JPH08139010A

JPH08139010A - 洗浄機能付き荷電ビーム装置および荷電ビーム装置の洗浄方法

Info

Publication number: JPH08139010A
Application number: JP6313715A
Authority: JP
Inventors: Kenji Otoshi; 研司大歳; Itsuko Sakai; 伊都子酒井; Yuichiro Yamazaki; 裕一郎山崎; Jun Takamatsu; 潤高松; Munehiro Ogasawara; 宗博小笠原; Kazuyoshi Sugihara; 和佳杉原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-12-29
Filing date: 1994-12-16
Publication date: 1996-05-31
Anticipated expiration: 2018-11-17
Also published as: JP3466744B2; US5539211A

Abstract

(57)【要約】【目的】鏡筒内部の洗浄の際に、ドリフト原因となる酸
化膜やフッ化膜の発生を抑制できる荷電ビーム装置を提
供すること。【構成】鏡筒１の外部に設けられ、プラズマ源を収容し
た原料タンク３と、原料タンク３から供給されたプラズ
マ源からプラズマを生成するプラズマ生成装置２と、プ
ラズマ生成装置２で生成されたプラズマを鏡筒１内に導
入し、排気するためのゲートバルブ６ａ〜６ｄおよび排
気用ポンプ４と、被洗浄部分９のうち、汚染物質が付着
している部分が主としてプラズマに供されるように、鏡
筒１内におけるプラズマの通路を限定するオーリング２
０とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子やイオン等の荷電
粒子を利用した荷電ビーム装置に係り、特に洗浄機能付
き荷電ビーム装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、集積回路の高密度化に伴い、微細
パターン形成技術の主流をなしてきたフォトリソグラフ
ィはその限界が指摘され、この限界を打ち破るものとし
て電子ビームによるリソグラフィ（電子ビーム露光装
置）が急速に進歩している。

【０００３】電子ビーム露光装置では、入射電子あるい
は散乱電子と残留ガスとの反応により、偏向用あるいは
ブランキング用の電極等に炭化水素系の汚染物が付着
し、この汚染物が露光中に帯電し、電子ビームの軌道を
変化させる原因となる。

【０００４】このため、電極やアパーチャ等を洗浄し汚
染物を除去する必要があった。このような問題を解決す
る手段として、汚染された部分を鏡筒から取り出さず
に、プラズマを利用することにより、汚染物を除去する
in-situ 洗浄技術が知られている（特公平１−２２９７
８）。ここで、プラズマとは個々の分子がイオンと電子
に解離した状態で、ガス系全体としては電気的にほぼ中
性である状態を指す。

【０００５】すなわち、図３６に示すように、プラズマ
の原料タンク１７３からのＯ₂ガスとＣＦ₄ガスとの混
合ガスを、電子ビーム露光装置の鏡筒１７１の外部に設
けられたプラズマ生成装置１７２に供給し、そこで上記
混合ガスをマイクロ波励起して生成されたプラズマを鏡
筒１７１内に引き込むとともに、ロータリーポンプ１７
４により排気しながら、鏡筒１７１内の上下２枚のアパ
ーチャ１７５に流す。この結果、アパーチャ１７５や、
電子の運動を制御する偏向電極１７９などの金属部材に
付着した炭化水素系の汚染物は、プラズマ中の酸化力の
強い酸素イオンと反応して気化し、アパーチャ１７５や
偏向電極１７９等の金属部材から除去される。なお、図
中、１７６はゲートバルブ、１７７は電子ビーム発生
部、１７８は露光チェンバを示している。また、偏向電
極１７９は図示しない手段により所定の位置に保持され
ている。

【０００６】しかしなが、このようなプラズマを使用す
る洗浄方法には以下のような問題があった。すなわち、
汚染物の除去を行なうプラズマ中のイオンは、汚染物で
ある炭化水素系の物質を除去するという作用の他に、偏
向電極等の金属部材を酸化やフッ化し、金属部材の表面
に酸化膜やフッ化膜を形成するという作用がある。

【０００７】このような酸化膜やフッ化膜は絶縁性の物
質であるため、露光中の入射電子や散乱電子などにより
僅かに帯電する。このような僅かな帯電でも、微細なパ
ターンの形成を目的とする電子ビーム露光装置において
は、電子ビームをドリフトさせる原因となり、このドリ
フトにより高精度のパターン形成が困難になる。

【０００８】また、イオンスパッタリングによる急激な
温度上昇により、材質あるいはその機械精度に損傷等の
悪影響を与える。

【０００９】このような問題を解決するために、洗浄部
分の上方にグリットを設けることにより、酸化膜、フッ
化膜の原因となるプラズマ中のイオン等を跳ね返すとい
う方法が提案されている（特開平３−３２２５）が、酸
化による金属の濃変は避けられるものの依然として酸化
膜やフッ化膜が形成され、十分な洗浄効果は得られな
い。

【００１０】また、他の解決方法として、プラズマ（イ
オン）より酸化力の小さい活性種により洗浄を行なった
後、洗浄部分を加熱することにより、酸化膜やフッ化膜
を除去する方法が提案されている（特開平５−１４４７
１６）。また、この方法では、スパッタリングによる材
質の損傷を避けることが可能である。

【００１１】ここで、活性種とは個々の分子が電気的に
中性である分子を指し、励起状態の分子およびラジカル
のことを指す。これら活性種は化学的に活性であり、反
応性に富んでいる。また、ラジカルとは不対電子を持つ
ような分子で例えばＯ原子がそうである。

【００１２】しかしながら、洗浄部分の部材によって、
例えば、鉄製、Ｎｉ製、Ｃｕ製等の部品に形成された酸
化物は加熱によっては除去できないという問題がある。

【００１３】また、活性種は酸化力がイオンに比べ小さ
く、活失しやすいため、活性種源から離れたところでは
洗浄能力が失われ、十分な洗浄は行なわれないという問
題がある。

【００１４】また、鏡筒１７１内がアパーチャ１７５等
の排気コンダクタンスの小さな仕切りによって複数の独
立な領域に分割されているため、プラズマまたは活性種
が仕切りを通過する際あるいは鏡筒内を無秩序にガスが
流れる際に洗浄能力を失ってしまうという問題もあっ
た。この洗浄能力の低下は洗浄用のガスに活性種を使用
する特開平５−１４４７１６の方法では特に顕著に現れ
る。また、特公平１−２２９７８のように洗浄能力の低
下を避けるためにプラズマの生成パワーを上げると、生
成部近傍では表面の酸化、あるいはフッ化がさらに激し
くなってしまうという問題がある。

【００１５】また、上述した洗浄部分を加熱して酸化膜
やフッ化膜を除去する方法では、電子ビーム露光装置の
他に加熱を行なうための装置が必要となるため、装置全
体の大型化やコストの上昇を招くという問題がある。ま
た、鏡筒等の洗浄部分を高温加熱することは、機械的精
度の劣化を招く原因となる。

【００１６】さらに、活性種はプラズマを利用して生成
しているが、特開平５−１４４７１６では、特に選択的
に活性種を導入する手段を設けていないので、活性種だ
けではなく、プラズマ中のイオン等の荷電粒子も装置内
に導入され、荷電粒子と鏡筒等の洗浄部分との衝突によ
り、洗浄部分の温度が急激に上がり、機械的精度が劣化
するという問題もある。このイオン衝突による温度上昇
は、特開平３−３２２５の手法では特に問題となり、洗
浄には非常にこまやかな時間およびパワー等の制御が必
要となる。

【００１７】さらに、上記装置（汚染物の除去にプラズ
マ等のガスを用いるもの）には、内部汚染物の除去達成
度を測定するための測定成手段を備えておらず、適切な
処理が行なわれたかどうかを確認するには実際に描画す
るまでわからない。

【００１８】また、もし、不十分だった場合には再度洗
浄を行なうことになり真空排気等の時間がむだになり、
スループットが低下するという問題がある。

【００１９】なお、洗浄効果を測定するために、荷電ビ
ームを照射し、その電流の変化で洗浄の進行具合を評価
する方法が提案されいる（特開昭６３−３１３４５８）
が、その方法をプラズマ等のガスを利用する洗浄方法に
適用するのは、困難なことであると考えられる。これは
荷電ビームを照射するには高真空（１０^-5Ｔｏｒｒ程
度）が要求されるが、プラズマ等のガスによる洗浄は、
低真空（０．１Ｔｏｒｒ程度）の状態で行なうからであ
る。

【００２０】ところで、上述した従来の洗浄機能付き荷
電ビーム装置（特公平１−２２９７８）は、洗浄ガスの
生成手段および洗浄ガスの排気手段が鏡筒と一体になっ
ているため、通常運転時に、荷電ビーム装置本体が上記
生成手段、排気手段の悪影響を受けるという問題があ
る。例えば、上記生成手段、排気手段により荷電ビーム
装置本体に振動が生じて抽画精度が低下したり、鏡筒内
の排気をスムーズに行なえないという問題がある。

【００２１】さらに、生成手段および排気手段が鏡筒と
一体になった洗浄機能付き荷電ビーム装置を複数個を使
用する場合には以下のような問題がある。すなわち、各
洗浄機能付き荷電ビーム装置に生成手段および排気手段
が必要となるので、装置全体のコストが高くなるという
問題がある。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の洗
浄能力機能付き電子ビーム露光装置にあっては、汚染物
をプラズマあるいは活性種により除去するという洗浄を
行なっていた。

【００２３】しかしながら、鏡筒内がアパーチャ等の排
気コンダクタンスの小さな仕切りによって複数の独立な
領域に分割されている場合や、ガスが鏡筒内を無秩序に
流される場合には、プラズマあるいは活性種、特に活性
種の場合は、洗浄能力が大幅に低下するという問題があ
った（第１の課題）。

【００２４】また、このプラズマはドリフト原因となる
酸化膜やフッ化膜を形成するという問題があった。そこ
で、プラズマ（イオン）より酸化力の小さい活性種によ
り洗浄を行なった後、洗浄部分を加熱することにより、
酸化膜やフッ化膜を除去する方法が提案されている。

【００２５】しかしながら、この方法では加熱を行なう
ための装置が必要となるため、装置全体の大型化やコス
トの上昇を招くという問題がある。また、鏡筒等の洗浄
部分を高温加熱すると、機械的精度が劣化するという問
題がある（第２の課題）。さらに、加熱が許されるとし
ても、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ等により洗浄部分が形成されて
いる場合には、加熱により洗浄部分の酸化膜を除去する
ことはできないという問題がある。

【００２６】さらに、活性種はプラズマを利用して生成
しているが、従来装置には特に選択的に活性種を導入す
る手段が備わっていないので、活性種だけではなく、プ
ラズマ中のイオン等の荷電粒子も装置内に導入され、荷
電粒子と鏡筒等の洗浄部分との衝突により、洗浄部分の
温度が急激に上がり、機械的精度が劣化し、洗浄に活性
種を利用する利点が損なわれるという問題があった（第
３の課題）。

【００２７】さらに、内部汚染物の除去達成度を測定す
るための測定成手段を備えていないので、適切な処理が
行なわれたかどうかを確認するには実際に描画するまで
わからず、しかも、もし、不十分だった場合には再度洗
浄を行なうことになり真空排気等の時間がむだになり、
稼働率が低下するという問題があった（第４の課題）。

【００２８】さらに、洗浄ガスの生成手段および洗浄ガ
スの排気手段が鏡筒と一体になっているため、通常運転
時に、荷電ビーム装置本体が上記生成手段、排気手段の
悪影響を受けたり、また、このような装置を複数個使用
する場合にはコストが高くなるという問題があった（第
５の課題）。

【００２９】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的は、上記第１〜第５の課題を解決できる
洗浄機能付き荷電ビーム装置および上記第１の課題を解
決できる荷電ビーム装置の洗浄方法を提供することにあ
る。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上述した第１の課題を解
決するために、本発明の洗浄機能付き荷電ビーム装置
（請求項１）は、荷電ビーム発生部と荷電ビームを偏光
制御する光学系とからなる鏡筒と、この鏡筒に接続して
設けられ、荷電ビームが照射される試料が収容されるチ
ェンバと、前記荷電ビーム発生部と前記光学系とを真空
的に分離する第１の分離手段と、この第１の分離手段に
よって区画された部分を排気する排気手段と、前記区画
部分に接続され、前記区画部分の内部汚染物の除去に供
するプラズマおよび活性種の少なくとも一方からなる内
部汚染物除去用ガスを生成するガス生成手段と、このガ
ス生成手段により生成された内部汚染物除去用ガスが、
前記ガス生成手段から前記区画部分に導入され前記排気
手段で排出される間に、前記内部汚染物除去用ガスが所
定の洗浄部分を通過するように、前記内部汚染物除去用
ガスの流路を制御する流路制御手段とを備えていること
を特徴とする。

【００３１】上述した第１の課題を解決するために、本
発明の他の洗浄機能付き荷電ビーム装置（請求項２）
は、上記洗浄機能付き荷電ビーム装置（請求項１）にお
いて、前記所定の洗浄部分が、前記荷電ビームが通過す
る領域の部分と前記荷電ビームによる散乱電子が当たる
領域の部分であることを特徴とする。

【００３２】上述した第１の課題を解決するために、本
発明の他の洗浄機能付き荷電ビーム装置（請求項３）
は、上記洗浄機能付き荷電ビーム装置（請求項１、請求
項２）において、前記区画部分が排気コンダクタンスの
小さな仕切りによって分割され、この分割された小区画
部分毎に前記ガス生成手段、または前記ガス生成手段お
よび前記排気手段が設けられていることを特徴とする。

【００３３】上述した第１および第２の課題を解決する
ために、本発明の他の洗浄機能付き荷電ビーム装置（請
求項４）は、上記洗浄機能付き荷電ビーム装置（請求項
１、請求項２）において、前記区画部分のうち、前記内
部汚染物除去用のガスが通過する領域のうちの少なくと
も所定の洗浄部分の表面の全てまたは一部が、金、白
金、パラジウムまたはこれらの金属の合金から形成さ
れ、且つ前記区画部分には前記汚染物除去用ガスの流路
に沿って加熱手段が設けられていることを特徴とする。

【００３４】上述した第１の課題を解決するために、本
発明の他の洗浄機能付き荷電ビーム装置（請求項５）
は、荷電ビーム発生部と荷電ビームを偏光制御する光学
系とからなる鏡筒と、この鏡筒に接続して設けられ、荷
電ビームが照射される試料が収容されるチェンバと、前
記荷電ビーム発生部と前記光学系とを真空的に分離する
第１の分離手段と、この第１の分離手段によって区画さ
れた部分を排気する排気手段と、前記区画部分に接続さ
れ、前記区画部分の内部汚染物の除去に供するプラズマ
および活性種の少なくとも一方からなる内部汚染物除去
用ガスを生成するガス生成手段と、前記鏡筒内に挿設さ
れ、一部または全てが絶縁体で形成され、前記放電手段
から前記区画部分に前記内部汚染物除去用ガスを導入す
るためのノズルと、前記ノズルと前記荷電ビームとの間
に設けられ、少なくとも表面が導電体で形成された可動
式のシャッタとを備えたことを特徴とする。

【００３５】上述した第２の課題を解決するために、本
発明の洗浄機能付き荷電ビーム装置（請求項６）は、荷
電ビーム発生部と荷電ビームを偏光制御する光学系とか
らなる鏡筒と、この鏡筒に接続して設けられ、荷電ビー
ムが照射される試料が収容されるチェンバと、前記荷電
ビーム発生部と前記光学系とを真空的に分離する第１の
分離手段と、この第１の分離手段によって区画された部
分を排気する排気手段と、前記区画部分に接続され、前
記区画部分の内部汚染物の除去に供する第１のプラズマ
および活性種の少なくとも一方からなる第１の内部汚染
物除去用ガスと、この第１の内部汚染物除去用ガスが供
されることにより前記区画部分の内部に形成された内部
汚染物を除去する第２のプラズマおよび活性種の少なく
とも一方からなる第２の内部汚染物除去用ガスとを生成
するガス生成手段とを備えたことを特徴とする。

【００３６】上述した第２の課題を解決するために、本
発明の他の洗浄機能付き荷電ビーム装置（請求項７）
は、上記洗浄機能付き荷電ビーム装置（請求項６）にお
いて、前記ガス生成手段により生成された第１および第
２の内部汚染物除去用ガスが、前記ガス生成手段から前
記区画部分に導入され前記排気手段で排出される間に、
前記第１および第２の内部汚染物除去用ガスが所定の洗
浄部分を通過するように、前記第１および第２の内部汚
染物除去用ガスの流路を制御する流路制御手段を有する
ことを特徴とする。

【００３７】上述した第２の課題を解決するために、本
発明の他の洗浄機能付き荷電ビーム装置（請求項８）
は、上記洗浄機能付き荷電ビーム装置（請求項６、請求
項７）において、前記区画部分のうち、前記内部汚染物
除去用のガスが通過する領域のうちの少なくとも所定の
洗浄部分の表面が、金、白金、パラジウムまたはこれら
金属の合金から形成され、且つ前記第２の内部汚染物除
去用ガスとなる原料ガスがＨ₂Ｏ、Ｎ₂、Ｈ₂、希ガス
またはこれらの混合ガスであることを特徴とする。

【００３８】上述した第３の課題を解決するために、本
発明の洗浄機能付き荷電ビーム装置（請求項９）は、荷
電ビーム発生部と荷電ビームを偏向する光学系とからな
る鏡筒と、この鏡筒に接続して設けられ、荷電ビームが
照射される試料が収容されるチェンバと、前記荷電ビー
ム発生部と前記光学系とを真空的に分離する第１の分離
手段と、この第１の分離手段によって区画された部分を
排気する排気手段と、この区画部分に接続されるように
前記鏡筒の外部に設けられ、活性種源ガスをプラズマ放
電させ、前記区画部分の内部汚染物の除去に供する活性
種を生成する活性種生成手段と、この活性種生成手段と
前記区画部分との間に静電場を生成し、前記活性種のみ
を前記区画部分に選択的に導入する活性種導入手段とを
備えたを特徴とする。

【００３９】上述した第４の課題を解決するために、本
発明の洗浄機能付き荷電ビーム装置（請求項１０）は、
荷電ビーム発生部と荷電ビームを偏光制御する光学系と
からなる鏡筒と、この鏡筒に接続して設けられ、荷電ビ
ームが照射される試料が収容されるチェンバと、前記荷
電ビーム発生部と前記光学系とを真空的に分離する第１
の分離手段と、この第１の分離手段によって区画された
部分を排気する排気手段と、前記区画部分に接続され、
前記区画部分の内部汚染物の除去に供するプラズマおよ
び活性種の少なくとも一方からなる内部汚染物除去用ガ
スを生成するガス生成手段と、前記内部汚染物の除去達
成度をモニタするモニタリング手段とを備えたことを特
徴とする。

【００４０】上述した第４の課題を解決するために、本
発明の洗浄機能付き荷電ビーム装置（請求項１１）は、
上記発明（請求項１０）において、前記モニタリング手
段が、前記内部汚染物除去用ガスにより除去される被洗
浄部分よりも、前記内部汚染物除去用ガスの流路の下流
に設けられていることを特徴とする。

【００４１】上述した第４の課題を解決するために、本
発明の洗浄機能付き荷電ビーム装置（請求項１２）は、
上記発明（請求項１０）において、前記モニタリング手
段が、前記内部汚染物除去の達成度を測るためのサンプ
ルと、このサンプルを前記鏡筒および前記チェンバ内の
真空を保持しながら、前記鏡筒または前記チェンバに搬
入・搬出する手段とからなることを特徴とする。

【００４２】上述した第４の課題を解決するために、本
発明の洗浄機能付き荷電ビーム装置（請求項１３）は、
上記発明（請求項１０）において、前記モニタリング手
段が、前記鏡筒または前記露光チェンバ内の活性種、プ
ラズマ、前記内部汚染物と前記活性種との反応物、およ
び前記内部汚染物と前記プラズマとの反応物の少なくと
も１つの量を測定する測定手段であることを特徴とす
る。

【００４３】上述した第５の課題を解決するために、本
発明の洗浄機能付き荷電ビーム装置（請求項１４）は、
荷電ビーム発生部と荷電ビームを偏光制御する光学系と
からなる鏡筒と、この鏡筒に接続して設けられ、荷電ビ
ームが照射される試料が収容されるチェンバと、前記荷
電ビーム発生部と前記光学系とを真空的に分離する第１
の分離手段と、この第１の分離手段によって区画された
部分を排気するものであって、少なくとも一部分が前記
鏡筒の外部に設けられた排気手段と、前記区画部分に接
続され、前記区画部分の内部汚染物の除去に供するプラ
ズマおよび活性種の少なくとも一方からなる内部汚染物
除去用ガスを生成するものであって、少なくとも一部分
が前記鏡筒の外部に設けられ、且つこの外部に設けられ
た部分が前記鏡筒から着脱自在なガス生成手段とを備え
たことを特徴とする。

【００４４】また、本発明の他の洗浄機能付き荷電ビー
ム装置（請求項１５）は、上記発明（請求項１４）にお
いて、前記排気手段が、第２の分離手段により着脱可能
であることを特徴とする。

【００４５】また、本発明の他の洗浄機能付き荷電ビー
ム装置（請求項１６）は、上記発明（請求項１〜請求項
１５）において、前記光学系と前記露光チェンバとを真
空的に分離する第３の分離手段を有することを特徴とす
る。

【００４６】また、上述した第１の課題を解決するため
に、本発明の荷電ビーム装置の洗浄方法（請求項１７）
は、荷電ビーム発生部と荷電ビームを偏向制御する光学
系とからなる鏡筒と、この鏡筒に接続して設けられ、荷
電ビームが照射される試料が収容されるチェンバとを備
えた荷電ビーム装置内の内部汚染物を、ガス生成手段に
より生成されるプラズマおよび活性種の少なくとも一方
からなる内部汚染物除去用ガスにより洗浄する際に、前
記ガス生成手段から前記区画部分に導入され前記排気手
段で排出される間に、前記内部汚染物除去用ガスが所定
の洗浄部分を通過するように、前記内部汚染物除去用ガ
スの流路を制限することを特徴とする。また、本発明の
他の荷電ビーム装置の洗浄方法（請求項１８）は、上記
発明（請求項１７）において、前記所定の洗浄部分が、
前記荷電ビームが通過する領域の部分と前記荷電ビーム
による散乱電子が当たる領域の部分であることを特徴と
する。

【００４７】

【作用】本発明の洗浄機能付き荷電ビーム装置（請求項
１〜５）によれば、流路制御手段が設けられ、これによ
りガスの流れを制限し、プラズマや活性種の洗浄能力の
低下を防止でき、効率良く洗浄を行なえるようになる。
この結果、放電のためのパワーを特公平１−２２９７７
８のそれの１／１０と小さくでき、簡単な装置構成で洗
浄が可能となる。

【００４８】また、区画部分の被洗浄面を含まない部分
を通らないようにすれば、余計な部分の酸化あるいはフ
ッ化は防げる。

【００４９】本発明の洗浄機能付き荷電ビーム装置（請
求項３）によれば、区画部分が排気コンダクタンスの小
さな仕切りによって複数の独立な領域に分割されてお
り、各領域毎に活性種およびプラズマの少なくと一方か
らなる内部汚染物除去用ガスが供給されるので、内部汚
染物除去用ガスが仕切りを通過することによる失活を防
ぐことができ、内部汚染物除去用ガスの洗浄能力の低下
を抑制できるようになる。

【００５０】本発明の洗浄機能付き荷電ビーム装置（請
求項４）によれば、被洗浄面に適切な材料を使用するこ
とにより、加熱手段により、低い加熱温度で洗浄中に生
成された酸化物あるいはフッ化物を洗浄化することがで
きる。すなわち、洗浄後に所望の部分を低い温度で加熱
することで、洗浄中に形成された酸化物等も除去でき、
汚れた表面を完全に再生することができる。これによ
り、洗浄により軽減したドリフトを更に軽減できる。低
温で加熱する場合、加熱部分とその他の部分は熱的に絶
縁しやすいため、問題が小さい。また、加熱手段として
流体を用いれば、定常運転中も加熱が可能となり、洗浄
期間の長期化、抽画精度の向上が図れる。本発明の洗浄
機能付き荷電ビーム装置（請求項５）によれば、ノズル
を介して区画部分に活性種等が導入されるので、活性種
等の洗浄能力の低下を防止でき、効果的に内部汚染物を
除去できるようになる。

【００５１】さらに、本発明では、ノズルと荷電ビーム
との間に、少なくとも表面が導電体で形成された可動式
のシャッタを設けているので、ノズルの内面が絶縁体で
形成されている場合に、このノズルの内面が荷電ビーム
から見えても、ノズルの内面が荷電ビームから見えない
ように、上記可動式のシャッタを移動させることによ
り、荷電ビーム中の荷電粒子によるノズルのチャージア
ップを防止できる。

【００５２】また、本発明の洗浄機能付き荷電ビーム装
置（請求項６〜８）によれば、洗浄用ガスとして、区画
部分の内部汚染物の除去に供する第１のプラズマまたは
活性種からなる第１の内部汚染物除去用ガスと、この第
１の内部汚染物除去用ガスが供されることにより区画部
分の内部に形成された内部汚染物を除去する第２のプラ
ズマまたは活性種からなる第２の内部汚染物除去用ガス
とを発生するものを用いているので、第１の内部汚染物
除去用ガスしか用いてない従来の荷電ビーム装置に比べ
て、内部汚染物の除去がより完全になり、もって描画精
度の向上を図ることができるようになる。また、この方
法では加熱の必要がなくなり、加熱による機械的精度劣
化の心配は不要になる。更に、加熱機構も不要なので装
置構成が簡単になる。

【００５３】また、本発明の洗浄機能付き荷電ビーム装
置（請求項９）によれば、活性種導入手段により、活性
種のみを選択的に区画部分に導入できるので、イオン等
の荷電粒子が装置に与える悪影響を無くすことができる
ようになる。

【００５４】また、本発明の洗浄機能付き荷電ビーム装
置（請求項１０〜１３）によれば、モニタリング手段に
より、内部汚染物除去の終了判定を正確に行なえ、荷電
ビーム装置の洗浄に起因する稼働率の低下を防止できる
ようになる。

【００５５】モニタリング手段は、具体的には、鏡筒
や、内部汚染物除去用ガスを排気するための配管に備え
付ける。また、可動式のシャッタの少なくとも表面を形
成する導電体は、具体的には、金、白金、これらの合金
である。

【００５６】また、本発明の洗浄機能付き荷電ビーム装
置（請求項１４、請求項１５）によれば、鏡筒の外部に
設けられた部分が鏡筒から着脱可能なガス生成手段を用
いているので、通常運転時に、鏡筒からガス生成手段を
はずすことにより、ガス生成手段の悪影響を無くすこと
ができる。これにより、装置精度を高めることができ
る。また、本発明（請求項１５）のように、ガス生成手
段のみならず、排気手段もガス生成手段と同様に鏡筒か
ら着脱可能なものにすれば、さらに装置精度を高めるこ
とができる。

【００５７】さらに、一つのガス生成手段を複数の洗浄
機能付き荷電ビーム装置で共有すれば、コストの上昇を
防止できる。なお、共有するガス生成手段の数は、洗浄
機能付き荷電ビーム装置の数未満であれば、コスト削減
の目的は達成される。また、ガス排気手段も着脱自在の
場合には、ガス生成手段のみならず、排気手段もガス生
成手段と同様に共有することにより、コストの上昇を防
止できる。

【００５８】本発明の荷電ビーム装置の洗浄方法（請求
項１７、請求項１８）によれば、内部汚染物除去用ガス
が所定の領域（荷電ビームが通過する領域と荷電ビーム
による散乱電子が当たる領域）を通過するようして、洗
浄を行なっているので、効率良く洗浄を行なえるように
なる。

【００５９】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。

【００６０】（第１の実施例）図１は、本発明の第１の
実施例に係る鏡筒内部を洗浄する機構を有する洗浄機能
付き電子ビーム露光装置の概略構成を示す模式図であ
る。

【００６１】図１において、１は電子ビーム露光装置の
鏡筒を示しており、この鏡筒１は大きく分けて、電子ビ
ームを発生するところのビーム発生部７と偏向用電極等
から構成される電子ビームを偏向制御する光学系とから
なる。

【００６２】鏡筒１内の上下にはゲートバルブ６が設け
られている。これらゲートバルブ６により、鏡筒１内を
電子ビームを発生するところのビーム発生部７、試料を
収容するところの露光チャンバ８および上記光学系を真
空的に分離でき、更に、鏡筒１内の大部分を１０^-7Ｔｏ
ｒｒの減圧に保持したまま、鏡筒１内に１０^-2〜数１０
Ｔｏｒｒのプラズマ（活性種）を流すことができ、洗浄
後に減圧を回復する時間を大幅に短縮することができ
る。

【００６３】また、鏡筒１の外部にはプラズマ生成部２
が設けられ、このプラズマ生成部２は原料タンク３から
供給されるプラズマ源ガス（例えば、Ｏ₂ガスとＣＦ₄
ガスとの混合ガス）をマイクロ波励起し、プラズマを生
成する。プラズマは鏡筒１に入る前に電気的に中性で化
学的に活性な活性種がメインになる。

【００６４】なお、以下の実施例の説明において、内部
汚染物除去用ガスの意味で用いられている“プラズマ”
とは、内部汚染物除去用ガスとして供する物質が主とし
て“イオン”であるものを意味している。

【００６５】また、以下の実施例の説明において、内部
汚染物除去用ガスの意味で用いられている“活性種”と
は、内部汚染物除去用ガスとして供する物質が主として
“電気的に中性分子（例えば、励起状態の分子、ラジカ
ル）”であるものを意味している。

【００６６】また、本実施例では、原料タンクとして混
合ガスが収容されたものについて説明しているが、原料
ガス毎に別の原料タンクとしても良い。

【００６７】例えば、Ｏ₂ガスを含んだ第１の原料タン
クとＣＦ₄ガスを含んだ第２の原料タンクとからなり、
これら原料ガスを混合してプラズマ生成部２に供給でき
る構成を採用しても良い。

【００６８】この洗浄機能付き電子ビーム露光装置の被
洗浄部分は参照符号９で示されており、具体的には、鏡
筒１内で電子と残留ガスとの作用によりもっとも汚れる
偏向用電極やアパーチャである。この被洗浄部分９の表
面は金で形成されており、絶縁体１１により熱的、且つ
電気的にその周辺部分と絶縁分離されている。絶縁体１
１の材料としてアルミナが好ましい。これはアルミナは
誘電率が高く、加工性に優れ、プラズマ中の活性ガスに
対して、耐腐食性が高いからである。

【００６９】また、被洗浄部分９には加熱のために通電
加熱用ヒーター１０が設けられている。更に、被洗浄部
分９には熱電対１３が設けられており、この熱電対１３
で被洗浄部分９の温度をモニターし、所定の温度に保持
されるように、ヒーター１０の電源１２がフィードバッ
ク制御されるようになっている。

【００７０】また、鏡筒１内は排気コンダクタンスの小
さいアパーチャ５によって真空的に独立な２つの領域Ｃ
１，Ｃ２（以下、セルと呼ぶ）に分けられ、セル同志は
真空的に分離されている。すなわち、４つの被洗浄部分
９が二つのセルＣ１，Ｃ２に分配された構成になってい
る。

【００７１】また、各セルＣ１，Ｃ２には、それぞれ、
洗浄用のプラズマを導入する導入口および排気口が設け
られている。導入口は外部に設けられたプラズマ生成装
置２に接続され、排気口はドライポンプやロータリーポ
ンプなどの排気用ポンプ４に接続されている。プラズマ
生成装置２は原料タンク３から供給されたプラズマ源を
マイクロ波励起等の手段によりプラズマを生成できるよ
うになっている。

【００７２】更に、セルＣ１，Ｃ２内の被洗浄部分９の
うち、洗浄用のガスが導入されて排気されるまでの間
に、被洗浄部分９の斜線部を必ず通過するように、流路
制御手段としてのオーリング２０が設けられている。導
入口にはゲートバルブ６ａ，６ｂが設けられ、排気口に
はゲートバルブ６ｃ，６ｄが設けられ、それぞれのセル
Ｃ１，Ｃ２を独立に洗浄することも可能になっている。

【００７３】次にこのように構成された洗浄機能付き電
子ビーム露光装置の鏡筒１内の洗浄方法について述べ
る。

【００７４】まず、ゲートバルブ６を閉じ、排気用ポン
プ４で圧力０．５Ｔｏｒｒに排気しながら原料タンク３
からＯ₂＋ＣＦ₄をプラズマ生成装置２に供給し、そこ
で、周波数２．４５ＧＨｚ、出力１００Ｗのマイクロ波
励起によりプラズマを生成し、これを５分間継続して、
被洗浄部分９の洗浄を行なう。

【００７５】このとき、本実施例の場合、流路制御手段
であるオーリング２０が設けられているので、被洗浄部
分９のうち、汚染物が付着してない部分だけを通って排
気されるガス、つまり、斜線部を通過せずに排気される
ガスはない。

【００７６】更に、鏡筒１内が排気コンダクタンスの小
さいアパーチャ５によって２つの真空的に独立なセルＣ
１，Ｃ２に分割されているが、本実施例では、各セルＣ
１，Ｃ２毎に導入口、排気口が設けられ、各セルＣ１，
Ｃ２毎にプラズマ洗浄できるようになっているので、排
気コンダクタンスの小さなオリフィスを通過することに
より、プラズマの洗浄能力が低下するという問題はな
い。

【００７７】この後、例えば、１０^-6Ｔｏｒｒ以下まで
排気するとともに、ヒーター１０により被洗浄部分９を
１２０℃まで加熱し、１０分間、１２０℃に保持する。
この間、鏡筒１内の脱離ガスを排気用ポンプ４により排
気する。

【００７８】この結果、プラズマ洗浄中に、被洗浄部分
９の表面を金にすることにより、被洗浄部分９の表面に
形成された酸化膜もその表面から脱離し、鏡筒１の外に
排気され、洗浄な表面が形成される。

【００７９】以下、被洗浄部分９が電極（表面は金でコ
ーティングされている）の場合について詳しく説明す
る。ここで、表面がコーティングされている電極を選ん
だのは、一般に、鏡筒１内の電極は、酸化防止のために
表面がコーティングされているからである。

【００８０】図２，図３，図４は、それぞれ、酸素プラ
ズマによる洗浄前、洗浄後（加熱無し）、洗浄後（加熱
有り）の電極表面のＸＰＳ測定の結果を示している。

【００８１】洗浄前は、図２に示すように、電極表面に
は金同士の結合しか存在しない。しかし、洗浄後（加熱
無し）は、図３に示すように、金と酸素との結合による
ピークシフトが見られ，電極表面に酸化金が形成されて
いることが分かる。そこで、本実施例のように、大気中
での約１４０℃、５分間の加熱を行なうと、図４に示す
ように、金と酸素との結合によるピークシフトが無くな
り、元の状態（洗浄前）に戻っていることが分かる。

【００８２】図５に、真空中での上記加熱（昇温脱離）
により脱離したガスの分析結果を示す。また、図６に図
５の横軸の時間と温度との関係を示す。

【００８３】図５から約９０秒で、すなわち、これを図
６を用いて温度に換算すると、約９０℃で酸化金の脱離
が始まり（酸素および金原子の検出量の増加）、そし
て、約１２０℃で原子の脱離が終っていることが分か
る。

【００８４】また、この範囲の温度（〜１５０℃）での
加熱では電極の機械的な設置精度に与える歪も小さく、
しかも、周辺の構成部分からも熱的に絶縁されているの
で、周辺の機構や構造物に加熱の悪影響が現れる恐れは
少ない。

【００８５】以上述べたように本実施例によれば、導入
されたプラズマの通路を被洗浄部分の表面で囲まれる空
間に限定しているので、活性なガスの洗浄能力を失うこ
となく、荷電ビームのドリフト原因となる物質の削減を
図れ、ドリフト量を新品と同程度まで抑えることが可能
である。

【００８６】更に、各セル毎に独立にプラズマの導入口
と排気口を設けているので、オリフィスにより、プラズ
マの洗浄効果が低下するという問題もない。また、低パ
ワーのプラズマで均一な処理ができ、金の酸化やフッ化
を最小限にできる。

【００８７】すなわち、従来の方法のように、排気コン
ダクタンスの小さなアパーチャ等により、鏡筒内が複数
のセルに分割されていても、プラズマの導入口と排気口
とが１つしか無い場合には、アパーチャ等を通過すると
活性種などのプラズマ中の洗浄寄与する成分が失活して
しまい、実効的な洗浄能力は殆ど無くなり、アパーチャ
下流では汚染物の洗浄が不可能になる。

【００８８】また、たとえ各セル毎に導入口と排気口と
を設けたとしても、その間のプラズマの通路を被洗浄部
分の表面で囲まれる部分に限定しなかった場合、つま
り、被洗浄部分を通過せずに排気される洗浄用ガスが存
在する場合には、活性種等は被洗浄面以外の部分に広が
ったり、あるいは被洗浄面以外の部分で失活するなどし
て洗浄効果が低下してしまう。

【００８９】特に、偏向用電極などのように被洗浄部分
の表面で囲まれる空間が小さい場合には、上流と下流と
での洗浄効果の差が大きくなり、１０ｃｍ程度の長さの
被洗浄面を洗浄する場合でも、上流部分では十分な洗浄
効果が得られても、下流の部分では全く洗浄効果は無く
なってしまう。ここで、本実施例のように、プラズマの
通路を限定すると、プラズマの上流部分では従来通りの
洗浄効果が得られ、下流部分でも上流部分とほぼ同等
（１／２程度）の洗浄効果が得られる。

【００９０】また、プラズマの通路を限定することによ
り、結果的に周辺部の腐食を嫌う部分を保護することに
もなる。

【００９１】被洗浄部分９の汚染物が帯電すると、電子
ビームのドリフトが生じるが、ドリフト量はアパーチャ
の下方に設置したファラデーカップに流れ込む電子ビー
ムの電流量の変化で評価できる。

【００９２】すなわち、図１２に示すように、初め実線
の位置にあった電子ビーム１９ａはその一部がアパーチ
ャ５に遮られ、残りがファラデーカップ１７に流れ込
む。そして、この状態にしたままで時間が経過すると、
汚染物の帯電の影響で電子ビームの軌道が変化しドリフ
トが起こり、破線で示した位置に電子ビーム１９ｂが移
動する。

【００９３】この間、電子ビームがアパーチャで遮られ
る面積が変化し、結果的にファラデーカップ１７に流れ
込む電子ビームの量（電流量）が変化する。この電流量
の変化、つまり、ドリフト量を示したのが図７、８、９
である。

【００９４】図７はプラズマ洗浄前の電子ビームのドリ
フト量を示しており、汚染物の影響によって電子ビーム
がドリフトしていることが分かる。

【００９５】図８は従来のプラズマ洗浄を行なった後の
電子ビームのドリフト量を示しており、ドリフト量は多
少減少しているが、依然として電子ビームの量が変化し
ていることが分かる。この変化は、プラズマ洗浄中に新
たに電極表面に形成された酸化膜の影響である。

【００９６】図９は本実施例のプラズマ洗浄を行なった
後の電子ビームのドリフト量を示しており、図７（プラ
ズマ洗浄前）に比べて、電子ビームのドリフト量がほぼ
０になっていることが分かる。なお、ここでの加熱は１
２０℃、１０分間の電極の加熱である。

【００９７】（第２の実施例）図１０は、本発明の第２
の実施例に係る鏡筒内部を洗浄する機構を有する洗浄機
能付き電子ビーム露光装置の概略構成を示す模式図であ
る。なお、図１の洗浄機能付き電子ビーム露光装置と対
応する部分には図１と同一符号を付してあり、詳細な説
明は省略する。

【００９８】本実施例の洗浄機能付き電子ビーム露光装
置が先の実施例と異なる点は、被洗浄部分の加熱手段に
ある。すなわち、本実施例では、流体を用いて被洗浄部
分９の加熱を行なっている。

【００９９】被洗浄部分９と恒温漕１５とはパイプ１６
で繋がっており、更にこのパイプ１６は被洗浄部分９の
内部を循環しており、恒温漕１５で加熱された液体によ
り被洗浄部分９を加熱できるようになっている。

【０１００】図１０においては熱電対１３は被洗浄部分
９の温度を測定するように設けられているが、パイプ１
９の出入口の温度を測定するように設けても良い。いず
れにしても、被洗浄部分９の温度を一定に保持できるよ
うにフィールドバック制御を行なう。また、液体として
は、ガス、水、油などの液体、液体金属など、設定温
度、制御範囲を考慮して適切に選ぶ。

【０１０１】鏡筒１内の洗浄方法は基本的には先の実施
例と同じである。

【０１０２】すなわち、先の実施例と同様にプラズマ洗
浄を施した後、鏡筒１内を１０^-6Ｔｏｒｒ以下まで排気
し、被洗浄部分９中を流れる液体を加熱し被洗浄部分９
を１２０℃まで加熱する。そして、１２０℃に達したら
１０分間温度を一定に保つ。この間、鏡筒１内の脱離ガ
スを排気する。この結果、プラズマ洗浄中に形成された
被洗浄部分９の表面の酸化膜が脱離し、鏡筒１の外に排
気され、表面が清浄な被洗浄部分９が得られる。

【０１０３】このような先の実施例と同様な効果の他に
以下のような本実施例に特有な効果も得られる。

【０１０４】すなわち、本実施例では、液体により加熱
を行なっているので、通電を行なう必要がなく、加熱中
に偏向用、あるいはレンズ用の磁場や電場が乱れること
がない。このため、定常運転中においても加熱すること
ができ、この定常運転中の加熱により、汚染物の生成を
遅らせることができる。したがって、先の実施例より
も、洗浄間隔を長くできたり、描画精度を高くできるな
どの利点がある。

【０１０５】なお、定常運転中に加熱する場合におい
て、被洗浄部分９以外の部分を低温に保ちたい場合は、
その低温に保ちたい部分に低温の液体が流れるように、
被洗浄部分９の場合と同様に、パイプや恒温漕や熱電対
等で構成された温度調整機構を設ければ良い。

【０１０６】（第３の実施例）図１１は、本発明の第３
の実施例に係る鏡筒内部を洗浄する機構を有する洗浄機
能付き電子ビーム露光装置の概略構成を示す模式図であ
る。

【０１０７】本実施例の洗浄機能付き電子ビーム露光装
置が第１の実施例のそれと異なる点は、被洗浄部分９の
加熱手段として、加熱されたガスを利用していることに
ある。これを実現するために、本実施例では、ヒーター
１０で加熱される原料タンク３ａが付け加えられてい
る。

【０１０８】また、第１の実施例と同様に、被洗浄部分
９の温度を熱電対１３によりモニターし、フィードバッ
ク制御により被洗浄部分９の温度を一定に保持できるよ
うになっている。ここで、被洗浄部分９の代わりに、排
気口の温度をモニタしても良い。

【０１０９】更に、オーリング２０だけではガスの通路
を制限できない構造になっている場合には、本実施例の
ようにアダプタリング２１とオーリング２０と組み合わ
せるなどして、プラズマの通路を被洗浄面で囲まれる部
分に制限すれば良い。

【０１１０】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではないく、以下のように種々変形して実施でき
る。

【０１１１】例えば、上記の３つの実施例では被洗浄部
分として電極、その材質として金を例に挙げたが、その
他の部分（例えばアパーチャ等）の別の材質（例えば白
金等）でも、本発明は有効である。この場合も、洗浄後
は表面に酸化膜等が形成されるので、加熱する手段を具
備し、酸化膜等を昇温脱離することにより、本発明の洗
浄効果を高めることができる。このときの設定温度や加
熱時間や加熱温度勾配などは、材質、真空度、酸化の様
子によって適切に選んでやれば良い。

【０１１２】また、第１，第３の実施例は、加熱手段を
被洗浄部分だけに設けた場合だけについて説明したが、
必要に応じて被洗浄部分以外の部分に加熱手段を設け酸
化膜を脱離させることも可能である。また、熱伝導を適
当に良くすることによって、一ケ所を加熱することで、
必要な部分を全て加熱できるようになる。

【０１１３】また、プラズマの通路を限定する手段とし
て以下のようなものを採用しても良い。

【０１１４】すなわち、上実施例のようにオーリングな
どを用いて、通路を厳密なもの、つまり、他の通路にプ
ラズマがほとんど漏れないようにする代わりに、例え
ば、図１３に示すように、蓋２２をかぶせコンダクタン
スを十分小さくしてやるだけでも良い。この蓋２２の材
質に活性ガスを失活させ易いＮｉなどを用いれば、周辺
部の材料を腐食から守ることもできる。

【０１１５】勿論、図１３のような手段より、オーリン
グなどを用いてより通路を厳密にした方がより効果があ
がる。このときに使用するオーリングはバイトンなどの
材質でも良いし、腐食が問題になる場合は耐腐食性のあ
る材質、例えば、カルレッツなどを使用すれば良い。ま
た、メタル性のガスケット等でも良い。

【０１１６】また、プラズマの通路を限定する他の手段
として、図１４に示すように、図示しない手段により所
定の位置に保持された被洗浄部分９の周辺を円筒２３で
覆う方法もある。この円筒２３の材質はＳＵＳなどの金
属を使用しても良いし、用途に合わせ適宜選べば良い。

【０１１７】なお、プラズマの通路を被洗浄面内に限定
した場合、定常運転中の真空排気が効率よく行なわれな
い可能性があるが、これにはゲートなどを設けて洗浄中
と定常運転中でガスの通路を適切に変えるようにしてや
れば良い。

【０１１８】（第４の実施例）図１５は、本発明の第４
の実施例に係る鏡筒内部を洗浄する機構を有する洗浄機
能付き電子ビーム露光装置の概略構成を示す模式図であ
る。

【０１１９】図１５において、３１は電子ビーム露光装
置の鏡筒を示しており、この鏡筒１は大きく分けて、電
子ビームを発生するところのビーム発生部７と偏向用電
極３９等により構成される電子ビームを偏向制御する光
学系とからなる。

【０１２０】鏡筒３１内の上下にはゲートバルブ３６が
設けられている。これらゲートバルブ３６により、鏡筒
３１内を電子ビームを発生するところのビーム発生部３
７、試料を収容するところの露光チャンバ３８および光
学系を真空的に分離できるようになっている。また、ゲ
ートバルブ３６の内側の上下にはアパーチャ３５が設け
られ、これらアパーチャ３５の内側には偏向用電極３９
が設けられている。また、下方のゲートバルブ３６側に
ある排気口はドライポンプやロータリーポンプなどの排
気用ポンプ３４に接続されている。

【０１２１】鏡筒３１の外部にはプラズマ生成部３２が
設けられ、このプラズマ生成部３２には、切替えバルブ
４１により、前洗浄用のガスが入った第１の原料タンク
３３内または後洗浄用のガスが入った第２の原料タンク
４０内の一方のプラズマ源ガスが供給され、そして、供
給されたプラズマ源ガスをマイクロ波励起し、プラズマ
を生成する。

【０１２２】第１の原料タンク３３内には、例えば、Ｏ
₂とＣＦ₄の混合ガスが前洗浄用のガスとして収容され
ている。また、後洗浄用の原料タンク４０内には、例え
ば、Ｈ₂Ｏが後洗浄用のガスとして収容されている。

【０１２３】次にこのように構成された洗浄機能付き電
子ビーム露光装置の鏡筒３１内の洗浄方法について述べ
る。

【０１２４】まず、切換えバルブ４１により第１の原料
タンク３３内の前洗浄用のガス（Ｏ₂とＣＦ₄との混合
ガス）を選択的にプラズマ発生装置３２に供給し、上記
ガスのプラズマまたは活性種を鏡筒３１内に流して、洗
浄部分であるアパーチャ３５および偏向用電極３９の表
面に付着した炭化水素系の内部汚染物を酸化し、気化す
ることにより、内部汚染物を除去する。ここで、アパー
チャ３５および偏向用電極３９の表面は金により形成さ
れている。また、気化したガスはポンプ３４により排気
口を介して外部に排出される。このとき、洗浄部分の表
面は従来と同様に酸化されたり、フッ化されたりする。

【０１２５】次に切換えバルブ４１により第２の原料タ
ンク４０内の後洗浄用のガス（Ｈ₂Ｏガス）を選択的に
プラズマ発生装置３２に供給し、上記ガスのプラズマま
たは活性種を鏡筒３１内に流して、洗浄部分の表面に形
成された酸化膜やフッ化膜を除去する。酸化やフッ化が
除去されるメカニズムはいくつかあるが、例えば、Ｈ₂
Ｏガスのプラズマにより酸化された洗浄部分の表面が還
元されるからである。このとき、鏡筒３１内に供給され
たガスや、還元等により発生したガスは、ポンプ３４に
より外部に排出される。

【０１２６】かくして本実施例によれば、前洗浄（通常
通りの洗浄）を行なった後に、この前洗浄により生じた
ドリフトの原因となる酸化膜やフッ化膜を後洗浄により
除去できるので、精度の高い描画が行なえるようにな
る。

【０１２７】更に、本実施例によれば、後洗浄用のガス
が収まった第２の原料タンクと、前洗浄用の第１の原料
タンクと、第２の原料タンクとを切り換えるためのバル
ブを従来の洗浄機能付き電子ビーム露光装置に追加する
だけ酸化膜等の除去を行なえるようになり、加熱による
酸化膜等の除去に比べて装置構成が簡単になり、また、
加熱による鏡筒の機械的精度劣化という問題もない。

【０１２８】なお、本実施例では、第１の原料タンクと
第２の原料タンクとをバルブにより切り換える方法を取
ったが、その代わりに、第１の原料タンクを取り付けて
前洗浄を行なった後、第１の原料タンクをはずして第２
の原料タンクを取り付けて後洗浄を行っても良い。

【０１２９】本実施例において重要な点は洗浄部分の材
料と後洗浄用のガスとの組合わせにある。すなわち、洗
浄部分の表面は、金、白金、パラジウム、あるいはこれ
らの合金により形成し、そして、後洗浄用のガスとし
て、Ｈ₂Ｏガス、Ｎ₂ガス、Ｈ₂ガス，希ガス（不活性
ガス）、あるいはこれらの含む混合ガスを使用すること
により、前洗浄工程で形成された酸化膜等を効果的に除
去できる。

【０１３０】以下、このことについて具体的に説明す
る。

【０１３１】まず、洗浄部分の表面が金により形成され
ている場合、金部材の表面に付着あるいは形成された汚
染物を除去するために、前洗浄用のガスとしてＯ₂とＣ
Ｆ₄との混合ガスを使用すると、金表面が酸化される。

【０１３２】図１６（ａ）にそのことを示す上記前洗浄
用のガスで洗浄した金表面のＸＰＳ測定の結果を示す。
図１６（ａ）から、本来の材料である金のスペクトルＳ
Ｐ１の他に、酸化による金のサテライトＳＰ２が現れて
いることが分かる。

【０１３３】ここで、この酸化した金表面に後洗浄用の
ガスとしてのＨ₂Ｏガスを放電して生成したプラズマ
（活性ガス）を供給すると、金表面の酸化膜が除去され
る。

【０１３４】図１６（ｂ）にそのことを示す上記後洗浄
用のガスで洗浄した表面が酸化された金部材の表面のＸ
ＰＳ測定の結果を示す。図１６（ｂ）から、Ａｕのサテ
ライトＳＰ２は消失し、完全に清浄な金の場合と同様な
スペクトルが得られていることが分かる。

【０１３５】つまり、図１６から、Ｈ₂Ｏガスと金との
組合せの場合には、ほぼ完全な清浄効果が得られること
が分かる。

【０１３６】図１７（ａ）は、表面が酸化されたニッケ
ル部材のＸＰＳ測定の結果である。図１７（ａ）から、
２つのＮｉのスペクトルと２つのＮｉのサテライトとが
現れていることが分かる。

【０１３７】図１７（ｂ）は、上記表面が酸化されたニ
ッケル部材をＨ₂Ｏガスを放電して生成したプラズマに
より洗浄した後のＸＰＳ測定の結果である。図１７
（ｂ）から、Ｎｉの酸化サテライトは依然として残って
いることが分かる。

【０１３８】つまり、図１７からＨ₂Ｏガスとニッケル
との組合せの場合には、十分な清浄効果は得られないこ
とが分かる。

【０１３９】なお、本発明者等の研究によれば、加熱に
より酸化膜等の除去方法には以下のような事実があるこ
とが分かった。すなわち、本実施例の除去方法と類似し
て、洗浄部分の材料によっては十分な洗浄効果が得られ
ないことが分かった。

【０１４０】図１８は、そのことを示すＸＰＳ測定の結
果であり、図１８（ａ）は、表面が酸化された金部材を
１５０度で加熱した場合のスペクトルを示している。ま
た、図１８（ｂ）は、表面が酸化されたニッケル部材を
１５０度で加熱した場合のスペクトルを示している。

【０１４１】図１８から、金の場合にはそのサテライト
は消失し、ほぼ完全な清浄効果が得られ、一方、ニッケ
ルの場合にはそのサテライトは残存し、十分な清浄効果
が得られないことが分かる。

【０１４２】したがって、第１〜第３の実施例に示され
る酸化膜除去方法は、被洗浄部品表面の材質が適当に選
ばれた場合にのみ有効で、その材質とはＡｕ、Ｐｔ、Ｐ
ｄあるいはその合金である。

【０１４３】なお、第１〜第４の実施例では、鏡筒の上
下にゲートバルブを設けているが、下側、つまり、試料
室側にはゲートバルブが設けられていなくても良い。ま
た、ゲートバルブの代わりに、排気コンダクタンスの小
さなスリーブを設けても良い。

【０１４４】（第５の実施例）図１９は、本発明の第５
の実施例に係る洗浄機能付き電子ビーム露光装置の概略
構成を示す模式図である。

【０１４５】図１９において、５１は電子ビーム露光装
置の鏡筒を示しており、この鏡筒５１の上下にはゲート
バルブ５６が設けられている。これらのゲートバルブ５
６により鏡筒５１内を電子ビームの発生するところの電
子ビーム発生部分５７および試料を収容するところの露
光チェンバ５８から遮断できる。

【０１４６】なお、差圧を保つ手段として、ゲートバル
ブの代わりに、コンダクタンスの十分小さいオリフィス
とポンプを用いて差動排気を行ない、鏡筒５１とビーム
発生部５７、鏡筒５１とビーム発生部５８との間に十分
な差圧が保てる構造にしても良い。

【０１４７】また、鏡筒６１の外部にはプラズマ生成部
５２が設けられ、原料タンク５３から供給されるガス
（ここではＣＦ₄とＯ₂の混合ガス）をマイクロ波放電
し、プラズマを生成する。このプラズマは鏡筒５１に流
入する。

【０１４８】プラズマの導入部分にはグリッド６０，６
１が設けられ、電源６２により、グリッド６０，６１に
それぞれプラズマ発生部分に対して正の電位と負の電位
を与えることができるようになっている。すなわち、グ
リッド６０，６１および電源６２により活性種導入手段
が構成されている。

【０１４９】これらグリッド６０，６１により、プラズ
マ中の正イオン負イオンはともに跳ね返され鏡筒５１に
流入できなくなる。これによって、鏡筒５１内部に電気
的に中性な活性種のみを選択的に導入できるようになっ
ている。この活性種は鏡筒５１内でアパーチャ（オリフ
ィス）５５や静電偏向器５９上に付着した汚染物と反応
し、気化して、排気用ポンプ５４により排気される。

【０１５０】（第６の実施例）図２０、本発明の第６の
実施例に係る洗浄機能付き電子ビーム露光装置の概略構
成を示す模式図である。なお、図１９の洗浄機能付き電
子ビーム露光装置と対応する部分には図１９と同一符号
を付してあり、詳細な説明は省略する。

【０１５１】本実施例の洗浄機能付き電子ビーム露光装
置が第５の実施例のそれと異なる点は、偏向器５９の上
下に流路制限用のオーリング６５が設けられていること
にある。偏向器５９は図示しない手段により所定の位置
に保持されている。

【０１５２】これにより、グリッド６０，６１により装
置内に選択的に導入された活性種により、被洗浄部分を
効率良く洗浄できるとともに、周辺部分へのダメージも
防止できるようになる。

【０１５３】図２１は、他の活性種導入手段を示す模式
図である。図２１中、７２はマイクロ波の電源、７３は
マイクロ波放電のためのキャビティーを示している。こ
のキャビティー７３は接地されている。また、７４ａ，
７４ｂは静電場を生成するためのグリッドを示してお
り、グリッド７４ａには＋２０Ｖ、グリッド７４ｂには
−２０Ｖの電位が印加されている。また、７１はプラズ
マ発生部分の石英製の放電管を示している。

【０１５４】放電管７１とグリッド７４ａ，７４ｂとの
間にすき間があるが、このすき間はイオンを追い返すの
に十分な電場が維持できる程度に十分小さい。また、７
５はオーリングを示している。

【０１５５】上記の如くにグリッド７４ａ，７４ｂにそ
れぞれ正電位、負電位を印加することにより、キャビテ
ィー７３で放電しプラズマ化したガスのうちイオンは、
グリッド７４ａ，７４ｂにより跳ね返されるので、鏡筒
５１内に流入するのは電気的に中性な活性種のみとな
る。

【０１５６】図２２は、他の活性種導入手段を示す模式
図である。放電管７１は上述しように石英製であるの
で、つまり、放電管７１は電気的に絶縁性な物質により
形成されているので、図示の如くに、放電管７１の外部
に円筒型の電極７６ａ，７６ｂを設け、これら電極７６
ａ，７６ｂにそれぞれ正電圧、負電圧を与えて静電場を
形成すれば、イオンを追い返すことができ、よって電気
的に中性な活性種を鏡筒５１内に選択的に導入すること
が可能となる。

【０１５７】図２３は、他の活性種導入手段を示す模式
図である。図中、７１ａは放電管を示しており、この放
電管７１ａは石英製の部分と金属製の部分とを交互に配
置した構成になっている。図中、７７，７８は金属製の
部分を示している。金属製の部分にそれぞれ正電圧、負
電圧を印加することにより、図２２の場合と同様に、電
気的に中性な活性種を鏡筒５１内に選択的に導入するこ
とができる。

【０１５８】図２４は、他の活性種導入手段を示す模式
図である。キャビティー７３はアースに対して−２０Ｖ
の電圧が印加されている。これによって正のイオンはこ
の領域に閉じ込められる。

【０１５９】このとき、負のイオンは加速されて出てく
るが、電極７９に負電圧を印加することにより負のイオ
ンを追い返すことができるので、図２１〜図２３の場合
と同様に、電気的に中性な活性種を鏡筒５１内に選択的
に導入することができる。

【０１６０】なお、ここでは、円筒型の電極を用いたが
グリッド型の電極を用いても良い。ところで、述した図
２１から図２４の活性種導入手段は、活性種の生成に利
用するプラズマの密度（電子密度）や温度等によって、
適切に使い分ける必要がある。例えば、電子密度が電子
温度に比べてある程度大きくなると、遮蔽効果が働くた
め円筒型の電極よりグリッド型を用いる方が良い。ま
た、グリッドのメッシュも必要によりその大きさを調整
する必要がある。

【０１６１】なお、第５、第６の実施例では、試料室と
鏡筒を分離する手段として、ゲートバルブの代わりにコ
ンダクタンスの十分小さいオリフィスを用いているが、
もちろんゲートバルブを用いても良い。

【０１６２】（第７の実施例）図２５は、本発明の第７
の実施例に係る洗浄機能付き電子ビーム露光装置の概略
構成を示す模式図である。

【０１６３】図２５において、８１は電子ビーム露光装
置の鏡筒を示しており、この鏡筒８１の上下にはゲート
バルブ８６が設けられている。これらのゲートバルブ８
６により、鏡筒８１内を電子ビームの発生するところの
電子ビーム発生部分８７および試料を収容するところの
露光チェンバ８８から遮断できる。

【０１６４】また、鏡筒８１の外部にはプラズマ生成部
８２が設けられ、９４はそのコントローラである。この
プラズマ生成部８２は原料タンク８３から供給されるプ
ラズマまたは活性種のガス源（例えば、Ｏ₂とＣＦ₄の
混合ガス）をマイクロ波励起してプラズマを生成する。

【０１６５】このプラズマは鏡筒８１に流入する前に再
結合し、電気的に中性な活性種がメインになる。この活
性種は鏡筒内に流れ込みアパーチャ８５や静電偏向器９
０の表面に付着した汚染物８９と反応し、気化して排気
除去する。静電偏向器９０は図示しない手段により所定
の位置に保持されている。

【０１６６】さらに、鏡筒の下側のアパーチャ８５ａの
下流側には洗浄の進行具合を測定するためのサンプル９
１およびこのサンプル９１を載置するサンプルホルダー
９２が備わっている。このサンプル９１はゲートバルブ
８６ａで仕切られた予備室９３へ鏡筒内部の真空度を劣
化させることなく搬入および搬出できるようになってい
る。なお、予備室９３にガラス窓を設けておけば、この
ガラス窓から直接サンプル９１の様子を調べることがで
きるようになる。

【０１６７】すなわち、サンプル９１の搬出は、ゲート
バルブ８６ａを閉じ、ゲートバルブ８６ｄを開いた状態
で、予備室９３内を排気用ポンプ８４ａにより排気した
後、サンプルホルダー９２を鏡筒８１から搬出すること
により行なわれる。

【０１６８】一方、サンプル９１の搬入は、ゲートバル
ブ８６ａ，８６ｄを閉じた状態で、予備室９３内を排気
用ポンプ８４ａにより排気した後、ゲートバルブ８６ａ
を開いてンプルホルダー９２を鏡筒８１に搬出すること
により行なわれる。

【０１６９】なお、予備室１１３の排気用ポンプ８４ａ
は排気用ポンプ８４と共用にしてバルブ等によって切り
替えて使用しても差しつかえない。

【０１７０】また、サンプル９１の設置位置は使用して
いる鏡筒８１内で洗浄が必要となる部分のうち、最も洗
浄効果が小さくなる部分の近傍に置くことが好ましい。

【０１７１】本実施例では、サンプル９１として、シリ
コン基板上に成膜したカーボンを用いている。カーボン
膜の厚さは約１ミクロン程度とする。これは電子ビーム
露光装置では、この厚さに相当するほどの厚さの汚染物
が付着することはほとんどない十分安全係数を見積もっ
た値である。

【０１７２】洗浄中一定の時間が経過した後、鏡筒８１
からサンプル９１を搬出するが、鏡筒８１内の洗浄は続
ける。そして、サンプル９１のカーボン膜のエッチング
の様子を観察する。

【０１７３】カーボン膜が完全に除去されていなけれ
ば、サンプル９１を鏡筒８１内に戻して、カーボン膜が
完全に除去されるのを確認できるまで洗浄を行なう。こ
のようにして、カーボン膜が完全に除去できた段階で、
洗浄が完全に終了したことを確認できる。

【０１７４】なお、カーボン膜の厚さは、その装置の稼
働状況により適切に決める必要がある。また、カーボン
の代わりにレジストを用いても良い。要は洗浄ガス雰囲
気中でエッチングされるものを用いれば良い。さらに、
サンプル９１として、カーボン膜あるいはレジストを成
膜する基板としてシリコン基板ではなく被洗浄部分と同
じ材質を用いても良いし、その他、適切に選ぶことが可
能である。

【０１７５】（第８の実施例）図２６は、本発明の第８
の実施例に係る洗浄機能付き電子ビーム露光装置の概略
構成を示す模式図である。なお、図２５の洗浄機能付き
電子ビーム露光装置と対応する部分には図２５と同一符
号を付してあり、詳細な説明は省略する。

【０１７６】本実施例の洗浄機能付き電子ビーム露光装
置が第７の実施例のそれと異なる点は、内部汚染物の除
去達成度をモニタするために、活性種の量を利用してい
ることにある。

【０１７７】すなわち、鏡筒８１の下部のアパーチャ８
５ａの下流は、ゲートバルブ８６ｂを介して、四重極質
量分析器９５に接続しており、この四重極質量分析器９
５は排気用ポンプ８４ａによって作動排気されている。
なお、９６は四重極質量分析器９５のコントローラを示
している。

【０１７８】ゲートバルブ８６ｂは排気コンダクタンス
が小さく、これにより、洗浄中でも四重極質量分析器９
５が作動可能のように、鏡筒８１と四重極質量分析器９
５との間で十分な差圧が確保できるようになっている。

【０１７９】実際のモニターは次のように行なう。すな
わち、洗浄中に活性種、例えば、酸素の活性種の量を測
定する。洗浄開始直後は汚染物が多く、活性種が汚染物
と反応するため検出される活性種の量はその分少ない。
しかし、洗浄が進行すると、反応しない活性種が増える
ため、検出できる活性種の量が増える。この検出量が飽
和した段階が、洗浄の終了を示すことになる。

【０１８０】なお、活性種の量を測定する代わりに、活
性種と汚染物との反応物の量を測定しても良い。この場
合、生成物の量が減少し、生成物を検出できなくなった
段階が、洗浄の終了である。さらに、プラズマ、プラズ
マと内部汚染物との反応物（これらはプラズマを用いた
場合）の量を測定しても良い。

【０１８１】また、四重極質量分析器は、分析器内で分
子の分解等が起こるため、ガスの量や、ガスの種類によ
っては、１つの質量数ではなく、複数の質量数に渡って
測定し、そのスペクトルの変化をみるほうが良い場合も
ある。

【０１８２】この場合も、スペクトルの変化（注目する
全ての質量数が同時に増加あるいは減少するとは限らず
あるものは増加しあるものは減少しあるものは増減を繰
り返すかもしれない）が飽和した段階が、洗浄の終了で
ある。

【０１８３】また、本実施例では、鏡筒８１に直接四重
極質量分析器９５を設置したが、この設置位置はより下
流の配管に設置しても良い。配管に設置する場合、鏡筒
８１に設置するよりも、簡単に改造が行なえるという利
点がある。ただし、上述したように測定する質量数を適
切に選ぶ必要もある。

【０１８４】また、本実施例では、分析器として四重極
質量分析器９５を用いたが、この分析器はその他の原理
の質量分析器でも良い。この場合も、プラズマ、活性
種、プラズマと内部汚染物との反応物または活性種と内
部汚染物との反応物の発光スペクトルを分析する。

【０１８５】また、質量分析器とレーザー等との組み合
わせ、プラズマ、活性種、プラズマと内部汚染物との反
応物または活性種と内部汚染物との反応物の吸収スペク
トルを分析する装置を用いても良い。

【０１８６】（第９の実施例）図２７は、本発明の第９
の実施例に係る洗浄機能付き電子ビーム露光装置の概略
構成を示す模式図である。なお、図２６の洗浄機能付き
電子ビーム露光装置と対応する部分には図２６と同一符
号を付してあり、詳細な説明は省略する。

【０１８７】本実施例の洗浄機能付き電子ビーム露光装
置が第８の実施例と異なる点は、モニタリング手段とし
て、四重極質量分析器９５の代わりに、分光器９８を用
いたことにある。図２７におて、９９は分光器９８のコ
ントローラを示し、１００はフィルター付きのレンズを
示している。

【０１８８】本実施例では、発光を増幅するためにアシ
ストガスとしてＮＯガスを用いている。このＮＯガスは
アシストガス源９７から供給される。また、ＮＯガスの
供給量（流量）はバルブ８６ｃにより調節できるように
なっている。

【０１８９】本実施例によれば、活性種である酸素だけ
では発光が小さい場合でも、ＮＯガスと酸素との反応に
より、発光全体は大きいものとなるので、酸素の量を見
積もることが可能となる。この場合も、先の実施例と同
様に、活性種（酸素）の量、つまり発光の強度の変化が
飽和した段階が洗浄の終了となる。

【０１９０】本実施例では、酸素の活性種を検出するこ
とを考えたが、酸素以外の他の活性種でも、その活性種
に対して適切なアシストガスを選ぶことにより、検出可
能である。もちろん、十分な発光が得られる場合は、ア
シストガスは不用である。また、アシストガスの代わり
に、活性種と反応を起こす金属プレート等のアシストソ
リッドを配置しても良い。

【０１９１】（第１０の実施例）図２８は、本発明の第
１０の実施例に係る洗浄機能付き電子ビーム露光装置の
概略構成を示す模式図である。なお、図２６の洗浄機能
付き電子ビーム露光装置と対応する部分には図２６と同
一符号を付してあり、詳細な説明は省略する。

【０１９２】本実施例では、静電偏向器９０とアパーチ
ャ８５との間にオーリング１０１を設け、活性種の流路
を制限している。さらに、ノズ１０２が鏡筒８１に挿設
されている。これにより、活性種はこのノズル１０２を
通って被洗浄部分近傍に運ばれ、吹き付けられる。

【０１９３】本実施例によれば、活性種の流路を制限す
ることにより洗浄効果が改善されるのに加えて、ノズル
１０２を用いることによりさらに洗浄効果が改善され
る。

【０１９４】これは、ノズルを用いて活性種を流すこと
により、鏡筒８１内に導入される途中に活性種が失活し
てしまうのを防止できるからである。

【０１９５】ここで、ノズル１０２は、石英、テフロ
ン、サファイア、セラミック等の絶縁性の物質が好まし
い。これは金属に比べて活性種が失活しにくいからであ
る。さらに、ノズル１０２の外面を導体、例えば、金で
コートすると、通常運転時のノズル１０２のチャージア
ップを低減できる。

【０１９６】（第１１の実施例）図２９は、本発明の第
１１の実施例に係る洗浄機能付き電子ビーム露光装置の
要部の概略構成を示す模式図である。なお、図２８の洗
浄機能付き電子ビーム露光装置と対応する部分には図２
６と同一符号を付してあり、詳細な説明は省略する。

【０１９７】本実施例の洗浄機能付き電子ビーム露光装
置が第１０の実施例のそれと異なる点は、可動式のノズ
ル１０２を用いたことにある。このノズル１０２の内面
は石英、外面は金でコートされている。

【０１９８】ノズル１０２をを可動式にしておくと、通
常運転時には退避させておき、洗浄時に鏡筒中心部まで
挿入させることができる。なお、１０５はオーリングを
示している。

【０１９９】図２９において、点１０７は鏡筒８１の中
心軸、つまり、電子ビームの位置を示している。鏡筒８
１の中心部１０７からの破線が示すように、ノズル１０
２の内面が鏡筒８１の中心軸８６、つまり、電子ビーム
から見える。

【０２００】このため、ノズル１０２の外面を金属でコ
ートしても、ノズル１０２の絶縁性の内面が電子ビーム
から見えることになるので、内面がチャージアップする
可能性がある。

【０２０１】本実施例では、このような不都合を回避す
るために、アースされ、表面が導体でコートされたシャ
ッター１０３を用いている。

【０２０２】すなわち、通常運転中は、ベローズ１０４
により真空に影響を与えずに、シャッター１０３を破線
１０６の位置まで移動させ、ノズル１０２の内面が鏡筒
８１の電子ビームから見えないようにし、電子ビーム中
の電子によるノズル１０２の内面のチャージアップを防
止している。

【０２０３】なお、ベローズ１０４の表面をコートする
金属としては、例えば、金、白金または白金と金との合
金を用いる。また、（第１２の実施例）図３０は、本発
明の第１２の実施例に係る洗浄機能付き電子ビーム露光
装置の要部の概略構成を示す模式図である。なお、図２
９の洗浄機能付き電子ビーム露光装置と対応する部分に
は図２９と同一符号を付してあり、詳細な説明は省略す
る。

【０２０４】本実施例の洗浄機能付き電子ビーム露光装
置が第１１の実施例と異なる点は、先端部分がドーナツ
形状のノズル１０２を用いたことにある。ノズル穴はド
ーナツ形状の先端部分の内側の内周面に沿って設けられ
ている。

【０２０５】このようなノズル１０２を用いることに伴
って、円柱状のシャッター１０８を用いている。すなわ
ち、通常運転中は、ベローズ１０９により、円柱状のシ
ャッター１０８が破線１１０の位置に移動させることに
より、ノズル１０２を電子ビームから完全に隠すことが
可能となっている。

【０２０６】なお、他の形状のノズルを使用した場合
や、ノズル以外の絶縁製部材物が洗浄に必要な場合に
は、それぞれの形状に応じて適切な方法でシャッターを
設けることにより、通常運転中の絶縁製部材のャージア
ップを防ぐことができる。

【０２０７】（第１３の実施例）図３１は、本発明の第
１３の実施例に係る洗浄機能付き電子ビーム露光装置の
要部の概略構成を示す模式図である。なお、図２５の洗
浄機能付き電子ビーム露光装置と対応する部分には図２
５と同一符号を付してあり、詳細な説明は省略する。

【０２０８】本実施例は、サンプルとして、被洗浄部分
と同じ材料を用いたサンプルを用いた例である。ここで
は、主たる被洗浄部分が静電偏向器としているので、そ
の直下にダミーの静電偏向器を用いている。

【０２０９】すなわち、ガス流に対して下流側の静電偏
向器９０には、静電偏向器９０と同じ材質のダミー電極
９１が設けられいてる。

【０２１０】ダミー電極９１は通常運転時も鏡筒８１内
に設けたままにしておき、ビームドリフトが現われてき
たら洗浄を行なう。そして、洗浄中にサンプルとしての
ダミー電極９１を取り出し、汚染物の除去状況を確認
し、ダミー電極９１に汚染物が存在しなくなった段階
で、洗浄を終了する。

【０２１１】本実施例によれば、実際に鏡筒８１内で付
着した汚染物を除去し、評価するので、非常に正確に洗
浄の終了が決定できる。

【０２１２】本実施例では、静電偏向器９０とは別個の
ダミー電極９１を用いたが、静電偏向器９０の一部分
が、ダミー電極９１の場合と同様に、搬入・搬出可能と
なるように、静電偏向器９０を構成していも良い。

【０２１３】（第１４の実施例）図３２は、本発明の第
１４の実施例に係る洗浄機能付き電子ビーム露光装置の
概略構成を示す模式図である。

【０２１４】図３２において、１２１は電子ビーム露光
装置の鏡筒を示しており、この鏡筒１２１は大きく分け
て、電子ビームを発生するところのビーム発生部１２７
と偏向用電極等から構成される電子ビームを偏向制御す
る光学系とからなる。

【０２１５】鏡筒１２１内の上下にはゲートバルブ１２
６が設けられている。これらゲートバルブ１２６によ
り、鏡筒１２１内を電子ビームを発生するところのビー
ム発生部１２７、試料を収容するところの露光チャンバ
１２８および上記光学系を真空的に分離できる。更に、
鏡筒１２１内の大部分を１０^-7Ｔｏｒｒの減圧に保持し
たまま、鏡筒１２１内に１０^-2〜数１０Ｔｏｒｒのプラ
ズマまたは活性種の内部汚染物除去用ガスを流すことが
でき、洗浄後に減圧を回復する時間を大幅に短縮するこ
とができる。

【０２１６】また、図中、１２０は鏡筒１２１の外部に
設けられ、この鏡筒１２１から着脱自在なプラズマ生成
部を示している。このプラズマ生成部１２０は、大きく
分けて、第１の原料ガスタンク１２２と、第２の原料ガ
スタンク１２３と、これら原料ガスタンク１２２，１２
３内の各原料ガスの混合ガスをマイクロ波励起等の手段
により、プラズマまたは活性種を生成する内部汚染物除
去用ガス生成装置１３０と、この内部汚染物除去用ガス
生成装置１３０を制御するためのコントローラ１２５
と、着脱手段１３１の一部分を構成する着脱部とから構
成されている。なお、図中、プラズマ生成部１２０内の
１２９ａ〜１２９ｃはゲートバルブを示している。

【０２１７】さらに、鏡筒１２１の外部には、この鏡筒
１２１から着脱自在な排気部１４０が設けられている。
この排気部１４０は、大きく分けて、鏡筒１２１内のガ
ス等を外部に排気するためのドライポンプやロータリー
ポンプなどの排気用ポンプ１２４と、着脱手段１３２の
一部分を構成する着脱部と、この着脱部と排気用ポンプ
１２４との間に設けられたゲートバルブ１２９ｅとから
構成されている。

【０２１８】本実施例の洗浄機能付き電子ビーム露光装
置には、鏡筒１２１の外部に設けられ、この鏡筒１２１
から着脱自在なガス生成部１２０および排気部１４０が
用いられている。

【０２１９】したがって、通常運転時（露光時）に、鏡
筒１２１からガス生成部１２０および排気部１４０をは
ずすことにより、ガス生成部１２０および排気部１４０
の悪影響を無くすことができるので、精度の高い抽画が
可能となる。

【０２２０】さらに、１組のガス生成部１２０と排気部
１４０とを複数の同じ洗浄機能付き電子ビーム露光装置
で共有すれば、コストの上昇を効果的に防止できる。な
お、共有するガス生成部１２０と排気部１４０との組数
は、使用する洗浄機能付き電子ビーム露光装置の数未満
であれば、コスト削減の目的は達成される。

【０２２１】さらに、着脱部の形状を適切に選ぶことに
より、１組のガス生成部１２０と排気部１４０とを洗浄
機能付き電子ビーム露光装置とは異なる荷電ビーム装
置、例えば、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Elect
ron Microscope）と共有することもできる。

【０２２２】なお、本実施例では、ガス生成部１２０お
よび排気部１４０の両方が着脱自在な場合について説明
したが、ガス生成部１２０のみが着脱自在であっても良
い。この場合、通常運転時にゲートバルブ１２９ｆを閉
じることにより、排気部１４０の悪影響を低減できる。

【０２２３】また、ガス生成部１２０および排気部１４
０の両方が着脱自在でない場合には、通常運転時にゲー
トバルブ１２９ｄ，ｆを閉じる。ゲートバルブ１２９ｄ
を閉じることにより、排気用ポンプ１２４はガス生成部
１２０に係る部分の排気を行なわずに済むので、鏡筒１
２１内の排気をスムーズに行なうことができ、鏡筒１２
１内を高真空に保つことが容易になる。

【０２２４】図３３は、着脱手段１３１の具体的な構成
を示す断面図である。この着脱手段１３１は、ガス生成
部１２０側の着脱部１３２がアダプタ１３３を介して鏡
筒１２１側の着脱部１３４に接続するタイプのものであ
る。

【０２２５】ガス生成部１２０側の着脱部１３２、アダ
プタ１３３側の着脱部１３２、アダプタ１３３側の着脱
部１３４および鏡筒１２１側の着脱部１３４の径は全て
同じであり、これにより、アダプタ１３３は、ガス生成
部１２０側の着脱部１３２、鏡筒１２１側の着脱部１３
４とそれぞれ着脱自在になっている。

【０２２６】アダプタ１３３内には可動式のノズル１３
５が設けられている。これにより、例えば、鏡筒１２１
の内部が複雑な構造である場合には、ノズル１３５を鏡
筒中心部まで挿入することにより、効果的な洗浄を行な
うことが可能となる。

【０２２７】なお、ＳＥＭ等の荷電ビーム装置の場合に
は、ノズル１３５が邪魔になって、ガス生成部１２０と
鏡筒１２１との接続が困難になる可能性があるが、この
ような場合には、アダプタ１３３をはずし、ガス生成部
１２０と鏡筒１２１とを直接接続するば良い。

【０２２８】また、ガス生成部１２０側の着脱部１３２
の径と鏡筒１２１側の着脱部１３４の径とが異なる場合
には、アダプタ１３３の代わりに、径変換用のアダプタ
を用いることにより、ガス生成部１２０と鏡筒１２１と
を着脱自在にすることができる。このように適切なアダ
プタを用いることにより、装置の制限を受けずに、ガス
生成部１２０と鏡筒１２１とを着脱自在にすることがで
きる。

【０２２９】また、本実施例のように、装置本体とは独
立したガス生成部１２０を用意すれば、洗浄機能を有し
ない荷電ビーム装置の既存のポートにガス生成部１２０
を接続することにより、容易に洗浄機能を持たせること
ができるようになる。

【０２３０】また、既存のポートが存在しない場合で
も、ポートを設ける程度の比較的簡単な改造で洗浄機能
を付加させることが可能となる。

【０２３１】なお、第７〜第１４の実施例では、試料室
の真空分離の手段として、ゲートバルブを用いている
が、排気コンダクタンスの十分小さいオリフィスを代わ
りに用いることも可能である。

【０２３２】（第１５の実施例）図３４は、本発明の第
１５の実施例に係る洗浄機能付きＳＥＭの概略構成を示
す模式図である。

【０２３３】図３４において、１４１はＳＥＭの鏡筒を
示しており、この鏡筒１４１はゲートバルブ１４３によ
り上方の電子銃側と真空分離され、また、コンダクタン
スの小さなスリーブ１４２により下方の試料側と真空分
離されている。なお、このコンダクタンスの小さなスリ
ーブの代わりにゲートバルブを設けても良い。

【０２３４】この鏡筒１４１の内部には、洗浄部品であ
るアパーチャ１４９が設けられている。アパーチャ１４
９は図示しない手段により所定の位置に保持されてい
る。一方、鏡筒１４１の外部には、内部汚染部除去用ガ
スであるプラズマまたは活性種を生成し、着脱手段１４
７により鏡筒１４１から着脱自在なガス生成部が設けら
れている。このガス生成部は、第１の原料ガスタンク１
４４、第２の原料ガスタンク１４５、プラズマ発生装置
１４６等により構成されている。

【０２３５】さらに、鏡筒１４１の外部には、鏡筒１４
１内のガスを外部に排気する排気用ポンプ１５１により
構成された排気部が設けられ、この排気用ポンプ部は着
脱手段１５０により鏡筒１４１から着脱自在となってい
る。

【０２３６】なお、図中、１４８ａ，１４８ｂはゲート
バルブを示しており、ガス生成部、排気部を鏡筒１４１
からはずす際に、これらゲートバルブ１４８ａ，１４８
ｂを閉じることにより、鏡筒１４１内の真空度を所定レ
ベルに維持できる。

【０２３７】本実施例の洗浄機能付きＳＥＭは、ガス生
成部、排気部が鏡筒１４１から着脱自在な構成になって
いるので、通常運転時における精度低下の防止や、コス
ト上昇の抑制など、第１４の実施例の洗浄機能付き電子
ビーム露光装置と同様な効果が得られる。

【０２３８】本実施例では、ガス生成部１２０および排
気部１４０の両方が着脱自在な場合について説明した
が、ガス生成部１２０のみが着脱自在であっても良い。

【０２３９】なお、第１４、第１５の実施例において
は、ガス生成部の全体が鏡筒の外部に設けられ、ガス生
成部の全体が鏡筒から着脱自在であったが、ガス生成部
の一部分（例えば、プラズマ生成装置、コントローラ）
を鏡筒内に設け、他の部分だけが鏡筒から着脱自在にし
ても良い。同様に、排気部の一部だけを着脱自在にして
も良い。

【０２４０】（第１６の実施例）図３５は、本発明の第
１６の実施例に係る洗浄機能付き電子ビーム露光装置の
要部を示す模式図である。

【０２４１】図中、１６１は鏡筒を示しており、この鏡
筒１６１内に被洗浄部分である偏向電極１６２が設けら
れている。この偏向電極１６２の上部にはオーリング等
の固定式のガス流路制御手段１６４が設けられている。
一方、偏向電極１６２の下部には腐食防止用の可動式の
仕切り板１６３が設けられている。

【０２４２】通常運転時には、真空排気をスムーズに行
なうために、仕切り板１６３は実線で示された上方の位
置（待機位置）にある。一方、洗浄を行なう場合には、
隙間が完全に無くなるまで、あるいは活性種またはプラ
ズマが失活する程度の隙間になるまで、仕切り板１６３
を破線で示された下方の位置に移動させる。

【０２４３】これにより、偏向電極１６２の背面にある
配線等の腐食を嫌う部品を活性種またはプラズマから保
護できるので、洗浄後の排気をスムーズに行なうことが
できるようになる。

【０２４４】なお、本実施例では、ガス流路制御手段１
６１を固定式としたが、仕切り板１６３と同様に可動式
にしても良い。この場合、可動後の隙間のコンダクタン
スが十分に小さくなるようにする。すなわち、可動後の
隙間を通るガスの流量が、被洗浄部分を流れるガスの流
量に対して、十分に小さくなるようにする。

【０２４５】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。例えば、上記実施例では、本発明を電
子ビーム露光装置、ＳＥＭに適用した場合について説明
したが、本発明は他の荷電ビーム装置に適用できる。他
の荷電ビーム装置としては、例えば、透過型電子顕微
鏡、分析電子顕微鏡、走査型トンネル顕微鏡、収束イオ
ンビーム装置、電子プローブマイクロアナライザ、ウェ
ハプロセス評価装置、微細加工評価装置、走査型イオン
顕微鏡などがあげられる。

【０２４６】また、プラズマの通路を限定する発明と洗
浄を２段階で行なう発明とを組合わせても良い。

【０２４７】また、上記実施例では、光学系と露光チェ
ンバとを真空的に分離する電子ビーム露光装置の場合に
ついて説明したが、光学系と露光チェンバとは必ずしも
真空的に分離する必要はない。露光チェンバと鏡筒内と
の差圧を十分保ちたい場合には、排気コンダクタンスの
十分小さいオリフィス（開口）を設けることで達成でき
る。

【０２４８】また、上記実施例では、洗浄ガスとしてＣ
Ｆ₄ガスとＯ₂ガスとの混合ガスを用い場合について主
として説明したが、上記混合ガスと同様な効果が得られ
る他の洗浄ガスを用いても良い。他の洗浄ガスとして
は、例えば、オゾンガス、オゾンを含む混合ガス、Ｈ₂
ガス、ＮＦ₃ガス、ＣＯＦ₂ガス、ＳＦ₆ガス、Ｈ₂Ｏ
ガスおよびＯ₂ガスからなるガス群から選ばれたガスの
混合ガスであって、フッ素と酸素とを含む混合ガスがあ
げられる。

【０２４９】また、上記実施例では、流路制御手段とし
て、オーリングを用いた場合について主として説明した
が、要は気密を保持することによりガスの流れを制御で
きるものであれば良い。

【０２５０】また、上記実施例では、チャンバが鏡筒の
下に設けられている荷電ビーム装置の場合について説明
したが、本発明は、チャンバが鏡筒の上に設けられてい
る荷電ビーム装置にも適用できる。

【０２５１】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施できる。

【０２５２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明（請求項１〜
５）によれば、流路制御手段が設けられ、これによりガ
スの流れを制限でき、プラズマや活性種の洗浄能力の低
下を防止でき、効率良く洗浄を行なえるようになる。ま
た、これにより、放電のためのパワーを小さくでき、簡
単な装置構成でも効果的な洗浄が可能となる。

【０２５３】また、本発明（請求項６〜８）によれば、
洗浄用ガスとして、区画部分の内部汚染物の除去に供す
る第１のプラズマまたは活性種からなる第１の内部汚染
物除去用ガスと、この第１の内部汚染物除去用ガスが供
されることにより区画部分の内部に形成された内部汚染
物を除去する第２のプラズマまたは活性種からなる第２
の内部汚染物除去用ガスとを発生するものを用いている
ので、第１の内部汚染物除去用ガスしか用いてない従来
の荷電ビーム装置に比べて、内部汚染物の除去がより完
全になり、もって描画精度の向上を図ることができるよ
うになる。

【０２５４】また、この方法では加熱の必要がなくな
り、加熱による機械的精度劣化の心配は不要になる。更
に、加熱機構も不要なので装置構成が簡単になる。

【０２５５】また、本発明の洗浄機能付き荷電ビーム装
置（請求項９）によれば、活性種導入手段により、活性
種のみを選択的に区画部分に導入できるので、イオン等
の荷電粒子が装置に与える悪影響を無くすことができる
ようになる。

【０２５６】また、本発明の洗浄機能付き荷電ビーム装
置（請求項１０〜１３）によれば、モニタリング手段に
より、内部汚染物除去の終了判定を正確に行なえ、荷電
ビーム装置の洗浄に起因するスループットの低下を防止
できるようになる。

【０２５７】また、本発明の洗浄機能付き荷電ビーム装
置（請求項１４、請求項１５）によれば、少なくとも一
部分が鏡筒の外部に設けられ、且つこの外部に設けられ
た部分が鏡筒から着脱自在なガス生成手段を用いている
ので、通常運転時に、鏡筒からガス生成手段をはずすこ
とにより、装置精度を高めることができる。さらに、一
つのガス生成手段を複数の洗浄機能付き荷電ビーム装置
で共有すれば、コストの上昇を防止できる。

【０２５８】本発明の荷電ビーム装置の洗浄方法（請求
項１７、請求項１８）によれば、内部汚染物除去用ガス
が所定の領域（荷電ビームが通過する領域と荷電ビーム
による散乱電子が当たる領域）を通過するようして、洗
浄を行なっているので、効率良く洗浄を行なえるように
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る洗浄機能付き電子
ビーム露光装置の概略構成を示す模式図

【図２】酸素プラズマによる洗浄前の電極表面のＸＰＳ
測定の結果を示す図

【図３】酸素プラズマによる洗浄後（加熱無し）の電極
表面のＸＰＳ測定の結果を示す図

【図４】酸素プラズマによる洗浄後（加熱有り）の電極
表面のＸＰＳ測定の結果を示す図

【図５】加熱により脱離したガスの分析結果を示す図

【図６】図５の横軸の時間とを温度との関係を示す図

【図７】洗浄前の電子ビームのドリフト量を示す図

【図８】従来の洗浄を行なった後の電子ビームのドリフ
ト量を示す図

【図９】本発明の洗浄を行なった後の電子ビームのドリ
フト量を示す図

【図１０】本発明の第２の実施例に係る洗浄機能付き電
子ビーム露光装置の概略構成を示す模式図

【図１１】本発明の第３の実施例に係る洗浄機能付き電
子ビーム露光装置の概略構成を示す模式図

【図１２】汚染物による電子ビームの軌道変化を評価す
る方法を説明するための図

【図１３】プラズマの通路を限定する手段を示す図

【図１４】プラズマの通路を限定する他の手段を示す図

【図１５】本発明の第４の実施例に係る鏡筒内部を洗浄
する機構を有する洗浄機能付き電子ビーム露光装置の概
略構成を示す模式図

【図１６】金部材をＨ₂Ｏガスにより洗浄した場合のＸ
ＰＳ測定の結果を示す図

【図１７】ニッケル部材をＨ₂Ｏガスにより洗浄した場
合のＸＰＳ測定の結果を示す図

【図１８】加熱による洗浄方法の洗浄部材の材料の依存
性を示すＸＰＳ測定の結果を示す図

【図１９】本発明の第５の実施例に係る洗浄機能付き電
子ビーム露光装置の概略構成を示す模式図

【図２０】本発明の第６の実施例に係る洗浄機能付き電
子ビーム露光装置の概略構成を示す模式図

【図２１】活性種導入手段の具体的な構成を示す模式図

【図２２】他の活性種導入手段の具体的な構成を示す模
式図

【図２３】他の活性種導入手段の具体的な構成を示す模
式図

【図２４】他の活性種導入手段の具体的な構成を示す模
式図

【図２５】本発明の第７の実施例に係る鏡筒内部を洗浄
する機構を有する洗浄機能付き電子ビーム露光装置の概
略構成を示す模式図

【図２６】本発明の第８の実施例に係る鏡筒内部を洗浄
する機構を有する洗浄機能付き電子ビーム露光装置の概
略構成を示す模式図

【図２７】本発明の第９の実施例に係る鏡筒内部を洗浄
する機構を有する洗浄機能付き電子ビーム露光装置の概
略構成を示す模式図

【図２８】本発明の第１０の実施例に係る鏡筒内部を洗
浄する機構を有する洗浄機能付き電子ビーム露光装置の
概略構成を示す模式図

【図２９】本発明の第１１の実施例に係る鏡筒内部を洗
浄する機構を有する洗浄機能付き電子ビーム露光装置の
概略構成を示す模式図

【図３０】本発明の第１２の実施例に係る鏡筒内部を洗
浄する機構を有する洗浄機能付き電子ビーム露光装置の
概略構成を示す模式図

【図３１】本発明の第１３の実施例に係る鏡筒内部を洗
浄する機構を有する洗浄機能付き電子ビーム露光装置の
概略構成を示す模式図

【図３２】本発明の第１４の実施例に係る洗浄機能付き
電子ビーム露光装置の概略構成を示す模式図

【図３３】着脱手段の具体的な構成を示す断面図

【図３４】本発明の第１５の実施例に係る洗浄機能付き
ＳＥＭの概略構成を示す模式図

【図３５】本発明の第１６の実施例に係る洗浄機能付き
電子ビーム露光装置の要部を示す模式図

【図３６】従来の洗浄機能付き電子ビーム露光装置の模
式図

【符号の説明】

１…鏡筒２…プラズマ生成装置３…原料タンク４…排気用ポンプ５…アパーチャ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ…ゲートバルブ７…電子ビーム発生部８…露光チャンバー９…被洗浄部分１０…ヒーター１１…絶縁体１２…電源１３…熱電対１５…恒温漕１６…パイプ１７…ファラデーカップ１８…電流計１９ａ，１９ｂ…電子ビーム２０…オーリング２１…アダプタリング２２…蓋２３…円筒３１…鏡筒３２…プラズマ生成部３３…第１の原料タンク３４…排気用ポンプ３５…アパーチャ３６…ゲートバルブ３７…ビーム発生部３８…露光チャンバ３９…偏向用電極４０…第２の原料タンク４１…切換えバルブ５１…鏡筒５２…プラズマ生成装置５３…原料タンク５４…排気用ポンプ５５…アパーチャ（オリフィス）５６…ゲートバルブ５７…電子ビーム発生部５８…露光チャンバー５９…静電偏向器６０…グリッド６１…グリッド６２…電源８１…鏡筒８２…プラズマ生成装置８３…原料タンク８４，８４ａ…排気用ポンプ８５，８５ａ…アパーチャ（オリフィス）８６，８６ａ，８６ｂ，８６ｃ，８６ｄ…ゲートバルブ８７…電子ビーム発生部８８…露光チャンバー８９…汚染物９０…静電偏向器９１…ダミー電極９２…サンプルホルダー９３…予備室９４…コントローラ９５…四重極質量分析器９６…コントローラ９７…アシストガス原１２０…プラズマ生成部１２１…鏡筒１２２…第１の原料タンク１２３…第２の原料タンク１２４…排気用ポンプ１２５…コントローラ１２６…ゲートバルブ１２７…ビーム発生部１２８…露光チェンバ１２９ａ〜１２９ｆ…ゲートバルブ１３０…内部汚染物除去用ガス生成装置１３１…着脱手段１３２…着脱手段１４０…排気部１４１…鏡筒１４２…スリーブ１４４…第１の原料タンク１４５…第２の原料タンク１４６…プラズマ発生装置１４７…着脱手段１４８ａ，１４８ｂ…ゲートバルブ１４９…アパーチャ１５０…着脱手段１５１…排気用ポンプ１６１…鏡筒１６２…偏向電極１６３…仕切り板１６４…ガス流路制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高松潤神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者小笠原宗博神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者杉原和佳神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】荷電ビーム発生部と荷電ビームを偏光制御
する光学系とからなる鏡筒と、この鏡筒に接続して設けられ、荷電ビームが照射される
試料が収容されるチェンバと、前記荷電ビーム発生部と前記光学系とを真空的に分離す
る第１の分離手段と、この第１の分離手段によって区画された部分を排気する
排気手段と、前記区画部分に接続され、前記区画部分の内部汚染物の
除去に供するプラズマおよび活性種の少なくとも一方か
らなる内部汚染物除去用ガスを生成するガス生成手段
と、このガス生成手段により生成された内部汚染物除去用ガ
スが、前記ガス生成手段から前記区画部分に導入され前
記排気手段で排出される間に、前記内部汚染物除去用ガ
スが所定の洗浄部分を通過するように、前記内部汚染物
除去用ガスの流路を制御する流路制御手段とを具備して
なることを特徴とする洗浄機能付き荷電ビーム装置。
【請求項２】前記所定の洗浄部分は、前記荷電ビームが
通過する領域の部分と前記荷電ビームによる散乱電子が
当たる領域の部分であることを特徴とする請求項１に記
載の洗浄機能付き荷電ビーム装置。
【請求項３】前記区画部分は排気コンダクタンスの小さ
な仕切りによって分割され、この分割された小区画部分
毎に前記ガス生成手段、または前記ガス生成手段および
前記排気手段が設けられていることを特徴とする請求項
１または請求項２に記載の洗浄機能付き荷電ビーム装
置。
【請求項４】前記区画部分のうち、前記内部汚染物除去
用のガスが通過する領域のうちの少なくとも所定の洗浄
部分の表面の全てまたは一部が、金、白金、パラジウム
またはこれらの金属の合金から形成され、且つ前記区画
部分には前記汚染物除去用ガスの流路に沿って加熱手段
が設けられていることを特徴とする請求項１または請求
項２に記載の洗浄機能付き荷電ビーム装置。
【請求項５】荷電ビーム発生部と荷電ビームを偏光制御
する光学系とからなる鏡筒と、この鏡筒に接続して設けられ、荷電ビームが照射される
試料が収容されるチェンバと、前記荷電ビーム発生部と前記光学系とを真空的に分離す
る第１の分離手段と、この第１の分離手段によって区画された部分を排気する
排気手段と、前記区画部分に接続され、前記区画部分の内部汚染物の
除去に供するプラズマおよび活性種の少なくとも一方か
らなる内部汚染物除去用ガスを生成するガス生成手段
と、前記鏡筒内に挿設され、一部または全てが絶縁体で形成
され、前記放電手段から前記区画部分に前記内部汚染物
除去用ガスを導入するためのノズルと、前記ノズルと前記荷電ビームとの間に設けられ、少なく
とも表面が導電体で形成された可動式のシャッタとを具
備してなることを特徴とする洗浄機能付き荷電ビーム装
置。
【請求項６】荷電ビーム発生部と荷電ビームを偏光制御
する光学系とからなる鏡筒と、この鏡筒に接続して設けられ、荷電ビームが照射される
試料が収容されるチェンバと、前記荷電ビーム発生部と前記光学系とを真空的に分離す
る第１の分離手段と、この第１の分離手段によって区画された部分を排気する
排気手段と、前記区画部分に接続され、前記区画部分の内部汚染物の
除去に供する第１のプラズマおよび活性種の少なくとも
一方からなる第１の内部汚染物除去用ガスと、この第１
の内部汚染物除去用ガスが供されることにより前記区画
部分の内部に形成された内部汚染物を除去する第２のプ
ラズマおよび活性種の少なくとも一方からなる第２の内
部汚染物除去用ガスとを生成するガス生成手段とを具備
してなることを特徴とする洗浄機能付き荷電ビーム装
置。
【請求項７】前記ガス生成手段により生成された第１お
よび第２の内部汚染物除去用ガスが、前記ガス生成手段
から前記区画部分に導入され前記排気手段で排出される
間に、前記第１および第２の内部汚染物除去用ガスが所
定の洗浄部分を通過するように、前記第１および第２の
内部汚染物除去用ガスの流路を制御する流路制御手段を
有することを特徴とする請求項６に記載の洗浄機能付き
荷電ビーム装置。
【請求項８】前記区画部分のうち、前記内部汚染物除去
用のガスが通過する領域のうちの少なくとも所定の洗浄
部分の表面が、金、白金、パラジウムまたはこれら金属
の合金から形成され、且つ前記第２の内部汚染物除去用
ガスとなる原料ガスがＨ₂Ｏ、Ｎ₂、Ｈ₂、希ガスまた
はこれらの混合ガスであることを特徴とする請求項６ま
たは請求項７に記載の洗浄機能付き荷電ビーム装置。
【請求項９】荷電ビーム発生部と荷電ビームを偏向する
光学系とからなる鏡筒と、この鏡筒に接続して設けられ、荷電ビームが照射される
試料が収容されるチェンバと、前記荷電ビーム発生部と前記光学系とを真空的に分離す
る第１の分離手段と、この第１の分離手段によって区画された部分を排気する
排気手段と、この区画部分に接続されるように前記鏡筒の外部に設け
られ、活性種源ガスをプラズマ放電させ、前記区画部分
の内部汚染物の除去に供する活性種を生成する活性種生
成手段と、この活性種生成手段と前記区画部分との間に静電場を生
成し、前記活性種のみを前記区画部分に選択的に導入す
る活性種導入手段とを具備してなることを特徴とする洗
浄機能付き荷電ビーム装置。
【請求項１０】荷電ビーム発生部と荷電ビームを偏光制
御する光学系とからなる鏡筒と、この鏡筒に接続して設けられ、荷電ビームが照射される
試料が収容されるチェンバと、前記荷電ビーム発生部と前記光学系とを真空的に分離す
る第１の分離手段と、この第１の分離手段によって区画された部分を排気する
排気手段と、前記区画部分に接続され、前記区画部分の内部汚染物の
除去に供するプラズマおよび活性種の少なくとも一方か
らなる内部汚染物除去用ガスを生成するガス生成手段
と、前記内部汚染物の除去達成度をモニタするモニタリング
手段とを具備してなることを特徴とする洗浄機能付き荷
電ビーム装置。
【請求項１１】前記モニタリング手段は、前記内部汚染
物除去用ガスにより除去される被洗浄部分よりも、前記
内部汚染物除去用ガスの流路の下流に設けられているこ
とを特徴とする請求項１０に記載の洗浄機能付き荷電ビ
ーム装置。
【請求項１２】前記モニタリング手段は、前記内部汚染
物除去の達成度を測るためのサンプルと、このサンプル
を前記鏡筒および前記チェンバ内の真空を保持しなが
ら、前記鏡筒または前記チェンバに搬入・搬出する手段
とからなることを特徴とする請求項１０に記載の洗浄機
能付き荷電ビーム装置。
【請求項１３】前記モニタリング手段は、前記鏡筒また
は前記露光チェンバ内の活性種、プラズマ、前記内部汚
染物と前記活性種との反応物、および前記内部汚染物と
前記プラズマとの反応物の少なくとも１つの量を測定す
る測定手段を備えてなることを特徴とする請求項１０に
記載の洗浄機能付き荷電ビーム装置。
【請求項１４】荷電ビーム発生部と荷電ビームを偏光制
御する光学系とからなる鏡筒と、この鏡筒に接続して設けられ、荷電ビームが照射される
試料が収容されるチェンバと、前記荷電ビーム発生部と前記光学系とを真空的に分離す
る第１の分離手段と、この第１の分離手段によって区画された部分を排気する
ものであって、少なくとも一部分が前記鏡筒の外部に設
けられた排気手段と、前記区画部分に接続され、前記区画部分の内部汚染物の
除去に供するプラズマおよび活性種の少なくとも一方か
らなる内部汚染物除去用ガスを生成するものであって、
少なくとも一部分が前記鏡筒の外部に設けられ、且つこ
の外部に設けられた部分が前記鏡筒から着脱自在なガス
生成手段とを具備してなることを特徴とする洗浄機能付
き荷電ビーム装置。
【請求項１５】前記排気手段は、第２の分離手段により
着脱可能であることを特徴とする請求項１４に記載の洗
浄機能付き荷電ビーム装置。
【請求項１６】前記光学系と前記露光チェンバとを真空
的に分離する第３の分離手段を有することを特徴とする
請求項１〜請求項１５のいずれかに記載の洗浄機能付き
荷電ビーム装置。
【請求項１７】荷電ビーム発生部と荷電ビームを偏向制
御する光学系とからなる鏡筒と、この鏡筒に接続して設
けられ、荷電ビームが照射される試料が収容されるチェ
ンバとを具備してなる荷電ビーム装置内の内部汚染物
を、ガス生成手段により生成されるプラズマおよび活性
種の少なくとも一方からなる内部汚染物除去用ガスによ
り洗浄する際に、前記ガス生成手段から前記区画部分に
導入され前記排気手段で排出される間に、前記内部汚染
物除去用ガスが所定の洗浄部分を通過するように、前記
内部汚染物除去用ガスの流路を制限することを特徴とす
る荷電ビーム装置の洗浄方法。
【請求項１８】前記所定の洗浄部分は、前記荷電ビーム
が通過する領域の部分と前記荷電ビームによる散乱電子
が当たる領域の部分であることを特徴とする請求項１７
に記載の荷電ビーム装置の洗浄方法。