JP2578128Y2 - 恒温化ローディング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、電子ビーム描画装置の
ように高真空でかつ例えば２０℃又は２５℃のような所
定の室温程度の温度に保たれたいわゆる恒温処理室で、
被処理材を該所定の温度に保って描画や計測等の処理を
施こす装置に係り、特に被処理材を所定の温度にコント
ロールして恒温処理室へロードするための恒温化ローデ
ィング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置として、図６に示す
ものが提案されている（特開昭６１−２３９６２４
号）。この装置は、電子ビーム描画装置や電子ビーム寸
法測定装置に係るもので、電子ビーム鏡筒１１を備えた
恒温処理室１０内に、被処理材Ｗａを保持したホルダＨ
ａをセットするＸＹステージ１２が設けられている。恒
温処理室１０はその壁１０ａ中に設けた流路１３に恒温
水を流すことにより所定の温度に保たれ、かつ真空ポン
プ１４によって高真空に保たれている。

【０００３】恒温処理室１０にはゲートバルブ２０を介
して予備室３０が接続されている。予備室３０は、直接
又は別の図示しない予備室を介して、同じく図示しない
開閉扉により大気側へ開閉可能に構成されている。予備
室３０は図示しない真空ポンプにより真空可能になされ
ると共に、壁３０ａ中に設けた流路３１に恒温水を流す
ことにより恒温処理室１０と等しい温度に保たれる。

【０００４】予備室３０内には、駆動装置３２によって
上下動されるエレベータ３３が設けられている。エレベ
ータ３３は、恒温処理室１０内で処理を終ったホルダＨ
ａを上段に収納し、下段にはこれから恒温処理室１０へ
ロードするホルダＨｂを収納する。なお、エレベータ３
３とＸＹステージ１２との間のホルダＨａ，Ｈｂの搬送
は、搬送装置３４によって行われる。

【０００５】下段のホルダＨｂの下面は下方に露出され
ており、この下面に接触可能に恒温化プレート３５が設
けられている。恒温化プレート３５は、パイプ３６，３
７によって循環される恒温水により恒温処理室１０の温
度と等しく保たれ、待機中のホルダＨｂ及びこれに保持
されている被処理材Ｗｂを所定の処理温度にコントロー
ルするようになっている。なお、図６において、１５は
定盤，１６はダンパ，１７はブロックである。

【０００６】上記の従来装置は、予備室３０を大気に開
放して、エレベータ３３の上段から処理剤のホルダＨａ
を取出すと共に、未処理のホルダＨｂをエレベータ３３
の下段に挿入した後、予備室３０を大気からしゃ断し、
恒温処理室１０と同程度に真空引きする。

【０００７】エレベータ３３に挿入される未処理のホル
ダＨｂは、予じめ所定の温度にコントロールされている
が、本装置を設置してある部屋の温度の精度は少なくと
も０．１℃程度の誤差を有し、さらに予備室３０を真空
引きする際に生ずる予備室３０内のガスの断熱膨脹によ
り温度が低下し、エレベータ３３と共にホルダＨｂ及び
被処理材Ｗｂが冷却されるため、これらの温度は所定の
温度に対し、わずかではあるが誤差を生ずる。

【０００８】そこで、ホルダＨｂを恒温化プレート３５
に接触させて所定の温度に近付けて恒温処理室１０へロ
ードするようにしていた。この恒温化プレート３５を設
けない場合には、予備室３０の壁３０ａを所定の恒温に
高精度に保っても、この恒温に対しホルダＨｂ及び被処
理材Ｗｂの温度差が０．１℃程度に減少すると、これ以
上温度差が小さくならないのに対し、恒温化プレート３
５を設けることにより、少なくとも恒温化プレート３５
に直接接触しているホルダＨｂの温度を所定の恒温にほ
ぼ合致させることができる。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、ホルダ
Ｈｂの下面を恒温化プレート３５に単に接触させる上記
従来装置は、例えば２３℃の恒温に対し、ホルダＨｂが
２２．８℃と０．２℃の温度差を有する場合、ホルダＨ
ｂが２３±０．０２℃程度の範囲内に到達するのに２時
間程度の長時間を要し、後述するようにホルダＨｂに比
較的小さな接触面積で保持されている被処理材Ｗｂを該
温度に合致させることは不可能に近い。

【００１０】ところで、一辺の長さ（Ｌ）が２００mmの
アルミニウム材ホルダＨｂが０．１℃の温度変化（ｔ）
を生ずると、その熱変形量（ｌ）は ｌ＝Ｌ×α×ｔ＝２００×２３．５×１０^-6×０．１＝０．０００４７（mm） （ただし、αはアルミニウムの線膨脹係数） すなわち０．４７μm となり、サブミクロンの精度を得
ることができない。

【００１１】本考案は、ホルダ及びこれに保持されてい
る被処理材をより短時間で所定の温度にコントロールし
てロードすることができ、能率的に高精度な処理を可能
にする恒温化ローディング装置を提供することを目的と
している。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本考案は、真空の恒温処理室と、同恒温処理室にゲー
トバルブを介して接続された真空可能な予備室と、同予
備室内に設けられた恒温化手段とを備え、ホルダ及び同
ホルダに保持された被処理材を前記恒温化手段により前
記予備室内で恒温化して前記恒温処理室へロードする恒
温化ローディング装置において、前記予備室内に上下動
可能に設けられ上下２段に前記ホルダを載置するエレベ
ータと、同エレベータの上面または下面に対向して設け
られ所望の温度にコントロールされる恒温化部材とから
なり、前記エレベータは、前記恒温化部材に対向する上
面または下面側に、これから恒温処理室へロードするホ
ルダを載置すると共に、該ホルダの反恒温化部材側に位
置する被恒温板を有し、同被恒温板と前記恒温化部材と
は前記ホルダを間に置いて該ホルダを包囲すると共に周
辺部が互いに接触可能に形成されていることを特徴とし
ている。

【００１３】なお、予備室の壁は熱伝導率の小さな材質
で形成し、恒温化部材及び被恒温板は熱伝導率の大きな
材質で形成することが好ましい。また、恒温化部材は熱
放射率の大きな材質で形成することが好ましく、さら
に、恒温化部材又は被恒温板に、ホルダの上面に当接可
能なバネを設けてホルダの下面を被恒温板又は恒温化部
材に押圧することが好ましい。

【００１４】

【作用】予備室のエレベータに挿入されて恒温処理室へ
のロードを待つホルダは、恒温化部材と被恒温板との間
に置かれ、かつこれらに包囲された状態に置かれる。恒
温化部材は所望の温度にコントロールされ、被恒温板は
恒温化部材と接触して所望の温度に近付けられるため、
ホルダを包囲する周辺は比較的短時間のうちに所望の温
度に近付き、この中に置かれたホルダと共にこれに保持
されている被処理材を比較的短時間のうちに所望の温度
に近付ける。

【００１５】なお、予備室の壁を熱伝導率の小さな材質
で形成し、恒温化部材及び被恒温板を熱伝導率の大きな
材質で形成すれば、外部の温度変化の影響を小さく押え
ると同時にホルダ及び被処理材の温度をより効果的にコ
ントロールすることができ、また、恒温化部材を熱放射
率の大きな材質で形成し、さらに、バネによって押圧す
れば、より効果的な温度コントロールが可能となる。

【００１６】

【実施例】以下本考案の第１の実施例について図１ない
し図３を参照して説明する。なお、図６と同一部分には
同一の符号を付して説明を省略する。予備室３０内には
エレベータ４０が設けられている。エレベータ４０は、
予備室３０の下方から上に向かって伸びるロッド４１に
取付けられ、図示しない駆動装置によって上下動可能に
なっている。エレベータ４０は、図２及び図３に拡大し
て示すように上下２段のホルダ支持体４２Ｂ，４２Ａを
有し、下段のホルダ支持体４２Ａに処理済のホルダＨａ
を載置し、上段のホルダ支持体４２Ｂに未処理のホルダ
Ｈｂを載置するようになっている。

【００１７】ホルダ支持体４２Ａ，４２Ｂは略平板状に
形成され、図１に示す搬送装置３４によりホルダＨａ，
Ｈｂを図１ないし図３において左方へ移動可能に支持す
るようになっており、両ホルダ支持体４２Ａ，４２Ｂは
上下方向に弾性を有する複数のバネ４３によって連結さ
れている。

【００１８】ここで、ホルダＨａ，Ｈｂと被処理材Ｗ
ａ，Ｗｂとの取付関係の概要を図３により説明する。ホ
ルダＨａ，Ｈｂは同一の構造であり、上方を開放した凹
所８２を有する本体８１を有し、凹所８２内に複数のバ
ネ８３によって上方に付勢されているクランプ板８４が
設けられている。クランプ板８４の上面には複数の突起
８５が設けられ、これらの突起８５によって被処理材Ｗ
ａ又はＷｂを本体８１の上面に取付けた上基準片８６の
下面に押圧するようになっている。さらに、被処理材Ｗ
ａ又はＷｂはその上面と平行な面内における位置決め
を、図示しない基準片と押圧手段とによって行われるよ
うになっている。なお、ホルダＨａ，Ｈｂは電子ビーム
描画装置において用いられている公知のものと同様であ
るため、これ以上の詳細な説明は省略する。

【００１９】予備室３０の壁３０ａの一部を形成するフ
タ３０ｂの下面には恒温化部材５０が取付けられてい
る。恒温化部材５０の下面はエレベータ４０の上段のホ
ルダ支持体４２Ｂの上面に対向して配置されている。恒
温化部材５０の下面にはホルダＨｂを受入れる凹所５１
が設けられている。凹所５１内の上部には複数のバネ５
２が取付けられ、図２に示すように、凹所５１内に受入
れられたホルダＨｂの上面に当接して、ホルダＨｂを下
方へ押圧するようになっている。

【００２０】恒温化部材５０の下端面５０ａは、図２に
示すように、ホルダＨｂを凹所５１内に受入れた状態
で、ホルダ支持体４２Ｂの上面に当接し、凹所５１を閉
じるように構成されている。

【００２１】恒温化部材５０には流路５３が設けられ、
継手５４，５５を介して図示しない恒温水供給装置から
の恒温水を流し、所定の温度に高精度に保たれるように
なっている。なお、上段のホルダ支持体４２Ｂは、恒温
化部材５０に接触して恒温化される被恒温板を兼ねてお
り、恒温化部材５０と被恒温板４２Ｂは、アルミニウム
又は銅等の熱伝導率の大きな材質で形成されている。

【００２２】これに対し、予備質３０及び恒温処理室１
０の壁３０ａ，１０ａはステンレス鋼のＳＵＳ３０４
（ＪＩＳ規格）のような熱伝導率の比較的小さな材質で
形成され、周囲温度の変化による影響を小さく押えるよ
うにしてある。

【００２３】次いで本装置の作用について説明する。図
１に示すように、ホルダＨａをＸＹステージ１２にセッ
トして、ゲートバルブ２０を閉じ、ホルダＨａに保持さ
れている被処理材Ｗａに対し、恒温処理室１０内での処
理が開始されると、予備室３０内の圧力を大気圧に戻し
て大気側開口を開き、エレベータ４０を図３に示す下降
位置に置いて未処理の被処理材Ｗｂを保持したホルダＨ
ｂを外部から上段のホルダ支持体４２Ｂ上に搬入し、予
備室３０の大気側開口を閉じて予備室３０内の真空引き
を開始する。

【００２４】なお、予備室３０が図示しない別の予備室
を介して大気に連通可能に構成されている場合は、予備
室３０は真空に保ったままとし、別の予備室内に置かれ
ている未処理のホルダＨｂを予備室３０内に取込む。

【００２５】次いで、エレベータ４０を図１及び図２に
示すように上昇させ、上段のホルダ支持体すなわち被恒
温板４２Ｂを恒温化部材５０の下面に押圧する。この押
圧力はバネ４３によってほぼ一定の値に保たれると共
に、全域にわたる押圧力の分布が均一化される。

【００２６】このときホルダＨｂは、恒温化部材５０の
凹所５１内に入り、その上部に設けられているバネ５２
により被恒温板４２Ｂに押圧される。

【００２７】そこで、ホルダＨｂは、被恒温板４２Ｂを
介して恒温化部材５０に熱的に接続され、高精度に制御
されている恒温化部材５０の温度に近付けられる。

【００２８】また、ホルダＨｂを受入れた凹所５１は被
恒温板４２Ｂによって閉じられる。

【００２９】ホルダＨｂ及び被処理材Ｗｂは恒温化部材
５０からの放射熱を受け、これによっても恒温化部材５
０の温度に近付けられる。この意味から恒温化部材５０
は、少なくとも凹所５１の表面を、常温において熱放射
率の大きな材質、例えば、炭素，窒化けい素，炭化けい
素，ジルコニア，アルミナ等で形成しておくことが好ま
しい。また、炭化けい素は、熱放射率と共に熱伝導率も
大きいため、恒温化部材５０，さらには被恒温板４２Ｂ
の材質として適している。

【００３０】凹所５１は、放射熱によるホルダＨｂ及び
被処理材Ｗｂの温度を恒温化部材５０によってより効果
的にコントロールするため、ホルダＨｂ及び被処理材Ｗ
ｂをほぼ全方向から覆うか若しくは接触させるように形
成することが好ましい。

【００３１】なお、恒温化部材５０及び被恒温板４２Ｂ
をアルミニウムで形成し、アルミニウム製のホルダＨｂ
を用いた場合、２２．８℃のホルダＨｂを２３±０．０
２℃程度の範囲内の恒温に到達させるのに必要な時間は
約３０分程度であり、図６に示した従来装置の１／４程
度の時間で済ますことができ、さらにホルダＨｂに比較
的小さな接触面積で保持されている被処理材Ｗｂをより
効果的に温度コントロールすることが可能である。

【００３２】図４及び図５は、本考案の第２の実施例を
示すもので、恒温化部材５０Ａをエレベータ４０Ａの下
方に配置したものである。この実施例においては、エレ
ベータ４０Ａの駆動装置（図示せず）を上方に設け、未
処理のホルダＨｂを下段に、処理済のホルダＨｂを上段
に挿入するようにしている。

【００３３】下段のホルダＨｂは、上段のホルダ支持体
４４から下方に伸びるレール状のホルダ支持体４５によ
り下面の両端部のみを図４及び図５において左方へ移動
可能に支持され、下面の大部分を下方へ露出するように
なっている。

【００３４】恒温化部材５０Ａは、ホルダＨｂを受入れ
る凹所５１Ａを有すると共に、図４及び図５において左
右両端が下段のホルダ支持体４５の間に入ってその上端
５６が上段のホルダ支持体４４の下面４４ａに当接可能
に形成されると共に、図４及び図５において手前側と奥
側の段部５７がホルダ支持体４５の下端４５ａに当接な
いしわずかなすき間をもって対向するように形成され、
凹所５１を完全ではないが略閉じるようになってる。な
お、バネ５２は、上段のホルダ支持体４４の下面４４ａ
に取付けられている。

【００３５】この実施例においては、上段及び下段のホ
ルダ支持体４４，４５が被恒温板を兼ねており、前述し
た実施例とほぼ同様の恒温化作用が得られる。

【００３６】

【考案の効果】以上述べたように本考案によれば、予備
室を介して真空の恒温処理室へロードするホルダ及びこ
れに保持されている被処理材を、より短時間で所定の温
度にコントロールすることができ、能率的に高精度な処
理を施こすことができ、ますます大形化及び高精度化し
つつある電子ビーム描画装置等において大きな効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示す概要断面図であ
る。

【図２】図１の一部拡大詳細図である。

【図３】図２のエレベータ下降状態を示す図である。

【図４】本考案の第２の実施例を示す一部拡大詳細図で
ある。

【図５】図４のエレベータ下降状態を示す図である。

【図６】従来装置の概要断面図である。

【符号の説明】

Ｗａ，Ｗｂ 被処理材 Ｈａ，Ｈｂ ホルダ １０ 恒温処理室 １１ 電子ビーム鏡筒 １２ ＸＹステージ ２０ ゲートバルブ ３０ 予備室 ３４ 搬送装置 ４０，４０Ａ エレベータ ４２Ｂ，４４，４５ 被恒温板 ５０，５０Ａ 恒温化部材 ５１，５１Ａ 凹所 ５２ バネ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/027

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空の恒温処理室と、同恒温処理室にゲ
   ートバルブを介して接続された真空可能な予備室と、同
   予備室内に設けられた恒温化手段とを備え、ホルダ及び
   同ホルダに保持された被処理材を前記恒温化手段により
   前記予備室内で恒温化して前記恒温処理室へロードする
   恒温化ローディング装置において、 前記予備室内に上下動可能に設けられ上下２段に前記ホ
   ルダを載置するエレベータと、同エレベータの上面また
   は下面に対向して設けられ所望の温度にコントロールさ
   れる恒温化部材とからなり、前記エレベータは、前記恒
   温化部材に対向する上面または下面側に、これから恒温
   処理室へロードするホルダを載置すると共に、該ホルダ
   の反恒温化部材側に位置する被恒温板を有し、同被恒温
   板と前記恒温化部材とは前記ホルダを間に置いて該ホル
   ダを包囲すると共に周辺部が互いに接触可能に形成され
   ていることを特徴とする恒温化ローディング装置。
2. 【請求項２】 予備室の壁は熱伝導率の小さな材質で形
   成され、恒温化部材及び被恒温板は熱伝導率の大きな材
   質で形成されていることを特徴とする請求項１の恒温化
   ローディング装置。
3. 【請求項３】 恒温化部材は熱放射率の大きな材質で形
   成されていることを特徴とする請求項１又は２の恒温化
   ローディング装置。
4. 【請求項４】 恒温化部材又は被恒温板に、ホルダの上
   面に当接可能なバネを設け、該ホルダの下面を被恒温板
   又は恒温化部材に押圧するようにしたことを特徴とする
   請求項１，２又は３の恒温化ローディング装置。