JP2014140009A - 描画装置、及び物品の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】荷電粒子線が通過する開口を有する部材に堆積した汚染物を除去するのに有利な描画装置を提供する。
【解決手段】荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、前記荷電粒子線が通過する開口を含む第１部材と、前記第１部材によって仕切られた第１空間及び第２空間を有するチャンバと、前記第１空間に不飽和炭化水素を含む第１気体を供給する第１供給部と、前記第２空間にオゾンを含む第２気体を供給する第２供給部とを含み、前記第１気体と前記第２気体との反応で発生した活性種によって前記第１部材に堆積した汚染物を除去する除去機構と、を有することを特徴とする描画装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、描画装置、及び物品の製造方法に関する。
半導体デバイスの高集積化及び微細化に伴って、基板にパターンを形成（転写）する次世代のリソグラフィ装置として、荷電粒子線（電子線）を用いた描画装置やＥＵＶ（極端紫外）光を用いたＥＵＶ露光装置の開発が進められている。
例えば、ＥＵＶ露光装置においては、ミラー（反射型光学部材）に堆積した炭素膜などの汚染物（コンタミネーション）を除去するための技術が提案されている（特許文献１及び２参照）。特許文献１及び２の技術では、不飽和炭化水素とオゾンとを混合して活性種（オゾニド）を発生させ、かかる活性種によって汚染物を除去している。
特開２０１１−８６８８５号公報 特開２０１１−８６８８６号公報
描画装置においても、基板及び基板に塗布されたレジストから放出されるアウトガス、及び、荷電粒子線が基板に入射することで生じる２次電子などに起因して、荷電粒子線が通過する開口を有する部材、例えば、静電レンズやアパーチャに汚染物が堆積する。特に、このような部材の開口の近傍に堆積した汚染物は、帯電することにより、かかる開口を通過する荷電粒子線の軌道に影響を与えてしまう（即ち、荷電粒子線が目標軌道から外れてしまう）。また、汚染物が堆積することで静電レンズやアパーチャの開口径が小さくなり、開口を通過する荷電粒子線の強度（電流）が減少して、スループットの低下を招いてしまう。或いは、汚染物の堆積により、静電レンズの開口の真円度が変化して収差が発生してしまう。
そこで、描画装置に特許文献１及び２の技術を適用することが考えられる。しかしながら、活性種は、不飽和炭化水素とオゾンとの反応により生成された位置から離れると、急激に失活してしまう（汚染物の除去効率が下がる）。従って、静電レンズやアパーチャなどの開口の近傍に堆積した汚染物を十分に除去することができなくなる。
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、荷電粒子線が通過する開口を有する部材に堆積した汚染物を除去するのに有利な描画装置を提供することを例示的目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての描画装置は、荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、前記荷電粒子線が通過する開口を含む第１部材と、前記第１部材によって仕切られた第１空間及び第２空間を有するチャンバと、前記第１空間に不飽和炭化水素を含む第１気体を供給する第１供給部と、前記第２空間にオゾンを含む第２気体を供給する第２供給部とを含み、前記第１気体と前記第２気体との反応で発生した活性種によって前記第１部材に堆積した汚染物を除去する除去機構と、を有することを特徴とする。
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
本発明によれば、例えば、荷電粒子線が通過する開口を有する部材に堆積した汚染物を除去するのに有利な描画装置を提供することができる。
本発明の第１の実施形態における描画装置の構成を示す概略図である。 本発明の第２の実施形態における描画装置の構成を示す概略図である。 本発明の第３の実施形態における描画装置の構成を示す概略図である。 本発明の第４の実施形態における描画装置の構成を示す概略図である。 本発明の第５の実施形態における描画装置の構成を示す概略図である。 本発明の第６の実施形態における描画装置の構成を示す概略図である。 本発明の第７の実施形態における描画装置の構成を示す概略図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態における描画装置１００Ａの構成を示す概略図である。描画装置１００Ａは、荷電粒子線（電子線）で基板に描画を行う、即ち、荷電粒子線を用いて基板にパターンを描画するリソグラフィ装置である。
描画装置１００Ａは、荷電粒子源１０１と、コリメータレンズ１０２と、アパーチャアレイ１０３と、静電レンズアレイ１０４と、ストッピングアパーチャアレイ１０５と、ブランカーアレイ１０６と、静電レンズアレイ１０７とを有する。また、描画装置１００Ａは、ディフレクター１０８と、ステージ（可動な物体）１０９と、チャンバ１１０と、除去機構１３０と、第１調整部１４０Ａと、第２調整部１４０Ｂと、制御部１６０とを有する。制御部１６０は、例えば、ＣＰＵやメモリなどを含み、描画装置１００Ａの各部（動作）を制御する。
荷電粒子源１０１、コリメータレンズ１０２、アパーチャアレイ１０３、静電レンズアレイ１０４、ストッピングアパーチャアレイ１０５、ブランカーアレイ１０６、静電レンズアレイ１０７及びディフレクター１０８は、荷電粒子光学系を構成する。荷電粒子光学系は、荷電粒子線を基板ＳＢに導く光学系である。
荷電粒子源１０１は、荷電粒子線を生成する機能を有し、クロスオーバー像ＣＩを形成する。クロスオーバー像ＣＩから発散した荷電粒子線は、コリメータレンズ１０２によって略平行となり、アパーチャアレイ１０３に入射する。
アパーチャアレイ（アパーチャアレイ部材）１０３には、荷電粒子線が通過する複数の開口（例えば、円形状の開口）１０３ａがマトリクス状に形成されている。アパーチャアレイ１０３に入射した荷電粒子線は、アパーチャアレイ１０３の複数の開口１０３ａによって、複数の荷電粒子線に分割される。
アパーチャアレイ１０３を通過した荷電粒子線は、荷電粒子線が通過する円形状の開口１０４ａを有する静電レンズアレイ１０４に入射する。静電レンズアレイ１０４は、一般的には、３枚の電極板（電極部材）で構成されるが、図１では、３枚の電極板を一体的に図示している。
静電レンズアレイ１０４を通過した荷電粒子線が最初にクロスオーバー像を形成する位置には、マトリクス状に配列された微小な開口１０５ａを有するストッピングアパーチャアレイ１０５が配置されている。ストッピングアパーチャアレイ１０５における荷電粒子線（基板ＳＢに向かう荷電粒子線）を遮断するブランキング動作は、ブランカーアレイ（アパーチャ部材）１０６によって行われる。
ストッピングアパーチャアレイ１０５を通過した荷電粒子線は、静電レンズアレイ１０７によって結像され、ウエハやマスクなどの基板ＳＢの上にクロスオーバー像を形成する。静電レンズアレイ１０７は、荷電粒子線が通過する円形状の開口１０７ａを有し、静電レンズアレイ１０４と同様に、３枚の電極板（電極部材）で構成される。
パターンを描画する際には、基板ＳＢを保持するステージ１０９をＸ軸方向に連続的に移動させながら、ディフレクター１０８によって基板ＳＢの上のクロスオーバー像をＹ軸方向に偏向させると共に、ブランカーアレイ１０６でブランキング動作を行う。この際、ディフレクター１０８によるクロスオーバー像の偏向（走査）は、レーザ測長器による実時間でのステージ１０９の測長結果を基準として行われる。
荷電粒子線は大気雰囲気では急激に減衰するため、また、高電圧による放電を防止するために、描画装置１００Ａ、即ち、荷電粒子源１０１乃至ステージ１０９は、チャンバ１１０に収容されている。チャンバ１１０は、その内部を真空雰囲気、例えば、１０−５Ｐａ以下の圧力に維持する。
荷電粒子光学系が配置される空間には高い真空度が要求されるため、荷電粒子光学系が配置される空間は、ガスが多く発生するステージ１０９が配置される空間とは別に排気系を有する場合もある。本実施形態では、荷電粒子光学系を構成する荷電粒子源１０１乃至ディフレクター１０８は、排気管１４１Ｂを有する光学系チャンバ１１１に収容され、ステージ１０９は、排気管１４１Ａを有するステージチャンバ１１３に収容されている。
静電レンズアレイ１０７は、荷電粒子光学系の最も基板側に配置された荷電粒子レンズであり、描画対象である基板ＳＢに面している。静電レンズアレイ１０７は、本実施形態において、チャンバ１１０の内部を第１空間ＳＰ１と第２空間ＳＰ２とに仕切る部材（第１部材）である。静電レンズアレイ１０７、特に、静電レンズアレイ１０７を構成する３枚の電極板のうち最も基板側の電極板には、描画を行うにつれて炭素膜（コンタミ膜）などの汚染物ＣＣが堆積する。
ここで、静電レンズアレイ１０７に汚染物ＣＣが堆積する理由を説明する。荷電粒子線が基板ＳＢに照射されると、基板ＳＢから２次電子が発生すると共に、荷電粒子線のエネルギーによって、基板ＳＢに塗布されたレジストからカーボンを含む有機ガスが発生する。有機ガスが静電レンズアレイ１０７の近傍に存在しているときに、基板ＳＢで発生した２次電子が静電レンズアレイ１０７に照射されると、有機ガスが分解され、静電レンズアレイ１０７に炭素を主成分とする汚染物ＣＣが堆積する。
静電レンズアレイ１０７に堆積する汚染物ＣＣが増えると、静電レンズアレイ１０７の開口１０７ａを塞いでしまうため、開口１０７ａを通過する荷電粒子線の軌道に影響を与え、開口１０７ａを通過する荷電粒子線が目標軌道から外れてしまう。また、汚染物ＣＣが堆積すると、静電レンズアレイ１０７の開口径が小さくなり、開口１０７ａを通過する荷電粒子線の強度（電流）が減少して、スループットの低下を招いてしまう。更に、汚染物ＣＣの堆積によって、静電レンズアレイ１０７の開口１０７ａの真円度が変化して収差が発生してしまう。このように、汚染物ＣＣが静電レンズアレイ１０７に堆積すると、正常な描画処理を行うことができなくなってしまう。
そこで、描画装置１００Ａは、不飽和炭化水素を含む気体（第１気体）とオゾンを含む気体（第２気体）との反応で発生した活性種（オゾニド）によって静電レンズアレイ１０７の開口１０７ａを含む領域に堆積した汚染物ＣＣを除去する除去機構１３０を有する。
除去機構１３０は、本実施形態では、第１空間ＳＰ１にエチレンガス（不飽和炭化水素を含む気体）を供給する第１供給部１３０Ａと、第２空間ＳＰ２にオゾンガス（オゾンを含む気体）を供給する第２供給部１３０Ｂとを含む。第１供給部１３０Ａは、第１空間ＳＰ１にエチレンガスを供給するための機構として、エチレン発生器及びステージチャンバ１１３に接続された配管１３１Ａと、配管１３１Ａに接続されたストップバルブ１３２Ａ及び流量コントローラ１３３Ａとを有する。第２供給部１３０Ｂは、第２空間ＳＰ２にオゾンガスを供給するための機構として、オゾン発生器及び光学系チャンバ１１１に接続された配管１３１Ｂと、配管１３１Ｂに接続されたストップバルブ１３２Ｂ及び流量コントローラ１３３Ｂとを有する。
また、ステージチャンバ１１３の排気管１４１Ａは、ストップバルブ１４２Ａ及び可変コンダクタンスバルブ１４３Ａを介して、排気ポンプ（不図示）に接続されている。排気管１４１Ａ、ストップバルブ１４２Ａ、可変コンダクタンスバルブ１４３Ａ及び排気ポンプは、制御部１６０の制御下において、第１空間ＳＰ１を排気して第１空間ＳＰ１の圧力を調整する第１調整部１４０Ａを構成する。
同様に、光学系チャンバ１１１の排気管１４１Ｂは、ストップバルブ１４２Ｂ及び可変コンダクタンスバルブ１４３Ｂを介して、排気ポンプ（不図示）に接続されている。排気管１４１Ｂ、ストップバルブ１４２Ｂ、可変コンダクタンスバルブ１４３Ｂ及び排気ポンプは、制御部１６０の制御下において、第２空間ＳＰ２を排気して第２空間ＳＰ２の圧力を調整する第２調整部１４０Ｂを構成する。
また、第１調整部１４０Ａ及び第２調整部１４０Ｂは、第１空間ＳＰ１及び第２空間ＳＰ２の少なくとも一方の圧力を調整する調整部を構成する。
描画装置１００Ａにおける静電レンズアレイ１０７に堆積した汚染物ＣＣを除去する除去処理について説明する。かかる除去処理は、制御部１６０が描画装置１００Ａの各部を統括的に制御することで行われる。
まず、制御部１６０は、荷電粒子源１０１における荷電粒子線の生成を停止する。通常、基板ＳＢを描画する際には、ストップバルブ１４２Ａ及び１４２Ｂは開いた状態であるため、制御部１６０は、その状態を維持する。
次いで、制御部１６０は、ストップバルブ１３２Ａ及び１３２Ｂのそれぞれを開いた状態にして、第１空間ＳＰ１にエチレンガスを供給し、第２空間ＳＰ２にオゾンガスを供給する。この際、制御部１６０は、流量コントローラ１３３Ａ及び１３３Ｂのそれぞれを介して、エチレンガス及びオゾンガスの流量を、例えば、１００ｓｃｃｍに制御する。また、制御部１６０は、第１空間ＳＰ１の圧力Ｐ１及び第２空間ＳＰ２の圧力Ｐ２が、例えば、１００Ｐａとなるように、可変コンダクタンスバルブ１４３Ａ及び１４３Ｂ（第１調整部１４０Ａ及び第２調整部１４０Ｂ）のそれぞれを制御（調整）する。
これにより、第１空間ＳＰ１に供給されたエチレンガスと第２空間ＳＰ２に供給されたオゾンガスとは、静電レンズアレイ１０７の開口１０７ａの近傍、即ち、汚染物ＣＣが堆積する場所の近傍で反応して活性種を発生させる。静電レンズアレイ１０７の開口１０７ａの近傍で発生した活性種は、静電レンズアレイ１０７に堆積した汚染物ＣＣに作用して汚染物ＣＣを除去する。
活性種は、その状態が不安定であるため、発生（反応）した場所から数ｃｍの距離を拡散する間に多くが失活し、安定した状態の物質に転換してしまう。本実施形態では、静電レンズアレイ１０７の開口１０７ａの近傍で活性種を発生させているため、汚染物ＣＣが堆積する場所における活性種の濃度が最も高くなり、汚染物ＣＣを効率的に除去することができる。具体的には、本実施形態では、静電レンズアレイ１０７に堆積した汚染物ＣＣを１００ｎｍ／分の除去レートで除去することができる。また、静電レンズアレイ１０７の開口１０７ａの近傍から離れると、活性種の濃度が急激に低くなるため、活性種が他の部材を劣化（損傷）させることを最小限に抑えることができる。
このように、本実施形態の描画装置１００Ａによれば、汚染物ＣＣが堆積する静電レンズアレイ１０７の開口１０７ａの近傍で活性種を発生させることができる。従って、描画装置１００Ａでは、静電レンズアレイ１０７に堆積した汚染物ＣＣを短時間で除去することができ、スループットや性能の低下を抑えて、正常な描画処理を行うことができる。
本実施形態では、荷電粒子線が通過する開口を含み、汚染物ＣＣが堆積する部材として、静電レンズアレイ１０７を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、アパーチャアレイ１０３、静電レンズアレイ１０４、ストッピングアパーチャアレイ１０５などにも汚染物ＣＣが堆積する。このような部材についても同様に、開口を挟んだ空間のそれぞれに不飽和炭化水素を含む気体及びオゾンを含む気体を供給することで、その開口の近傍で活性種を発生させて汚染物ＣＣを除去することができる。
また、本実施形態では、第１空間ＳＰ１の圧力Ｐ１及び第２空間ＳＰ２の圧力Ｐ２を１００Ｐａとしたが、第１空間ＳＰ１と第２空間ＳＰ２との間に圧力差が形成されるように、第１調整部１４０Ａ及び第２調整部１４０Ｂを制御してもよい。例えば、第２空間ＳＰ２の圧力（一方の圧力）Ｐ２が第１空間ＳＰ１の圧力（他方の圧力）Ｐ１よりも高くなるように、第１調整部１４０Ａ及び第２調整部１４０Ｂを制御する。具体的には、第１空間ＳＰ１の圧力Ｐ１が１００Ｐａ、第２空間ＳＰ２の圧力Ｐ２が１１０Ｐａとなるように、第１調整部１４０Ａ及び第２調整部１４０Ｂを制御する。これにより、エチレンガスとオゾンガスとが反応する場所（即ち、活性種が発生する場所）が第１空間側にシフトし、静電レンズアレイ１０７の第１空間側に主に堆積している汚染物ＣＣを更に効率的に除去することができる。
また、活性種が発生する場所が時間の経過とともに変化するように、第１空間ＳＰ１と第２空間ＳＰ２との間に圧力差を制御することも有効である。例えば、第１空間ＳＰ１の圧力Ｐ１を１００Ｐａに維持したまま、第２空間ＳＰ２の圧力Ｐ２を３分間１１０Ｐａで維持した後、０．５分間９５Ｐａに維持することを繰り返す。換言すれば、第１空間ＳＰ１の圧力Ｐ１と第２空間ＳＰ２の圧力Ｐ２との大小関係が時間の経過とともに応じて反転するように、第１調整部１４０Ａ及び第２調整部１４０Ｂを制御する。これにより、静電レンズアレイ１０７の第１空間側に堆積した汚染物ＣＣを高い除去レートで除去しながら、静電レンズアレイ１０７の開口１０７ａに堆積した汚染物ＣＣも効率的に除去することが可能となる。ここでは、第２空間ＳＰ２の圧力Ｐ２のみを変化させたが、第１空間ＳＰ１の圧力Ｐ１と第２空間ＳＰ２の圧力Ｐ２との相対的な大小関係が同じであれば、圧力Ｐ１及びＰ２の両方、或いは、圧力Ｐ１のみを変化させてもよい。
＜第２の実施形態＞
図２は、本発明の第２の実施形態における描画装置１００Ｂの構成を示す概略図である。描画装置１００Ｂは、描画装置１００Ａと同様な構成を有する。本実施形態では、ディフレクター１０８は、チャンバ１１０の内部を第２空間ＳＰ２と第３空間ＳＰ３とに仕切る部材として機能する。ストッピングアパーチャアレイ１０５は、チャンバ１１０の内部を第３空間ＳＰ３と第４空間ＳＰ４とに仕切る部材として機能する。ブランカーアレイ１０６は、チャンバ１１０の内部を第４空間ＳＰ４と第５空間ＳＰ５とに仕切る部材として機能する。静電レンズアレイ１０４は、チャンバ１１０の内部を第５空間ＳＰ５と第６空間ＳＰ６とに仕切る部材（第２部材）として機能する。アパーチャアレイ１０３は、チャンバ１１０の内部を第６空間ＳＰ６と第７空間ＳＰ７とに仕切る部材（第３部材）として機能する。
また、描画装置１００Ｂは、第４空間ＳＰ４にエチレンガスを供給する第３供給部１３０Ｃと、第６空間ＳＰ６にエチレンガスを供給する第４供給部１３０Ｄと、第７空間ＳＰ７にオゾンガスを供給する第５供給部１３０Ｅとを更に有する。第３供給部１３０Ｃは、第４空間ＳＰ４にエチレンガスを供給するための機構として、エチレン発生器及び光学系チャンバ１１１に接続された配管１３１Ｃと、配管１３１Ｃに接続されたストップバルブ１３２Ｃ及び流量コントローラ１３３Ｃとを有する。第４供給部１３０Ｄは、第６空間ＳＰ６エチレンガスを供給するための機構として、エチレン発生器及び光学系チャンバ１１１に接続された配管１３１Ｄと、配管１３１Ｄに接続されたストップバルブ１３２Ｄ及び流量コントローラ１３３Ｄとを有する。第５供給部１３０Ｅは、第７空間ＳＰ７にオゾンガスを供給するための機構として、オゾン発生器及び光学系チャンバ１１１に接続された配管１３１Ｅと、配管１３１Ｅに接続されたストップバルブ１３２Ｅ及び流量コントローラ１３３Ｅとを有する。
また、描画装置１００Ｂは、第３調整部１４０Ｃと、第４調整部１４０Ｄと、第５調整部１４０Ｅとを更に有する。第３調整部１４０Ｃは、排気管１４１Ｃ、ストップバルブ１４２Ｃ、可変コンダクタンスバルブ１４３Ｃ及び排気ポンプ（不図示）を含み、制御部１６０の制御下において、第４空間ＳＰ４を排気して第４空間ＳＰ４の圧力Ｐ４を調整する。第４調整部１４０Ｄは、排気管１４１Ｄ、ストップバルブ１４２Ｄ、可変コンダクタンスバルブ１４３Ｄ及び排気ポンプ（不図示）を含み、制御部１６０の制御下において、第６空間ＳＰ６を排気して第６空間ＳＰ６の圧力Ｐ６を調整する。第５調整部１４０Ｅは、排気管１４１Ｅ、ストップバルブ１４２Ｅ、可変コンダクタンスバルブ１４３Ｅ及び排気ポンプ（不図示）を含み、制御部１６０の制御下において、第７空間ＳＰ７を排気して第７空間ＳＰ７の圧力Ｐ７を調整する。
第１の実施形態でも説明したように、汚染物ＣＣは、静電レンズアレイ１０７だけではなく、アパーチャアレイ１０３やストッピングアパーチャアレイ１０５にも堆積する。これは、アパーチャアレイ１０３やストッピングアパーチャアレイ１０５には、荷電粒子源１０１からの荷電粒子線が照射されるからである。従って、アパーチャアレイ１０３の開口１０３ａを含む領域（特に、荷電粒子源側）やストッピングアパーチャアレイ１０５の開口１０５ａを含む領域（特に、荷電粒子源側）に汚染物ＣＣが堆積しやすい。
そこで、本実施形態では、除去機構１３０によって、第１空間ＳＰ１、第４空間ＳＰ４及び第６空間ＳＰ６にエチレンガス（不飽和炭化水素を含む気体）を供給し、第２空間ＳＰ２及び第７空間ＳＰ７にオゾンガス（オゾンを含む気体）を供給する。これにより、エチレンガスとオゾンガスとが反応して活性種（オゾニド）が発生し、アパーチャアレイ１０３、ストッピングアパーチャアレイ１０５及び静電レンズアレイ１０７に堆積した汚染物ＣＣを除去することができる。
描画装置１００Ｂにおけるアパーチャアレイ１０３、ストッピングアパーチャアレイ１０５及び静電レンズアレイ１０７に堆積した汚染物ＣＣを除去する除去処理について説明する。かかる除去処理は、制御部１６０が描画装置１００Ｂの各部を統括的に制御することで行われる。
まず、制御部１６０は、荷電粒子源１０１における荷電粒子線の生成を停止する。通常、基板ＳＢを描画する際には、ストップバルブ１４２Ａ乃至１４２Ｅは開いた状態であるため、制御部１６０は、その状態を維持する。
次いで、制御部１６０は、ストップバルブ１３２Ａ乃至１３２Ｅのそれぞれを開いた状態にして、第１空間ＳＰ１、第４空間ＳＰ４及び第６空間ＳＰ６にエチレンガスを供給し、第２空間ＳＰ２及び第７空間ＳＰ７にオゾンガスを供給する。この際、制御部１６０は、流量コントローラ１３３Ａ乃至１３３Ｅのそれぞれを介して、エチレンガス及びオゾンガスの流量を、例えば、１００ｓｃｃｍに制御する。また、制御部１６０は、圧力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６及びＰ７が、例えば、１００Ｐａとなるように、可変コンダクタンスバルブ１４３Ａ乃至１４３Ｅ（第１調整部１４０Ａ乃至第５調整部１４０Ｅ）のそれぞれを制御（調整）する。
これにより、第１空間ＳＰ１に供給されたエチレンガスと第２空間ＳＰ２に供給されたオゾンガスとは、静電レンズアレイ１０７の開口１０７ａの近傍、即ち、汚染物ＣＣが堆積する場所の近傍で反応して活性種を発生させる。静電レンズアレイ１０７の開口１０７ａの近傍で発生した活性種は、静電レンズアレイ１０７に堆積した汚染物ＣＣに作用して汚染物ＣＣを除去する。また、第４空間ＳＰ４に供給されたエチレンガスと第２空間ＳＰ２に供給されたオゾンガスとは、ストッピングアパーチャアレイ１０５の開口１０５ａの近傍、即ち、汚染物ＣＣが堆積する場所の近傍で反応して活性種を発生させる。ストッピングアパーチャアレイ１０５の開口１０５ａの近傍で発生した活性種は、ストッピングアパーチャアレイ１０５に堆積した汚染物ＣＣに作用して汚染物ＣＣを除去する。同様に、第６空間ＳＰ６に供給されたエチレンガスと第７空間ＳＰ７に供給されたオゾンガスとは、アパーチャアレイ１０３の開口１０３ａの近傍、即ち、汚染物ＣＣが堆積する場所の近傍で反応して活性種を発生させる。アパーチャアレイ１０３の開口１０３ａの近傍で発生した活性種は、アパーチャアレイ１０３に堆積した汚染物ＣＣに作用して汚染物ＣＣを除去する。
このように、本実施形態の描画装置１００Ｂによれば、汚染物ＣＣが堆積するアパーチャアレイ１０３の開口１０３ａ、ストッピングアパーチャアレイ１０５の開口１０５ａ及び静電レンズアレイ１０７の開口１０７ａの近傍で活性種を発生させることができる。従って、描画装置１００Ｂでは、アパーチャアレイ１０３、ストッピングアパーチャアレイ１０５及び静電レンズアレイ１０７に堆積した汚染物ＣＣを短時間で除去することができ、スループットや性能の低下を抑えて、正常な描画処理を行うことができる。
また、本実施形態では、圧力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６及びＰ７を１００Ｐａとしたが、各空間の間に圧力差が形成されるように、第１調整部１４０Ａ乃至第５調整部１４０Ｅを制御してもよい。例えば、圧力Ｐ１及びＰ４が１００Ｐａ、圧力Ｐ２及びＰ３が１１０Ｐａ、圧力Ｐ６が１００Ｐａ、圧力Ｐ７が９０Ｐａとなるように、第１調整部１４０Ａ乃至第２調整部１４０Ｅを制御する。これにより、アパーチャアレイ１０３の開口１０３ａ及びストッピングアパーチャアレイ１０５の開口１０５ａの近傍において、エチレンガスとオゾンガスとが反応する場所（即ち、活性種が発生する場所）が荷電粒子源側にシフトする。従って、アパーチャアレイ１０３及びストッピングアパーチャアレイ１０５の荷電粒子源側に主に堆積している汚染物ＣＣを更に効率的に除去することができる。また、静電レンズアレイ１０７の開口１０７ａの近傍において、エチレンガスとオゾンガスとが反応する場所が第１空間側にシフトし、静電レンズアレイ１０７の第１空間側に主に堆積している汚染物ＣＣを更に効率的に除去することができる。
＜第３の実施形態＞
図３は、本発明の第３の実施形態における描画装置１００Ｃの構成を示す概略図である。描画装置１００Ｃは、描画装置１００Ａと同様な構成を有する。本実施形態では、ディフレクター１０８は、チャンバ１１０の内部を第２空間ＳＰ２と第３空間ＳＰ３とに仕切る部材として機能する。ストッピングアパーチャアレイ１０５は、チャンバ１１０の内部を第３空間ＳＰ３と第４空間ＳＰ４とに仕切る部材として機能する。ブランカーアレイ１０６は、チャンバ１１０の内部を第４空間ＳＰ４と第５空間ＳＰ５とに仕切る部材として機能する。
また、描画装置１００Ｃは、第３空間ＳＰ３にオゾンガスを供給する第６供給部１３０Ｆと、第４空間ＳＰ４にエチレンガスを供給する第３供給部１３０Ｃと、第５空間ＳＰ５にエチレンガスを供給する第７供給部１３０Ｇとを更に有する。第６供給部１３０Ｆは、第３空間ＳＰ３にオゾンガスを供給するための機構として、オゾン発生器及び光学系チャンバ１１１に接続された配管１３１Ｆと、配管１３１Ｆに接続されたストップバルブ１３２Ｆ及び流量コントローラ１３３Ｆとを有する。第３供給部１３０Ｃは、第４空間ＳＰ４にエチレンガスを供給するための機構として、エチレン発生器及び光学系チャンバ１１１に接続された配管１３１Ｃと、配管１３１Ｃに接続されたストップバルブ１３２Ｃ及び流量コントローラ１３３Ｃとを有する。第７供給部１３０Ｇは、第５空間ＳＰ５にエチレンガスを供給するための機構として、エチレン発生器及び光学系チャンバ１１１に接続された配管１３１Ｇと、配管１３１Ｇに接続されたストップバルブ１３２Ｇ及び流量コントローラ１３３Ｇとを有する。
また、描画装置１００Ｃは、第３調整部１４０Ｃと、第６調整部１４０Ｆとを更に有する。第３調整部１４０Ｃは、排気管１４１Ｃ、ストップバルブ１４２Ｃ、可変コンダクタンスバルブ１４３Ｃ及び排気ポンプ（不図示）を含み、制御部１６０の制御下において、第４空間ＳＰ４を排気して第４空間ＳＰ４の圧力Ｐ４を調整する。第６調整部１４０Ｆは、排気管１４１Ｆ、ストップバルブ１４２Ｆ、可変コンダクタンスバルブ１４３Ｆ及び排気ポンプ（不図示）を含み、制御部１６０の制御下において、第３空間ＳＰ３を排気して第３空間ＳＰ３の圧力Ｐ３を調整する。
第２の実施形態でも説明したように、汚染物ＣＣは、静電レンズアレイ１０７、アパーチャアレイ１０３及びストッピングアパーチャアレイ１０５に堆積する。荷電粒子光学系の設計によって異なるが、特に、ストッピングアパーチャアレイ１０５に汚染物ＣＣが堆積すると、描画装置の性能を大きく損なう場合がある。従って、描画装置においては、ストッピングアパーチャアレイ１０５に堆積した汚染物ＣＣを効率的に除去することが要求されている。
そこで、本実施形態では、除去機構１３０によって、第４空間ＳＰ４及び第５空間ＳＰ５にエチレンガス（不飽和炭化水素を含む気体）を供給し、第３空間ＳＰ３にオゾンガス（オゾンを含む気体）を供給する。これにより、エチレンガスとオゾンガスとが反応して活性種（オゾニド）が発生し、ストッピングアパーチャアレイ１０５に堆積した汚染物ＣＣを除去することができる。また、除去機構１３０によって、第１空間ＳＰ１にエチレンガスを供給し、第２空間ＳＰ２にオゾンガスを供給することで、第１の実施形態と同様に、静電レンズアレイ１０７に堆積した汚染物ＣＣを除去することができる。
描画装置１００Ｃにおけるストッピングアパーチャアレイ１０５に堆積した汚染物ＣＣを除去する除去処理について説明する。かかる除去処理は、制御部１６０が描画装置１００Ｃの各部を統括的に制御することで行われる。
まず、制御部１６０は、荷電粒子源１０１における荷電粒子線の生成を停止する。通常、基板ＳＢを描画する際には、ストップバルブ１４２Ａ、１４２Ｂ、１４２Ｃ及び１４２Ｆは開いた状態であるため、制御部１６０は、その状態を維持する。
次いで、制御部１６０は、ストップバルブ１３２Ａ乃至１３２Ｃ、１３２Ｆ及び１３２Ｇのそれぞれを開いた状態にして、第１空間ＳＰ１、第４空間ＳＰ４及び第５空間ＳＰ５にエチレンガスを供給し、第２空間ＳＰ２及び第３空間ＳＰ３にオゾンガスを供給する。この際、制御部１６０は、流量コントローラ１３３Ａ乃至１３３Ｃ、１３３Ｆ及び１３３Ｇのそれぞれを介して、エチレンガス及びオゾンガスの流量を、例えば、１００ｓｃｃｍに制御する。また、制御部１６０は、圧力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４及びＰ５が、例えば、１００Ｐａとなるように、可変コンダクタンスバルブ１４３Ａ乃至１４３Ｃ及び１４３Ｆのそれぞれを制御（調整）する。
エチレンガスやオゾンガスの流量及び各空間の圧力Ｐ１乃至Ｐ５が平衡状態となったら、制御部１６０は、各空間の圧力Ｐ１乃至Ｐ５が、以下となるように、可変コンダクタンスバルブ１４３Ａ乃至１４３Ｃ及び１４３Ｆのそれぞれを制御（調整）する。例えば、圧力Ｐ１が９０Ｐａ、圧力Ｐ２が１００Ｐａ、圧力Ｐ３が１００Ｐａ、圧力Ｐ４が９０Ｐａ、圧力Ｐ５が１１０Ｐａとなるようにする。
これにより、第１空間ＳＰ１に供給されたエチレンガスと第２空間ＳＰ２に供給されたオゾンガスとは、静電レンズアレイ１０７の開口１０７ａの近傍、即ち、汚染物ＣＣが堆積する場所の近傍で反応して活性種を発生させる。この際、第１空間ＳＰ１の圧力Ｐ１よりも第２空間ＳＰ２の圧力Ｐ２の方が高いため、エチレンガスとオゾンガスとが反応する場所（即ち、活性種が発生する場所）が第１空間側にシフトする。従って、静電レンズアレイ１０７の第１空間側に主に堆積している汚染物ＣＣを効率的に除去することができる。
また、第４空間ＳＰ４に供給されたエチレンガスと第３空間ＳＰ３に供給されたオゾンガスとは、ストッピングアパーチャアレイ１０５の開口１０５ａの近傍、即ち、汚染物ＣＣが堆積する場所の近傍で反応して活性種を発生させる。この際、第４空間ＳＰ４の圧力Ｐ４よりも第３空間ＳＰ３の圧力Ｐ３の方が高いため、エチレンガスとオゾンガスとが反応する場所（即ち、活性種が発生する場所）が第４空間側にシフトする。従って、ストッピングアパーチャアレイ１０５の第４空間側に主に堆積している汚染物ＣＣを効率的に除去することができる。
一方、エチレンガスとオゾンガスとが反応する場所から離れるにつれて、活性種は失活するため、活性種の濃度が低下し、汚染物ＣＣの除去レートが低くなる場合がある。この場合、汚染物ＣＣの除去に要する時間は除去レートが最小になる場所にあわせる必要があるため、結果的に、汚染物ＣＣの除去に要する時間が長くなってしまう。このような場合には、エチレンガスとオゾンガスとが反応する場所の近傍の気流を乱せばよい。
本実施形態では、第４空間ＳＰ４の圧力Ｐ４を第５空間ＳＰ５の圧力Ｐ５よりも高くすることで、エチレンガスとオゾンガスとが反応する場所の近傍（ストッピングアパーチャアレイ１０５の開口１０５ａの近傍）の気流を乱している。具体的には、本実施形態では、ブランカーアレイ１０６の開口１６０ａを介して、第５空間ＳＰ５から第４空間ＳＰ４に向かうエチレンガスの流れが生じる。これにより、ストッピングアパーチャアレイ１０５の開口１０５ａの近傍、即ち、エチレンガスとオゾンガスとが反応する場所の近傍の気流が乱され、汚染物ＣＣの除去レートが最小になる場所の除去レートを高くすることが可能となる。従って、汚染物ＣＣの除去に要する時間を短くすることができる。
また、本実施形態では、第５空間ＳＰ５にエチレンガスを供給しているが、エチレンガスの代わりに、不活性ガス、例えば、アルゴン、ヘリウム、ネオンなどの希ガスや窒素ガス、或いは、これらの混合ガスを供給してもよい。第５空間ＳＰ５に不活性ガスを供給する場合も同様に、汚染物ＣＣの除去レートの均一化を実現することができる。
また、オゾンガスとエチレンガスを入れ替えて供給してもよい。具体的には、第１空間ＳＰ１、第４空間ＳＰ４及び第５空間ＳＰ５にオゾンガス（オゾンを含む気体）を供給し、第２空間ＳＰ２及び第３空間ＳＰ３にエチレンガス（不飽和炭化水素を含む気体）を供給することで、同様の効果を得ることができる。
＜第４の実施形態＞
図４は、本発明の第４の実施形態における描画装置１００Ｄの構成を示す概略図である。描画装置１００Ｄは、描画装置１００Ｃと同様な構成を有する。本実施形態では、描画装置１００Ｄは、第１空間ＳＰに配置可能な気体供給室２００を更に有する。
気体供給室２００は、退避機構（不図示）を含み、基板ＳＢを描画する際には、静電レンズアレイ１０７の下から退避し、汚染物ＣＣを除去する際には、静電レンズアレイ１０７の下に配置される。また、基板ＳＢを保持するステージ１０９は、基板ＳＢを描画する際に、静電レンズアレイ１０７の下（荷電粒子線の軌道上）に配置され、汚染物ＣＣを除去する際には、静電レンズアレイ１０７の下から退避する。これらの動作は、制御部１６０によって制御される。
気体供給室２００の上面には、気体噴出口２１０ａを有する気体噴出板２１０が配置されている。気体噴出口２１０ａは、気体噴出板２１０において、荷電粒子線の軌道軸２２０に応じて形成されていてもよい。この場合、オゾンガスが噴出する場所、即ち、静電レンズアレイ１０７の開口１０７ａに向けてガスを噴出することができるため、開口１０７ａの近傍の気流をより効率的に乱すことができる。但し、気体噴出口２１０ａが荷電粒子線の軌道軸２２０に応じて形成されていなくても、開口１０７ａの近傍の気流を乱す効果はある。気体供給室２００には、気体供給室２００（の内部）にエチレンガスガスを供給する第８供給部１３０Ｈが接続されている。第８供給部１３０Ｈは、気体供給室２００にエチレンガスを供給するための機構として、エチレン発生器及びステージチャンバ１１３に接続された配管１３１Ｈと、配管１３１Ｈに接続されたストップバルブ１３２Ｈ及び流量コントローラ１３３Ｈとを有する。
描画装置１００Ｄにおける汚染物ＣＣを除去する除去処理は、第３の実施形態で説明した除去処理と同様である。第３の実施形態では、ストッピングアパーチャアレイ１０５に堆積した汚染物ＣＣをより効率的に除去することができることを説明した。本実施形態では、更に、気体供給室２００及び第８供給部１３０Ｈによって、静電レンズアレイ１０７に堆積した汚染物ＣＣをより効率的に除去することができる。
具体的には、制御部１６０は、各空間の圧力Ｐ１乃至Ｐ５が、以下となるように、可変コンダクタンスバルブ１４３Ａ乃至１４３Ｃ及び１４３Ｆのそれぞれを制御（調整）する。例えば、圧力Ｐ１が９０Ｐａ、圧力Ｐ２が１００Ｐａ、圧力Ｐ３が１００Ｐａ、圧力Ｐ４が９０Ｐａ、圧力Ｐ５が１１０Ｐａとなるようにする。更に、制御部１６０は、第８供給部１３０Ｈから気体供給室２００にエチレンを供給し、気体供給室２００の内部の圧力を、例えば、１１０Ｐａに維持する。このように、第１空間ＳＰ１の圧力Ｐ１よりも気体供給室２００の圧力を高くすることで、気体噴出口２１０ａを介して、気体供給室２００から第１空間ＳＰ１に向かうエチレンガスの流れが生じる。これにより、静電レンズアレイ１０７の開口１０７ａの近傍、即ち、エチレンガスとオゾンガスとが反応する場所の近傍の気流が乱され、汚染物ＣＣの除去レートが最小になる場所の除去レートを高くすることが可能となる。従って、汚染物ＣＣの除去に要する時間を短くすることができる。
また、本実施形態では、気体供給室２００にエチレンガスを供給しているが、エチレンガスの代わりに、不活性ガス、例えば、アルゴン、ヘリウム、ネオンなどの希ガスや窒素ガス、或いは、これらの混合ガスを供給してもよい。気体供給室２００に不活性ガスを供給する場合も同様に、汚染物ＣＣの除去レートの均一化を実現することができる。
また、オゾンガスとエチレンガスを入れ替えて供給してもよい。具体的には、第１空間ＳＰ１、第４空間ＳＰ４、第５空間ＳＰ５及び気体供給室２００にオゾンガスを供給し、第２空間ＳＰ２及び第３空間ＳＰ３にエチレンガスを供給することで、同様の効果を得ることができる。
第５空間ＳＰ５にオゾンガスを供給する代わりに、不活性ガス、例えば、アルゴン、ヘリウム、ネオンなどの希ガスや窒素ガス、或いは、これらの混合ガスを供給してもよい。この場合も同様に、ストッピングアパーチャアレイ１０５に堆積した汚染物ＣＣの除去レートの均一化に効果がある。また、第５空間ＳＰ５に樹脂や接着剤などのオゾンによって劣化しやすい部材が存在する場合でも、それらの部材の劣化を防止することができる。従って、描画装置１００Ｄを長期間使用することができる。
＜第５の実施形態＞
図５は、本発明の第５の実施形態における描画装置１００Ｅの構成を示す概略図である。描画装置１００Ｅは、基本的には、描画装置１００Ａと同様な構成を有する。光学系チャンバ１１１には、図示を省略しているが、第１の実施形態と同様に、荷電粒子光学系（を構成する部材）が収納されている。
描画装置１００Ｅにおいて、光学系チャンバ１１１（荷電粒子光学系）からの荷電粒子線は、アパーチャＡＰを通過し、ステージ１０９に保持された基板に照射される。アパーチャＡＰは、第１の実施形態のように静電レンズアレイ１０７の開口１０７ａであってもよいし、板に形成された孔であってもよい。第１の実施形態で説明したように、アパーチャＡＰには、汚染物ＣＣが堆積する。ステージ１０９は、ステージチャンバ１１３に収納され、ステージチャンバ１１３の内部を移動して、基板への描画や基板の受け渡しができるように構成されている。
アパーチャＡＰは、本実施形態において、チャンバ１１０の内部を第１空間ＳＰ１と第２空間ＳＰ２とに仕切る部材である。アパーチャＡＰの寸法は、例えば、直径１ｍｍ乃至２ｍｍである。また、ステージ１０９とアパーチャＡＰとの距離は、例えば、０．１ｍｍ乃至２ｍｍである。但し、アパーチャＡＰの寸法やステージ１０９とアパーチャＡＰとの距離はこれらに限定されるものではなく、また、アパーチャＡＰの数も１つに限定されるものではない。
本実施形態では、ステージ１０９（の上面）とステージチャンバ１１３（の下面）との間に、アパーチャＡＰに隣接する狭ギャップの空間として第８空間ＳＰ８が定義される。また、第１空間ＳＰ１のうち第８空間ＳＰ８を除く空間（第８空間ＳＰ８の外側の空間）を第９空間ＳＰ９と定義する。換言すれば、第１空間ＳＰ１は、第８空間ＳＰ８と、第９空間ＳＰ９とに分割（分離）され、第８空間ＳＰ８は、アパーチャＡＰを介して、第２空間ＳＰ２に隣接している。
また、描画装置１００Ｅは、第２空間ＳＰ２にエチレンガスを供給する第２供給部１３０Ｊと、第８空間ＳＰ８にオゾンガス（対応するガス）を供給する第８供給部１３０Ｈとを更に有する。第２供給部１３０Ｊは、第２空間ＳＰ２にエチレンガスを供給するための機構として、エチレン発生器及び光学系チャンバ１１１に接続された配管１３１Ｊと、配管１３１Ｊに接続されたストップバルブ１３２Ｊ及び流量コントローラ１３３Ｊとを有する。第８供給部１３０Ｈは、第８空間ＳＰ８にオゾンガスを供給するための機構として、オゾン発生器及び第８空間ＳＰ８に接続された配管１３１Ｈと、配管１３１Ｈに接続されたストップバルブ１３２Ｈ及び流量コントローラ１３３Ｈとを有する。
また、描画装置１００Ｅは、第１調整部１４０Ａと、第２調整部１４０Ｇとを更に有する。第１調整部１４０Ａは、排気管１４１Ａ、ストップバルブ１４２Ａ、可変コンダクタンスバルブ１４３Ａ及び排気ポンプ（不図示）を含み、制御部１６０の制御下において、第１空間ＳＰ１を排気して第１空間ＳＰ１の圧力Ｐ１を調整する。第２調整部１４０Ｇは、排気管１４１Ｇ、ストップバルブ１４２Ｇ、可変コンダクタンスバルブ１４３Ｇ及び排気ポンプ（不図示）を含み、制御部１６０の制御下において、第２空間ＳＰ２を排気して第２空間ＳＰ２の圧力Ｐ２を調整する。
描画装置１００ＥにおけるアパーチャＡＰの近傍に堆積した汚染物ＣＣを除去する除去処理について説明する。かかる除去処理は、制御部１６０が描画装置１００Ｅの各部を統括的に制御することで行われる。
まず、制御部１６０は、荷電粒子源における荷電粒子線の生成を停止する。通常、基板を描画する際には、ストップバルブ１４２Ａ及び１４２Ｇは開いた状態であるため、制御部１６０は、その状態を維持する。また、ステージ１０９を基板の受け渡し場所まで移動させて基板を渡した後、ステージ１０９をアパーチャＡＰの下に移動させる。
次いで、制御部１６０は、ストップバルブ１３２Ｈ及び１３２Ｊのそれぞれを開いた状態にして、第１空間ＳＰ１（第８空間ＳＰ８）にオゾンガスを供給し、第２空間ＳＰ２にエチレンガスを供給する。この際、制御部１６０は、流量コントローラ１３３Ｈ及び１３３Ｊのそれぞれを介して、オゾンガス及びエチレンガスの流量を、例えば、１００ｓｃｃｍに制御する。また、制御部１６０は、第８空間ＳＰ８の圧力Ｐ８が、例えば、９５０Ｐａ、第２空間ＳＰ２の圧力Ｐ２が、例えば、１０５０Ｐａとなるように、可変コンダクタンスバルブ１４３Ａ及び１４３Ｇのそれぞれを制御（調整）する。
これにより、第２空間ＳＰ２に供給されたエチレンガスと第８空間ＳＰ８に供給されたオゾンガスとは、アパーチャＡＰの近傍、且つ、第８空間側、即ち、汚染物ＣＣが堆積する場所の近傍で反応して活性種を発生させる。アパーチャＡＰの近傍で発生した活性種は、アパーチャＡＰに堆積した汚染物ＣＣに作用して汚染物ＣＣを除去する。
活性種は、その状態が不安定であるため、発生（反応）した場所から数ｃｍの距離を拡散する間にほぼ失活し、安定した状態の物質に転換してしまう。本実施形態では、アパーチャＡＰの近傍で活性種を発生させているため、汚染物ＣＣが堆積する場所における活性種の濃度が最も高くなり、汚染物ＣＣを効率的に除去することができる。
描画装置１００Ｅでは、基板に照射される荷電粒子線を計測するセンサー５０１に堆積した汚染物も除去することができる。センサー５０１は、基板を描画する前に、荷電粒子線のフォーカスや形状を計測する。センサー５０１は、例えば、ステージ１０９に配置され、ナイフエッジや蛍光体を用いた構造を有する。荷電粒子線のフォーカスや形状を計測する場合には、荷電粒子線がセンサー５０１に照射されるため、計測を重ねるにつれて、汚染物がセンサー５０１に堆積する。センサー５０１に汚染物が堆積すると、荷電粒子線のフォーカスや形状の計測精度が低下するため、荷電粒子線のフォーカスや形状を適切に調整することができず、正確な描画を行うことができなくなってしまう。従って、描画装置１００Ｅの装置性能を維持する（即ち、正確な描画を行う）ためには、センサー５０１に堆積した汚染物を除去する必要がある。
上述したように、アパーチャＡＰに堆積した汚染物ＣＣを除去する際には、ステージ１０９をアパーチャＡＰの下に移動させる。この際、センサー５０１がアパーチャＡＰの直下（即ち、荷電粒子線のフォーカスや形状を計測する際の計測位置）に位置するように、ステージ１０９を移動させる。かかる状態において、アパーチャＡＰに堆積した汚染物ＣＣを除去する除去処理を適用することで、アパーチャＡＰに堆積した汚染物ＣＣに加えて、センサー５０１に堆積した汚染物を除去することができる。
本実施形態では、センサー５０１がアパーチャＡＰの直下に位置しているかどうかに関わらず、以下に説明する効果を得ることができる。例えば、ステージ１０９がアパーチャＡＰの下に位置していない場合、第１空間ＳＰ１（の体積）が大きいため、エチレンガスとオゾンガスとが反応して発生した活性種の一部は、第１空間ＳＰ１に拡散することになる。従って、汚染物の除去レートが低くなってしまう。一方、ステージ１０９がアパーチャＡＰの下に位置している場合、活性種の拡散がステージ１０９によって抑制されるため、汚染物の除去レートを高くすることができる。このように、本実施形態では、汚染物の除去レートを高くすることができるため、汚染物の除去に要する時間を短くすることが可能であり、描画装置１００Ｅのスループットを向上させることができる。
また、本実施形態では、第２空間ＳＰ２にエチレンガスを供給し、第８空間ＳＰ８にオゾンガスを供給しているが、第２空間ＳＰ２にオゾンガスを供給し、第８空間ＳＰ８にエチレンガスを供給してもよい。
＜第６の実施形態＞
図６は、本発明の第６の実施形態における描画装置１００Ｆの構成を示す概略図である。描画装置１００Ｆは、描画装置１００Ｅと同様な構成を有する。描画装置１００Ｆは、描画装置１００Ｅと比較して、第８供給部１３０Ｈによってオゾンを供給する場所が異なる。
配管１３１Ｈは、フレキシブルな配管部分６０１を介して、ステージ１０９に接続される。また、配管１３１Ｈは、ステージ１０９の内部を通り、ステージ１０９の上面に形成されたガス噴出口６０２に接続されている。アパーチャＡＰに堆積した汚染物ＣＣを除去する際には、ガス噴出口６０２がアパーチャＡＰの直下に位置するように、ステージ１０９を移動させる。かかる状態において、第５の実施形態で説明した除去処理を適用することで、アパーチャＡＰに堆積した汚染物ＣＣを除去することができる。本実施形態では、ガス噴出口６０２をアパーチャＡＰの直下に位置させることが可能であるため、アパーチャＡＰに堆積した汚染物ＣＣの近傍で、エチレンガスとオゾンガスとを反応させて活性種を発生させることができる。従って、アパーチャＡＰに堆積した汚染物ＣＣをより効率的に除去することができる。
＜第７の実施形態＞
図７は、本発明の第７の実施形態における描画装置１００Ｇの構成を示す概略図である。描画装置１００Ｇは、描画装置１００Ｆと同様な構成を有する。本実施形態では、描画装置１００Ｇは、ステージ１０９とは別に、可動な物体である移動体７０３を有する。移動体７０３は、支持部７０１と、カップ部７０２とを含み、ステージチャンバ１１３に収納される。配管１３１Ｈは、支持部７０１及びカップ部７０２を貫通して、カップ部７０２に形成されたガス噴射口７０４に接続されている。
アパーチャＡＰに堆積した汚染物ＣＣを除去する際には、ステージ１０９がアパーチャＡＰの下から退避し、移動体７０３がアパーチャＡＰの下に配置される。この際、カップ部７０２とステージチャンバ１１３（の上面）との間に、第８空間ＳＰ８が定義される。かかる状態において、第５の実施形態で説明した除去処理を適用することで、アパーチャＡＰに堆積した汚染物ＣＣを除去することができる。
また、移動体７０３には、センサー５０１が配置されていてもよい。ここで、カップ部７０２に形成されたガス噴射口７０４の近傍にセンサー５０１を配置することで、アパーチャＡＰに堆積した汚染物ＣＣに加えて、センサー５０１に堆積した汚染物も除去することが可能となる。
本実施形態では、第５の実施形態で説明したように、移動体７０３によって、エチレンガスとオゾンガスとが反応して発生した活性種の拡散を抑制することができる。また、移動体７０３のカップ部７０２が凹形状を有しているため、活性種の拡散を更に抑制することができる。
描画装置１００Ｇでは、描画装置１００Ｆのように高速で移動するステージ１０９に配管１３１Ｈを接続させるのではなく、移動体７０３に配管１３１Ｈを接続させている。移動体７０３は、汚染物を除去する場合とセンサー５０１を使用する（荷電粒子線のフォーカスや形状を計測する）場合だけ移動させればよいため、配管１３１Ｈの耐久性を考慮する必要がなく、コストを削減することができる。また、配管１３１Ｈを引き回す頻度を少なくすることができるため、配管１３１Ｈのトラブルの可能性を低くすることができる。
なお、第１の実施形態乃至第７の実施形態において、オゾン発生器は、例えば、９５％以上の高濃度のオゾンを発生させることが好ましい。但し、オゾン発生器が数％の濃度のオゾンを発生させることしかできない場合であっても、汚染物ＣＣの除去効果を得ることができる。
また、各空間に供給された余剰のエチレンガス及びオゾンガス、及び、エチレンガスとオゾンガスとの反応で発生したケトン、アルデヒド、アルコールなどは、除害装置（不図示）によって燃焼（除害）され、炭素ガスや水などになって排気される。
また、不飽和炭化水素を含む気体は、エチレンガスに限定されるものではなく、炭素原子同士の二重結合又は三重結合を含む気体であればよい。かかる炭素原子同士の二重結合又は三重結合にオゾンガスが作用して、二重結合又は三重結合を開き、更に、それが分解されて活性種が発生する。具体的には、不飽和炭化水素を含む気体は、アセチレンガス、プロペンガス、或いは、ブテンガスであってもよい。
このように、描画装置１００Ａ乃至１００Ｇは、スループットや性能の低下を抑えて、正常な描画処理を行うことができるため、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に描画装置１００Ａ乃至１００Ｇを用いて潜像パターンを形成する工程（基板に描画を行う工程）と、かかる工程で潜像パターンを形成された基板を現像する工程（描画を行われた基板を現像する工程）とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含みうる。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、荷電粒子光学系の具体的な構成は、第１の実施形態で説明した構成に限定されるものではなく、パターンを基板に描画することが可能な構成であればよい。また、エチレン発生器は、エチレンガスボンベ等のエチレン供給源としうる。

Claims (16)

  1. 荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、
    前記荷電粒子線が通過する開口を含む第１部材と、
    前記第１部材によって仕切られた第１空間及び第２空間を有するチャンバと、
    前記第１空間に不飽和炭化水素を含む第１気体を供給する第１供給部と、前記第２空間にオゾンを含む第２気体を供給する第２供給部とを含み、前記第１気体と前記第２気体との反応で発生した活性種によって前記第１部材に堆積した汚染物を除去する除去機構と、
    を有することを特徴とする描画装置。
  2. 前記第１空間及び前記第２空間の少なくとも一方の圧力を調整する調整部と、
    前記第１空間と前記第２空間との間に圧力差が形成されるように、前記調整部を制御する制御部と、
    を有することを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
  3. 前記第１空間及び前記第２空間の一方に配置され、前記基板を保持して移動するステージを有し、
    前記制御部は、前記第１空間及び前記第２空間の他方の圧力が前記一方の圧力より高くなるように、前記調整部を制御する、ことを特徴とする請求項２に記載の描画装置。
  4. 前記制御部は、前記圧力差が時間の経過とともに変化するように、前記調整部を制御する、ことを特徴とする請求項２に記載の描画装置。
  5. 前記制御部は、前記第１空間の圧力と前記第２空間の圧力との大小関係が時間の経過とともに反転するように、前記調整部を制御する、ことを特徴とする請求項４に記載の描画装置。
  6. 前記第１部材は、荷電粒子光学系を構成する電極部材、荷電粒子線を複数の荷電粒子線に分割するためのアパーチャアレイ部材、及び、荷電粒子線をブランキングするためのアパーチャ部材の少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の描画装置。
  7. 前記第１空間及び前記第２空間の一方に配置され、前記荷電粒子線を生成する荷電粒子線を有し、
    前記制御部は、前記第１空間及び前記第２空間の他方の圧力が前記一方の圧力より高くなるように、前記調整部を制御する、ことを特徴とする請求項２に記載の描画装置。
  8. 前記荷電粒子線が通過する開口を含む第２部材を有し、
    前記第１供給部は、前記第２部材によって仕切られた第３空間を介して、前記第１空間に前記第１気体を供給する、ことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
  9. 前記荷電粒子線が通過する開口を含む第２部材を有し、
    前記第２供給部は、前記第２部材によって仕切られた第３空間を介して、前記第２空間に前記第２気体を供給する、ことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
  10. 前記荷電粒子線が通過する開口を含む第２部材を有し、
    前記除去機構は、前記第２部材によって仕切られた第３空間を介して、前記第１空間に不活性ガスを含む第３気体を供給する供給部を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
  11. 前記荷電粒子線が通過する開口を含む第２部材を有し、
    前記除去機構は、前記第２部材によって仕切られた第３空間を介して、前記第２空間に不活性ガスを含む第３気体を供給する供給部を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
  12. 前記第１空間及び前記第２空間の一方の空間に配置され、前記一方の空間を、前記一方の空間に隣接する第４空間と、その外側の第５空間とに分離する第３部材を有し、
    前記除去機構は、前記第１気体及び前記第２気体のうち前記一方の空間に対応する気体を前記第４空間に供給する供給部を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
  13. 前記第３部材は、可動な物体である、ことを特徴とする請求項１２に記載の描画装置。
  14. 前記可動な物体は、ステージである、ことを特徴とする請求項１３に記載の描画装置。
  15. 前記第３部材は、前記荷電粒子線を計測するセンサーを有する、ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の描画装置。
  16. 請求項１乃至１５のうちいずれか１項に記載の描画装置を用いて基板に描画を行う工程と、
    前記工程で描画を行われた前記基板を現像する工程と、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。
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