(57)【要約】【課題】  アパーチャホルダに保持されたアパーチャ板及びそれに形成されたアパーチャの位置変動を確実に防止することができるアパーチャ板支持機構及びそれを備えた荷電粒子ビーム装置を提供する。【解決手段】  アパーチャ板支持機構２１は、荷電粒子ビーム１０が通過するアパーチャ５ａが形成されたアパーチャ板５を保持するためのアパーチャホルダ２１ａと、アパーチャホルダ２１ａを支持するためのホルダ支持手段２１ｂとを有し、当該アパーチャ５ａの中心軸を中心として放射状に伸張する複数方向の溝部３６がアパーチャホルダ２１ａの被支持面３０ｂ又はホルダ支持手段２１ｂの支持面２８ｂのうちの一方に形成されており、当該溝部３６に係合する凸部３５が当該被支持面又は当該支持面のうちの他方に設けられている。また、荷電粒子ビーム装置は、上記構成からなるアパーチャ支持機構２１を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームが通過するアパーチャが形成されたアパーチャ板を保持するためのアパーチャホルダと、アパーチャホルダを支持するためのホルダ支持手段とを有するアパーチャ板支持機構であって、当該アパーチャの中心軸を中心として放射状に伸張する複数方向の溝部がアパーチャホルダの被支持面又はホルダ支持手段の支持面のうちの一方に形成されており、当該溝部に係合する凸部が当該被支持面又は当該支持面のうちの他方に設けられているアパーチャ板支持機構。
【請求項２】
前記溝部は、前記アパーチャの中心軸を中心として、３方向に伸張することを特徴とする請求項１記載のアパーチャ板支持機構。
【請求項３】
前記溝部の断面は、Ｖ字状に形成されていることを特徴とする請求項１若しくは２記載のアパーチャ板支持機構。
【請求項４】
前記凸部は、球状部材から構成されることを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載のアパーチャ板支持機構。
【請求項５】
前記溝部はアパーチャホルダの被支持面に形成されており、前記凸部はホルダ支持手段の支持面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４何れかに記載のアパーチャ板支持機構。
【請求項６】
荷電粒子ビーム源と、荷電粒子ビーム源から放出された荷電粒子ビームが通過するアパーチャが形成されたアパーチャ板を支持するためのアパーチャ板支持機構と、アパーチャ板に形成されたアパーチャを通過した荷電粒子ビームを基板上に照射するための照射系とを備える荷電粒子ビーム装置において、当該アパーチャ板支持機構が、アパーチャ板を保持するためのアパーチャホルダと、アパーチャホルダを支持するためのホルダ支持手段とを有し、当該アパーチャの中心軸を中心として放射状に伸張する複数方向の溝部がアパーチャホルダの被支持面又はホルダ支持手段の支持面のうちの一方に形成されており、当該溝部に係合する凸部が当該被支持面又は当該支持面のうちの他方に設けられていることを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
【請求項７】
前記アパーチャ板支持機構における溝部は、前記アパーチャの中心軸を中心として、３方向に伸張することを特徴とする請求項６記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項８】
前記アパーチャ板支持機構における溝部の断面は、Ｖ字状に形成されていることを特徴とする請求項６若しくは７記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項９】
前記アパーチャ板支持機構における凸部は、球状部材から構成されることを特徴とする請求項６乃至８何れかに記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項１０】
前記アパーチャ板支持機構における溝部はアパーチャホルダの被支持面に形成されており、前記アパーチャ板支持機構における凸部はホルダ支持手段の支持面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至９何れかに記載の荷電粒子ビーム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビーム描画装置等の荷電粒子ビーム装置において用いられるアパーチャ板支持機構及びそれを備えた荷電粒子ビーム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハやマスク基板（レチクル）等の基板上において、荷電粒子ビームを照射して所望のパターンを描画する荷電粒子ビーム装置として、可変面積型電子ビーム描画装置が知られている。
【０００３】
このような電子ビーム描画装置においては、電子銃からなる電子ビーム源から加速されて放出された電子ビームは、アパーチャ板に形成されたアパーチャを通過することにより成形される。これにより成形された電子ビームは、対物レンズと偏向器を有する照射系による制御により、基板上の描画指定位置に所定時間照射される。このように成形された電子ビームの照射を、指定位置を異ならせて繰り返すことにより、基板上での電子ビームによる描画が実行される。
【０００４】
電子ビームを成形するためのアパーチャを有するアパーチャ板は、通常２個設けられており、当該２個のアパーチャ板の間に配置された偏向器により１段目のアパーチャを通過した成形ビームを２段目のアパーチャに対してずらして照射することにより、２段目のアパーチャを通過する電子ビームの断面が所望の形状に成形される。
【０００５】
図１は、このようなアパーチャ板を支持するためのアパーチャ板支持機構を示す概略構成図である。同図において、５１はアパーチャ板支持機構であり、このアパーチャ板支持機構５１は、アパーチャが形成されたアパーチャ板を保持するためのアパーチャホルダ５１ａと、このアパーチャホルダ５１ａを支持するためのホルダ支持手段５１ｂとを備える。
【０００６】
アパーチャホルダ５１ａは、ホルダ本体５９とキャップ部６０とを有する。アパーチャが形成されたアパーチャ板は、ホルダ本体５９とキャップ部６０との間に挟まれる状態でアパーチャホルダ５１ａに保持される。なお、図中の６１は、ホルダ本体５９に固定された係合用突起部である。アパーチャホルダ５１ａに保持されたアパーチャ板の交換を行う際には、図示しないホルダ引出手段をアパーチャホルダ５１ａの係合用突起部６１に係合させてアパーチャホルダ５１ａの移動を行う。
【０００７】
また、ホルダ支持手段５１ｂは、方形状の上板５２と、コ字状の台座５８と、これら上板５２と台座５８とを連結する連結部５７とを備える。アパーチャホルダ５１ａは、上板５２と台座５８との間の空間に収容され、台座５８の上面（支持面）５８ａに支持される。なお、このときアパーチャホルダ５１ａにおけるホルダ本体５９の周囲部における下面（被支持面）５９ｃが、台座５８の上面５８と接触する。
【０００８】
アパーチャホルダ５１ａのホルダ本体５９の側面には凹部５９ｂが設けられており、この凹部５９ｂには、上板５２と台座５８との間に設けられた位置決めピン５６が嵌入される。これにより、アパーチャホルダ５１ａの位置決めがなされる。
【０００９】
また、ホルダ支持手段５１ｂの上板５２の下面５２ｂには、コ字状の板バネ５４が固定部５３を介して設けられている。この板バネ５４の先端部５４ａにはローラ５５が設けられている。このローラ５５の下部は、アパーチャホルダ５１ａにおけるホルダ本体５９の上面５９ｂと接触している。これにより、アパーチャホルダ５１ａは、上板５２に取り付けられた板バネ５４の弾性力によって台座５８に固定される。
【００１０】
ホルダ支持手段５１ｂの上板５２には、開口５２ａが設けられている。また、アパーチャホルダ５１ａのホルダ本体５９及びキャップ部６０には、それぞれ開口５９ａ及び開口６０ａが設けられている。これら各開口５２ａ，５９ａ，６０ａの中心は同軸となるように位置設定されており、図示しない電子ビーム源から放出された電子ビーム１００が各開口５２ａ，５９ａ，６０ａを通過する。
【００１１】
このとき、アパーチャホルダ５１ａにおいてホルダ本体５９とキャップ部６０とにより挟まれて保持されたアパーチャ板のアパーチャの中心も、上記各開口５２ａ，５９ａ，６０ａの中心と同軸に位置するようにされており、電子ビーム１００が、アパーチャホルダ５１ａのホルダ本体５９及びキャップ部６０に設けられた開口５９ａ及び開口６０ａを通過する際には、電子ビーム１００の断面形状が成形されることとなる。
【００１２】
ここで、このアパーチャ板支持機構５１の要部を表す平面図を図２に示す。同図にはアパーチャ板６２が図示されており、このアパーチャ板６２にはアパーチャ６２ａが形成されている。アパーチャ板６２は、ホルダ本体５９の下部に配置されており、ホルダ本体５９とキャップ部６０との間に挟まれる状態でホルダ本体５９に固定されている。なお、アパーチャ板６２に形成されたアパーチャ６２ａの中心とホルダ本体５９に形成された開口５９ａの中心は、上述したように同軸上に配置されている。
【００１３】
また、アパーチャホルダ５１ａの平面上での位置は、台座５８における２つの接触面５８ｂ，５８ｃとアパーチャホルダ５１ａを構成するキャップ部６０の側面６０ｂとの接触によって決まるようになっている。
【００１４】
なお、アパーチャ板を支持ピンによって支持し、これにより当該アパーチャ板をアパーチャ支持機構に支持するものもある（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
【特許文献１】特開平１０−２８４３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述した図１及び図２に示す構成からなるアパーチャ板支持機構５１において、アパーチャホルダ５１ａに電子ビーム１００が照射されることがあり、これによりアパーチャホルダ５１ａを構成するキャップ部６０が熱膨張することがある。
【００１７】
このようにアパーチャホルダ５１ａを構成するキャップ部６０が熱膨張すると、台座５８の上記接触面５８ｂ，５８ｃから遠ざかる方向にアパーチャ板６２が移動する。この結果、アパーチャ板６２に形成されたアパーチャ６２ａも当該接触面５８ｂ，５８ｃから遠ざかる方向に移動することとなる。
【００１８】
このように、アパーチャ板６２に形成されたアパーチャ６２ａが不要に移動してしまうと、当該アパーチャ６２ａを通過する電子ビーム１００の成形に影響を及ぼすとともに、当該電子ビーム１００の基板への照射電流量や描画位置の変動の原因となる。
【００１９】
なお、上記特許文献１においては、アパーチャ板の中心を対象軸として回転対称に４箇所にわたって、アパーチャ板を点接触にて支持するための支持ピンを配置している。そして、アパーチャホルダが熱変形しても、このときのアパーチャホルダの変位を点接触部の滑りで吸収することができるとしている。
【００２０】
このような構成においても、アパーチャホルダの熱膨張に起因するアパーチャ板及びそれに形成されたアパーチャの移動をある程度までは防止することができると考えられるが、上記点接触部の滑りでアパーチャホルダの変位を吸収しているので、当該滑りを確実に制御することは困難であり、当該アパーチャ板及び当該アパーチャの移動を確実に防ぐことは難しい。また、アパーチャ板の平面内での回転についても規制することが困難である。
【００２１】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、アパーチャホルダに保持されたアパーチャ板及びそれに形成されたアパーチャの位置変動を確実に防止することができるアパーチャ板支持機構及びそれを備えた荷電粒子ビーム装置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】
【００２２】
本発明に基づくアパーチャ板支持機構は、荷電粒子ビームが通過するアパーチャが形成されたアパーチャ板を保持するためのアパーチャホルダと、アパーチャホルダを支持するためのホルダ支持手段とを有するアパーチャ板支持機構であって、当該アパーチャの中心軸を中心として放射状に伸張する複数方向の溝部がアパーチャホルダの被支持面又はホルダ支持手段の支持面のうちの一方に形成されており、当該溝部に係合する凸部が当該被支持面又は当該支持面のうちの他方に設けられていることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明に基づく荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子ビーム源と、荷電粒子ビーム源から放出された荷電粒子ビームが通過するアパーチャが形成されたアパーチャ板を支持するためのアパーチャ板支持機構と、アパーチャ板に形成されたアパーチャを通過した荷電粒子ビームを基板上に照射するための照射系とを備える荷電粒子ビーム装置において、当該アパーチャ板支持機構が、アパーチャ板を保持するためのアパーチャホルダと、アパーチャホルダを支持するためのホルダ支持手段とを有し、当該アパーチャの中心軸を中心として放射状に伸張する複数方向の溝部がアパーチャホルダの被支持面又はホルダ支持手段の支持面のうちの一方に形成されており、当該溝部に係合する凸部が当該被支持面又は当該支持面のうちの他方に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明においては、アパーチャ板支持機構が、アパーチャ板を保持するためのアパーチャホルダと、アパーチャホルダを支持するためのホルダ支持手段とを有し、アパーチャ板に形成されたアパーチャの中心軸を中心として放射状に伸張する複数方向の溝部がアパーチャホルダの被支持面又はホルダ支持手段の支持面のうちの一方に形成されており、当該溝部に係合する凸部が当該被支持面又は当該支持面のうちの他方に設けられている。
【００２５】
よって、荷電粒子ビームが照射されることによってアパーチャホルダが熱膨張することがあっても、アパーチャホルダはアパーチャ板に形成されたアパーチャの中心軸を中心に熱膨張することとなるので、アパーチャ板及びそれに形成されたアパーチャの位置変動を確実に防止することができる。さらに、上記溝部と上記凸部とが係合しているので、アパーチャ板及びそれに形成されたアパーチャの平面内での回転を確実に規制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図３は、本発明における荷電粒子ビーム装置を示す概略構成図である。この荷電粒子ビーム装置は、電子ビーム描画装置の構成を備えている。
【００２７】
同図において、１は電子銃からなる電子ビーム源（荷電粒子ビーム源）であり、この電子ビーム源１からは電子ビーム（荷電粒子ビーム）１０が加速されて放出される。電子ビーム源１から放出された電子ビーム１０は、第１の集束レンズ２により集束され、第１のアパーチャ板５に形成されたアパーチャ５ａを通過する。これにより、電子ビーム１０には第１段階での成形が施される。
【００２８】
第１のアパーチャ板５のアパーチャ５ａを通過した電子ビーム１０は、第１の偏向器７により偏向された後、第２の集束レンズ３によって集束される。第２の集束レンズ３により集束された電子ビーム１０は、第２のアパーチャ板６に形成されたアパーチャ６ａを通過する。これにより、電子ビーム１０には第２段階での成形が施される。
【００２９】
第２のアパーチャ板６のアパーチャ６ａを通過した電子ビーム１０は、対物レンズ４により基板９上に集束された状態で照射される。このとき、第２の偏向器８により、対物レンズ４を通過した電子ビーム１０は適宜偏向され、基板９上を走査する。このように基板９上において走査される電子ビーム１０によって、基板９上での電子ビーム１０による描画が実行される。
【００３０】
なお、対物レンズ４及び第２の偏向器８により、第２のアパーチャ板６の後段側における照射系１２が構成されており、当該照射系１２の制御により電子ビーム１０は基板９上に照射されることとなる。また、基板９は、基板ステージ１１上に載置されている。
【００３１】
上述した第１のアパーチャ板５及び第２のアパーチャ板６は、図示しないアパーチャ板支持機構によって支持されている。以下、図４を参照して、当該アパーチャ板支持機構について説明する。ここで、図４は、本発明におけるアパーチャ板支持機構を示す概略構成図であり、一例として第１のアパーチャ板５（以下、アパーチャ板５という）を支持するためのアパーチャ板支持機構として示されている。
【００３２】
同図において、２１はアパーチャ板支持機構であり、このアパーチャ板支持機構２１は、アパーチャ５ａ（図３参照）が形成されたアパーチャ板５を保持するためのアパーチャホルダ２１ａと、このアパーチャホルダ２１ａを支持するためのホルダ支持手段２１ｂとを備える。
【００３３】
アパーチャホルダ２１ａは、ホルダ本体２９とキャップ部３０とを有する。アパーチャ５ａが形成されたアパーチャ板５は、ホルダ本体２９とキャップ部３０との間に挟まれる状態でアパーチャホルダ２１ａに保持される。なお、図中の３１は、ホルダ本体２９に固定された係合用突起部である。アパーチャホルダ２１ａに保持されたアパーチャ板５の交換を行う際には、図示しないホルダ引出手段をアパーチャホルダ２１ａの係合用突起部３１に係合させてアパーチャホルダ２１ａの移動を行う。
【００３４】
また、ホルダ支持手段２１ｂは、方形状の上板２２と、円板状の台座２８と、これら上板２２と台座２８とを連結する連結部２７とを備える。アパーチャホルダ２１ａは、上板２２と台座２８との間の空間に収容され、台座２８の上面（支持面）２８ｂに支持される。この支持構造については、後ほど詳述する。
【００３５】
ホルダ支持手段２１ｂの上板２２には、開口２２ａが設けられている。また、アパーチャホルダ２１ａのホルダ本体２９及びキャップ部３０には、それぞれ開口２９ａ及び開口３０ａが設けられている。これら各開口２２ａ，２９ａ，３０ａの中心は同軸となるように位置設定されており、電子ビーム源１（図３参照）から放出された電子ビーム１０が各開口２２ａ，２９ａ，３０ａを通過する。
【００３６】
このとき、アパーチャホルダ２１ａにおいてホルダ本体２９とキャップ部３０とにより挟まれて保持されたアパーチャ板５のアパーチャ５ａの中心も、上記各開口２２ａ，２９ａ，３０ａの中心と同軸に位置するようにされており、電子ビーム１０が、アパーチャホルダ２１ａのホルダ本体２９及びキャップ部３０に設けられた開口２９ａ及び開口３０ａを通過する際には、電子ビーム１０の断面形状が成形されることとなる。
【００３７】
上述のごとく、アパーチャホルダ２１ａは、台座２８の上面（支持面）２８ｂに支持されている。具体的には、アパーチャホルダ２１ａを構成するキャップ部３０の下面（被支持面）３０ｂには、断面がＶ字状となる溝部３６が形成されている。また、台座２８の上面２８ｂには、凸部３５が設けられている。この凸部３５は、球状部材から構成されており、キャップ部３０の下面３０ｂに形成された溝部３６に係合する。
【００３８】
ここで、このアパーチャ板支持機構２１の要部を示す平面図を図５に示す。同図に示すように、アパーチャ板５にはアパーチャ板５ａが形成されている。このアパーチャ板５は、ホルダ本体２９の下部に配置されており、ホルダ本体２９とキャップ部３０との間に挟まれる状態でホルダ本体２９に固定されている。なお、アパーチャ板５に形成されたアパーチャ５ａの中心とホルダ本体に形成された開口２９ａの中心は、上述したように同軸上に配置されている。
【００３９】
アパーチャ板ホルダ２１ａを構成するキャップ部３０の下面３０ｂに形成された溝部３６は、アパーチャ板５のアパーチャ５ａの中心軸を中心として放射状に伸張する３方向に向けて設けられている。また、台座２８の上面２８ｂには、上記３方向に向けて伸張する３個の溝部３６に係合するように、上述した凸部３５が３個設けられている。なお、参考として図６に、本発明におけるアパーチャ板支持機構２１を斜め下から見たときでの要部の斜視図を示す。
【００４０】
このように本発明においては、アパーチャ板支持機構２１が、アパーチャ板５を保持するためのアパーチャホルダ２１ａと、アパーチャホルダ２１ａを支持するためのホルダ支持手段２１ｂとを有し、アパーチャ板５に形成されたアパーチャ５ａの中心軸を中心として放射状に伸張する複数方向の溝部３６がアパーチャホルダ２１ａの被支持面（キャップ部３０の下面）３０ｂに形成されており、当該溝部３６に係合する凸部３５がホルダ支持手段２１ｂの支持面（台座２８の上面）２８ｂに設けられている。
【００４１】
よって、電子ビーム１０が照射されることによってアパーチャホルダ２１ａが熱膨張することがあっても、アパーチャホルダ２１ａはアパーチャ板５に形成されたアパーチャ５ａの中心軸を中心に熱膨張することとなるので、アパーチャ板５及びそれに形成されたアパーチャ５ａの位置変動を確実に防止することができる。すなわち、電子ビーム１０の照射によってアパーチャホルダ２１ａの熱膨張が発生しても、アパーチャホルダ２１ａに設けられた溝部３６とホルダ支持手段２１ｂに設けられた凸部３５との接触部の位置が、放射状に形成された溝部３６に沿って変位するため、アパーチャホルダホルダ２１ａに保持されたアパーチャ板５のアパーチャ５ａの中心の位置変動は発生しない。さらに、上記溝部３６と上記凸部３５とが係合しているので、アパーチャ板５及びそれに形成されたアパーチャ５ａの平面内での回転を確実に規制することができる。
【００４２】
なお、上述した実施の形態では、アパーチャ板ホルダ２１ａを構成するキャップ部３０の下面３０ｂには、アパーチャ板５のアパーチャ５ａの中心軸を中心として放射状に３方向に向けて伸張する溝部３６が設けられているが、これに限定されるものではない。当該アパーチャ５ａの中心軸を中心として放射状に伸張する溝部３６の個数は３個以上（すなわち３方向以上）であっても良い。この場合、台座２８の上面２８ｂに設けられる凸部３５も、当該溝部３６の個数及び配置位置に対応して設けられることとなる。ただし、溝部３６の個数は、上記実施の形態のように３個（３方向）としたほうが、アパーチャ板ホルダ２１ａのキャップ部３０をホルダ支持手段２１ｂの台座２８に支持させる際の係合の安定性が良好である。また、上述においては、第１のアパーチャ板５を支持するためのアパーチャ板支持機構として説明したが、第２のアパーチャ板６（図３参照）を支持するためのアパーチャ板支持機構にも本発明は適用できる。
【００４３】
さらに、当該溝部３６の形状はＶ字状に限定される必要はなく、例えばＵ字状であっても良い。しかしながら、Ｖ字状とした方が球状部材からなる凸部３５との係合の安定性が良好である。
【００４４】
また、ホルダ支持手段２１ｂを構成する台座２８の上面２８ｂに溝部３６を設け、アパーチャホルダ２１ａを構成するキャップ部３０の下面３０ｂに当該溝部３６と係合する凸部３５を設けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来技術におけるアパーチャ板支持機構を示す概略構成図である。
【図２】従来技術におけるアパーチャ支持機構の要部を示す平面図である。
【図３】本発明における荷電粒子ビーム装置を示す概略構成図である。
【図４】本発明におけるアパーチャ板支持機構を示す概略構成図である。
【図５】本発明におけるアパーチャ板支持機構の要部を示す概略構成図である。
【図６】本発明におけるアパーチャ板支持機構の要部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…電子ビーム源（荷電粒子ビーム源）、２…第１の集束レンズ、３…第２の集束レンズ、４…対物レンズ、５…第１のアパーチャ板、５ａ…アパーチャ、６…第２のアパーチャ板、６ａ…アパーチャ、７…第１の偏向器、８…第２の偏向器、９…基板、１０…電子ビーム（荷電粒子ビーム）、１１…基板ステージ、１２…照射系、２１…アパーチャ板支持機構、２１ａ…アパーチャホルダ、２１ｂ…ホルダ支持手段、２８…台座、２８ａ…開口、２８ｂ…上面（支持面）、２９…ホルダ本体、２９ａ…開口、３０…キャップ部、３０ａ…開口、３０ｂ…下面（被支持面）、３５…凸部、３６…溝部
【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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