(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-21
(45)【発行日】2022-10-31
(54)【発明の名称】真空装置
(51)【国際特許分類】
H01J 37/18 20060101AFI20221024BHJP
F04B 37/16 20060101ALI20221024BHJP
F04B 39/06 20060101ALI20221024BHJP
F04B 39/12 20060101ALI20221024BHJP
H01L 21/027 20060101ALI20221024BHJP
H01J 37/305 20060101ALI20221024BHJP
【ＦＩ】
H01J37/18
F04B37/16 Z
F04B39/06 D
F04B39/12 101Z
H01L21/30 541G
H01J37/305 B
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2018107009
(22)【出願日】2018-06-04
(65)【公開番号】P2019212465
(43)【公開日】2019-12-12
【審査請求日】2021-01-18
(73)【特許権者】
【識別番号】504162958
【氏名又は名称】株式会社ニューフレアテクノロジー
(74)【代理人】
【識別番号】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊
(74)【代理人】
【識別番号】100103034
【弁理士】
【氏名又は名称】野河 信久
(74)【代理人】
【識別番号】100075672
【弁理士】
【氏名又は名称】峰 隆司
(74)【代理人】
【識別番号】100153051
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100179062
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 正
(74)【代理人】
【識別番号】100189913
【氏名又は名称】鵜飼 健
(72)【発明者】
【氏名】出野 恵太
(72)【発明者】
【氏名】西山 哲朗
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 博保
【審査官】藤本 加代子
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－１４２１９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１１０３４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１９１４９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０３４７４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１２９６８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１５２２７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０３７２７０２６（ＵＳ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００７／０１１５４４４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｊ ３７／１８
Ｈ０１Ｊ ３７／１６
Ｈ０１Ｊ ３７／３０５
Ｈ０１Ｌ ２１／０２７
Ｈ０１Ｌ ２１／３０
Ｈ０１Ｌ ２１／４６
Ｆ０４Ｂ ３９／００－１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
気密に構成された真空チャンバーと、前記真空チャンバー内を排気する真空ポンプと、
前記真空チャンバーと前記真空ポンプとの間に配置し、表面に輻射エネルギーを吸収する皮膜が形成され、前記真空ポンプが放出した輻射エネルギーを前記皮膜が形成される内側の面で数回の反射を行いながら、前記輻射エネルギーのエネルギー量を吸収しつつ、前記真空チャンバーにエネルギー量が減少した輻射エネルギーを放出するブラケットと、を備え
前記ブラケットは、前記真空ポンプと対向する内部の面に形成される凹部を有し、
前記凹部により、前記真空ポンプから放出された前記輻射エネルギーを拡散する方向に反射し、前記輻射エネルギーの前記反射の回数を増加させると共に、前記輻射エネルギーの一部を前記ブラケット内に留める、真空装置。
【請求項2】
前記凹部は、内部形状が矩形形状、球曲面形状又は、多角錐形状のいずれかである、請求項１に記載の真空装置。
【請求項3】
前記ブラケットは、少なくとも１つの外表面に形成される放熱フィンを備える、請求項１または２に記載の真空装置。
【請求項4】
前記真空チャンバーと前記ブラケットとの間に配置され、前記輻射エネルギーにより前記ブラケットに生じる輻射熱を前記真空チャンバーに伝熱しないように断熱する断熱部材を備える、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の真空装置。
【請求項5】
前記断熱部材は、ステンレス合金、チタン、チタン合金、石英ガラス、セラミックス部材、ポリエーテルエーテルケトン樹脂及び、ポリイミド樹脂を含む材料により形成され、前記断熱部材の材料が絶縁性を有していた場合には、前記輻射エネルギーが照射される面上に導電体膜が形成される、請求項４に記載の真空装置。
【請求項6】
前記ブラケットに接する前記真空チャンバーの内部に、冷却用媒体を環流するために形成される流路と、前記流路に冷却用媒体を環流させる冷却部と、
を備える、請求項１に記載の真空装置。
【請求項7】
前記断熱部材に接する、前記ブラケットの内部に、冷却用媒体を環流するために形成される流路と、前記流路に冷却用媒体を環流させる冷却部と、
を備える、請求項４に記載の真空装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、真空ポンプが発生する輻射エネルギーによる影響を低減する真空装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、真空チャンバー内を真空ポンプで排気して、真空下で種々の処置を行う真空装置が知られている。真空ポンプの中で、ターボ分子ポンプ(Turbo-Molecular Pump : TMP)は、小型で軽量であり、到達真空度が高いため、広く利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００７－３１１６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前述したターボ分子ポンプにおいて、上部の吸気口は構造上、冷却機構が設けられず、高速回転するタービン翼を有するロータ等から輻射エネルギーが放出されている。輻射エネルギーは、ターボ分子ポンプを取り付けている真空チャンバー側に輻射熱として伝わり、真空チャンバー内に配置される、処理対象物又は、ステージ等の構成物の温度を上昇させている。
【0005】
この問題を解決する技術として、例えば、特許文献１には、真空チャンバー内でターボ分子ポンプの給気口の正面に輻射率の低い円盤形状のシールドを配置し、そのシールドの周囲を囲むように輻射率の高いシールドが設けられている。輻射率の高いシールドは、輻射率の低いシールドで反射された輻射エネルギーを吸収し、発生する輻射熱を冷媒により冷却することで輻射熱を回収している。
【0006】
この特許文献１においては、ターボ分子ポンプの吸気口の正面に配置する低輻射率のシールドは、吸気口に対して近距離に配置すると、効率的に輻射エネルギーを反射するが、コンダクタンスが劣化し、所望する真空度まで到達しなかったり，排気時間が長くなったりする問題が発生する。反対に、コンダクタンスの低下を懸念して吸気口から低輻射率のシールドを遠距離に配置すると輻射エネルギーを反射する能力が低下し、且つ真空チャンバー内に張り出す距離が長くなる。また、処理室である真空チャンバー内に冷却機構を備える輻射率の高いシールドを配置するため、真空チャンバーの大型化に繋がっている。さらに、処理室である真空チャンバー内に構造物が増えるため、反応生成物の付着面積が増加し、パーティクル及びプロセス環境を汚染するクロスコンタミネーションの発生原因を増大させることが懸念される。
【0007】
そこで本発明は、真空ポンプによる輻射エネルギーを吸収し、且つ真空チャンバーの大型化を防止し、装置コストの増加を抑制する真空装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明に従う実施形態の真空装置は、気密に構成された真空チャンバーと、前記真空チャンバー内を排気する真空ポンプと、前記真空チャンバーと前記真空ポンプとの間に配置し、表面に輻射エネルギーを吸収する皮膜が形成され、前記真空ポンプが放出した輻射エネルギーを前記皮膜が形成される前記内側の面で数回の反射を行いながら、前記輻射エネルギーのエネルギー量を吸収しつつ、前記真空チャンバーにエネルギー量が減少した輻射エネルギーを放出するブラケットと、を備える。前記ブラケットは、前記真空ポンプと対向する内部の面に形成される凹部を有する。前記凹部により、前記真空ポンプから放出された前記輻射エネルギーを拡散する方向に反射し、前記輻射エネルギーの前記反射の回数を増加させると共に、前記輻射エネルギーの一部を前記ブラケット内に留める。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、真空ポンプによる輻射エネルギーを吸収し、且つ真空チャンバーの大型化を防止し、装置コストの増加を抑制する真空装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明の一態様の真空装置は、真空ポンプと真空チャンバーの間に、真空ポンプが発生する輻射エネルギーを吸収するブラケットを備える。ブラケットは、熱伝導率の高い材料により形成される。さらにブラケットは、少なくとも内側の表面、好ましくは内側及び外側を含む全表面に、輻射率が高く導電性を有する皮膜が形成される。ブラケットは、真空ポンプから発生した輻射エネルギー（Radiant Energy）を内側の面で数回の反射を行いながら皮膜（被膜）により吸収し、輻射エネルギーにより生じる輻射熱を外部に放熱する。真空ポンプからの輻射エネルギーは、複数回の反射の度にブラケットに吸収されてエネルギー量が減少された後、真空チャンバー内に到達する。真空チャンバー内に設けられた構成物や処理対象物の温度上昇が抑制される。
本発明の一態様の真空装置は、真空ポンプと真空チャンバーの間に、真空ポンプが発生する輻射エネルギーを吸収するブラケットを備える。ブラケットは、熱伝導率の高い材料により形成される。さらにブラケットは、少なくとも内側の表面、好ましくは内側及び外側を含む全表面に、輻射率が高く導電性を有する皮膜が形成される。ブラケットは、真空ポンプから発生した輻射エネルギー（Radiant Energy）を内側の面で数回の反射を行いながら皮膜（被膜）により吸収し、輻射エネルギーにより生じる輻射熱を外部に放熱する。真空ポンプからの輻射エネルギーは、複数回の反射の度にブラケットに吸収されてエネルギー量が減少された後、真空チャンバー内に到達する。真空チャンバー内に設けられた構成物や処理対象物の温度上昇が抑制される。
【0012】
図１は、真空ポンプを搭載する真空装置の概念的な構成を示す図、図２は、真空チャンバーを上から見た真空ポンプの配置例を示す図である。一態様において、真空装置は、真空ポンプとしてターボ分子ポンプ（Turbo-Molecular Pump : TMP）を搭載し、電子ビームをマスク部材に照射して回路パターン等を描画する電子ビーム描画装置（以下、描画装置と称する）に適用した例について説明する。勿論、真空装置は、電子ビーム描画装置に限定されるものではなく、真空チャンバーを用いる成膜装置やエッチング装置等の真空装置に適用することができる。また、真空ポンプにおいても、ターボ分子ポンプは、一例であって、駆動により輻射熱を発生させるメカニカルポンプ等に対しても同様に適用することは可能である。マスク部材は、例えば、ガラス基板を基材とし、表面に遮光材料が形成されたフォトマスク用基板である。
【0013】
この電子ビーム描画装置１は、装置本体となる真空チャンバーである描画室２と、描画室２上に立設される鏡筒３を備える。他にも図示していないが、制御部や電源等を備えている。描画室２は、例えば、アルミニウム合金やステンレス合金等の金属部材による中空な箱状を成し、真空維持が可能なように気密に構成される。描画室２の側面には、マスク部材１５を出し入れするための開口部２ｂが形成され、その開口部２ｂを気密に覆うゲート７が開閉可能に設けられている。
【0014】
描画室２内には、マスク部材１５を上面に載置する試料ステージ１３が設けられている。試料ステージ１３は、下部にステージ駆動機構１４を設けられており、平面方向（ＸＹ方向）に移動可能である。ステージ駆動機構１４は、マスク部材１５に任意のパターンを描画する際に、試料ステージ１３を移動する。尚、ステージ駆動機構１４は、高さ方向（Ｚ方向）の調整機構を備えてもよい。マスク部材１５は、ゲートが開いた際に、外部から搬入されて、試料ステージ１３に配置される。
【0015】
鏡筒３内には、照明レンズ、アパーチャ、投影レンズ、偏光器及び対物レンズ等で構成される光学系１２が搭載されている。この光学系１２は、電子銃１１から出射された電子ビームを成形及び偏向し、走査するようにマスク部材１５に照射する。この電子ビームの照射と共に、試料ステージ１３の移動を伴って、マスク部材１５に所望するパターンを描画する。
【0016】
描画装置１の描画室２の側面には、排気用開口部２ａが形成される。この排気用開口部２ａを塞ぐように、箱形状のブラケット４が気密に取り付けられている。ブラケット４は、熱伝導率の高い材料により形成され、例えば、アルミニウム合金や銅合金等の金属部材による中空な箱状に形成される。尚、アルミニウム合金や銅合金は、剛性や強度を考慮したものであり、設計値を満たすのであれば、アルミニウムや銅をブラケット４の材料として用いてもよい。
【0017】
このブラケット４は、底面にポンプ用開口が形成され、真空ポンプとしてターボ分子ポンプ５が取り付けられている。ターボ分子ポンプ５は、吸気口５ａの周囲に図示しない吸気口フランジを有しており、ブラケット４に図示しないシール部材を介在させて、ボルト締めにより気密に取り付けられている。ブラケット４は、少なくとも内部の表面、好ましくは、内部及び外部の全表面に、後述する輻射率の高い皮膜を形成する。
【0018】
さらに、ターボ分子ポンプ５の背圧及び、描画室２を大気圧から低真空度まで排気するドライポンプ８を備えている。また、描画室２の排気ラインに切替バルブ９ａ、及びターボ分子ポンプ５の背圧の排気ラインに切替バルブ９ｂがそれぞれ設けられている。これらの切替バルブ９ａ，９ｂを切り替えて、いずれか一方の排気ラインを排気する。
ターボ分子ポンプ５は、公知な構造であり、ポンプ上部にタービン翼を有するロータ６が配置され、ポンプ下部には、ロータ軸受け部が配置されている。ポンプ下部は、水冷の冷却機構が設けられている。
ターボ分子ポンプ５は、公知な構造であり、ポンプ上部にタービン翼を有するロータ６が配置され、ポンプ下部には、ロータ軸受け部が配置されている。ポンプ下部は、水冷の冷却機構が設けられている。
【0019】
次に、参考例として、図３を参照して後述する輻射率の高い皮膜を形成していないブラケット４における、輻射エネルギーの流れについて説明する。
図３に示すように、高速回転するロータ６等から発生した輻射エネルギーＲＥ１がターボ分子ポンプ５の上部の吸気口５ａからブラケット４の内部上面４ｂに放射される。輻射エネルギーＲＥ１は、ブラケット４の内部上面４ｂ、下部内面４ａ及び描画室２の排気用開口部２ａの順にジグザグ又は波状的に振幅するように反射して進行し、描画室２内に到達する。この時、ブラケット４の内面の輻射率が低かった場合には、輻射エネルギーＲＥ１は、入射した内面にはあまり吸収されず、エネルギー量が減衰せずに、描画室２内の試料ステージ１３やマスク部材１５に照射される。従って、図２に示す試料ステージ１３に載置されるマスク部材１５においては、ターボ分子ポンプ５の上部の吸気口５ａに近いほど、輻射熱の影響を受けることとなる。
図３に示すように、高速回転するロータ６等から発生した輻射エネルギーＲＥ１がターボ分子ポンプ５の上部の吸気口５ａからブラケット４の内部上面４ｂに放射される。輻射エネルギーＲＥ１は、ブラケット４の内部上面４ｂ、下部内面４ａ及び描画室２の排気用開口部２ａの順にジグザグ又は波状的に振幅するように反射して進行し、描画室２内に到達する。この時、ブラケット４の内面の輻射率が低かった場合には、輻射エネルギーＲＥ１は、入射した内面にはあまり吸収されず、エネルギー量が減衰せずに、描画室２内の試料ステージ１３やマスク部材１５に照射される。従って、図２に示す試料ステージ１３に載置されるマスク部材１５においては、ターボ分子ポンプ５の上部の吸気口５ａに近いほど、輻射熱の影響を受けることとなる。
【0020】
［第１の実施形態］
次に、本発明の第１の実施形態に係る電子ビーム描画装置について説明する。この第１の実施形態においては、前述した一態様の真空装置である電子ビーム描画装置におけるブラケットの構成が異なっている。本実施形態の構成部位と一態様の構成部位と同等のものには、同じ参照符号を付してその詳細な説明は省略する。図４は、真空チャンバー（描画室）に取り付けられる輻射エネルギーを吸収するブラケット及び真空ポンプの配置例を示す図である。
次に、本発明の第１の実施形態に係る電子ビーム描画装置について説明する。この第１の実施形態においては、前述した一態様の真空装置である電子ビーム描画装置におけるブラケットの構成が異なっている。本実施形態の構成部位と一態様の構成部位と同等のものには、同じ参照符号を付してその詳細な説明は省略する。図４は、真空チャンバー（描画室）に取り付けられる輻射エネルギーを吸収するブラケット及び真空ポンプの配置例を示す図である。
【0021】
本実施形態は、ブラケット４に対して、熱伝導率の高い金属材料で形成し、さらに、全表面に成膜処理を施して、表面に輻射率が高く導電性を有する皮膜２０を形成する。ブラケット４を形成する金属材料としては、熱伝導率が高いアルミニウム合金や銅合金が好適する。但し、ブラケット４は、ターボ分子ポンプ５の排気によりかかる真空圧に耐える剛性又は強度が必要である。これらの剛性又は強度は、筐体の厚みの調整、リブによる構造の補強等で対応することが可能である。
【0022】
ブラケット４は、少なくとも内部の表面、好ましくは、内部及び外部の全表面に、後述する輻射率の高い皮膜２０を形成する。この輻射率の高い皮膜２０として、例えば、黒色酸化クローム皮膜又は、黒クロム（黒色クロム）からなる皮膜がある。成膜方法としては、電解メッキ処理、黒色酸化クローム処理、無電解メッキ、低温クロムメッキ処理、スプレー塗布処理及び、蒸着処理等を用いることができる。
【0023】
また、ブラケット４上に、アルマイト処理によりアルマイト皮膜を形成してもよい。尚、アルマイト皮膜は、酸化被膜であり絶縁性を有しているため、アルマイト皮膜が帯電する場合がある。よって、電子ビーム（荷電粒子線）を使用する真空装置、例えば、電子ビーム描画装置には、アルマイト皮膜を利用することは適切ではない。しかし、他の電子ビームを使用しない真空装置、例えば、スパッタリング装置等には利用することが可能である。
【0024】
次に、図４を参照して、第１の実施形態の電子ビーム描画装置における輻射エネルギーの吸収について説明する。図４に示すターボ分子ポンプ５のロータ６等が発生させる輻射エネルギーは、上半球の方向に放射される。輻射エネルギーＲＥ２を一例として説明する。ロータ６等から放射された輻射エネルギーＲＥ２は、吸気口５ａから対向する位置にあるブラケット４の上方の内面に入射し、ここで下方に向かうように反射する。この入射時に、輻射エネルギーＲＥ２は、皮膜２０ｂの輻射率に従うエネルギー量が吸収されて、輻射エネルギーＲＥ２のエネルギー量が減少する。
【0025】
次に、反射した輻射エネルギーＲＥ２は、ブラケット４の下方の皮膜２０ａに入射し、さらに、上方に向かうように反射する。この入射の際においても、皮膜２０ａにエネルギー量が吸収されて、輻射エネルギーＲＥ２のエネルギー量が減少する。このように、大半の輻射エネルギーＲＥ２は、ブラケット４の内面で複数回の反射を行って、エネルギー量を減少させた後、真空チャンバーである描画室２内に入射される。即ち、エネルギー量を減少させた輻射エネルギーＲＥ２が描画室２内で輻射熱に変わる。
【0026】
また、ブラケット４は、内面で吸収した輻射エネルギーＲＥ２を輻射熱として、ブラケット４の外表面に伝熱する。ブラケット４の外表面の熱は、外気により放熱される。例えば、電子ビーム描画装置の外装パネルに冷却ファンを設けて、外気を取り入れて、ブラケット４の熱を排気と共に、外部に放出してもよい。また、電子ビーム描画装置等の真空装置は、半導体製造ラインのクリーンルームに設置する場合がある。クリーンルームは、温度管理され、パーティクルを床下に排除するためにダウンフローが行われている環境である。従って、電子ビーム描画装置の外装パネルの一部を外す、又は外装パネルに開口部を空けて、ブラケット４を通り抜ける冷却用の空気の流れを作り出してもよい。ダウンフローを利用すれば、ブラケット４の外表面全体で放熱するため、冷媒による冷却装置を必要とせず、実質的な設置床面積の増大、消費電力の増大、及び装置コストの増加を防止できる。
【0027】
以上のように本実施形態によれば、ターボ分子ポンプ５が発生させた輻射エネルギーの輻射熱による描画室２の室内温度の上昇が抑制されて、マスク部材１５及び試料ステージ１３への輻射熱による悪影響が低減される。マスク部材１５においては、描画室２の室温の分布差が小さくなることから、試料ステージ１３に載置されたマスク部材１５の温度分布差も小さくなり、マスク部材における描画位置精度が向上する。
また、ブラケット４の表面に形成された皮膜に導電性を持たせることにより、帯電を防止することができる。よって、電子ビームを使用する真空装置に対する適用条件を満たすことができる。
また、ブラケット４の表面に形成された皮膜に導電性を持たせることにより、帯電を防止することができる。よって、電子ビームを使用する真空装置に対する適用条件を満たすことができる。
【0028】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係る電子ビーム描画装置について説明する。この第２の実施形態においては、前述した一態様の真空装置である電子ビーム描画装置におけるブラケットの構成が異なっている。本実施形態の構成物と一態様の構成物と同等のものには、同じ参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。図５は、本実施形態に係る描画室に取り付けられる輻射エネルギーの反射回数を増やして、輻射エネルギーを吸収するブラケット及びターボ分子ポンプの配置例を示している。
次に、第２の実施形態に係る電子ビーム描画装置について説明する。この第２の実施形態においては、前述した一態様の真空装置である電子ビーム描画装置におけるブラケットの構成が異なっている。本実施形態の構成物と一態様の構成物と同等のものには、同じ参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。図５は、本実施形態に係る描画室に取り付けられる輻射エネルギーの反射回数を増やして、輻射エネルギーを吸収するブラケット及びターボ分子ポンプの配置例を示している。
【0029】
本実施形態は、前述した第１の実施形態と同様に、ブラケットの少なくとも内側の面、好ましくは内側及び外側のそれぞれの面に、輻射率の高い皮膜を形成する。ブラケット２１は、真空ポンプであるターボ分子ポンプ５の吸気口と対向する内面において、複数の面を有する凹部２２を形成する。この凹部２２は、ターボ分子ポンプ５が放射する輻射エネルギーのブラケット２１内における反射の回数を多くすることで、輻射エネルギーのエネルギー量を減少させた後、真空チャンバーである描画室２内へ放射する。
【0030】
図５に示す例では、凹部２２は、面取りを有する矩形に形成される。勿論、凹部２２の形状は、矩形形状に限定されるものではなく、例えば、円筒形状、円錐台形状、円錐形状、多面の角錐体形状等の種々の形状であってもよい。また、凹部の上側の角は、面取りしても良いし、丸めてもよい。
【0031】
次に、電子ビーム描画装置における輻射エネルギーの吸収について説明する。図５に示すターボ分子ポンプ５のロータ６等が発生させる輻射エネルギーは、第１の実施形態と同様に、上半球の方向に放射される。ここでは、輻射エネルギーＲＥ３，ＲＥ４の２つの輻射エネルギーの経路について説明する。
【0032】
吸気口５ａから放射された輻射エネルギーＲＥ３は、凹部２２の側面に入射し、凹部２２の上面へ反射する。この時、前述したように、輻射エネルギーＲＥ３は、皮膜２０ｆの輻射率に従うエネルギー量が吸収されて、輻射エネルギーＲＥ３のエネルギー量が減少する。以降、輻射エネルギーＲＥ３は、凹部２２の上面及び側面で反射して、ターボ分子ポンプ５の吸気口５ａに向かって出射する。これらの入射の都度に、エネルギー量が吸収されて、エネルギー量が減少した輻射エネルギーＲＥ３が描画室２内に放射する。
【0033】
また、輻射エネルギーＲＥ４は、ブラケット２１の側面に入射し、凹部２２の上面へ反射する。さらに、凹部２２の上面からブラケット２１の下方の皮膜２０ａに入射し、ここで、上方に向かうように反射する。ここでは、輻射エネルギーＲＥ４は、皮膜２０に３回にわたり入射するため、その都度、皮膜２０にエネルギー量が吸収されて、輻射エネルギーＲＥ４のエネルギー量が減少する。エネルギー量を減少させた輻射エネルギーＲＥ４が描画室２内で輻射熱に変わる。
【0034】
ブラケット２１は、内面で吸収した輻射エネルギーＲＥ３，ＲＥ４を輻射熱としてブラケット２１の外表面に伝熱する。ブラケット２１の外表面の熱は、第１の実施形態と同様に、外気により放熱される。
以上のように、本実施形態にすれば、前述した第１の実施形態における作用効果に加えて、ターボ分子ポンプ５の吸気口と対向する面に凹部を設けることにより、吸気口５ａから放射された輻射エネルギーが凹部２２の中で多様な方向に反射する。このため、輻射エネルギーの一部は、描画室２に向かわずに、ブラケット２１内に留まる輻射エネルギーが存在する。よって、より描画室２に向かう輻射エネルギーのエネルギー量を減少させることができ、輻射熱の発生量も減少させることができる。
以上のように、本実施形態にすれば、前述した第１の実施形態における作用効果に加えて、ターボ分子ポンプ５の吸気口と対向する面に凹部を設けることにより、吸気口５ａから放射された輻射エネルギーが凹部２２の中で多様な方向に反射する。このため、輻射エネルギーの一部は、描画室２に向かわずに、ブラケット２１内に留まる輻射エネルギーが存在する。よって、より描画室２に向かう輻射エネルギーのエネルギー量を減少させることができ、輻射熱の発生量も減少させることができる。
【0035】
［第２の実施形態の第１の変形例］
次に、第２の実施形態の第１の変形例について説明する。
図６は、第１の変形例のブラケット３１の概念的な構成を示す断面図である。前述した第２の実施形態がブラケット２１の上部が平坦な上面に凹部を形成する構成であった。これに対して、本変形例は、ブラケット３１の上部が上半球のドーム形状に形成した例である。ここでは、輻射エネルギーＲＥ５，ＲＥ６の２つの輻射エネルギーの経路について説明する。
次に、第２の実施形態の第１の変形例について説明する。
図６は、第１の変形例のブラケット３１の概念的な構成を示す断面図である。前述した第２の実施形態がブラケット２１の上部が平坦な上面に凹部を形成する構成であった。これに対して、本変形例は、ブラケット３１の上部が上半球のドーム形状に形成した例である。ここでは、輻射エネルギーＲＥ５，ＲＥ６の２つの輻射エネルギーの経路について説明する。
【0036】
本変形例において、吸気口５ａから放射された輻射エネルギーＲＥ５は、ブラケット３１の球体内側の凹曲面である天井面３１ａに入射し、同じ天井面３１ａ内へ反射する。この時、前述したように、輻射エネルギーＲＥ５は、皮膜２０ｆの輻射率に従うエネルギー量が吸収されて、輻射エネルギーＲＥ５のエネルギー量が減少する。以降、輻射エネルギーＲＥ５は、天井面３１ａ及び側面で反射して、ターボ分子ポンプ５の吸気口５ａに向かって出射する。これらの入射の都度に、エネルギー量が吸収されて、輻射エネルギーＲＥ５のエネルギー量が減少する。
【0037】
また、輻射エネルギーＲＥ６は、ブラケット３１の球形の凹曲面である天井面３１ａに入射し、描画室２に向かう方向で同じ天井面３１ａ内へ反射する。さらに、輻射エネルギーＲＥ５は、天井面３１ａで反射し、ブラケット３１の下方の皮膜２０ａに入射する。以降、平行するブラケット３１の上面と下面を複数回、反射して進行し、描画室２に向かって出射される。ここでは、輻射エネルギーＲＥ６は、皮膜２０に４回にわたり入射するため、その都度、皮膜２０にエネルギー量が吸収されて、輻射エネルギーＲＥ６のエネルギー量が減少する。エネルギー量を減少させた輻射エネルギーＲＥ６が描画室２内で輻射熱に変わる。ブラケット３１は、前述したように、内面で吸収した輻射エネルギーＲＥ５，ＲＥ６を輻射熱としてブラケット３１の外表面に伝熱し、外気により放熱される。
以上のように、本変形例にすれば、前述した第２の実施形態における作用効果を奏することができる。
以上のように、本変形例にすれば、前述した第２の実施形態における作用効果を奏することができる。
【0038】
また、ブラケット３１の上部を半球体に形成することにより、強度が増すため、ブラケット３１の厚みを薄くすることができる。よって、ブラケット３１は、軽量化だけではなく、内部で発生した輻射熱を効率的に外表面を伝導することができる。また、第１の実施形態のブラケットの上部が平坦な構造に比べて、球形状に外表面積が大きくなるため、効率的に放熱することができる。また、前述したダウンフローを冷却に利用する場合においては、上球体であるため、平坦な面に比べて流れが良くなり、効率的な冷却となる。
【0039】
［第２の実施形態の第２の変形例］
次に、第２の実施形態の第２の変形例について説明する。
図７は、第２の変形例のブラケット３３の概念的な構成を示す断面図である。前述した第１の変形例では、ブラケット３１の上部が上半球体の形状であった。これに対して、本変形例は、ブラケット３３の上部が円錐、又は多面の錐体の形状に形成した例である。ここでは、輻射エネルギーＲＥ７，ＲＥ８の２つの輻射エネルギーの経路について説明する。
次に、第２の実施形態の第２の変形例について説明する。
図７は、第２の変形例のブラケット３３の概念的な構成を示す断面図である。前述した第１の変形例では、ブラケット３１の上部が上半球体の形状であった。これに対して、本変形例は、ブラケット３３の上部が円錐、又は多面の錐体の形状に形成した例である。ここでは、輻射エネルギーＲＥ７，ＲＥ８の２つの輻射エネルギーの経路について説明する。
【0040】
本変形例において、吸気口５ａから放射された輻射エネルギーＲＥ７は、ブラケット３３の錐体面３３ａに入射し、同じ錐体面３３ａ内へ反射する。さらに、輻射エネルギーＲＥ７は、錐体面３３ａから側面で反射して、ターボ分子ポンプ５の吸気口５ａに向かって出射する。また、輻射エネルギーＲＥ８は、ブラケット３３の側面から錐体面３３ａを２回反射し、以降、平行するブラケット３３の上面と下面を複数回、反射して進行し、描画室２に向かって出射される。
【0041】
本変形例において輻射エネルギーＲＥ７は、皮膜２０に２回にわたり入射するため、その都度、皮膜２０にエネルギー量が吸収され、描画室２には向かわず、ブラケット３３内に留まっている。一方、輻射エネルギーＲＥ８は、皮膜２０に４回にわたり入射するため、その都度、皮膜２０にエネルギー量が吸収され、描画室２に出射される。輻射エネルギーＲＥ８は、エネルギー量を減少させた輻射エネルギーＲＥ８が描画室２内で輻射熱に変わる。ブラケット３３においても、内面で吸収した輻射エネルギーＲＥ７，ＲＥ８を輻射熱としてブラケット３３の外表面に伝熱し、外気により放熱される。
【0042】
以上のように、本変形例にすれば、前述した第１の変形例と同等の作用効果を奏することができる。また、ブラケット３３の上部を多面の錐体に形成することにより、錐体内のおける反射を２回以上の反射にすることも、多方向に分散させることも可能であり、輻射エネルギーの吸収も効率的に行うことができる。
【0043】
［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態に係る電子ビーム描画装置について説明する。この第３の実施形態においては、前述した一態様の電子ビーム描画装置におけるブラケットの構成が異なっている。本実施形態の構成物と一態様の構成物と同等のものには、同じ参照符号を付してその詳細な説明は省略する。図８は、本実施形態に係る描画室に取り付けられる輻射エネルギーを吸収するブラケット及びターボ分子ポンプ５の配置例を示している。
次に、第３の実施形態に係る電子ビーム描画装置について説明する。この第３の実施形態においては、前述した一態様の電子ビーム描画装置におけるブラケットの構成が異なっている。本実施形態の構成物と一態様の構成物と同等のものには、同じ参照符号を付してその詳細な説明は省略する。図８は、本実施形態に係る描画室に取り付けられる輻射エネルギーを吸収するブラケット及びターボ分子ポンプ５の配置例を示している。
【0044】
本実施形態は、前述した第１の実施形態のブラケット４の上面に複数の放熱フィンを立設した構成である。本実施形態は、前述した第１の実施形態と同様に、ブラケット４の内側及び外側の面と、放熱フィンの表面に輻射率の高い皮膜２０が形成される。
【0045】
図８に示すように、ブラケット４の外側の上面に薄板形状の複数の放熱フィン３４を等間隔に立設する。本実施形態において、放熱フィン３４は、前述したダウンフローの流れがスムーズに下流側に流れるように、ブラケット４の描画室２との取り付け面と平行する方向に放熱面が並ぶように配置されている。この配置により、冷却風は、放熱フィン３４の左右（長手方向）の両側から流れ落ちるように通り抜ける。放熱フィン３４は、ブラケット４と同様に、熱伝導率が高いアルミニウム合金や銅合金が好適する。放熱フィン３４は、削り出し製作によりブラケット４と一体的に形成してもよいし、溶接等を用いて後付けで取り付けてもよい。
【0046】
図８においては、ブラケット４の上面のみに、放熱フィン３４を設けた構成例を示しているが、この構成に限定されるものではない。ブラケット４の上面に加えて、描画室２にる接続する側面を除く三方の側面に放熱フィン３４を設けてもよい。勿論、放熱フィン３４を取り付ける面位置や面数を適宜、選択して放熱フィン３４設けてもよい。放熱フィン３４の大きさ（表面積）においても、放熱する輻射熱の熱量に応じて設定してもよい。放熱フィン３４の放熱面においても、平坦な面限定されず、波状的な面であってもよいし、平坦な面に凹凸（突起又は溝）を設けた面であってもよい。
【0047】
以上のように、本実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様に、ターボ分子ポンプ５が発生した輻射エネルギーを効率的にブラケット４の皮膜２０に吸収して、輻射熱として外周面に伝導する。本実施形態では、ブラケット４の外周面に複数の放熱フィンを配列することにより、冷却効果を高めることができる。
【0048】
［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態に係る電子ビーム描画装置について説明する。この第４の実施形態においては、前述した一態様の電子ビーム描画装置におけるブラケットの構成が異なっている。本実施形態の構成物と一態様の構成物と同等のものには、同じ参照符号を付してその詳細な説明は省略する。図９は、本実施形態に係る描画室に取り付けられる輻射エネルギーを吸収するブラケット及び真空ポンプであるターボ分子ポンプの配置例を示している。
次に、第４の実施形態に係る電子ビーム描画装置について説明する。この第４の実施形態においては、前述した一態様の電子ビーム描画装置におけるブラケットの構成が異なっている。本実施形態の構成物と一態様の構成物と同等のものには、同じ参照符号を付してその詳細な説明は省略する。図９は、本実施形態に係る描画室に取り付けられる輻射エネルギーを吸収するブラケット及び真空ポンプであるターボ分子ポンプの配置例を示している。
【0049】
本実施形態は、前述した第１の実施形態のブラケット４と描画室２の間に熱伝導率が悪い、即ち断熱性を有する部材を介在させることにより、ブラケット４で生じた輻射熱を描画室２側に伝熱しないように構成される。
【0050】
図９に示すように、前述した第１の実施形態と同様に、ブラケット３６の内側及び外側の表面に輻射率の高い皮膜２０を形成する。ブラケット３６は、描画室２との間に輻射熱の伝熱を減少させる断熱部材３７を介在させて取り付けられている。本実施形態に用いる断熱部材３７は、真空に対応できる部材でなければならない。つまり、真空状況下で材料からガスの放出が少なく、剛性が高い部材が好適する。例えば、金属材料であれば、ステンレス合金又は、チタン及びチタン合金等が熱伝導率が低く好適する。また、金属材料以外であれば、石英ガラスやセラミックス部材が好適する。樹脂材料であれば、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（登録商標ＰＥＥＫ）、ポリイミド樹脂等が好適する。勿論、これらのうち、複数の絶縁材料を組み合わせて、断熱部材３７を形成してもよい。
【0051】
これらの断熱部材３２のうち、絶縁性が高い材料もあり、帯電することにより電子ビームに影響することも懸念される。そこで、本実施形態の断熱部材３７は、輻射エネルギーを吸収しないように、輻射率が低く導電性を有する皮膜を断熱部材３７の内側の面に形成する構成であってもよい。この導電性皮膜は、表面が鏡面に仕上げられていてもよい。
【0052】
また、断熱部材３７を介在させる取り付け構造としては、例えばブラケット３６の縁にフランジ３６ａを形成して、フランジ３６ａと描画室２との間に断熱部材３７を挟んだ状態で、フランジ３６ａと描画室２とを金属製のボルト３８等を用いて、ねじ固定すればよい。フランジ３６ａと描画室２とを金属製のボルト３８で固定することにより電気的に接続させて、フランジ３６ａと描画室２とを同電位にする。さらに、図示していないが気密を保持するために、それぞれの部材間にガスケットやＯリング等のシール部材を挟んでいる。
【0053】
さらに、ブラケット３６の内部でフランジ３６ａの近傍に、ブラケット３６を周回する流路３９を形成し、冷却部４１から冷却用媒体を流して、ブラケット３６を冷却する機能を備えている。この例では、ブラケット３６の内部でフランジ３６ａの近傍のみを冷却しているが、ブラケット３６全体を冷却してもよい。この冷却部４１を設けるのは、例えば、電子ビーム描画装置の設置状況によりブラケット３５が十分に冷却できない場合に用いてもよい。この冷却部４１及び流路３９は、前述した第１実施形態乃至第３の実施形態及び第２の実施形態の第１，第２の変形例に適用することも可能である。尚、流路３９は、必ずしもブラケット３６内部に形成されるものではなく、配管としてブラケット３６の外表面に配置してもよい。
【0054】
以上のように、本実施形態によれば、輻射エネルギーを吸収して、輻射熱で温度上昇したブラケット３６と描画室２とを断熱部材３７により、熱の分離を行うことができる。よって、描画室２は、ターボ分子ポンプ５により発生した輻射熱の影響をより抑制することができる。また、ブラケット３６においても冷却部４１による冷却機能を備えているため、前述した各実施形態に対して、描画室２への輻射熱の影響をより低くすることができる。
【0055】
［第５の実施形態］
次に、第５の実施形態に係る電子ビーム描画装置について説明する。この第５の実施形態においては、前述した一態様の電子ビーム描画装置におけるブラケットの構成が異なっている。本実施形態の構成物と一態様の構成物と同等のものには、同じ参照符号を付してその詳細な説明は省略する。図１０は、本実施形態に係る描画室に取り付けられる輻射エネルギーを吸収するブラケット及び真空ポンプであるターボ分子ポンプの配置例を示している。
次に、第５の実施形態に係る電子ビーム描画装置について説明する。この第５の実施形態においては、前述した一態様の電子ビーム描画装置におけるブラケットの構成が異なっている。本実施形態の構成物と一態様の構成物と同等のものには、同じ参照符号を付してその詳細な説明は省略する。図１０は、本実施形態に係る描画室に取り付けられる輻射エネルギーを吸収するブラケット及び真空ポンプであるターボ分子ポンプの配置例を示している。
【0056】
本実施形態は、前述した第１の実施形態のブラケット４と描画室（真空チャンバー）２を備えているが、図１０に示すように、描画室２のブラケット４が接続する側の内部に環流するための流路４２を形成し、冷却部４１から冷却用媒体を流して、描画室２を冷却する機能を備えている。この冷却部４１及び流路４２による冷却により、ブラケット４から伝熱される輻射熱の影響を減少させている。
以上のように、本実施形態によれば、描画室２側を冷却用媒体により冷却することで、ブラケット３６から伝熱された輻射熱を冷却し、描画室２への輻射熱の影響をより低くすることができる。
以上のように、本実施形態によれば、描画室２側を冷却用媒体により冷却することで、ブラケット３６から伝熱された輻射熱を冷却し、描画室２への輻射熱の影響をより低くすることができる。
【0057】
なお、本発明は、前記実施形態及び前記変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態及び変形例は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。
【符号の説明】
【0058】
１…電子ビーム描画装置、２…描画室、２ａ…排気用開口部、２ｂ…開口部、３…鏡筒、４…ブラケット、５…ターボ分子ポンプ、５ａ…吸気口、６…ロータ、７…ゲート、８…ドライポンプ、９ａ，９ｂ…切替バルブ、１１…電子銃、１２…光学系、１３…試料ステージ、１４…ステージ駆動機構、１５…マスク部材、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｆ…皮膜、２１，３１…ブラケット、２２…凹部、３２…断熱部材、３９…流路、４１…冷却部、ＲＥ１…輻射エネルギー。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
