(57)【要約】      （修正有）【課題】パターンの描画精度の維持を図りつつ、照射系内部でのコンタミネーションの成長を効率よく抑制する。【解決手段】荷電粒子ビーム描画装置１０Ａは、試料１２０へ入射する電子線を偏向する偏向電極３２と、偏向電極３２と試料１２０、或いは偏向電極３２とアパーチャ５３との間に配置され、試料１２０から散乱する二次電子を捕集する捕集手段３５と、捕集手段３５と試料１２０との間に配置され、捕集手段３５を洗浄する洗浄手段３６と、を有する。これにより、二次電子によるコンタミネーションの発生箇所を洗浄が容易なところに限定することができる。したがって、パターンの描画精度の維持を図るとともに、照射系内部でのコンタミネーションの成長を、効率よく抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料へ入射する荷電粒子ビームを偏向する偏向電極と、
前記偏向電極と前記試料との間に配置され、前記荷電粒子ビームによって発生する二次電子を捕集する捕集手段と、
前記捕集手段を洗浄する洗浄手段と、
を有する荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
前記捕集手段は、前記二次電子に対して正に帯電する捕集電極を有する請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記捕集手段は、移動する前記二次電子を前記捕集電極へ向けて誘導する誘導磁界を発生させる磁界発生手段を有する請求項２に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
前記捕集手段は、
前記試料に入射する荷電粒子ビームの移動方向に平行な軸と直交する第１方向の第１磁界を発生させるとともに、前記第１方向とは反対の第２方向の第２磁界を、前記第１磁界の前記軸方向の一側と他側に発生させる磁界発生手段と、
前記第１磁界に配置される遮蔽部材と、
を備え、
前記捕集手段は、
前記試料に向かって移動する荷電粒子ビームを、前記遮蔽部材を迂回させて前記試料に入射させ、前記試料からの前記二次電子を前記遮蔽部材へ誘導する請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項５】
前記洗浄手段は、紫外線を前記捕集手段に照射する請求項１乃至４のいずれか一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】
フラッシュメモリなどの記録媒体や、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を構成する半導体素子のリソグラフィ工程では、マスクに形成された原画パターンが、半導体素子の基板となるウエハに転写される。マスクに対する原画パターンの描画は、例えば荷電粒子ビーム描画装置などによって行われている。
【０００３】
荷電粒子ビーム描画装置を用いてパターンを描画する際には、電子線を描画対象物としての試料へ正確に入射させる必要がある。そのため、荷電粒子ビーム描画装置では、目標位置に対するビームドリフト量が許容値を超えないように、電子線の偏向制御が行われる。
【０００４】
荷電粒子ビーム描画装置が長時間稼働すると、偏向電極などの照射系にコンタミネーションが付着する。照射系に付着したコンタミネーションは、電子線のドリフトを引き起こす要因となる。そこで、コンタミネーションによる影響を抑制して、電子線のドリフトを低減するための技術が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また、近年では、照射系に付着したコンタミネーションを除去するための洗浄装置を備える荷電粒子ビーム描画装置も知られている。この種の荷電粒子ビーム描画装置では、コンタミネーションによる影響が抑制されるため、電子線の照射精度が長期にわたって維持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５７−１５２１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された装置では、試料からの二次電子が偏向電極に到達する前に捕集電極によって捕集されるため、描画精度の低下を防ぐことができる。しかしながら、当該装置は、捕集電極を用いて二次電子を積極的に捕集する。このため、捕集電極は、コンタミネーションが非常に成長しやすい状態になっている。したがって、当該装置では、描画精度を維持するために、定期的な捕集電極の洗浄が必要になる。
【０００８】
コンタミネーションの洗浄には、プラズマアッシング装置などの洗浄装置が用いられるのが一般的である。しかしながら、荷電粒子ビームの照射系は、非常に入り組んだ構造をしているため、洗浄装置を、偏向電極などの内部部品の近傍に配置することが難しい。そのため、荷電粒子ビーム描画装置では、内部部品の洗浄が困難である。
【０００９】
また、洗浄装置を照射系の近傍に配置すると、洗浄効率は向上するが、電子線が洗浄装置の影響を受けて、パターンの描画精度が低下することが懸念される。
【００１０】
本発明は、上述の事情の下になされたもので、パターンの描画精度の維持を図りつつ、コンタミネーションの堆積を効率よく抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本実施形態に係る荷電粒子ビーム描画装置は、試料へ入射する荷電粒子ビームを偏向する偏向電極と、偏向電極と試料との間に配置され、荷電粒子ビームによって発生する二次電子を捕集する捕集手段と、捕集手段を洗浄する洗浄手段と、を有する。例えば、捕集手段は、偏向電極と、当該偏向電極と試料との間にあるアパーチャの間に配置してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、偏向電極に比べて二次電子の発生源に近いところに配置される捕集手段によって二次電子が捕集される。したがって、照射系内部でのコンタミネーションの堆積を抑制することができる。また、二次電子によるコンタミネーションの発生箇所を、偏向電極に比較して洗浄が容易な捕集手段に限定することができる。つまり、コンタミネーションの発生箇所を洗浄が容易な箇所へコントロールすることができる。したがって、コンタミネーションの洗浄を容易にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る荷電粒子ビーム描画装置のブロック図である。
【図２】整形アパーチャの平面図である。
【図３】試料に規定されるメインフィールドと、サブフィールドとを模式的に示す図である。
【図４】捕集器を示す斜視図である。
【図５】制御装置のブロック図である。
【図６】捕集器に印加される電圧を模式的に示す図である。
【図７】捕集器の変形例を説明するための図である。
【図８】ＵＶランプの変形例を示す図である。
【図９】捕集器の変形例を説明するための図である。
【図１０】第２の実施形態に係る荷電粒子ビーム描画装置のブロック図である。
【図１１】捕集器の構成を概略的に示す図である。
【図１２】磁界発生器の配置を示す斜視図である。
【図１３】磁界発生器のコアに囲まれる空間を示す図である。
【図１４】捕集器の変形例を説明するための図である。
【図１５】荷電粒子ビーム描画装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態の説明にあたっては、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる直交座標系を用いる。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る荷電粒子ビーム描画装置１０Ａの概略構成を示す図である。荷電粒子ビーム描画装置１０Ａは、例えば真空度が１０−７Ｐａ程度の環境下において、レジスト材がコーティングされたマスクやレチクルなどの試料１２０に、パターンを描画する装置である。
【００１６】
図１に示されるように、荷電粒子ビーム描画装置１０Ａは、例えば電子線ＥＢを試料１２０に照射する照射装置２０、試料１２０が載置されるステージ装置６１、ステージ装置６１を収容するライティングチャンバ６０、照射装置２０及びステージ装置６１を制御する制御系１００を備えている。
【００１７】
照射装置２０は、長手方向を鉛直軸方向とする鏡筒２１と、鏡筒２１の内部上方から下方に向かって配置される電子銃２２、偏向器３１〜３４、レンズ４１，４２，４３、ブランキングアパーチャ５１、整形アパーチャ５２，５３、捕集器３５を有している。
【００１８】
鏡筒２１は、下方が開放された円筒状のケーシングである。鏡筒２１は、例えばステンレスからなり、接地されている。鏡筒２１は、ライティングチャンバ６０の上方からライティングチャンバ６０の内部に引き込まれている。
【００１９】
電子銃２２は、鏡筒２１の内部上方に配置されている。電子銃２２は、例えば熱陰極型の電子銃である。電子銃２２は、陰極と、陰極を包囲するように設けられるウェネルト電極と、陰極の下方に配置される陽極などから構成されている。電子銃２２は、電圧が印加されると下方へ電子線ＥＢを射出する。
【００２０】
偏向器３１は、電子銃２２の下方に配置されている。偏向器３１は、相互に対向するように配置された一対のブランキング電極を有している。偏向器３１は、制御系１００を構成するブランキングアンプ１０３によって印加される電圧に基づいて、電子銃２２から射出された電子線ＥＢを偏向する。
【００２１】
ブランキングアパーチャ５１は、偏向器３１の下方に配置されている。ブランキングアパーチャ５１は、中央に電子線ＥＢが通過する開口が設けられた板状の部材である。
【００２２】
上述の偏向器３１には、ハイレベルとローレベルの２値の電圧信号が入力される。偏向器３１では、一方のブランキング電極に入力された電圧信号がハイレベルの時に、ブランキング電極間に電界が生じ、電子線ＥＢが偏向される。これにより、電子線ＥＢは、ブランキングアパーチャ５１によってブランキングされる。また、電圧信号がローレベルの時には、電子線ＥＢは偏向されることなく、ブランキングアパーチャ５１の開口を通過する。
【００２３】
レンズ４１は、偏向器３１を包囲するように配置された環状のレンズである。レンズ４１は、偏向器３１を通過する電子線ＥＢを、ブランキングアパーチャ５１の下方に配置される整形アパーチャ５２の上面に照射する。
【００２４】
整形アパーチャ５２は、ブランキングアパーチャ５１の下方に配置されている。整形アパーチャ５２の中央には、例えば矩形の開口が形成されている。電子線ＥＢが整形アパーチャ５２の開口を通過することで、電子線ＥＢのショット形状が、例えば矩形に整形される。
【００２５】
偏向器３２は、整形アパーチャ５２の下方に配置されている。偏向器３２は、対向して配置される複数対の偏向電極を有している。図１では、Ｘ軸方向に所定距離隔てて配置された１対の偏向電極３２ａ，３２ｂのみが図面に示されている。偏向器３２は、偏向電極に印加される電圧に応じて、整形アパーチャ５２を通過した電子線ＥＢをＸ軸方向及びＹ軸方向へ二次元的に偏向する。
【００２６】
レンズ４２は、偏向器３２を包囲するように配置された環状のレンズである。レンズ４２は、偏向器３２を通過する電子線ＥＢを、整形アパーチャ５３の上面に照射する。
【００２７】
整形アパーチャ５３は、偏向器３２の下方に配置されている。図２は、整形アパーチャ５３の平面図である。図２に示されるように、整形アパーチャ５３の中央には、開口５３ａが形成されている。開口５３ａは、Ｙ軸に平行な２辺と、Ｘ軸に平行な２辺と、Ｘ軸と４５度の角度をなす２辺と、Ｘ軸と１３５度の角度をなす２辺からなる８角形に整形されている。
【００２８】
荷電粒子ビーム描画装置１０Ａでは、偏向器３２とレンズ４２が協働することにより、電子線ＥＢが、整形アパーチャ５３の上面の所望の領域Ａ１〜Ａ５に照射される。電子線ＥＢが領域Ａ１に照射された場合には、電子線ＥＢのスポット形状が、例えば長方形に整形される。また、電子線ＥＢが領域Ａ２〜Ａ５に照射された場合には、電子線ＥＢのスポット形状が、例えば直角二等辺三角形に整形される。
【００２９】
偏向器３３は、整形アパーチャ５３の下方に配置されている。偏向器３３は、対向して配置される複数対の偏向電極を有している。図１では、Ｘ軸方向に所定距離隔てて配置された１対の偏向電極３３ａ，３３ｂのみが図面に示されている。偏向器３３は、偏向電極に印加される電圧に応じて、整形アパーチャ５３を通過した電子線ＥＢをＸ軸方向及びＹ軸方向へ二次元的に偏向する。
【００３０】
偏向器３４は、偏向器３３の下方に配置されている。偏向器３４は、対向して配置される複数対の偏向電極を有している。図１では、Ｘ軸方向に所定距離隔てて配置された１対の偏向電極３４ａ，３４ｂのみが図面に示されている。偏向器３４は、偏向電極に印加される電圧に応じて、偏向器３３を通過した電子線ＥＢをＸ軸方向及びＹ軸方向へ二次元的に偏向する。
【００３１】
レンズ４３は、偏向器３３，３４を包囲するように配置された環状のレンズである。レンズ４２は、偏向器３３，３４を通過する電子線ＥＢを、試料１２０の上面に合焦する。
【００３２】
荷電粒子ビーム描画装置１０Ａでは、偏向器３３，３４及びレンズ４３が協働することにより、試料１２０に入射する電子線ＥＢの位置が２段階に制御される。図３は、試料１２０の上面に規定されるメインフィールドＭＦと、サブフィールドＳＦとを模式的に示す図である。メインフィールドＭＦは、偏向器３４による電子線ＥＢのＸ軸方向及びＹ軸方向の変更幅によって規定される領域である。また、サブフィールドＳＦは、偏向器３３による電子線ＥＢのＸ軸方向及びＹ軸方向の変更幅によって規定される領域である。試料１２０に対する電子線ＥＢの入射位置は、偏向器３４によってメインフィールドＭＦ内での位置が制御され、偏向器３３によってサブフィールドＳＦ内の位置が制御される。
【００３３】
図１に示されるように、捕集器３５は、偏向器３４の下方に配置されている。捕集器３５は、相互に対向する一対の捕集電極３５ａ，３５ｂを有している。図４は、捕集器３５を示す斜視図である。捕集電極３５ａ，３５ｂは、四角形板状の部材であり、Ｘ軸方向に離間して配置されている。電子銃２２から射出された電子線ＥＢは、捕集電極３５ａ，３５ｂの間を通り抜けて試料１２０に到達する。図１に示されるように、捕集器３５の捕集電極３５ａ，３５ｂそれぞれには、制御系１００の捕集アンプ１０６によって電圧が印加される。
【００３４】
ライティングチャンバ６０は、直方体状の中空部材であり上面には円形の開口が形成されている。上述した照射装置２０の鏡筒２１は、ライティングチャンバ６０の上面に形成された開口に挿入されている。
【００３５】
ライティングチャンバ６０の内部には、紫外線を射出するＵＶランプ３６が配置されている。図４に示されるように、ＵＶランプ３６は、長手方向をＹ軸方向とする円柱状のランプである。ＵＶランプ３６は、捕集器３５を構成する捕集電極３５ａの下方に配置されている。
【００３６】
図１に示されるように、ステージ装置６１は、ライティングチャンバ６０の内部に配置されている。ステージ装置６１は、パターンが描画される試料１２０をほぼ水平に保持した状態で、少なくとも水平面内を移動する。
【００３７】
制御系１００は、照射装置２０及びステージ装置６１などを制御するためのシステムである。この制御系１００は、制御装置１０１、高圧電源装置１０２、ブランキングアンプ１０３、レンズ駆動装置１０４、偏向アンプ１０５、捕集アンプ１０６、照明電源装置１０７、及びステージ駆動装置１０８を有している。
【００３８】
図５は、制御装置１０１のブロック図である。図５に示されるように、制御装置１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１ａ、主記憶部１０１ｂ、補助記憶部１０１ｃ、入力部１０１ｄ、表示部１０１ｅ、インタフェース部１０１ｆ、及び上記各部を接続するシステムバス１０１ｇを有するコンピュータである。
【００３９】
ＣＰＵ１０１ａは、補助記憶部１０１ｃに記憶されたプログラムを読み出して実行する。そして、プログラムに応じて、制御系１００を構成する機器を制御する。
【００４０】
主記憶部１０１ｂは、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリを有している。主記憶部１０１ｂは、ＣＰＵ１０１ａの作業領域として用いられる。
【００４１】
補助記憶部１０１ｃは、ＲＯＭ（Read Only Memory）、磁気ディスク、半導体メモリなどの不揮発性メモリを有している。補助記憶部１０１ｃは、ＣＰＵ１０１ａが実行するプログラム、及び試料１２０に描画されるパターンを示す描画データなどを記憶している。また、ＣＰＵ１０１ａによる処理結果などを含む情報を順次記憶する。
【００４２】
入力部１０１ｄは、キーボードや、マウスなどのポインティングデバイスを有している。ユーザの指示は、入力部１０１ｄを介して入力され、システムバス１０１ｇを経由してＣＰＵ１０１ａに通知される。
【００４３】
表示部１０１ｅは、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示ユニットを有している。表示部１０１ｅは、例えば、荷電粒子ビーム描画装置１０Ａのステータスや、描画パターンなどに関する情報を表示する。
【００４４】
インタフェース部１０１ｆは、ＬＡＮインタフェース、シリアルインタフェース、パラレルインタフェース、アナログインタフェースなどを備えている。高圧電源装置１０２、ブランキングアンプ１０３、レンズ駆動装置１０４、偏向アンプ１０５、捕集アンプ１０６、照明電源装置１０７、及びステージ駆動装置１０８は、インタフェース部１０１ｆを介して、制御装置１０１に接続される。
【００４５】
上述のように構成される制御装置１０１は、高圧電源装置１０２、ブランキングアンプ１０３、レンズ駆動装置１０４、偏向アンプ１０５、捕集アンプ１０６、照明電源装置１０７、及びステージ駆動装置１０８を、統括的に制御する。
【００４６】
図１に戻り、高圧電源装置１０２は、制御装置１０１の指示に基づいて、電子銃２２に電圧を印加する。これにより、電子銃２２から試料１２０へ向かって、電子線ＥＢが射出される。
【００４７】
ブランキングアンプ１０３は、制御装置１０１の指示に基づいてブランキング信号を生成する。そして、生成したブランキング信号を偏向器３１へ出力する。例えば、ブランキング信号は、ハイレベルが５００ｍＶで、ローレベルが０Ｖの２値の信号である。偏向器３１へ出力されるブランキング信号がハイレベルのときに、電子線ＥＢがブランキングされる。
【００４８】
レンズ駆動装置１０４は、制御装置１０１の指示に基づいて、電子線ＥＢに対するレンズ４１，４２のパワー（屈折力）を制御して、電子線ＥＢを整形アパーチャ５２，５３の上面に照射する。また、レンズ４３のパワーを制御して、電子線ＥＢを試料１２０の上面に合焦させる。
【００４９】
偏向アンプ１０５は、制御装置１０１の指示に基づいて電圧信号を生成し、偏向器３２〜３４を構成する偏向電極へ出力する。偏向器３２〜３４を構成する偏向電極の間には電位差が生じる。これにより、偏向器３２〜３４を通過する電子線ＥＢは、電位差に応じた量だけＸ軸方向及びＹ軸方向へ二次元的に偏向する。
【００５０】
捕集アンプ１０６は、制御装置１０１の指示に基づいて、捕集器３５に電圧を印加する。図６は、電圧が印加される捕集器３５を模式的に示す図である。図６に示されるように、捕集アンプ１０６は、捕集器３５の捕集電極３５ａに、二次電子１３０に対して負の電圧を印加し、捕集電極３５ｂに、二次電子１３０に対して正の電圧を印加する。試料１２０に電子線ＥＢが入射することにより発生する二次電子１３０は、捕集器３５の捕集電極３５ｂに入射する。これにより、二次電子１３０が捕集器３５の捕集電極３５ｂによって捕集される。
【００５１】
図１に戻り、照明電源装置１０７は、制御装置１０１の指示に基づいて、ＵＶランプ３６の点灯及び消灯を行う。ＵＶランプ３６が点灯すると、図６に示されるように、ＵＶランプ３６からの紫外光が、捕集器３５の捕集電極３５ｂに主として照射される。
【００５２】
図１に戻り、ステージ駆動装置１０８は、制御装置１０１の指示に基づいて、ステージ装置６１を駆動し、試料１２０の移動や位置決めなどを行う。
【００５３】
上述した荷電粒子ビーム描画装置１０Ａによるパターンの描画は、制御装置１０１を構成するＣＰＵ１０１ａが、補助記憶部１０１ｃに記憶されたプログラムに基づいて、上記各部を制御することにより行われる。
【００５４】
例えば、試料１２０にパターンを描画するためには、ＣＰＵ１０１ａは、図１に示されるステージ駆動装置１０８を介して、ステージ装置６１を駆動し、試料１２０を照射装置２０の下方に位置決めする。
【００５５】
次に、ＣＰＵ１０１ａは、高圧電源装置１０２を駆動して、電子銃２２に電圧を印加する。これにより、電子銃２２から電子線ＥＢが射出される。
【００５６】
電子銃２２から電子線ＥＢが射出されると、ＣＰＵ１０１ａは、レンズ駆動装置１０４を介してレンズ４１を制御し、電子線ＥＢを整形アパーチャ５２の上面に照射する。電子線ＥＢが整形アパーチャ５２に照射されると、整形アパーチャ５２の開口から、スポット形状が矩形に整形された電子線ＥＢが、偏向器３２に向かって射出される。
【００５７】
ＣＰＵ１０１ａは、偏向アンプ１０５を介して偏向器３２を制御するとともに、レンズ駆動装置１０４を介してレンズ４２を制御して、整形アパーチャ５２によって整形された電子線ＥＢを、図２に示される整形アパーチャ５３の上面の領域Ａ１〜Ａ５のいずれかに照射する。電子線ＥＢが整形アパーチャ５３の領域Ａ１〜Ａ５のいずれかに照射されることで、電子線ＥＢのスポット形状が、領域Ａ１〜Ａ５に応じた形状に整形される。整形アパーチャ５３によってスポット形状が整形された電子線ＥＢは、偏向器３３，３４に向かって射出される。
【００５８】
ＣＰＵ１０１ａは、偏向アンプ１０５を介して偏向器３３，３４を制御するとともに、レンズ駆動装置１０４を介してレンズ４３を制御し、電子線ＥＢをステージ装置６１に保持された試料１２０の表面の所望の位置に合焦させる。
【００５９】
上記動作と並行して、ＣＰＵ１０１ａは、描画データに基づいて、ブランキングアンプ１０３を介して、偏向器３１を制御する。これにより、電子線ＥＢが、描画データに応じたタイミングで偏向されブランキングが間欠的に実行される。
【００６０】
荷電粒子ビーム描画装置１０Ａでは、上述のようにＣＰＵ１０１ａによって、高圧電源装置１０２、ブランキングアンプ１０３、レンズ駆動装置１０４、偏向アンプ１０５が駆動されることで、試料１２０にパターンが描画される。
【００６１】
ＣＰＵ１０１ａは、試料１２０にパターンを描画する際には、捕集アンプ１０６を駆動して、捕集器３５の捕集電極３５ａ，３５ｂに電圧を印加する。そして、ＣＰＵ１０１ａは、照明電源装置１０７を駆動して、ＵＶランプ３６を点灯させる。
【００６２】
捕集器３５の捕集電極３５ａ，３５ｂに電圧が印加されることにより、試料１２０へのパターンの描画の際に発生する二次電子１３０のほとんどは、図６に示されるように、捕集器３５を構成する捕集電極３５ｂに向かう。このため、二次電子１３０によるコンタミネーションのほとんどが、捕集電極３５ｂに限定的に発生する。
【００６３】
捕集電極３５ｂに発生したコンタミネーションは、ＵＶランプ３６から捕集電極３５ｂに継続的に照射される紫外光によって分解される。これにより、捕集電極３５ｂが、ＵＶランプ３６からの紫外光によって継続的に洗浄され、コンタミネーションの堆積が抑制される。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態では、試料１２０から発生する二次電子１３０が、偏向器３４と試料１２０との間に配置された捕集器３５によって捕集される。このため、電子線ＥＢが入射することにより試料１２０から発生し、その後、偏向器３４へ到達する二次電子の数を低減することができる。したがって、二次電子に起因して発生するコンタミネーションによる偏向器３４等の汚染を抑制することができ、結果的にパターンの描画精度を維持することが可能となる。
【００６５】
また、捕集器３５は、電子線ＥＢの制御に用いられるものではないため、偏向器等に比べてレイアウトの自由度が高い。したがって、コンタミネーションが堆積する捕集器３５を、洗浄が容易となる箇所に配置することで、コンタミネーションの洗浄を効率よく行うことが可能となる。
【００６６】
なお、上記第１の実施形態では、図６に示されるように、捕集器３５の捕集電極３５ａに、二次電子に対して負の電圧を印加し、捕集電極３５ｂに、二次電子に対して正の電圧を印加することとした。これに限らず、図７に示されるように、捕集電極３５ａと捕集電極３５ｂの双方に、二次電子に対して正の電圧を印加することとしてもよい。
【００６７】
捕集電極３５ａと捕集電極３５ｂの双方に正の電圧を印加すると、電子線ＥＢによって試料１２０から射出する二次電子１３０は、捕集電極３５ａ，３５ｂに向かい、双方の捕集電極３５ａ，３５ｂに捕集される。この場合には、図７に示されるように、紫外光を捕集電極３５ａへ照射するためのＵＶランプ３６Ａを捕集電極３５ｂの下方に配置し、紫外光を捕集電極３５ｂへ照射するためのＵＶランプ３６Ｂを捕集電極３５ａの下方に配置するとよい。これにより、捕集電極３５ａ，３５ｂに十分に紫外光が照射され、効率よく捕集電極３５ａ，３５ｂを洗浄することが可能となる。
【００６８】
また、円柱状のＵＶランプではなくて、一例として図８に示されるように、捕集電極３５ａ，３５ｂの下方に環状のＵＶランプ３６Ｃを配置することとしてもよい。環状のＵＶランプ３６Ｃを用いることで、双方の捕集電極３５ａ，３５ｂに十分に紫外光を照射することができる。
【００６９】
上記実施形態では、捕集器３５の捕集電極３５ａ，３５ｂに捕集アンプ１０６を用いて電圧を印加することとした。これに限らず、例えば図９を参照するとわかるように、偏向アンプ１０５を用いて、偏向器３４の偏向電極３４ａ，３４ｂの電位と同極性になるように、捕集器３５の捕集電極３５ａ，３５ｂに電圧を印加してもよい。偏向アンプ１０５を用いて捕集器３５の捕集電極３５ａ，３５ｂに電圧を印加する場合には、捕集電極３５ａ，３５ｂを、抵抗Ｒ１を介して偏向器３４の偏向電極３４ａ，３４ｂに接続する。そして、捕集電極３５ａ，３５ｂを、抵抗Ｒ２を介して接地する。捕集アンプ１０６によって、捕集電極３５ａ，３５ｂに電圧が印加されると、試料１２０からの二次電子１３０は、捕集電極３５ａ，３５ｂに捕集される。
【００７０】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係る荷電粒子ビーム描画装置１０Ｂは、図１０に示されるように、捕集器３５に代わる捕集器７０を備えている点で、第１の実施形態に係る荷電粒子ビーム描画装置１０Ａと相違している。以下、第２の実施形態に係る荷電粒子ビーム描画装置１０Ｂについて説明する。なお、第１の実施形態に係る荷電粒子ビーム描画装置１０Ａと共通の構成については説明を簡略或いは省略する。
【００７１】
図１１は、捕集器７０の構成を概略的に示す図である。図１１に示されるように、捕集器７０は、磁界発生器７１，７２，７３、及び捕集板７５を有している。
【００７２】
図１２は、磁界発生器７１，７２，７３それぞれの配置を示す斜視図である。図１２に示されるように、磁界発生器７１は、例えばフェライトなどの導体からなる環状のコア７１ａと、コア７１ａの−Ｘ側及び＋Ｘ側に巻き回された１組のコイル７１ｂ，７１ｃを有している。磁界発生器７１では、捕集アンプ１０６によって、コイル７１ｂ，７１ｃに電圧が印加されると、コア７１ａの内部に矢印ａ１，ａ２に示される方向の磁界が発生し、コア７１ａの中央に−Ｙ方向の磁界が発生する。
【００７３】
磁界発生器７１と同様に、磁界発生器７２は、環状のコア７２ａと、コア７２ａの−Ｘ側及び＋Ｘ側に巻き回された１組のコイル７２ｂ，７２ｃを有している。磁界発生器７２では、捕集アンプ１０６によって、コイル７２ｂ，７２ｃに電圧が印加されると、コア７２ａの内部に矢印ａ１，ａ２に示される方向の磁界が発生し、コア７２ａの中央に＋Ｙ方向の磁界が発生する。
【００７４】
また、磁界発生器７３は、環状のコア７３ａと、コア７３ａの−Ｘ側及び＋Ｘ側に巻き回された１組のコイル７３ｂ，７３ｃを有している。磁界発生器７３では、捕集アンプ１０６によって、コイル７３ｂ，７３ｃに電圧が印加されると、コア７３ａの内部に矢印ａ１，ａ２に示される方向の磁界が発生し、コア７３ａの中央に−Ｙ方向の磁界が発生する。
【００７５】
図１１に示される捕集板７５は、導体からなる四角形板状の部材である。捕集板７５は、偏向器３４の下方に、ほぼ水平になった状態で配置される
【００７６】
上述のように構成される磁界発生器７１〜７３は、コア７１ａ〜７３ａの中心のＸＹ面内の位置が、偏向器３４の中心に一致した状態で、図１１に示されるように鉛直方向に等間隔に配置される。説明の便宜上、図１３に示されるように、磁界発生器７１〜７３それぞれのコア７１ａ〜７３ａに囲まれる空間を、空間ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３と定義する。上述の捕集板７５は、空間ＳＰ２に配置される。
【００７７】
磁界発生器７１に設けられたコイル７１ｂ，７１ｃに電圧が印加されると、図１３に示されるように、磁界発生器７１のコア７１ａに囲まれる空間ＳＰ１に、−Ｙ方向の磁界が発生する。また、磁界発生器７２に設けられたコイル７２ｂ，７２ｃに電圧が印加されると、磁界発生器７２のコア７２ａに囲まれる空間ＳＰ２に、＋Ｙ方向の磁界が発生する。そして、磁界発生器７３に設けられたコイル７３ｂ，７３ｃに電圧が印加されると、磁界発生器７３のコア７３ａに囲まれる空間ＳＰ３に、−Ｙ方向の磁界が発生する。
【００７８】
上述した荷電粒子ビーム描画装置１０Ｂによるパターンの描画は、制御装置１０１を構成するＣＰＵ１０１ａが、荷電粒子ビーム描画装置１０Ｂの各部を制御することにより行われる。まず、ＣＰＵ１０１ａは、ステージ駆動装置１０８を介して、ステージ装置６１を駆動し、試料１２０を照射装置２０の下方に位置決めする。
【００７９】
次に、ＣＰＵ１０１ａは、高圧電源装置１０２を駆動して、電子銃２２に電圧を印加する。これにより、電子銃２２から電子線ＥＢが射出される。電子銃２２から電子線ＥＢが射出されると、ＣＰＵ１０１ａは、レンズ駆動装置１０４を介してレンズ４１，４２，４３の制御を行う。同時に、ＣＰＵ１０１ａは、ブランキングアンプ１０３を介して偏向器３１を制御するとともに、偏向アンプ１０５を介して偏向器３２〜３４を制御する。これにより、描画データに応じてショット形状が整形された電子線ＥＢが試料１２０上面の所望の位置に向けて射出される。
【００８０】
ＣＰＵ１０１ａは、捕集アンプ１０６を介して、磁界発生器７１〜７３を駆動する。これにより、図１３に示されるように、偏向器３４の下方の空間ＳＰ１〜ＳＰ３に磁界が発生する。このため、試料１２０に向けて射出された電子線ＥＢは、空間ＳＰ１，ＳＰ３を通過するときにローレンツ力によって、Ｙ軸を左向きに回る円軌道に沿って進み、空間ＳＰ２を通過するときにローレンツ力によって、Ｙ軸を右向き回る円軌道に沿って進む。したがって、偏向器３４を通過して試料１２０へ向かう電子線ＥＢは、捕集板７５を迂回して試料１２０へ入射する。
【００８１】
一方、試料１２０へ電子線ＥＢが入射することにより、試料１２０から上方に向かって射出される二次電子１３０は、空間ＳＰ３を通過するときにローレンツ力によって、Ｙ軸を左向きに回る円軌道に沿って進み、空間ＳＰ２を通過するときにローレンツ力によって、Ｙ軸を右向き回る円軌道に沿って進む。したがって、二次電子１３０は、空間ＳＰ１，ＳＰ３を通過して捕集板７５に入射し、終局的に捕集板７５に捕集される。捕集板７５には、二次電子１３０の捕集によってコンタミネーションが生成されるが、当該コンタミネーションは、ＵＶランプ３６から捕集板７５に継続的に照射される紫外光によって分解される。これにより、捕集板７５が、ＵＶランプ３６からの紫外光によって継続的に洗浄され、コンタミネーションの堆積が抑制される。
【００８２】
以上説明したように、本実施形態では、試料１２０から発生する二次電子１３０が、偏向器３４と試料１２０との間に配置された捕集器７０によって捕集される。このため、試料１２０から偏向器３４へ到達する二次電子の数を低減することができる。したがって、二次電子に起因して発生するコンタミネーションによる偏向器３４等の汚染を抑制することができ、結果的にパターンの描画精度を維持することが可能となる。
【００８３】
また、捕集器７０は、偏向器等に比べてレイアウトの自由度が高い。したがって、コンタミネーションが堆積する捕集器７０を、洗浄が容易となる箇所に配置することで、コンタミネーションの洗浄を効率よく行うことが可能となる。
【００８４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記第１の実施形態では、正に帯電した捕集電極で二次電子を捕集する捕集器３５について説明した。これに限らず、図１４に示されるように、捕集器３５の捕集電極３５ａ，３５ｂの間に、Ｙ軸に平行な方向の電界を生成して、ローレンツ力によって、二次電子１３０を捕集電極３５ｂに誘導することとしてもよい。
【００８５】
上記実施形態では、捕集器３５，７０の洗浄を、ＵＶランプを用いて行うこととした。これに限らず、例えば、酸素プラズマを発生させるプラズマ洗浄装置を用いて、捕集器３５，７０の洗浄を行うこととしてもよい。
【００８６】
上記実施形態では、図１に示されるように、捕集器３５とＵＶランプ３６を、偏向器３４の下方に配置する場合について説明した。これに限らず、図１５に示されるように、捕集器３５とＵＶランプ３６を、偏向器３２と整形アパーチャ５３の間に配置してもよい。この場合には、電子線ＥＢが整形アパーチャ５３に入射することにより、整形アパーチャ５３から発生する二次電子によって、偏向器３２の偏向電極３２ａ，３２ｂに発生するコンタミネーションを抑制することができる。同様に、図１１に示される捕集器７０とＵＶランプ３６を、偏向器３２と整形アパーチャ５３の間に配置してもよい。
【００８７】
上記実施形態では、電子線を用いてパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置について説明した。これに限らず、荷電粒子ビーム描画装置は、例えば、イオンビームなどの電子線以外のビームを用いてパターン描画することとしてもよい。
【００８８】
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しうるものであり、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。これらの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】
【００８９】
１０Ａ，１０Ｂ  荷電粒子ビーム描画装置
２０  照射装置
２１  鏡筒
２２  電子銃
３１〜３４  偏向器
３２ａ〜３４ａ，３２ｂ〜３４ｂ  偏向電極
３５  捕集器
３５ａ，３５ｂ  捕集電極
３６，３６Ａ〜３６Ｃ  ＵＶランプ
４１〜４３  レンズ
５１  ブランキングアパーチャ
５２，５３  整形アパーチャ
５３ａ  開口
６０  ライティングチャンバ
６１  ステージ装置
７０  捕集器
７１〜７３  磁界発生器
７１ａ〜７３ａ  コア
７１ｂ〜７３ｂ，７１ｃ〜７３ｃ  コイル
７５  捕集板
１００  制御系
１０１  制御装置
１０１ａ  ＣＰＵ
１０１ｂ  主記憶部
１０１ｃ  補助記憶部
１０１ｄ  入力部
１０１ｅ  表示部
１０１ｆ  インタフェース部
１０１ｇ  システムバス
１０２  高圧電源装置
１０３  ブランキングアンプ
１０４  レンズ駆動装置
１０５  偏向アンプ
１０６  捕集アンプ
１０７  照明電源装置
１０８  ステージ駆動装置
１２０  試料
１３０  二次電子
Ａ１〜Ａ５  領域
ＥＢ  電子線
ＭＦ  メインフィールド
ＳＦ  サブフィールド。
Ｒ１，Ｒ２  抵抗
【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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