JP4044203B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、局所クリーン化技術を導入して種々のサイズの基板を処理チャンバ内に出し入れ可能にした基板処理装置に関する。
例えば、真空容器内で石英基板上に塗布された感光剤にパターンを描画する装置であり、特にパーティクルを付着させることなく種々のサイズの石英基板を装置内に出し入れすることが可能な電子ビーム描画装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造においては、石英基板上に各種パターンが形成されたマスクを用い、このマスクのパターンを光でウェハ上に転写するリソグラフィ技術が利用されている。そして、このリソグラフィに用いるマスクのパターンを形成する手段の一つとして、電子ビーム描画装置が利用されている。
【０００３】
電子ビーム描画装置でマスクのパターンを描画する際、感光剤が塗布されたマスク基板上のビーム露光部に電子ビームの影となるゴミ等があると、そこが未露光部となってパターン欠陥を発生させることになる。描画後に、現像・エッチングを行ってパターンニングしてから、欠陥検査装置で欠陥の場所や欠陥の数等を知ることができる。この欠陥検査装置の情報を元に、パターン欠陥部が少ない場合には修正装置を使ってパターンを修正することも考えられるが、多い場合には修正にかかる時間や再度欠陥検査をする時間がかかるため、不良品マスクとして再度マスクを製作する場合もある。
【０００４】
さらに近年では、高感度化が計られた化学増幅型の感光剤が描画に使用されているが、これは環境中のアンモニア濃度に依存して感度が変化することが知られており、描画後のベーキング（ポストベーク）終了まではパーティクルに加えて環境中のアンモニア濃度を低く抑える必要がある。従って、効果的に歩留まり向上のため、マスクとなる種々のサイズの基板上に感光剤を塗布した後、電子ビームで描画されるまでの間に、ダスト等のゴミが露光部に付着しないようにし、かつポストベーク終了まで環境中のアンモニア濃度を低く抑えるための技術や方法が要求されてきた。
【０００５】
ゴミとして考えられるものとしては、空気中を浮遊する埃や塵等に加え、人間がマスクを取り扱う際に剥がれ落ちる皮膚等の有機物や装置の摺動部等から発生する金属粉があげられる。そこで、マスク生産のための装置が設置されるクリーンルームのクリーン度をクラス１００（０．３μｍのダスト１００個／ｍ3 ）程度からクラス１０（０．３μｍのダスト１０個／ｍ3 ）以下にまで向上させて対応してきた。
【０００６】
また、感光剤が塗布されたマスクを異物検査装置にかけて、マスク表面にゴミが無いことを確認した後、さらに描画装置にマスクをセットする前に、斜めからマスク描画面に光を当てて異物が無いことを確認する斜光検査などを行い、マスクに感光剤を塗布した後にゴミが付いていないことを確認していた。さらに、環境中のアンモニア濃度に関しては、クリーンルームのクリーン度を維持するために使用されるパーティクルを物理的に除去するフィルタに加えて、化学的にアンモニアを吸着するケミカルフィルタを付加して、クリーンルーム内の環境中のアンモニア濃度を低く抑えてきた。
【０００７】
ところで、ウェハ上０．１５μｍ以下のパターンが必要とされている１ＧビットＤＲＡＭ相当の半導体装置においては、ウェハ上にマスクパターンを転写する際にパターンが４分の１に縮小されるため、必要となるマスクのパターンサイズは０．６μｍ以下となることが予想されている。そのため、クラス１０（０．３μｍのダスト１０個／ｍ3 ）では不十分であり、クラス１（０．１μｍのダスト１０個／ｍ5 ）からクラス０．１（０．１μｍのダスト１個／ｍ3 ）程度の環境が必要になる。
【０００８】
これを実現させるために、局所クリーン化技術がある。これは、従来のクリーンルーム全体のクリーン度を向上するという思想ではなく、対象となる最小限の環境だけをクリーンに保つという考えで、電力や消耗品などのランニングコストを考えても非常に有利である。また、より高感度・高精度の異物検査装置を使用して、人間が介在する斜光検査等の作業を排除することにより、異物がマスクに付着する可能性を極力少なくすることが可能となる。
【０００９】
しかし、電子ビーム描画装置は、真空中でマスクを描画する必要があるため真空化と大気化を繰り返す予備室を備えており、さらに外部からの振動を排除するために除震装置によって切り離されている。従って、予備室と外部マスク供給・回収装置との間を局所的にクリーン化することが難しく、外部のマスク供給・回収装置からマスクを予備室に運ぶ間に、感光剤が塗布されたマスク描画面に異物が付着する恐れがある。
【００１０】
また、マスクを予備室に搬出・搬入する間に予備室内に異物が混入して、予備室を真空化する際に舞い上がって、マスクの描画面に付着する恐れがある。さらに、ウェハの場合と異なりマスクの場合は少量多品種生産であり、基板大きさ，厚さ，及び重さの異なる石英基板に対して種々の感光剤が塗布されている可能性があるため、種別毎の対応を考慮しなければならない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来、リソグラフィ用のマスクを形成するための電子ビーム描画装置においては、局所的にクリーン化することが難しいため、マスクの描画面に異物が付着する恐れが大であった。さらに、マスクの場合は少量多品種生産であることから、種別毎の対応を考慮しなければならず、局所クリーン化技術を導入しても効率良い生産を実現するのは困難であった。
【００１２】
また、上記の問題は電子ビーム描画装置に限るものではなく、イオンビーム描画装置についても同様であり、さらに多品種少量生産の装置で、且つ真空チャンバ内で基板を処理する基板処理装置についても同様に言えることである。
【００１３】
本発明は、上記事情を考慮して成されたもので、その目的とするところは、局所クリーン化技術を導入し、少量多品種のマスク等の描画に際しても、効率的に生産することが可能な基板搬送システム及びマネージメントシステムを備えた基板処理装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
（構成）
上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。
即ち本発明は、真空内で基板に所定の処理を施す基板処理装置において、複数枚の基板を収納可能な試料キャリアを内包し、内部のクリーン度を維持することが可能な第１の試料ケースと、任意サイズの１枚の基板を収納可能で、一部に通気性のあるフィルタを有し、内部のクリーン度を維持することが可能な第２の試料ケースと、前記各試料ケースをクリーンな雰囲気で開けた状態で、第１の試料ケースと第２の試料ケースとの間で基板を受け渡す第１の基板搬送機構と、外空間と接している第１のゲートバルブと真空に保たれた基板処理室と接している第２のゲートバルブとを有し、第２の試料ケースを搬送・搬出可能で、かつ内部空間を大気化・真空化することが可能なＩ／Ｏチャンバと、第２のゲートバルブが閉で、第１のゲートバルブが開となる前記Ｉ／Ｏチャンバ内が大気の状態で、第１の基板搬送機構を含む基板搬送システム上の所定位置と前記Ｉ／Ｏチャンバ内の所定位置との間で第２の試料ケースを受け渡す第２の基板搬送機構と、第１のゲートバルブが閉で、第２のゲートバルブが開となる前記Ｉ／Ｏチャンバが真空の状態で、第２の試料ケースと前記基板処理室内のステージとの間で基板を受け渡す第３の基板搬送機構とを具備してなることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、真空内で基板に所定の処理を施す基板処理装置において、複数枚の基板を収納可能な試料キャリアを内包し、開閉機構部を閉じることによって内部のクリーン度を維持することが可能な第１の試料ケースと、任意サイズの１枚の基板を収納可能で、一部に通気性のあるフィルタを有し、第１の試料ケースと同じ機構からなる開閉機構部を閉じることによって内部のクリーン度を維持することが可能な第２の試料ケースと、前記各試料ケースを置くことが可能で、該試料ケースの開閉機構部を開閉するための開閉機構駆動部を有するドア部を少なくとも２個所有し、該開閉機構駆動部によって開けられた第１の試料ケースと第２の試料ケースとの間で基板を受け渡す第１の基板搬送機構を有し、前記各試料ケースが開かれた状態となる内部の雰囲気を局所的にクリーン化し、かつそのクリーン度を維持することが可能な第１の基板搬送システムと、外空間と接している第１のゲートバルブと真空に保たれた基板処理室と接している第２のゲートバルブとを有し、第２の試料ケースを搬送・搬出可能でかつ該試料ケースの開閉機構部を開閉するための開閉機構駆動部を有し、第１及び第２のゲートバルブによって閉じられた空間を大気化・真空化することが可能なＩ／Ｏチャンバと、第２のゲートバルブが閉で、かつ第１のゲートバルブが開となる前記Ｉ／Ｏチャンバ内が大気の状態で、第２の試料ケースを第１の基板搬送システム上の所定位置と、前記Ｉ／Ｏチャンバ内の所定位置との間で受け渡す第２の基板搬送機構と、第１及び第２のゲートバルブを閉じた状態で前記Ｉ／Ｏチャンバを真空化した後に第２のゲートバルブを開き、前記開閉機構駆動部を駆動して開かれた第２の試料ケースに対して基板を受け渡すことが可能で、かつ基板を真空が維持された基板処理室内のステージ上に搬送することが可能な第３の基板搬送機構を有する第２の基板搬送システムとを具備し、第１の試料ケースに収納された任意の基板を第１の基板搬送システムを介して第２の試料ケースに移し換えた後、第３の搬送機構及び第２の基板搬送システムを介して前記ステージ上に搬送し、該ステージ上で前記基板に所定の処理を施すことを特徴とする。
【００１６】
ここで、本発明の望ましい実施態様としては次のものがあげられる。
(1) ステージは、真空が維持された基板処理室内で基板を保持し平面内を自在に走査することが可能なＸＹステージであること。
(2) 基板処理として、ＸＹステージに搬送された基板を平面内で任意に走査しながら、所望の半導体集積回路のパターンを描画すること。
(3) 第１の基板搬送システムは、パーティクルを除去するためのフィルタと所定の化学物質を取り除くためのケミカルフィルタとからなるファンフィルタユニットを介して取り込んだ外気によって、常に陽圧となるように制御されること。
(4) 各試料ケースの裏面の所定位置には、それぞれ試料ケースのタイプを識別するための第１の検出体が設けられ、さらに第１の試料ケースの別の場所には該ケースに内包される複数枚の試料を収納可能な試料キャリアに収納可能な基板のサイズを識別するための第２の検出体が設けられていて、第１の基板搬送システムの開閉機構駆動部を有するドア部には、第１及び第２の検出体を検出するためのセンサを具備し、第１及び第２の試料ケースが第１の基板搬送システムに置かれると、第１の試料ケース又は第２の試料ケースであるか、及び第１の試料ケースの場合は第２の検出体が設けられた場所に応じて収納された基板のサイズを識別することが可能であること。
(5) 第１の基板搬送システムのドア部に置かれた試料ケースを開いている時、又は開かれた後に、ドア部周辺に配置された少なくとも１つのセンサによって試料キャリア内に収納された基板の枚数、試料キャリア内での基板の位置、及びそれぞれの基板の厚さを検出することが可能であること。
(6) 試料キャリアは複数枚の厚さの異なる基板を収納可能で、予め設定された基板の厚さの範囲に応じた所定のピッチで基板は収納され、かつそのピッチを識別するための第３の検出体を備え、第１の基板搬送システムのドア部に置かれた試料ケースを開いている時、又は開かれた後に、試料キャリア内の基板の枚数、試料キャリア内での基板の位置、及び基板の厚さを検出することが可能なドア部周辺に配置された少なくとも１つのセンサによって、試料キャリアに設けられたキャリアピッチを識別するための第３の検出体を検出することが可能であること。
(7) 試料キャリア内に収納された基板の枚数、試料キャリア内での基板の位置、それぞれの基板の厚さ及び試料キャリアに設けられたキャリアピッチを検出するためのセンサは、投光部と受光部とを有する透過型の光センサからなり、試料キャリア内に収納された基板の枚数、試料キャリア内での基板の位置、及びそれぞれの基板の厚さを検出する際には基板を遮光体として検出し、試料キャリアに設けられたキャリアピッチを識別するための第３の検出体を検出する際には、キャリアピッチに応じて第３の検出体の所定の位置に設けられた開口部の位置と数のいずれか１つ又は両方を検出して識別すること。
(8) 試料ケースの第１の基板搬送機構の駆動系は、２軸の水平移動機構と３軸の上下移動機構から構成される少なくとも５軸の駆動系から構成されていて、各軸の駆動源はシリンダーによる単軸動作の組合せと、終点と始点の突き当てにより位置決めされており、第１の基板搬送システムとＩ／Ｏチャンバの配置に応じて、上下移動機構の少なくとも１軸には直線動作に応じて所定の回転動作を行うように案内が設けられていること。
(9) 第１の基板搬送システムには少なくとも２つの第２の試料ケース２ａ及び２ｂが置かれ、試料ケース２ａは試料ケースの第１の搬送機構により、第１の基板搬送システムと電子ビーム描画装置のＩ／Ｏチャンバとの間で試料ケース２ａの受け渡しを行い、第１の基板搬送システムの近傍に設置され、試料ケース２ｂを置くことが可能で、かつ試料ケース２ｂを開閉するための開閉機構駆動部を有するドア部を所有し、かつ試料ケース２ｂが開かれた状態となる内部の雰囲気を局所的にクリーン化し、かつそのクリーン度を維持することが可能な基板のベーキング装置と、第１の搬送システムとの間で試料ケース２ｂを受け渡しするための第４の基板搬送機構を具備すること。
(10)第１の基板搬送システム上に少なくとも１つ以上置かれる第１の試料ケースの側面若しくは上面に少なくとも１つの取っ手を有し、試料ケースの取ってを選択的に掴むことが可能なハンド部と、取っ手を掴んで試料ケースを移載するための試料ケースの第２の搬送機構において、第１の搬送システムのドア部とは異なる場所に置かれた第１の試料ケース若しくは第２の試料ケースを、第１の搬送システムのドア部まで搬送する又は第１の基板搬送システムのドア部から搬出するための敷設された、試料ケースの第２の搬送機構の軌道を定める案内部は、非磁性材料で構成されていること。
【００１７】
また本発明は、複数枚の基板を収納可能な試料キャリアを内包し、開閉機構部を閉じることによって内部のクリーン度を維持することが可能で、裏面の所定の位置に試料ケースのタイプを識別するための第１の検出体と、試料キャリアに収納可能な基板のサイズを識別するための第２の検出体が設けられ、かつ内包した試料キャリアに収納された複数枚の基板について、個々の基板の少なくとも識別記号、基板の材質，大きさ及び厚さ、基板表面に設けられた遮光膜の材質及び厚さ、遮光膜上に塗布された感光材の種類，厚さ及び照射されるエネルギー量の情報を記憶することが可能な第１の記憶装置を備えた第１の試料ケースと、
任意サイズの１枚の基板を収納可能で、一部に通気性のあるフィルタを有し、かつ第１の試料ケースと同じ機構からなる開閉機構部を閉じることによって内部のクリーン度を維持することが可能で、裏面の所定の位置に試料ケースのタイプを識別するための第１の検出体が設けられた第２の試料ケースと、
第１又は第２の試料ケースを置くことが可能で、かつ試料ケースを開閉するための開閉機構駆動部を有するドア部を少なくとも２個所有し、該開閉機構駆動部によって開けられた第１の試料ケースと第２の試料ケースとの間で基板を受け渡す第１の基板搬送機構を有し、かつ試料ケースが開かれた状態となる内部の雰囲気を局所的にクリーン化しかつそのクリーン度を維持することが可能で、試料ケースを開閉するための開閉機構駆動部を有するドア部には、第１及び第２の検出体を検出するためのセンサを具備し、第１及び第２の試料ケースが試料ケースを開閉するための開閉機構駆動部を有するドア部に置かれると、第１の試料ケース又は第２の試料ケースであるか、及び第１の試料ケースの場合はさらに第２の検出体が設けられた場所に応じて収納された基板のサイズを識別することが可能で、前記ドア部に置かれた試料ケースを開いている時、又は開かれた後に、前記ドア部周辺に配置された少なくとも１つのセンサによって前記試料キャリア内に収納された基板の枚数、前記試料キャリア内での基板の位置、及びそれぞれの基板の厚さを検出することが可能で、かつ前記試料ケースが置かれるドア部周辺に第１の試料ケースに取り付けられた第１の記憶装置から非接触で情報を読み取る又は更新することが可能な情報の読取り・書込み装置を備えた第１の基板搬送システムと、
複数の前記読取り・書込み装置を制御して複数の第１の試料ケースからの情報を一括して取り扱うことが可能な第１の制御装置と、
荷電ビーム描画装置を制御するための第２の制御装置の端末より入力された情報に従って任意の基板に対して所望の半導体装置の回路パターンを描画することが可能な荷電ビーム描画装置であって、
第１の制御装置は第２の制御装置から制御可能であり、前記記憶装置を備えた第１の試料ケースが第１の搬送システム上に置かれると、第１の試料ケースの記憶装置から前記読取り・書込み装置を介して、第１の試料ケースに収納された複数枚の基板について得られる、個々の基板の少なくとも識別記号、基板の材質、大きさ及び厚さ、基板表面に設けられた遮光膜の材質及び厚さ、遮光膜上に塗布された感光材の種類、厚さ及び照射されるエネルギー量の情報と、第２の制御装置の端末からの情報とを第１の制御装置において比較することが可能で、かつ第１の基板搬送システムの具備する基板サイズ及び厚さがセンサで検知した情報と異なる場合には、第１の基板搬送機構による搬送動作をさせないことを特徴とする。
【００１８】
（作用）
本発明によれば、電子ビーム描画装置等の基板処理装置において、基板搬送系として、大気中においては局所的にクリーン化された状態を維持したまま基板を受け渡しするための第１の基板搬送システムで取り扱い、真空中においては直接に基板の受け渡しを行う第２の基板搬送システムで取り扱う。これにより、電子ビーム描画装置によりマスク等を描画するまでの搬送過程においても、クリーン度の低いクリーンルーム中に暴露しないで、常に局所的にクリーン度が保たれた環境に維持することが可能となり、かつ個々のマスクについての付随情報を操作することが可能となり、描画・ベーキングまでの環境をコントロールした確実な描画が可能となる。
【００１９】
また、大気中における第１の基板搬送システムにケミカルフィルタを装着することにより、化学増幅型レジストの感度等に影響を与えるアンモニア濃度を低く抑えることができる。さらに、ケースのタイプや基板サイズ等を識別するための検出体と共にこれらを検出するためのセンサ等を設けることにより、基板搬送の自動化が容易となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図示の実施形態によつて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる電子ビーム描画装置を示す外観模式図である。
【００２１】
図中の１は所定サイズの複数枚の基板２７を収納可能なレチクルキャリア１であり、このレチクルキャリア１はポッド開閉機構部４２を閉じることによって内部のクリーン度を維持することが可能となるレチクルスミフポッド（第１の試料ケース）２内に収納されている。３は、任意サイズの１枚の基板２７を収納可能なレチクルケース（第２の試料ケース）であり、このケース３もケース開閉機構部４３を閉じることによって内部のクリーン度を維持することが可能となっている。
【００２２】
４は、レチクルスミフポッド２及びレチクルケース３との間で基板２７を受け渡すことが可能なクリーンロボット（第１の基板搬送機構）である。５はレチクルマネジメントシステムであり、クリーンロボット４に加え、レチクルスミフポッド２及びレチクルケース３を開閉するためのエレベータ機構４４を有する２個所以上のポートドア２１を備え、エレベータ機構４４及びクリーンロボット４を含む内部の雰囲気を局所的にクリーン化し、かつそのクリーン度を維持することが可能となっている。
【００２３】
ここで、レチクルマネジメントシステム５は、図２に示すように、パーティクルを除去するためのＵＬＰＡフィルタ１６と所定の化学物質を取り除くためのケミカルフィルタ１７とからなるファンフィルタユニット１８を介して取り込んだ外気によって、常に陽圧となるように制御されている。
【００２４】
８は真空ロボット１４（第３の基板搬送機構）を備えたロボットチャンバであり、後述するＩ／Ｏチャンバと描画処理室との間に設けられ、これらの間で基板２８を搬送することができるようになっている。
【００２５】
１０はＩ／Ｏチャンバであり、このチャンバ１０は図３に示すように、レチクルケース３を収納可能でかつ真空中でレチクルケース３を開閉可能なエレベータ９を備え、さらに外空間と接している第１のゲートバルブ６、真空に保たれたロボットチャンバ８と接している第２のゲートバルブ７を備えている。そして、このチャンバ１０内は、ゲートバルブ６及び７によって閉じられた内部空間を大気化・真空化することが可能となっている。
【００２６】
１１はレチクルケースの搬送機構（第２の基板搬送機構）であり、この搬送機構１１は図４に示すように、レチクルマネジメントシステム５上の所定のポートドア２１とＩ／Ｏチャンバ１０内との間でレチクルケース３を搬送することが可能となっている。また、搬送機構１１の駆動系は、２軸の水平移動機構と３軸の上下移動機構から構成される５軸の駆動系から構成されていて、各軸の駆動源はシリンダーによる単軸動作の組合せと、終点と始点の突き当てにより位置決めされている。さらに、レチクルマネジメントシステム５とＩ／Ｏチャンバ１０の配置に応じて、上下移動機構の１軸には直線動作に応じて所定の回転動作を行う案内４５を設けるようにした。
【００２７】
１２は基板を載置し電子ビームに対して平面内で自在に走査するＸＹステージ１３を収容した描画処理室であり、内部を真空に維持することが可能となっている。この処理室１２上には、電子ビームを成形・偏向・照射するための電子光学鏡筒４１が設けられている。
【００２８】
本実施形態による電子ビーム描画装置において基板２７に半導体装置の回路パターンを描画する場合には、まずクリーン度が維持されたレチクルスミフポッド２に入れられたレチクルキャリア１に装填されている基板２７を、レチクルマネジメントシステム５のポートドア２１上に置く。
【００２９】
局所的にクリーン化されたレチクルマネジメントシステム５上に置かれたレチクルスミフポッド２は、ポッド開閉機構４２が開けられてエレベータ機構４４により、基板２７が装填されたレチクルキャリア１が所定の位置に降ろされる。その後、クリーンロボット４によりレチクルキャリア１から基板２７を、同様にレチクルマネジメントシステム５上に置かれたレチクルケース３に搬送する。
【００３０】
レチクルケース３に移載された基板２７はレチクルケース３に入れられたまま、レチクルケースの搬送機構１１により、電子ビーム描画装置のＩ／Ｏチャンバ１０に搬送される。
【００３１】
Ｉ／Ｏチャバ１０に搬送されたレチクルケース３は、外側のゲートバルブ６を閉じた後チャンバ内を真空化してから、エレベータ９により開けられる。さらに、ロボットチャンバ８とＩ／Ｏチャンバ１０の間のゲートバルブ７を開いて、真空ロボット１４により基板２７を受取り、描画処理室１２内のＸＹステージ１３上に搬送する。
【００３２】
従って、大気中にある時に基板２７はレチクルスミフポッド２、レチクルケース３及びレチクルマネジメントシステム５内の局所的にクリーン度の高められた空間とのみ接することになり、Ｉ／Ｏチャバ１０、ロボットチャンバ８、及び描画処理室１２内では真空化された後に内部空間と接することになる。
【００３３】
このように本実施形態によれば、大気中においては局所的にクリーン化された状態を維持したままクリーンロボット４及びレチクルケース搬送１１で基板２７を取り扱い、真空中においては真空ロボット１４で基板２７を直接に取り扱う。これにより、電子ビーム描画装置によりマスク等を描画するまでの搬送過程においても、クリーン度の低いクリーンルーム中に暴露しないで、常に局所的にクリーン度が保たれた環境に維持することが可能となり、かつ個々のマスクについての付随情報を操作することが可能となり、描画・ベーキングまでの環境をコントロールした確実な描画が可能となる。従って、少量多品種のマスク等の描画に際しても、効率良く生産することが可能となり、半導体製造分野における有用性は極めて大である。
【００３４】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態では、試料ケースのタイプや基板のサイズ、その他の情報を何らかの手段により保持しておき、これを自動で検出できるようにした。
【００３５】
図５は、本実施形態に従って配置されたレチクルスミフポッド２及びレチクルケース３の裏面に設けられた検出体の配置を示す模式図である。レチクルスミフポッド２とレチクルケース３の裏面の所定の位置には、それぞれ試料ケースのタイプを識別するための検出体１９が設けられ、さらに別の場所にはレチクルスミフポッド２に内包されるレチクルキャリア１に１対１に対応するレチクルサイズを識別するための検出体２０が設けられている。
【００３６】
また、図６に示すようにレチクルマネジメントシステム５のポートドア２１には、検出体１９及び検出体２０に対応する位置にそれぞれの検出体を検知するための近接センサ２２が設けられている。
【００３７】
従って、レチクルスミフポッド２及びレチクルケース３がレチクルマネジメントシステム５に置かれると、レチクルスミフポッド若しくはレチクルケースであるか、及びレチクルスミフポッドの場合は検出体２０が設けられた場所に応じて収納された基板のサイズが識別されることになる。そしてこれらの情報を用いることにより、基板搬送システムの自動化を容易に実現することが可能となる。
【００３８】
また、レチクルマネジメントシステム５のポートドア２１に置かれたレチクルスミフポッド２を開いている時、若しくは開かれた後に、ポートドア２１の周辺に配置された１つの光センサ２３によってレチクルキャリア１内に収納された基板の枚数、レチクルキャリア内での基板の位置、及びそれぞれの基板の厚さを検出するようにしてもよい。
【００３９】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態では、レチクルキャリア１のより具体的な構成例について説明する。
【００４０】
図７は、本実施形態に用いたレチクルキャリアの断面構成を示す図である。本実施形態のレチクルキャリア１は、複数枚の厚さの異なる基板を収納可能で、予め設定された基板の厚さの範囲に応じた所定のピッチで基板は収納され、かつそのピッチを識別するための検出体２４を有している。
【００４１】
この場合、レチクルマネジメントシステム５のポートドア２１に置かれたレチクルスミフポッド５を開いている時、若しくは開かれた後に、レチクルキャリア１内の基板の枚数、レチクルキャリア内での基板の位置、及び基板の厚さを検出することが可能な光センサ２３によって、レチクルキャリア１に設けられたキャリアピッチを識別するための検出体２４も検出するようにした。
【００４２】
また、図８はレチクルキャリア１の別の例であり、キャリアピッチの検出体として、ピッチに応じて所定の位置に所定の数の開口部が設けられている。そして、この位置及び数をレチクルマネジメントシステム５のドア部周辺に設けたセンサにより検出するようにしている。
【００４３】
この場合、レチクルキャリア１内に収納された基板の枚数、チレクルキャリア１内での基板の位置、それぞれの基板の厚さ及びレチクルキャリア１に設けられたキャリアピッチを検出するための光センサ２３は、投光部２５と受光部２６とを有する透過型の光センサ２３からなり、またキャリアピッチを識別するためレチクルキャリア１に設けられた検出体２４は、キャリアピッチに応じて検出体２４の所定の位置に設けられた検出体開口部２８の位置と数を検出して識別するようにした。
【００４４】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態では、図９に示すように、レチクルスミフポッド２には、中に収納されたレチクルキャリア１に収納された複数枚の基板について、個々の基板２７の少なくとも識別記号、基板の材質，大きさ及び厚さ、基板表面に設けられた遮光膜の材質及び厚さ、遮光膜上に塗布された感光材の種類，厚さ及び照射されるエネルギー量の情報を記憶することが可能な記憶装置２９を取り付けるようにした。また、レチクルマネジメントシステム５には、記憶装置２９内の情報に対して読取り・書込みが可能な読取り・書込み装置３０が設置される。これら記憶装置２９と読取り・書込み装置３０のインターフェースには、非接触で情報のやり取りが可能な赤外線などが使用される。
【００４５】
さらに、電子ビーム描画装置を抑制する計算機と端末からなる描画制御装置３２は、複数のレチクルスミフポッドからの個々の基板に関する情報を集めて管理するための計算機からなる制御装置３１とネットワークを介してつなげられ、相互に情報を比較することが可能にした。
【００４６】
このとき、描画制御装置３２から入力された基板情報と、レチクルマネジメントシステム５で検知したレチクルサイズや厚さに関する情報とが異なっていた場合には、クリーンロボット４による搬送動作をさせないようにした。
【００４７】
このような構成であっても、基板の各種情報を読み取ってその後の処理に生かせるので、先の第２の実施形態と同様に基板搬送システムの自動化に寄与することが可能となる。
【００４８】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態では、図９に示すように、レチクルマネジメントシステム５には、電子ビーム描画装置のＩ／Ｏチャンバ１０との間で基板２７の受け渡しを行うためのレチクルケース３３と、レチクルマネジメントシステム５の近傍に設置されたベーキング装置３６との間で、半導体装置の回路パターンが描画された後の基板２７の搬送を行うためのレチクルケース３４が置かれる。
【００４９】
内部が局所的にクリーン化されている基板のベーキング装置３６には、レチクルケース３を開閉するためのケース開閉機構部４３を備えたポートドア３５が設けられ、レチクルマネジメントシステム５のポートドア２１とベーキング装置３６のポートドア３５との間を、レチクルケースの搬送機構３７によりレチクルケース３４を受け渡しするようにした。
【００５０】
このような構成であれば、先の第１の実施形態で得られる作用効果に加え、描画前や描画後の基板のベーキングをもクリーンな雰囲気で行うことができ、より効率良い生産システムを実現することが可能となる。
【００５１】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態では、図９に示すように、クリーンルーム内でレチクルスミフポッド２を搬送するための無塵搬送システム３９は、レチクルマネジメントシステム５上に置かれたレチクルスミフポッド２を、図示されていないレチクルスミフポッド２のストッカ等との間で、入手を介さずに搬送する。
【００５２】
レチクルスミフポッド２の側面若しくは上面には取っ手３８があり、無塵搬送システム３９はこの取っ手３８をつかんでレチクルスミフポッド２を移載する。その際に、無塵搬送システム３９の軌道を定める案内部４０は少なくとも電子ビーム描画装置の周辺では、アルミ合金や銅合金等の非磁性材料で構成するようにした。
【００５３】
このような構成であれば、先の第１の実施形態で得られる作用効果に加え、レチクルマネジメントシステム５に置かれたレチクルスミフポッド２を人手を介さずに搬送することができるため、塵や有機物等の付着をより確実に防止することができ、より効率良い生産システムを実現することが可能となる。
【００５４】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。実施形態では、電子ビーム描画装置に例に取り説明したが、これに限らずイオンビーム描画装置に適用することもできる。更には、多品種少量生産の装置で、且つ真空チャンバ内で基板を処理するものであれば、各種の基板処理装置に適用することが可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、電子ビーム描画装置等の基板処理装置によりマスク等の基板を描画するまでの搬送過程においても、クリーン度の低いクリーンルーム中に暴露しないで、常に局所的にクリーン度が保たれた環境に維持することが可能となり、かつ個々の基板についての付随情報を操作することが可能となり、描画・ベーキング等までの環境をコントロールした確実な基板処理を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係わる電子ビーム描画装置を示す外観模式図。
【図２】第１の実施形態に用いたレチクルマネジメントシステムの具体的構成を示す断面模式図。
【図３】電子ビーム描画装置のＩ／Ｏチャンバの構成を示す断面模式図。
【図４】レチクルケース搬送機構の具体的構成を示す断面模式図。
【図５】第２の実施形態を説明するためのもので、レチクルスミフポッド及びレチクルケースの裏面に設けられた検出体の配置を示す模式図。
【図６】第２の実施形態を説明するためのもので、レチクルマネジメントシステムのポートドアに設けられた近接センサの配置を示す模式図。
【図７】第３の実施形態を説明するためのもので、レチクルキャリアの構成を示す模式図。
【図８】第３の実施形態を説明するためのもので、レチクルキャリアのキャリアピッチ検出体とそのバリエーションを示す模式図。
【図９】第４〜第６の実施形態を説明するための模式図。
【符号の説明】
１…レチクルキャリア
２…レチクルスミフポッド（第１の試料ケース）
３…レチクルケース（第２の試料ケース）
４…クリーンロボット（第１の基板搬送機構）
５…レチクルマネジメントシステム
６…第１のゲートバルブ
７…第２のゲートバルブ
８…ロボットチャンバ
９…エレベータ
１０…Ｉ／Ｏチャンバ
１１…レチクルケースの搬送機構（第２の基板搬送機構）
１２…描画処理室
１３…ＸＹステージ
１４…真空ロボット（第３の基板搬送機構）
１５…基板搬送システム
１６…ＵＬＰＡフィルタ
１７…ケミカルフィルタ
１８…ファンフィルタユニット
１９…第１の検出体
２０…第２の検出体
２１…ポートドア
２２…近接センサ
２３…光センサ
２４…検出体
２５…光センサ投光部
２６…光センサ受光部
２７…基板
２８…検出体開口部
２９…記憶装置
３０…読取り・書込み装置
３１…制御装置
３２…描画制御装置
３３…レチクルケース
３４…レチクルケース
３５…ポートドア
３６…ベーキング装置
３７…レチクルケースの搬送機構
３８…取っ手
３９…無塵搬送システム
４０…案内部
４１…電子光学鏡筒
４２…ポッド開閉機構部
４３…ケース開閉機構部
４４…エレベータ機構
４５…回転動作を行う案内
【発明の属する技術分野】
本発明は、局所クリーン化技術を導入して種々のサイズの基板を処理チャンバ内に出し入れ可能にした基板処理装置に関する。
例えば、真空容器内で石英基板上に塗布された感光剤にパターンを描画する装置であり、特にパーティクルを付着させることなく種々のサイズの石英基板を装置内に出し入れすることが可能な電子ビーム描画装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造においては、石英基板上に各種パターンが形成されたマスクを用い、このマスクのパターンを光でウェハ上に転写するリソグラフィ技術が利用されている。そして、このリソグラフィに用いるマスクのパターンを形成する手段の一つとして、電子ビーム描画装置が利用されている。
【０００３】
電子ビーム描画装置でマスクのパターンを描画する際、感光剤が塗布されたマスク基板上のビーム露光部に電子ビームの影となるゴミ等があると、そこが未露光部となってパターン欠陥を発生させることになる。描画後に、現像・エッチングを行ってパターンニングしてから、欠陥検査装置で欠陥の場所や欠陥の数等を知ることができる。この欠陥検査装置の情報を元に、パターン欠陥部が少ない場合には修正装置を使ってパターンを修正することも考えられるが、多い場合には修正にかかる時間や再度欠陥検査をする時間がかかるため、不良品マスクとして再度マスクを製作する場合もある。
【０００４】
さらに近年では、高感度化が計られた化学増幅型の感光剤が描画に使用されているが、これは環境中のアンモニア濃度に依存して感度が変化することが知られており、描画後のベーキング（ポストベーク）終了まではパーティクルに加えて環境中のアンモニア濃度を低く抑える必要がある。従って、効果的に歩留まり向上のため、マスクとなる種々のサイズの基板上に感光剤を塗布した後、電子ビームで描画されるまでの間に、ダスト等のゴミが露光部に付着しないようにし、かつポストベーク終了まで環境中のアンモニア濃度を低く抑えるための技術や方法が要求されてきた。
【０００５】
ゴミとして考えられるものとしては、空気中を浮遊する埃や塵等に加え、人間がマスクを取り扱う際に剥がれ落ちる皮膚等の有機物や装置の摺動部等から発生する金属粉があげられる。そこで、マスク生産のための装置が設置されるクリーンルームのクリーン度をクラス１００（０．３μｍのダスト１００個／ｍ3 ）程度からクラス１０（０．３μｍのダスト１０個／ｍ3 ）以下にまで向上させて対応してきた。
【０００６】
また、感光剤が塗布されたマスクを異物検査装置にかけて、マスク表面にゴミが無いことを確認した後、さらに描画装置にマスクをセットする前に、斜めからマスク描画面に光を当てて異物が無いことを確認する斜光検査などを行い、マスクに感光剤を塗布した後にゴミが付いていないことを確認していた。さらに、環境中のアンモニア濃度に関しては、クリーンルームのクリーン度を維持するために使用されるパーティクルを物理的に除去するフィルタに加えて、化学的にアンモニアを吸着するケミカルフィルタを付加して、クリーンルーム内の環境中のアンモニア濃度を低く抑えてきた。
【０００７】
ところで、ウェハ上０．１５μｍ以下のパターンが必要とされている１ＧビットＤＲＡＭ相当の半導体装置においては、ウェハ上にマスクパターンを転写する際にパターンが４分の１に縮小されるため、必要となるマスクのパターンサイズは０．６μｍ以下となることが予想されている。そのため、クラス１０（０．３μｍのダスト１０個／ｍ3 ）では不十分であり、クラス１（０．１μｍのダスト１０個／ｍ5 ）からクラス０．１（０．１μｍのダスト１個／ｍ3 ）程度の環境が必要になる。
【０００８】
これを実現させるために、局所クリーン化技術がある。これは、従来のクリーンルーム全体のクリーン度を向上するという思想ではなく、対象となる最小限の環境だけをクリーンに保つという考えで、電力や消耗品などのランニングコストを考えても非常に有利である。また、より高感度・高精度の異物検査装置を使用して、人間が介在する斜光検査等の作業を排除することにより、異物がマスクに付着する可能性を極力少なくすることが可能となる。
【０００９】
しかし、電子ビーム描画装置は、真空中でマスクを描画する必要があるため真空化と大気化を繰り返す予備室を備えており、さらに外部からの振動を排除するために除震装置によって切り離されている。従って、予備室と外部マスク供給・回収装置との間を局所的にクリーン化することが難しく、外部のマスク供給・回収装置からマスクを予備室に運ぶ間に、感光剤が塗布されたマスク描画面に異物が付着する恐れがある。
【００１０】
また、マスクを予備室に搬出・搬入する間に予備室内に異物が混入して、予備室を真空化する際に舞い上がって、マスクの描画面に付着する恐れがある。さらに、ウェハの場合と異なりマスクの場合は少量多品種生産であり、基板大きさ，厚さ，及び重さの異なる石英基板に対して種々の感光剤が塗布されている可能性があるため、種別毎の対応を考慮しなければならない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来、リソグラフィ用のマスクを形成するための電子ビーム描画装置においては、局所的にクリーン化することが難しいため、マスクの描画面に異物が付着する恐れが大であった。さらに、マスクの場合は少量多品種生産であることから、種別毎の対応を考慮しなければならず、局所クリーン化技術を導入しても効率良い生産を実現するのは困難であった。
【００１２】
また、上記の問題は電子ビーム描画装置に限るものではなく、イオンビーム描画装置についても同様であり、さらに多品種少量生産の装置で、且つ真空チャンバ内で基板を処理する基板処理装置についても同様に言えることである。
【００１３】
本発明は、上記事情を考慮して成されたもので、その目的とするところは、局所クリーン化技術を導入し、少量多品種のマスク等の描画に際しても、効率的に生産することが可能な基板搬送システム及びマネージメントシステムを備えた基板処理装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
（構成）
上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。
即ち本発明は、真空内で基板に所定の処理を施す基板処理装置において、複数枚の基板を収納可能な試料キャリアを内包し、内部のクリーン度を維持することが可能な第１の試料ケースと、任意サイズの１枚の基板を収納可能で、一部に通気性のあるフィルタを有し、内部のクリーン度を維持することが可能な第２の試料ケースと、前記各試料ケースをクリーンな雰囲気で開けた状態で、第１の試料ケースと第２の試料ケースとの間で基板を受け渡す第１の基板搬送機構と、外空間と接している第１のゲートバルブと真空に保たれた基板処理室と接している第２のゲートバルブとを有し、第２の試料ケースを搬送・搬出可能で、かつ内部空間を大気化・真空化することが可能なＩ／Ｏチャンバと、第２のゲートバルブが閉で、第１のゲートバルブが開となる前記Ｉ／Ｏチャンバ内が大気の状態で、第１の基板搬送機構を含む基板搬送システム上の所定位置と前記Ｉ／Ｏチャンバ内の所定位置との間で第２の試料ケースを受け渡す第２の基板搬送機構と、第１のゲートバルブが閉で、第２のゲートバルブが開となる前記Ｉ／Ｏチャンバが真空の状態で、第２の試料ケースと前記基板処理室内のステージとの間で基板を受け渡す第３の基板搬送機構とを具備してなることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、真空内で基板に所定の処理を施す基板処理装置において、複数枚の基板を収納可能な試料キャリアを内包し、開閉機構部を閉じることによって内部のクリーン度を維持することが可能な第１の試料ケースと、任意サイズの１枚の基板を収納可能で、一部に通気性のあるフィルタを有し、第１の試料ケースと同じ機構からなる開閉機構部を閉じることによって内部のクリーン度を維持することが可能な第２の試料ケースと、前記各試料ケースを置くことが可能で、該試料ケースの開閉機構部を開閉するための開閉機構駆動部を有するドア部を少なくとも２個所有し、該開閉機構駆動部によって開けられた第１の試料ケースと第２の試料ケースとの間で基板を受け渡す第１の基板搬送機構を有し、前記各試料ケースが開かれた状態となる内部の雰囲気を局所的にクリーン化し、かつそのクリーン度を維持することが可能な第１の基板搬送システムと、外空間と接している第１のゲートバルブと真空に保たれた基板処理室と接している第２のゲートバルブとを有し、第２の試料ケースを搬送・搬出可能でかつ該試料ケースの開閉機構部を開閉するための開閉機構駆動部を有し、第１及び第２のゲートバルブによって閉じられた空間を大気化・真空化することが可能なＩ／Ｏチャンバと、第２のゲートバルブが閉で、かつ第１のゲートバルブが開となる前記Ｉ／Ｏチャンバ内が大気の状態で、第２の試料ケースを第１の基板搬送システム上の所定位置と、前記Ｉ／Ｏチャンバ内の所定位置との間で受け渡す第２の基板搬送機構と、第１及び第２のゲートバルブを閉じた状態で前記Ｉ／Ｏチャンバを真空化した後に第２のゲートバルブを開き、前記開閉機構駆動部を駆動して開かれた第２の試料ケースに対して基板を受け渡すことが可能で、かつ基板を真空が維持された基板処理室内のステージ上に搬送することが可能な第３の基板搬送機構を有する第２の基板搬送システムとを具備し、第１の試料ケースに収納された任意の基板を第１の基板搬送システムを介して第２の試料ケースに移し換えた後、第３の搬送機構及び第２の基板搬送システムを介して前記ステージ上に搬送し、該ステージ上で前記基板に所定の処理を施すことを特徴とする。
【００１６】
ここで、本発明の望ましい実施態様としては次のものがあげられる。
(1) ステージは、真空が維持された基板処理室内で基板を保持し平面内を自在に走査することが可能なＸＹステージであること。
(2) 基板処理として、ＸＹステージに搬送された基板を平面内で任意に走査しながら、所望の半導体集積回路のパターンを描画すること。
(3) 第１の基板搬送システムは、パーティクルを除去するためのフィルタと所定の化学物質を取り除くためのケミカルフィルタとからなるファンフィルタユニットを介して取り込んだ外気によって、常に陽圧となるように制御されること。
(4) 各試料ケースの裏面の所定位置には、それぞれ試料ケースのタイプを識別するための第１の検出体が設けられ、さらに第１の試料ケースの別の場所には該ケースに内包される複数枚の試料を収納可能な試料キャリアに収納可能な基板のサイズを識別するための第２の検出体が設けられていて、第１の基板搬送システムの開閉機構駆動部を有するドア部には、第１及び第２の検出体を検出するためのセンサを具備し、第１及び第２の試料ケースが第１の基板搬送システムに置かれると、第１の試料ケース又は第２の試料ケースであるか、及び第１の試料ケースの場合は第２の検出体が設けられた場所に応じて収納された基板のサイズを識別することが可能であること。
(5) 第１の基板搬送システムのドア部に置かれた試料ケースを開いている時、又は開かれた後に、ドア部周辺に配置された少なくとも１つのセンサによって試料キャリア内に収納された基板の枚数、試料キャリア内での基板の位置、及びそれぞれの基板の厚さを検出することが可能であること。
(6) 試料キャリアは複数枚の厚さの異なる基板を収納可能で、予め設定された基板の厚さの範囲に応じた所定のピッチで基板は収納され、かつそのピッチを識別するための第３の検出体を備え、第１の基板搬送システムのドア部に置かれた試料ケースを開いている時、又は開かれた後に、試料キャリア内の基板の枚数、試料キャリア内での基板の位置、及び基板の厚さを検出することが可能なドア部周辺に配置された少なくとも１つのセンサによって、試料キャリアに設けられたキャリアピッチを識別するための第３の検出体を検出することが可能であること。
(7) 試料キャリア内に収納された基板の枚数、試料キャリア内での基板の位置、それぞれの基板の厚さ及び試料キャリアに設けられたキャリアピッチを検出するためのセンサは、投光部と受光部とを有する透過型の光センサからなり、試料キャリア内に収納された基板の枚数、試料キャリア内での基板の位置、及びそれぞれの基板の厚さを検出する際には基板を遮光体として検出し、試料キャリアに設けられたキャリアピッチを識別するための第３の検出体を検出する際には、キャリアピッチに応じて第３の検出体の所定の位置に設けられた開口部の位置と数のいずれか１つ又は両方を検出して識別すること。
(8) 試料ケースの第１の基板搬送機構の駆動系は、２軸の水平移動機構と３軸の上下移動機構から構成される少なくとも５軸の駆動系から構成されていて、各軸の駆動源はシリンダーによる単軸動作の組合せと、終点と始点の突き当てにより位置決めされており、第１の基板搬送システムとＩ／Ｏチャンバの配置に応じて、上下移動機構の少なくとも１軸には直線動作に応じて所定の回転動作を行うように案内が設けられていること。
(9) 第１の基板搬送システムには少なくとも２つの第２の試料ケース２ａ及び２ｂが置かれ、試料ケース２ａは試料ケースの第１の搬送機構により、第１の基板搬送システムと電子ビーム描画装置のＩ／Ｏチャンバとの間で試料ケース２ａの受け渡しを行い、第１の基板搬送システムの近傍に設置され、試料ケース２ｂを置くことが可能で、かつ試料ケース２ｂを開閉するための開閉機構駆動部を有するドア部を所有し、かつ試料ケース２ｂが開かれた状態となる内部の雰囲気を局所的にクリーン化し、かつそのクリーン度を維持することが可能な基板のベーキング装置と、第１の搬送システムとの間で試料ケース２ｂを受け渡しするための第４の基板搬送機構を具備すること。
(10)第１の基板搬送システム上に少なくとも１つ以上置かれる第１の試料ケースの側面若しくは上面に少なくとも１つの取っ手を有し、試料ケースの取ってを選択的に掴むことが可能なハンド部と、取っ手を掴んで試料ケースを移載するための試料ケースの第２の搬送機構において、第１の搬送システムのドア部とは異なる場所に置かれた第１の試料ケース若しくは第２の試料ケースを、第１の搬送システムのドア部まで搬送する又は第１の基板搬送システムのドア部から搬出するための敷設された、試料ケースの第２の搬送機構の軌道を定める案内部は、非磁性材料で構成されていること。
【００１７】
また本発明は、複数枚の基板を収納可能な試料キャリアを内包し、開閉機構部を閉じることによって内部のクリーン度を維持することが可能で、裏面の所定の位置に試料ケースのタイプを識別するための第１の検出体と、試料キャリアに収納可能な基板のサイズを識別するための第２の検出体が設けられ、かつ内包した試料キャリアに収納された複数枚の基板について、個々の基板の少なくとも識別記号、基板の材質，大きさ及び厚さ、基板表面に設けられた遮光膜の材質及び厚さ、遮光膜上に塗布された感光材の種類，厚さ及び照射されるエネルギー量の情報を記憶することが可能な第１の記憶装置を備えた第１の試料ケースと、
任意サイズの１枚の基板を収納可能で、一部に通気性のあるフィルタを有し、かつ第１の試料ケースと同じ機構からなる開閉機構部を閉じることによって内部のクリーン度を維持することが可能で、裏面の所定の位置に試料ケースのタイプを識別するための第１の検出体が設けられた第２の試料ケースと、
第１又は第２の試料ケースを置くことが可能で、かつ試料ケースを開閉するための開閉機構駆動部を有するドア部を少なくとも２個所有し、該開閉機構駆動部によって開けられた第１の試料ケースと第２の試料ケースとの間で基板を受け渡す第１の基板搬送機構を有し、かつ試料ケースが開かれた状態となる内部の雰囲気を局所的にクリーン化しかつそのクリーン度を維持することが可能で、試料ケースを開閉するための開閉機構駆動部を有するドア部には、第１及び第２の検出体を検出するためのセンサを具備し、第１及び第２の試料ケースが試料ケースを開閉するための開閉機構駆動部を有するドア部に置かれると、第１の試料ケース又は第２の試料ケースであるか、及び第１の試料ケースの場合はさらに第２の検出体が設けられた場所に応じて収納された基板のサイズを識別することが可能で、前記ドア部に置かれた試料ケースを開いている時、又は開かれた後に、前記ドア部周辺に配置された少なくとも１つのセンサによって前記試料キャリア内に収納された基板の枚数、前記試料キャリア内での基板の位置、及びそれぞれの基板の厚さを検出することが可能で、かつ前記試料ケースが置かれるドア部周辺に第１の試料ケースに取り付けられた第１の記憶装置から非接触で情報を読み取る又は更新することが可能な情報の読取り・書込み装置を備えた第１の基板搬送システムと、
複数の前記読取り・書込み装置を制御して複数の第１の試料ケースからの情報を一括して取り扱うことが可能な第１の制御装置と、
荷電ビーム描画装置を制御するための第２の制御装置の端末より入力された情報に従って任意の基板に対して所望の半導体装置の回路パターンを描画することが可能な荷電ビーム描画装置であって、
第１の制御装置は第２の制御装置から制御可能であり、前記記憶装置を備えた第１の試料ケースが第１の搬送システム上に置かれると、第１の試料ケースの記憶装置から前記読取り・書込み装置を介して、第１の試料ケースに収納された複数枚の基板について得られる、個々の基板の少なくとも識別記号、基板の材質、大きさ及び厚さ、基板表面に設けられた遮光膜の材質及び厚さ、遮光膜上に塗布された感光材の種類、厚さ及び照射されるエネルギー量の情報と、第２の制御装置の端末からの情報とを第１の制御装置において比較することが可能で、かつ第１の基板搬送システムの具備する基板サイズ及び厚さがセンサで検知した情報と異なる場合には、第１の基板搬送機構による搬送動作をさせないことを特徴とする。
【００１８】
（作用）
本発明によれば、電子ビーム描画装置等の基板処理装置において、基板搬送系として、大気中においては局所的にクリーン化された状態を維持したまま基板を受け渡しするための第１の基板搬送システムで取り扱い、真空中においては直接に基板の受け渡しを行う第２の基板搬送システムで取り扱う。これにより、電子ビーム描画装置によりマスク等を描画するまでの搬送過程においても、クリーン度の低いクリーンルーム中に暴露しないで、常に局所的にクリーン度が保たれた環境に維持することが可能となり、かつ個々のマスクについての付随情報を操作することが可能となり、描画・ベーキングまでの環境をコントロールした確実な描画が可能となる。
【００１９】
また、大気中における第１の基板搬送システムにケミカルフィルタを装着することにより、化学増幅型レジストの感度等に影響を与えるアンモニア濃度を低く抑えることができる。さらに、ケースのタイプや基板サイズ等を識別するための検出体と共にこれらを検出するためのセンサ等を設けることにより、基板搬送の自動化が容易となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図示の実施形態によつて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる電子ビーム描画装置を示す外観模式図である。
【００２１】
図中の１は所定サイズの複数枚の基板２７を収納可能なレチクルキャリア１であり、このレチクルキャリア１はポッド開閉機構部４２を閉じることによって内部のクリーン度を維持することが可能となるレチクルスミフポッド（第１の試料ケース）２内に収納されている。３は、任意サイズの１枚の基板２７を収納可能なレチクルケース（第２の試料ケース）であり、このケース３もケース開閉機構部４３を閉じることによって内部のクリーン度を維持することが可能となっている。
【００２２】
４は、レチクルスミフポッド２及びレチクルケース３との間で基板２７を受け渡すことが可能なクリーンロボット（第１の基板搬送機構）である。５はレチクルマネジメントシステムであり、クリーンロボット４に加え、レチクルスミフポッド２及びレチクルケース３を開閉するためのエレベータ機構４４を有する２個所以上のポートドア２１を備え、エレベータ機構４４及びクリーンロボット４を含む内部の雰囲気を局所的にクリーン化し、かつそのクリーン度を維持することが可能となっている。
【００２３】
ここで、レチクルマネジメントシステム５は、図２に示すように、パーティクルを除去するためのＵＬＰＡフィルタ１６と所定の化学物質を取り除くためのケミカルフィルタ１７とからなるファンフィルタユニット１８を介して取り込んだ外気によって、常に陽圧となるように制御されている。
【００２４】
８は真空ロボット１４（第３の基板搬送機構）を備えたロボットチャンバであり、後述するＩ／Ｏチャンバと描画処理室との間に設けられ、これらの間で基板２８を搬送することができるようになっている。
【００２５】
１０はＩ／Ｏチャンバであり、このチャンバ１０は図３に示すように、レチクルケース３を収納可能でかつ真空中でレチクルケース３を開閉可能なエレベータ９を備え、さらに外空間と接している第１のゲートバルブ６、真空に保たれたロボットチャンバ８と接している第２のゲートバルブ７を備えている。そして、このチャンバ１０内は、ゲートバルブ６及び７によって閉じられた内部空間を大気化・真空化することが可能となっている。
【００２６】
１１はレチクルケースの搬送機構（第２の基板搬送機構）であり、この搬送機構１１は図４に示すように、レチクルマネジメントシステム５上の所定のポートドア２１とＩ／Ｏチャンバ１０内との間でレチクルケース３を搬送することが可能となっている。また、搬送機構１１の駆動系は、２軸の水平移動機構と３軸の上下移動機構から構成される５軸の駆動系から構成されていて、各軸の駆動源はシリンダーによる単軸動作の組合せと、終点と始点の突き当てにより位置決めされている。さらに、レチクルマネジメントシステム５とＩ／Ｏチャンバ１０の配置に応じて、上下移動機構の１軸には直線動作に応じて所定の回転動作を行う案内４５を設けるようにした。
【００２７】
１２は基板を載置し電子ビームに対して平面内で自在に走査するＸＹステージ１３を収容した描画処理室であり、内部を真空に維持することが可能となっている。この処理室１２上には、電子ビームを成形・偏向・照射するための電子光学鏡筒４１が設けられている。
【００２８】
本実施形態による電子ビーム描画装置において基板２７に半導体装置の回路パターンを描画する場合には、まずクリーン度が維持されたレチクルスミフポッド２に入れられたレチクルキャリア１に装填されている基板２７を、レチクルマネジメントシステム５のポートドア２１上に置く。
【００２９】
局所的にクリーン化されたレチクルマネジメントシステム５上に置かれたレチクルスミフポッド２は、ポッド開閉機構４２が開けられてエレベータ機構４４により、基板２７が装填されたレチクルキャリア１が所定の位置に降ろされる。その後、クリーンロボット４によりレチクルキャリア１から基板２７を、同様にレチクルマネジメントシステム５上に置かれたレチクルケース３に搬送する。
【００３０】
レチクルケース３に移載された基板２７はレチクルケース３に入れられたまま、レチクルケースの搬送機構１１により、電子ビーム描画装置のＩ／Ｏチャンバ１０に搬送される。
【００３１】
Ｉ／Ｏチャバ１０に搬送されたレチクルケース３は、外側のゲートバルブ６を閉じた後チャンバ内を真空化してから、エレベータ９により開けられる。さらに、ロボットチャンバ８とＩ／Ｏチャンバ１０の間のゲートバルブ７を開いて、真空ロボット１４により基板２７を受取り、描画処理室１２内のＸＹステージ１３上に搬送する。
【００３２】
従って、大気中にある時に基板２７はレチクルスミフポッド２、レチクルケース３及びレチクルマネジメントシステム５内の局所的にクリーン度の高められた空間とのみ接することになり、Ｉ／Ｏチャバ１０、ロボットチャンバ８、及び描画処理室１２内では真空化された後に内部空間と接することになる。
【００３３】
このように本実施形態によれば、大気中においては局所的にクリーン化された状態を維持したままクリーンロボット４及びレチクルケース搬送１１で基板２７を取り扱い、真空中においては真空ロボット１４で基板２７を直接に取り扱う。これにより、電子ビーム描画装置によりマスク等を描画するまでの搬送過程においても、クリーン度の低いクリーンルーム中に暴露しないで、常に局所的にクリーン度が保たれた環境に維持することが可能となり、かつ個々のマスクについての付随情報を操作することが可能となり、描画・ベーキングまでの環境をコントロールした確実な描画が可能となる。従って、少量多品種のマスク等の描画に際しても、効率良く生産することが可能となり、半導体製造分野における有用性は極めて大である。
【００３４】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態では、試料ケースのタイプや基板のサイズ、その他の情報を何らかの手段により保持しておき、これを自動で検出できるようにした。
【００３５】
図５は、本実施形態に従って配置されたレチクルスミフポッド２及びレチクルケース３の裏面に設けられた検出体の配置を示す模式図である。レチクルスミフポッド２とレチクルケース３の裏面の所定の位置には、それぞれ試料ケースのタイプを識別するための検出体１９が設けられ、さらに別の場所にはレチクルスミフポッド２に内包されるレチクルキャリア１に１対１に対応するレチクルサイズを識別するための検出体２０が設けられている。
【００３６】
また、図６に示すようにレチクルマネジメントシステム５のポートドア２１には、検出体１９及び検出体２０に対応する位置にそれぞれの検出体を検知するための近接センサ２２が設けられている。
【００３７】
従って、レチクルスミフポッド２及びレチクルケース３がレチクルマネジメントシステム５に置かれると、レチクルスミフポッド若しくはレチクルケースであるか、及びレチクルスミフポッドの場合は検出体２０が設けられた場所に応じて収納された基板のサイズが識別されることになる。そしてこれらの情報を用いることにより、基板搬送システムの自動化を容易に実現することが可能となる。
【００３８】
また、レチクルマネジメントシステム５のポートドア２１に置かれたレチクルスミフポッド２を開いている時、若しくは開かれた後に、ポートドア２１の周辺に配置された１つの光センサ２３によってレチクルキャリア１内に収納された基板の枚数、レチクルキャリア内での基板の位置、及びそれぞれの基板の厚さを検出するようにしてもよい。
【００３９】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態では、レチクルキャリア１のより具体的な構成例について説明する。
【００４０】
図７は、本実施形態に用いたレチクルキャリアの断面構成を示す図である。本実施形態のレチクルキャリア１は、複数枚の厚さの異なる基板を収納可能で、予め設定された基板の厚さの範囲に応じた所定のピッチで基板は収納され、かつそのピッチを識別するための検出体２４を有している。
【００４１】
この場合、レチクルマネジメントシステム５のポートドア２１に置かれたレチクルスミフポッド５を開いている時、若しくは開かれた後に、レチクルキャリア１内の基板の枚数、レチクルキャリア内での基板の位置、及び基板の厚さを検出することが可能な光センサ２３によって、レチクルキャリア１に設けられたキャリアピッチを識別するための検出体２４も検出するようにした。
【００４２】
また、図８はレチクルキャリア１の別の例であり、キャリアピッチの検出体として、ピッチに応じて所定の位置に所定の数の開口部が設けられている。そして、この位置及び数をレチクルマネジメントシステム５のドア部周辺に設けたセンサにより検出するようにしている。
【００４３】
この場合、レチクルキャリア１内に収納された基板の枚数、チレクルキャリア１内での基板の位置、それぞれの基板の厚さ及びレチクルキャリア１に設けられたキャリアピッチを検出するための光センサ２３は、投光部２５と受光部２６とを有する透過型の光センサ２３からなり、またキャリアピッチを識別するためレチクルキャリア１に設けられた検出体２４は、キャリアピッチに応じて検出体２４の所定の位置に設けられた検出体開口部２８の位置と数を検出して識別するようにした。
【００４４】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態では、図９に示すように、レチクルスミフポッド２には、中に収納されたレチクルキャリア１に収納された複数枚の基板について、個々の基板２７の少なくとも識別記号、基板の材質，大きさ及び厚さ、基板表面に設けられた遮光膜の材質及び厚さ、遮光膜上に塗布された感光材の種類，厚さ及び照射されるエネルギー量の情報を記憶することが可能な記憶装置２９を取り付けるようにした。また、レチクルマネジメントシステム５には、記憶装置２９内の情報に対して読取り・書込みが可能な読取り・書込み装置３０が設置される。これら記憶装置２９と読取り・書込み装置３０のインターフェースには、非接触で情報のやり取りが可能な赤外線などが使用される。
【００４５】
さらに、電子ビーム描画装置を抑制する計算機と端末からなる描画制御装置３２は、複数のレチクルスミフポッドからの個々の基板に関する情報を集めて管理するための計算機からなる制御装置３１とネットワークを介してつなげられ、相互に情報を比較することが可能にした。
【００４６】
このとき、描画制御装置３２から入力された基板情報と、レチクルマネジメントシステム５で検知したレチクルサイズや厚さに関する情報とが異なっていた場合には、クリーンロボット４による搬送動作をさせないようにした。
【００４７】
このような構成であっても、基板の各種情報を読み取ってその後の処理に生かせるので、先の第２の実施形態と同様に基板搬送システムの自動化に寄与することが可能となる。
【００４８】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態では、図９に示すように、レチクルマネジメントシステム５には、電子ビーム描画装置のＩ／Ｏチャンバ１０との間で基板２７の受け渡しを行うためのレチクルケース３３と、レチクルマネジメントシステム５の近傍に設置されたベーキング装置３６との間で、半導体装置の回路パターンが描画された後の基板２７の搬送を行うためのレチクルケース３４が置かれる。
【００４９】
内部が局所的にクリーン化されている基板のベーキング装置３６には、レチクルケース３を開閉するためのケース開閉機構部４３を備えたポートドア３５が設けられ、レチクルマネジメントシステム５のポートドア２１とベーキング装置３６のポートドア３５との間を、レチクルケースの搬送機構３７によりレチクルケース３４を受け渡しするようにした。
【００５０】
このような構成であれば、先の第１の実施形態で得られる作用効果に加え、描画前や描画後の基板のベーキングをもクリーンな雰囲気で行うことができ、より効率良い生産システムを実現することが可能となる。
【００５１】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態では、図９に示すように、クリーンルーム内でレチクルスミフポッド２を搬送するための無塵搬送システム３９は、レチクルマネジメントシステム５上に置かれたレチクルスミフポッド２を、図示されていないレチクルスミフポッド２のストッカ等との間で、入手を介さずに搬送する。
【００５２】
レチクルスミフポッド２の側面若しくは上面には取っ手３８があり、無塵搬送システム３９はこの取っ手３８をつかんでレチクルスミフポッド２を移載する。その際に、無塵搬送システム３９の軌道を定める案内部４０は少なくとも電子ビーム描画装置の周辺では、アルミ合金や銅合金等の非磁性材料で構成するようにした。
【００５３】
このような構成であれば、先の第１の実施形態で得られる作用効果に加え、レチクルマネジメントシステム５に置かれたレチクルスミフポッド２を人手を介さずに搬送することができるため、塵や有機物等の付着をより確実に防止することができ、より効率良い生産システムを実現することが可能となる。
【００５４】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。実施形態では、電子ビーム描画装置に例に取り説明したが、これに限らずイオンビーム描画装置に適用することもできる。更には、多品種少量生産の装置で、且つ真空チャンバ内で基板を処理するものであれば、各種の基板処理装置に適用することが可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、電子ビーム描画装置等の基板処理装置によりマスク等の基板を描画するまでの搬送過程においても、クリーン度の低いクリーンルーム中に暴露しないで、常に局所的にクリーン度が保たれた環境に維持することが可能となり、かつ個々の基板についての付随情報を操作することが可能となり、描画・ベーキング等までの環境をコントロールした確実な基板処理を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係わる電子ビーム描画装置を示す外観模式図。
【図２】第１の実施形態に用いたレチクルマネジメントシステムの具体的構成を示す断面模式図。
【図３】電子ビーム描画装置のＩ／Ｏチャンバの構成を示す断面模式図。
【図４】レチクルケース搬送機構の具体的構成を示す断面模式図。
【図５】第２の実施形態を説明するためのもので、レチクルスミフポッド及びレチクルケースの裏面に設けられた検出体の配置を示す模式図。
【図６】第２の実施形態を説明するためのもので、レチクルマネジメントシステムのポートドアに設けられた近接センサの配置を示す模式図。
【図７】第３の実施形態を説明するためのもので、レチクルキャリアの構成を示す模式図。
【図８】第３の実施形態を説明するためのもので、レチクルキャリアのキャリアピッチ検出体とそのバリエーションを示す模式図。
【図９】第４〜第６の実施形態を説明するための模式図。
【符号の説明】
１…レチクルキャリア
２…レチクルスミフポッド（第１の試料ケース）
３…レチクルケース（第２の試料ケース）
４…クリーンロボット（第１の基板搬送機構）
５…レチクルマネジメントシステム
６…第１のゲートバルブ
７…第２のゲートバルブ
８…ロボットチャンバ
９…エレベータ
１０…Ｉ／Ｏチャンバ
１１…レチクルケースの搬送機構（第２の基板搬送機構）
１２…描画処理室
１３…ＸＹステージ
１４…真空ロボット（第３の基板搬送機構）
１５…基板搬送システム
１６…ＵＬＰＡフィルタ
１７…ケミカルフィルタ
１８…ファンフィルタユニット
１９…第１の検出体
２０…第２の検出体
２１…ポートドア
２２…近接センサ
２３…光センサ
２４…検出体
２５…光センサ投光部
２６…光センサ受光部
２７…基板
２８…検出体開口部
２９…記憶装置
３０…読取り・書込み装置
３１…制御装置
３２…描画制御装置
３３…レチクルケース
３４…レチクルケース
３５…ポートドア
３６…ベーキング装置
３７…レチクルケースの搬送機構
３８…取っ手
３９…無塵搬送システム
４０…案内部
４１…電子光学鏡筒
４２…ポッド開閉機構部
４３…ケース開閉機構部
４４…エレベータ機構
４５…回転動作を行う案内
Claims (3)
- 複数枚の基板を収納可能な試料キャリアを内包し、内部のクリーン度を維持することが可能な第１の試料ケースと、
任意サイズの１枚の基板を収納可能で、一部に通気性のあるフィルタを有し、内部のクリーン度を維持することが可能な第２の試料ケースと、
前記各試料ケースをクリーンな雰囲気で開けた状態で、第１の試料ケースと第２の試料ケースとの間で基板を受け渡す第１の基板搬送機構と、
外空間と接している第１のゲートバルブと真空に保たれた基板処理室と接している第２のゲートバルブとを有し、第２の試料ケースを搬送・搬出可能で、かつ内部空間を大気化・真空化することが可能なＩ／Ｏチャンバと、
第２のゲートバルブが閉で、第１のゲートバルブが開となる前記Ｉ／Ｏチャンバ内が大気の状態で、第１の基板搬送機構を含む基板搬送システム上の所定位置と前記Ｉ／Ｏチャンバ内の所定位置との間で第２の試料ケースを受け渡す第２の基板搬送機構と、
第１のゲートバルブが閉で、第２のゲートバルブが開となる前記Ｉ／Ｏチャンバが真空の状態で、第２の試料ケースと前記基板処理室内のステージとの間で基板を受け渡す第３の基板搬送機構とを具備してなることを特徴とする基板処理装置。 - 複数枚の基板を収納可能な試料キャリアを内包し、開閉機構部を閉じることによって内部のクリーン度を維持することが可能な第１の試料ケースと、
任意サイズの１枚の基板を収納可能で、一部に通気性のあるフィルタを有し、第１の試料ケースと同じ機構からなる開閉機構部を閉じることによって内部のクリーン度を維持することが可能な第２の試料ケースと、
前記各試料ケースを置くことが可能で、該試料ケースの開閉機構部を開閉するための開閉機構駆動部を有するドア部を少なくとも２個所有し、該開閉機構駆動部によって開けられた第１の試料ケースと第２の試料ケースとの間で基板を受け渡す第１の基板搬送機構を有し、前記各試料ケースが開かれた状態となる内部の雰囲気を局所的にクリーン化し、かつそのクリーン度を維持することが可能な第１の基板搬送システムと、
外空間と接している第１のゲートバルブと真空に保たれた基板処理室と接している第２のゲートバルブとを有し、第２の試料ケースを搬送・搬出可能でかつ該試料ケースの開閉機構部を開閉するための開閉機構駆動部を有し、第１及び第２のゲートバルブによって閉じられた空間を大気化・真空化することが可能なＩ／Ｏチャンバと、
第２のゲートバルブが閉で、かつ第１のゲートバルブが開となる前記Ｉ／Ｏチャンバ内が大気の状態で、第２の試料ケースを第１の基板搬送システム上の所定位置と、前記Ｉ／Ｏチャンバ内の所定位置との間で受け渡す第２の基板搬送機構と、
第１及び第２のゲートバルブを閉じた状態で前記Ｉ／Ｏチャンバを真空化した後に第２のゲートバルブを開き、前記開閉機構駆動部を駆動して開かれた第２の試料ケースに対して基板を受け渡すことが可能で、かつ基板を真空が維持された基板処理室内のステージ上に搬送することが可能な第３の基板搬送機構を有する第２の基板搬送システムとを具備し、
第１の試料ケースに収納された任意の基板を第１の基板搬送システムを介して第２の試料ケースに移し換えた後、第３の搬送機構及び第２の基板搬送システムを介して前記ステージ上に搬送し、該ステージ上で前記基板に所定の処理を施すことを特徴とする基板処理装置。 - 前記各試料ケースの裏面の所定位置には、それぞれ試料ケースのタイプを識別するための第１の検出体が設けられ、さらに第１の試料ケースの別の場所には該ケースに内包される複数枚の試料を収納可能な試料キャリアに収納可能な基板のサイズを識別するための第２の検出体が設けられていて、第１の基板搬送システムの開閉機構駆動部を有するドア部には、第１及び第２の検出体を検出するためのセンサを具備し、第１及び第２の試料ケースが第１の基板搬送システムに置かれると、第１の試料ケース又は第２の試料ケースであるか、及び第１の試料ケースの場合は第２の検出体が設けられた場所に応じて収納された基板のサイズを識別することが可能であることを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7388798A JP4044203B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 基板処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7388798A JP4044203B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 基板処理装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH11274035A JPH11274035A (ja) | 1999-10-08 |
| JP4044203B2 true JP4044203B2 (ja) | 2008-02-06 |
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ID=13531182
Family Applications (1)
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| JP7388798A Expired - Lifetime JP4044203B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 基板処理装置 |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4607069B2 (ja) * | 2006-08-02 | 2011-01-05 | 信越ポリマー株式会社 | 基板収納容器及び識別部材 |
-
1998
- 1998-03-23 JP JP7388798A patent/JP4044203B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11274035A (ja) | 1999-10-08 |
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