(57)【要約】【課題】温度調整用チャンバにおける試料のソーキング性能の更なる向上をはかり、試料の生産性の向上をはかる。【解決手段】電子ビーム描画に供される試料が収容される描画チャンバと、この描画チャンバの近傍に設けられ、描画前の試料を恒温化する温度調整用チャンバとを具備した電子ビーム描画装置であって、温度調整用チャンバは、真空容器３１，３２と、この容器３１，３２の壁面を恒温化する恒温機構と、容器３１，３２内に収容されて試料３３が載置されるベース３４と、ベース３４と容器３１との間に挿入されてこれらの間の熱伝導率を高める伝熱部材３５とを有している。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビーム描画に供される試料が収容される描画チャンバと、この描画チャンバの近傍に設けられ、描画前の試料を恒温化する温度調整用チャンバとを具備した電子ビーム描画装置であって、
前記温度調整用チャンバは、真空容器と、この容器の壁面を恒温化する恒温機構と、前記容器内に収容されて試料が載置されるベースと、前記ベースと容器との間に挿入されてこれらの間の熱伝導率を高める伝熱部材とを有してなることを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項２】
前記ベースは、表面にカーボンがコーティングされ、前記容器の底壁に一体的に設けられた複数本の支持脚上に固定されていることを特徴とする請求項１記載の電子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記伝熱部材は、樹脂若しくは金属からなる伝熱シート、又は真空用のオイル若しくはグリースであることを特徴とする請求項１又は２記載の電子ビーム描画装置。
【請求項４】
前記伝熱部材は、前記ベースと真空容器との接触面の少なくとも一方に、メッキ、蒸着、又はＣＶＤにより被着された金属膜であることを特徴とする請求項１又は２記載の電子ビーム描画装置。
【請求項５】
前記伝熱シートの材質、又は前記ベースと真空容器との接触面の少なくとも一方に被着された金属膜は、金，アルミニウム，若しくは銅であることを特徴とする請求項３又は４記載の電子ビーム描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビーム描画装置に係わり、特にマスク等の試料を描画前に恒温化する温度調整用チャンバの改良をはかった電子ビーム描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
露光用マスクにＬＳＩパターンを描画するための電子ビーム描画装置においては、描画中のマスク温度変化は描画精度に大きく影響する。このため、マスクが描画チャンバに搬送される直前に、温度調整用チャンバでマスク温度安定化（ソーキング）を行う。そして、マスクが予め定められた温度範囲内に入った段階で、マスクを描画チャンバ内に搬送し描画を開始する。
【０００３】
また、装置スループットの向上のため、一つのマスクを描画中に次のマスクを温度調整用チャンバまで搬送し、ソーキングを行っている。これは、マスクの描画終了時点で次のマスクのソーキングが終了していないと、次の描画に移ることができなくなるためである。このように、マスクの生産性がソーキング性能に大きく依存するため、ソーキング性能の向上が求められてきた。
【０００４】
温度調整用チャンバは一般に、真空容器を構成するケースとフタ、及びマスクを載置するためのベース等から構成されている。フタとケースの底板には、一定温度の恒温水を循環させており、チャンバ内温度を一定温度に保っている。温度調整用チャンバ内にマスクが搬送されてくると、マスク上面とフタ及びケースとの間、マスク下面とベースとの間で熱交換が行われる。また、ベースは、ケース底面に設けられた支持脚と熱伝導を行いつつ、輻射による熱伝達によりケースと熱交換を行う。フタとケースは、内部に流れている恒温水と熱交換を行い、結果的にマスク温度は恒温水設定温度に安定していく。
【０００５】
従って、マスクのソーキング時間は、マスク表面とフタ及びケースの内壁表面及びベース表面の輻射率、更にはベースとケースの底板との間の熱伝導率に大きく依存するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マスクの主な材質としては、一般的に石英ガラスが用いられる。マスク上面はＣｒ（クロム）膜が堆積され、更にその上をレジストで覆った構造となっている。よって、マスク上面の輻射率は低くなり、ソーキング性能はマスク下面とベースとの間での熱交換が支配的となる。従来は、ベースに高輻射率の表面処理を施し、ソーキング性能の向上をはかっていた。しかし、ベースと真空容器との間の熱伝導率が十分とは言えず、これがソーキング性能を低下させる要因となっていた。
【０００７】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、温度調整用チャンバにおける試料のソーキング性能の更なる向上をはかり、試料の生産性の向上をはかり得る電子ビーム描画装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。
【０００９】
即ち、本発明の一態様は、電子ビーム描画に供される試料が収容される描画チャンバと、この描画チャンバの近傍に設けられ、描画前の試料を恒温化する温度調整用チャンバとを具備した電子ビーム描画装置であって、前記温度調整用チャンバは、真空容器と、この容器の壁面を恒温化する恒温機構と、前記容器内に収容されて試料が載置されるベースと、前記ベースと容器との間に挿入されてこれらの間の熱伝導率を高める伝熱部材とを有してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ベースと真空容器との間に伝熱部材を挿入してこれらを密着させることにより、従来の熱輻射率による熱伝達率の改善だけではなく、ベースと容器との間の熱伝導率向上をはかることができ、試料のソーキング性能の向上をはかることができる。従って、従来の試料ソーキングにかかる時間を大幅に短縮することが可能となり、その結果、試料の生産性の向上に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係わる電子ビーム描画装置の概略構成を示す斜視図である。
【００１３】
図中の１０は描画チャンバであり、この描画チャンバ１０内には電子ビーム描画に供されるマスク等の試料が収容される。描画チャンバ１０の上部には電子ビーム光学鏡筒２０が接続され、側部には温度調整用チャンバ３０が接続されている。そして、描画チャンバ１０及び温度調整用チャンバ３０は、防振架台４０上に設置されている。
【００１４】
電子光学鏡筒２０は、電子銃，各種レンズ，各種偏向器などからなるもので、試料上のレジストに所望パターンを描画できるようになっている。また、温度調整用チャンバ３０は、描画前の試料の温度を所望の温度に保持するためのものであり、次のように構成されている。
【００１５】
図２〜図４は、温度調整用チャンバ３０の具体的構成を示す断面図である。
【００１６】
図２は、温度調整用チャンバの基本的な構成を示している。即ち、上部に開口を有するケース３１とフタ３２から真空容器が構成され、この容器は恒温水の通流によって一定温度に保持されている。より具体的には、ケース３１の底板及びフタ３２に流体を通流させるための配管がそれぞれ埋設されており、これらの配管に恒温水を通流させることにより容器が一定温度に保持される。また、ケース３１及びフタ３２には、真空中で使用することを考慮してステンレス材を使用している。
【００１７】
容器内には、マスク（試料）３３を載置したベース３４が収容され、このベース３４の底面の一部がケース３１の底面に接触するようになっている。ここで、ベース３４は熱輻射率を向上させるために表面にカーボンがコーティングされ、その表面が非常に固くなっている。ケース３１の底面の３箇所には、ケース３１と一体的に支持脚３１ａが設けられている。そして、ベース３４の底面はケース３１の底面の支持脚３１ａに接触し、ベース３４が支持脚３１ａにボルトにより固定されている。また、マスク３３はベース３４の上面に接続されたピン３４ａに接触して保持されるようになっている。
【００１８】
図３は、温度調整用チャンバ３０の望ましい構成例を示しており、ベース３４と支持脚３１ａとの間に伝熱シート（伝熱部材）３５が設けられている。この伝熱シート３５の材料としては、少なくとも伝導率２．５Ｗ／ｍＫ以上を有した材料が望ましく、金やアルミニウム等の柔らかい金属を用いることができる。
【００１９】
図４は、温度調整用チャンバ３０のより望ましい構成例であり、ベース３４の支持脚３１ａとの接触部分以外の下面とケース３１の底面との間に伝熱シート（伝熱部材）３６が設けられている。この伝熱シート３６の材料としては、伝熱シート３５と同様のものを用いることができる。
【００２０】
図２に示す構造では、ベース３４がボルトにより支持脚３１ａに固定されているが、ベース３４の表面が非常に固いことから、これらの密着性を十分に高めることは困難であり、ベース３４と支持脚３１ａとの接触抵抗を十分低くすることはできない。つまり、ベース３４とケース３１との接触抵抗を十分低くすることはできない。これに対して図３の構成では、ベース３４と支持脚３１ａとの間に伝熱シート３５を挿入することにより、これらの密着性を十分に高めてベース３４と支持脚３１ａとの接触抵抗を十分低くすることができる。即ち、ベース３４とケース３１との接触抵抗を十分低くすることができる。
【００２１】
さらに、図４の構成では、ベース３４とケース３１の底面との間に伝熱シート３６を挿入することにより、これらの密着性を十分に高めてベース３４とケース３１との接触抵抗を十分低くすることができる。
【００２２】
本発明者らは、上記の構成においてチャンバ内の温度測定を行うことにより、温度解析に必要なパラメータを算出し、ソーキング性能の解析を行った。その解析結果を、図５に示す。Ａは従来（図２）のソーキング性能であり、Ｂはベース３４と支持脚３１ａとの間に伝熱シート３５を挟み込んだ場合（図３）、Ｃは支持脚３１ａ以外のベース３４とケース３１の底板間に伝熱シート３６を挟み込んだ場合（図４）である。
【００２３】
マスク温度が目標温度Ｔ［℃］の±α内に収まる時間は、従来のソーキング時間τと比較すると、Ｂの場合は、１４％縮小することが可能となる。また、Ｃの場合は、表面積を大きく取ったことにより、２２％短縮することが可能となった。この時間は、ベースとケースが一体である（部材の組み合わせによる熱伝導率低下の影響を無視した場合に相当）としたときの解析結果とほぼ同性能であったため、理想のソーキング特性に最も近いものと考えられる。
【００２４】
このように本実施形態によれば、マスク３３が載置されるベース３４と真空容器を構成するケース３１の底面との間に、これらの間の熱伝導率を高める伝熱シート３５又は３６を挿入することにより、ベース３４と真空容器との間の熱伝導率向上をはかることができる。従って、熱輻射率による熱伝達率の改善だけではなく、ベース３４と真空容器との間の熱伝導率向上をはかり、積極的にマスクとの熱交換を実現することができる。このため、従来のマスクソーキングにかかる時間を大幅に短縮することが可能となり、その結果、マスクの生産性の向上に大きく貢献することができる。
【００２５】
（変形例）
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。実施形態では、伝熱シートとして、金或いはアルルニウムからなる金属膜を用いたが、比較的柔らかで十分な熱伝導率を有する材料であれば用いることができ、例えば銅を用いることも可能である。さらに、金属膜を挿入する代わりに、ベースと真空容器との接触面の少なくとも一方に、メッキ、蒸着、又はＣＶＤにより金属膜を被着するようにしても良い。また、金属膜の代わりにシリコーン樹脂等を用いることもできる。さらに、真空用のオイル若しくはグリースを用いることも可能である。
【００２６】
また、試料としては必ずしもマスクに限るものではなく、半導体ウェハに適用することも可能である。この場合においても、半導体ウェハ上に直接パターンを描画する際に、ウェハの温度変化を少なくすることができ、描画精度の向上をはかることが可能となる。
【００２７】
また、真空容器の構成や構成材料、更にはベースの構成材料等は、仕様に応じて適宜変更可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係わる電子ビーム描画装置の概略構成を示す斜視図。
【図２】温度調整用チャンバの基本構成を示す断面図。
【図３】温度調整用チャンバの望ましい構成例を示す断面図。
【図４】温度調整用チャンバの望ましい構成例を示す断面図。
【図５】図２〜図４の構成におけるソーキング性能の解析結果を示す図。
【符号の説明】
【００２９】
１０…描画チャンバ
２０…電子光学鏡筒
３０…温度調整用チャンバ
３１…ケース
３１ａ…支持脚
３２…フタ
３３…マスク（試料）
３４…ベース
３４ａ…ピン
３５，３６…伝熱シート（伝熱部材）
４０…防振架台
【図１】
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【図２】
2007178682.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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