JP6953276B2

JP6953276B2 - 描画装置およびその制御方法

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Publication number: JP6953276B2
Application number: JP2017208463A
Authority: JP
Inventors: 橋怜中; 田薫鶴
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Description

本発明による実施形態は、描画装置およびその制御方法に関する。

微細な回路パターンをウェハに転写するためのマスクやテンプレートの製造には、電子ビーム等の荷電粒子ビームを用いた荷電粒子ビーム描画装置が用いられる。電子ビーム描画装置において描画を行うと、電子ビームの照射位置が変化する等の電子ビームの変動が発生し、描画パターンを劣化させることが知られている。電子ビームの照射位置のずれはビームドリフトと呼ばれているが、発生原因の一つとして、例えば、次のような現象が挙げられている。

例えば、電子ビームを形成するために略真空にされた電子ビーム描画装置においても、ハイドロカーボン（Ｃ_ｎＨ_ｍ）系のガスが微量ながら含まれている。このようなガスの発生源は装置内の部品やレジスト等が挙げられ、完全に無くすことは難しい。そして、照射された電子ビーム（またはその散乱電子）と上述のガスとが反応し、電子ビーム描画装置内の偏向器等の電子光学系の部品表面に汚染物が形成される。このような汚染物に電荷が蓄積すると、蓄積される電荷量の差によって電界が発生し、照射される電子ビームはこの電界によって偏向される。その結果、電子ビームの照射位置が変動することになる。

このような照射位置ずれの問題に対し、電子ビーム描画装置内の汚染物を低減させる方法として、オゾン（Ｏ_３）やラジカルを含んだガス（以下、クリーニングガス）によって装置内をクリーニングする方法が知られている。この方法では、電子ビーム描画装置内にクリーニングガスを導入し、オゾンやラジカルと汚染物とを反応させ、汚染物を揮発性のガスに変化させてその除去を行っている。

特開２００８−１９８８９５号公報特開２０１５−１５３７６３号公報

しかし、クリーニングガスの導入は装置内の汚染を抑制することができるが、装置内におけるクリーニングガスの圧力の変動が電子光学系のフォーカスずれを引き起こす。通常、描画中において装置内の圧力は略一定になるよう制御されているものの、例えば、クリーニングガス生成部が異常を検知してクリーニングガスの供給を停止した場合に、装置内の圧力を維持できないおそれがある。このような場合、描画中に電子光学系のフォーカスずれが生じ、マスクの描画精度を劣化させてしまう。

この問題に対して、装置内の圧力に基づいて電子ビームの照射量やフォーカスを制御あるいは補正することが考えられる（特許文献１、２）。しかし、装置内の圧力に基づいて電子ビームを制御することは容易でなく、そのような機能を装置に導入することは実際には困難である。

そこで、本実施形態は上述した課題を克服し、装置内の圧力を所定範囲内に維持し、描画精度の劣化を容易に抑制することができる描画装置およびその制御方法を提供する。

本実施形態による描画装置は、処理対象に荷電粒子ビームを照射し、該処理対象に所定のパターンを描画する描画部と、描画部に供給されるクリーニングガスを生成するクリーニングガス生成部と、クリーニングガス生成部と描画部との間に設けられ、描画部へのガスの供給量を調節する第１バルブと、描画部内の圧力を測定する第１圧力計と、クリーニングガス生成部と第１バルブとの間に供給される補償ガスを導入する補償ガス導入部と、補償ガス生成部と第１バルブとの間に設けられ、補償ガスの供給量を調節する第２バルブと、第１および第２バルブを制御する制御部とを備え、制御部は、クリーニングガスが所定の流量で描画部に供給されるように第１バルブを制御し、クリーニングガスの供給流量の低下により第１圧力計で圧力低下を検知したとき、描画部内が所定の圧力になるように第２バルブを制御する。

クリーニングガスは、オゾンガスであり、補償ガスは、不活性ガスまたは酸素ガスであってもよい。

クリーニングガス生成部から供給されるクリーニングガスの流量を計測する流量計または圧力を測定する第２圧力計をさらに備え、描画部内の圧力が閾値以下となった場合、クリーニングガス生成部がクリーニングガスの生成を停止した場合、及び、クリーニングガス生成部から供給されるクリーニングガスの流量または第２圧力計において圧力の低下を検知した場合の少なくともいずれかの場合に、制御部は、補償ガスを供給するように第２バルブを制御してもよい。

クリーニングガス生成部から供給されるクリーニングガスの流量変動を検知する流量計またはクリーニングガス生成部内の圧力を検知する第２圧力計をさらに備え、クリーニングガス生成部がクリーニングガスの生成を再開した場合、および、クリーニングガス生成部から供給されるクリーニングガスの流量またはクリーニングガス生成部内の圧力が閾値を超えた場合の少なくともいずれかにおいて、制御部は、補償ガスの供給を停止するように第２バルブを制御してもよい。

処理対象に荷電粒子ビームを照射し、該処理対象に所定のパターンを描画する描画部を備える描画装置の制御方法であって、クリーニングガスが所定流量で描画部に供給されるように第１バルブを制御し、クリーニングガスの供給量または前記描画部内の圧力低下を検知したとき、前記描画部内が所定の圧力になるように補償ガスを供給することを具備する。

第１実施形態の電子ビーム描画装置の構成を示す図。オゾン生成器から電子鏡筒までの構成をより詳細に示す図。本実施形態による描画装置の制御方法の一例を示すフロー図。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

以下に示す本実施形態では、描画装置の一例として、荷電粒子銃を備えた電子ビーム描画装置の構成について説明する。但し、ビームは、電子ビームに限定するものではなく、イオンビーム等の他の荷電粒子を用いたビームでも構わない。

図１は、第１実施形態の電子ビーム描画装置の構成を示す図である。図１において、電子ビーム描画装置（以下描画装置）１００は、可変成形型の電子ビーム描画装置の一例であり、描画部１５０と制御演算部１６０とを備えている。

描画部１５０は、電子鏡筒１０２と、描画室１０３とを備えている。

電子鏡筒１０２は、内部を略真空雰囲気に保持することができ、電子鏡筒１０２内には、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、成形アパーチャ２０３、２０６、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、対物レンズ２０７、偏向器２０８、２０９等が配置されている。

照明レンズ２０２、投影レンズ２０４および対物レンズ２０７は、いずれも励磁を変えて電子ビームを収束させ、結像位置（照射位置）を調節する電磁レンズである。これらは、図１に示すように、電子銃２０１の配置された上流側の一端から、後述するステージ１０５のある下流側に向けて、電子ビーム２００の軸方向に配列されている。

照明レンズ２０２は、電子銃２０１から出射された電子ビーム２００を成形アパーチャ２０３に照明する。成形アパーチャ２０３で成形された電子ビーム２００は、さらに投影レンズ２０４で成形アパーチャ２０６に投影される。成形アパーチャ２０６上での成形アパーチャ像の位置は、成形偏向器２０５で制御される。これにより、電子ビームの形状と寸法が変化する。成形アパーチャ２０６を透過した電子ビーム２００は、対物レンズ２０７で照射位置合わせが行われた後、偏向器２０８、２０９で偏向される。電子ビーム２００は偏向器２０８で、照射位置の修正が行われ、その後、描画室１０３に載置された試料２１６に照射される。

描画室１０３の内部には、ステージ１０５が配置されている。ステージ１０５は、制御部１１０によって、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に駆動される。ステージ１０５上には、処理対象となるマスク２１６が載置される。マスク２１６は、例えば、石英等のマスク基板上に、クロム（Ｃｒ）膜やモリブデンシリコン（ＭｏＳｉ）膜等の遮光膜が形成され、さらにその上にレジスト膜が形成されたものでよい。このレジスト膜上に、電子ビーム２００によって所定のパターンを描画する。マスク２１６は、例えば、まだ何もパターンが形成されていないマスクブランクスであってもよい。

制御演算部１６０は、制御部１１０と、オゾン生成器１６１と、真空ポンプ１６２、第１ピエゾバルブ１６３と、窒素ガス供給部１６４と、第２ピエゾバルブ１６５と、圧力計１６６と、オゾンガスバッファ１６７と、圧力計１６８と、流量計１６９とを備えている。尚、図１において、実線はガスの流れまたは配管を示し、破線は信号の流れを示す。

制御部１１０は、圧力計１６６、１６８および流量計１６９からの圧力や流量の情報を受け取り、それに基づいて、描画部１５０および制御演算部１６０内の各構成要素を制御する。

クリーニングガス生成部としてのオゾン生成器１６１は、電子鏡筒１０２内に供給されるオゾンを生成する。オゾン生成器１６１は、高純度のオゾンを高いガス圧で発生させることが可能であり、例えば、１０００Ｐａ程度のガス圧の高純度オゾンガスを生成させる。オゾン生成器１６１は、オゾンガスバッファ１６７および第１ピエゾバルブ１６３を介して電子鏡筒１０２に配管接続されている。

オゾン生成器１６１は、その内部に圧力計および流量計（図２の１７１、１７２）を有し、内部におけるオゾンガスの圧力および供給量を監視している。オゾン生成器１６１は、その内部のオゾンガス圧力や供給量が異常値（上限閾値）に達した場合に、オゾンガスの生成を自動で停止する機能を有する。一般に、オゾンガスは活性ガスであり外部に漏れると危険である。従って、安全性を考慮し、異常が発生した場合には、オゾン生成器１６１は、オゾンガスの生成を自動で停止するように構成されている。

第１ピエゾバルブ１６３は、オゾン生成器１６１と電子鏡筒１０２との間の配管に設けられる。第１ピエゾバルブ１６３は、ピエゾアクチュエータで駆動するバルブであり、制御部１１０の制御によりオゾン生成器１６１から電子鏡筒１０２内に導入されるオゾンガスの供給量（流量）を調節する。

真空ポンプ１６２は、例えば、拡散ポンプ等である。オゾン生成器１６１から第１ピエゾバルブ１６３に向かう配管は途中で分岐され、その分岐された配管が真空ポンプ１６２に接続している。真空ポンプ１６２は、オゾン生成器１６１で生成されたオゾンガスのうち、第１ピエゾバルブ１６３によって制限されて電子鏡筒１０２内に導入されなかったオゾンガスを排気する。

補償ガス供給部としての窒素ガス供給部１６４は、オゾン生成器１６１と第１ピエゾバルブ１６３との間の配管に第２ピエゾバルブ１６５を介して接続されており、第２ピエゾバルブ１６５および第１ピエゾバルブ１６３を介して電子鏡筒１０２に配管接続されている。窒素ガス供給部１６４は、描画装置のパージにも用いられ、例えば、液体窒素等から窒素ガスを生成する工場設備に設けられた配管であって、窒素ガスを供給する。尚、本実施形態において、補償ガスとして不活性ガスである窒素ガスを用いている。しかし、補償ガスは、窒素以外の不活性ガス、あるいは、酸素（Ｏ_２）ガスであってもよい。

第２ピエゾバルブ１６５は、窒素ガス供給部１６４と第１ピエゾバルブ１６３との間の配管に設けられ、窒素ガスの供給量を調節する。第２ピエゾバルブ１６５は、ピエゾアクチュエータで駆動するバルブである。第２ピエゾバルブ１６５は、制御部１１０の制御を受けて、オゾン生成器１６１またはオゾンガスバッファ１６７と第１ピエゾバルブ１６３との間の配管に導入される窒素ガスの供給量（流量）を調節する。

第１圧力計としての圧力計１６６は、電子鏡筒１０２の内部の圧力を測定（検知）するように電子鏡筒１０２内に設けられている。圧力計１６６は、制御部１１０に通信可能に接続され、圧力の測定値を制御部１１０に出力する。

オゾンガスバッファ１６７は、オゾン生成器１６１と第１ピエゾバルブ１６３との間に設けられ、オゾンガスを一時的に貯留する。オゾンガスバッファ１６７は、オゾンガスを第１ピエゾバルブ１６３に安定して供給するために設けられている。オゾンガスバッファ１６７は、オゾン生成器１６１とともに、クリーニングガス生成部の一部とみなしてもよい。

圧力計（第２圧力計）１６８は、オゾンガスバッファ１６７に設けられており、オゾンガスバッファ１６７内のクリーニングガスの圧力を測定する。圧力計１６８は、制御部１１０に通信可能に接続され、圧力の測定値を制御部１１０に送信する。尚、圧力計１６８は、オゾン生成器１６１とオゾンガスバッファ１６７との間の配管に設けられていてもよい。この場合、圧力計１６８は、その配管内の圧力を測定し、その測定値を制御部１１０へ送信する。

流量計１６９は、オゾンガスバッファ１６７に設けられており、オゾンガスバッファ１６７内のクリーニングガスの流量を測定する。流量計１６９は、制御部１１０に通信可能に接続され、流量の測定値を制御部１１０に送信する。尚、流量計１６９は、オゾン生成器１６１とオゾンガスバッファ１６７との間の配管に設けられていてもよい。この場合、流量計１６９は、その配管を流れるガスの流量を測定し、その測定値を制御部１１０へ送信する。

図２は、オゾン生成器から電子鏡筒までの構成をより詳細に示す図である。図２を参照して、第１および第２ピエゾバルブ１６３、１６５等の機能を説明する。

圧力計１６６は、電子鏡筒１０２内の圧力を測定し、圧力の測定値を制御部１１０に送信する。制御部１１０は、圧力計１６６からの圧力測定値に基づいて、第１ピエゾバルブ１６３をフィードバック制御する。第１ピエゾバルブ１６３は、電子鏡筒１０２内の圧力が、電子ビーム２００の形成のために好ましい所定範囲、例えば、１０^−４Ｐａ〜１０^−５Ｐａの範囲内となるように、オゾンガスの導入量の調整を行う。即ち、第１ピエゾバルブ１６３は、電子鏡筒１０２内の圧力を所定範囲に維持するように、オゾン生成器１６１から供給されたオゾンガスのうち一部（少量）を電子鏡筒１０２内へ導入する。このように、オゾンガスの導入量を調整することで、電子鏡筒１０２内の圧力が所定範囲に維持される。オゾンガスを電子鏡筒１０２内に導入することにより、オゾンガスを汚染物と反応させ、電子鏡筒１０２内の汚染物を低減させることができる。例えば、電子鏡筒１０２内のオゾンガスと電子ビーム２００とを衝突させてオゾンガスを酸素と活性酸素とに分離させる。そして、分離した活性酸素によってマスク上や装置内の各部品の表面に付着する汚染物と反応させて、例えば、一酸化炭素ガス、二酸化炭素および水等として蒸発させることができる。これにより、電子鏡筒１０２を大気開放することなく、電子鏡筒１０２内の汚染物を除去することができる。

オゾン生成器１６１は、オゾンガスを発生させてオゾンガスを流通させることにより、劣化のない高純度のオゾンガスを電子鏡筒１０２に導入することが好ましい。そのため、真空ポンプ１６２は、第１ピエゾバルブ１６３により制限されて過剰となったオゾンガスを排気する。その結果、オゾン生成器１６１、第１ピエゾバルブ１６３および真空ポンプ１６２は、オゾンガスの発生状態を維持するとともに、所定の流量のオゾンガスを電子鏡筒１０２に供給することができる。

一方、オゾン生成器１６１は、圧力計１７１と、流量計１７２とを有する。圧力計１７１は、オゾン生成器１６１の内部で生成されるオゾンガスの圧力を測定する。流量計１７２は、オゾン生成器１６１からオゾンガスバッファ１６７へ供給されるオゾンガスの流量を測定する。オゾン生成器１６１は、圧力計１７１および流量計１７２を用いて、その内部圧力およびオゾンガスの流量を監視し、その圧力や流量が異常値（上限閾値）に達した場合に、オゾンガスの生成を自動で停止する。

ここで、オゾン生成器１６１からのオゾンガスの供給が停止すると、配管内のオゾンガスの圧力が低下し、第１ピエゾバルブ１６３を調節しても、オゾンガスが電子鏡筒１０２へ充分に供給されない。従って、電子鏡筒１０２内の圧力を所定範囲内に維持することが困難になってしまう。電子鏡筒１０２内の圧力が大きく低下して所定範囲から外れると、上述の通り、電子鏡筒１０２内の電子光学系のフォーカスずれを引き起こし、マスクの描画精度を劣化させてしまう。

そこで、本実施形態において、オゾンガスの供給が電子鏡筒１０２内の圧力を所定範囲内に維持するほど充分でない場合に、制御部１１０は、第２ピエゾバルブ１６５を空けて窒素ガスを第１ピエゾバルブ１６３とオゾンガスバッファ１６７との間の配管に供給する。即ち、第２ピエゾバルブ１６５は、オゾンガスの代わりに窒素ガスを供給し、配管内のガスの圧力を上昇させる。例えば、圧力計１６８で測定された圧力値が所定範囲の下限（閾値）を下回ったとき、制御部１１０は、第２ピエゾバルブ１６５を空けて窒素ガスを供給する。これにより、窒素ガスが配管に供給され、配管内のガスの圧力が上昇する。これにより、制御部１１０は、第１ピエゾバルブ１６３を調節することで、電子鏡筒１０２内のガスの圧力を所定範囲内に維持することが可能となる。

このとき、電子鏡筒１０２には、オゾンガスと窒素ガスとの混合ガスが供給されることになる。しかし、電子光学系のフォーカスは、電子鏡筒１０２内に供給されるガス種よりも電子鏡筒１０２内のガス圧に大きく依存する。従って、本実施形態のように窒素ガスの補償によって電子鏡筒１０２内のガスの圧力を維持すれば、描画中に電子光学系のフォーカスがずれることを抑制することができる。

また、オゾンガス等の活性ガスに対して、補償ガスとして添加される窒素ガスは、比較的安全性の高いガスである。従って、描画装置１００の安全性を維持しながら、電子鏡筒１０２内のガスの圧力を維持することができる。補償ガスは、窒素ガスに代えて、他の不活性ガスや酸素ガスでもよい。

一方、オゾン生成器１６１が復帰し、オゾンガスの生成を再開した場合、窒素ガスの補償が不要となるので、制御部１１０は、窒素ガスの供給を停止するように第２ピエゾバルブ１６５を閉じる。オゾンガスの生成再開は、オゾン生成器１６１におけるオゾンガスの生成動作の実行／停止を示す状態信号、オゾン生成器１６１の内部で生成されるオゾンガスの圧力、あるいは、オゾン生成器１６１からオゾンガスバッファ１６７へ供給されるオゾンガスの流量によって知ることができる。

従って、制御部１１０は、オゾン生成器１６１におけるオゾンガスの生成動作の実行／停止を示す状態信号を受けて、この状態信号が「停止」から「実行」に切り替わったときに、窒素ガスの供給を停止するために第２ピエゾバルブ１６５を閉じてもよい。あるいは、制御部１１０は、圧力計１７１からの圧力値を受けて、オゾン生成器１６１内のオゾンガスの圧力が閾値を超えたときに、窒素ガスの供給を停止するために第２ピエゾバルブ１６５を閉じてもよい。さらに、制御部１１０は、流量計１７２からの流量値を受けて、オゾン生成器１６１から供給されるオゾンガスの流量が閾値を超えたときに、窒素ガスの供給を停止するために第２ピエゾバルブ１６５を閉じてもよい。

このように、オゾン生成器１６１がオゾンガスを充分に供給することができる場合には、制御部１１０は、第２ピエゾバルブ１６５を閉じ、第１ピエゾバルブ１６３からオゾンガスを電子鏡筒１０２内に供給する。これにより、電子鏡筒１０２内の圧力を維持しつつ、電子鏡筒１０２内の汚染物を可及的に効率良く除去することができる。

次に、本実施形態による描画装置１００の制御方法を説明する。

図３は、本実施形態による描画装置の制御方法の一例を示すフロー図である。
本実施形態では、まず、オゾン生成器１６１が正常に駆動され、オゾン生成器１６１からの状態信号が実行状態である場合（Ｓ１０のＹＥＳ）、電子鏡筒１０２内にオゾンガスが導入される（Ｓ２０）。このとき、オゾン生成器１６１、真空ポンプ１６２および第１ピエゾバルブ１６３が駆動され、電子鏡筒１０２内にオゾンガスが導入される。
制御部１１０は、電子鏡筒１０２内の圧力を圧力計１６６から取得し、電子鏡筒１０２内のオゾンガスの圧力を調整する（Ｓ３０）。

圧力計１６６からの圧力値が所定範囲内にある場合、（Ｓ４０のＹＥＳ）、描画装置１００は、ステップＳ１０〜Ｓ３０を継続する。つまり、制御部１１０は、圧力計１６６からの圧力値に基づいて、第１ピエゾバルブ１６３を制御することによって電子鏡筒１０２内の圧力を継続的に制御する。このとき、制御部１１０は、第２ピエゾバルブ１６５を閉じたままとする。

電子鏡筒１０２内の圧力を所定範囲内に維持しつつ、電子銃２０１がステージ１０５上のマスク２１６に向けて電子ビーム２００を照射する。これにより、マスク２１６に対してパターンが描画される。ステップＳ１０〜Ｓ４０は、繰り返し実行される。

一方、圧力計１６６からの圧力値が所定範囲内にない場合、（Ｓ４０のＮＯ）、制御部１１０は、第１ピエゾバルブ１６３でオゾンガスの供給量をさらに調整可能か否かを判定する（Ｓ５０）。第１ピエゾバルブ１６３でオゾンガスの供給量をさらに調整可能である場合（Ｓ５０のＹＥＳ）、ステップＳ３０へ戻り、制御部１１０は、オゾンガスで鏡筒１０２内の圧力を調整する。

ステップＳ１０において、オゾン生成器１６１が正常に駆動せず、オゾン生成器１６１からの状態信号が実行状態になっていない場合（Ｓ１０のＮＯ）、あるいは、オゾンガスの供給量をこれ以上調整できない場合（Ｓ５０のＮＯ）、制御部１１０は、第２ピエゾバルブ１６５を開き、窒素ガスを第１ピエゾバルブ１６３とオゾンガスバッファ１６７との間の配管に供給（補償）し、窒素ガスで電子鏡筒１０２内の圧力を調整する（Ｓ６０）。これにより、オゾンガスに代えて、あるいは、オゾンガスとともに、窒素ガスを電子鏡筒１０２内に供給する。依然として圧力計１６６からの圧力値が所定範囲内でない場合（Ｓ７０のＮＯ）、制御部１１０は、第２ピエゾバルブ１６５を調節して、窒素ガスの供給量を増大させて電子鏡筒１０２内の圧力を調整する。尚、このとき、第１ピエゾバルブ１６３も、電子鏡筒１０２内の圧力を調整するために、第２ピエゾバルブ１６５とともに制御される。

圧力計１６６からの圧力値が所定範囲内になった場合（Ｓ７０のＹＥＳ）、制御部１１０は、オゾン生成器１６１が正常に駆動するまで、窒素ガスを電子鏡筒１０２内に供給しつつ、圧力計１６６からの圧力値に基づいて第１ピエゾバルブ１６３をフィードバック制御し、電子鏡筒１０２内の圧力を所定範囲内に維持する（Ｓ８０のＮＯ）。これにより、制御部１１０は、電子鏡筒１０２内の圧力を所定範囲内に維持することができる。このとき、制御部１１０は、ステップＳ１０〜Ｓ４０と同様に、圧力計１６６からの圧力値に基づいて第２ピエゾバルブ１６３をフィードバック制御することによって、電子鏡筒１０２内の圧力を所定範囲内に維持することができる。即ち、制御部１１０は、第２ピエゾバルブ１６５の調節をして窒素ガスを供給するが、他の構成要素の制御については正常動作の制御と同様でよい。これにより、電子鏡筒１０２内の圧力が所定範囲内に維持されるので、描画中に電子光学系のフォーカスずれは抑制され得る。

ステップＳ６０〜Ｓ８０は、オゾン生成器１６１が復帰するまで実行される（Ｓ８０のＮＯ）。

オゾン生成器１６１が復帰し、オゾン生成器１６１からの状態信号が実行状態になった場合（Ｓ８０のＹＥＳ）、制御部１１０は、窒素ガスの供給を停止するように第２ピエゾバルブ１６５を閉じる（Ｓ９０）。このとき、制御部１１０は、電子鏡筒１０２内の圧力が所定範囲から外れないように、圧力計１６６からの圧力値を受けて、第１および第２ピエゾバルブ１６３、１６５を制御する。従って、窒素ガスの供給を停止することによって、電子鏡筒１０２内の圧力が所定範囲から外れることの無いように、制御部１１０は、オゾンガスの供給を調節しながら第２ピエゾバルブ１６５を徐々に閉じる。
窒素ガスの供給停止後、ステップＳ２０へ戻り、制御部１１０は、オゾンで電子鏡筒１０２内の圧力を調整する（Ｓ２０〜Ｓ４０）。

上述の通り、オゾン生成器１６１が復帰したか否かの判断は、上記状態信号に代えて、圧力計（第２圧力計）１７１からの圧力値や流量計１７２からの流量値を用いてもよい。この場合、制御部１１０は、圧力計１７１からの圧力値が閾値を超えたときに、窒素ガスの供給を停止するために第２ピエゾバルブ１６５を制御してもよい。あるいは、制御部１１０は、流量計１７２からの流量値が閾値を超えたときに、窒素ガスの供給を停止するために第２ピエゾバルブ１６５を制御してもよい。

さらに、オゾン生成器１６１が復帰したか否かの判断は、状態信号、圧力計１７１からの圧力値、および、流量計１７２からの流量値のいずれか２つ以上を組み合わせて判断してもよい。この場合、制御部１１０は、オゾン生成器１６１の復帰をより正確に判断することができる。

以上のように本実施形態による描画装置１００は、電子鏡筒１０２へのガス供給量を調節する第１ピエゾバルブ１６３の他に、オゾン生成器１６１から第１ピエゾバルブ１６３までに配管に窒素ガスを供給する第２ピエゾバルブを備えている。そして、オゾンガスの供給だけでは電子鏡筒１０２内の圧力が低下し、圧力を所定範囲内に維持できない場合に、制御部１１０は、窒素ガスを供給するように第２ピエゾバルブ１６５を制御する。これにより、オゾン生成器１６１が異常を検知してオゾンガスの生成を停止した場合であっても、制御部１１０は、第２ピエゾバルブ１６５から窒素ガスを供給することにより、電子鏡筒１０２内のガスの圧力を所定範囲内に維持することができる。このとき、制御部１１０は、圧力計１６６および第１ピエゾバルブ１６３を用いて通常動作と同様に電子鏡筒１０２内のガスの圧力をフィードバック制御すればよい。

このように、電子鏡筒１０２内の圧力に基づいてガスの供給量を制御することは、電子ビームの照射量やフォーカスを制御あるいは補正することと比較して容易である。従って、本実施形態による描画装置は、電子鏡筒１０２内の圧力を所定範囲内に維持しつつ、描画精度の劣化を容易に抑制することができる。

また、オゾン生成器１６１が復帰した場合には、制御部１１０は、オゾン生成器１６１からの状態信号、圧力計１７１からの圧力値、または、流量計１７２からの流量値に基づいて、窒素ガスの供給を停止するように第２ピエゾバルブ１６５を制御する。これにより、制御部１１０は、オゾン生成器１６１の復帰後に、窒素ガスの供給を適切に停止することができる。

（変形例１）
上記実施形態では、制御部１１０は、オゾン生成器１６１からの状態信号、圧力計１７１からの圧力値、または、流量計１７２からの流量値を用いてオゾン生成器１６１の復帰を判断している。これに対し、本変形例１では、制御部１１０は、オゾンガスバッファ１６７内の圧力値あるいはオゾンガスバッファ１６７から供給されるオゾンガスの流量を用いてオゾン生成器１６１の復帰を判断する。

例えば、オゾンガスバッファ１６７は、圧力計１６８と、流量計１６９とを備えている。圧力計１６８は、オゾンガスバッファ１６７内の圧力を測定する。流量計１６９は、オゾンガスバッファ１６７から供給されるオゾンガスの流量を測定する。

図３のステップＳ６０において、制御部１１０は、オゾンガスバッファ１６７内の圧力が閾値を超えた場合にオゾン生成器１６１がオゾンの生成を再開したと判断してよい。あるいは、制御部１１０は、オゾンガスバッファ１６７から供給されるオゾンガスの流量が閾値を超えた場合にオゾン生成器１６１がオゾンの生成を再開したと判断してよい。このように制御しても、本実施形態の効果は失われない。

（変形例２）
上記実施形態では、制御部１１０は、圧力計１６８で測定された圧力値が所定範囲の閾値を下回ったとき、第２ピエゾバルブ１６５を空けて窒素ガスを供給する。これに対し、変形例２において、制御部１１０は、オゾン生成器１６１からの状態信号、圧力計１７１からの圧力値、または、流量計１７２からの流量値を用いて窒素ガスの供給を開始する。

例えば、図３のステップＳ６０において、制御部１１０は、オゾン生成器１６１の状態信号が「実行」から「停止」に切り替わったときに、第２ピエゾバルブ１６５を空けて窒素ガスを供給してもよい。あるいは、制御部１１０は、圧力計１７１からの圧力値が閾値より下回ったときに、第２ピエゾバルブ１６５を空けて窒素ガスを供給してもよい。さらに、制御部１１０は、流量計１７２からの流量値が閾値より下回ったときに、第２ピエゾバルブ１６５を空けて窒素ガスを供給してもよい。

このように、制御部１１０は、圧力計１６６からの圧力値に代えて、オゾン生成器１６１からの状態信号、圧力計１７１からの圧力値、または、流量計１７２からの流量値に基づいてオゾン生成器１６１の異常を判断し、窒素ガスの供給を開始してもよい。

さらに、変形例２において、制御部１１０は、オゾン生成器１６１からの状態信号、圧力計１７１からの圧力値、または、流量計１７２からの流量値に代えて、オゾンガスバッファ１６７内の圧力値あるいはオゾンガスバッファ１６７から供給されるオゾンガスの流量を用いてオゾン生成器１６１の異常を判断してもよい。
なお、流量、圧力は必ずしも絶対値が測定される必要はなく、相対値、変動値が測定されてもよい。また、必ずしも値を測定する必要はなく、変動が検知されればよい。

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。これら実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。

１００電子ビーム描画装置（描画装置）、１５０描画部、１６０制御演算部、１０２電子鏡筒、１０３描画室、１１０制御部、１６１オゾン生成器、１６２真空ポンプ、１６３第１ピエゾバルブ、１６４窒素ガス供給部、１６５第２ピエゾバルブ、１６６圧力計、１６７オゾンガスバッファ、１６８圧力計、１６９流量計、１７１圧力計、１７２流量計

Claims

処理対象に荷電粒子ビームを照射し、該処理対象に所定のパターンを描画する描画部と、
前記描画部に供給されるクリーニングガスを生成するクリーニングガス生成部と、
前記クリーニングガス生成部と前記描画部との間に設けられ、前記描画部へのガスの供給量を調節する第１バルブと、
前記描画部内の圧力を測定する第１圧力計と、
前記クリーニングガス生成部と前記第１バルブとの間に供給される補償ガスを導入する補償ガス導入部と、
前記補償ガス生成部と前記第１バルブとの間に設けられ、前記補償ガスの供給量を調節する第２バルブと、
前記第１および第２バルブを制御する制御部と、
前記クリーニングガス生成部から供給される前記クリーニングガスの流量を計測する流量計または前記クリーニングガス生成部内の圧力を測定する第２圧力計とを備え、
前記制御部は、前記クリーニングガスが所定の流量で前記描画部に供給されるように前記第１バルブを制御し、
前記描画部内の圧力が閾値以下となった場合、前記クリーニングガス生成部が前記クリーニングガスの生成を停止した場合、及び、前記クリーニングガス生成部から供給される前記クリーニングガスの流量または前記第２圧力計において前記クリーニングガス生成部内の圧力の低下を検知した場合の少なくともいずれかにおいて、前記制御部は、前記補償ガスを供給して前記描画部内が所定の圧力になるように前記第２バルブを制御する、描画装置。
処理対象に荷電粒子ビームを照射し、該処理対象に所定のパターンを描画する描画部と、
前記描画部に供給されるクリーニングガスを生成するクリーニングガス生成部と、
前記クリーニングガス生成部と前記描画部との間に設けられ、前記描画部へのガスの供給量を調節する第１バルブと、
前記描画部内の圧力を測定する第１圧力計と、
前記クリーニングガス生成部と前記第１バルブとの間に供給される補償ガスを導入する補償ガス導入部と、
前記補償ガス生成部と前記第１バルブとの間に設けられ、前記補償ガスの供給量を調節する第２バルブと、
前記第１および第２バルブを制御する制御部と、
前記クリーニングガス生成部から供給される前記クリーニングガスの流量変動を検知する流量計または前記クリーニングガス生成部内の圧力を検知する第２圧力計とを備え、
前記制御部は、前記クリーニングガスが所定流量で前記描画部に供給されるように前記第１バルブを制御し、
前記クリーニングガス生成部が前記クリーニングガスの生成を再開した場合、および、前記クリーニングガス生成部から供給される前記クリーニングガスの流量または前記クリーニングガス生成部内の圧力が閾値を超えた場合の少なくともいずれかにおいて、前記制御部は、前記補償ガスの供給を停止して前記描画部内が所定圧力になるように前記第２バルブを制御する、描画装置。
前記クリーニングガスは、オゾンガスであり、
前記補償ガスは、不活性ガスまたは酸素ガスである、請求項１または請求項２に記載の描画装置。
処理対象に荷電粒子ビームを照射し、該処理対象に所定のパターンを描画する描画部と、クリーニングガスを生成するクリーニングガス生成部と、前記クリーニングガス生成部と前記描画部との間に設けられた第１バルブと、前記クリーニングガス生成部と前記第１バルブとの間に供給される補償ガスを導入する補償ガス導入部と、前記補償ガス生成部と前記第１バルブとの間に設けられた第２バルブと、前記第１および第２バルブを制御する制御部とを備える描画装置の制御方法であって、
クリーニングガスが所定流量で前記描画部に供給されるように前記第１バルブを制御し、
前記描画部内の圧力が閾値以下となった場合、前記クリーニングガス生成部が前記クリーニングガスの生成を停止した場合、及び、前記クリーニングガス生成部から供給される前記クリーニングガスの流量または前記第２圧力計において前記クリーニングガス生成部内の圧力の低下を検知した場合の少なくともいずれかにおいて、前記補償ガスを供給するように前記第２バルブを制御することを具備する、描画装置の制御方法。
処理対象に荷電粒子ビームを照射し、該処理対象に所定のパターンを描画する描画部と、クリーニングガスを生成するクリーニングガス生成部と、前記クリーニングガス生成部と前記描画部との間に設けられた第１バルブと、前記クリーニングガス生成部と前記第１バルブとの間に供給される補償ガスを導入する補償ガス導入部と、前記補償ガス生成部と前記第１バルブとの間に設けられた第２バルブと、前記第１および第２バルブを制御する制御部とを備える描画装置の制御方法であって、
前記クリーニングガスが所定流量で前記描画部に供給されるように前記第１バルブを制御し、
前記クリーニングガス生成部が前記クリーニングガスの生成を再開した場合、および、前記クリーニングガス生成部から供給される前記クリーニングガスの流量または前記クリーニングガス生成部内の圧力が閾値を超えた場合の少なくともいずれかにおいて、前記補償ガスの供給を停止して前記描画部内が所定圧力になるように前記第２バルブを制御する、ことを具備する描画装置の制御方法。