JP2013162008A - Temperature adjustment system and charged particle beam drawing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、温度調節システムおよび荷電粒子ビーム描画装置に関する。 The present invention relates to a temperature control system and a charged particle beam drawing apparatus.
半導体デバイスに所望の回路パターンを形成するために、リソグラフィー技術が用いられる。リソグラフィー技術では、マスク(レチクル)と称される原画パターンを使ったパターンの転写が行われる。そして、高精度なレチクルを製造するために、優れた解像度を有する電子ビーム描画装置が用いられる。 Lithography technology is used to form a desired circuit pattern on a semiconductor device. In lithography technology, a pattern is transferred using an original pattern called a mask (reticle). In order to manufacture a highly accurate reticle, an electron beam drawing apparatus having an excellent resolution is used.
電子ビーム描画装置では、試料への描画精度を確保するために、試料およびその周辺部分、具体的には、試料がステージに載置されて収納される描画室や、電子ビームを試料に照射するための電子鏡筒等に対し、高精度の温度制御が求められる。 In the electron beam drawing apparatus, in order to ensure the drawing accuracy on the sample, the sample and its peripheral portion, specifically, the drawing chamber in which the sample is placed on the stage and stored, and the sample is irradiated with the electron beam. Therefore, high-precision temperature control is required for an electronic lens barrel and the like.
特許文献1には、2つの温度調節手段を備え小型化が可能な温度調節システムおよび荷電粒子ビーム描画装置が開示されている。
もっとも、荷電粒子ビーム描画装置の冷却のための熱負荷が大きくなると、その熱負荷に応じた冷却能力を備える冷凍回路が必要となり、装置の消費電力が大きくなるという問題が生じる。 However, when the thermal load for cooling the charged particle beam drawing apparatus increases, a refrigeration circuit having a cooling capacity corresponding to the thermal load is required, resulting in a problem that the power consumption of the apparatus increases.
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、消費電力を低減することが可能な温度調節システムおよび荷電粒子ビーム描画装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a temperature control system and a charged particle beam drawing apparatus capable of reducing power consumption.
本発明の一態様の温度調節システムは、第1の被冷却部に接続され、第1の液体冷媒が循環する第1の循環路と、前記第1の循環路に接続され、コンプレッサ、凝縮器、蒸発器を備える第1の冷却ユニットと、前記第1の冷却ユニットの上流側であって前記第1の被冷却部と前記第1の冷却ユニットとの間の前記第1の循環路に接続され、液体と液体間で熱を交換する熱交換器を備える第2の冷却ユニットと、を有することを特徴とする。 A temperature control system according to an aspect of the present invention is connected to a first cooled part, and is connected to a first circulation path through which a first liquid refrigerant circulates, and to the first circulation path. A first cooling unit including an evaporator and connected to the first circulation path upstream of the first cooling unit and between the first cooled portion and the first cooling unit. And a second cooling unit including a heat exchanger for exchanging heat between the liquid and the liquid.
上記態様の温度調節システムにおいて、前記第2の冷却ユニットの下流側であって前記第2の冷却ユニットと前記第1の冷却ユニットとの間の前記第1の循環路に設けられ、前記第1の液体冷媒の温度を計測する温度計と、前記温度計の計測結果に基づき、前記第1の液体冷媒を冷却するために前記第2の冷却ユニットに流入する冷却液の流量を制御するマスフローコントローラと、をさらに有することが望ましい。 In the temperature control system of the above aspect, the first cooling path is provided downstream of the second cooling unit and between the second cooling unit and the first cooling unit. A thermometer for measuring the temperature of the liquid refrigerant, and a mass flow controller for controlling the flow rate of the coolant flowing into the second cooling unit to cool the first liquid refrigerant based on the measurement result of the thermometer It is desirable to further include
上記態様の温度調節システムにおいて、第2の被冷却部に接続され、第2の液体冷媒が循環する第2の循環路と、前記第2の循環路に接続され、熱電変換素子を備える第3の冷却ユニットと、前記第1の冷却ユニットの下流側であって前記第1の冷却ユニットと前記第1の被冷却部との間の前記第1の循環路から分岐し、前記第3の冷却ユニットを経由して、前記第2の冷却ユニットの上流側であって前記第2の冷却ユニットと前記第1の被冷却部との間の前記第1の循環路に合流する分岐路と、をさらに有することが望ましい。 In the temperature control system according to the above aspect, the second circulation path connected to the second cooled part and through which the second liquid refrigerant circulates, and the third circulation path connected to the second circulation path and provided with a thermoelectric conversion element. And the third cooling unit that branches from the first circulation path downstream of the first cooling unit and between the first cooling unit and the first cooled portion. A branch path that is upstream of the second cooling unit and that joins the first circulation path between the second cooling unit and the first cooled portion via the unit; It is desirable to have more.
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、第1の被冷却部と、前記第1の被冷却部に接続され、第1の液体冷媒が循環する第1の循環路と、前記第1の循環路に接続され、コンプレッサ、凝縮器、蒸発器を備える第1の冷却ユニットと、前記第1の冷却ユニットの上流側であって前記第1の被冷却部と前記第1の冷却ユニットとの間の前記第1の循環路に接続され、液体と液体間で熱を交換する熱交換器を備える第2の冷却ユニットと、を有する温度調節システムと、を有することを特徴とする。 The charged particle beam drawing apparatus of one embodiment of the present invention includes a first cooled portion, a first circulation path that is connected to the first cooled portion and in which a first liquid refrigerant circulates, and the first A first cooling unit including a compressor, a condenser, and an evaporator, upstream of the first cooling unit, the first cooled portion, and the first cooling unit. And a second cooling unit provided with a heat exchanger for exchanging heat between the liquids and connected to the first circulation path between the liquid and the temperature control system.
上記態様の荷電粒子ビーム描画装置において、荷電粒子ビームを試料に照射する鏡筒と、試料が収容される描画室と、第2の被冷却部と、前記第2の被冷却部に接続され、第2の液体冷媒が循環する第2の循環路と、前記第2の循環路に接続され、熱電変換素子を備える第2の冷却ユニットと、前記第1の冷却ユニットの下流側であって前記第1の冷却ユニットと前記第1の被冷却部との間の前記第1の循環路から分岐し、前記第2の冷却ユニットを経由して、前記第2の冷却ユニットの上流側であって前記第2の冷却ユニットと前記第1の被冷却部との間の前記第1の循環路に合流する分岐路と、を有する前記温度調節システムと、をさらに有し、前記第1の被冷却部が前記鏡筒または前記鏡筒に設けられる機器であり、前記第2の被冷却部が前記描画室または前記描画室に設けられる機器であることが望ましい。 In the charged particle beam drawing apparatus of the above aspect, connected to the lens barrel that irradiates the sample with the charged particle beam, the drawing chamber in which the sample is accommodated, the second cooled portion, and the second cooled portion, A second circulation path through which the second liquid refrigerant circulates, a second cooling unit connected to the second circulation path and provided with a thermoelectric conversion element, and downstream of the first cooling unit, and Branching from the first circulation path between the first cooling unit and the first cooled part, via the second cooling unit, upstream of the second cooling unit, The temperature control system further comprising: a branch path that joins the first circulation path between the second cooling unit and the first cooled part, and the first cooled target Is a device provided in the lens barrel or the lens barrel, and the second object to be cooled It is desirable but is a device provided in the drawing chamber or the drawing chamber.
本発明によれば、消費電力の低減を図ることができる温度調節システムおよび荷電粒子ビーム描画装置を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the temperature control system and charged particle beam drawing apparatus which can aim at reduction of power consumption.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。以下、実施の形態では、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。ただし、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かまわない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Hereinafter, in the embodiment, a configuration using an electron beam will be described as an example of a charged particle beam. However, the charged particle beam is not limited to the electron beam, and may be a beam using charged particles such as an ion beam.
また、実施の形態においては、描画パターンが描画される「試料」の一例として半導体等の製造に用いられるマスク基板(またはマスク)を例に説明する。 In the embodiment, a mask substrate (or mask) used for manufacturing a semiconductor or the like will be described as an example of a “sample” on which a drawing pattern is drawn.
本明細書中、「描画データ」とは、試料に描画するパターンの基データである。描画データはCAD等で設計者により生成された設計データを、描画装置内での演算処理が可能となるようフォーマットを変換したデータである。図形等の描画パターンが、例えば、図形の頂点等の座標で定義されている。 In this specification, “drawing data” is basic data of a pattern to be drawn on a sample. The drawing data is data obtained by converting the format of design data generated by a designer using CAD or the like so that arithmetic processing can be performed in the drawing apparatus. A drawing pattern such as a figure is defined by coordinates such as a vertex of the figure, for example.
また、本明細書中、冷却ユニットや被冷却部などに液体が流入する側を「上流側」、液体が流出する側を「下流側」と称するものとする。 Further, in this specification, the side on which the liquid flows into the cooling unit, the portion to be cooled, etc. is referred to as “upstream side”, and the side on which the liquid flows out is referred to as “downstream side”.
また、本明細書中、「液体と液体間で熱を交換する熱交換器」とは、例えば、高温の液体を通す配管と、低温の液体を通す配管が直接接して熱交換を行う熱交換器のように、電気等の動力を用いずに単純な熱伝導のみで液体と液体間で熱を交換する方式の熱交換器を意味するものとする。 In addition, in this specification, “a heat exchanger that exchanges heat between liquids” means, for example, heat exchange in which heat exchange is performed by directly connecting a pipe that passes a high-temperature liquid and a pipe that passes a low-temperature liquid. It means a heat exchanger of a type that exchanges heat between liquids only by simple heat conduction without using power such as electricity.
(第1の実施の形態) (First embodiment)
図1は、本実施の形態の電子ビーム描画装置の構成を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an electron beam drawing apparatus according to the present embodiment.
図1において、電子ビーム描画装置100は、描画部150、制御部160と温度調節システム170を備えている。電子ビーム描画装置100は、荷電粒子ビーム描画装置の一例となる。そして、電子ビーム描画装置100は、試料101に所望するパターンを描画する。
In FIG. 1, the electron
描画部150は、鏡筒の一例となる電子鏡筒102、描画室103を有している。電子鏡筒102内には、電子銃201、照明レンズ202、ブランキング(BLK)偏向器212、ブランキング(BLK)アパーチャ214、第1のアパーチャ203、投影レンズ204、偏向器205、第2のアパーチャ206、対物レンズ207、及び偏向器208が配置されている。
The
また、描画室103内には、移動可能に配置されたXYステージ105が配置されている。また、XYステージ105上には、試料101が載置されている。試料101として、例えば、ウェハにパターンを転写する露光用のマスク基板が含まれる。マスク基板としては、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。
In the
制御部160は、入力部111、メモリ109、デジタルアナログ変換機(DAC:図示せず)、制御計算機120、及びメモリ121を有している。
The
制御計算機120には、メモリ109に記憶された描画データが入力される。制御計算機120に入力される情報或いは演算処理中及び処理後の各情報はその都度メモリ121に記憶される。制御計算機120には、メモリ121、メモリ109等がバスを介して接続されている。
Drawing data stored in the
照射部の一例となる電子銃201から電子ビーム200が照射される。電子銃201から出た電子ビーム200は、照明レンズ202により矩形の穴を持つ第1のアパーチャ203全体を照明する。
An
ここで、電子ビーム200をまず矩形に成形する。そして、第1のアパーチャ203を通過した第1のアパーチャ像の電子ビーム200は、投影レンズ204により第2のアパーチャ206上に投影される。かかる第2のアパーチャ206上での第1のアパーチャ像の位置は、偏向器205によって偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。その結果、電子ビーム200は成形される。
Here, the
そして、第2のアパーチャ206を通過した第2のアパーチャ像の電子ビーム200は、対物レンズ207により焦点を合わせ、偏向器208により偏向される。その結果、連続移動するXYステージ105上の試料101の所望する位置に照射される。
Then, the
ここで、試料101上の電子ビーム200が、所望する照射量を試料101に入射させる照射時間tに達した場合、以下のようにブランキングする。すなわち、試料101上に必要以上に電子ビーム200が照射されないようにするため、例えば静電型のBLK偏向器212で電子ビーム200を偏向すると共にBLKアパーチャ214で電子ビーム200をカットする。これにより、電子ビーム200が試料101面上に到達しないようにする。
Here, when the
ビームON(ブランキングOFF)の場合、電子銃201から出た電子ビーム200は、図1における実線で示す軌道を進むことになる。一方、ビームOFF(ブランキングON)の場合、電子銃201から出た電子ビーム200は、図1における点線で示す軌道を進むことになる。また、電子鏡筒102内および描画室103内は、図示していない真空ポンプにより真空引きされ、大気圧よりも低い圧力となる真空雰囲気となっている。
When the beam is ON (blanking OFF), the
温度調節システム170は、描画部150や制御部160の機器、描画室150に試料を搬送する搬送室(図示せず)や、試料のアライメントを行うアライメント室(図示せず)を冷却することで所定の温度に制御し、試料への描画精度を確保する。
The
上記構成の描画装置100を用いて、マスク基板101上への描画パターンの描画が行われる。
Using the
図1では、本実施の形態を説明する上で必要な構成部分について記載している。電子ビーム描画装置100にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。
In FIG. 1, components necessary for explaining the present embodiment are shown. Needless to say, the electron
また、図1では、コンピュータの一例となる制御計算機120で、描画の制御に関する処理を実行するように記載しているがこれに限るものではない。例えば、電気的な回路によるハードウェアにより実施させても構わない。或いは、電気的な回路によるハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。あるいは、かかるハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。
In FIG. 1, the
図2は、本実施の形態の温度調節システムの構成を示す概略図である。図中の矢印は、液体冷媒や冷却液の流れる方向を示している。 FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the temperature control system of the present embodiment. The arrows in the figure indicate the direction in which the liquid refrigerant or the coolant flows.
本実施の形態の温度調節システム170は、第1の被冷却部10に接続され、第1の液体冷媒が循環する第1の循環路12と、第1の循環路12に接続される第1の冷却ユニット14を備えている。そして、第1の冷却ユニット14の上流側であって第1の被冷却部10と第1の冷却ユニット14との間の第1の循環路12に接続される第2の冷却ユニット16と、を備えている。
The
第1の被冷却部10は、図1に示す電子ビーム描画装置100の描画部150や制御部160に設けられる機器である。第1の液体冷媒は、例えば、水である。
The first cooled
さらに、温度調節システム170は、第1の液体冷媒を貯留するタンク18を備える。また、第1の液体冷媒を第1の循環路12内で循環させるためのポンプ20を備えている。
Furthermore, the
そして、第1の冷却ユニット14には、冷却液を供給する流路24が接続される。また、第2の冷却ユニット16には、冷却液を供給する流路26が接続される。冷却液は、例えば、市水や、工場内を循環する冷却水である。流路26は、流路24から分岐される流路であってもかまわない。
The
第1の被冷却部10と熱を交換し高温(温度T1)になった第1の液体冷媒は、第1の循環路12を矢印の方向に流れる。そして、第2の冷却ユニット16で除熱され、温度T1より低温(温度T2)となる。さらに、第1の冷却ユニット14で冷却され、目標温度T0になるよう温度調節される。
The first liquid refrigerant that has exchanged heat with the first cooled
温度調節された第1の液体冷媒は、いったん、タンク18に貯留された後、ポンプ20によって、第1の循環路12に流される。そして、第1の被冷却部10に向かい、第1の被冷却部10と熱交換することで、第1の被冷却部10を所望の温度に保持する。
The temperature-adjusted first liquid refrigerant is once stored in the
図3は、本実施の形態の第1の冷却ユニットの構成を示す概略図である。図3に示すように第1の冷却ユニット14は、例えば、フロン等の冷媒が流れる流路14a、流路14aに接続されるコンプレッサ14b、凝縮器14c、蒸発器14d、膨張弁14eを備える。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the first cooling unit of the present embodiment. As shown in FIG. 3, the
そして、凝縮器14cには冷却液を供給する流路24が接続され、蒸発器14dには第1の液体冷媒が流れる第1の循環路12が接続される。
And the
第1の循環路12から第1の冷却ユニット14に流入する温度T1の第1の液体冷媒は、蒸発器14dにおいて気化するフロン等の冷媒と熱交換して冷却され温度T0となる。気化した冷媒はコンプレッサ14bにて液化され、凝縮器14cで流路24を流れる冷却水によってさらに液化が進む。その後、液化した冷媒は、膨張弁14eで蒸発器14dに噴射され気化する。そして、上述のように、第1の液体冷媒を冷却し、温度T0となるよう温度調節される。
The first liquid refrigerant temperatures T 1 flowing from the
このように、第1の冷却ユニット14は、電源等の動力源からのエネルギーを用いて、低温熱源から高温熱源に排熱する冷凍回路(冷凍サイクル)である。
Thus, the
図4は、本実施の形態の第2の冷却ユニットの構成を示す概略図である。図4に示すように、第2の冷却ユニット16は、液体と液体間で熱を交換する熱交換器16aを備えている。熱交換器16aは電源等の動力源を用いず、液体と液体間の直接の熱伝導で熱を交換する形式の熱交換器である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the second cooling unit of the present embodiment. As shown in FIG. 4, the
例えば、熱交換器16aは、第1の液体が通る流路と、第2の液体が通る流路を物理的に接触させて熱を伝導させて熱交換する熱交換器である。具体的には、例えば、スパイラル式熱交換器、プレート式熱交換器、二重管式熱交換器、渦巻管式熱交換器、タンクコイル式熱交換器等があげられる。
For example, the
第2の冷却ユニット16は、液体と液体間で熱を交換する熱交換器16aを用いることで、例えば、第1の冷却ユニット14のコンプレッサを駆動させるために用いるような動力源が不要となる。
The
図5は、本実施の形態における第1の液体冷媒の温度変化を示す図である。図5において、縦軸に温度を、横軸に液体冷媒の経路を示している。上述のように、第1の被冷却部10に供給された第1の液体冷媒は、第1の被冷却部10から熱を奪うことで、温度T1に昇温する。そして、第2の冷却ユニット16で除熱されて、温度T2に降温する。その後、さらに第1の冷却ユニット14で冷却されて、目標温度T0に温度調節される。
FIG. 5 is a diagram showing a temperature change of the first liquid refrigerant in the present embodiment. In FIG. 5, the vertical axis indicates the temperature, and the horizontal axis indicates the path of the liquid refrigerant. As described above, the first liquid refrigerant supplied to the first cooled
例えば、目標温度T0が23℃とすると、第1の被冷却部10から熱を奪って、例えば、28℃±1℃となった第1の液体冷媒が、第2の冷却ユニット16で除熱され、例えば、25℃±0.5℃となる。さらに、第1の冷却ユニット14で23℃±0.1℃に温度調節される。
For example, if the target temperature T 0 is 23 ° C., the second
本実施の形態によれば、第1の被冷却部10と第1の冷却ユニット14との間に、動力源を用いない第2の冷却ユニット16を設けて除熱する。したがって、第2の冷却ユニット16を設けない場合に比較して、第1の冷却ユニット14の熱負荷が低減される。よって、消費電力を低減する温度調節システムおよび荷電粒子ビーム描画装置を提供することが可能となる。
According to the present embodiment, the
さらに、図5に示すように、第2の冷却ユニット16で除熱することにより、第1の冷却ユニット14に流入する第1の液体冷媒の温度ばらつきも低減される。したがって、第1の冷却ユニット14での温度調節をより高精度で行うことが可能である。
Furthermore, as shown in FIG. 5, the temperature variation of the first liquid refrigerant flowing into the
さらに、本実施の形態によれば、第1の被冷却部10の変更等により所定の温度に保つための熱負荷に変化があった場合でも、高価な冷凍回路である第1の冷却ユニット14は保存したまま、安価な第2の冷却ユニット16を変更するだけで、対応することが可能となる。例えば、電子ビーム描画装置の描画部150や制御部160に設計変更が生じ、熱負荷が変化した場合であっても、第2の冷却ユニットの変更だけで対応することが可能となる。よって、熱負荷の変化に対しても、簡便かつ安価に対応可能な温度調節システムおよび荷電粒子ビーム描画装置を提供することが可能となる。
Furthermore, according to the present embodiment, even when there is a change in the heat load for maintaining the predetermined temperature due to the change of the first cooled
(第2の実施の形態)
本実施の形態は、第2の冷却ユニットの下流側であって第2の冷却ユニットと第1の冷却ユニットとの間の第1の循環路に設けられ、第1の液体冷媒の温度を計測する温度計と、温度計の計測結果に基づき、第1の液体冷媒を冷却するために第2の冷却ユニットに流入する冷却液の流量を制御するマスフローコントローラと、をさらに備える点以外は、第1の実施の形態と同様である。したがって、第1の実施の形態と重複する内容については記述を省略する。
(Second Embodiment)
The present embodiment is provided in the first circulation path between the second cooling unit and the first cooling unit on the downstream side of the second cooling unit, and measures the temperature of the first liquid refrigerant. And a mass flow controller for controlling the flow rate of the cooling liquid flowing into the second cooling unit to cool the first liquid refrigerant based on the measurement result of the thermometer. This is the same as the first embodiment. Therefore, the description overlapping with that of the first embodiment is omitted.
図6は、本実施の形態の温度調節システムの構成を示す概略図である。図に示すように、温度調節システム170は、第2の冷却ユニット16の下流側であって、第2の冷却ユニット16と第1の冷却ユニット14との間の第1の循環路12に温度計30が設けられる。温度計30は、第1の循環路12を流れる第1の液体冷媒の温度を計測する。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the temperature control system of the present embodiment. As shown in the figure, the
また、温度計30の計測結果に基づき、第1の液体冷媒を冷却するために、第2の冷却ユニット16に流入する冷却液の流量を制御するマスフローコントローラ32が設けられている。マスフローコントローラ32は、冷却液の流路26の第2の冷却ユニット16への流入側に設けられる。
In addition, a
例えば、第1の液体冷媒の温度が想定温度よりも高い場合は、マスフローコントローラ32によって、冷却液の流量を増加させる。一方、第1の液体冷媒の温度が想定温度よりも低い場合は、マスフローコントローラ32によって、冷却液の流量を低減させる。
For example, when the temperature of the first liquid refrigerant is higher than the assumed temperature, the
これによって、第2の冷却ユニット16から流出し、第1の冷却ユニット14に流入する第1の液体冷媒の温度を安定化させることが可能となる。したがって、第1の冷却ユニット14で温度調節された後の、第1の液体冷媒の温度が安定し温度ばらつきも低減される。よって、より安定した温度調節が可能な温度調節システムおよび電子ビーム描画装置が実現される。
As a result, the temperature of the first liquid refrigerant flowing out of the
(第3の実施の形態)
第2の被冷却部に接続され、第2の液体冷媒が循環する第2の循環路と、第2の循環路に接続され、熱電変換素子を備える第3の冷却ユニットと、第1の冷却ユニットの下流側であって第1の冷却ユニットと第1の被冷却部との間の第1の循環路から分岐し、第3の冷却ユニットを経由して、第2の冷却ユニットの上流側であって第2の冷却ユニットと第1の被冷却部との間の第1の循環路に合流する分岐路と、をさらに備えること以外は第2の実施の形態と同様である。したがって、第2の実施の形態と重複する内容については、記述を省略する。
(Third embodiment)
A second circulation path that is connected to the second cooled part and through which the second liquid refrigerant circulates, a third cooling unit that is connected to the second circulation path and includes a thermoelectric conversion element, and a first cooling Downstream of the unit, branched from the first circulation path between the first cooling unit and the first cooled portion, and upstream of the second cooling unit via the third cooling unit And it is the same as that of 2nd Embodiment except having further provided the branch path merged with the 1st circulation path between a 2nd cooling unit and a 1st to-be-cooled part. Therefore, the description overlapping with the second embodiment is omitted.
図7は、本実施の形態の温度調節システムの構成を示す概略図である。図7に示すように、温度調節システム170は、第2の被冷却部40に接続され、第2の液体冷媒が循環する第2の循環路42を備えている。そして、熱電変換素子を備える第3の冷却ユニット44を備えている。そして、第1の冷却ユニット14の下流側であって第1の冷却ユニット14と第1の被冷却部10との間の第1の循環路12から分岐し、第3の冷却ユニット44を経由して、第2の冷却ユニット16の上流側であって第2の冷却ユニット16と第1の被冷却部10との間の第1の循環路12に合流する分岐路46を備えている。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the temperature control system of the present embodiment. As shown in FIG. 7, the
第2の液体冷媒は、例えば、水である。 The second liquid refrigerant is, for example, water.
図8は、本実施の形態の第3の冷却ユニットの構成を示す概略図である。図8に示すように、第3の冷却ユニット44は、熱電変換素子44aを備える。熱電変換素子44aは例えば、ペルチェ素子である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of the third cooling unit of the present embodiment. As shown in FIG. 8, the
第3の冷却ユニット44に、第2の被冷却部40から流入する第2の液体冷媒の熱は、熱電変換素子44aにより、分岐路46から流入する第1の液体冷媒へと移動する。これによって、第2の液体冷媒が冷却され、所定の温度および温度ばらつきに調節される。
The heat of the second liquid refrigerant flowing into the
図9は、本実施の形態における第1および第2の液体冷媒の温度変化を示す図である。第1の被冷却部10、第3の冷却ユニット44に供給された第1の液体冷媒は、第1の被冷却部10、第3の冷却ユニット44から熱を奪うことで、温度T1に昇温する。そして、第2の冷却ユニット16で除熱されて、温度T2に降温する。その後、さらに第1の冷却ユニット14で冷却されて、目標温度T0に温度調節される。さらに、第3の冷却ユニット44によって、第2の液体冷媒の温度が、第1の液体冷媒よりもばらつきが小さくなるよう制御される。
FIG. 9 is a diagram showing temperature changes of the first and second liquid refrigerants in the present embodiment. The first liquid refrigerant supplied to the first cooled
例えば、目標温度T0が23℃とすると、第1の被冷却部10、第3の冷却ユニット44から熱を奪って、例えば、28℃±1℃となった第1の液体冷媒が、第2の冷却ユニット16で除熱され、例えば、25℃±0.5℃となる。さらに、第1の冷却ユニット14で、例えば、23℃±0.1℃に温度調節(第1の温度調節)される。さらに、第3の冷却ユニット44によって、第2の液体冷媒の温度が例えば、23℃±0.01℃に温度調節(第2の温度調節)される。
For example, if the target temperature T 0 is 23 ° C., the first liquid refrigerant that has deprived heat from the first cooled
本実施の形態において、第2の被冷却部40は第1の被冷却部10よりも、より高精度な温度調節が必要とされる部分である。例えば、第1の被冷却部10は、図1における電子鏡筒102または電子鏡筒102に設けられる機器である。電子鏡筒102に設けられる機器は、例えば、偏向器やアパーチャ等である。また、第1の被冷却部10は、例えば、制御計算機120などの制御部160に設けられる機器である。
In the present embodiment, the second cooled
そして、より高精度な温度調節が必要とされる第2の被冷却部40は、例えば、描画室103、または、レーザーヘッドなどの描画室103に設けられる機器などである。
The second cooled
本実施の形態によれば、分岐路46と第3の冷却ユニット44を設けることにより、より高い精度で温度調節が必要とされる部分には高精度の温度調節を行う。よって、必要とされる精度に応じた温度調節を可能とする温度調節システムおよび電子ビーム描画装置が実現される。
According to the present embodiment, by providing the
図10は、本実施の形態の変形例の温度調節システムの構成を示す概略図である。本変形例のように、分岐路46に複数の第3の冷却ユニット44、第2の被冷却部40、第2の循環路42を設けることも可能である。複数の第2の被冷却部40はそれぞれ、電子ビーム描画装置の異なる部分である。
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of a temperature control system according to a modification of the present embodiment. As in the present modification, a plurality of
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。 The embodiments have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples.
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、荷電粒子ビーム描画装置を制御する制御部構成についての詳細は、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。 In addition, although descriptions are omitted for parts and the like that are not directly required for the description of the present invention, such as a device configuration and a control method, a required device configuration and a control method can be appropriately selected and used. For example, the details of the configuration of the control unit for controlling the charged particle beam drawing apparatus have been omitted, but it goes without saying that the required control unit configuration is appropriately selected and used.
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温度調節システムおよび荷電粒子ビーム描画装置は、本発明の範囲に包含される。 In addition, all temperature control systems and charged particle beam drawing apparatuses that include elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.
10 第1の被冷却部
12 第1の循環路
14 第1の冷却ユニット
14b コンプレッサ
14c 凝縮器
14d 蒸発器
16 第2の冷却ユニット
30 温度計
32 マスフローコントローラ
40 第2の被冷却部
42 第2の循環路
44 第3の冷却ユニット
44a 熱電変換素子
46 分岐路
100 電子ビーム描画装置
102 電子鏡筒
103 描画室
170 温度調節システム
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1の循環路に接続され、コンプレッサ、凝縮器、蒸発器を備える第1の冷却ユニットと、
前記第1の冷却ユニットの上流側であって前記第1の被冷却部と前記第1の冷却ユニットとの間の前記第1の循環路に接続され、液体と液体間で熱を交換する熱交換器を備える第2の冷却ユニットと、
を有することを特徴とする温度調節システム。 A first circulation path connected to the first cooled part and through which the first liquid refrigerant circulates;
A first cooling unit connected to the first circulation path and comprising a compressor, a condenser, and an evaporator;
Heat that is upstream of the first cooling unit and is connected to the first circulation path between the first cooled part and the first cooling unit, and exchanges heat between the liquids. A second cooling unit comprising an exchanger;
A temperature control system comprising:
前記温度計の計測結果に基づき、前記第1の液体冷媒を冷却するために前記第2の冷却ユニットに流入する冷却液の流量を制御するマスフローコントローラと、
をさらに有することを特徴とする請求項1記載の温度調節システム。 Provided in the first circulation path downstream of the second cooling unit and between the second cooling unit and the first cooling unit, and measures the temperature of the first liquid refrigerant. A thermometer,
Based on the measurement result of the thermometer, a mass flow controller that controls the flow rate of the coolant flowing into the second cooling unit in order to cool the first liquid refrigerant;
The temperature control system according to claim 1, further comprising:
前記第2の循環路に接続され、熱電変換素子を備える第3の冷却ユニットと、
前記第1の冷却ユニットの下流側であって前記第1の冷却ユニットと前記第1の被冷却部との間の前記第1の循環路から分岐し、前記第3の冷却ユニットを経由して、前記第2の冷却ユニットの上流側であって前記第2の冷却ユニットと前記第1の被冷却部との間の前記第1の循環路に合流する分岐路と、
をさらに有することを特徴とする請求項1または請求項2記載の温度調節システム。 A second circulation path connected to the second cooled part and through which the second liquid refrigerant circulates;
A third cooling unit connected to the second circulation path and comprising a thermoelectric conversion element;
Branches from the first circulation path downstream of the first cooling unit and between the first cooling unit and the first cooled part, and passes through the third cooling unit. A branch path that is upstream of the second cooling unit and joins the first circulation path between the second cooling unit and the first cooled part;
The temperature control system according to claim 1, further comprising:
前記第1の被冷却部に接続され、第1の液体冷媒が循環する第1の循環路と、前記第1の循環路に接続され、コンプレッサ、凝縮器、蒸発器を備える第1の冷却ユニットと、前記第1の冷却ユニットの上流側であって前記第1の被冷却部と前記第1の冷却ユニットとの間の前記第1の循環路に接続され、液体と液体間で熱を交換する熱交換器を備える第2の冷却ユニットと、を有する温度調節システムと、
を有することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。 A first cooled part;
A first cooling unit connected to the first cooled part and connected to the first circulation path through which the first liquid refrigerant circulates and having a compressor, a condenser, and an evaporator And connected to the first circulation path upstream of the first cooling unit and between the first cooled part and the first cooling unit, and exchanges heat between the liquids. A second cooling unit comprising a heat exchanger that
A charged particle beam drawing apparatus comprising:
試料が収容される描画室と、
第2の被冷却部と、
前記第2の被冷却部に接続され、第2の液体冷媒が循環する第2の循環路と、前記第2の循環路に接続され、熱電変換素子を備える第2の冷却ユニットと、前記第1の冷却ユニットの下流側であって前記第1の冷却ユニットと前記第1の被冷却部との間の前記第1の循環路から分岐し、前記第2の冷却ユニットを経由して、前記第2の冷却ユニットの上流側であって前記第2の冷却ユニットと前記第1の被冷却部との間の前記第1の循環路に合流する分岐路と、を有する前記温度調節システムと、をさらに有し、
前記第1の被冷却部が前記鏡筒または前記鏡筒に設けられる機器であり、前記第2の被冷却部が前記描画室または前記描画室に設けられる機器であることを特徴とする請求項4記載の荷電粒子ビーム描画装置。 A lens barrel for irradiating a specimen with a charged particle beam;
A drawing room in which a sample is stored;
A second cooled part;
A second circulation path connected to the second cooled part and through which a second liquid refrigerant circulates; a second cooling unit connected to the second circulation path and provided with a thermoelectric conversion element; Branching from the first circulation path downstream of the first cooling unit and between the first cooling unit and the first part to be cooled, via the second cooling unit, A temperature control system having a branch path that is upstream of a second cooling unit and joins the first circulation path between the second cooling unit and the first cooled part; Further comprising
The first cooled portion is a device provided in the lens barrel or the lens barrel, and the second cooled portion is a device provided in the drawing chamber or the drawing chamber. 4. The charged particle beam drawing apparatus according to 4.
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CN109210836A (en) * | 2017-06-29 | 2019-01-15 | 上海微电子装备(集团)股份有限公司 | Liquid temperature controlling device and method |
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