(57)【要約】      （修正有）【課題】熱追従性に優れ、かつチャンバ内の上方の温度および下方の温度をそれぞれ測定することができる荷電ビーム描画装置用の温度測定用マスクを提供する。【解決手段】荷電ビーム描画装置用の温度測定用マスク１０は、第１の平面部１１ａおよび第１の平面部１１ａに対向配置された第２の平面部１１ｂを備え、第１の平面部１１ａと第２の平面部１１ｂとの間に中空部１２を有する基板１１と、第１の平面部１１ａに備えられた第１の温度センサ１３ａと、第２の平面部１１ｂに備えられた第２の温度センサ１３ｂと、第１の温度センサ１３ａおよび第２の温度センサ１３ｂを駆動する電源１５と、第１の温度センサ１３ａおよび第２の温度センサ１３ｂによる温度測定を制御する制御部と、第１の温度センサ１３ａおよび第２の温度センサ１３ｂによる温度測定によって得られるそれぞれの温度データに対してＡ−Ｄ変換を行うＡＤ変換部と、を具備する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の平面部およびこの第１の平面部に対向配置された第２の平面部を備え、前記第１の平面部と前記第２の平面部との間に中空部を有する基板と、
この基板の前記第１の平面部に備えられた第１の温度センサと、
前記基板の前記第２の平面部に備えられた第２の温度センサと、
前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサを駆動する電源と、
前記第１の温度センサによる前記基板の前記第１の平面部の温度測定、および前記第２の温度センサによる前記基板の前記第２の平面部の温度測定を制御する制御部と、
前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサによる温度測定によって得られるそれぞれの温度データに対してアナログ−デジタル変換を行うＡＤ変換部と、
を具備することを特徴とする荷電ビーム描画装置用の温度測定用マスク。
【請求項２】
前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサは、前記基板の前記中空部内に備えられたことを特徴とする請求項１に記載の荷電ビーム描画装置用の温度測定用マスク。
【請求項３】
前記電源、前記制御部、および前記ＡＤ変換部は、前記基板の前記中空部内に備えられたことを特徴とする請求項１または２に記載の荷電ビーム描画装置用の温度測定用マスク。
【請求項４】
試料に対して描画を行う描画チャンバを含む複数個のチャンバを有する荷電ビーム描画装置の温度測定方法であって、
第１の平面部およびこの第１の平面部に対向配置された第２の平面部を備え、前記第１の平面部と前記第２の平面部との間に中空部を有する基板と、この基板の前記第１の平面部に備えられた第１の温度センサと、前記基板の前記第２の平面部に備えられた第２の温度センサと、を有する温度測定用マスクを、前記複数のチャンバのうち、少なくとも一つのチャンバ内に待機させ、
前記チャンバ内に待機した前記温度測定用マスクの前記基板の温度を前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサを用いて測定し、
この測定によって得られる温度データに基づいて、前記チャンバ内の上方の温度および前記チャンバ内の下方の温度を検出することを特徴とする荷電ビーム描画装置の温度測定方法。
【請求項５】
試料に対して描画を行う描画チャンバを含む複数個のチャンバを有する荷電ビーム描画装置の温度調整方法であって、
第１の平面部およびこの第１の平面部に対向配置された第２の平面部を備え、前記第１の平面部と前記第２の平面部との間に中空部を有する基板と、この基板の前記第１の平面部に備えられた第１の温度センサと、前記基板の前記第２の平面部に備えられた第２の温度センサと、を有する温度測定用マスクを、前記複数のチャンバのうち、少なくとも一つのチャンバ内に待機させ、
前記チャンバ内に待機された前記温度測定用マスクの前記基板の温度を前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサを用いて測定し、
この測定によって得られる温度データに基づいて、前記チャンバ内の上方の温度および前記チャンバ内の下方の温度を検出し、
前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサを用いた測定により得られる前記温度データに基づいて、前記温度測定用マスクが待機された前記チャンバ内の目標温度を設定し、
前記検出された前記チャンバ内の上方の温度と設定された前記目標温度との差、および前記検出された前記チャンバ内の上方の温度と下方の温度との差に基づいて、前記温度測定用マスクが待機された前記チャンバ内の上方の温度が実質的に前記目標温度に一致し、かつ前記温度測定用マスクが待機された前記チャンバ内の上方の温度と下方の温度とが実質的に一致するように、前記チャンバ内の上方の温度および下方の温度を調整することを特徴とする荷電ビーム描画装置の温度調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電ビーム描画装置用温度測定用マスク、荷電ビーム描画装置の温度測定方法、および荷電ビーム描画装置の温度調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電ビーム描画装置の一例として、例えば電子ビーム描画装置は、試料であるマスク基板に対して描画が行われる描画チャンバ、大気状態と真空状態とを切り替えるためのロードロックチャンバ、を含む複数のチャンバを有する。これらの各種チャンバの温度は、描画されるマスク基板のソーキング時間（マスク基板が描画チャンバ内に搬送されてから、描画チャンバ内の温度とマスク基板の温度とが実質的に同一温度となるまでに必要な時間）が短くなるように調節される。
【０００３】
このように各チャンバ内の温度を調節するためには、調節前の各チャンバ内の温度を知る必要がある。従来は、描画されるマスク基板と同一の石英ガラスに温度測定用の温度センサを搭載した温度測定用マスクを各チャンバ内に搬送し、各チャンバ内と温度測定用マスクとが熱平衡状態になったときの石英ガラスの温度を温度センサによって測定することにより、各チャンバ内の温度を測定していた。
【０００４】
しかし、従来の温度測定用マスクの主な材質は熱伝導性が悪い石英ガラスであるため、温度追従性が悪いという問題がある。
【０００５】
また、従来の温度測定用マスクは、石英ガラスの表面のみに温度センサを搭載したものであるため、測定される温度は石英ガラスの表面の温度のみであった。その結果、測定によって知ることができる温度は、石英ガラスの表面側におけるチャンバ内の温度（チャンバの上方の温度）のみであり、石英ガラスの裏面側におけるチャンバ内の温度（チャンバの下方の温度）については、測定により知ることはできなかった。すなわち、従来の温度測定用マスクでは、チャンバ内の上方の温度と下方の温度とをそれぞれ測定することは困難であった。
【０００６】
また、従来の温度測定用マスクは温度追従性が悪いため、このような温度測定用マスクを用いた従来の温度測定方法においては、各チャンバ内の温度を測定する際に、長時間が必要となり、各チャンバ内の温度を短時間で測定することは困難であった。
【０００７】
さらに、従来の温度測定用マスクを用いた従来の温度測定方法においては、チャンバ内の上方の温度と下方の温度とをそれぞれ測定することが困難であるため、各チャンバ内の温度を均一に調整することも困難であった。特に、チャンバ内の温度が上下方向において不均一である場合、チャンバ内の試料の表面と裏面との熱膨張差に基づいて試料に歪みが生じる。このように歪みが生じた試料に対して描画が行われるため、製造されるマスクの品質が劣化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４１５０４９３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、温度追従性に優れ、かつチャンバ内の上方の温度および下方の温度を測定することができる荷電ビーム描画装置用の温度測定用マスクを提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、短時間でチャンバ内の上方の温度および下方の温度を測定することができる荷電ビーム描画装置の温度測定方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、チャンバ内の温度を、短時間でかつ上下方向において均一になるように調整することができる荷電ビーム描画装置の温度調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様に係る荷電ビーム描画装置用の温度測定用マスクは、第１の平面部およびこの第１の平面部に対向配置された第２の平面部を備え、前記第１の平面部と前記第２の平面部との間に中空部を有する基板と、この基板の前記第１の平面部に備えられた第１の温度センサと、前記基板の前記第２の平面部に備えられた第２の温度センサと、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサを駆動する電源と、前記第１の温度センサによる前記基板の前記第１の平面部の温度測定、および前記第２の温度センサによる前記基板の前記第２の平面部の温度測定を制御する制御部と、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサによる温度測定によって得られるそれぞれの温度データに対してアナログ−デジタル変換を行うＡＤ変換部と、を具備することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の一態様に係る荷電ビーム描画装置用の温度測定用マスクにおいて、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサは、前記基板の前記中空部に備えられる。
【００１４】
また、本発明の一態様に係る荷電ビーム描画装置用の温度測定用マスクにおいて、前記電源、前記制御部、および前記ＡＤ変換部は、前記基板の前記中空部に備えられる。
【００１５】
本発明の一態様に係る荷電ビーム描画装置の温度測定方法は、試料に対して描画を行う描画チャンバを含む複数個のチャンバを有する荷電ビーム描画装置の温度測定方法であって、第１の平面部およびこの第１の平面部に対向配置された第２の平面部を備え、前記第１の平面部と前記第２の平面部との間に中空部を有する基板と、この基板の前記第１の平面部に備えられた第１の温度センサと、前記基板の前記第２の平面部に備えられた第２の温度センサと、を有する温度測定用マスクを、前記複数のチャンバのうち、少なくとも一つのチャンバ内に待機させ、前記チャンバ内に待機した前記温度測定用マスクの前記基板の温度を前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサを用いて測定し、この測定によって得られる温度データに基づいて、前記チャンバ内の上方の温度および前記チャンバ内の下方の温度を検出することを特徴とする方法である。
【００１６】
本発明の一態様に係る荷電ビーム描画装置の温度調整方法は、試料に対して描画を行う描画チャンバを含む複数個のチャンバを有する荷電ビーム描画装置の温度調整方法であって、第１の平面部およびこの第１の平面部に対向配置された第２の平面部を備え、前記第１の平面部と前記第２の平面部との間に中空部を有する基板と、この基板の前記第１の平面部に備えられた第１の温度センサと、前記基板の前記第２の平面部に備えられた第２の温度センサと、を有する温度測定用マスクを、前記複数のチャンバのうち、少なくとも一つのチャンバ内に待機させ、前記チャンバ内に待機された前記温度測定用マスクの前記基板の温度を前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサを用いて測定し、この測定によって得られる温度データに基づいて、前記チャンバ内の上方の温度および前記チャンバ内の下方の温度を検出し、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサを用いた測定により得られる前記温度データに基づいて、前記温度測定用マスクが待機された前記チャンバ内の目標温度を設定し、前記検出された前記チャンバ内の上方の温度と設定された前記目標温度との差、および前記検出された前記チャンバ内の上方の温度と下方の温度との差に基づいて、前記温度測定用マスクが待機された前記チャンバ内の上方の温度が実質的に前記目標温度に一致し、かつ前記温度測定用マスクが待機された前記チャンバ内の上方の温度と下方の温度とが実質的に一致するように、前記チャンバ内の上方の温度および下方の温度を調整することを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一態様に係る荷電ビーム描画装置用の温度測定用マスクによれば、温度追従性に優れ、かつチャンバ内の上方の温度および下方の温度を測定することができる温度測定用マスクが提供される。
【００１８】
また、本発明の一態様に係る荷電ビーム描画装置の温度検出方法によれば、短時間でチャンバ内の上方の温度および下方の温度を測定することができる荷電ビーム描画装置の温度検出方法が提供される。
【００１９】
また、本発明の一態様に係る荷電ビーム描画装置の温度調整方法によれば、各チャンバ内の温度を、短時間でかつ上下方向において均一になるように調整することができる荷電ビーム描画装置の温度調整方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一態様に係る温度測定用マスクを模式的に示す斜視図である。
【図２】図１の一点鎖線Ｘ−Ｘ´に沿った温度測定用マスクの断面図である。
【図３】ＩＣチップの機能を示す機能ブロック図である。
【図４】測定対象となる電子ビーム描画装置の構造を模式的に示す図である。
【図５】本発明の一態様に係る荷電ビーム描画装置の温度測定方法を説明するためのフローチャート図である。
【図６】本発明の一態様に係る荷電ビーム描画装置の温度調整方法を説明するためのフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の一態様に係る荷電ビーム描画装置用の温度測定用マスク、荷電ビーム描画装置の温度測定方法、および荷電ビーム描画装置の温度調整方法について説明する。
【００２２】
まず、本実施態様に係る荷電ビーム描画装置用の温度測定用マスクについて、図１および図２を参照して説明する。図１は、本発明に係る温度測定用マスクを模式的に示す斜視図であり、図２は、図１の一点鎖線Ｘ−Ｘ´に沿った温度測定用マスクの断面図である。
【００２３】
本実施態様に係る温度測定用マスクは、荷電ビーム描画装置が有する各種チャンバ内に搬送されることにより、各種チャンバ内の温度を測定するものである。図１に示すように、この温度測定用マスク１０は、略正方形状の第１の平面部１１ａと、同じく略正方形状の第２の平面部１１ｂと、の間にスペーサ１１ｃが設けられた基板１１を有するものである。
【００２４】
図２に示すように、基板１１の第１の平面部１１ａは、厚さが例えば０．５ｍｍ程度の薄い平面状の板である。
【００２５】
基板１１の第２の平面部１１ｂは、第１の平面部１１ａと同様に、厚さが例えば０．５ｍｍ程度の薄い平面状の板である。この第２の平面部１１ｂは、第１の平面部１１ａから離間した位置において、第１の平面部１１ａに対向配置されている。
【００２６】
なお、第１の平面部１１ａおよび第２の平面部１１ｂはそれぞれ、１．０×１０−７［ｍ２／ｓ］以上、１．０×１０−５［ｍ２／ｓ］以下の熱拡散率を有する平面板であることが好ましい。
【００２７】
熱拡散率が１．０×１０−５［ｍ２／ｓ］より大きいと、測定対象の各種チャンバの内壁の温度差に対して、第１の平面部１１ａおよび第２の平面部１１ｂの面内温度差が小さくなり、温度測定用マスクの分解能が悪くなる。
【００２８】
また、熱拡散率が１．０×１０−７［ｍ２／ｓ］より小さいと、温度変化に対するレスポンスが悪くなる。
【００２９】
このような、１．０×１０−７［ｍ２／ｓ］以上、１．０×１０−５［ｍ２／ｓ］以下の熱拡散率を有する平面板の材料として、例えばＴｉ、石英ガラス、セラミック等があげられる。特に、Ｔｉは、後述する電子ビーム描画装置２０の描画チャンバ２１（図４）の内部にも使用される金属であり、十分な強度を有するため好ましい。
【００３０】
第１の平面部１１ａと第２の平面部１１ｂとの間には、例えば厚さが１．４ｍｍ程度のリング状のスペーサ１１ｃが設けられている。スペーサ１１ｃは、例えばプラスチックからなるものであり、第１の平面部１１ａおよび第２の平面部１１ｂの周辺部分に接するように設けられている。
【００３１】
このような第１の平面部１１ａ、第２の平面部１１ｂ、およびスペーサ１１ｃを有する基板１１は、第１の平面部１１ａ、第２の平面部１１ｂ、およびスペーサ１１ｃによって囲まれる中空部１２を有する。すなわち、基板１１は、内部に中空部１２を有するものである。従って、この基板１１は、基板１１と同サイズの石英ガラスと比較して、熱容量が小さいものである。
【００３２】
基板１１の中空部１２内には、複数個の温度センサ１３、ＩＣチップ１４、および直流電源１５、が配置されている。
【００３３】
複数個の温度センサ１３は、基板１１の第１の平面部１１ａの温度を測定する複数個の第１の温度センサ１３ａ、および基板１１の第２の平面部１１ｂの温度を測定する複数個の第２の温度センサ１３ｂからなる。
【００３４】
複数個の第１の温度センサ１３ａは、基板１１の中空部１２内において、第１の平面部１１ａに接し、互いに等しい間隔で離間するように設けられている。同様に、複数個の第２の温度センサ１３ｂは、基板１１の中空部１２内において、第２の平面部１１ｂに接し、互いに等しい間隔で離間するように設けられている。そして、第１の温度センサ１３ａと第２温度センサ１３ｂとは、互いに対向するように配置されている。
【００３５】
ＩＣチップ１４は、例えば基板１１の中空部１２内において、第１の平面部１１ａに接するとともに、一部がスペーサ１１ｃに接する位置に配置されている。
【００３６】
図３は、ＩＣチップ１４の機能を示す機能ブロック図である。図３に示すように、ＩＣチップ１４は、制御部１６、ＡＤ変換部１７、演算部１８、および記憶部１９を有する。
【００３７】
制御部１６は、第１の温度センサ１３ａが、例えば所定時間毎に所定回数だけ基板１１の第１の平面部１１ａの温度を測定し、第２の温度センサ１３ｂが、例えば所定時間毎に所定回数だけ基板１１の第２の平面部１１ｂの温度を測定するように、第１の温度センサ１３ａおよび第２の温度センサ１３ｂの温度測定動作を制御する。例えば、制御部１６は、第１の温度センサ１３ａおよび第１の温度センサ１３ｂがそれぞれ、１秒毎に１／ｆ秒間（例えば１／５０秒間）だけ第１の平面部１１ａおよび第２の平面部１１ｂの温度を複数回測定するように、第１の温度センサ１３ａおよび第２の温度センサ１３ｂの温度測定動作を制御する。
【００３８】
ＡＤ変換部１７は、第１の温度センサ１３ａおよび第２の温度センサ１３ｂによって得られる温度データに対して、アナログ−デジタル変換を行う。
【００３９】
演算部１８は、制御部１６による制御に基づいて１／ｆ秒間に得られる複数のデジタル化された温度データを平均化することにより、デジタル化された温度データに含まれるノイズ成分を除去する。この演算部１８によるデータ処理により、温度の測定精度が向上する。
【００４０】
記憶部１９は、ＡＤ変換部１７によってデジタル化され、演算部１８においてノイズ成分が除去された温度データを記憶する。
【００４１】
なお、ＩＣチップ１４は、少なくとも制御部１６、およびＡＤ変換部１７を有するものであればよい。
【００４２】
直流電源１５は、例えば基板１１の中空部１２内において、第１の平面部１１ａに接する位置に配置されるとともに、ＩＣチップ１４、複数の第１の温度センサ１３ａ、および複数の第２の温度センサ１３ｂに電気的に接続されるように設けられている。直流電源１５は、ＩＣチップ１４を駆動するとともに、複数の第１の温度センサ１３ａおよび複数の第２の温度センサ１３ｂをそれぞれ駆動するものである。
【００４３】
図２を参照する。温度測定用マスク１０は、測定対象となる荷電ビーム描画装置の各種チャンバ内に搬送されることにより、チャンバ内の温度測定用マスク１０の基板１１の温度を測定するものであるが、第１に、温度測定用マスク１０の搬送の容易さの観点、第２に、温度センサ１３やＩＣチップ１４から落ちるゴミが各種チャンバ内を汚染することを抑制する観点から、複数個の第１の温度センサ１３ａ、複数個の第２の温度センサ１３ｂ、およびＩＣチップ１４、はそれぞれ、温度測定用マスク１０の中空部１２内に配置されることが好ましい。しかし、複数個の第１の温度センサ１３ａ、複数個の第２の温度センサ１３ｂ、およびＩＣチップ１４、はそれぞれ、温度測定用マスク１０の中空部１２外に配置されてもよい。
【００４４】
以上に説明した本発明に係る温度測定用マスク１９によれば、基板１１の内部に中空部１２を有するため、これと同サイズの従来の温度測定用マスクと比較して、熱容量を小さくすることができる。この結果、本発明に係る温度測定用マスク１０は、従来の温度測定用マスクより熱伝導性を向上させることができる。従って、本発明に係る温度測定用マスク１０によれば、温度追従性を向上させることができる。
【００４５】
また、本発明に係る温度測定用マスク１０によれば、基板１１の第１の平面部１１ａに第１の温度センサ１３ａが設けられているとともに、基板１１の第２の平面部１１ｂに第２の温度センサ１３ｂが設けられている。従って、温度測定用マスク１０が搬送されるチャンバ内の上方の温度（温度測定用マスク１０の第２の平面部１１ｂ側におけるチャンバ内の温度）、および下方の温度（温度測定用マスク１０の第１の平面部１１ａ側におけるチャンバ内の温度）をそれぞれ測定することができる。
【００４６】
次に、以上に説明した本発明に係る温度測定用マスク１０を用いて、荷電ビーム描画装置の一例である電子ビーム描画装置の温度を測定する方法を説明する。そこでまず、温度測定用マスク１０によって測定される測定対象となる電子ビーム描画装置２０について、図４を参照して説明する。図４は、測定対象となる電子ビーム描画装置２０の構造を模式的に示す図である。
【００４７】
図４に示す電子ビーム描画装置２０は、マスク基板等の試料に対して描画を行う描画チャンバ２１を含む複数のチャンバを有するものである。すなわち、図４に示す電子ビーム描画装置２０は、描画チャンバ２１、搬送対象物が載置される搬入出部２２、大気状態と真空状態との切り替えが可能なロードロックチャンバ２３、マスク基板等の試料のアライメントを行うアライメントチャンバ２４、マスク基板等の試料に対して着脱可能なマスクカバーを内部に収納可能なマスクカバー収納チャンバ２５、および真空搬送ロボット２６ａを内部に有する真空ロボットチャンバ２６、を有する。
【００４８】
なお、本明細書内において各種チャンバと称した場合、搬入出部２２も含まれるものとする。
【００４９】
搬入出部２２は、搬送対象物を載置可能な複数の載置部２２ａを有する。この搬入出部２２は、内部に、大気真空中において搬送対象物を搬送する大気搬送ロボット２２ｂを有する。
【００５０】
搬入出部２２には、ロードロックチャンバ２３が連通する。ロードロックチャンバ２３内は、給排気によって大気化または真空化される。
【００５１】
ロードロックチャンバ２３には、真空ロボットチャンバ２６が連通する。真空ロボットチャンバ２６は、水平面における断面形状が略８角形のものであって、内部に、真空中において搬送対象物を搬送する真空搬送ロボット２６ａを有する。
【００５２】
真空ロボットチャンバ２６の８つの側面のうち、ロードロックチャンバ２３が連通する側面に対して略垂直な一側面には、アライメントチャンバ２４が連通している。また、真空ロボットチャンバ２６の８つの側面のうち、アライメントチャンバ２４が連通する側面に対向する側面には、マスクカバー収納チャンバ２５が連通している。
【００５３】
アライメントチャンバ２４は、搬入される試料の位置ずれおよび回転ずれを検知し、試料の位置ずれおよび回転ずれを補正する処理、すなわち、アライメント処理を行う。
【００５４】
マスクカバー収納チャンバ２４は、内部に試料の帯電を抑制するためのマスクカバーを収納することができるとともに、試料に対してマスクカバーを着脱することができる。
【００５５】
また、マスク基板等の試料に対して描画を行う描画チャンバ２１は、真空ロボットチャンバ２６の８つの側面のうち、ロードロックチャンバ２３が連通する側面に対向する一側面に連通している。描画チャンバ２１は、内部に試料を載置するステージ２１ａを有する筺体、および筺体の天板に設けられ、試料の所望の位置に電子ビームを照射する電子光学鏡筒、を有する。
【００５６】
なお、上述の描画チャンバ２１、真空ロボットチャンバ２６、マスクカバー収納チャンバ２５、およびアライメントチャンバ２４により、真空ユニットを構成する。
【００５７】
また、以上に説明した電子ビーム描画装置２０の各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５には、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度および下方の温度を独立して制御することができる温度調整システム（図示せず）が設けられている。例えば描画チャンバ２１において、上方の温度を制御する温度調整システムは、電子光学鏡筒に設けられており、下方の温度を制御する温度調整システムは、筺体に設けられている。
【００５８】
各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５に設けられる各温度調整システムは、例えば所定の温度の恒温水を流すことにより、各種チャンバ２１、２３、２４、２５の温度を制御するものである。しかし、温度調整システムはこれに限らず、例えば大気ユニットである搬入出部２２に設けられる温度調整システムは、空冷システムであってもよい。
【００５９】
以上に説明した電子ビーム描画装置２０において、試料をマスク保管庫２７から取り出し、搬入出部２２の載置部２２ａに載置すると、大気搬送ロボット２２ｂは、試料をロードロックチャンバ２３内に搬送する。
【００６０】
ロードロックチャンバ２３内に試料が搬送されると、ロードロックチャンバ２３内が真空引きされることにより、内部が真空化される。
【００６１】
ロードロックチャンバ２３内が真空化されると、ロードロックチャンバ２３内の試料は、真空搬送ロボット２６ａによって、アライメントチャンバ２４、マスクカバー収納チャンバ２５、描画チャンバ２１、の順に搬送される。
【００６２】
描画チャンバ２１内のステージ２１ａ上に試料が搬送された後、試料の温度と描画チャンバ２１内の温度とが平衡化されると、試料に対して描画が行われる。描画された試料は、真空搬送ロボッ２６ａトによって、マスクカバー収納チャンバ２５、ロードロックチャンバ２３の順に搬送される。
【００６３】
ロードロックチャンバ２３内に試料が搬送されると、ロードロックチャンバ２３の内部が大気化される。
【００６４】
ロードロックチャンバ２３内が大気化されると、ロードロックチャンバ２３内の試料は、大気搬送ロボット２２ｂによって、搬入出部２２の載置部２２ａに搬送される。載置部２２ａに載置された試料は、例えばマスク保管庫２７に戻される。
【００６５】
このような電子ビーム描画装置２０の各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の温度は、本発明に係る温度測定用マスク２０を用いて以下のように測定される。図５は、本実施形態に係る荷電ビーム描画装置の温度測定方法を説明するためのフローチャート図である。以下に、図５を参照して、本実施形態に係る荷電ビーム描画装置の温度測定方法を説明する。
【００６６】
まず、温度測定用マスク１０を搬入出部２２の載置部２２ａに載置する（Ｓ１０１）。温度測定用マスク１０は、基板１１の第１の平面部１１ａより第２の平面部１１ｂが上方を向くように、載置部２２ａに載置される。
【００６７】
次に、大気搬送ロボット２２ｂおよび真空搬送ロボット２６ａによって、温度測定用マスク１０を、所定時間だけ各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内において待機するように、順に搬送し、各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内に待機される毎に、チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の温度測定用マスク１０の第１の平面部１１ａの温度および第２の平面部１１ｂの温度を測定する（Ｓ１０２）。
【００６８】
各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内に所定時間だけ待機される温度測定用マスク１０において、第２の平面部１１ｂに設けられた第２の温度センサ１３ｂは、第２の平面部１１ｂの温度を測定し、第１の平面部１１ａに設けられた第１の温度センサ１３ａは、第１の平面部１１ａの温度を測定する。
【００６９】
第１の温度センサ１３ａおよび第２の温度センサ１３ｂは、温度測定用マスク１０内のＩＣチップ１４の制御部１６によって、例えば１秒毎に１／５０秒間だけ、第１の平面部１１ａおよび第２の平面部１１ｂの温度を測定する。測定により得られる温度データは、このデータに対してＡＤ変換、ノイズ除去等の信号処理を施した後、記憶部１９に記憶される。
【００７０】
なお、温度測定用マスク１０の各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内での待機時間は、温度測定用マスク１０の第１の平面部１１ａおよび第２の平面部１１ｂと、各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内と、が熱平衡状態になるために必要な時間より短くてもよい。
【００７１】
温度測定用マスク１０が各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内に搬送され、各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の温度測定用マスク１０の第１の平面部１１ａおよび第２の平面部１１ｂの温度が測定されると、最終的に、温度測定用マスク１０を、搬入出部２２の載置部２２ａに戻す（Ｓ１０３）。
【００７２】
最後に、搬入出部２２の載置部２２ａに戻された温度測定用マスク１０の記憶部１９から、第１の平面部１１ａおよび第２の平面部１１ｂの温度データを取り出し、取り出された温度データに基づいて、各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度および下方の温度を検出する（Ｓ１０４）。
【００７３】
すなわち、温度測定用マスク１０の各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内での待機時間を、温度測定用マスク１０の第１の平面部１１ａおよび第２の平面部１１ｂと、各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内と、が熱平衡状態になるために必要な時間より長くした場合、取り出される温度データをそのまま、各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度および下方の温度として検出すればよい。
【００７４】
また、温度測定用マスク１０の各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内での待機時間を、温度測定用マスク１０の第１の平面部１１ａおよび第２の平面部１１ｂと、各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内と、が熱平衡状態になるために必要な時間より短くした場合であっても、取り出された温度データに対して、各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の温度変化を示す関数（予測式）をフィッティングさせる等することにより、各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度および下方の温度を予測し、この予測値を検出すれよい。
【００７５】
なお、このように取り出された温度データに基づいて各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度および下方の温度を予測した方が、測定に必要な時間を短縮することができる。従って、この方法により各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度および下方の温度を測定する方が好ましい。
【００７６】
このようにして、各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度および下方の温度が検出される。
【００７７】
以上に説明した荷電ビーム描画装置の温度測定方法によれば、温度追従性に優れ、かつ各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度および下方の温度をそれぞれ測定することができる温度測定用マスク１０を各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内に待機させることによって、各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度および下方の温度を短時間で測定することができる。
【００７８】
次に、本実施形態に係る荷電ビーム描画装置の温度調整方法を、図６を参照して説明する。図６は、本実施形態に係る荷電ビーム描画装置の温度調整方法を説明するためのフローチャート図である。
【００７９】
まず、温度測定用マスク１０を所定時間だけマスク保管庫２７内に待機させ、マスク保管庫２７内の温度を検出する（Ｓ２０１）。マスク保管庫２７内の温度は、上述の各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の温度測定方法と同様に行えばよい。
【００８０】
次に、測定されたマスク保管庫２７内の温度を基準にして、各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５に備えられた温度調整システムを大まかに設定する（Ｓ２０２）。
【００８１】
具体的には、例えば各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５に流れる恒温水の温度を大まかに設定する。恒温水の温度は、マスク保管庫２７内の温度を基準に、ロードドックチャンバ２３での真空引きの際の温度低下を考慮して、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の温度が所望の温度になるように調整される。例えば、恒温水の温度は、マスク保管庫２７内の温度をＴ℃としたとき、搬入出部２２内およびロードドックチャンバ２３内の温度がそれぞれＴ℃、真空引きの際の温度低下を例えば０．２℃として、アライメントチャンバ２４内、マスクカバー収納チャンバ２５内、および描画チャンバ２１内の温度がそれぞれＴ−０．２℃となるように調節される。
【００８２】
次に、本発明に係る温度測定用マスク１０を用いて各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の温度を検出する（Ｓ２０３）。各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の温度の測定方法は図５を参照して説明したため、ここでは説明を省略する。
【００８３】
次に、図５を参照して説明した温度測定方法により得られる温度データ（記憶部１９から取り出される温度データ）に基づいて、各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の目標温度を算出する（Ｓ２０４）。各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の目標温度は、マスク保管庫２７から取り出され、各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内に搬入された直後の実際の試料の温度に実質的に一致する温度である。
【００８４】
すなわち、上述の温度測定方法によって記憶部１９から取り出される温度データは、使用される温度測定用マスク１０の基板１１の温度を示すものである。しかし、実際に描画される試料は、温度測定において使用される温度測定用マスク１０と構造、材料が異なっている。従って、取り出される温度データは、実際に描画される試料が各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内に搬入された直後の温度とは異なる。従って、記憶部１９から取り出される温度データに基づいて、実際に描画される試料が各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内に搬入された直後の温度を算出し、このように算出された温度を目標温度としている。
【００８５】
なお、このように各種チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の目標温度を、実際に描画される試料の搬入直後の温度に実質的に一致した温度に定めることにより、描画される試料のソーキング時間（試料が描画チャンバ２１内に搬送されてから、描画チャンバ２１内の温度と試料の温度とが実質的に同一温度となるまでに必要な時間）を短くすることができる。
【００８６】
次に、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度と算出された目標温度とを比較して、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度が実質的に目標温度に一致するか否かを判断する（Ｓ２０５）。ここで、実質的に目標温度に一致するとは、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度が、目標温度±α[℃]（αは、例えば０．０２）以内である、ということを意味する。
【００８７】
この判断において、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度が実質的に目標温度に一致しない、と判断された場合（Ｓ２０５においてＮｏ）、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５の上方および下方に設けられた温度調整システムを再設定し（Ｓ２０６）し、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度が実質的に目標温度に一致する、と判断されるまで、Ｓ２０３〜Ｓ２０５を繰り返す。
【００８８】
Ｓ２０５の判断において、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度が実質的に目標温度に一致する、と判断された場合（Ｓ２０５においてＹｅｓ）、続いて、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度と下方の温度とが実質的に一致するか否かを判断する（Ｓ２０７）。ここで、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度と下方の温度とが実質的に一致するとは、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度と下方の温度との温度差が±β[℃]（βは、例えば０．０２）以内である、ということを意味する。
【００８９】
この判断において、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度と下方の温度とが実質的に一致しない、と判断された場合（Ｓ２０７においてＮｏ）、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５の上方および下方に設けられた温度調整システムを再設定し（Ｓ２０８）、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度と下方の温度とが実質的に一致するまで、Ｓ２０３〜Ｓ２０７を繰り返す。
【００９０】
Ｓ２０７の判断において、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度と下方の温度とが実質的に一致する、と判断された場合（Ｓ２０７においてＹｅｓ）、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の温度が実質的に均一であり、かつ実質的に目標温度に一致するため、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５の温度調整を終了する。
【００９１】
以上に説明した本発明に係る荷電ビーム描画装置の温度調整方法によれば、温度測定に必要な時間を、従来の温度測定方法に比べて短くすることができるため、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の温度を、短時間で調整することができる。
【００９２】
さらに、本発明に係る荷電ビーム描画装置の温度調整方法によれば、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の上方の温度および下方の温度が測定されるため、各チャンバ２１、２２、２３、２４、２５内の温度が均一になるように調整することができる。
【００９３】
以上に、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００９４】
例えば、本発明は、電子ビーム描画装置に限らず、例えばイオンビーム照射装置などを含む、荷電粒子光学鏡筒を有する荷電ビーム照射装置全てにおいて適用することができる。ここで荷電粒子光学鏡筒とは、試料に照射する荷電ビームの発生部、荷電ビーム発生部から出射された荷電ビームを所望の形状に形成する荷電ビーム成形部、および荷電ビーム成形部において成形された荷電ビームを所望の方向に偏向させる荷電ビーム偏向部、を有するものであり、荷電ビーム偏向部は、主対物偏向器および副対物偏向器を有するものである。
【符号の説明】
【００９５】
１０・・・温度測定用マスク
１１・・・基板
１１ａ・・・第１の平面部
１１ｂ・・・第２の平面部
１１ｃ・・・スペーサ
１２・・・中空部
１３・・・温度センサ
１３ａ・・・第１の温度センサ
１３ｂ・・・第２の温度センサ
１４・・・ＩＣチップ
１５・・・直流電源
１６・・・制御部
１７・・・ＡＤ変換部
１８・・・演算部
１９・・・記憶部
２０・・・電子ビーム描画装置
２１・・・描画チャンバ
２１ａ・・・ステージ
２２・・・搬入出部
２２ａ・・・載置部
２２ｂ・・・大気搬送ロボット
２３・・・ロードロックチャンバ
２４・・・アライメントチャンバ
２５・・・マスクカバー収納チャンバ
２６・・・真空ロボットチャンバ
２６ａ・・・真空搬送ロボット
２７・・・マスク保管庫
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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