JP7005288B2 - 集塵装置 - Google Patents

Description

実施形態は、集塵装置に関する。

近年の半導体装置の高集積化及び大容量化に伴って、半導体装置に要求される回路線幅は益々微小になってきている。半導体装置に所望の回路パターンを形成するためには、リソグラフィ技術が用いられている。このリソグラフィ技術では、マスク（レチクル）と称される原画パターンを用いたパターン転写が行われている。このパターン転写に用いる高精度なマスクを製造するためには、優れた解像度を有する荷電粒子ビーム描画装置が用いられている。

この荷電粒子ビーム描画装置では、マスクやブランクなどの試料が載置されるステージを収容する描画室、試料搬送用のロボット装置を収容するロボット室、試料搬入出用のロードロック室などが設けられており、それらの室内は通常真空状態に維持されている。試料はロボット装置によりロードロック室からロボット室を介して描画室に搬入され、描画後に描画室から搬出されてロボット室を介してロードロック室に戻される。パターンの描画時には、試料が載置されたステージを移動させつつ、ステージ上の試料の所定位置に荷電粒子ビームを偏向して照射し、ステージ上の試料にパターンを描画する。

荷電粒子ビーム描画装置内には、種々の理由により、塵（例えば、ゴミなどの不純物）が存在する場合がある。このように、荷電粒子ビーム描画装置内に塵が存在すると、試料の搬送中や、描画時等に塵が試料に付着する事がある。例えば、描画前に塵が試料に付着していると、その塵によって描画不良が生じてしまう。このように塵の付着は試料品質、すなわち製品品質が低下する要因になっており、塵の付着による製品品質の低下を抑止することが求められている。他方で、装置内の塵をクリーニングするためには真空を破って装置内の機構をクリーニングする必要がある。しかし、荷電粒子ビーム描画装置内を真空引きするには、多大な時間が必要である。また、荷電粒子ビーム描画装置内を真空引きした後、荷電粒子ビーム描画装置内の電子光学系の調整も必要となる。そのため、荷電粒子ビーム描画装置が稼働できない時間（ダウンタイム）が長くなってしまう。ダウンタイムに起因して、歩留まりが低下してしまう可能性がある。歩留まりが低下することにより、マスクの製造に掛かるコストが増大してしまう可能性がある。このため、塵起因の装置のダウンタイム発生を低減することが求められている。

特開２００２－１１０５１５号公報

実施形態は上記問題点を鑑みてなされたもので、塵の付着による製品品質の低下を抑止することができる集塵装置を提供する。

実施形態の集塵装置は、第１面に第１電極の裏面が配置される本体と、前記第１面に配置され、前記第１電極の前記裏面に対向する表面を支持する固定部と、前記第１面に前記固定部と対向して配置され、前記第１電極の前記裏面に対向する表面を支持して前記固定部とともに前記第１電極の位置を固定し、前記第１電極に電圧を転送する第２電極と、前記第２電極に印加する電圧の大きさ及びタイミングを制御する制御基板と、を備える。前記固定部は、前記第１面に沿って可動して前記第１電極の前記本体に対する着脱を制御する。

実施形態によれば、塵の付着による製品品質の低下を抑止し、ダウンタイム発生を低減することができる集塵装置を提供することができる。

図１は、第１実施形態に係る集塵装置の斜視図である。 図２は、図１のＳ１方向から集塵装置を見た図である。 図３は、第１実施形態に係る集塵装置が搬送される荷電粒子ビーム描画装置の構成を模式的に示した概略図である。 図４は、集塵装置の動作例であり、高電圧発生部が交換可能電極に印加する電圧と、時間との関係を示した図である。 図５は、第２実施形態に係る集塵装置の斜視図である。 図６は、図５のＳ２方向から集塵装置を見た図である。 図７は、図１のＳ１方向から集塵装置を見た図である。 図８は、第３実施形態に係る集塵装置が搬送される荷電粒子ビーム描画装置の構成を模式的に示した概略図である。 図９は、図５のＳ２方向から集塵装置を見た図である。 図１０は、第３実施形態に係る集塵装置が搬送される荷電粒子ビーム描画装置の構成を模式的に示した概略図である。

以下、実施形態の詳細を図面を参照して説明する。この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。

図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

各機能ブロックは、ハードウェア、コンピュータソフトウェア、のいずれかまたは両者の組み合わせとして実現することができる。このため、各ブロックは、これらのいずれでもあることが明確となるように、概してそれらの機能の観点から以下に説明される。このような機能が、ハードウェアとして実行されるか、またはソフトウェアとして実行されるかは、具体的な実施態様またはシステム全体に課される設計制約に依存する。当業者は、具体的な実施態様ごとに、種々の方法でこれらの機能を実現し得るが、そのような実現を決定することは本発明の範疇に含まれるものである。

以下、各実施形態では、クリーニング対象装置である半導体製造装置（荷電粒子ビーム描画装置）内の塵をクリーニング（除去）する集塵装置について説明する。

＜１＞第１実施形態
＜１－１＞構成
＜１－１－１＞集塵装置
図１、及び図２を用いて、第１実施形態に係る集塵装置の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る集塵装置の斜視図である。図２は、図１のＳ１方向から集塵装置を見た図である。なお、図２は集塵装置の一部を機能ブロックとして表現している。

集塵装置１００の構成について説明する。図１及び図２に示すように、集塵装置１００は、本体１０１の第１面（Ｄ１方向及びＤ２方向からなる平面）上に、交換可能電極（集塵部）１１０の裏面が配置される。そして、集塵装置１００の第１面に設けられる電極１３０及び固定部１４０（土台部１４１、支持部１４２）によって、交換可能電極１１０が本体１０１の第１面に機械的に固定される。固定部１４０は、第１面の端部に配置される土台部１４１と、土台部１４１に接続され、交換可能電極１１０表面（裏面に対向する面）を支持する支持部１４２と、を備える。支持部１４２は、第１支持部１４２ａと、第２支持部１４２ｂと、を備えている。第１支持部１４２ａは、例えば交換可能電極１１０が配置される領域に沿った板状の構造であり、一端が土台部１４１に固定されている。第２支持部１４２ｂは、例えば箱形状の構造であり、第１支持部１４２ａの他端に設けられる。第１支持部１４２ａは、例えば板バネであり、力を加えることで変形し、力を取り除くと元に戻る性質を有している。第１支持部１４２ａに力が加えられていない状態においては、第２支持部１４２ｂは、本体１０１の第１面上に、交換可能電極１１０を固定するように配置される。本体１０１の第１面上に、交換可能電極１１０を固定する場合は、第１支持部１４２ａに力を加えて第２支持部１４２ｂを、交換可能電極１１０が配置される領域からズラすことで可能となる。つまり、支持部１４２を可動させることによって、交換可能電極１１０を本体１０１の第１面に対して着脱することが可能となる。なお、本体１０１の第１面の外形は、例えば描画される試料とほぼ同じである。つまり、集塵装置１００のＤ１方向及びＤ２方向に平行な面の外形は、描画される試料とほぼ同じである。なお、図１では、２つの電極１３０及び２つの固定部１４０によって、交換可能電極１１０が本体１０１の第１面に固定されるがこれに限らない。つまり、電極１３０の数と、固定部１４０の数は適宜変更可能である。

交換可能電極１１０は、導電性の基板であり、一例としては、描画される試料とほぼ同じ形状に加工されたシリコン基板である。そして、交換可能電極１１０は、電極１３０を介して電圧が印加されることにより、交換可能電極１１０が帯電する。帯電状態の交換可能電極１１０と塵との間には、互いが引き合う静電気力が働くことになる。これにより、交換可能電極１１０の表面（裏面と対向する面）上に塵が吸着される。また、帯電状態の交換可能電極１１０の表面には電位が保持されるため、交換可能電極１１０の表面に吸着した塵は静電気力によって交換可能電極１１０の表面に吸着されたままとなる。

図２に示すように、本体１０１は、制御基板１２０を備えている。制御基板１２０には回路が形成されており、制御基板１２０は、回路から実現される制御部１２１と、メモリ１２２と、電源１２３と、高電圧発生部１２４と、モニタ部１２５と、タイマ１２６と、を備えている。

制御部１２１は、メモリ１２２と、電源１２３と、高電圧発生部１２４と、モニタ部１２５と、タイマ１２６と、を制御する。

メモリ１２２は、種々の情報を記憶している。メモリ１２２に記憶される情報の一例としては、高電圧発生部１２４に電圧を生成させる為の設定情報、放電に関する情報、等である。メモリ１２２は、例えば不揮発性の記憶装置である。集塵装置のユーザは、メモリ１２２に、所望の設定情報を記録できる。また、メモリ１２２は、集塵装置１００の動作の間の、集塵装置１００における種々の物理量を記憶する。ユーザはメモリ１２２を介して物理量を参照することで、例えば交換可能電極１１０による放電の有無や、交換可能電極１１０による放電回数の確認を行なうことが可能である。

電源１２３は、集塵装置１００の各構成を動作させるために必要な電源である。電源１２３は、例えば電池等である。

高電圧発生部１２４は、電源１２３から供給される電源に基づいて高電圧を生成し、電極１３０に供給する。電極１３０が高電圧発生部１２４からの電圧を転送することにより、交換可能電極１１０が帯電し、交換可能電極１１０に塵が吸着される。高電圧発生部１２４は、例えばコックウォルトンクロフト回路や、圧電トランスを用いた昇圧回路である。

モニタ部１２５は、高電圧発生部１２４からの電圧の出力、及び集塵装置１００を流れる電流をモニタする。モニタ部１２５は、電流の値を例えばメモリ１２２に記憶されている放電判定用の電流値と比較する。そして、モニタ部１２５が放電判定用の電流値を超えて電流が流れていると判定する場合、モニタ部１２５は、制御部１２１を介して、高電圧発生部１２４による電圧生成を停止させる。これにより、放電を抑制することが可能となる。なお、ここでは制御部１２１と、モニタ部１２５は別の構成として説明しているが、ハードウェアとしては一体となっていても良い。

タイマ１２６は、制御部１２１の命令に応答して計時する。そして、制御部１２１は、タイマ１２６によって計時された時刻に基づき、高電圧発生部１２４による電圧生成を制御する。

また、図２に示すように、本体１０１の第１面に対向する第２面には、接地部１５０が設けられている。接地部１５０は、集塵装置１００が搬入される装置（例えば、荷電粒子ビーム描画装置）内の接地部に接続される。これにより、集塵装置１００は、接地部１５０を介して集塵装置１００が搬入される装置の接地電圧を共有することが可能となる。接地部１５０を介して得られた集塵装置１００が搬入される装置の接地電圧は高電圧発生部１２４に共有される。そのため、高電圧発生部１２４は、集塵装置１００が搬入される装置の接地電圧を基準に電圧を生成することが可能となる。その結果、交換可能電極１１０は所定の電位に帯電され、クリーニングを行うことが可能となる。なお、本体１０１の第２面に配置される接地部１５０の数は適宜変更可能である。

＜１－１－２＞荷電粒子ビーム描画装置
上述したように、本実施形態に係る集塵装置は、例えば荷電粒子ビーム描画装置に搬送される。ここで、図３を用いて、本実施形態に係る集塵装置が搬送される荷電粒子ビーム描画装置の構成について説明する。図３は、荷電粒子ビーム描画装置の構成を模式的に示した概略図である。この荷電粒子ビーム描画装置は、荷電粒子ビームとして例えば電子ビームを用いた可変成形型の描画装置の一例である。なお、荷電粒子ビームは電子ビームに限られるものではなく、プロセス装置等の一般的な半導体製造装置であっても良い。

図３に示すように、荷電粒子ビーム描画装置１は、描画対象となる試料Ｗを支持するステージ２ａを収容する描画室２と、ステージ２ａ上の試料Ｗに電子ビームＢを照射する光学鏡筒３と、試料Ｗ搬送用のロボット装置４ａを収容するロボット室４と、試料Ｗ搬入出用のロードロック室５と、各部を制御する制御装置６とを備えている。なお、描画室２、光学鏡筒３及びロボット室４の内部は通常真空状態に維持されている。また、描画室２とロボット室４との間にはゲートバルブ１１が設けられており、ロボット室４とロードロック室５との間にはゲートバルブ１２が設けられている。

描画室２は、描画対象となる試料Ｗが置かれるステージ２ａを収容する描画チャンバである。描画チャンバは気密性を有しており、真空チャンバとして機能する。この描画室２内のステージ２ａは水平面内で互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向に移動機構により移動可能に形成されている。ステージ２ａの載置面上には、例えばマスクなどの試料Ｗが載置される。

光学鏡筒３は、描画室２の上方に設けられ、その描画室２の内部につながる鏡筒である。光学鏡筒３は、電子ビームＢを荷電粒子光学系によって成形及び偏向し、描画室２内のステージ２ａ上の試料Ｗに対して照射する。この光学鏡筒３は、電子ビームＢを出射する電子銃などのビーム出射部２１と、その電子ビームＢを集光する照明レンズ２２と、ビーム成形用の第１のアパーチャ２３と、投影用の投影レンズ２４と、ビーム成形用の成形偏向器２５と、ビーム成形用の第２のアパーチャ２６と、試料Ｗ上にビーム焦点を結ぶ対物レンズ２７と、試料Ｗに対するビームショット位置を制御するための副偏向器２８及び主偏向器２９とを備えている。

この光学鏡筒３では、電子ビームＢがビーム出射部２１から出射され、照明レンズ２２により第１のアパーチャ２３に照射される。この第１のアパーチャ２３は例えば矩形状の開口を有している。これにより、電子ビームＢが第１のアパーチャ２３を通過すると、その電子ビームの断面形状は矩形状に成形され、投影レンズ２４により第２のアパーチャ２６に投影される。なお、成形偏向器２５は、この投影位置を偏向することが可能である。成形偏向器２５は、投影位置を変更することにより電子ビームＢの形状と寸法を制御することができる。その後、第２のアパーチャ２６を通過した電子ビームＢは、その焦点が対物レンズ２７によりステージ２ａ上の試料Ｗに合わされて照射される。このとき、副偏向器２８及び主偏向器２９は、ステージ２ａ上の試料Ｗに対する電子ビームＢのショット位置を偏向することが可能である。

ロボット室４は、描画室２に隣り合う位置に設けられ、ゲートバルブ１１を介してその隣り合う描画室２に接続されている。このロボット室４は気密性を有しており、試料Ｗを搬送するロボット装置４ａを収容する真空チャンバ（搬送室）として機能する。なお、ロボット装置４ａは、試料Ｗを保持して移動させるロボットハンド３１及びロボットアーム３２を有しており、隣り合う各室間での試料Ｗの搬送を行う搬送装置として機能する。

このロボット室４には、試料Ｗの位置決めを行うためのアライメント室（不図示）や試料Ｗにアース体（基板カバー）をセットするためのセット室（不図示）などがそれぞれ接続されている。なお、アース体は、試料Ｗの上面周縁部を覆う枠状（額縁状）のフレームや複数本のアースピンを有するものである。このアース体は、試料Ｗの上面にセットされた状態で、描画中に試料Ｗの周縁部近傍で散乱した電子を捕捉して試料周縁部での帯電を防止する。

ロードロック室５は、ロボット室４に隣り合う位置であって描画室２側と反対側の位置に設けられ、ゲートバルブ１２を介してロボット室４に接続されている。このロードロック室５は気密性を有しており、試料Ｗ待機用の空間を提供する真空チャンバとして機能する。ロードロック室５内の圧力は描画室２、光学鏡筒３やロボット室４と同程度の真空圧と大気圧に制御される。つまり、ロードロック室５を利用して試料Ｗが置かれている雰囲気を真空雰囲気と大気雰囲気とに切り替えることが可能である。このロードロック室５によって描画室２や光学鏡筒３、ロボット室４の大気開放が防止されており、それらの内部は真空状態に維持されている。

制御装置６は、描画に関する各部を制御する描画制御部６ａと、システム全体を制御するシステム制御部６ｂとを備えている。なお、電子ビームＢによる描画を行う際には、描画用のショットデータが描画制御部６ａに入力される。このショットデータは、描画データにより規定される描画パターンが複数のストライプ領域（長手方向がＸ軸方向であり、短手方向がＹ軸方向である）に分割され、さらに、各ストライプ領域が行列状の多数のサブ領域に分割されたデータである。

描画制御部６ａは、ステージ２ａ上の試料Ｗに描画パターンを描画するとき、ステージ２ａをストライプ領域の長手方向（Ｘ軸方向）に移動させつつ、ショットデータに基づいて電子ビームＢを主偏向器２９により各サブ領域に位置決めし、副偏向器２８によりサブ領域の所定位置にショットして図形を描画する。その後、一つのストライプ領域の描画が完了すると、ステージ２ａをＹ軸方向にステップ移動させてから次のストライプ領域の描画を行い、これを繰り返して試料Ｗの描画領域の全体に電子ビームＢによる描画を行う（描画動作の一例）。

システム制御部６ｂは、描画制御部６ａに加え、ロボット装置４ａなどを制御する。例えば、システム制御部６ｂは、描画制御部６ａに対して描画開始指示やショットデータなどを送信したり、ロボット装置４ａによる試料Ｗの搬送による電圧供給などを制御したりする。

上述したように、集塵装置１００の外形と、試料Ｗの外形と、は略同じである。そのため、集塵装置１００は、試料Ｗと同様にして荷電粒子ビーム描画装置１への搬入または、荷電粒子ビーム描画装置１からの搬出されることができる。集塵装置１００は、描画室２内、ロボット室４内、ロードロック室５、アライメント室（不図示）、及びセット室（不図示）内等に搬送されることができる。そして、各室内に搬送される集塵装置１００は、接地部１５０にて各室内の接地部に接続される。これにより、集塵装置１００は、各室の接地電圧を共有することが可能となる。また、集塵装置１００は、接地部１５０を介してロボット装置４ａに接地されても良い。これにより、集塵装置１００は、搬送中であってもクリーニングを行うことができる。

＜１－２＞動作
＜１－２－１＞荷電粒子ビーム描画装置の動作
集塵装置の動作を説明する前に、荷電粒子ビーム描画装置の動作について説明する。まず、試料Ｗがロードロック室５に投入され、ロードロック室５が大気状態から減圧によって真空状態にされる。ロードロック室５が真空状態になると、ゲートバルブ１２が開かれ、ロボット装置４ａにより試料Ｗがロードロック室５からロボット室４につながるアライメント室に搬送され、その後、ゲートバルブ１２が閉じられる。アライメント室内で試料Ｗの位置決めが完了すると、試料Ｗ上にアース体をセットする必要がない場合（例えば、前述の試料周辺部での帯電が問題とならない場合）には、ロボット装置４ａにより試料Ｗがアライメント室から搬出され、ゲートバルブ１１が開かれて描画室２内のステージ２ａ上に搬送され、その後、ゲートバルブ１１が閉じられる。一方、試料Ｗ上にアース体をセットする必要がある場合には、ロボット装置４ａにより試料Ｗがアライメント室からロボット室４につながるセット室に搬送される。セット室内で試料Ｗにアース体がセットされると、ロボット装置４ａにより試料Ｗがアース体と共にセット室から搬出され、ゲートバルブ１１が開かれて描画室２内のステージ２ａ上に搬送され、その後、ゲートバルブ１１が閉じられる。このようにしてステージ２ａ上に試料Ｗが置かれると、電子ビームＢによる描画が行われる。

次に、電子ビームＢによる描画が完了すると、ゲートバルブ１１が開かれ、ロボット装置４ａにより試料Ｗが描画室２から搬出されてロボット室４に搬送され、その後、ゲートバルブ１１が閉じられる。次いで、アース体が試料Ｗ上にセットされていない場合には、ゲートバルブ１２が開かれ、ロボット装置４ａにより試料Ｗがロボット室４からロードロック室５に搬送され、最後に、ゲートバルブ１２が閉じられる。一方、試料Ｗ上にアース体がセットされている場合には、ロボット装置４ａにより試料Ｗがロボット室４につながるセット室に搬送される。そのセット室内で試料Ｗからアース体が取り外されると、ゲートバルブ１２が開かれ、ロボット装置４ａにより試料Ｗがセット室からロードロック室５に搬送され、最後に、ゲートバルブ１２が閉じられる。

このような試料Ｗの搬送工程にしたがって搬送経路Ａ１が生じることになり、この搬送経路Ａ１は基本的に同一の水平面内に存在する。例えば、搬送経路Ａ１に沿って集塵装置１００が搬送される。

各集塵装置１００は、各室内に存在する塵や、電子ビームＢによる描画によって生じた塵等を静電気により吸着する。

集塵装置１００は、描画室２及びロボット室４内を真空状態に維持した状態で、塵をクリーニングすることが可能になっている。

なお、塵としては、例えば、１０μｍ以下のパーティクルなどである。このパーティクルの成分の一例としては、金属と非金属（例えば、カーボンなど）の成分が挙げられる。

＜１－２－２＞集塵装置の動作例
集塵装置の動作例を説明する前に、集塵装置による放電について説明する。交換可能電極１１０を帯電したまま、大気化された荷電粒子ビーム描画装置１内に集塵装置１００を搬送して真空引きをする場合、集塵装置１００が荷電粒子ビーム描画装置１内で真空放電を起こしてしまう可能性がある。また、交換可能電極１１０を帯電したまま、集塵装置１００の搬送中に荷電粒子ビーム描画装置１の各室の壁面等（構造物）と、交換可能電極１１０とが接近した場合、集塵装置１００が荷電粒子ビーム描画装置１内で真空放電を起こしてしまう可能性がある。その結果、荷電粒子ビーム描画装置１のパーツや、集塵装置１００にダメージを与えてしまう可能性がある。

そこで、上述した可能性を解消するために、本実施形態に係る集塵装置１００は、交換可能電極１１０に印加する電圧、または電圧を印加するタイミング等を任意に決定する。

以下に、図４を用いて、集塵装置１００の動作例を説明する。図４は、集塵装置１００の動作例であり、高電圧発生部１２４が交換可能電極１１０に印加する電圧と、時間との関係を示した図である。図４では、集塵装置１００が荷電粒子ビーム描画装置１内に搬入される場合における動作について説明する。なお、図４に示す動作例はあくまで一例であり、電圧の印加タイミングや、電圧値等はユーザが任意に設定することができる。この設定は、例えばメモリ１２２に記憶されることとなる。

［時刻Ｔ０～時刻Ｔ１］
図４に示す時刻Ｔ０～時刻Ｔ１の間において、上述したように、集塵装置１００は、試料Ｗと同様の方法にて、クリーニングの対象となる荷電粒子ビーム描画装置１内に搬入される。例えばメモリ１２２には、時刻Ｔ０～時刻Ｔ１の間は電圧印加禁止であるという情報（時刻及び電圧値）が記憶されている。なお、時刻Ｔ０～時刻Ｔ１の期間は、集塵装置１００の搬送中に、圧力変化や荷電粒子ビーム描画装置１との接近によって、放電してしまう事故を避けるために設定した期間である。

［時刻Ｔ１～時刻Ｔ２］
例えばメモリ１２２には、時刻Ｔ１～時刻Ｔ２の間に電圧Ｖ３を印加するという情報（時刻及び電圧値）が記憶されている。タイマ１２６の計時に基づき、制御部１２１が時刻Ｔ１になったと判断すると、高電圧発生部１２４にて、電圧Ｖ３を発生させる。これにより、電圧Ｖ３が電極１３０に供給され、交換可能電極１１０が帯電する。その結果、交換可能電極１１０の表面に塵が吸着される。

［時刻Ｔ２～時刻Ｔ３］
集塵装置１００が、例えばゲートバルブ等といった、集塵装置１００と構造物が接近する領域を通過する場合においては、交換可能電極１１０への電圧供給を止めることが望ましい。

例えばメモリ１２２には、時刻Ｔ２～時刻Ｔ３の間は電圧印加禁止であるという情報（時刻及び電圧値）が記憶されている。タイマ１２６の計時に基づき、制御部１２１が時刻Ｔ２になったと判断すると、高電圧発生部１２４から、電極１３０への電圧の供給をストップする。これにより、交換可能電極１１０からの放電を抑制することができる。

［時刻Ｔ３～時刻Ｔ４］
集塵装置１００が、絶縁性能が低下する真空度の領域に搬入される場合は、交換可能電極１１０への電圧供給を適切にすることが望ましい。

例えばメモリ１２２には、時刻Ｔ３～時刻Ｔ４の間に電圧Ｖ１（Ｖ１＜Ｖ３）を印加するという情報（時刻及び電圧値）が記憶されている。タイマ１２６の計時に基づき、制御部１２１が時刻Ｔ３になったと判断すると、高電圧発生部１２４にて、電圧Ｖ１を発生させる。これにより、電圧Ｖ１が電極１３０に供給され、交換可能電極１１０が帯電する。

［時刻Ｔ４～時刻Ｔ５］
また、集塵装置１００が、時刻Ｔ３～時刻Ｔ４に通過した領域ほどではないが、絶縁性能が低下する真空度の領域に搬入される場合は、交換可能電極１１０への電圧供給を適切にすることが望ましい。

例えばメモリ１２２には、時刻Ｔ４～時刻Ｔ５の間に電圧Ｖ２（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３）を印加するという情報（時刻及び電圧値）が記憶されている。タイマ１２６の計時に基づき、制御部１２１が時刻Ｔ４になったと判断すると、高電圧発生部１２４にて、電圧Ｖ２を発生させる。これにより、電圧Ｖ２が電極１３０に供給され、交換可能電極１１０が帯電する。

以上のように、本実施形態に係る集塵装置１００は、交換可能電極１１０に印加する電圧値（電圧の大きさ）と、そのタイミングを任意に決定することができる。

＜１－３＞効果
上述した実施形態によれば、集塵装置１００は、本体１０１の第１面に交換可能電極１１０が配置され、制御基板１２０が交換可能電極１１０への電圧の印加タイミング及び印加される電圧値が制御する。集塵装置１００は、真空下で使用可能であり、任意のタイミングで交換可能電極１１０を交換することが可能である。

以下に、上述した実施形態に係る集塵装置１００の具体的な効果例について説明する。

＜１－３－１＞半導体製造装置内に搬送可能であることによる効果
荷電粒子ビーム描画装置等の真空を利用する半導体製造装置において、装置内に塵が存在すると、適切に装置が稼働できなくなってしまう可能性がある。

しかし、装置内の塵をクリーニングするためには真空を破って装置内の機構をクリーニングする必要がある。しかし、このような荷電粒子ビーム描画装置において、装置内を真空引きするには、多大な時間が必要である。また、真空引きした後には電子光学系の調整も必要となることから、装置が稼働できない時間（ダウンタイム）が長くなってしまう。その結果、歩留まりが低下してしまう可能性がある。

ところで、上述した実施形態に係る集塵装置１００のサイズは、荷電粒子ビーム描画装置で処理される試料相当のサイズである。そのため、集塵装置１００は、試料と同様にして搬送されることができる。また、集塵装置１００内は、電源１２３及び高電圧発生部１２４を備え、真空下においても、クリーニングを行うことができる。このように、集塵装置１００は、試料と同様にして装置内に搬送されるので、装置内の真空を破らずとも装置内をクリーニングすることが可能となる。その結果、装置のダウンタイムを抑制し、歩留まりの低下を抑制することができる。

＜１－３－２＞集塵部が交換可能であることの効果
集塵部が本体と一体化しているような集塵装置が考えられる。このような集塵装置は、集塵部に塵が蓄積され、塵の吸着効率が低下する。そのため、吸着効率が低下する前に集塵部から塵をクリーニングしなければならない。しかしながら、集塵部に吸着された塵の大きさは非常に小さく、クリーニングすることが困難である。そのため、集塵部の清浄度が維持できない。

また、このような集塵装置はクリーニングを行うほど集塵部に塵が蓄積され、集塵物の位置や、集塵物の種類等に基づく分析が困難となる可能性がある。

しかしながら、上述した実施形態に係る集塵装置１００によれば、集塵部として、交換可能な交換可能電極１１０を採用している。ユーザは、任意のタイミングで交換可能電極１１０を新しい交換可能電極１１０に交換することが可能である。そのため、ユーザは、半導体製造装置内のクリーニング後に交換可能電極１１０から塵を取り除く必要はなく、交換可能電極１１０自体を新しい交換可能電極１１０に交換すれば良い。これにより、交換可能電極１１０の清浄度を容易に維持できる。したがって、交換可能電極１１０の吸着効率の低下を抑制し、その結果として、常に荷電粒子ビーム描画装置内の清浄度を高く保持できるので、極めて微細なパターンも歩留まりよく形成可能となる。

また、ユーザが集塵物の位置や、集塵物の種類等に基づく分析を行う際は、任意のタイミングで交換可能電極１１０を取り外せば、適切に集塵物の分析を行うことが可能である。ユーザは、この集塵物の分析を行う事で、どのような塵が、どこで発生しているのかを分析することが可能である。そのため、ユーザは例えば塵を発生させる荷電粒子ビーム描画装置１内の部品を特定することができる。その結果、ユーザは荷電粒子ビーム描画装置１の故障を発見できる可能性がある。

また、ユーザは、交換可能電極１１０に吸着された集塵物を分析している間、新たな交換可能電極１１０を本体１０１に取り付け、半導体製造装置内のクリーニングを行うことが可能である。換言すると、ユーザは集塵物の分析を待たずとも半導体製造装置内のクリーニングを行うことが可能である。

また、ユーザは、クリーニング後の交換可能電極１１０を本体１０１から取り外し、新たな交換可能電極１１０を本体１０１に取り付けることで、集塵装置のクリーニングを行うことができる。そのため、集塵装置のクリーニング時間は、交換可能電極１１０の交換作業に要する時間のみとなる。その結果、集塵装置のクリーニング時間を最小限に抑えることが可能となる。

＜１－３－３＞電圧印加を制御できることの効果
交換可能電極１１０を帯電したまま、荷電粒子ビーム描画装置１内を真空引きする場合、または荷電粒子ビーム描画装置１の各室の壁面等と、交換可能電極１１０とが接近する場合、集塵装置１００が真空放電を起こしてしまう可能性がある。

しかしながら、本実施形態に係る集塵装置１００によれば、制御部１２１が、メモリ１２２に記憶された情報で交換可能電極１１０を帯電するタイミングを制御する。ユーザは、集塵装置１００を搬送する箇所（例えば荷電粒子ビーム描画装置の各室）に応じて、メモリ１２２に時刻を設定することができる。その結果、本実施形態に係る集塵装置１００は、大気化された荷電粒子ビーム描画装置１内に集塵装置１００を搬送して真空引きをする期間、または集塵装置１００の搬送中に荷電粒子ビーム描画装置１の各室の壁面等（構造物）と、交換可能電極１１０とが接近する期間、交換可能電極１１０を帯電させないことが可能である。

また、本実施形態に係る集塵装置１００によれば、制御部１２１が、メモリ１２２に記憶された電圧値で交換可能電極１１０を帯電することができる。ユーザは、例えば集塵装置１００を搬送する場所と、荷電粒子ビーム描画装置の各室内の構造物との距離に応じて、メモリ１２２に電圧値を設定することができる。その結果、本実施形態に係る集塵装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置１の各室の壁面等（構造物）と、交換可能電極１１０とが接近される場合でも、真空放電を起こさない程度に交換可能電極１１０を帯電することができる。

以上のように、本実施形態に係る集塵装置１００によれば、真空放電を抑制しつつ、集塵したい箇所に応じて、任意のタイミング、任意の電圧でクリーニングを行うことができる。

＜１－３－４＞荷電粒子ビーム描画装置に接地することの効果
例えば、集塵装置１００が荷電粒子ビーム描画装置１内と接地電圧を共有化しない場合、所定の電位に帯電できず、クリーニングを行えない可能性がある。集塵装置１００の接地電圧と、荷電粒子ビーム描画装置１内の接地電圧とがズレている場合、例えば集塵装置１００が１Ｖの電位を交換可能電極１１０に対して印加しても、荷電粒子ビーム描画装置１と交換可能電極１１０との電位差が０．５Ｖとなることがある。この場合、荷電粒子ビーム描画装置１内において、交換可能電極１１０は、実質的に０．５Ｖが印加されている状態と同様の状態となる。そのため、本来であれば、交換可能電極１１０に１Ｖを印加しているはずが、０．５Ｖしか印加されていないこととなる。その結果、交換可能電極１１０は狙った電位に帯電されず、クリーニングを行えない可能性がある。

しかしながら、本実施形態に係る集塵装置１００によれば、接地部１５０を介して、荷電粒子ビーム描画装置１の各室内の接地電圧を共有化することができる。そのため、高電圧発生部１２４は、荷電粒子ビーム描画装置１の接地電圧を基準に電圧を生成することが可能となる。その結果、交換可能電極１１０は狙った電位に帯電され、正しくクリーニングを行うことが可能となる。

＜１－３－５＞まとめ
つまり、上述した実施形態に係る集塵装置１００は、搬送される装置内の真空を破らずとも装置内を適切な電圧でクリーニングでき、集塵部の清浄度を容易に維持でき、集塵物の分析を容易にし、真空放電を抑制きる集塵装置１００を提供することが可能となる。

その結果、塵の付着による製品品質の低下を抑止することができる集塵装置を提供することができる。

＜２＞第２実施形態
第２実施形態について説明する。第１実施形態では、交換可能電極を機械的に本体に固定される場合について説明した。第２実施形態では、交換可能電極を電気的に本体に固定する例について説明する。尚、第２実施形態に係る集塵装置の基本的な構成及び基本的な動作は、上述した第１実施形態に係る集塵装置と同様である。従って、上述した第１実施形態で説明した事項及び上述した第１実施形態から容易に類推可能な事項についての説明は省略する。

＜２－１＞構成
図５、及び図６を用いて、第２実施形態に係る集塵装置の構成について説明する。図５は、第２実施形態に係る集塵装置の斜視図である。図６は、図５のＳ２方向から集塵装置を見た図である。なお、図６は集塵装置を機能ブロックとして表現している。

集塵装置１００の構成について説明する。図５及び図６に示すように、集塵装置１００は、本体１０１の第１面上に、交換可能電極１１０の裏面が配置される。そして、集塵装置１００の第１面に設けられる固定部（静電チャック部）１６０によって、交換可能電極１１０が本体１０１の第１面に電気的に固定される。固定部１６０は、静電チャック制御部１２７によって制御される。具体的には、制御部１２１が、静電チャック制御部１２７に静電チャック用の電圧を生成させる。そして、静電チャック用の電圧が固定部１６０に供給され、交換可能電極１１０は、固定部１６０を介して静電チャック用の電圧が印加される。これにより、交換可能電極１１０が帯電し、静電チャックにより、固定部１６０に固定される。交換可能電極１１０を取り外す場合は、交換可能電極１１０への電圧の印加を停止すれば交換可能電極１１０を取り外すことが可能となる。

＜２－２＞効果
上述した実施形態によれば、静電チャックによって、交換可能電極を電気的に本体に固定する。

静電チャックにて交換可能電極１１０を固定する場合、第１実施形態で説明したような、機械的に交換可能電極１１０を固定する場合と比較し、固定部をより簡素化でき、交換可能電極１１０を固定する際における摺動を減らすことができ、清浄度を高めることができる。また、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

なお、静電チャック時には、交換可能電極１１０は帯電されるが、交換可能電極１１０の表面は帯電されない程度の電圧が印加される。これにより、集塵装置１００が搬送される装置内における放電などを抑制することができる。

＜３＞第３実施形態
第３実施形態について説明する。第１実施形態では、集塵装置が、タイマを用いて交換可能電極への電圧の印加を制御する場合について説明した。第３実施形態では、集塵装置が搬送される装置によって、交換可能電極への電圧の印加を制御する例について説明する。尚、第３実施形態に係る集塵装置の基本的な構成及び基本的な動作は、上述した第１、及び第２実施形態に係る集塵装置と同様である。従って、上述した第１第１、及び第２実施形態で説明した事項及び上述した第１第１、及び第２実施形態から容易に類推可能な事項についての説明は省略する。

＜３－１＞構成
＜３－１－１＞集塵装置
図７を用いて、第３実施形態に係る集塵装置の構成について説明する。図７は、図１のＳ１方向から集塵装置を見た図である。なお、図７は集塵装置を機能ブロックとして表現している。

図７に示すように、本体１０１は、制御基板１２０を備えている。制御基板１２０は、制御部１２１と、メモリ１２２と、電源１２３と、高電圧発生部１２４と、モニタ部１２５と、通信部１２８と、タイマ１２６と、を備えている。

制御部１２１は、メモリ１２２と、電源１２３と、高電圧発生部１２４と、モニタ部１２５と、タイマ１２６と、通信部１２８と、を制御する。

通信部１２８は、集塵装置１００の外部装置（例えば、荷電粒子ビーム描画装置やパソコン等）と通信を行うことができる。通信部１２８は、外部装置と通信するための通信インタフェースである。通信インタフェースとしては、例えば赤外線、またはBluetooth（登録商標）等の近距離無線データ通信規格を採用したインタフェースが用いられる。通信部１２８は、外部装置へ情報（例えばメモリ１２２に記憶されている情報）を送信したり、外部装置から情報や命令（信号）を受信したりする。例えば通信部１２８を介して受信した情報は、メモリ１２２に記憶される。また、制御部１２１は、通信部１２８を介して受信した命令に基づいて動作する。

具体的にはユーザは、集塵装置１００を搬送する箇所（例えば荷電粒子ビーム描画装置の各室）に応じて、通信部１２８を介して外部装置からメモリ１２２に時刻を設定することができる。

また、ユーザは、通信部１２８を介して外部装置から命令を送信することで、タイマ１２６に計時させても良い。

また、ユーザは、通信部１２８を介して外部装置から命令を送信することで、高電圧発生部１２４による電圧生成を制御しても良い。

＜３－１－２＞荷電粒子ビーム描画装置
ここで、図８を用いて、集塵装置が搬送される荷電粒子ビーム描画装置の構成について説明する。図８は、荷電粒子ビーム描画装置の構成を模式的に示した概略図である。

図８に示すように、荷電粒子ビーム描画装置１は、図３を用いて説明した荷電粒子ビーム描画装置１と比較し、帯電調整部６ｃを更に備えている。

帯電調整部６ｃは、集塵装置１００の通信部１２８に対して、情報や命令（信号）を送信することができる。帯電調整部６ｃは、集塵装置１００と通信するための通信インタフェースを備えている。

＜３－２＞動作
＜３－２－１＞動作例１
続いて、集塵装置及び荷電粒子ビーム描画装置の動作例１について説明する。制御部１２１は、通信部１２８を介して帯電調整部６ｃから受信する命令に基づいて、高電圧発生部１２４に、電圧を生成させる。この命令としては、電圧を生成させる命令と、生成させる電圧値等が含まれる。このように、集塵装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置１から受信する情報に基づいて、荷電粒子ビーム描画装置１のクリーニングを行うことができる。

＜３－２－２＞動作例２
集塵装置及び荷電粒子ビーム描画装置の動作例２について説明する。集塵装置１００のメモリ１２２には真空度の閾値が記憶されている。制御部１２１は、通信部１２８を介して帯電調整部６ｃから受信する真空度に基づいて、メモリ１２２に記憶された閾値を超えたか否かを判定する。制御部１２１は、真空度が閾値を超えたと判定する場合、高電圧発生部１２４に、電圧を生成させる。このように、集塵装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置１から受信する情報に基づいて、荷電粒子ビーム描画装置１のクリーニングを行うことができる。

＜３－３＞効果
上述した実施形態によれば、集塵装置１００は、通信部１２８を介して半導体製造装置からの命令を受信し、半導体製造装置をクリーニングする。

このように、集塵装置１００は、半導体製造装置からの命令に基づいて半導体製造装置をクリーニングできるので、適切にクリーニングを行う事が可能となる。

＜４＞変形例
なお、上述した各実施形態では、集塵装置１００が荷電粒子ビーム描画装置に搬送される場合について説明したが、これに限らない。つまり、塵を吸着する必要がある装置であれば、どのような装置であっても集塵装置１００を適用することが可能である。また、上述した各実施形態では、集塵装置１００は荷電粒子ビーム描画装置に搬送されることを前提に説明したので、集塵装置１００のサイズを、荷電粒子ビーム描画装置で処理される試料のサイズと同様であると記載した。しかし、荷電粒子ビーム描画装置と異なる装置に集塵装置１００を適用する場合、集塵装置１００のサイズ及び形状は、荷電粒子ビーム描画装置と異なる装置に適用可能なサイズ及び形状にしても良い。また、上述した各実施形態では、集塵装置１００は、真空下において集塵する場合について説明したが、大気下でも集塵可能である。

また、第３実施形態に係る集塵装置１００としては、第２実施形態で説明した集塵装置１００に通信部１２８を適用することが可能である。具体的には、図９に示すように、固定部１４０ではなく、固定部１６０にて交換可能電極１１０を固定する集塵装置１００に通信部１２８を設けても良い。この場合、第２実施形態と、第３実施形態の効果を得ることが可能となる。

また、第３実施形態に係る集塵装置１００は、図１０に示すように、荷電粒子ビーム描画装置１の帯電調整部６ｃではなく、パソコン７等のクリーニング対象の装置以外の装置からの命令に従って動作しても良い。この場合、集塵装置１００は、通信部１２８を介してパソコン７から命令や、情報（例えば真空度）に基づいて、クリーニング対象の装置をクリーニングする。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み合わせることによって種々の発明が抽出される。例えば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、所定の効果が得られるものであれば、発明として抽出され得る。

１…荷電粒子ビーム描画装置 ２…描画室 ２ａ…ステージ ３…光学鏡筒
４…ロボット室 ４ａ…ロボット装置 ５…ロードロック室
６…制御装置 ６ａ…描画制御部 ６ｂ…システム制御部
６ｃ…帯電調整部 ７…パソコン １１…ゲートバルブ
１２…ゲートバルブ ２１…ビーム出射部 ２２…照明レンズ
２３…アパーチャ ２４…投影レンズ ２５…成形偏向器
２６…アパーチャ ２７…対物レンズ ２８…副偏向器
２９…主偏向器 ３１…ロボットハンド ３２…ロボットアーム
１００…集塵装置 １０１…本体 １１０…交換可能電極
１２０…制御基板 １２１…制御部 １２２…メモリ
１２３…電源 １２４…高電圧発生部 １２５…モニタ部
１２６…タイマ １２７…静電チャック制御部 １２８…通信部
１３０…電極 １４０…固定部 １４１…土台部
１４２…支持部 １５０…接地部 １６０…固定部

Claims (6)

1. 第１面に第１電極の裏面が配置される本体と、
   前記第１面に配置され、前記第１電極の前記裏面に対向する表面を支持する固定部と、
   前記第１面に前記固定部と対向して配置され、前記表面を支持して前記固定部とともに前記第１電極の位置を固定し、前記第１電極に電圧を転送する第２電極と、
   前記第２電極に印加する電圧の大きさ及びタイミングを制御する制御基板と、
   を備え、
   前記固定部は、前記第１面に沿って可動して前記第１電極の前記本体に対する着脱を制御する集塵装置。
2. 前記固定部は、
   前記本体の前記第１面に配置される土台部と、
   前記土台部に接続され、前記第１電極の前記表面を支持する支持部と、
   を備え、
   前記支持部が前記第１面に沿って可動することで、前記第２電極との間に前記第１電極を固定し、前記本体に対する着脱を制御する請求項１記載の集塵装置。
3. 前記制御基板は、前記第２電極に印加する電圧の大きさ及びタイミングに関する設定情報を記憶し、
   計時した時刻と、前記設定情報とに基づいて、前記第２電極に印加する電圧を生成する
   請求項１または２に記載の集塵装置。
4. クリーニング対象装置に接地される接地部を更に備え、
   前記制御基板は、前記接地部を介して転送される前記クリーニング対象装置の接地電圧に基づいて、前記第２電極に印加する電圧を生成する
   請求項１乃至３いずれか一項に記載の集塵装置。
5. クリーニング対象装置から信号を受信する通信部を更に備え、
   前記制御基板は、前記クリーニング対象装置を介して受信される前記信号に基づいて、前記第２電極に印加する電圧を生成する
   請求項１乃至４いずれか一項に記載の集塵装置。
6. 前記制御基板は、前記第２電極に流れる電流をモニタし、所定値を超える電流が流れたと判定する場合、前記第２電極に印加する電圧の生成を停止する
   請求項１乃至５いずれか一項に記載の集塵装置。

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