気機構２１は、上流側主配管１２ｂｘの長さが１０ｍ〜１００ｍ、下流側主配管１２ｂｙの長さが５０ｍｍ以下、となるように設けられている。
【００６０】
上流側主配管１２ｂｘの第１の容量と、下流側主配管１２ｂｙの第２の容量と、の比が８００〜８０００：１となるように第１の排気機構２１を設けることにより、下流側主配管１２ｂｙ内におけるオゾンガスの滞在時間を十分に短くすることができ、下流側主配管１２ｂｙ内におけるオゾンガスの分解が十分に抑制される。
【００６１】
このような第２の実施態様に係るオゾン供給方法は、以下の通りである。
【００６２】
まず、オゾン発生器１１においてオゾンガスが生成されると、そのガスは、第１のマスフローコントローラー１３によって主配管１２ｂ内の圧力を大気圧より低い低圧で一定となるように制御しながら、主配管１２ｂに供給される。主配管１２ｂに供給されたオゾンガスの一部は、余剰ガスとして、第３のマスフローコントローラー２３により制御された一定流量で、捨てライン２２を介してドライポンプ２４より排出される。ここで、排気されないオゾンガスは、第２のマスフローコントローラー１５により制御された一定流量で描画装置１０１に連続的に供給される。
【００６３】
このようにして高濃度のオゾンが供給される第２の実施態様において、第１の実施態様と同様に荷電粒子ビーム描画が行われる。
【００６４】
このような本実施態様において、オゾンガスの使用量は、描画装置１０１に供給されるオゾンガスの供給量と、ドライポンプ２４より排出されるオゾンガスの供給量と、の和によって決まる。例えば第２のマスフローコントローラー１５によって描画装置１０１に供給されるオゾンガスの供給量を１[ｓｃｃｍ]、第３のマスフローコントローラー２３によってドライポンプ２４より排出されるオゾンガスの排出量を１０[ｓｃｃｍ]とした場合、オゾンガスの使用量は１１[ｓｃｃｍ]となる。従って、配管容量を１０００[ｃｃ]、第１のマスフローコントローラー１３によって制御される一次圧を１０００[Ｐａ]（≒０．００１[ａｔｍ]）とする場合、オゾンガスの主配管１２ｂ内における平均滞在時間Ｔは、Ｔ＝０．００２×１０００／１１＝０．０９[ｍｉｎ]となり、第１の実施態様に係るオゾン供給装置１０と比較して、さらにオゾンガスの平均滞在時間Ｔを短くすることができる。
【００６５】
以上に説明した本実施態様においても、第１の実施態様と同様の効果が得られる。そして、主配管１２ｂに第１の排気機構２１を設けた第１の副配管（捨てライン２２）を接続することによって、オゾンガスの使用量を増加させている。従って、主配管１２ｂ内におけるオゾンガスの平均滞在時間Ｔをさらに短くすることができ、主配管１２ｂ内におけるオゾンガスの分解はより抑制される。従って、描画装置１０１に対してより高濃度のオゾンガスを供給することができる。また、このようにして描画装置に高濃度のオゾンガスを供給することにより、描画装置の電極の帯電、描画を抑制することができる。
【００６６】
（変形例）
図６は、第２の実施態様の変形例に係る荷電粒子ビーム描画システムの構成を模式的に示す図である。図６に示すように、第２の実施態様の変形例に係るオゾン供給装置２０´は、下流側が複数に分岐された分岐主配管１２ｂ´が用いられており、一つのオゾン発生器１１に対して複数の描画装置１０１−１、・・・・、１０１−ｎが並列に接続されている。この場合、複数の第１の排気機構２１−１、・・・・、２１−ｎの各々は、描画装置１０１−１、・・・・、１０１−ｎ毎に設けられる。なお、各々の第１の排気機構２１−１、・・・、２１−ｎの構成は、図５に示される第１の排気機構２１と同様である。
【００６７】
第２の実施態様と同様に、各第１の排気機構２１−１、・・・・、２１−ｎは、第１の容量と第２の容量と比が８００〜８０００：１となるように設けられることが好ましい。ここで、第１の容量は、第１のマスフローコントローラー１３と接続点Ａ１、・・・、Ａｎとの間の上流側主配管１２ｂ´ｘ−１、・・・、１２ｂ´ｘ−ｎの容量であり、第２の容量は、接続点Ａ１、・・・、Ａｎと第２のマスフローコントローラー１５との間の下流側主配管１２ｂ´ｙ−１、・・・、１２ｂ´ｙ−ｎの容量である。
【００６８】
このような変形例において、第２の実施態様と同様にオゾン供給、荷電粒子ビーム描画が行われる。
【００６９】
第２の実施態様の変形例のように複数の描画装置について用いられる場合であっても、第２の実施態様と同様に、高濃度のオゾンガスを供給することができる。そして、このようにして描画装置に高濃度のオゾンガスを供給することにより、描画装置の電極の帯電および汚染を抑制することができる。
【００７０】
なお、第１の実施形態において、図７に示すように、オゾン供給装置２０´´は、複数の描画装置１０１−１、・・・、１０１−ｎに対して共通の第１の排気機構２１を一箇所に設けてもよい。
【００７１】
（第３の実施態様）
本実施態様は、主配管にオゾンガスに不活性なバッファ容器を設ける点で実施態様１、２と異なっている。
【００７２】
図８は、第３の実施態様に係る荷電粒子ビーム描画システムの構成を模式的に示す図である。なお、図８に示す荷電粒子ビーム描画システム３およびオゾン供給装置３０において、第１の実施態様に係る荷電粒子ビーム描画システム１およびオゾン供給装置１０と同一箇所については、同一符号を付している。
【００７３】
図８に示す荷電粒子ビーム描画システム３において、オゾン供給装置３０は、主配管１２ｂの第２のマスフローコントローラー１５の一次側に、バッファ容器３１を設けることによって構成されている。このバッファ容器３１は、オゾン発生器１１において生成されたオゾンガスを一時的に保持することができるものであり、少なくとも内面は、オゾンに対して不活性となる処理が施されている。なお、オゾンに対して不活性となる処理とは、例えば表面酸化処理、またはフッ素樹コーティング等である。このようなバッファ容器３１には、圧力計３７が設けられている。
【００７４】
バッファ容器３１は、この容器３１と描画装置１０１との間の主配管１２ｂ内のオゾンガスの滞在時間を短くするために、可能な限り描画装置１０１の近くに設けられることが好ましい。
【００７５】
また、バッファ容器３１の一次側の主配管１２ｂには、接続点Ｂで第２の副配管１２ｄが接続され、主配管１２ｂ内を真空引きすることができるドライポンプ３２を有する第３の排気機構３８が接続されている。
【００７６】
さらに、主配管１２ｂには、第２の副配管１２ｄとの接続点Ｂと、バッファ容器３１との間に、第１のバルブ３４が設けられており、第２の副配管１２ｄには、第２のバルブ３５が設けられている。これらの第１、第２のバルブ３４、３５の開閉は、バッファ容器３１が有する圧力計３７の検出結果に応じて、制御機構３６によって制御することができる。なお、制御機構３６は、演算処理装置、例えば、ＡＳＩＣや、プログラマブル論理デバイスなどの回路装置により実現することも可能である。
【００７７】
このようなオゾン供給装置３０を備えた荷電粒子ビーム描画システム３による第３の実施態様に係る荷電粒子ビーム描画方法は、オゾン供給方法を除いて、第１の実施態様に係る荷電粒子ビーム描画方法と同様である。第３の実施態様に係る荷電粒子ビーム描画方法において適用される、第３の実施態様に係るオゾン供給方法は、以下の通りである。
【００７８】
第３の実施態様に係るオゾン供給方法は、大量のオゾンガスをバッファ容器３１に間欠的に供給し、バッファ容器３１から描画装置１０１に対して所定流量のオゾンガスを連続的に供給する方法である。この方法によれば、大量のオゾンガスをバッファ容器３１に供給することにより、オゾンガスの使用量を増加させ、これによってオゾンガスの主配管１２内における滞在時間Ｔを短くすることができる。以下に、このオゾン供給方法について、図９を参照して詳細に説明する。図９は、第３の実施態様に係るオゾン供給方法を示すフローチャート図である。
【００７９】
図９に示すように、まず、オゾン発生器１１においてオゾンガスを生成し（Ｓ１０１）、生成された大量のオゾンガスをバッファ容器３１に供給するために、制御機構３６は、主配管１２ｂに設けられた第１のバルブ３４を開け、第２の副配管１２ｄに設けられた第２のバルブ３５を閉じる（Ｓ１０２）。
【００８０】
制御機構１６により、第１のマスフローコントローラー１３を用いて主配管１２ｂ内の圧力が大気圧より低い低圧で一定となるように制御しながら、制御機構３６により第１のバルブ３４を開くとともに、第２のバルブ３５を閉じて、生成された大量のオゾンガスをバッファ容器３１に供給する（Ｓ１０３）。
【００８１】
次に、制御機構３６は、第１のバルブ３４を閉じるとともに、第１のマスフローコントローラー１３によりオゾンガスの主配管１２ｂへの供給を止め、第２のバルブ３５を開ける（Ｓ１０４）。
【００８２】
次に、第３の排気機構３８により、第１のバルブ３４と第１のマスフローコントローラー１３との間の主配管１２ｂ内のオゾンガスを排気する（Ｓ１０５）。
【００８３】
なお、上述のＳ１０４のステップにおいて、制御機構３６は、第１のバルブ３４を閉じ、第２のバルブ３５を開けるとともに、オゾン発生器１１からオゾンガスが供給されないように、オゾン発生器１１を制御してもよい。このようにオゾン発生器１１を制御することにより、Ｓ１０５のステップにおいて、第１のバルブ３４と第１のマスフローコントローラー１３との間の主配管１２ｂ内のオゾンガスを排気すると同時に、第１のマスフローコントローラー１３内のオゾンガスを排気することができる。
【００８４】
一方、バッファ容器３１内のオゾンガスは、第２のマスフローコントローラー１５で制御された流量で、描画装置１０１に対して連続的に供給される（Ｓ１０６）。
【００８５】
次に、バッファ容器３１に設けられた圧力計３７により、バッファ容器３１内の圧力を検出する。そして、検出された圧力が所定圧力以上である場合（Ｓ１０７においてＹｅｓ）、引き続き、バッファ容器３１内のオゾンガスを、描画装置１０１に対して連続的に供給する（Ｓ１０６）。
【００８６】
検出されたバッファ容器３１内の圧力が所定圧力より小さい場合（Ｓ１０７においてＮｏ）、バッファ容器３１から描画装置１０１にオゾンガスが流れなくなるため、オゾンガスを再びバッファ容器３１に供給する必要がある。そこで、制御機構３６は、検出された圧力が所定圧力より小さいことを判断すると、第１のバルブ３４を開け、第２のバルブ３５を閉じて（Ｓ１０２）、大量のオゾンガスをバッファ容器３１に供給する（Ｓ１０３）。
【００８７】
このようにして、大量のオゾンガスをバッファ容器３１に間欠的に供給し、バッファ容器３１から描画装置１０１に対して所定量のオゾンガスを連続的に供給する。
【００８８】
このようにして高濃度のオゾンが供給される本実施態様において、第１の実施態様と同様に荷電粒子ビーム描画が行われる。
【００８９】
以上に説明した本実施態様において、オゾンガスの使用量は、バッファ容器３１に一度に供給するオゾンガスの供給量によって決まる。例えばバッファ容器３１に一度に供給するオゾンガスの供給量を１００[ｓｃｃｍ]とする。このとき、配管容量を１０００[ｃｃ]、第１のマスフローコントローラー１３によって制御される一次圧を１０００[Ｐａ]（≒０．００１[ａｔｍ]）とすると、オゾンガスの主配管１２ｂ内における平均滞在時間Ｔは、Ｔ＝０．００１×１０００／１００＝０．０１[ｍｉｎ]となり、第１の実施態様に係るオゾン供給装置１０と比較して、さらにオゾンガスの平均滞在時間Ｔを短くすることができる。
【００９０】
以上に説明した本実施態様においても、第１の実施態様と同様に描画装置１０１に対してより高濃度のオゾンガスを供給することができる。そして、このようにして描画装置に高濃度のオゾンガスを供給することにより、描画装置の電極の帯電および汚染を抑制することができる。
【００９１】
さらに、本実施態様によれば、主配管１２ｂの温度上昇を抑制することもできる。すなわち、オゾンガスが主配管１２ｂ内に滞在すると、主配管１２ｂとオゾンガスとが反応することにより主配管１２ｂの温度が局所的に上昇する場合がある。しかし、本実施態様に係るオゾン供給装置３０、オゾン供給方法、荷電粒子ビーム描画システム３、および荷電粒子ビーム描画方法においては、オゾンガスを間欠的にバッファ容器３１に供給するため、主配管１２内にオゾンガスが滞在しない時間が存在し、この間に主配管１２ｂは冷却される。従って、供給されるオゾンの分解も抑えられる。
【００９２】
（第４の実施態様）
本実施態様は、第２の実施態様と同様であるが、オゾンガスの一部を排気する第１の排気機構を描画装置の第２の排気機構に接続する点で異なっている。
【００９３】
図１０は、第４の実施態様に係る荷電粒子ビーム描画システム４を模式的に示す図である。なお、図１０に示す荷電粒子ビーム描画システム４およびオゾン供給装置４０において、第２の実施態様に係る荷電粒子ビーム描画システム２およびオゾン供給装置２０と同一箇所については、同一符号を付している。
【００９４】
この荷電粒子ビーム描画システム４およびオゾン供給装置４０において、第３の流量制御機構である第３のマスフローコントローラー２３、および第１の副配管である捨てライン２２、によって構成される第１の排気機構４１は、図５に示される第１の排気機構２１と同様に、主配管１２ｂに接続されている。そして、第１の排気機構４１の捨てライン２２の下流側端部は、描画装置１０１に接続された第２の排気機構である真空装置排気機構の補助用ドライポンプ２２０に接続されている。
【００９５】
このようなオゾン供給装置４０による、第４の実施態様に係るオゾン供給方法、および荷電粒子ビーム描画システム４による第４の実施態様に係る荷電粒子ビーム描画方法は、第２の実施態様に係るオゾン供給方法および荷電粒子ビーム描画方法と同様である。したがって、これらの説明については省略する。
【００９６】
以上説明した本実施態様に係るオゾン供給装置４０、オゾン供給方法においても、第２の実施態様と同様に、描画装置１０１に対して高濃度のオゾンガスを供給することにより、描画装置の電極の帯電および汚染を抑制することができる。
【００９７】
加えて、第２の実施態様と比較して、ドライポンプの数を減らすことができる。したがって、オゾン供給装置４０および荷電粒子ビーム描画システム４の小型化および低コスト化を実現することができる。
【００９８】
（変形例）
図１１は、第４の実施態様の変形例に係る荷電粒子ビーム描画システムを模式的に示す図である。なお、図１１に示す荷電粒子ビーム描画システム４´およびオゾン供給装置４０´において、第２の実施態様の変形例に係る荷電粒子ビーム描画システム２´およびオゾン供給装置２０´と同一箇所については、同一符号を付している。
【００９９】
この荷電粒子ビーム描画システム４´およびオゾン供給装置４０´においても、第３の実施態様と同様に、第２の実施態様の変形例と比較して、ドライポンプの数を大幅に減らすことができる。したがって、同様に小型化および低コスト化を実現することができる。
【０１００】
なお、第３の実施形態およびその変形例において、第４の実施形態と同様に、バッファ容器３１の一次側の第２の副配管１２ｄを描画装置１０１の補助用ドライポンプ２２０に接続してもよい。
【０１０１】
以上に、本発明の実施態様を説明したが、この実施態様は、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。これらの新規な実施態様は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣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。これらの実施態様やその変形は、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。
【０１０２】
例えば、各実施態様に係るオゾン供給装置は、描画装置以外に、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）に代表される電子顕微鏡等の真空装置に接続されていてもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１、１´、２、２´、３、４、４´・・・荷電粒子ビーム描画システム
１０、１０´、２０、２０´、２０´´、３０、４０、４０´・・・オゾン供給装置
１１・・・オゾン発生器
１２、１２´、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、・・・主配管
１２ｂ´・・・分岐主配管
１２ｂｘ、１２ｂｘ−１、１２ｂｘ−ｎ、１２ｂ´ｘ−１、１２ｂ´ｘ−ｎ・・・上流側主配管
１２ｂｙ、１２ｂｙ−１、１２ｂｙ−ｎ、１２ｂ´ｙ−１、１２ｂ´ｙ−ｎ・・・下流側主配管
１２ｄ・・・第２の副配管
１３・・・第１のマスフローコントローラー
１４、３７、１０２・・・圧力計
１５・・・第２のマスフローコントローラー
１６、１７、３６・・・制御機構
２１、２１−１、２１−ｎ、４１、４１−１、４１−ｎ・・・第１の排気機構
２２・・・捨てライン
２３・・・第３のマスフローコントローラー
２４、３２・・・ドライポンプ
３１・・・バッファ容器
３４・・・第１のバルブ
３５・・・第２のバルブ
３８・・・第３の排気機構
１０１、１０１−１、１０１−ｎ・・・描画装置
１０３ａ・・・描画室
１０３ｂ・・・電子鏡筒
１０４・・・ＸＹステージ
１０５・・・対象物
２００・・・荷電粒子ビーム
２０１・・・電子銃
２０２・・・照明レンズ
２０３・・・第１のアパーチャ
２０４・・・投影レンズ
２０５・・・成形偏向器
２０６・・・第２のアパーチャ
２０７・・・対物レンズ
２０８・・・主偏向器
２０９・・・副偏向器
２１２・・・ブランキング偏向器
２１４・・・ブランキングアパーチャ
２１６・・・制御部
２１８・・・バルブ
２２０・・・補助用ドライポンプ
２２１・・・高真空用ポンプ
２２４・・・ブランキング制御機構
２２６・・・成形制御機構
２２８・・・照射位置制御機構
【図１】
0006478879.tif 000002
【図２】
0006478879.tif 000003
【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】
0006478879.tif 000009
【図９】
0006478879.tif 000010
【図１０】
0006478879.tif 000011
【図１１】
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