JP6570966B2

JP6570966B2 - 温度測定マスクおよび温度測定方法

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Description

本発明は、温度測定マスクおよび温度測定方法に関する。

電子ビーム描画装置では、描画前のマスク基板すなわちマスクブランクスの温度が、描画精度に大きく影響する。このため、従来から、電子ビーム描画装置では、マスク基板に描画を開始する前に、温度データを回収可能な温度測定マスクを用いてチャンバの内部の温度を測定していた。そして、温度データに基づいてチャンバの内部の温度を調整することで、マスク基板の温度を所定温度に制御していた。

また、従来の温度測定マスクは、バッテリとして一次電池を用いていた。

特開平１０−２７４６７６号公報

しかしながら、従来の温度測定マスクでは、一次電池の交換のためにバッテリケースを開閉する際に、パーティクルが発生するといった問題があった。また、一次電池の交換の際に発生する電池の接触不良等に起因して、温度の測定エラーが発生するといった問題もあった。

本発明の目的は、電池交換にともなうパーティクルおよび測定エラーを低減できる温度測定マスクおよび温度測定方法を提供することにある。

本発明の一態様である温度測定マスクは、基板と、基板に設けられ、荷電粒子ビーム描画装置の内部の温度を検知可能な温度センサと、基板に設けられ、温度センサを用いて温度を測定する測定回路と、測定された温度の測定データを記憶する記憶装置を有する回路基板と、基板に設けられ、回路に電力を供給する二次電池と、基板に設けられ、エネルギビームが照射されることで電力を発生させ二次電池を充電する光電池と、を備え、光電池は、基板の厚み方向において重なり合うように回路基板と接合され、かつ、基板と熱的に分離されている。

上述の温度測定マスクにおいて、エネルギビームは、荷電粒子ビーム描画装置において照射される荷電粒子ビームであり、さらに光電池をシールドするシールド部を備えてもよい。

本発明の一態様である温度測定方法は、温度センサと、回路を有する回路基板と、二次電池と、光電池とが設けられた基板を有し、前記光電池は、前記基板の厚み方向において重なり合うように前記回路基板と接合され、かつ、前記基板と熱的に分離されている温度測定マスクを荷電粒子ビーム描画装置に搬入し、光電池にエネルギビームを照射し電力を発生させて二次電池を充電し、温度センサにより荷電粒子ビーム描画装置内の温度を検知して温度データ信号を出力し、回路を二次電池の電力により動作させて温度データ信号を受信する。

上述の温度測定方法において、エネルギビームは、荷電粒子ビーム描画装置において照射される荷電粒子ビームであり、光電池はシールドされてもよい。

本発明によれば、電池交換にともなうパーティクルおよび測定エラーを低減できる。

第１の実施形態を示す温度測定マスクの平面図である。第１の実施形態を示す温度測定マスクの断面図である。第１の実施形態を示す温度測定マスクのブロック図である。第１の実施形態を示す温度測定方法のフローチャートである。第１の実施形態を示す温度測定方法に用いる電子ビーム描画装置の外部の照明の模式図である。第１の実施形態を示す温度測定方法に用いる電子ビーム描画装置の平面図である。第１の実施形態を示す温度測定方法に用いる電子ビーム描画装置の内部の照明の模式図である。第１の実施形態を示す温度測定方法における温度測定マスクの状態遷移図である。第１の実施形態の第１の変形例を示す温度測定マスクの断面図である。第１の実施形態の第２の変形例を示す温度測定マスクの断面図である。第１の実施形態の第３の変形例を示す温度測定マスクの断面図である。第１の実施形態の第４の変形例を示す温度測定マスクの断面図である。第１の実施形態の第５の変形例を示す温度測定方法に用いる電子ビーム描画装置の平面図である。第２の実施形態を示す温度測定マスクの平面図である。第２の実施形態を示す温度測定マスクの断面図である。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。

（第１の実施形態）
（温度測定マスク）
先ず、第１の実施形態として、第１の光電池を備えた温度測定マスクの実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態を示す温度測定マスク１の平面図である。図２は、第１の実施形態を示す温度測定マスク１の断面図すなわち図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。

図１に示すように、温度測定マスク１は、基板１０と、複数の温度センサ１１と、回路基板１２と、二次電池１３と、光電池の一例である第１の太陽電池１４と、ＡＣアダプタ１５とを備える。

基板１０は、所定の厚みを有し、平面視した場合に矩形状を呈する。基板１０は、厚み方向Ｄに直交する上面１０ａに、各温度センサ１１を配置するための複数の第１凹部１０１を有する。また、基板１０は、上面１０ａに、回路基板１２および太陽電池１４を配置するための第２凹部１０２を有する。また、図２に示すように、基板１０は、二次電池１３を配置するための厚み方向Ｄの貫通孔１０３を有する。基板１０の材質は、マスクブランクスを構成する透光性基板の材質と同じであり、例えば、石英基板であることが好ましい。

各温度センサ１１は、基板１０に設けられている。具体的には、図２に示すように、各温度センサ１１は、第１凹部１０１の内部に配置されている。各温度センサ１１は、後述する電子ビーム描画装置の内部の温度に応じて物理量（例えば、抵抗値や起電力）が変化することで、電子ビーム描画装置の内部の温度を検知する。具体的には、各温度センサ１１は、マスクブランクスの描画が行われる位置に相当する基板１０の上面１０ａの温度を検知する。また、上面１０ａの温度を正確に検知できるように、各温度センサ１１の上端面すなわちセンサ面は、上面１０ａに対してほぼ面一の状態で露出している。また、上面１０ａの温度を万遍なく検知できるように、各温度センサ１１は、上面１０ａの複数の箇所に分散して配置されている。

温度センサ１１の具体的な態様は特に限定されず、例えば、熱電対等であってもよい。各温度センサ１１によれば、実際に描画が行われるマスクブランクスの表面と同様の温度条件（例えば、温度分布や温度変化）を有する上面１０ａの温度を検知できる。このため、温度センサ１１の物理量変化を、後述するチャンバの内部の温度調整に有効利用できる。

回路基板１２すなわちプリント基板は、図２に示すように、第２凹部１０２の内部に、第２凹部１０２の内面１０２ａ（すなわち、底面および側面）に対して間隔を有するように配置されている。すなわち、回路基板１２は、基板１０に設けられている。回路基板１２は、基板１２１と、基板１２２の下面１２２ｂに配置された回路１２１とを有する。図３は、第１の実施形態を示す温度測定マスク１のブロック図である。図３に示すように、回路１２１は、測定回路１２１Ａと、ＭＰＵ(Micro Processing Unit)１２１Ｂと、受信回路１２１Ｃと、送信回路１２１Ｄとを含む。

測定回路１２１Ａは、図１に示される配線パターン１０６を介して各温度センサ１１に電気的に接続されている。測定回路１２１Ａは、温度センサ１１を用いて電子ビーム描画装置の内部の温度を測定する。具体的には、測定回路１２１Ａは、温度センサ１１の物理量変化を適当な電圧に変換することで温度を測定する。

ＭＰＵ１２１Ｂは、測定回路１２１Ａが測定した温度を、温度の測定データ（以下、温度データともいう）として記憶する。具体的には、ＭＰＵ１２１Ｂは、内蔵のＡ／Ｄ変換器により、測定回路１２１Ａで変換された電圧をデジタルデータすなわち温度データに変換する。また、ＭＰＵ１２１Ｂは、記憶装置の一例である内蔵メモリにより、デジタルデータを記憶する。ＭＰＵ１２１Ｂの内蔵メモリは、例えば、揮発性メモリである。

受信回路１２１Ｃは、電子ビーム描画装置の外部において、不図示の外部ＰＣ(personal computer)から温度データ送信コマンドを受信する。

送信回路１２１Ｄは、電子ビーム描画装置の外部において、温度データ送信コマンドに応じてＭＰＵ１２１Ｂの内蔵メモリから読み出した温度データを、外部ＰＣに送信する。

これら測定回路１２１Ａ、ＭＰＵ１２１Ｂ、受信回路１２１Ｃおよび送信回路１２１Ｄを含む回路１２１は、二次電池１３に充電された電力、太陽電池１４で発生した電力またはＡＣアダプタ１５から入力された電力によって動作する。太陽電池１４とＡＣアダプタ１５とは、不図示のスイッチ素子によって選択的に二次電池１３および回路１２１に接続可能であってもよい。

図１に示すように、二次電池１３は、バッテリケース１３１に収容された状態で貫通孔１０３（図２参照）の内部に配置されている。図１に示すように、二次電池１３は、配線パターン１０７を介して回路１２１および太陽電池１４と電気的に接続されている。二次電池１３は、回路１２１に電力を供給する。二次電池１３は、例えば、コイン型のリチウムイオン二次電池である。二次電池１３は、一次電池と比較して、劣化までの期間が長いので電池交換の頻度が少ない。

太陽電池１４は、図２に示すように、第２凹部１０２の内部に配置されている。太陽電池１４は、エネルギビームが照射されることで発電するものであって、例えば後述する電子ビーム描画装置の内部および外部の照明等の光源からの光、レーザ、電子ビーム等が照射されることで発電する。発電することで、太陽電池１４は二次電池１３を充電する。光源の光を受光できるように、太陽電池１４の上面１４ａすなわち受光面は、基板１０の上面１０ａとほぼ面一な状態で露出されている。太陽電池１４は、例えば、ｐｎ接合型の太陽電池である。

また、太陽電池１４は、基板１０の厚み方向Ｄにおいて重なり合うように回路基板１２と接合されている。具体的には、図２に示すように、太陽電池１４の下面１４ｂは、基板１２２の上面１２２ａと貼り合わされている。貼り合わせは、例えば、接着剤による接着であってもよい。また、太陽電池１４は、ねじ止め等の固定方法によって基板１０と着脱可能であってもよい。

以上の構成を有する第１の実施形態の温度測定マスク１によれば、一次電池と比較して電池交換の頻度が少ない二次電池１３を用いることで、電池交換にともなうパーティクルおよび測定エラーを低減できる。

もし、二次電池１３を後述する描画チャンバの内部において電磁誘導方式で充電する場合、描画チャンバの内部に充電用のコイルを追設する必要がある。これに対して、第１の実施形態の温度測定マスク１では、太陽電池１４で二次電池１３を充電できるので、後述するチャンバの内部の既存の光源を活用した充電が可能となり、コストを抑えることができる。

（温度測定方法）
次に、図１の温度測定マスク１を適用した温度測定方法について説明する。図４は、第１の実施形態を示す温度測定方法のフローチャートである。

ここで、温度測定方法を説明する前に、温度測定方法に用いる構成について説明する。図５は、第１の実施形態を示す温度測定方法に用いる電子ビーム描画装置の外部の照明２の模式図である。なお、電子ビーム描画装置は、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。照明２は、光源の一例である。図６は、第１の実施形態を示す温度測定方法に用いる電子ビーム描画装置４の平面図ある。なお、図６の実線矢印は、実際の描画を行う場合にマスクブランクスＭをロードする経路を示し、図６の破線矢印は、描画後のマスクブランクスＭをアンロードする経路を示す。図７は、第１の実施形態を示す温度測定方法に用いる電子ビーム描画装置４の内部の照明４１５の模式図である。

図５の照明２は、例えば、ＬＥＤである。照明２は、クリーンルームの照明であってもよい。

図６に示すように、電子ビーム描画装置４は、インターフェース４１と、真空ユニット４２と、Ｉ／Ｏチャンバ４３と、アライメントチャンバ４４と、マスクカバー着脱チャンバ４５（すなわち、庇チャンバ）と、描画チャンバ４６とを備える。ここで、インターフェース４１には、大気圧下においてマスクブランクスＭが配置される。真空ユニット４２は、内部が真空圧に保持される。アライメントチャンバ４４は、マスクブランクスＭの位置ずれや回転ずれを補正するアライメントを行うチャンバである。また、アライメントチャンバ４４は、恒温水等を用いてマスクブランクスＭの温度を所定温度に調整する恒温化を行うチャンバでもある。マスクカバー着脱チャンバ４５は、マスクブランクスＭを除電すなわち接地する導電性のマスクカバーＣをマスクブランクスＭに着脱させるチャンバである。描画チャンバ４６は、マスクブランクスＭへの描画を行うチャンバである。

描画チャンバ４６の上方には、電子銃、各種のアパーチャ、偏向器およびレンズを有する鏡塔４７が設けられている。インターフェース４１とＩ／Ｏチャンバ４３との間には、開閉動作によってインターフェース４１とＩ／Ｏチャンバ４３とを連通または遮断するゲートバルブ４８Ａが設けられている。Ｉ／Ｏチャンバ４３と真空ユニット４２との間には、開閉動作によってＩ／Ｏチャンバ４３と真空ユニット４２とを連通または遮断するゲートバルブ４８Ｂが設けられている。真空ユニット４２と描画チャンバ４６との間には、開閉動作によって真空ユニット４２と描画チャンバ４６とを連通または遮断するゲートバルブ４８Ｃが設けられている。

インターフェース４１は、大気用の搬送ロボット４９を有する。搬送ロボット４９は、ロボット本体４９１と、昇降ロッド４９２と、ロボットアーム４９３と、エンドエフェクタ４９４とを有する。真空ユニット４２は、真空用の搬送ロボット４１０を有する。搬送ロボット４１０は、ロボット本体４１１と、昇降ロッド４１２と、ロボットアーム４１３と、エンドエフェクタ４１４とを有する。

図７に示すように、アライメントチャンバ４４の内部には、アライメントの際にマスクブランクスＭの位置を測定するための照明４１５とカメラ４１６とが設けられている。また、描画チャンバ４６の内部にも、描画の際にマスクブランクスＭの位置を測定するための照明４１５とカメラ４１６とが設けられている。照明４１５は、例えば、ＬＥＤである。カメラ４１６は、例えば、固体撮像素子を備えたデジタルカメラである。照明４１５は、マスクブランクスＭのエッジに上方から光を照射する。カメラ４１５は、マスクブランクスＭの下方において光を受光することで、マスクブランクスＭのエッジの像を検出する。図７に示すように、第１の実施形態の温度測定方法において、照明４１５の光Ｌは、太陽電池１４の発電すなわち二次電池１３の充電に用いられる。

次に、以上の構成を用いた温度測定方法について説明する。

先ず、図４に示すように、温度測定マスク１の太陽電池１４に対して、電子ビーム描画装置の外部の照明２（図５参照）で強力な光を照射する（ステップＳ１）。照明２の光が照射されることで、太陽電池１４は発電して二次電池１３を充電する。このとき、図５に示すように、温度測定マスク１を透明ケース３内に収容した状態で照明２の光Ｌを太陽電池１４に照射する。温度測定マスク１を透明ケース３に収容することで、温度測定マスク１へのパーティクルの付着を回避できる。また、照明２としてＬＥＤを用いることで、発電に十分な量の光Ｌを太陽電池１４に供給できる。

次いで、電子ビーム描画装置４の内部の温度を測定するために、温度測定マスク１をインターフェース４１にセットする（ステップＳ２）。

次いで、ゲートバルブ４８Ａの開放後に、大気用の搬送ロボット４９は、温度測定マスク１をＩ／Ｏチャンバ４３内に搬入する（ステップＳ３）。その後、ゲートバルブ４８Ａを閉じる。なお、不図示の排気装置によってＩ／Ｏチャンバ４３内を排気して真空状態にしてもよい。

次いで、ゲートバルブ４８Ｂの開放後に、真空用の搬送ロボット４１０は、真空ユニット２２を通して温度測定マスク１をアライメントチャンバ４４内に搬入する（ステップＳ４）。この搬入の過程で、ゲートバルブ４８Ｂを閉じる。

次いで、温度測定マスク１の測定回路１２１Ａは、温度センサ１１の物理量変化に基づいて、アライメントチャンバ４４内での温度測定を行う（ステップＳ５１）。ＭＰＵ１２１Ｂは、測定回路１２１Ａの測定結果をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換で得られた温度データを内蔵メモリに記録する。このとき、アライメントチャンバ４４内の照明４１５（図７参照）は、温度測定マスク１の太陽電池１４に光を照射する（ステップＳ５２）。照明４１５の光が照射されることで、太陽電池１４は発電して二次電池１３を充電する。なお、アライメントチャンバ４４内において、温度測定マスク１の恒温化やアライメントを行ってもよい。

次いで、真空用の搬送ロボット４１０は、温度測定マスク１をマスクカバー着脱チャンバ４５内に搬入する（ステップＳ６）。

次いで、測定回路１２１Ａは、温度センサ１１を用いてマスクカバー着脱チャンバ４５内での温度測定を行い（ステップＳ７）、ＭＰＵ１２１Ｂは、測定結果に応じた温度データを内蔵メモリに記録する。このとき、温度測定マスク１にマスクカバーＣを装着してもよい。

次いで、ゲートバルブ４８Ｃの開放後に、真空用の搬送ロボット４１０は、温度測定マスク１を描画チャンバ４６に搬入する（ステップＳ８）。その後、ゲートバルブ４８Ｃを閉じる。

次いで、測定回路１２１Ａは、温度センサ１１を用いて描画チャンバ４６内での温度測定を行い（ステップＳ９１）、ＭＰＵ１２１Ｂは、測定結果に応じた温度データを内蔵メモリに記録する。このとき、描画チャンバ４６内の照明４１５は、太陽電池１４に光を照射する（ステップＳ９２）。照明４１５の光が照射されることで、太陽電池１４は発電して二次電池１３を充電する。その後は、温度測定マスク１を、描画チャンバ４６からＩ／Ｏチャンバ４３を経由してインターフェース４１に戻したうえで、電子ビーム描画装置４の外部に取り出す。

次いで、温度測定マスク１は、測定終了処理を行う（ステップＳ１０）。測定終了処理において、受信回路１２１Ｃは、外部ＰＣから温度データ要求信号を受信する。送信回路１２１Ｄは、温度データ要求信号に応じてＭＰＵ１２１Ｂの内蔵メモリから読み出された温度データを外部ＰＣに送信する。外部ＰＣは、送信回路１２１Ｄから送信された温度データを不図示の外部メモリに記録する。外部メモリは、例えば、不揮発性メモリである。

次いで、温度測定マスク１から読み出された温度データに基づいて、各チャンバ４４、４５、４６の温度調整を行う。温度調整は、外部ＰＣに接続された不図示の恒温水の温度調整装置で行ってもよい。

次に、図４に示した温度測定方法における温度測定マスク１の状態遷移について説明する。図８は、第１の実施形態を示す温度測定方法における温度測定マスク１の状態遷移図である。

太陽電池１４に電子ビーム描画装置の外部の照明２の光を照射したとき（図４のステップＳ１）、図８に示すように、温度測定マスク１は待機充電モードとなる。待機充電モードにおいて、太陽電池１４は、二次電池１３およびＭＰＵ１２１Ｂに電力１４１を供給する。

なお、温度測定マスク１は、図４のステップＳ１以外の場面においても、待機充電モードになってもよい。例えば、温度測定マスク１は、温度測定をともなわずに二次電池１３からＭＰＵ１２１Ｂおよび受信回路１２１Ｃに二次次電池１３の電力を供給する待機放電モード（図示せず）において、太陽電池１４の充電電圧が５Ｖ以上となった場合に、待機充電モードに遷移してもよい。ただし、このような待機放電モードから待機充電モードへの遷移は、太陽電池１４にエネルギビームを照射できる状況下で行う。

アライメントチャンバ４４内での温度測定（図４のステップＳ５１）と、アライメントチャンバ４４内の照明４１５による太陽電池１４への光照射（図４のステップＳ５２）とを行ったとき、図８に示すように、温度測定マスク１は測定充電モードとなる。測定充電モードにおいて、太陽電池１４は、二次電池１３、測定回路１２１Ａ、ＭＰＵ１２１Ｂおよび受信回路１２１Ｃに電力１４１を供給する。

マスクカバー着脱チャンバ４５内で温度測定を行ったとき（図４のステップＳ７）、図８に示すように、温度測定マスク１は測定放電モードとなる。測定放電モードにおいて、二次電池１３は、測定回路１２１Ａ、ＭＰＵ１２１Ｂおよび受信回路１２１Ｃに電力１３１を供給する。

なお、温度測定マスク１は、図４のステップＳ７以外の場面においても、測定放電モードになってもよい。例えば、温度測定マスク１は、測定充電モードにおいて、二次電池１３の充電が完了した場合または太陽電池１４の充電電圧が５Ｖ未満となった場合に、測定放電モードに遷移してもよい。また、温度測定マスク１は、待機放電モードにおいて、受信回路１２１Ｃが外部ＰＣから温度測定を指令する温度測定コマンドを受信した場合に、測定充電モードに遷移してもよい。

描画チャンバ４６内での温度測定（図４のステップＳ９１）と、描画チャンバ４６内の照明４１５による太陽電池１４への光照射（図４のステップＳ９２）とを行ったとき、図８に示すように、温度測定マスク１は測定充電モードとなる。

なお、温度測定マスク１は、図４のステップＳ５１、Ｓ５２、Ｓ９１、Ｓ９２以外の場面においても、測定充電モードになってもよい。例えば、温度測定マスク１は、測定放電モードにおいて、太陽電池１４の充電電圧が５Ｖ以上または充電許可となった場合に、測定充電モードに遷移してもよい。

温度測定マスク１は、描画チャンバ４６内での温度測定（図４のステップＳ９１）と太陽電池１４への光照射（図４のステップＳ９２）との後に、電子ビーム描画装置４の外部における測定終了処理（ステップＳ１０）に遷移する。測定終了処理は、既述したように、温度データ送信コマンドの受信をトリガとして行ってもよく、または、二次電圧１３の電圧低下をトリガとして行ってもよい。

第１の実施形態の温度測定方法によれば、パーティクルおよび測定エラーの発生を低減しつつ、既存の照明４１５を用いてチャンバ４４、４５、４６内で太陽電池１４を発電させて二次電池１３を充電できる。また、電子ビーム描画装置４の外部の照明２によって太陽電池１４に強力な光を照射できるので、太陽電池１４の単位面積あたりの発電量を多くすることができる。単位面積あたりの発電力が多いので、太陽電池１４の面積を低減できる。これにより、太陽電池１４が温度測定マスク１に与える熱的な影響を低減できるので、正確な温度調整が可能な温度データを得ることができる。

（第１の変形例）
次に、第１の実施形態の第１の変形例として、太陽電池１４を基板１０と熱的に分離した温度測定マスク１の例について説明する。なお、第１の変形例の説明において、図１〜図７に対応する構成については同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図９は、第１の実施形態の第１の変形例を示す温度測定マスク１の断面図である。

図９に示すように、第１の変形例において、太陽電池１４は、基板１０の厚み方向Ｄにおいて重なり合うように回路基板１２と接合され、かつ、基板１０と熱的に分離されている。具体的には、図９に示すように、太陽電池１４の下面１４ｂと第２凹部１０２の底面との間には、断熱材１６が配置されている。なお、太陽電池１４の上面１４ａの端縁は、押さえ板１７で押さえられており、この押さえ板１７は、ねじ１８によって基板１０に固定されている。ねじ１８は、基板１０の上面１０ａから突出しないように、第２凹部１０２の内部に配置されている。

第１の変形例の温度測定マスク１では、回路基板１２が太陽電池１４に接合されていることで、回路基板１２の熱が基板１０側でなく太陽電池１４側に伝達する。また、太陽電池１４が基板１０と熱的に分離されていることで、回路基板１２から太陽電池１４に伝達された熱が基板１０に伝達することを抑制できる。これにより、基板１０が回路基板１２の熱の影響を受け難くなるので、温度センサ１１を用いた測定回路１２１Ａによる温度測定を、よりマスクブランクスＭに近い温度条件の下で行うことが可能となる。これにより、更に正確な温度調整が可能な温度データを得ることができる。

（第２の変形例）
次に、第１の実施形態の第２の変形例として、基板１０に対する太陽電池１４の位置を上下で反転させた温度測定マスク１の例について説明する。なお、第２の変形例の説明において、図１〜図７に対応する構成については同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図１０は、第１の実施形態の第２の変形例を示す温度測定マスク１の断面図である。

図１０に示すように、第２の変形例において、太陽電池１４は、基板１０の下面１０ｂに配置されている。第２の変形例においては、太陽電池１４の下面１４ｂが受光面である。また、回路基板１２は、太陽電池１４の上面１４ａに接合されている。

第２の変形例の温度測定マスク１によれば、温度センサ１１が配置された上面１０ａと反対側の下面１０ｂに太陽電池１４を配置することで、温度センサ１１の測定環境を、マスク基板により近い状態にすることができる。したがって、第２の変形例の温度測定マスク１によれば、より正確な温度調整が可能な温度データを得ることができる。

（第３の変形例）
次に、第１の実施形態の第３の変形例として、太陽電池１４を貫通孔に配置した温度測定マスク１の例について説明する。なお、第３の変形例の説明において、図１〜図７に対応する構成については同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図１１は、第１の実施形態の第３の変形例を示す温度測定マスク１の断面図である。

図１１に示すように、第３の変形例の基板１０は、図１の第２凹部１０２の代わりに、基板１０を厚み方向Ｄに貫通する貫通孔１０４を有する。太陽電池１４と回路基板１２とは、貫通孔１０４の内部に配置されている。貫通孔１０４の下端には、貫通孔１０４の開口を遮蔽するように補強板１０５が配置されている。補強板１０５は、例えば、金属板である。補強板１０５は、ねじ止め等の固定方法で基板１０に固定されていてもよい。

第３の変形例の温度測定マスク１によれば、回路基板１２の厚みが厚くなった場合でも、回路基板１２を温度測定マスク１に無理なく配置できる。また、基板１０の機械強度を補強板１０５で補強できる。

（第４の変形例）
次に、第１の実施形態の第４の変形例として、太陽電池１４と回路基板１２とを接合しない温度測定マスク１の例について説明する。なお、第４の変形例の説明において、図１〜図７に対応する構成については同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図１２は、第１の実施形態の第４の変形例を示す温度測定マスクの断面図である。

図１２に示すように、第４の変形例において、基板１０は、第３の変形例と同様に貫通孔１０４を有する。また、第４の変形例において、回路基板１２は、貫通孔１０４の内部の上端に配置されている。また、太陽電池１４は、貫通孔１０４の内部の下端に、回路基板１２に対向するように配置されている。回路基板１２は、ねじ止め等の固定方法で基板１０に固定されていてもよい。

第４の変形例の温度測定マスク１によれば、貫通孔１０４の両端を回路基板１２および太陽電池１４で補強できる。これにより、補強板１０５を備えた第３の変形例よりも回路基板１２の厚みを増やすことができるので、設計の自由度を向上できる。

（第５の変形例）
次に、第１の実施形態の第５の変形例として、図６と異なる電子ビーム描画装置４を用いた温度測定方法の例について説明する。なお、第５の変形例の説明において、図１〜図７に対応する構成については同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図１３は、第１の実施形態の第５の変形例を示す温度測定方法に用いる電子ビーム描画装置４の平面図である。

図１３に示すように、第５の変形例の電子ビーム描画装置４は、図６の電子ビーム描画装置４に対して、チャンバの構成が異なる。具体的には、第５の変形例の電子ビーム描画装置４は、図６のアライメントチャンバ４４およびマスクカバー着脱チャンバ４５の代わりに、両チャンバ４４、４５の機能を統合したアライメント／カバー着脱チャンバ４１７を備える。また、第５の変形例の電子ビーム描画装置４は、恒温化専用の恒温化チャンバ４１８を備える。

第５の変形例の電子ビーム描画装置４を適用した温度測定では、図４におけるアライメントチャンバ４４およびマスクカバー着脱チャンバ４５に対する処理（ステップＳ４〜ステップＳ７）の代わりに、アライメント／カバー着脱チャンバ４１７への同様の処理を行う。具体的には、温度測定マスク１をアライメント／カバー着脱チャンバ４１７内に搬入した後に、アライメント／カバー着脱チャンバ４１７内において、温度センサ１１を用いた測定回路１２１Ａによる温度測定と、太陽電池１４への光照射による二次電池１３の充電とを行う。また、第５の変形例では、アライメント／カバー着脱チャンバ４１７内への搬入前に、温度測定マスク１を恒温化チャンバ４１８に搬入する。そして、恒温化チャンバ４１８内において、測定回路１２１Ａによる温度測定を行う。

第５の変形例の温度測定方法によれば、図１〜図７の構成と同様に、電子ビーム描画装置４内において二次電池１３を充電しながら温度を測定することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態として、２つの光電池を備えた温度測定マスクの実施形態について説明する。なお、第２の実施形態の説明において、第１の実施形態に対応する構成については同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図１４は、第２の実施形態を示す温度測定マスク１の平面図である。図１５は、第２の実施形態を示す温度測定マスクの断面図すなわち図１４のＸＶ−ＸＶ断面図である。

図１４に示すように、第２の実施形態の温度測定マスク１は、第１の太陽電池１４に加えて、光電池の一例である第２の太陽電池１４０を備える。また、図１５に示すように、第２の実施形態の温度測定マスク１は、第２の太陽電池１４０をシールドするシールド部１４１を備える。

図１５に示すように、第２の太陽電池１４０は、上面１０ａに形成された凹部１００の内部に、凹部１００の内面１００ａに対して所定の間隔を有するように配置されている。第２の太陽電池１４０は、ねじ止め等の固定方法によって基板１０に着脱可能であってもよい。

また、図１４に示すように、第２の太陽電池１４０は、配線パターン１０８を介して回路１２１および二次電池１３と電気的に接続されている。第２の太陽電池１４０は、電子ビーム描画装置４のＥＯＳ(Electron Optics System)から電子ビーム（すなわち、エネルギビーム）が照射されることで発電して二次電池１３を充電する。

電子ビームの照射によって第２の太陽電池１４０に発生した熱が基板１０の温度に大きく影響しないように、第２の太陽電池１４０の面積は、第１の太陽電池１４の面積よりも小さい。第２の太陽電池１４０の面積は、少なくとも１本の電子ビームを受光できる面積であってもよい。

また、図１４に示すように、第２の太陽電池１４０のグランド１４０ａは、配線パターン１０９を介してマスクカバーＣとの接点１１０に電気的に接続されている。

図１５に示すように、シールド部１４１は、凹部１００の内面すなわち底面１００ａおよび側面１００ｂを被覆する。シールド部１４１は、金属膜であってもよい。

第２の実施形態の温度測定においては、第１の太陽電池１４による二次電池１３の充電に加えて、第２の太陽電池１４０による二次電池１３の充電を行う。具体的には、描画チャンバ４６内の温度測定の際に、第２の太陽電池１４０に電子ビームを照射することで、第２の太陽電池１４０を発電させて二次電池１３を充電する。

また、第２の実施形態の温度測定では、描画チャンバ４６内での温度測定に先立ち、マスクカバー着脱チャンバ４５内において温度測定マスク１にマスクカバーＣを装着する。マスクカバーＣを装着することで、第２の太陽電池１４０のグランド１４０ａ（図１４参照）をマスクカバーＣのグランドに接続する。

第２の実施形態によれば、第１の太陽電池１４および第２の太陽電池１４０を用いることで、電池交換にともなうパーティクルおよび測定エラーを低減できる。また、強力な電子ビームによって二次電池１３を効率的に充電することができる。その一方で、シールド部１４１で第２の太陽電池１４０をシールドし、かつ、第２の太陽電池１４０のグランド１４０ａをマスクカバーＣのグランドに接続することで、強力な電子ビームによる第２の太陽電池１４０のチャージアップを低減できる。チャージアップを低減することで、より正確な温度調整が可能な温度データを得ることができる。

なお、電子ビームの照射による第２の太陽電池１４０の劣化を低減するため、第２の太陽電池１４０のｐ層を厚くしてもよい。また、第２の太陽電池１４０は、第１の実施形態の各変形例の温度測定マスク１と適宜組み合わせてもよい。

また、温度調整をリアルタイムに行うことができるように、回路１２１は、電子ビーム描画装置に設けられた受信器に温度データを送信する送信器を含んでもよい。この場合、温度調整は、受信器に接続された恒温水の温度調整装置で行ってもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１温度測定マスク
１０基板
１１温度センサ
１２回路基板
１２１Ａ測定回路
１２１ＢＭＰＵ
１３二次電池
１４第１の太陽電池

Claims

基板と、
前記基板に設けられ、荷電粒子ビーム描画装置の内部の温度を検知可能な温度センサと、
前記基板に設けられ、前記温度センサを用いて前記温度を測定する測定回路と、測定された前記温度の測定データを記憶する記憶装置を有する回路基板と、
前記基板に設けられ、前記回路に電力を供給する二次電池と、
前記基板に設けられ、エネルギビームが照射されることで電力を発生させ前記二次電池を充電する光電池と、を備え、
前記光電池は、前記基板の厚み方向において重なり合うように前記回路基板と接合され、かつ、前記基板と熱的に分離されている温度測定マスク。
前記エネルギビームは、前記荷電粒子ビーム描画装置において照射される荷電粒子ビームであり、
さらに前記光電池をシールドするシールド部を備える請求項１に記載の温度測定マスク。
温度センサと、回路を有する回路基板と、二次電池と、光電池とが設けられた基板を有し、前記光電池は、前記基板の厚み方向において重なり合うように前記回路基板と接合され、かつ、前記基板と熱的に分離されている温度測定マスクを荷電粒子ビーム描画装置に搬入し、
前記光電池にエネルギビームを照射し電力を発生させて前記二次電池を充電し、
前記温度センサにより前記荷電粒子ビーム描画装置内の温度を検知して温度データ信号を出力し、
前記回路を前記二次電池の電力により動作させて前記温度データ信号を受信する温度測定方法。
前記エネルギビームは、前記荷電粒子ビーム描画装置において照射される荷電粒子ビームであり、
前記光電池はシールドされる請求項３に記載の温度測定方法。