DD158974A2

DD158974A2 - Doppelschleuse fuer korpuskularstrahlgeraete

Info

Publication number: DD158974A2
Application number: DD21588379A
Authority: DD
Inventors: Walter Plischke
Original assignee: Guyenot Ernst; Moeller Karl
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1979-09-28
Publication date: 1983-02-09
Also published as: FR2466320A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Doppelschleuse fuer Korpuskularstrahlgeraete, insbesondere fuer Rasterelektronenmikroskope und Elektronenstrahl-Belichtungsanlagen. Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Arbeitsproduktivitaet d. mit der erfindungsgemaessen Objektschleuse ausgeruesteten Geraete zu steigern. Zu diesem Zweck soll mit zwei Magazinen gearbeitet werden, wobei die Bearbeitungszeit fuer das erste Magazin mit der Zeit fuer die Temperierung, Evakuierung und Entgasung des zweiten Magazins parallel laufen soll. Zur Loesung der Aufgabe wird die Doppelschleuse nach der PS 143188 so ausgebildet, dass die beiden Vorkammern waagerecht gegenueberliegend mit der Hauptkammer verbunden sind, die innere Schleusenkammertuer Bestandteil eines waagerecht bewegbaren Schlittens ist, welcher auch zwei Lagerstellen fuer Magazine besitzt, und in der Hauptkammer ein vorzugsweise senkrecht zur Schlittenfahrrichtung programmiert verschiebbarer Fahrstuhl angebracht ist, der durch Oeffnungen im Schlittenboden hindurchgreift und die einzelnen Faecher der Magazine nacheinander in die vom Objektwechsler erreichbare Lage bringt.

Description

Titel; Doppelschleuse für Korpuskularstrahlgeräte

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung "betrifft eine Doppelschieuse für Korpuskularstrahlgeräte, insbesondere für Basterelektronenmikroskope und Slektronenstrahl-Belichtungsanlagen zur Inspektion bzw* zur Bearbeitung von Objekten wie Halbleiterscheiben, Masken und Maskenträgem. Der Zeitaufwand für das Schleusen, Temperieren und Positionieren der Objekte muß bei diesen Geräten so klein wie möglich gehalten werden, um die dem hohen G-eräteaufwand adäquate hohe Arbeitsproduktivitat au erreichen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Ih der Haupt pat ent anmeldung WP "Ityj/I^ .. ist eine Einrichtung zum Schleusen für Korpuskularstrahlgeräte beschrieben, die entweder eine einfache Magazinschleuse oder eine Doppelschleuse zur gleichzeitigen Aufnahme von zwei Objekten enthält.

Die Doppelschleuse besteht aus einem Mittelteil (Hauptkammer), welches über eine WechslerÖffnung vakuum diGht mit der Bearbeitungskammer verbunden ist sowie je einer oberen und unteren Vorkammer. Im Mittelteil wird ein Teller nach, oben und unten bewegt und dichtet durch vorgesehene Dicht elemente je-Y/eils in den Endstellungen die obere oder untere Tor— kammer ab. ÜTsex und. unter dem Teller befinden sich je

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eine Lagerstelle für die Objekthalt er. Jede Vorkammer besitzt eine Tür nach außen, durch die die Objekthalter von Hand eingesetzt oder entnommen werden. Dichtet der Teller die obere Vorkammer ab, so kann der Wechsler den Objekthalter unter dem Teller zur Bearbeitung überführen., während in der oberen Vorkammer nach Belüften und Öffnen der Tür das bereits bearbeitete Objekt gewechselt werden und nach dem Schließen der Tür. die Evakuierung der Vorkammer erfolgen kann.

NaG.ni der Bearbeitung des Objektes führt der Wechsler den Qbjekthalter auf die Lagerstelle unterhalb des Tellers zurück und es erfolgt ein analoger Arbeitszyklus. Diese Arbeitsweise bewirkt infolge des manuellen Y/echselns jedes einzelnen Objektes eine erhebliche Belastung des Operators.

Um einen rollautomatischen Betrieb über längere Zeit zu gewährleisten, muß das Einsetzen eines gefüllten Magazins möglich sein. In der Hauptpatentanmeldung ist dafür eine Magazinschleuse angegeben, die das Einsetzen und Austauschen eines Magazines nur noch, in der oberen Vorkammer gestattet· Anstelle der unteren Vorkammer ist ein Topf angesetzt, der den tiefgefahrenen Teller aufnimmt, wenn die oberen Objekthalter aus dem Magazin in die Bearbeitungskammer transportiert werden.

Bei dieser Variante kann die Evakuierungszeit für die neu beschickten Objekthalter in die Bearbeitungszeit eines Objektes gelegt werden, wenn, die Bearbeitung des letzten Objektes einer Beschickung erst nach dem Austausch in der oberen Vorkammer erfolgt. Eine Lagermöglichkeit muß bei der ITeube Schickung für den auf dem Kreuztisch liegenden Objekthalter frei bleiben.

25.FES.1980*8443.to

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Ziel der Erfindung;

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Arbeitsproduktivität des mit der Doppelschleuse ausgerüsteten Korpuskularstrahlgerätes weiter zu steigern.. Zu diesem Zweok soll mit zwei Magazinen gearbeitet werden, wobei die Bearbeitungszeit für das erste Magazin mit der Zeit für die Temperierung, Evakuierung und Entgasung des zweiten Magazins parallel laufen soll.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Doppelschleuse nach dem Hauptpatent so zu ändern, daß der Einsatz von zwei Magazinen möglich ist· Zur Lösung der Aufgabe wird die Doppelschleuse als Magazin-Doppelschleuse folgendermaßen ausgebildet:

- Die beiden Vorkammern, werden an der Hauptkammer waagerecht gegenüberliegend angebracht;

- zum Transport der Magazine zwischen der Torkammer und der Hauptkammer wird die Hebevorrichtung nach Fig» 3 des Hauptpatentes zu. einem waagerecht bewegbaren Schlitten umgestaltet;

- in die Hauptkammer wird ein vorzugsweise senkrecht zur Schlittenfahrrichtung programmiert verschiebbarer Fahrstuhl eingeführt, der durch Öffnungen im Schlittenboden an den Lagerstellen für die Magazine hin— durchgreift und der an seinem oberen Ende einen Fahr— stuhlteller zur Aufnahme des in der Hauptkammer befindlichen Magazins trägt.

Vorteilhaft ist es, die Wandungen der beiden Vorkammern an ein Temperiersystem anzuschließen. Sine für hoohge— naue Arbeiten - z,B· die Fertigung und Auswertung von Qriginalschablonen für die Fotolithographie- notwendige Temperierkammer mit den damit verbundenen Risiken hinsichtlich, der dort aufgeprägten. Temperatur und Staub bei der Übergabe aus der Temperierkammer zur Schleuse kann eingespart v/erden·

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26.Ftß.1980*84431o

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Ausführungsbeispiel:

Die Doppel-Magazinsohleuse besteht aus einer quaderförmigen Hauptkammer 1 , die über eine Wechsleröffnung 2 mit der Bearbeitungskammer 3 verbunden und an diese vakuumdicht angeflanscht ist, sowie aus zwei spiegelbildlich gleichen Torkammern 4 und 5 , die an den beiden der Seite der Bearbeitungskammer senkrecht benachbarten Hauptkammerflächen waagerecht gegenüberliegend vakuumdicht befestigt sind. Jede der Vorkammern, ist durch, eine vakuumabdichtbare und bequem zu bedienende Tür -z.B. die Torkammer 5' durch die Torkammertür 6 - zugänglich und über je eine ihrer lichten Weite entsprechende Öffnung mit der Hauptkammer verbunden.

"-Dn Inneren des Volumens: Torkammer 4 -Hauptkammer 1 Torkammer 5 befindet sich ein waagerecht beweglicher Schlitten 7 , der zwischen zwei Endlagen so bewegt werden kann, daß entweder die Torkammer 4 oder die Torkammer 5 mit der Hauptkammer 1 und über die Wechsleröffnung 2 auch mit der Bearbeitungskammer vakuummäßig verbunden ist, wobei die jeweils andere Torkammer mit einer Dichtung 8, 9 abgetrennt ist und einen vom Gerätevakuum unabhängigen Druckzustand annehmen kann. Hier findet sich das Prinzip der Doppelschleuse der Haupt pat entanmeldung WP H 01 J/213 277 4Fig»3) wieder.

Der genannte Schlitten ist gleichzeitig als Träger für zwei Magazine 10; 11 ausgebildet mit Aufnahmeführungen 12, 13 für die Magazine zu beiden Seiten des Schlittentellers 14 . In jedem Magazin befinden sich mit Abstand übereinandergestapelt eine an sich beliebige Zahl von Objekthaltern 15 , die jeweils ein Objekt 16 aufnehmen (in der. Zeichnung sind z.B. fünf Objekthalter pro Magazin dargestellt).

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Die Lagerung jedes Magazins im Schlitten ist so ausgeführt, daß es nach oben frei bewegt und dann wieder auf den Schlitten abgesetzt werden kann. Durch eine Öffnung 17 bzw. 18 im Aufnahmeboden des Schlittens kann der Teller 19 eines senkrecht beweglichen Fahrstuhls 20 durchgreifen, das Magazin vom Schlitten in geeignete Höhen heben und wieder absetzen· Damit sind alle Bewegungsmöglichkeiten gegeben., um ein beliebiges Objekt eines der Magazine vor die Zugriff-Öffnung eines Wechslers zu bringen, wie er in der Hauptpatentanmeldung (Fig. 1 und 2) erläutert wird, der für den Transport der Objekthalter aus dem Magazin auf den Kreuztisch in der Bearbeitungskammer und zurück sorgt.

'Im allgemeinen werden die Objekte eines Magazins nacheinander abgearbeitet* Dieses befindet sich während der Bearbeitung ständig in der Hauptkammer 1 der Schleuse. In. dieser Zeit kann die in der abgetrennten Vorkammer befindliche Schlittenseite mit einem weiteren Magazin bestückt werden· Die für die Bearbeitung eines Magazins benötigte Zeit steht außerdem zur Verfügung, das zweite Magazin in der Vorkammer zunächst an Luft zu temperieren - die Anwesenheit von Luft verkürzt durch die Konvektion die Temperierzeit - und anschließend die Vorkammer zu evakuieren und die Objekte zu entgasen. Bei geeigneter Abstimmung der Zeiten und der Zahl der Objekthalter wird es möglich sein, sowohl die Temperierais auch die Evakuierzeit aus der durchschnittlichen Verlustzeit pro Objekt zwischen zwei Bearbeitungen zu eliminieren.

Schlitten und Fahrstuhl können elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder manuiell angetrieben werden. Weil entweder der Schlitten oder der Fahrstuhl bewegt v/erden muß, aber nie beide gleichzeitig, ist eine gemeinsame Antriebsquelle denkbar.

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Die "beiden Vorkammern werden über eine strömende Flüssigkeit temperiert, die aus Thermostaten gepumpt durch an den Gehäusewandungen anliegende Rohrschlange 21 geschickt wird· Die Zeichnung gibt folgenden Zustand wieder:

- linkes Magazin in Torkammer 4 im Wartezustand zur Temperierung, Evakuierung und Entgasung

- Magazin rechts in höchster Fahrstuhllage,

unterster Ob jekthalter sitzt vor der Wechsler öffnung \ Der Arbeitszyklus der Doppel-Magazinschleuse läuft, vom Zeitpunkt der Inbetriebnahme des Gerätes ausgehend, folgendermaßen ab:

Der Schlitten 7 wird in die linke Endlage gefahren und damit die Torkammer 4 vom Gerätevakuum abgetrennt.

Jetzt kann die Torkammer 4· belüftet, die Torkammertür geöffnet, das erste Magazin in die linke Aufnahmeführung des Schlittens bis zum Anschlag eingeschoben und die Tür wieder geschlossen werden. Nach ausreichende Temperierzeit und bei genügendem Torvakuum fährt der Schlitten zum rechten Anschlag, wodurch die Torkammer wie vorher die Torkammer 4 vom Gerätevakuum abgetrennt ist· Hier kann die Beschickung der rechten Aufnahmeführung mit einem zweiten Magazin in bereits beschriebener Weise erfolgen.

Währenddessen sitzt das erste Magazin in der Hauptkammer und wird bei η Objekthaltern in η verschiedene Höhenlagen vor die zur Bearbeitungskammer führende Wechsleröffnung gebracht. Der Objektwechsler holt den gewünschten Objekthalter aus dem Magazin ab und setzt lh nach der Bearbeitung wieder in das ursprüngliche Magazin fach ab· Erst dann darf der Fahrstuhl um eine Stufe höher (oder tiefer) fahren. Nach der Bearbeitung aller Objekte des ersten Magazins setzt der Fahrstuhl das Magazin wieder auf den Schlitten ab und fährt bis zum

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unteren Anschlag 22 aus dem Bewegungsbereich des Schutt ent ellers. Fun kann der Schlitten wieder in die linke Endlage fahren, wobei einerseits das "bearbeitete Magazin in der Vorkammer gegen ein neues Magazin ausgewechselt werden kann, andererseits das inzwischen temperierte und entgaste Magazin in die Hauptkammer transportiert wird

Ton jetzt ab wiederholen sich die Vorgänge.

Claims

Brfindungsanspruch:

1» Doppelschleuse für Korpuskularstrahlgeräte, bestellend aus einer evakuierbaren Hauptkammer, die über eine Wechsleröffnung -vakuumdicht mit einer Bearbeitungskammer verbunden ist und an der zwei getrennt evakuierbare, mit je einer äußeren Vorkammertür abgedichtete Torkammern angesetzt sind, in denen ein Schlitten verschiebbar angeordnet ist, der einen als innere Schleuskammertür wirkenden Teller mit Dichtungen zum Abdichten der Hauptkammer gegen die belüftete Vorkammer besitzt und an dem zu beiden Seiten des Tellers Lagerstellen für Objekthalter angebracht sind, nach- f

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dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelschleuse als Magazin-Doppelschleuse in der Weise ausgebildet ist, daß die Vorkammern ( 4, 5) waagerecht gegenüberliegend angebracht sind und jeweils ein Magazin (10, 11) aufnehmen können, der Schlitten (7) darin waagerecht beweglich ist und daß sich in der Hauptkammer (i) ein vorzugsweise senkrecht zur Schlittenfahrrichtung

• programmiert verschiebbarer Fahrstuhl (20) befindet, der durch Öffnungen ( 17, 18) im Schlittenboden an den Lagerstellen für die Magazine hindurchgreift und der an seinem oberen Ende einen Fahrstuhlteller (19) zur Aufnahme des in der Hauptkammer befindlichen Magazins trägt·
2. Doppelschleuse nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vorkammern: an ein Temperier— system angeschlossen sind·

\C.s. 1979 Hierza A Seite 2 e^ na η

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