JP2007141925A - マスク収容容器、露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マスク収納装置内で上蓋が下蓋にしっかりと装着されるマスク収納装置等を提供する。
【解決手段】マスク収納容器２は、マスク１を載置するベース部材２ｂとマスク１を覆う蓋部材２ａとからなり、大気環境と真空環境とを移動するマスク収納容器２であって、ベース部材２ｂと蓋部材２ａとの接合を付勢する付勢部材５を備える。また、付勢部材５が、ベース部材２ｂとマスク１の重量よりも大きな付勢力を有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、マスクを収容して、大気環境と真空環境とを移動するマスク収容容器に関する。

近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界において制限される光学系の解像力を向上させるために、より短い波長のＥＵＶ(Extreme Ultra Violet)を使用した投影リドグラフィ装置が開発されている。この技術は７０ｎｍ以下の線幅の解像力が得られる技術として期待されている。ＥＵＶ光は空気によっても吸収されるため、その鏡筒内は高度の真空に保つ必要があり、また、マスク（レチクル）搬送系には特別な工夫が必要である。ＥＵＶ露光装置に使用されるマスクには反射系のものが使用されるが、通常の紫外線を使った露光装置のおけるマスクと異なりペリクル膜を使用することができないため、パターン面がむき出しになる。したがって、マスク搬送や保管においてはパターン面に異物又はゴミが付着しないように保護する必要がある。

このため、クリーンフィルターポット（ＣＦＰ）と呼ばれるマスク収納容器がマスク搬送に使用されている。マスク収納容器は、アルミニウムからなる上蓋と下蓋で構成され、下蓋の上にマスクを載せた状態で上蓋を下蓋に被せて、マスクをマスク収納容器内に格納する。
そして、クリーンフィルターポットは、マスクを収容して大気環境と真空環境とを行き来し、真空環境において内部に収容したマスクを取り出すことで、搬送中における異物又はゴミが付着の防止を図っている。
特許３４５５０７２号公報

しかし、従来のマスク収納装置は、単に上蓋が下蓋に自重で載っていただけであったため、隙間風・振動によって、外部からゴミが侵入するというおそれがあった。さらに、上蓋でマスクを押さえるクランプが備えていなかったため、搬送中にマスク収納容器内でマスクが移動することで、ゴミが発生するというおそれもあった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、マスク収納装置内で上蓋が下蓋にしっかりと装着されるマスク収納装置を提供することを目的とする。また、マスク収納装置内でマスクがしっかりクランプされるマスク収納装置を提供することを目的とする。さらに、このマスク収納装置を用いた露光装置を提供することを目的とする。

本発明に係るマスク収容容器、露光装置では、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
上記課題を解決するために、一実施例を示す図面に対応づけて説明すると、第１の発明は、マスク収納容器（２）は、マスク（１）を載置するベース部材（２ｂ）とマスク（１）を覆う蓋部材（２ａ）とからなり、大気環境と真空環境とを移動するマスク収納容器（２）であって、ベース部材と蓋部材との接合を付勢する付勢部材（５、６）を備える。
この構成により、ゴミがマスクに付着することが少なくなる。また、ベース部材と蓋部材とがずれにくくなる。

また、付勢部材が、ベース部材とマスクの重量よりも大きな付勢力を有するものでは、真空環境から大気環境への移行時に発生する差圧（ベース部材と蓋部材とで囲まれた内圧とその外側の外圧との差圧）に対して、蓋部材が開きにくくなる。
また、付勢部材が、付勢力の発生と解除とを切り替える切替機構（７）を備えるものでは、無理な力をベース部材又は蓋部材のいずれか一方に与えることなく、ベース部材又は蓋部材とを分離できる。
また、ベース部材と蓋部材との接合部に封止部材（３８）を備えるものでは、さらに外部からゴミが進入しにくくなる。また、付勢部材の付勢力により、封止部材がベース部材と蓋部材とに押し付けられるため外部からゴミが進入しにくい。
また、付勢部材が、封止部材よりも外縁側に配置されるものでは、この配置により、付勢部材によって発生するかもしれないゴミが、封止部材より内部に入って来ることが無く、マスクにゴミが付着するおそれがない。
また、蓋部材が、ベース部材上のマスクを係止すると共にベース部材に向けて付勢する係止部材（３６）を備えるものでは、マスク収納容器内でマスクが容易に移動することがなくなる。

第２の発明は、露光装置（１９）が、第１発明のマスク収納容器（２）が搬送される搬送経路（１５）を備えるようにした。
この露光装置では、マスクにゴミが付着することが少なくなるので、半導体素子、液晶などの露光において、半導体素子の不良率を格段に下げることが可能となる。

なお、本説明をわかりやすく説明するために、一実施例を示す図面に対応づけて説明したが、本発明が実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。

本発明によれば以下の効果を得ることができる。
本発明のマスク収納容器は、ベース部材と蓋部材との接合を付勢する付勢部材を備えるので、ベース部材と蓋部材との間からゴミが侵入することが防止される。また、ベース部材と蓋部材とがずれにくくなるので、摩擦によるゴミの発生が防止される。これにより、ゴミがマスクに付着することが少なくなる。
したがって、このようなマスクを用いた露光装置では、半導体素子、液晶などの露光において、半導体素子の不良率を格段に下げることが可能となる。

以下、本発明のマスク収容容器、露光装置の実施形態について図を参照して説明する。
図１は、レチクル１、レチクル保持装置であるクリーンフィルターポット２、およびレチクルキャリア３の関係を示す概略である。
図２は、レチクル１がクリーンフィルターポット２内に収納され、更にレチクルキャリア３に収納された状態を示す組立図（カバー３ｂが透明に描かれている）である。
レチクル１（マスク）は、上蓋２ａと下蓋２ｂとを有するクリーンフィルターポット２（ＣＦＰ）内に、上蓋２ａと下蓋２ｂとに挟まれる形で収納されて保護される。さらに、クリーンフィルターポット２は、基台３ａとカバー３ｂとを有するレチクルキャリア３（レチクルスミフポット：ＲＳＰとも言う）内に収納される。
クリーンフィルターポット２には、その内圧を調整しゴミなどの異物が入らないようにフィルター２ｃが設けられている。また上蓋２ａには突起部２ｅが図の左右に２ヵ所設けられている。これはこの部分を保持部材に引っ掛けて保持し、下蓋２ｂを下に下げることにより、上蓋２ａと下蓋２ｂとを分離するためのものである。
なお、レチクルキャリア３内には複数のクリーンフィルターポットが収納されることもあるが、以下の実施形態の説明では、一つのクリーンフィルターポットが収納される例について説明する。

図３は、レチクル搬送装置と露光装置の概要を示す模式図である。
外部から搬送されたレチクル１は大気レチクルストッカ１１内に収納される。または、大気レチクルストッカ１１内に収納された状態で搬入される。そして、大気ロボット１２により、レチクルキャリアオープナー１３に搬入され、レチクルキャリア３内からレチクルキャリアオープナー１３内の洗浄雰囲気中へクリーンフィルターポットが取り出される。
その後、大気ロボット１４により、クリーンフィルターポットが取り出されてロードロック室１５中に搬入される。なお、大気ロボット１４を含むロードロック室１５とレチクルキャリアオープナー１３などの通路は洗浄雰囲気内となっている。

ロードロック室１５には、二つの扉１５ａ及び扉１５ｂが取り付けられている。ロードロック室１５内において真空引きが行われ、ロードロック室１５およびクリーンフィルターポット２内が真空状態になる。そして、真空引きが完了した後、クリーンフィルターポット２が真空ロボット１６により、ロードロック室１５から取り出される。
具体的には、ロードロック室１５が大気開放状態のとき、扉１５ｂを閉めて、そして扉１５ａを開け、大気ロボット１４によりクリーンフィルターポット２をレチクルキャリアオープナー１３内から搬入する。その後、扉１５ａを閉めて真空引きを行い、真空引きが完了した後、扉１５ｂを開けて、真空ロボット１６により、クリーンフィルターポット２を真空領域内に取り出す。

真空領域内に搬入されたクリーンフィルターポット２は真空レチクルライブラリー１７中に搬入され、そこで、一時的に保管される。実際に、露光装置１９においてレチクル１を使用する際は、レチクル１を収納したクリーンフィルターポット２が真空ロボット１６により真空レチクルライブラリー１７から取り出され、ＣＦＰオープナー１８内に搬入される。ＣＦＰオープナー１８は、クリーンフィルターポット２の上蓋２ａとレチクル１および下蓋２ｂとを分離する。
その後、レチクル１は、下蓋２ｂ上に載った状態で、真空ロボット１６により、露光装置１９のレチクルステージ１９ａまで搬送される。そして、レチクルステージ１９ａが有する静電チャックによりチャッキングされて、下蓋２ｂと分離さて露光に使用される。分離されたが下蓋２ｂは、真空ロボット１６によりＣＦＰオープナー１８内に戻され、真空ロボット１６に保持された状態で、レチクル１を用いた露光が終了するまで待機する。

レチクル１を用いた露光が終了すると、真空ロボット１６が下蓋２ｂをレチクルステージ１９ａまで搬送する。そして所定の位置で停止した状態で静電チャックのチャッキングを解除すると、レチクル１が下蓋２ｂの上に置かれる。その状態で、真空ロボット１６が下蓋２ｂをＣＦＰオープナー１８に搬送し、ＣＦＰオープナー１８内で先に分離された上蓋２ａを下蓋２ｂに被せる。その後、真空ロボット１６はクリーンフィルターポット２を真空レチクルライブラリー１７中に戻し保管する。
クリーンフィルターポット２を真空領域から取り出すときは、真空ロボット１６により真空レチクルライブラリー１７内のクリーンフィルターポット２をロードロック室１５中に入れ、そこでロードロック室１５内を大気圧とする。大気圧にした後、クリーンフィルターポット２は、大気ロボット１４によりレチクルキャリアオープナー１３内に戻し、レチクルキャリア３内に収納する。そして、レチクルキャリア３が大気レチクルストッカ１１内に格納される。大気レチクルストッカ１１に収納されている所望のレチクルキャリア３を作業者又はロボットが外部に搬送する。
なお、図３において、レチクルキャリア３の識別符号を読み取るレチクルキャリアＩＤリーダ２０ａと、レチクル１とクリーンフィルターポット２の識別符号を読むレチクルＩＤリーダ２０ｂと、レチクル１が真空引きされる際に受ける温度低下を補償するためにレチクル１の温度調整を行う温度補償ランプ２１が設けられている。レチクルキャリアＩＤリーダ２０ａとレチクルＩＤリーダ２０ｂとを使って、レチクル１、クリーンフィルターポット２及びレチクルキャリア３の情報を読み取って、目的とするレチクル１を露光装置１９に供給したり、露光装置１９から取り出したレチクル１を、所定のクリーンフィルターポット２及びレチクルキャリア３に収納したりする。

図４は、真空レチクルライブラリー１７の構造の概要を示す図である。
真空レチクルライブラリー１７は、立て板１７ａと横板１７ｂからなるラックであり（もう一枚の立て板１７ａは理解を容易にするため図示していない）、各横板１７ｂの上に、レチクル１を収納したクリーンフィルターポット２が載置されている。各横板１７ｂの断面がＬ字型をしている理由は、クリーンフィルターポット２の隅部を浮かせた状態とし、真空ロボットアーム１６ａの先端部が、下蓋２ｂの下部に差し込まれて、下蓋２ｂをすくい上げることが容易にできるようにするためである。

図５は、ＣＦＰオープナー１８の構造と、クリーンフィルターポット２の上蓋２ａと下蓋２ｂとに分離し、レチクル１を下蓋２ｂ上に載置した状態で取り出している状態を示す概略図である。
ＣＦＰオープナー１８は、立て板１８ａと横板１８ｂからなる１段のラックであり（もう一枚の立て板１８ａは理解を容易にするため図示していない）、横板１８ｂの上に、上蓋２ａの突起部２ｅが引っかかり、上蓋２ａが釣り下がるようになっている。
横板１８ｂの上方から、下蓋２ｂの下面を真空ロボットアーム１６ａの先端部で支えた状態で、クリーンフィルターポット２を降ろす。すると、上蓋２ａの突起部２ｅが横板１８ｂに引っかかり、さらに真空ロボットアーム１６ａの位置を下げると、下蓋２ｂとその上に載置されているレチクル１とは、そのまま下に降りることになる。上蓋２ａは、突起部２ｅが横板１８ｂに引っかかった状態なので、横板１８ｂ上に保持されて残る。したがって、上蓋２ａと、レチクル１を載置した下蓋２ｂとの分離が完了する。
そして、その状態で、真空ロボットアーム１６ａを矢印の方へ引くことにより、レチクル１を載置した下蓋２ｂを取り出すことができる。
なお、ＣＦＰオープナー１８には、アライメント用ステージ２２が設けられている。このアライメント用ステージ２２は、図に示すようにＸ方向、これと直交するＹ方向への移動、およびこれら２方向と直行するＺ方向を軸とする回転（θ）が可能となっている。

図６（Ａ）は、クリーンフィルターポット２の模式図であり、説明の都合上、図２と比して突起部２ｅを省略している。
クリーンフィルターポット２は、上蓋２ａ及び下蓋２ｂともに、通常アルミニウムなどの金属で形成されている。上述したように、クリーンフィルターポット２は真空状態と大気中とを行き来するので、上蓋２ａ及び下蓋２ｂに圧力差により力がかからないように、クリーンフィルターポット２の内圧を調整しなければならない。さらに、レチクル１は半導体などを作成する原版であるため微細粒子のゴミなども、真空状態と大気中とを行き来の際に、レチクル１に付着することがあってはならない。そこで、フィルター２ｃが、上蓋２ａに５カ所設けてある。フィルター２ｃの数は、フィルターの目の粗さなどに応じて加減できる。
上蓋２ａの四隅には、さらに磁性体３０が４つ設けられている。磁性体３０の形状又は数は、要求される付勢力に応じて適宜変更できる。磁性体３０を例えばレーストラック形状にすれば１つであっても構わない。

図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のクリーンフィルターポット２のＡ−Ａ断面図である。
下蓋２ｂには、レチクル１を水平に保持するためのマスク支持突起２ｆが３カ所設けられている。また下蓋２ｂには、一対（一部は不図示）の位置決めピン２ｇがレチクル１の四隅に対応するように、配置されている。位置決めピン２ｇはレチクル１を平面方向の位置決めを行う。上蓋２ａと下蓋２ｂとの間には、外部からゴミなどの異物がクリーンフィルターポット２内に入ってこないようにするため、封止部材としてパッキン材３８が設けられる。なお、パッキン材３８は、上蓋２ａと下蓋２ｂとのいずれの方に設けられても構わない。
マスク支持突起２ｆの位置に対応する位置で、レチクル１を上から押さえる係止部材として板バネ３６が上蓋２ａに三カ所設けられている。これにより、搬送中などにクリーンフィルターポット２でレチクル１がずれて発生するゴミを未然に防ぐことができる。
板バネ３６の押圧力は、バネ材質、板バネの幅又は厚さ、及び板バネとレチクル１とが当接する際のたわみ量などを考慮して決定することができる。上蓋２ａに板バネ３６が設けられているので、上蓋２ａを下蓋２ｂにかぶせるだけでレチクル１をしっかり押さえる（クランプする）ことができる。係止部材としては、板バネ３６に限らず、コイルバネ、ゴムなどの弾性変形部材であれば利用可能である。

また、パッキン材３８は、ゴム、シリコンゴムなどのＯリングなどで構成すればよいが、これらに限られず、弾性変形するものであれば、金属性パッキンであっても構わない。また、パッキン材３８は、主に外部からの異物を防ぐものであることから、パッキン材自体に粘着性を有していれば、ゴミを一度捉えたら逃がさないため、ロードロック室など、マスクの搬送経路でゴミを出すおそれもない。

図６（Ｃ）は、図６（Ａ）のクリーンフィルターポット２のＢ−Ｂ断面図である。この図を使って、特に付勢部材５としての磁力固定部材（磁性体３０，３４、磁石３２）を説明する。
磁力固定部材は、クリーンフィルターポット２の上蓋２ａの四隅に鉄などの磁性体３０が設けられている。磁性体３０の下方には磁石３２が備えられている。下蓋２ｂには、磁性体３０に対応する位置に磁性体３４が設けられている。したがって、磁力によって上蓋２ａと下蓋２ｂとがしっかり固定される。また、その磁力によりパッキン材３８を弾性変形させることができる。
パッキン材３８と付勢部材５との関係は、付勢部材５が外縁側に設けた方が好ましい。サビにくく、且つ摩擦による磨耗が少ない材料でできた磁性体であっても、サビ又は磨耗によるゴミが出てしまう可能性が残る。このような場合でも、パッキン材３８が付勢部材５の内側に設けられていれば、付勢部材５から出るゴミがレチクル１に付着するおそれがなくなる。
なお、図６（Ｃ）では、磁石３２が上蓋２ａに設けられ、下蓋２ｂには磁性体３４しか設けられていなかったが、逆に、上蓋２ａに磁性体しか設けず、下蓋２ｂに磁石と磁性体とを備えるようにしてもよい。

図７（Ａ）は、クリーンフィルターポット２の一部であって、図６（Ｃ）に対応する部分の別実施例である。
図６（Ｃ）の付勢部材５は、吸着のみに注目した実施例であったが、さらに、図７（Ａ）付勢部材６は、吸着及び離脱（分離）することができる。
上蓋２ａの四隅には、支柱４６が挿入され且つ支柱４６が回転できるように、孔部２ｈが設けられている。支柱４６の上部にはハンドル４４が設けられ、下部には磁石４８が設けられている。ハンドル４４に対応して、ハンドルドライバー４２を備えた上下及び回転駆動部４０が設けられている。ハンドル４４にかみ合うようにハンドルドライバー４２が下降し、その後、ハンドルドライバー４２が回転すると、ハンドル４４が回転し、磁石４８も同様に回転する。一方、下蓋２ｂには、磁石４８に対応する位置に磁石５０が設けられている。

図７（Ｂ）は、回転可能な磁石４８と固定された磁石５０から構成される切替機構７を示す図であって、図７（Ａ）において上下方向から見た図である。
切替機構７は、吸着時には、磁石４８のＳ極及びＮ極が磁石５０のＮ極及びＳ極にそれぞれ引っ張りあうようになっている。一方、分離時は、磁石４８が回転することで磁石５０の極と引っ張り合わなくなり、磁石４８を約９０度以上回転させることで磁石４８と磁石５０とが反発し合い、上蓋２ａと下蓋２ｂとを容易に分離できるようにしている。
上下及び回転駆動部４０は、図５に示したＣＦＰオープナー１８に備えればよい。又は真空ロボット１６は、水平方向、上下動及び回転することができるために、ハンドルドライバー４２を真空ロボット１６に備えるだけで、上下及び回転駆動部４０をなすことができる。
なお、磁石４８の回転により上蓋２ａの吸着及び離脱が可能なような構成にしたが、クリーンフィルターポット２に電池と電磁石を設けて、ハンドルドライバーにＯＮ／ＯＦＦスイッチの役目を持たせることもできる。

ＥＵＶ露光装置１９の概要を図８に示す。ＥＵＶ光源Ｓから放出されたＥＵＶ光は照明光学系Ｄ、ＩＲ１、ＩＲ２、ＩＲ３及びＩＲ４を介して、レチクルＲ上に細長い円弧上の照明領域を形成する。照明されたレチクルＲのパターンからの光は複数の反射鏡からなる投影光学系ＰＲ１、ＰＲ２、ＰＲ３及びＰＲ４を介して。ウエハＷ上にレチクルパターン像を形成する。
なお、レチクルＲは、レチクルステージ、ウエハＷはウエハステージに保持され、このレチクルステージ及びウエハステージを走査させることにより、レチクルＲのパターン像全体をウエハＷに転写する。ここでは、レチクルステージ及びウエハステージの図示を省略している。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。

レチクル、クリーンフィルターポット及びレチクルキャリアの関係を示す概略図である。 レチクルがクリーンフィルターポット内に収納され、更にレチクルキャリア３に収納された状態を示す組立図である。 レチクル搬送装置と露光装置の概要を示す模式図である。 真空レチクルライブラリーの概略構造を示す図である。 ＣＦＰオープナー上で、クリーンフィルターポット内からレチクルを取り出している状態を示す概略図である。 磁力固定部材を示す模式図である。 磁力固定部材の変形例を示す模式図である。 ＥＵＶ露光装置の概要構成図である。

符号の説明

１…レチクル（マスク）
２…クリーンフィルターポット（マスク収納容器）
２ａ…上蓋（蓋部材）
２ｂ…下蓋（ベース部材）
５，６…付勢部材
７…切替機構
１５…ロードロック室（搬送経路）
１９…露光装置
３６…板バネ（係止部材）
３８…パッキン材（封止部材）

Claims (7)

1. マスクを載置するベース部材と前記マスクを覆う蓋部材とからなり、大気環境と真空環境とを移動するマスク収容容器であって、
   前記ベース部材と前記蓋部材との接合を付勢する付勢部材を備えることを特徴とするマスク収容容器。
2. 前記付勢部材は、前記ベース部材と前記マスクの重量よりも大きな付勢力を有することを特徴とする請求項１に記載のマスク収容容器。
3. 前記付勢部材は、付勢力の発生と解除とを切り替える切替機構を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマスク収容容器。
4. 前記ベース部材と前記蓋部材との接合部に、封止部材を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のマスク収容容器。
5. 前記付勢部材は、前記封止部材よりも外縁側に配置されることを特徴とする請求項４に記載のマスク収容容器。
6. 前記蓋部材は、前記ベース部材上のマスクを係止すると共に前記ベース部材に向けて付勢する係止部材を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のマスク収容容器。
7. 請求項１から請求項６に記載のマスク収容容器が搬送される搬送経路を備えることを特徴とする露光装置。
   
   

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