JP2012253055A - 荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法 - Google Patents

Abstract

【課題】温度測定マスクを装置から取り出さずに温度データを回収可能な荷電粒子ビーム描画装置を提供する。
【解決手段】荷電粒子ビーム描画装置（１０１）は、真空ユニット（１４）と、真空ユニット内を真空化及び大気化する機能を有する真空化チャンバ（２１）と、真空ユニットからマスク基板が搬入され、マスク基板上に荷電粒子ビームによる描画を行う描画チャンバ（２４）とを備え、真空化チャンバ及び描画チャンバの各々は、マスク基板が、温度センサを有する温度測定マスクである場合に、温度測定マスクから送信された温度データ信号をチャンバ外部に取り出すための信号取り出し部（７２）を備え、荷電粒子ビーム描画装置はさらに、温度測定マスクが描画チャンバ内に設置されている際に、温度データ信号を信号取り出し部を通じて取得し、温度データ信号に基づいて、描画チャンバ用の温度調整装置の動作を制御する制御器（７４）を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法に係り、例えば、温度測定マスクを使用して温度データを回収する荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法に関する。

電子ビーム描画装置（荷電粒子ビーム描画装置）では、描画前のマスク基板の温度が、描画精度に大きく影響する。そのため、従来の電子ビーム描画装置では、マスク基板の温度が所定温度になった状態で、描画が開始されるようにしている（例えば、特許文献１を参照）。

また、従来の電子ビーム描画装置では、チャンバ内の温度を恒温水により所定温度に調整することで、マスク基板の温度を制御している。この場合、チャンバ内の温度の最終的な温度合わせは、例えば、温度データを回収可能な温度測定マスクを用いて行われる（例えば、特許文献２を参照）。

特開２００９−２３１６１４号公報 特開２００２−６４０５０号公報

温度測定マスクを使用する場合、従来のチャンバ温度調整は、例えば、温度測定マスクをチャンバ内に搬送して温度測定を行い、温度測定マスクを電子ビーム描画装置から取り出した後に温度データを回収し、この温度データをもとに、チャンバに流す恒温水の温度を変更する、というプロセスを数回繰り返すことで行われる。

しかしながら、この方法には、温度測定マスクの温度データを回収するのに、温度測定マスクを電子ビーム描画装置から取り出す必要があるという欠点がある。また、この方法には、恒温水の温度の決定が、作業者の感性に頼って行われるという欠点もある。

本発明の目的は、温度測定マスクを装置から取り出さずに温度データを回収可能な荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法を提供することにある。

本発明の一態様である荷電粒子ビーム描画装置は、マスク基板を搬送する搬送ロボットを有する真空ユニットと、マスク基板を真空ユニット内に搬入する経路上に位置し、真空ユニット内を真空化及び大気化する機能を有する真空化チャンバと、搬送ロボットにより真空ユニットからマスク基板が搬入され、マスク基板上に荷電粒子ビームによる描画を行う描画チャンバとを備え、真空化チャンバ及び描画チャンバの各々は、マスク基板が、温度センサを有する温度測定マスクである場合に、温度測定マスクから送信された温度データ信号をチャンバ外部に取り出すための信号取り出し部を備え、荷電粒子ビーム描画装置はさらに、温度測定マスクが描画チャンバ内に設置されている際に、温度データ信号を信号取り出し部を通じて取得し、温度データ信号に基づいて、描画チャンバ用の温度調整装置の動作を制御する制御器を備えることを特徴とする。

なお、上述した荷電粒子ビーム描画装置は、マスク基板のアライメントを行うアライメントチャンバと、マスク基板に対しマスクカバーの着脱を行う着脱チャンバとをさらに備え、アライメントチャンバ及び着脱チャンバの各々又はいずれか一方は、信号取り出し部を備え、制御器はさらに、温度測定マスクがアライメントチャンバ内に設置されている際、及び／又は、着脱チャンバ内に設置されている際に、温度データ信号を信号取り出し部を通じて取得し、温度データ信号に基づいて、アライメントチャンバ用、着脱チャンバ用、又はアライメントチャンバと着脱チャンバに共通の温度調整装置の動作を制御することが望ましい。

また、上述した荷電粒子ビーム描画装置は、マスク基板のアライメントとマスクカバーの装着が行われたマスク基板の温度を調整する温度調整チャンバをさらに備え、温度調整チャンバは、信号取り出し部を備え、制御器はさらに、温度測定マスクが温度調整チャンバ内に設置されている際に、温度データ信号を信号取り出し部を通じて取得し、温度データ信号に基づいて、温度調整チャンバ用の温度調整装置の動作を制御することが望ましい。

さらに、上述した荷電粒子ビーム描画装置は、マスク基板のアライメントを行い、かつ、マスク基板に対しマスクカバーの着脱を行うアライメント・着脱チャンバと、マスク基板のアライメントとマスクカバーの装着が行われたマスク基板の温度を調整する温度調整チャンバとをさらに備え、アライメント・着脱チャンバ及び温度調整チャンバの各々は、信号取り出し部を備え、制御器はさらに、温度測定マスクがアライメント・着脱チャンバ内に設置されている際と、温度調整チャンバ内に設置されている際に、温度データ信号を信号取り出し部を通じて取得し、温度データ信号に基づいて、アライメント・着脱チャンバ用又は温度調整チャンバ用の温度調整装置の動作を制御することが望ましい。

さらに、上述した制御器は、アライメントチャンバ用の温度調整装置の動作に関するフィードバック制御の周期を、描画チャンバ用の温度調整装置の動作に関するフィードバック制御の周期よりも短く設定することが望ましい。

さらに、上述した制御器は、着脱チャンバ用の温度調整装置の動作に関するフィードバック制御の周期を、描画チャンバ用の温度調整装置の動作に関するフィードバック制御の周期よりも短く設定することが望ましい。

また、本発明の別の態様である荷電粒子ビーム描画方法は、温度センサを有する温度測定マスクを真空化チャンバ内に搬入し、温度測定マスクが真空化チャンバ内に設置されている際に、温度測定マスクから送信された温度データ信号を、真空化チャンバに設けられた信号取り出し部を通じて取得し、温度測定マスクを、真空化チャンバから真空ユニットを経由して描画チャンバ内に搬入し、温度測定マスクが描画チャンバ内に設置されている際に、温度データ信号を、描画チャンバに設けられた信号取り出し部を通じて取得し、温度データ信号に基づいて、描画チャンバ用の温度調整装置の動作を制御することを特徴とする。

本発明によれば、温度測定マスクを荷電粒子ビーム描画装置から取り出さずに温度データを回収することが可能となる。

第１実施形態の電子ビーム描画装置の構成を示す上面図である。 第１実施形態の電子ビーム描画装置の構成を示す側方断面図である。 第１実施形態のチャンバ温度調整方法を説明するための概略図である。 温度測定マスクの構成を示す上面図である。 マスク基板の温度変化の一例を示したグラフである。 第１実施形態のチャンバ温度調整方法の手順を示すフローチャートである。 第２実施形態の電子ビーム描画装置の構成を示す上面図である。 第３実施形態の電子ビーム描画装置の構成を示す上面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１、図２は、第１実施形態の電子ビーム描画装置１０１の構成を示す上面図、側方断面図である。第１実施形態の電子ビーム描画装置１０１は、本発明の荷電粒子ビーム描画装置の例である。

以下、主に図１を参照して、第１実施形態の電子ビーム描画装置１０１の構成と動作について説明する。

電子ビーム描画装置１０１は、図１に示すように、インターフェース１３と、真空ユニット１４と、Ｉ／Ｏ（出入口）チャンバ２１と、Ａ（アライメント）チャンバ２２と、Ｈ（庇）チャンバ２３と、描画チャンバ２４とを備えている。Ｉ／Ｏチャンバ２１、Ｈチャンバ２３はそれぞれ、本発明の真空化チャンバ、着脱チャンバの例である。

図１に示すように、Ｉ／Ｏチャンバ２１、Ａチャンバ２２、Ｈチャンバ２３、描画チャンバ２４はそれぞれ、真空ユニット１４に連通されている。また、Ｉ／Ｏチャンバ２１には、インターフェース１３が連通されている。

図１では、マスク基板１１を電子ビーム描画装置１０１内にロードする経路が、実線の矢印で示されている。また、マスク基板１１を電子ビーム描画装置１０１からアンロードする経路が、破線の矢印で示されている。マスク基板１１は例えば、フォトマスク作製用のマスクブランクスである。

次に、図１を参照し、マスク基板１１を電子ビーム描画装置１０１内にロードする動作について、詳細に説明する。

まず、マスク基板１１が、インターフェース１３内に設置される。インターフェース１３は、ロボット本体４１、昇降ロッド４２、ロボットアーム４３、エンドエフェクタ４４からなる大気用の搬送ロボット３４を有している。マスク基板１１は、搬送ロボット３４のエンドエフェクタ４４により保持される。

次に、搬送ロボット３４が、マスク基板１１を、ゲートバルブ３１を経由してＩ／Ｏチャンバ２１内に搬入する。Ｉ／Ｏチャンバ２１は、マスク基板１１をインターフェース１３から真空ユニット１４内に搬入する経路上に位置する。Ｉ／Ｏチャンバ２１は、真空ユニット１４内とこれに連通する各チャンバ内を、真空化及び大気化する機能を有する。Ｉ／Ｏチャンバ２１は、ロードロックチャンバとも呼ばれる。

次に、マスク基板１１が、ゲートバルブ３２、真空ユニット２４を経由してＡチャンバ２２内に搬入される。真空ユニット２４は、ロボット本体５１、昇降ロッド５２、ロボットアーム５３、エンドエフェクタ５４からなる真空用の搬送ロボット３５を有している。マスク基板１１は、エンドエフェクタ５４により保持された状態で、搬送ロボット３５にによりＡチャンバ２２内に搬入される。Ａチャンバ２２は、マスク基板１１のアライメントを行うためのチャンバである。このアライメントにより、マスク基板１１の位置ずれや回転ずれが修正される。

次に、搬送ロボット３５は、アライメント済みのマスク基板１１を、真空ユニット１４を経由してＨチャンバ２３内に搬入する。Ｈチャンバ２３は、マスク基板１１に対し、導電性のマスクカバー１２の着脱を行うためのチャンバである。Ａチャンバ２２からＨチャンバ２３内にマスク基板１１が搬入されると、Ｈチャンバ２３にて、マスク基板１１にマスクカバー１２が装着される。

次に、搬送ロボット３５は、マスク基板１１のアライメントとマスクカバー１２の装着が行われたマスク基板１１を、真空ユニット１４、ゲートバルブ３３を経由して描画チャンバ２４内に搬入する。描画チャンバ２４の上方には、電子銃や、各種のアパーチャ、偏向器、レンズを有する鏡塔３６が設けられている。描画チャンバ２４では、マスク基板１１の描画領域に電子ビームを照射することで、該描画領域に所定のパターンを描画する。

なお、描画が完了したマスク基板１１は、図１に示すように、Ｈチャンバ２３、Ｉ／Ｏチャンバ２１を経由してアンロードされる。この際、Ｈチャンバ２３では、マスク基板１１からマスクカバー１２を取り外す処理が行われる。

（１）チャンバ温度調整方法
次に、図３を参照して、第１実施形態のチャンバ温度調整方法について説明する。図３は、第１実施形態のチャンバ温度調整方法を説明するための概略図である。

図３に示すチャンバ７１は、Ａチャンバ２２、Ｈチャンバ２３、描画チャンバ２４のうちのいずれかのチャンバを表す。

これらのチャンバ２２、２３、２４はいずれも、図３に示すように、ビューポート７２を有すると共に、それぞれＡチャンバ２２用、Ｈチャンバ２３用、描画チャンバ２４用のチラーユニット７５に接続されている。さらに、これらのチャンバ２２、２３、２４の外部のビューポート７２付近には、それぞれＡチャンバ２２用、Ｈチャンバ２３用、描画チャンバ２４用の赤外線受信ユニット７３が配置されている。

また、電子ビーム描画装置１０１は、図３に示すように、チャンバ２２〜２４から温度データ信号Ｓ₁を取得し、この温度データ信号Ｓ₁に基づいて、制御信号Ｓ₂により、チャンバ２２〜２４用のチラーユニット７５を制御する制御器７４を備えている。制御器７４は例えば、１台以上のパーソナルコンピュータ、又は１個以上のＬＳＩである。本実施形態では、赤外線受信ユニット７３が、温度データ信号Ｓ₁を、赤外線信号の形でチャンバ２２〜２４から受信し、制御器７４が、温度データ信号Ｓ₁を、電気信号の形で赤外線受信ユニット７３から取得する。赤外線受信ユニット７３の赤外線センサとしては、例えばフォトダイオードが用いられる。

なお、本実施形態では、Ａチャンバ２２とＨチャンバ２３は、共通のチラーユニット７５に接続されていても構わない。同様に、チャンバ２２〜２４のうちの任意の２つ以上のチャンバは、共通のチラーユニット７５に接続されていても構わない。

また、真空化チャンバ２１については、チラーユニット７５によるチャンバ温度調整は行わないものの、温度データ信号Ｓ₁を利用した温度測定は行う。そのため、真空化チャンバ２１は、チラーユニット７５には接続されていないものの、ビューポート７２は有している。また、制御器７４は、チャンバ２２〜２４からの温度データ信号Ｓ₁と同様に、真空化チャンバ２１からの温度データ信号Ｓ₁も取得する。

次に、図３を参照して、チャンバ７１（即ち、チャンバ２２〜２４）の温度調整方法について詳細に説明する。

図３には、チャンバ７１内に設置された温度測定マスク６１が示されている。温度測定マスク６１は、温度データを回収するためのマスクであり、１つ以上の温度センサ６２を有している。本実施形態では、５つの温度センサ６２が、１枚の温度測定マスク６１上の中央と４隅に設けられている。

温度測定マスク６１の詳細な構成を、図４に示す。図４は、温度測定マスク６１の構成を示す上面図である。温度測定マスク６１は、１つ以上の温度センサ６２に加え、赤外線送信部６３と、１つ以上のバッテリケース６４を有している。温度測定マスク６１では、温度センサ６２が、温度データを取得し、赤外線送信部６３が、この温度データを保持する温度データ信号Ｓ₁を赤外線信号の形で送信する。赤外線送信部６３は、例えば赤外線ＬＥＤで構成されている。

図３に戻り、チャンバ７１の温度調整方法の説明を続ける。

温度測定マスク６１が、温度データ信号Ｓ₁を送信するよう構成されているのに対し、チャンバ７１は、その内部の温度測定マスク６１から送信された温度データ信号Ｓ₁を、ビューポート７２を介して外部に取り出すことができるよう構成されている。ビューポート７２は、本発明の信号取り出し部の例である。

そこで、制御器７４は、温度測定マスク６１がチャンバ７１内に設置されている際に、温度データ信号Ｓ₁をビューポート７２を通じて取得する。本実施形態の制御器７４は、赤外線受信ユニット７３が、赤外線信号の形の温度データ信号Ｓ₁をビューポート７２を通じて受信し、電気信号の形の温度データ信号Ｓ₁を制御器７４に出力することで、温度データ信号Ｓ₁を取得可能である。

これにより、制御器７４は、温度測定マスク６１を電子ビーム描画装置１０１から取り出さずに、温度測定マスク６１の温度をリアルタイムで取得することができる。

なお、温度測定マスク６１により測定される温度は、温度測定マスク６１の温度であるが、本実施形態では、温度測定マスク６１を、チャンバ７１内の温度を測定することに使用する。チャンバ７１内の温度は、温度測定マスク６１とチャンバ７１が熱平衡に達するまで待ち、熱平衡に達した後の温度データ信号Ｓ₁を取得することで測定可能である。

よって、制御器７４は、Ａチャンバ２２やＨチャンバ２３については、熱平衡後の温度データ信号Ｓ₁から、これらのチャンバ２２、２３内の温度を取得する。

一方、描画チャンバ２４は熱容量や寸法が大きいため、恒温水の温度を変化させたときのチャンバ温度の変化速度や、温度測定マスク６１と描画チャンバ２４との熱交換速度が遅いという問題がある。そこで、制御器７４は、描画チャンバ２４については、熱平衡前の温度データ信号Ｓ₁の傾向から、熱平衡後の温度測定マスク６１の温度を推定することで、描画チャンバ２４内の温度を取得する。これにより、描画チャンバ２４内の温度の取得に要する時間を、短縮することができる。

なお、本実施形態では、Ａチャンバ２２、Ｈチャンバ２３、描画チャンバ２４内の温度の取得に要する時間はそれぞれ、例えば、２時間、１時間、１時間程度となる。

また、描画チャンバ２４内の温度を取得する際、温度推定を行わない場合には、描画チャンバ２４内の温度の取得に要する時間は、例えば、５時間程度となる。

次に、制御器７４は、温度データ信号Ｓ₁から得られたチャンバ温度に基づいて、制御信号Ｓ₂により、チラーユニット７５の動作を制御する。チラーユニット７５は、チャンバ７１内の温度を恒温水により調整することで、温度測定マスク６１の温度を制御するユニットである。チラーユニット７５は、本発明の温度調整装置の例である。

制御器７４は、このチラーユニット７５を介して、チャンバ７１用の恒温水の設定温度を制御する。例えば、チャンバ温度が目標温度よりも高い場合には、恒温水の設定温度を下げる旨の制御信号Ｓ₂を出力する。一方、チャンバ温度が目標温度よりも低い場合には、恒温水の設定温度を上げる旨の制御信号Ｓ₂を出力する。

そして、制御器７４は、チャンバ温度が安定するまで待った後、上記の処理を再び繰り返す。即ち、制御器７４は、熱平衡後の温度測定マスク６１の温度を取得又は推定することで、チャンバ温度を取得し、このチャンバ温度と目標温度を比較し、この比較結果に応じて恒温水の設定温度を変化させる。制御器７４は、このようなループ処理を、チャンバ温度が目標温度に一致するまで（より正確には、チャンバ温度と目標温度との差分が許容誤差範囲内になるまで）繰り返す。

このように、制御器７４は、温度データ信号Ｓ₁の内容を恒温水の設定温度にフィードバックすることで、チャンバ７１内の温度を目標温度に調整することができる。

なお、チラーユニット７５では、恒温水以外の恒温流体を使用しても構わない。このような恒温流体の例としては、フロリナートやＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）等のフッ素系液体が挙げられる。

また、チラーユニット７５は、恒温流体を使用せずにチャンバ７１の温度調整を行う温度調整装置に置き換えても構わない。このような温度調整装置の例としては、ペルチェ素子等が挙げられる。

また、赤外線送信部６３と赤外線受信ユニット７３との間の温度データ信号Ｓ₁の授受は、赤外線以外の電磁波で行ってもよい。このような電磁波の例としては、電波や可視光線が挙げられる。また、これらの間での温度データ信号Ｓ₁の授受は、チャンバ７１に設けられたデータ通信用の端子を用いて、有線通信で行ってもよい。このような端子も、本発明の信号取り出し部の例である。

次に、第１実施形態のチャンバ温度調整方法の利点について説明する。

従来のチャンバ温度調整方法では、温度測定マスクの温度データを回収するのに、温度測定マスクを電子ビーム描画装置から取り出す必要があった。また、１）温度測定マスクの搬入、２）温度測定マスクの搬出、３）温度データの回収、４）回収した温度データの解析、５）恒温水の温度調整、という工程を繰り返し行う関係上、これらの工程を作業者の手で行う必要があった。

一方、本実施形態では、温度測定マスク６１を電子ビーム描画装置１０１から取り出さずに、温度データをリアルタイムで回収することができるため、上記の１）〜３）の工程を手動で繰り返し行う必要はない。また、温度データの解析や恒温水の温度調整は、制御器７４が自動的に行うため、上記の４）〜５）の工程を手動で繰り返し行う必要もない。

よって、本実施形態のチャンバ温度調整方法では、作業者は、温度測定マスク６１を電子ビーム描画装置１０１にセットした後は、チャンバ７１内の温度が目標温度になるまで待つだけでよい。即ち、本実施形態には、上記１）〜５）の工程を自動化できるという利点がある。

本実施形態によれば、例えば、温度測定マスク６１を作業者の帰宅前や休暇前にセットすることで、チャンバ温度調整を夜間や休暇内に自動的に完了させることができ、作業者の作業効率を向上させることができる。

なお、本実施形態では、チャンバ２２〜２４だけでなく、真空化チャンバ２１もビューポート７２を有しているため、温度データのリアルタイム測定は、温度測定マスク６１がチャンバ２２〜２４内に設置されている際だけでなく、真空化チャンバ２１内に設置されている際にも実施可能である。真空化チャンバ２１からの温度データは、例えば、チャンバ２２〜２４内の温度の目標温度を決定するために利用される。

（２）各チャンバごとのチャンバ温度調整の詳細
次に、図５を参照して、各チャンバ２２〜２４ごとのチャンバ温度調整の詳細について説明する。

図５は、マスク基板１１の温度変化の一例を示したグラフである。図５の横軸は、時間を表し、図５の縦軸は、マスク基板１１の温度を表す。また、Ｃ₁〜Ｃ₄はそれぞれ、マスク基板１１がＩ／Ｏチャンバ２１、Ａチャンバ２２、Ｈチャンバ２３、描画チャンバ２４内に設置されている際のマスク基板温度を表す。

Ｉ／Ｏチャンバ２１内では、Ｃ₁で示すように、マスク基板温度が時間と共に低下している。これは、Ｉ／Ｏチャンバ２１内を真空引きしたことに起因するものである。

また、マスク基板１１が、Ｉ／Ｏチャンバ２１からＡチャンバ２２に搬送される際、Ａチャンバ２２からＨチャンバ２３に搬送される際、Ｈチャンバ２３から描画チャンバ２４に搬送される際には、マスク基板温度が上昇している。これは、マスク基板１１が、高温の搬送ロボット３５に触れることで加熱されたことに起因するものである。

このように、マスク基板温度は、マスク基板１１がチャンバ２１〜２４間を移動するたびに上昇する。一方、描画精度の向上の観点からは、マスク基板温度とチャンバ温度は、同じであることが望ましい。理由は、これらの温度が異なると、描画中におけるマスク基板温度の変化により、描画精度が悪化してしまうからである。

そこで、本実施形態では、図５に示すマスク基板温度の変化に合うように、チャンバ２２〜２４のチャンバ温度を調整する。具体的には、Ａチャンバ２２、Ｈチャンバ２３、描画チャンバ２４のチャンバ温度をそれぞれ、図５に示す温度Ｔ₂、Ｔ₃、Ｔ₄に調整する。これにより、チャンバ２２〜２４のチャンバ温度は、搬送されてくるマスク基板１１のマスク基板温度と同じ温度に調整される。

そして、本実施形態では、このようなチャンバ温度調整を、マスク基板１１への実際の描画を開始する前に、温度測定マスク６１を使用して実施する。本実施形態によれば、上述のように、温度測定マスク６１を電子ビーム描画装置１０１内に入れたままで、このようなチャンバ温度調整を行うことができる。

（３）チャンバ温度調整の手順
次に、図６を参照して、第１実施形態におけるチャンバ温度調整の手順について、詳細に説明する。図６は、第１実施形態のチャンバ温度調整方法の手順を示すフローチャートである。

まず、温度測定マスク６１を、インターフェース１３にセットする（ステップＳ１）。そして、ゲートバルブ３１を開き、温度測定マスク６１の搬送を開始する（ステップＳ２）。

次に、大気用の搬送ロボット３４により、温度測定マスク６１をＩ／Ｏチャンバ２１内に搬入し（ステップＳ３）、その後、ゲートバルブ３１を閉じる。次に、真空化チャンバ２１内の真空引きを行う（ステップＳ４）。

次に、ゲートバルブ３２を開き、真空用の搬送ロボット３５により、温度測定マスク６１をＡチャンバ２２内に搬入し（ステップＳ５）、その後、ゲートバルブ３２を閉じる。次に、温度測定マスク６１がＡチャンバ２２内に設置された状態で、制御器７４により、Ａチャンバ２２の温度調整を行う（ステップＳ６）。

次に、真空用の搬送ロボット３５により、温度測定マスク６１をＨチャンバ２３内に搬入する（ステップＳ７）。次に、温度測定マスク６１がＨチャンバ２３内に設置された状態で、制御器７４により、Ｈチャンバ２３の温度調整を行う（ステップＳ８）。

次に、真空用の搬送ロボット３５により、温度測定マスク６１を描画チャンバ２４内に搬入し（ステップＳ９）、その後、ゲートバルブ３３を閉じる。次に、温度測定マスク６１が描画チャンバ２４内に設置された状態で、制御器７４により、描画チャンバ２３の温度調整を行う（ステップＳ１０）。

次に、ゲートバルブ３３、３２を開き、真空用の搬送ロボット３５により、温度測定マスク６１をＩ／Ｏチャンバ２１内に搬入する（ステップＳ１１）。その後、ゲートバルブ３２を閉じ、真空化チャンバ２１内の大気化を行う。

次に、ゲートバルブ３１を開き、大気用の搬送ロボット３４により、温度測定マスク６１をインターフェース１３へと搬送する（ステップＳ１２）。その後、ゲートバルブ３１を閉じる。

このようにして、本実施形態では、Ａチャンバ２２、Ｈチャンバ２３、描画チャンバ２４の温度調整が順々に行われる（ステップＳ６、Ｓ８、Ｓ１０）。これらのチャンバ２２〜２４の温度調整は、図３を参照して説明したように、温度データ信号Ｓ₁をビューポート７２を通じて取得し、温度データ信号Ｓ₁に基づいて、恒温水の温度を制御することで行われる。

なお、Ａチャンバ２２とＨチャンバ２３が共通のチラーユニット７５に接続されている場合には、ステップＳ６とステップＳ８の温度制御のいずれかは不要である。加えて、温度制御を行わない方のチャンバのビューポート７２も不要である。

（４）温度調整の際のフィードバック周期、温度調整の実施時間、温度調整後の処理、室温センサ
次に、以上の説明を踏まえて、温度調整の際のフィードバック周期、温度調整の実施時間、温度調整後の処理、室温センサ等について説明する。

まず、チャンバ２２〜２４の温度調整の際のフィードバック周期について説明する。

本実施形態の温度調整は、熱容量が大きいチャンバよりも、熱容量が小さいチャンバに有効であると考えられる。理由は、チャンバの熱容量が小さいほど、恒温水の温度変化が温度測定マスク６１の温度変化にすぐに現れるため、恒温水温度のフィードバック制御の周期を短くすることができるためである。これは、チャンバの熱容量が小さいほど、短時間で正確な温度調整ができることを意味する。

そこで、本実施形態の制御器７４は、恒温水温度のフィードバック制御の周期を、各チャンバの熱容量に応じて設定する。具体的には、チャンバの熱容量が小さいほど、フィードバック制御の周期を短くする。これにより、本実施形態では、これらのチャンバ２２〜２４の温度調整を、限られた時間の中で効率的に行うことが可能となる。

一般に、Ａチャンバ２２とＨチャンバ２３は、熱容量が小さく、描画チャンバ２４は、熱容量が大きい。そこで、本実施形態では、Ａチャンバ２２用の恒温水の温度や、Ｈチャンバ２３用の恒温水の温度に関するフィードバック制御の周期を、描画チャンバ２４用の恒温水の温度に関するフィードバック制御の周期よりも短く設定する。

次に、温度調整の実施時間について説明する。

各チャンバ２２〜２４の温度調整に要する時間は、概ね、上述したループ処理を１回行うのに要する時間に、ループ回数をかけた値となる。また、ループ処理を１回行うのに要する時間は、概ね、恒温水温度の変更後に、チャンバ２２〜２４の温度が安定し、かつ、温度測定マスク６１とチャンバ２２〜２４が熱平衡に達するまでの待ち時間に相当する。

ここで、ループ処理を１回行うのに要する時間は、一般に、チャンバの熱容量が小さいほど短くなり、チャンバの熱容量が大きいほど長くなる。一方、ループ回数は、チャンバ間の差異が小さいと予想される。よって、通常であれば、描画チャンバ２４の温度調整の実施時間は、Ａチャンバ２２やＨチャンバ２３の温度調整の実施時間よりも長くなる。

しかしながら、本実施形態では、描画チャンバ２４の温度調整の際、温度測定マスク６１と描画チャンバ２４が熱平衡に達するまで待たず、熱平衡前の温度データ信号Ｓ₁の傾向から、熱平衡後の温度測定マスク６１の温度を推定する。これにより、本実施形態では、描画チャンバ２４の温度調整の実施時間を短縮することができる。

次に、チャンバ２２〜２４の温度調整後の処理について説明する。

本実施形態では、ステップＳ６の処理が終了し、Ａチャンバ２２から温度測定マスク６１を取り出すときには、温度調整のフィードバックを終了し、その段階で設定されていた恒温水の温度をキープする。これにより、Ａチャンバ２２内の温度が目標温度にキープされる。これは、ステップＳ８の終了後のＨチャンバ２３、ステップＳ１０の終了後の描画チャンバ２４についても同様である。

なお、各チャンバの温度調整のフィードバックは、該チャンバが温度平衡に達したことを確認してから終了することが望ましい。

また、各チャンバの温度調整は、電子ビーム描画装置１０１内に設定された装置内温度センサと関連付けて行っても構わない。例えば、温度測定マスク６１が各チャンバ内で温度測定を行う際に、装置内温度センサを温度測定マスク６１の測定値で校正しておき、温度測定マスク６１をチャンバから取り出した後は、装置内温度センサの測定値で該チャンバの恒温水のフィードバック制御を行うようにしてもよい。

次に、図１に示した室温センサ１５について説明する。室温センサ１５は、電子ビーム描画装置１０１が置かれた部屋の温度を検出する温度センサである。

電子ビーム描画装置１０１には、置かれた部屋の温度が変動すると、チャンバ２２〜２４内の温度も変動するという問題がある。これにより、描画精度が悪化したり、チャンバ２２〜２４の温度制御に不具合が生じる可能性がある。

そこで、本実施形態では、各チャンバ２２〜２４の温度調整を行う際に、室温センサ１５を使用して、電子ビーム描画装置１０１が置かれた部屋の温度データも同時に収集するようにする。

この温度データは例えば、温度調整がうまく行かなかった場合に、その原因を突き止めるために利用することができる。例えば、ある時間帯に行った温度調整に不具合があった場合には、その時間帯の温度データを調査することで、室温変動が起こった時間や、その際の室温を知ることができる。そして、その結果を元に、室温を安定させるための何らかの措置をとるなどの対策を行うことが可能となる。

また、電子ビーム描画装置１０１は、室温センサ１５の測定温度が安定していないと判断された場合に、作業者に対し警告を発するようにしてもよい。これにより、作業者は、装置を停止したり、室温を安定化する措置をとるなどの対策を行うことが可能となる。

なお、電子ビーム描画装置１０１は、室温センサ１５の温度データと共に、装置内温度センサの温度データも同時に回収するようにしてもよい。これにより、装置内の温度の変動を調査することが可能となる。

（５）第１実施形態の効果
最後に、第１実施形態の効果について説明する。

以上のように、本実施形態の電子ビーム描画装置１０１は、温度測定マスク６１がチャンバ２２〜２４内に設置されている際に、温度測定マスク６１からの温度データ信号Ｓ₁を、ビューポート７２を通じて取得する制御器７４を備える。これにより、本実施形態では、温度測定マスク６１を電子ビーム描画装置１０１から取り出さずに、温度データを自動的にリアルタイムで回収することが可能となる。

また、本実施形態の制御器７４は、温度データ信号Ｓ₁に基づいて、各チャンバ２２〜２４用の恒温水の温度を制御する。これにより、本実施形態では、恒温水の温度調整も自動的に行うことが可能となり、作業者の作業効率を向上させることが可能となる。

また、本実施形態では、チャンバ２２〜２４はいずれもビューポート７２を有し、制御器７４は、Ａチャンバ２２、Ｈチャンバ２３、描画チャンバ２４の温度調整を行う。これにより、本実施形態では、図５に示すマスク基板温度の変化に合うように、各チャンバ２２〜２４の温度を調整することが可能となる。

以下、第１実施形態の変形例である第２及び第３実施形態について説明する。第２及び第３実施形態については、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態の電子ビーム描画装置１０２の構成を示す上面図である。

図７の電子ビーム描画装置１０２は、チャンバ２１〜２４に加えて、マスク基板１１のアライメントとマスクカバー１２の装着が行われたマスク基板１１の温度調整を行うソーキングチャンバ２５を備えている。ソーキングチャンバ２５は、本発明の温度調整チャンバの例である。

ソーキングチャンバ２５には、Ａチャンバ２２とＨチャンバ２３を経由したマスク基板１１が搬入される。このようなマスク基板１１は、Ａチャンバ２２内とＨチャンバ２３内ですでに温度調整が行われているものの、マスク基板１１内に非一様な温度分布が生じている場合がある。そこで、本実施形態では、温度調整専用のソーキングチャンバ２５を用意し、このような非一様な温度分布を解消するための温度調整を行う。これにより、描画精度のさらなる向上が可能となる。

そして、ソーキングチャンバ２５は、チャンバ２２〜２４と同様に、ビューポート７２を有すると共に、ソーキングチャンバ２５用のチラーユニット７５に接続されている。これにより、本実施形態では、ソーキングチャンバ２５についても、温度測定マスク６１を用いたチャンバ温度調整を行うことができる。

本実施形態の電子ビーム描画装置１０２は、第１実施形態と同様、温度測定マスク６１がチャンバ２２〜２５内に設置されている際に、温度測定マスク６１からの温度データ信号Ｓ₁を、ビューポート７２を通じて取得する制御器７４を備える。これにより、本実施形態では、第１実施形態と同様に、温度測定マスク６１を電子ビーム描画装置１０２から取り出さずに、温度データを自動的にリアルタイムで回収することが可能となる。

（第３実施形態）
図８は、第３実施形態の電子ビーム描画装置１０３の構成を示す上面図である。

図８の電子ビーム描画装置１０３では、図７のＡチャンバ２２及びＨチャンバ２３が、Ａ／Ｈチャンバ２６に置き換えられている。Ａ／Ｈチャンバ２６は、マスク基板１１のアライメントを行い、かつ、マスク基板１１に対しマスクカバー１２の着脱を行うチャンバである。Ａ／Ｈチャンバ２６は、本発明のアライメント・着脱チャンバの例である。

Ａ／Ｈチャンバ２６には、Ｉ／Ｏチャンバ２１からマスク基板１１が搬入される。Ａ／Ｈチャンバ２６にてマスク基板１１のアライメントとマスクカバー１２の装着が行われたマスク基板１１は、ソーキングチャンバ２５へと搬出される。

そして、Ａ／Ｈチャンバ２６は、チャンバ２４、２５と同様に、ビューポート７２を有すると共に、Ａ／Ｈチャンバ２６用のチラーユニット７５に接続されている。これにより、本実施形態では、Ａ／Ｈチャンバ２６についても、温度測定マスク６１を用いたチャンバ温度調整が行うことができる。

本実施形態の電子ビーム描画装置１０３は、第１、第２実施形態と同様、温度測定マスク６１がチャンバ２４〜２６内に設置されている際に、温度測定マスク６１からの温度データ信号Ｓ₁を、ビューポート７２を通じて取得する制御器７４を備える。これにより、本実施形態では、第１、第２実施形態と同様に、温度測定マスク６１を電子ビーム描画装置１０３から取り出さずに、温度データを自動的にリアルタイムで回収することが可能となる。

なお、Ａ／Ｈチャンバ２６の熱容量は、一般に、Ａチャンバ２２とＨチャンバ２３と同程度である。そこで、本実施形態では、Ａ／Ｈチャンバ２６用の恒温水の温度に関するフィードバック制御の周期を、描画チャンバ２４用の恒温水の温度に関するフィードバック制御の周期よりも短く設定することが望ましい。

以上、本発明の具体的な態様の例を、第１から第３実施形態により説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。

１１：マスク基板、１２：マスクカバー、１３：インターフェース、
１４：真空ユニット、１５：室温センサ、
２１：Ｉ／Ｏチャンバ、２２：Ａチャンバ、２３：Ｈチャンバ、
２４：描画チャンバ、２５：ソーキングチャンバ、２６：Ａ／Ｈチャンバ、
３１、３２、３３：ゲートバルブ、
３４：大気用の搬送ロボット、３５：真空用の搬送ロボット、３６：鏡塔、
４１、５１：ロボット本体、４２、５２：昇降ロッド、
４３、５３：ロボットアーム、４４、５４：エンドエフェクタ、
６１：温度測定マスク、６２：温度センサ、６３：赤外線送信部、
６４：バッテリケース、７１：チャンバ、７２：ビューポート、
７３：赤外線受信ユニット、７４：制御器、７５：チラーユニット、
１０１、１０２、１０３：電子ビーム描画装置

Claims (7)

1. マスク基板を搬送する搬送ロボットを有する真空ユニットと、
   前記マスク基板を前記真空ユニット内に搬入する経路上に位置し、前記真空ユニット内を真空化及び大気化する機能を有する真空化チャンバと、
   前記搬送ロボットにより前記真空ユニットから前記マスク基板が搬入され、前記マスク基板上に荷電粒子ビームによる描画を行う描画チャンバと、
   を備える荷電粒子ビーム描画装置であって、
   前記真空化チャンバ及び前記描画チャンバの各々は、前記マスク基板が、温度センサを有する温度測定マスクである場合に、前記温度測定マスクから送信された温度データ信号をチャンバ外部に取り出すための信号取り出し部を備え、
   前記荷電粒子ビーム描画装置はさらに、
   前記温度測定マスクが前記描画チャンバ内に設置されている際に、前記温度データ信号を前記信号取り出し部を通じて取得し、前記温度データ信号に基づいて、前記描画チャンバ用の温度調整装置の動作を制御する制御器を備える荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記マスク基板のアライメントを行うアライメントチャンバと、
   前記マスク基板に対しマスクカバーの着脱を行う着脱チャンバとをさらに備え、
   前記アライメントチャンバ及び前記着脱チャンバの各々又はいずれか一方は、前記信号取り出し部を備え、
   前記制御器はさらに、前記温度測定マスクが前記アライメントチャンバ内に設置されている際、及び／又は、前記着脱チャンバ内に設置されている際に、前記温度データ信号を前記信号取り出し部を通じて取得し、前記温度データ信号に基づいて、前記アライメントチャンバ用、前記着脱チャンバ用、又は前記アライメントチャンバと前記着脱チャンバに共通の温度調整装置の動作を制御する、請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
3. 前記マスク基板のアライメントと前記マスクカバーの装着が行われた前記マスク基板の温度を調整する温度調整チャンバをさらに備え、
   前記温度調整チャンバは、前記信号取り出し部を備え、
   前記制御器はさらに、前記温度測定マスクが前記温度調整チャンバ内に設置されている際に、前記温度データ信号を前記信号取り出し部を通じて取得し、前記温度データ信号に基づいて、前記温度調整チャンバ用の温度調整装置の動作を制御する、請求項２に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
4. 前記マスク基板のアライメントを行い、かつ、前記マスク基板に対しマスクカバーの着脱を行うアライメント・着脱チャンバと、
   前記マスク基板のアライメントと前記マスクカバーの装着が行われた前記マスク基板の温度を調整する温度調整チャンバとをさらに備え、
   前記アライメント・着脱チャンバ及び前記温度調整チャンバの各々は、前記信号取り出し部を備え、
   前記制御器はさらに、前記温度測定マスクが前記アライメント・着脱チャンバ内に設置されている際と、前記温度調整チャンバ内に設置されている際に、前記温度データ信号を前記信号取り出し部を通じて取得し、前記温度データ信号に基づいて、前記アライメント・着脱チャンバ用又は前記温度調整チャンバ用の温度調整装置の動作を制御する、請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
5. 前記制御器は、前記アライメントチャンバ用の温度調整装置の動作に関するフィードバック制御の周期を、前記描画チャンバ用の温度調整装置の動作に関するフィードバック制御の周期よりも短く設定する、請求項２又は３に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
6. 前記制御器は、前記着脱チャンバ用の温度調整装置の動作に関するフィードバック制御の周期を、前記描画チャンバ用の温度調整装置の動作に関するフィードバック制御の周期よりも短く設定する、請求項２又は３に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
7. 温度センサを有する温度測定マスクを真空化チャンバ内に搬入し、
   前記温度測定マスクが前記真空化チャンバ内に設置されている際に、前記温度測定マスクから送信された温度データ信号を、前記真空化チャンバに設けられた信号取り出し部を通じて取得し、
   前記温度測定マスクを、前記真空化チャンバから真空ユニットを経由して描画チャンバ内に搬入し、
   前記温度測定マスクが前記描画チャンバ内に設置されている際に、前記温度データ信号を、前記描画チャンバに設けられた信号取り出し部を通じて取得し、
   前記温度データ信号に基づいて、前記描画チャンバ用の温度調整装置の動作を制御する荷電粒子ビーム描画方法。

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