(57)【要約】【目的】外気の進入を低減させた恒温流体供給装置を備えた描画システムを提供することを目的とする。【構成】本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画システムは、荷電粒子ビームを用いて試料にパターンを描画する描画装置と、上述した描画装置に恒温流体を供給する恒温流体供給装置１３０とを備え、恒温流体供給装置１３０は、開口部２１２が形成された開閉扉２０４を有する筐体２０２と、筐体２０２外から開口部２１２を介して目視可能な筐体２０２内の位置に配置され、上述した恒温流体を貯水する貯水タンク２２０と、透明な材料を用いて、開口部２１２を覆うように配置されたカバー２１４と、を有することを特徴とする。本発明によれば、貯水タンクの貯水量を監視する場合でも外気の進入を抑えることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームを用いて試料にパターンを描画する描画装置と、
前記描画装置に恒温流体を供給する恒温流体供給装置と、
を備えた荷電粒子ビーム描画システムであって、
前記恒温流体供給装置は、
開口部が形成された開閉扉を有する筐体と、
前記筐体外から前記開口部を介して目視可能な前記筐体内の位置に配置され、前記恒温流体を貯水する貯水タンクと、
透明な材料を用いて、前記開口部を覆うように配置されたカバー部と、
を有することを特徴とする荷電粒子ビーム描画システム。
【請求項２】
前記カバー部は、ヒンジ機構を用いて開閉可能に配置されたことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画システム。
【請求項３】
前記恒温流体供給装置は、さらに、前記貯水タンクに前記恒温流体を補給するための配管と、前記配管に工具を用いることなく補給側の配管と接続するためのワンタッチ継手とを有することを特徴とする請求項２記載の荷電粒子ビーム描画システム。
【請求項４】
前記開口部は、補給側のまっすぐな配管が前記開口部を通って前記ワンタッチ継手に接続可能な位置に形成されることを特徴とする請求項３記載の荷電粒子ビーム描画システム。
【請求項５】
前記恒温流体供給装置は、さらに、前記貯水タンク内に配置され、貯水量を検知する第１と第２のセンサを有することを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビーム描画システムに係り、例えば、電子ビームを可変成形させながら試料に電子ビームを照射する電子ビーム描画装置とその装置に恒温流体を供給する恒温流体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。
【０００３】
図７は、従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ）描画装置では、以下のように描画される。第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向される。そして、可変成形開口４２１の一部を通過して、コイルレンズ等で焦点を合わせて、ステージ上に搭載された試料３４０に照射される。その際、ステージは、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動している。すなわち、開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、試料３４０の描画領域に描画される。開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。可変成形型の電子ビーム描画装置については、開示された文献が存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
高精度なパターンを描画することが求められる描画装置は、恒温流体供給装置から供給される恒温流体を循環させてその温度を制御している。しかし、上述した恒温流体の自然蒸発、水漏れ等により恒温流体供給装置の筐体内に設置された貯水タンクに恒温流体を補給する必要が生じる。そのため、まず、貯水タンクの貯水量を監視する必要があり、その都度、恒温流体供給装置の筐体自体の開閉扉を開けて、内部に設置された貯水タンクの貯水量を監視することになる。そして、貯水量が所望する量よりも少なければ、恒温流体供給装置の開閉扉を開けたまま、内部に設置された貯水タンクに恒温流体を補給することになる。しかしながら、開閉扉を開けることで外気が恒温流体供給装置の筐体内に大量に進入し、温度制御された恒温流体を補給した場合でも、この外気により貯水タンク内の恒温流体の制御温度に悪影響を与えるといった問題があった。特に、半導体装置を製造するための露光用マスクを描画する場合には、恒温流体の制御温度を±０．０１℃以内に維持することが求められ、この外気による影響は無視できないものとなっている。
【特許文献１】特開平９−２９３６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、開閉扉を開けることで進入した外気による恒温流体の制御温度維持に与える悪影響は、無視できないものとなっている。そして、開けている時間が長ければ長いほどその影響は大きくなってしまう。従来、この問題を解決する手法は確立されていなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、外気の進入を低減させた恒温流体供給装置を備えた描画システム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】
【０００７】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画システムは、
荷電粒子ビームを用いて試料にパターンを描画する描画装置と、
上述した描画装置に恒温流体を供給する恒温流体供給装置と、
を備えた荷電粒子ビーム描画システムであって、
恒温流体供給装置は、
開口部が形成された開閉扉を有する筐体と、
筐体外から開口部を介して目視可能な筐体内の位置に配置され、上述した恒温流体を貯水する貯水タンクと、
透明な材料を用いて、開口部を覆うように配置されたカバー部と、
を有することを特徴とする。
【０００８】
かかる構成により外部からカバー部を介して貯水タンクの状態を目視することができる。
【０００９】
さらに、カバー部は、ヒンジ機構を用いて開閉可能に配置されたことを特徴とする。
【００１０】
また、恒温流体供給装置は、さらに、貯水タンクに恒温流体を補給するための配管と、配管に工具を用いることなく補給側の配管と接続するためのワンタッチ継手とを有すると好適である。
【００１１】
さらに、開口部は、補給側のまっすぐな配管が開口部を通ってワンタッチ継手に接続可能な位置に形成されるとなおよい。
【００１２】
また、恒温流体供給装置は、さらに、貯水タンク内に配置され、貯水量を検知する第１と第２のセンサを有すると好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、貯水タンクの貯水量を監視する場合でも外気の進入を抑えることができる。その結果、高精度なパターンを描画することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
以下、実施の形態１では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。
【００１５】
図１は、実施の形態１における電子ビーム描画システムの構成を示す概念図である。
図１において、電子ビーム描画システム１００は、描画装置１１０、制御盤１２０、及び恒温流体供給装置１３０を備えている。電子ビーム描画システム１００は、荷電粒子ビーム描画システムの一例となる。そして、描画装置１１０は、電子ビーム１０９を用いて試料１０１にパターンを描画する。試料１０１には、半導体装置を製造するためのマスクが含まれる。描画装置１１０は、荷電粒子ビーム描画装置の一例となる。描画装置１１０は、電子鏡筒１０２、電子鏡筒１０２に接続される描画室１０３、駆動部１０４、ロボット室１０６、アライメント室１０７、及び搬出入口１６０を有している。そして、電子鏡筒１０２内には、電子銃１０８をはじめとする各種の光学系が配置されている。例えば、電子銃１０８、照明レンズ、第１の成形アパーチャ、投影レンズ、成形偏向器、第２の成形アパーチャ、対物レンズ、及び位置偏向器が配置される。そして、描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置され、ＸＹステージ１０５上に描画対象となる試料１０１が配置される。ＸＹステージ１０５は、駆動部１０４によってＸＹ方向に移動させられる。ロボット室１０６内には、搬送ロボットが配置される。また、制御盤１２０内には、上述した各種光学系の電源装置等が搭載される。
【００１６】
まず、搬出入口１６０を経由して試料１０１が搬入されるとアライメント室１０７に搬送された試料１０１は、アライメント室１０７内で位置合わせを行なう。そして、ロボット室１０６内の搬送ロボットによって、アライメント室１０７から搬出され、描画室１０３内のＸＹステージ１０５上に搬送される。そして、描画が開始される。電子銃１０８から出た荷電粒子線の一例となる電子ビーム１０９は、電子鏡筒１０２内の各種光学系により、成形され、そして、ＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に焦点を合わせて照射される。例えば、照明レンズにより矩形、例えば長方形の穴を持つ第１の成形アパーチャ全体を照明する。ここで、電子ビーム１０９をまず矩形、例えば長方形に成形する。そして、第１の成形アパーチャを通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム１０９は、投影レンズにより第２の成形アパーチャ上に投影される。かかる第２の成形アパーチャ上での第１のアパーチャ像の位置は、成形偏向器によって制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２の成形アパーチャを通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム１０９は、対物レンズにより焦点を合わせ、位置偏向器により偏向されて、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。
【００１７】
以上のような描画動作を行なうにあたって、温度を一定の条件に維持することが求められる。そのために、別途、チラー装置等で温度制御された１次恒温流体１４０が恒温流体供給装置１３０に供給され、熱交換を行ない、恒温流体供給装置１３０から熱交換された２次恒温流体１５０が、温度管理が重要な各種の被温調物へと供給される。そして、熱交換された恒温流体１５０は、再度、恒温流体供給装置１３０に戻される。このように、恒温流体１５０は循環している。図１では、一例として、８系統（Ａ〜Ｋ）の恒温流体１５０ａ〜１５０ｋが循環している様子を示している。すなわち、被温調物の一例となる電子鏡筒１０２或いはその内部の光学系に対して、恒温流体１５０ａ〜１５０ｃの３系統が循環している。そして、他の被温調物の一例となる描画室１０３及びその内部のＸＹステージ１０５には、恒温流体１５０ｄ，及び恒温流体１５０ｆの２系統が循環している。そして、他の被温調物の一例となる駆動部１０４には、恒温流体１５０ｅの１系統が循環している。そして、他の被温調物の一例となるロボット室１０６には、恒温流体１５０ｇの１系統が循環している。そして、他の被温調物の一例となるアライメント室１０７には、恒温流体１５０ｈの１系統が循環している。そして、他の被温調物の一例となる制御盤１２０には、恒温流体１５０ｋの１系統が循環している。図１では、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分について記載している。電子ビーム描画システム１００にとって、その他の構成が含まれても構わない。
【００１８】
図２は、実施の形態１における恒温流体供給装置の外観の一例を示す図である。
図２において、恒温流体供給装置１３０は、筐体２０２内に各種構成を配置している。そして、筐体２０２の前面部は、全体が開放されており、観音開き式の開閉扉２０４と開閉扉２０６が取り付けられている。正面から見て左側に配置された開閉扉２０４は、ヒンジ機構部材２０８ａ〜２０８ｄによって筐体２０２と開閉自在に接続されている。正面から見て右側に配置された開閉扉２０６は、ヒンジ機構部材２０９ａ〜２０９ｄによって筐体２０２と開閉自在に接続されている。また、開閉扉２０６は、ヒンジ機構部材２１０ａ〜２０９ｄによってさらに２つ折に回転させることができる。そして、開閉扉２０４と開閉扉２０６には、内部に配置された恒温流体１５０を貯水する複数の貯水タンク２２０のそれぞれが目視できる位置に複数の開口部２１２が形成されている。そして、各開口部２１２には、透明な板材、例えば、アクリル板で形成されたカバー２１４が外側から取り付けられている。８つの貯水タンク２２０を目視するために、図２では、７つの開口部２１２が形成され、それらの各々を覆うカバー２１４（カバー２１４ａ〜カバー２１４ｆ）が配置されている。配置する数に限定はないが、１つのカバー２１４を開けた際の開口面積はより小さい方が望ましい。また、貯水タンク２２０には、貯水量を示す液面表示用の透明配管２２２が接続されている。よって、ユーザは、筐体２０２の開閉扉２０４及び開閉扉２０６を開けなくても外部からのぞき窓となるカバー２１４を介して内部の透明配管２２２を目視することができる。それによって、各貯水タンク２２０の貯水量を監視することができる。よって、貯水量を監視する際には、制御温度に対する外気の影響を排除することができる。その結果、高精度で安定した温度制御を行なうことができる。
【００１９】
図３は、実施の形態１におけるカバー部の拡大図である。
カバー２１４は、ヒンジ機構部材２１６を用いて開閉可能に配置されている。図２及び図３では、カバー２１４の下部でヒンジ機構部材２１６によって開閉扉２０４或いは開閉扉２０６と開閉自在に接続されている。ヒンジ機構部材２１６で固定する位置は、下部に限るものではない。上下左右どこでも可能である。そして、カバー２１４を閉めておく場合には、つまみネジ２３０等で開閉扉２０４或いは開閉扉２０６に固定しておけばよい。
【００２０】
図４は、実施の形態１における他のカバー部の拡大図である。
開閉扉２０６には、内部に配置された操作スイッチや表示ランプ等が目視できる位置に複数の開口部２１３が形成されている。そして、この開口部２１３にも、透明な板材、例えば、アクリル板で形成されたカバー２１８（カバー２１８ａ，カバー２１８ｂ）が外側からヒンジ機構部材２１９によって取り付けられている。図２及び図４では、カバー２１８の上部でヒンジ機構部材２１９によって開閉扉２０６と開閉自在に接続されている。ヒンジ機構部材２１９で固定する位置は、上部に限るものではない。上下左右どこでも可能である。そして、カバー２１８を閉めておく場合には、つまみネジ２３２等で開閉扉２０６に固定しておけばよい。よって、ユーザは、筐体２０２の開閉扉２０４及び開閉扉２０６を開けなくても外部からのぞき窓となるカバー２１８を介して内部の操作スイッチの設定状態や表示ランプの表示状態を目視することができる。よって、操作スイッチの設定状態や表示ランプの表示状態を監視する際には、制御温度に対する外気の影響を排除することができる。その結果、高精度で安定した温度制御を行なうことができる。
【００２１】
図５は、実施の形態１における恒温流体供給装置の開閉扉を開けた状態を示す図である。
筐体２０２の内部は、例えば３段の配置構成になるように棚部材２４０で仕切られ、図５では、一例として、上段から２段目に、８系統のうちの４系統分の貯水タンク２２０が配置されている。そして、３段目に残りの４系統分の貯水タンク２２０が配置されている。また、カバー２１８を通して正面の位置には、複数の表示ランプ２４２やスイッチ２４４が配置されている。
【００２２】
図６は、実施の形態１における貯水タンクの側面図である。
貯水タンク２２０は、固定部材２６０によって筐体２０２に固定される。恒温流体供給装置１３０内には、さらに、ポンプ２７２、及び熱交換器２７３が配置されている。貯水タンク２２０には、供給側の配管継手２７１を介してポンプ２７２と配管で接続されている。ポンプ２７２の吐出側では、熱交換器２７３と配管で接続されている。熱交換器２７３の２次側は被温調物２７５と配管で接続されている。そして、被温調物２７５から戻る配管は、貯水タンク２２０に接続された継手２７６と配管で接続されている。そして、貯水タンク２２０内には、所定の量の恒温流体１５０が貯水されているものとする。その状態でポンプ２７２を駆動することで、貯水タンク２２０内の恒温流体１５０が熱交換器２７３へと送り出され、熱交換器２７３で１次側の恒温流体１４０と熱交換される。そして、描画装置１１０側の上述した各種の被温調物２７５へ供給される。ここで、Ｍｏ、Ｍｉは、恒温流体供給装置１３０から外部へと出た境界を示している。そして、被温調物２７５で温度維持に使用された恒温流体１５０は、貯水タンク２２０に戻される。戻された恒温流体１５０は、貯水タンク２２０に溜められる。
【００２３】
ここで、実施の形態１では、貯水タンク２２０内部に、貯水量を検知するフロートスイッチ２８２，２８４（第１と第２のセンサ）を配置した。フロートスイッチ２８２，２８４は、異なる設置高さで配置する。これにより、２段階の検出を行なうことができる。よって、恒温流体１５０が自然蒸発して貯水量が減っていく場合、まず、フロートスイッチ２８４で所定の水位を検知することができる。検知した場合には、警報出力を行なえばよい。これにより、ユーザは、補給の準備を行なうことができる。さらに、貯水量が減少して、温度制御が不可能になる場合には、フロートスイッチ２８２でその水位を検知することができる。検知した場合には、恒温流体供給装置１３０からの供給を停止させればよい。そして、描画装置１１０でも描画を停止させればよい。これにより、寸法精度の劣化したマスクの形成を防止することができる。
【００２４】
ここで、自然蒸発等で減少した恒温流体１５０を補給するメンテナンスを行なう場合には、以下のように行なわれる。まず、貯水タンク２２０には、外部から恒温流体１５０を補給するための配管２６５が接続されている。そして、配管２６５には工具を用いることなく補給側の配管２６８と接続するためのワンタッチ継手２６６（ボディ側）が接続されている。ここで、開口部２１２は、補給側のまっすぐな配管２６８が開口部２１２を通ってワンタッチ継手２６６に接続可能な位置に形成されていることが望ましい。そうすることで、開閉扉２０４或いは開閉扉２０６を開けなくてもカバー２１４を開ければ、補給側の配管２６８の先に取り付けられたワンタッチ継手２６７（インサート側）と貯水タンク２２０側の配管２６５の先に取り付けられたワンタッチ継手２６６とを簡易に接続することができる。よって、外気の進入を抑制することができる。さらには、配管接続等の作業時間を短縮することができる。よって、外気の影響を最小限に抑えることができる。その結果、高精度で安定した温度制御を行なうことができる。以上のように配管を接続した後、恒温流体１５０を所定の量になるまで補給する。貯水タンク２２０内の水をドレインする場合も同様な方法で実施することができる。
【００２５】
また、貯水タンク２２０内から空気を排出するメンテナンスを行なう場合には、以下のように行なわれる。まず、貯水タンク２２０には、空気抜き用の配管２６１が接続されている。そして、配管２６１にも外部の配管２６４と接続するためのワンタッチ継手２６２（ボディ側）が接続されている。ここで、開口部２１２は、外部のまっすぐな配管２６４が開口部２１２を通ってワンタッチ継手２６２に接続可能な位置に形成されることが望ましい。そうすることで、開閉扉２０４或いは開閉扉２０６を開けなくてもカバー２１４を開ければ、外部の配管２６４の先に取り付けられたワンタッチ継手２６３（インサート側）と貯水タンク２２０側の配管２６１の先に取り付けられたワンタッチ継手２６２とを簡易に接続することができ、空気抜きができる。よって、ここでも外気の進入を抑制することができる。さらには、配管接続等の作業時間を短縮することができる。よって、外気の影響を最小限に抑えることができる。その結果、高精度で安定した温度制御を行なうことができる。以上のように配管を接続した後、恒温流体１５０を排出すればよい。
【００２６】
以上のように構成することで、恒温流体供給装置１３０内部への外気の進入を抑えることができる。さらには、メンテナンス時の配管接続等の作業時間を短縮することができる。よって、恒温流体１５０の制御温度を±０．０１℃以内に維持することができる。その結果、高精度な寸法のパターンを試料１０１に描画することができる。
【００２７】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、上述した実施の形態では、補給時や排水時にカバー２１４を開けて継手を接続していたがこれに限るものではない。開閉扉２０４，２０６に継手を取り付けておいても構わない。筐体２０２内部は柔軟な素材の配管で継手から貯水タンク２２０まで接続しておけば開閉扉２０４，２０６の開閉に支障をきたさないようにすることができる。これによりカバー２１４すら開ける必要を無くすことができる。
【００２８】
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、電子ビーム描画システム１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。
【００２９】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画システム及び恒温流体供給装置は、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施の形態１における電子ビーム描画システムの構成を示す概念図である。
【図２】実施の形態１における恒温流体供給装置の外観の一例を示す図である。
【図３】実施の形態１におけるカバー部の拡大図である。
【図４】実施の形態１における他のカバー部の拡大図である。
【図５】実施の形態１における恒温流体供給装置の開閉扉を開けた状態を示す図である。
【図６】実施の形態１における貯水タンクの側面図である。
【図７】従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【００３１】
１００  電子ビーム描画システム
１０１，３４０  試料
１０２  電子鏡筒
１０３  描画室
１０４  駆動部
１０５  ＸＹステージ
１０６  ロボット室
１０７アライメント室
１０８  電子銃
１０９  電子ビーム
１１０  描画装置
１２０  制御盤
１３０  恒温流体供給装置
１４０，１５０  恒温流体
１６０  搬出入口
２０２  筐体
２０４，２０６  開閉扉
２０８，２０９，２１０，２１６，２１９  ヒンジ機構部材
２１２，２１３  開口部
２１４，２１８  カバー
２２０  貯水タンク
２２２  透明配管
２３０，２３２  つまみネジ
２４０  棚部材
２４２  表示ランプ
２４４  スイッチ
２６０  固定部材
２６１，２６４，２６５，２６８  配管
２６２，２６３，２６６，２６７  ワンタッチ継手
２７１，２７６  継手
２７２  ポンプ
２７３  熱交換器
２７５  被温調物
２８２，２８４  フロートスイッチ
３３０  電子線
４１０  第１のアパーチャ
４１１  開口
４２０  第２のアパーチャ
４２１  可変成形開口
４３０  荷電粒子ソース
【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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【図７】
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