JP4357171B2 - 少なくとも１つの光学要素を保管し搬送するための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周囲の影響から保護するために気密閉鎖性容器ドアを備えた容器内に収納されており且つ閉鎖部によって閉じられる出入口を有するチャンバーに移送されるべき少なくとも１つの光学要素を保管し搬送するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光学的リソグラフィーにおいて、チップ構造をマスクと光とを用いてウェーハー上に転写することは知られている。特殊なレーザーは高解像度に必要な波長を生じさせ、他方高解像度投射レンズは構造を結像させるために用いられる。その中に含まれている高解像度レンズはチップ構造が小さくなってきているのでその重要性が増している。
【０００３】
この種の投射レンズに対しては、光学ガラスまたはクォーツガラスからなるレンズは特に短波長レーザー光線に対し耐久性があまりないので適したものではない。使用により適しているのは、高品質フッ化カルシウムからなるレンズであるが、高品質フッ化カルシウムは汚染物、特に水に対し敏感である。たとえば、フッ化表面から除去するのが困難な水単層(Monowasserlage)はレーザー波長が１９３ｎｍ以下で、特に１５７ｎｍ以下であるだけで高い吸収ロスを示す。このため、作動をガス洗浄或いは真空化で行うことにより光学要素はウェーハーステッパー内でクリーンルーム雰囲気で取り囲まれている。
【０００４】
光学要素の製造後その表面を光路内で使用されるまでの間不純物から保護するという問題はこれまで満足に解決されていない。特に閉鎖可能な容器を保管用に使用する場合がそうである。
【０００５】
特に問題なのは、光学要素を当初貯蔵し、次に即座に使用できるように半導体製造装置の投射光路内へ移送させる場合のクリーンキーピングである。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、上記問題を解決すること、特に光学要素を貯蔵時および搬送時ばかりでなく、光学投射光路内へ取り付ける際にも不純物から保護することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するため、それぞれの光学要素が容器内に設けられている担持体上に位置調整して固定され、担持体に上記容器に含まれたマニピュレータを係合させて、容器ドアが開き閉鎖部が開いたときに、担持体を、光路を取り囲むクリーンルームチャンバーに移送するようになっており、上記光路において担持体をマニピュレータによって作業位置に位置決めして固定させることを特徴とするものである。
【０００８】
容器ドアは、閉鎖部用の連行体を有し、連行体は容器ドアが開口したときに閉鎖部に係合するようになっており、それでマニピュレータの動き方向に対し垂直に容器ドアを引き上げる際に閉鎖部が一緒に連行され開口される。
【０００９】
容器ドアが互いに変位可能な２つの部分から成り、これら２つの部分のうち第１の部分が閉鎖部に係合する連行体を有し、第２の位置固定可能な部分は容器の緊密閉鎖のためにパッキンに密接するのが有利である。上記２つの部分は互いに異なる開口ストロークを有し、且つマニピュレータと担持体の動き方向に対し垂直な方向において異なる位置へ変位可能であり、第１の部分が第１の位置において、クリーニングのために保護ガスをチャンバーから排出させるために閉鎖部を連行させることにより出入口を開口させ、他方第２の部分は位置固定状態で容器を閉鎖させる。
【００１０】
特に有利なのは、第２の部分の位置固定が中断される第２の位置で上記２つの部分が共通の変位位置へもたらされ、この変位位置で出入口が完全に開口し、且つ容器が部分的に開口していること、第３の位置で第２の部分が第１の部分に比べより大きな開口ストロークにより他の変位位置へもたらされ、この他の変位位置では容器も完全に開口していることである。第２の部分には、変位位置に対し垂直に作用して第１の部分と第２の部分とを容器に対し機械的にロックさせる半自動的な安全機構を組み込んでもよい。
【００１２】
マニピュレータは、広範囲の搬送経路のための延長性マニピュレータアームを固定するためのインターフェースを有している必要がある。
【００１３】
本発明によれば、光学要素は所定の位置調整状態（この位置調整状態を光学要素は保護雰囲気内で有している）を維持しながら該光学要素を装填すべき装置内へ移送され、したがって装置内では付加的な方向調整をせずとも光学要素の結像作用に適切な状態が得られる。光学要素は保管時も容器からクリーンな周囲空間へ移送操作する際も常に汚染から保護されている。ＣａＦ_２部材に対する操作上の危険性が減少する。
【００１４】
本発明による容器は光学要素を前記装置から取り出す際にも適しているので、高価な光学要素を上記の態様で再処理プロセスに供給することができる。レーザー光線によって負荷される光学的表面はこのようなプロセスで再研磨され、新たにコーティングされる。次に、このようにして処理された光学要素は周囲の影響から保護するため、予め調整した状態で再び容器内へもたらされて、必要な場合には前記装置の複数の光路のうちの一つに提供される。
【００１５】
本発明の他の利点は、システムを停止させずに予め調整した光学要素を迅速且つ容易に交換操作できることである。容器は前記装置と簡単に連結させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。
図１と図２および図６ないし図１１に図示した容器１は光学要素を保管、搬送し、外部の影響から保護するために用いるもので、光学要素を光路内へ移送するためのスルースゲートシステムを備えている。容器１を気密に密閉するための容器ドア２はこのスルースゲートシステムの構成要素であり、互いに逆方向へ変位可能な２つの部材３と４を有し、この場合本来の閉鎖要素である第２の部材４に設けたストッパー５と６は該第２の部材４に対する第１の部材３の相対移動を最初に制限する。両部材３と４は最初は容器１の滑りガイドに沿って第２の部材４の直線案内により所定の第１のストローク長さまで一緒に移動可能であるが、第２の部材４はさらに拡大ストロークを有している。容器１も容器ドア２も有害要素の排出を防止するような材料から成り、或いはそのような効果のあるコーティング部を備えている。これに適しているのはたとえば硫黄成分が非常に少ない特殊鋼、或いはニッケル・燐をコーティング可能な材料である。
【００１７】
閉鎖部材４は楔状に構成されているのが有利であり、このように構成すると、容器ドア２は省スペースで移動機構を介して防塵閉鎖でき、ねじ止め後は真空気密に閉鎖できる。必要なパッキンは脱落することがなく、台形状溝７内に周回するように取り付けられ、容器１の閉鎖状態では第２の部材４の傾斜面８に対して作用する。
【００１８】
第１部材３に設けた連行体９，１０は、具備させる光路が設けられているスーパークリーンルーム（図示せず）の出入口１２の閉鎖部１１を開閉させるために設けられている。
【００１９】
容器１はマニピュレータ１４を有し、マニピュレータ１４は取り外し可能なカバーキャップ１３（洗浄目的で保護ガス用の接続部を備えていてもよい）により保護され、マニピュレータ１４は少なくとも１つの光学要素１６を位置調整可能に固定した担持体１５の所定位置に取り外し可能に係合している。このような光学要素１６はたとえば特殊クリーニングした円柱レンズ、球面レンズ、光学的出入射窓、ミラーのような平面光学部材である。
【００２０】
弾性押圧部材１７を備えている搬送固定部は、容器１の搬送時および保管時にマニピュレータ１４を固定し、マニピュレータ１４がロックされていないときには、取り付け領域を越えて突出してカバーキャップ１３が取り付けられるのも阻止する。
【００２１】
マニピュレータ１４は、延長性マニピュレータアーム１８を固定するための接続部を螺着部１９の形態で有している（図４）。担持体１５をその上に固定されている光学要素１６とともに操作するには、図５に図示したように位置固定部１７を軸線方向に変位させることによって取り外して、容器ドア２の位置調整方向に対し垂直な方向でマニピュレータ１４を位置調整可能にすることが必要である。
【００２２】
この位置調整を確実に有効ならしめるため、出入口１２の領域には、インターフェースとして用いられる容器受容板２０が装着されている。この受容板２０は、図３によれば、容器１を位置調整して取り付けるためのピン２１，２２，２３と、ねじ穴２４，２５とを有している。ねじ穴２４，２５には、容器１を脱落不能に貫通する軸部材２６，２７を螺合させて容器１を固定することができる。ピン２３はさらに他の機能を持っており、すなわちピン２３はロックスライダ２８を解放させるための操作要素として用いられる。ロックスライダ２８は、容器１を受容板２０に取り付けてはならない場合、或いは、容器ドア２をシステム外で開口させねばならない場合に、容器ドア２の閉鎖部材４を位置固定するために用いるものである。
【００２３】
連行体９と１０は縦溝２９，３０を貫通させることができ、閉鎖部１１に係合してこれを開放させることができる。容器１が受容板２０上に取り付けられ、閉鎖部１１が開いている場合には（図１０）、マニピュレータで操作される担持体１５とその上にある各光学要素１６の搬送経路は、受容板２０に設けた貫通窓３１と出入口１２とを介してスーパークリーンルーム内の光路まで開放されている。
【００２４】
容器ドア２はさらに、保護ガス（窒素）または真空化によるクリーニングによって望ましくない物質を除去するための接続部３２，３３を有している。保護ガス（窒素）または真空化によるクリーニングは交互に行うのが有利である。
【００２５】
容器１内にある担持体１５をその上に位置調整して固定されている光学要素１６とともに光路内へ移送するため、容器１を受容板２０に取り付け、軸部材２６，２７でねじ止めする。この過程で第１の部材３に設けた連行体９，１０は、受容板２０の縦溝２９，３０を通って、出入口１２（図１０）を閉鎖するためのスルースゲートスライダとして構成された閉鎖部１１に係合する。
【００２６】
容器ドア２を第２の部材４のストッパー５，６に当接するのでほぼ１０ｍｍだけ引き上げることにより閉鎖部１１が一緒に連行されて、スーパークリーニングルームの出入口１２を開口させる。開口の程度は、放射される保護ガス流が容器ドア２、受容板２０、および閉鎖部１１の互いにゆるく当接しあっている部材３，４をクリーニングすることができるほどのものである。
【００２７】
クリーニング過程では、容器１は容器ドア２の第２の部材４によってまだ閉鎖されているが、クリーニング過程が終了すると、ピン２３を用いて解放されるロックスライダ２８を操作することができるので、第１の部材３をさらに引き上げれば第２の部材４も一緒に連行させることができ、容器１が開口する。
【００２８】
本実施形態では、閉鎖部１１のストロークと容器ドア２のストロークの違いを補償するためのストローク補償処置がとられているので有利である。このため容器ドア２の第２の部材４は第１の部材に比べてストロークが長い。したがって、受容板２０の縦溝２９，３０で連行体９，１０を係止させることによって第１の部材３がその終端位置に達した後も第２の部材４をさらに引き上げることができる（図８と図９）。
【００２９】
スーパークリーンルーム内部の圧力損失を防止するため、容器１はドア領域に絞り３４の形態で隙間制限部を備えているのが有利である。絞り３４は楔状に構成されている閉鎖部材４の傾斜面８に対し常にほぼ１／１０ｍｍないし２／１０ｍｍのほぼ一定の隙間を開放させている。絞り３４は弾性滑動部材であり、その外面は直線案内部として傾斜面８上に載置される。絞り３４は直線案内部の間に設けられた繰り抜き部を介してほぼ一定の隙間を開放させている。直線案内は密封領域外の滑動面上で行われるので、傾斜面の損傷は避けられる。
【００３０】
容器１と出入口１２とが完全に開口すると、担持体１５をその上に位置調整されて固定されている光学要素１６とともにマニピュレータ１４を用いて光路内へ移送させ、カバーキャップ１３を取り外し、延長性マニピュレータアーム１８をねじ止めし、搬送固定部１７を解除した後に、作業位置に設置するために光路内で位置決めして固定させることができる。
【００３１】
光路内に移送された対象物を即座に作動させることができるように、各光学要素１６を担持体１５上で予め位置調整しておく。このためには、移送した対象物を参照点に対して当接させて、この所望の状態を作り出せば十分である。これらの参照点は光学要素の種類に応じて種々構成してよい。
【００３２】
マニピュレータ１４の落下を防止し、よって光学要素１６の紛失を防止するため、担持体１５には溝３５，３６が穿設され、これらの溝で、容器１の内部とスーパークリーンルームの内部にある弾性押圧ピンがロックされて、異なる面内にある個々のロック位置が設定される。これらのロック位置でのみマニピュレータ１４を担持体１５から切り離すことができ、このため担持体１５がロックにより固定位置にある場合にのみねじ結合部を解除する。
【００３３】
マニピュレータ１４は本実施形態では容器１に組み込んで設けられているが、他の実施形態によれば、外部の操作装置として容器１の外側に配置して設けてもよい。
マニピュレータ１４を担持体１５から切り離して再び容器１内へ戻した後、容器１の閉鎖と受容板２０からの切り離しとを取り付け・開口過程とは逆の順序で行う。
【図面の簡単な説明】
【図１】閉じた搬送容器の側面図である。
【図２】閉じた搬送容器の斜視図である。
【図３】搬送容器のインターフェースとして用いられる受容板を示す図である。
【図４】延長性マニピュレータアームを固定するためのインターフェースを示す図である。
【図５】マニピュレータのためのロック解除機構を示す図である。
【図６】部分的に開口した搬送容器を側方から見た斜視図である。
【図７】図６に図示した部分的に開口している搬送容器を下から見た斜視図である。
【図８】完全に開口した搬送容器を側方から見た斜視図である。
【図９】図８に図示した完全に開口している搬送容器を下から見た斜視図である。
【図１０】完全に開口している搬送容器を、同時に開口しているクリーンルーム出入用閉鎖部とともに図示した断面図である。
【図１１】完全に開口している搬送容器を、光学要素担持体を取り出した状態で示した図である。
【符号の説明】
１ 容器
２ 容器ドア
３ 第１の部材
４ 第２の部材
９，１０ 連行体
１１ 閉鎖部
１２ 出入口
１４ マニピュレータ
１５ 担持体
１６ 光学要素

Claims (7)

1. 周囲の影響から保護するために気密閉鎖性容器ドア（２）を備えた容器（１）内に収納されており且つ閉鎖部（１１）によって閉じられる出入口（１２）を有するチャンバーに移送されるべき少なくとも１つの光学要素を保管し搬送するための装置において、
   それぞれの光学要素（１６）が、上記容器（１）内に設けられている担持体（１５）上に位置調整して固定され、当該担持体（１５）に、上記容器に含まれたマニピュレータ（１４）を係合させて、容器ドア（２）が開き閉鎖部（１１）が開いたときに、上記担持体（１５）を、光路を取り囲むクリーンルームチャンバーである上記チャンバーに移送するようになっており、上記光路にて上記担持体（１５）をマニピュレータ（１４）によって作業位置に位置決めして固定させることができることを特徴とする装置。
2. 上記容器ドア（２）が上記閉鎖部（１１）用の連行体（９，１０）を有し、当該連行体（９，１０）は容器ドア（２）が開口したときに閉鎖部（１１）に係合するようになっており、それでマニピュレータ（１４）の動き方向に対し垂直に容器ドア（２）を引き上げるに際して上記閉鎖部（１１）が一緒に連行されて開口されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 上記容器ドア（２）が互いに変位可能な２つの部分（３，４）から成り、これら２つの部分のうち第１の部分（３）が閉鎖部（１１）に係合する連行体（９，１０）を有し、第２の位置固定可能な部分（４）は容器（１）の緊密閉鎖のためにパッキンに密接することを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 上記２つの部分（３，４）が互いに異なる開口ストロークを有していることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 上記２つの部分（３，４）がマニピュレータ（１４）と担持体（１５）との動き方向に対し垂直な方向において様々な異なる位置へ変位可能であり、それら様々な異なる位置のうち第１の位置では、クリーニングのために保護ガスをチャンバーから排出させるべく、第１の部分（３）が閉鎖部（１１）を連行させることにより出入口（１２）を開口させる一方、第２の部分（４）は位置固定状態で容器（１）を閉鎖させることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 第２の部分（４）の位置固定が中断される第２の位置で上記２つの部分（３，４）が共通の変位位置へもたらされ、この変位位置で出入口（１２）が完全に開口し、且つ容器（１）が部分的に開口していること、第３の位置で第２の部分（４）が第１の部分（３）に比べより大きな開口ストロークにより他の変位位置へもたらされ、この他の変位位置では容器（１）も完全に開口していることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. マニピュレータ（１４）が延長性マニピュレータアーム（１８）を固定するためのインターフェースを有していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。

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