JPH0710488Y2 - 電子ビーム描画装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は、被描画物を保持したステージを高速で連続的
に往復走行させながらビーム露光を実施させる電子ビー
ム描画装置において、ステージの移動精度をより高める
ように改良した電子ビーム描画装置に関する。

（従来の技術） 電子ビーム描画装置において、真空中においてステージ
を高速かつ連続的に往復走行をさせながらステージに保
持された被描画物にビーム光を照射して露光を実施させ
る方式のものがある。

従来、この種の電子ビーム描画装置は、第３図に示すよ
うに、被描画物ａを保持するステージｂを、走行案内手
段c,cを介してステージ取付台ｄに取付け、真空中にお
いてステージｂを高速かつ連続的に往復走行をさせなが
らステージｂに保持された被描画物ａにビーム光ｅを照
射して露光を実施させるようになっている。また、従来
は、走行案内手段ｃとして、ステージｂに取付けられた
移動側ガイドブロックｆと、ステージ取付台ｄ側に取付
けられた固定側ガイドブロックｇと、これらガイドブロ
ックf,g間に配置された多数のコロｈ…からなるリニア
ガイドベアリングが使用されている。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、ステージｂの走行案内手段ｃとしてリニ
アガイドベアリングを使用した場合には、移動側ガイド
ブロックｆとコロｈ…との間、および固定側ガイドブロ
ックｇとコロｈ…との間に摩擦熱が発生し、特に移動側
ガイドブロックｆ側に生じた発熱がステージｂに伝達さ
れ、被描画物ａを保持する保持部に温度変動を与える原
因となるといった問題がある。

この温度変動が、0.1〜0.2℃発生した場合、ステージｂ
を構成する材料の熱膨張率が５×10^-6程度であるとし
て、100mm当り0.05〜0.1μｍ相当の誤差量となる。いわ
ゆる次世代の超々Lsi用マスク製造する場合、この程度
の誤差は要求性能を満たさないものとなり改善すること
が要求される。

なお、描画に伴う発熱の温度変動の原因となるが、これ
は恒温に保たれている周囲に放出されるため、実際に温
度変動の原因となるのは上記ガイドブロック部のみと考
えることができる。

本考案は上記事情に基づきなされたもので、その目的と
するところは、走行時にステージの走行案内部に発生す
る発熱を制御してステージの温度変動を防止し、精度の
高い描画を行ない得るようにした電子ビーム描画装置を
提供しようとするものである。

［考案の構成］ （課題を解決する手段） 本考案は、上記課題を解決するために、走行案内手段を
介して往復走行自在に取付けられたステージを高速かつ
連続的に往復走行させるとともにステージに搭載された
被描画物に対してビーム露光を実施させる電子ビーム描
画装置において、前記走行案内手段のステージと一体と
なる移動側案内部材に取付けられた熱伝導部材と、この
熱伝導部材に接続されたペルチエ素子と、ステージの温
度を測定して温度上昇を検知しペルチエ素子に電流を流
すことにより前記移動側案内部材に発生する熱を強制的
にペルチエ素子に汲上げさせるペルチエ素子制御手段
と、ペルチエ素子に接続されペルチエ素子に汲上げられ
た熱を外部に放熱させる放熱部材とを有し、ステージの
走行案内手段に発生する発熱を制御してステージの熱影
響を防止するステージ温度制御手段を設けたものであ
る。

（作用） すなわち、本考案は上記の構成とすることにより、被描
画物を搭載したステージを往復走行自在に案内する走行
案内手段のステージと一体になる移動側案内部材に発生
した熱を熱伝導部材，ペルチエ素子および放熱部材によ
り外部に放熱させることができ、これにより、ステージ
の温度変動に伴う材料の熱膨張を防止でき、精度の高い
描画が可能となる。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を第１図および第２図を参照し
て説明する。

図中１は上面に被描画物保持部２を有するステージであ
り、このステージ１は走行案内手段3,3を介してステー
ジ取付台４に往復移動可能に取付けられている。

前記走行案内手段3,3は、それぞれステージ１に取付け
られた移動側案内部材としての移動側ガイドブロック５
と、ステージ取付台４側に取付けられた固定側案内部材
としての固定側ガイドブロック６と、これらガイドブロ
ック5,6間に配置された多数のコロ７…からなるリニア
ガイドベアリングで構成されている。

また、移動側ガイドブロック5,5の下面側には、熱伝導
部材としてのヒートパイプ10,10が貼付けられており、
これらヒートパイプ10,10の低温側端部には板状のペル
チエ素子11が接触状態で固定されている。さらに、ペル
チエ素子11には、第２図に示すように熱伝導板12を介し
て放熱部材としての恒温ブロック13が結合された状態と
なっている。また、ペルチエ素子11には、ペルチエ素子
制御手段電源14およびスイッチ15の直列回路からなるペ
ルチエ素子制御手段16が接続された状態となっている。

そして、ステージ１の走行案内手段3,3に発生する熱を
制御してステージ１への熱影響を防止するステージ温度
制御手段17を構成している。

なお、恒温ブロック13は、中空ブロック13a内に恒温流
体Ｒを流すことにより恒温に保たれている。

しかして、描画作業にあたっては、ステージ１を図示し
ない駆動手段により高速かつ連続的に往復走行をさせな
がらステージ１に保持された被描画物Ａにビーム光ｌを
照射して露光を実施させることになる。

また、この時、ステージ１の走行の繰返しにより、リニ
アガイドベアリングからなる走行案内手段3,3に摩擦発
熱が発生するが、この熱がステージ温度制御手段17の働
きで制御されてステージ１への熱影響が防止され、精度
の高い描画作業が可能となる。

すなわち、ステージ１と一体の移動側ガイドブロック5,
5の温度が上昇すると、これら移動側ガイドブロック5,5
に貼着したヒートパイプ10,10が昇温して定温部および
低温部に熱伝達が発生し、これによりペルチエ素子11が
温度変化を起こす。そして、この熱は熱伝導板12を経て
恒温ブロック13により熱を放出する。この結果、移動側
ガイドブロック５に発生した熱は効率的に恒温ブロック
13により放熱され、ステージ１側に伝達されて温度上昇
が防止される。

一方、ステージ１のＰ点での温度を測定して温度上昇を
検知した時、スイッチ15をONしてペルチエ素子11に電流
を流し、ヒートパイプ10.10の高温部から熱を奪い積極
的に昇温を防止する。

なお、上記Ｐ点はステージ１のどの個所でもよく、Ｐ点
の温度変化は移動側ガイドブロック５の発熱のみによる
（実質的）ものである。

また、点Ｐの温度上昇がない時は、スイッチ15をOFFに
しておくことになる。

なお、上述の一実施例において、熱伝導部材としてヒー
トパイプを使用するものについて説明したが、本考案は
これに限らず、たとえばヒートパイプの代りに熱伝導性
の良い金属材料（たとえば銅，銀等）を使用してもよ
い。また、ペルチエ素子に放熱用フィンを接続してペル
チエ素子に汲上げられた熱を放熱用フィンを用いて放熱
する構成としてもよい。この場合、恒温ブロックに接続
せずペルチエ素子に直接放熱用フィンを接続するように
してもよい。

なお、本考案は上記一実施例に限らず要旨を変えない範
囲で種々変形実施可能なことは勿論である。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案によれば、被描画物を搭載
したステージを往復走行自在に案内する走行案内手段の
ステージと一体になる移動側案内部材に発生した熱を熱
伝導部材，ペルチエ素子および放熱部材により外部に放
熱させることができ、これにより、ステージの温度変動
に伴う材料の熱膨張を防止でき、精度の高い描画が可能
となる電子ビーム描画装置を提供できるといった効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の一実施例を示すもので、
第１図は概略的構成図、第２図は第１図のII−II線に沿
う概略的断面図、第３図は従来例を示す概略的構成図で
ある。 １…ステージ、３…走行案内手段（リニアガイドベアリ
ング）、５…移動側案内部材（移動側ガイドブロッ
ク）、５…固定側案内部材（固定側ガイドブロック）、
６…コロ、10…熱伝導部材（ヒートパイプ）、11…ペル
チエ素子、13…放熱部材（恒温ブロック）、16…ペルチ
エ素子制御手段、17…ステージ温度制御手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】走行案内手段を介して往復走行自在に取付
   けられたステージを高速かつ連続的に往復走行させると
   ともにステージに搭載された被描画物に対してビーム露
   光を実施させる電子ビーム描画装置において、前記走行
   案内手段のステージと一体となる移動側案内部材に取付
   けられた熱伝導部材と、この熱伝導部材に接続されたペ
   ルチエ素子と、ステージの温度を測定して温度上昇を検
   知しペルチエ素子に電流を流すことにより前記移動側案
   内部材に発生する熱を強制的にペルチエ素子に汲上げさ
   せるペルチエ素子制御手段と、ペルチエ素子に接続され
   ペルチエ素子に汲上げられた熱を外部に放熱させる放熱
   部材とを有し、ステージの走行案内手段に発生する発熱
   を制御してステージの熱影響を防止するステージ温度制
   御手段を設けた特徴とする電子ビーム描画装置。