JPH038428A - 局所真空装置並びに方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は真空装置並びに方法に関する。もっと具体的に
言えば本発明は真空装置と加工物表面の間で局所的に非
接触真空シールを発生させる装置並びに方法に関する。

（ロ）従来技術 フォトマスク、集積回路、テレ、ビ受像管、液晶デイス
プレー（ＬＣＤ）構造等を写真製版にかけて修理する場
合、電子ビーム、イオンビーム或はレーザービーム等の
集束ビームを利用することが非常に多い。従来の集束ビ
ーム修理装置を使用する場合、修理品（加工物）を真空
排気されたチャンバー（室）の中に入れて、集束ビーム
を散乱させ解像度を低下させる大気中粒子を減少させる
必要がある。電子ビーム或はイオンビーム装置を使用す
る場合に真空排気が必要な訳は、電子それ自体が非常に
低圧の領域６ 、即ち約１０　　ｍｍ１１ｇの領域、に存在せねばなら
ないためである。

修理段階の最後にチャンバーをあけて修理品を取り出す
。そして新しい修理品をチャンバーに入れて同じ事を繰
り返す。しかし個々の修理品の修理作業の度にその都度
チャンバーを真空排気する必要性は修理コストと修理作
業の複雑性を増大させ且つ修理時間を長引かせ、集束ビ
ーム修理装置の修理効率を甚だしく減少させる。

周知の通り、一連の差圧排気された孔を使用して装置と
加工物表面の間で局所的に非接触真空シールを発生させ
ることが出来る。差圧排気の基礎は排気段階と排気段階
の間にガス路に抵抗を導入するにある。この様な段階を
幾つか連続して使用すれば圧力比を大きくすることが出
来る。差圧排気を使用する非接触真空装置の数学的基礎
が、イー・ドウナスの「狭いスロットの差圧排気」（「
真空科学ジャーナル」）という論文、並びに、エイ・エ
イチ・シャビアロウの「孔を通して大気に開放されたチ
ャンバーの中で真空を維持する排気システムの最適設計
」（「真空Ｊ　１９８３年）という論文で説明されてい
る。

上記のイー・ドウナスの論文では、入り口側で大気に開
放された狭い矩形スロットの差圧排気に就いての実験結
果、並びに、スロットの末端において約１０−６トルの
圧力を作り出す為の排気要件が論じられている。

また上記のシャピアロウの論文では、ウィンドで電子ガ
ンと加工物を分離せずに電子ビーム溶接を可能ならしめ
る真空装置が論じられている。

更に、差圧排気と局所真空シールは次の米国特許でも開
示されている： 米国特許筒３，９０４，５０５号 アイセンベルブ 米国特許筒４，１１８，０４２号 ブース 米国特許筒４，５２４．２６１号 ベトリックその他 米国特許第４，７２０，８３３号 ネルソン アイセンベルブは薄い被膜を基体上に形成する装置であ
って、差圧排気真空室を備えた装置を開示している。

ブースは真空領域とエアクツション領域の間で、所望圧
力勾配を維持する為の２段階差圧排気機構を含む空気軸
受は真空シールアセンブリーを開示している。

ベトリックその他は複数個の同心円真空室を形成する要
素を備え、且つ、パーティクルビーム（粒子線）が向け
られる時に同ビームが通る中央真空領域を含む局所真空
装置を開示している。この装置では内部チャンネルが真
空室を個々の真空ポンプに接続しており、真空室を差圧
排気して装置と加工物の間に非接触真空シールを形成す
る。

ネルソンは一連の差圧排気される圧力領域を有する孔性
を含む走査電子顕微鏡装置を開示している。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、典型的な差圧排気される真空装置は半径
方向と軸方向の寸法、換言すればビームに対して直交す
る方向とビームと平行の方向の寸法、が大きく、従って
、半導体ウェファ−やＬ　ＣＤ　ｔｇ造のエツジ近くで
の処理には使用できない。

更に、差圧排気される装置の構造は、従来、多数の機械
的部品の組み立てを必要とし、このため、軸方向寸法で
の決定的な機械的公差の維持に要するコスト並びに維持
の複雑性が増大した。上記の寸法は特に重要である。そ
の訳はこの寸法が加工物表面とこの表面に面する局所真
空装置表面との間隔を決定するからであるもしこの間隔
が広すぎれば、大気中粒子の流入量が増加して真空性が
減少してしまう。逆にもしこの間隔が不充分だと加工物
表面との接触の危険性、ひいてはそれによる損傷の危険
性、が増大する。従って、軸方向寸法の公差は局所真空
装置の製造にあって決定的な重要性を持つ更に、先行技
術の典型的な差圧排気される装置は基体上に被膜を形成
する或は基体にエツチングを行う為の処理ガスを供給す
るエレメントを備えていない。

従って、本発明の目的は、パーティクルビーム又はレー
ザービームを用いて使用するに適した局所真空装置並び
に方法であって、処理領域を大気中の粒子から高度に隔
絶する装置並びに方法を提供するにある。

本発明のもう一つの目的は、中央処理領域で高度な真空
レベルを達成し得る局所真空装置並びに方法を提供する
にある。

本発明の更にもう一つの目的は、半径方向並びに軸方向
の寸法がコンパクトであって、加工物表面上の所望位置
において３つの直交方向軸において動的且つ制御可能に
位置させ得る局所真空装置を提供するにある。

更に本発明のいま一つの目的は、処理領域で所望の反応
を生じさせる為の所望の処理ガスを導入する為の局所真
空装置並びに方法を提供するにある。

更に本発明のもう一つの目的は、機械的公差を厳密に管
理しつつ容易且つ安価に製造できる局所真空装置を提供
するにある。

本発明の他の一般的並びに特定の目的は以下の説明より
その一部が自ずから明らかとなりまたその一部が現れる
であろう。

（ニ）課題を解決する為の手段 本発明によれば、レーザービーム、パーティクルビーム
その他のエネルギービーム（以下これらを総称して「エ
ネルギービーム」と呼ぶ）を利用する平版印刷や修理装
置に使用する装置並びに方法が提供される。本発明の一
側面によれば、同装置は加工物表面の所定領域に非接触
真空シールを発生させるものであって、複数本の同心円
を描く溝と処理の為のエネルギービーム（例えばレーザ
ー）を通すことの出来る中心孔５２とが形成された、加
工物に面する表面を有する真空本体を備えている。

更に本発明の装置は、真空本体を加工物表面の処理領域
に対して所定距離だけ近接させて位置させる動作エレメ
ント、並びに、真空本体の溝を差圧真空排気する真空ポ
ンプエレメントを備えている。真空本体の溝は差圧真空
排気されることにより、大気中粒子の処理領域への流入
量を減少させる差圧排気真空室を形成する。

更に本発明の別の側面によれば、本発明の装置には、真
空本体の加工物に面する表面と加工物表面との間隔を測
定する為に所定の溝内のガス圧をモニターする検出器と
、上記加工物に面する表面と加工物表面との所定間隔を
維持すべく検出ガス圧に応じて動作エレメントを制御す
るマイクロプロセッサ−とを設けることが出来る。真空
本体は一体状の金属の所定表面に溝を彫ることにより構
成でき、溝に通じる穴を真空本体に穿つことにより導管
を形成することが出来る。

本発明の更に別の側面によれば、本発明の装置は処理領
域への大気中粒子の流入量を更に減少させるべく所定制
御ガスを真空本体の溝に導入°する制御ガス源エレメン
トをも備えている更に本発明の装置には、光分解反応又
は熱分解反応するガス混合物を所定の溝へ導入して同混
合物をエネルギービーム放射路の中へ向かわせ同放射路
の中で反応させることにより所定の反応生成物を加工物
表面上に堆積させる処理又は反応ガスエレメントを設け
ることが出来る。上記ガス混合物としては一酸化炭素担
体成分と、光分解反応又は熱分解反応して電気的伝導性
又は絶縁性を備え且つ光学的に不透明又は透明の層を加
工物表面上に堆積させる酸化コバルト反応性成分とを含
んだものを使用できる。

更に本発明の一側面によれば、加工物表面の所定領域に
非接触真空シールを発生させる方法は、真空室を形成す
る複数本の同心円を描く溝が彫られた、加工物に面する
表面を有する真空本体を差圧真空排気する段階、真空シ
ールを発生させるべく真空本体を加工物表面に対して所
定距離だけ近接させて配置する段階、及び、大気中粒子
の流入量を更に減少させるべく所定の制御ガスを少なく
とも一本の溝へ導入する段階、を含むものである。更に
、本発明方法の一段階として、所定の処理ガス混合物を
導入して同混合物を、真空本体のエネルギービーム放射
路の中で反応させる段階を含めることが出来る（ホ）作
用 （ａ）周縁部と、（ｂ）中心領域と、（ｃ）互いに交差
しない円周方向に走る複数本の溝であって少なくとも上
記周縁部に隣接した最外側溝と上記中心領域に隣接した
最内側溝とを含む複数本の溝とを有する、加工物に面す
る表面を持った真空本体を上記加工物表面に所定距離だ
け近接させて位置させ、上記溝を差圧真空排気すること
により、同溝をして、上記中心領域への大気中粒子の流
入を減少させる差圧真空排気室を形成せしめ、上記中心
領域への大気中粒子の流入を更に減少させるべく所定制
御ガスを上記複数本の溝のうち一つの所定の溝に所定の
制御ガスを導入する。

（へ）実施例 次に本発明の望ましい実施例を図面を参照して説明する
。第１図において符号１０は加工物１２の表面１３の所
定処理領域１５上に局所的に非接触真空シールを発生さ
せる本発明の真空装置を示している。この真空シール装
置１０は修理、エツチング作業、例えばレーザーその他
の粒子又はエネルギービーム１７（以下総称的に「エネ
ルギービーム」と称する）により加工物１２を修理する
作業、に適したものである。加工物１２としては例えば
ＬＣＤパネルが考えられる。加工物１２は従来のプラテ
ン１４上に置くことが出来る。

図示の真空シール装置１０は溝が彫られた表面４４を有
する真空モジュール１８を備えている。上記表面４４は
加工物１２に面している。更に真空シール装置１０は従
来の真空ポンプモジュール２６．２８．３０．３２を備
えている。これらの真空ポンプモジュールは複数本の導
管５０により真空モジュール１８の溝に接続されており
、同溝を差圧真空排気するものである。この排気のやり
方は後に第５図を参照して詳細に説明する。

上記の真空ポンプモジュール２６．２８．３０．３２は
複数個の真空ポンプで構成することも出来れば、全体を
複数個の口を持つ一つの真空ポンプに含めてしまうこと
も可、能である。

第１図は４つの真空モジュール段階を示しているが、本
発明の実施にあたっては５つ以上或は３つ以下の真空モ
ジュール段階を使用することも可能である。更に本発明
の真空シール装置１０の構成要素として、制御ガスモジ
ュール２４、担体ガス源３４、及び、処理ガス源３６を
使用することが出来る。これらの構成要素は皆、導管５
０により真空モジュール１８に接続されており、第５図
を参照して後述する如く、所定のガスを真空モジュール
１８に供給するものである。

真空シール装置１０を使用する時は真空モジュール１８
の表面４４を加工物表面１３の処理すべき領域１５の上
に位置させる。この時、表面４４はＺ軸方向、つまり加
工物表面１３に対する垂直軸方向、で所定間隔１９を得
るに足るだけ加工物表面１３に近付けて位置させる。

次に真空ポンプモジュール２６．２８．３０．３２を作
動させて真空モジュール１８の溝を真空排気する。これ
により、真空モジュール表面４４と加工物表面１３の処
理領域１°５との間に非接触真空シールが作り出される
。

所定の真空が処理領域１５付近で作り出されたら（それ
が作り出されたかどうかの測定は真空モジュール１８に
導管３３を介して接続された従来の真空モニター３９に
より行う）、放射源１６からビーム１７を発生させる。

このビーム１７は真空モジュール１８の中心孔５２に通
して加工物表面１３の処理領域１５に当てるビーム１７
を上記孔中心５２に通すについては従来手段により同ビ
ーム１７を集束させてもよいしその他のビーム配置方法
に依ってもよい。放射源１６並びにビーム配置エレメン
トとしてはレーザーその他のエネルギー又は粒子ビーム
源を使用できる。

第１図に示した如く、本発明の真空シール装置１０の構
成要素として真空モジュール１８と加工物表面１３を３
つの直交軸方向に相対的に動作させる、従来設計のｘ−
ｙ−ｚ動作システム２０を使用することが出来る。この
システム２０は連結手段２２により真空モジュール１８
に機械的に連結することが出来る。或は、同システム２
０はプラテン１４に連結することも可能である。そして
この動作システム２０を、真空測定信号３５に応じて、
マイクロプロセッサ−その他のコントローラー３８によ
り制御できる。この制御のやり方に就いては第５図を参
照して後述する。この動作システム２０は、例えば、所
定処理領域１５を毎秒１ミクロン乃至２ミリの割合で動
作させることが出来る。

真空モジュール１８の構造の一実施例を詳しく図示した
ものが第２図である。第２図において真空モジュール１
８は２つの主要コンポーネント、即ち、真空本体ハウジ
ング４１とこのハウジングの中に取付けられたほぼ円筒
形の真空本体４２、により構成されている。第２図〜第
４図に描かれている真空本体４２は放射源１６からの放
射物が通される中心孔５２（第１図）と円周方向に走っ
ていて互いに交差しない複数の溝４６ａ〜４６ｄが彫ら
れた既述の加工物に面すべき表面４４とを有する。第２
図〜第４図に描かれた真空本体４２は形状がほぼ円筒形
であって所定半径を有し、その表面４４はほぼ平坦な表
面であってこの表面に上記の溝４６ａ〜４６ｄが彫るこ
とが出来る。

上記の溝４６ａ〜４６ｄはガス出口４８ａ〜４８ｄを宵
している。これらのガス出口４８ａ〜４８ｄは、各々、
真空本体ハウジング４１に設けられた導管５０ａ〜５０
ｄと連通している。この構造により、真空ポンプモジュ
ール２６．２８．３０．３２は、各々、上記導管５０ａ
〜５０ｄｆびにガス出口４８ａ〜４８．ｄを通して溝４
６ａ〜４８ｄを真空排気することが出来る。かくして溝
４６ａ〜４６ｄは加工物の所定処理領域１５に真空を作
り出す為の真空排気室を形成することが出来る。

ＴＲ４８ａ〜４Ｅｔｄはほぼ円形であって、既述の中心
孔５２とほぼ同心円とすることが出来る。更に、真空本
体４２は一体状の金属に溝を彫ることにより形成でき、
溝に通じる穴を真空本体に穿つことによりガス出口を形
成することが出来る。この様に一体状の物体から真空本
体４２を形成することは、コンパクト性が高まり機械的
公差（表面４４の平坦性や真空室の大きさなど）の効果
的な制御が可能になると同時にコスト減をもたらす点で
、多重エレメント構造にとって望ましい。

真空本体４２の直径は、典型的な場合にあって、ｌＯ乃
至５０ミリである。真空本体４２の半径は、加工物１２
のエツジ又はコーナー近くで真空を維持出来るよう、出
来れば２５ミリ以下とするのが望ましい。また図示の真
空本体４２は形状がほぼ円筒形であるが他の形状であっ
ても本発明の実施は可能である。

真空本体ハウジング４１は所定ガス源２４３４．３６（
第１図）に接続される導管５０ｅ＞５Ｏｆも備えている
。本発明の望ましい一実施例によればガス源２４から制
御ガス、ガス源３４から担体ガス、ガス源３６から処理
ガスがガス出口４８ａを通って、真空本体４２の所定の
溝（例えば一番外側の溝４６ａ）へ供給される。

真空シール装置１０を使用する時には、溝４８ａ〜４６
ｄが差圧真空排気されると、溝４６ｃ内のガス圧Ｐ２は
溝４ｅｂ内のガス圧Ｐ１より低く、−省内側の溝４６ｄ
内のガス圧Ｐ３は溝４６ｃ内のガス圧Ｐ２より低い結果
となるこのため、これらの溝は、大気中の粒子の処理領
域１５への流入量を減少させる差圧真空排気室を形成す
る。（第１図、第５図） 本発明のこの実施例では真空本体４２の一番外側の溝４
８ａは所定の制御ガスを制御ガス源２４（第１図）から
導入するものであって、これにより処理領域１５への大
気中粒子の流入量が更に減少するのである。この制御ガ
スとしては例えば窒素のような不活性ガスを使用できる
。不活性ガスを使用すれば処理領域１５を大気に対し高
度に隔絶出来る事が分かった。特に、実験の結果、制御
ガスを本発明に従って使用すれば真空ポンプオイルの様
な大気中の汚染物質の処理領域１５への侵入が最小限に
なる事が判明した。制御ガスを使用しなければ汚染物質
は加工物表面上にオイルリングとして付着する恐れがあ
る。

本発明により構成された装置は、３つの同心円を描く真
空溝４６ｂ〜４６ｄを、各々、圧力ＰＬ（約２００トル
）、圧力Ｐ２（約４０トル）、圧力Ｐ３（約８トル）と
なるよう真空排気し、溝深さ（Ｄ）と溝幅（Ｗ）の典型
的なアスペクト比を１０：１とし、加工物表面１３との
典型的な間隔（Ｘ）を約０．００２インチとし、そして
、典型的な制御ガス流量を毎分約２８、・０００立方セ
ンチメートルとすることにより、処理領域１５を効果的
に真空隔絶するものである。但し、上記の数値は一例で
あって、他の数値でも本発明の実施は可能である。

当該技術分野の熟練者であれば、第５図の形態において
真空本体４２により発生せしめられる真空のレベルは、
一つには、真空モジュール表面４４と加工物表面１３と
のＺ、軸方向（つまり加工物表面１３に対する垂直方向
）での間隔１９の関数である事を理解されよう。従って
、本発明の望ましい実施例は、真空本体４２により発生
せしめられた真空レベルをモニターすることにより加工
物表面１３に対する真空本体４２のＺ軸方向位置を自動
的に制御するフィードバックエレメントを備えている。

逆に、真空本体４２に対する加工物のＺ軸方向位置を制
御することにより真空レベルを制御して間隔１９を調整
することも可能である。

特に　ｉ１図に示しであるように、真空モ二ター３９を
導管３３により真空モジュール１８の所定領域（典型的
な場合にあって一番内側の溝４６ｄ）に接続することが
出来る。この真空モニター３９としては従来の真空計を
備えたものを使用できる。この真空モニター３９は真空
モジュール１８により発生せしめられた真空レベルを表
し、ひいては真空モジュール表面４４と加工物表面１３
とのＺ軸方向間隔１９を表す真空測定信号３５を発生さ
せる。

真空モジュール１８の位置制御はマイクロプロセッサ−
３８により行うことが出来る。このマイクロプロセッサ
−３８は測定信号３５を読み取ってＺ軸方向制御信号４
０をＸ−Ｙ−Ｚ動作システム２０に送り、これにより真
空モジュール表面４４と加工物表面１３との所定Ｚ軸方
向間隔を維持するものである。マイクロプロセッサ−３
８としては従来設計、従来構造のもので周知の技術によ
いプログラムされたものを使用できる。更に、第１図実
施例ではこのマイクロプロセッサ−３８によりｘ−ｙ−
ｚ動作システム２０を制御するが、この制御を他のデジ
タル又はアナログ制御回路又は計算装置で行うことも可
能である。

或は、第１図のように、従来の間隔モニターエレメント
６０によりＺ軸方向間隔１９を直接測定して同間隔１９
を制御することも可能でアル。この間隔モニターエレメ
ント６０としては、間隔１９を表す間隔信号６２を発生
させる機械的、容量的、光学的その他の従、来の変位測
定装置を含んだものを使用できる。マイクロプロセッサ
−３８は間隔モニターエレメント６０により発生せしめ
られた間隔信号６２を読み取り、Ｚ軸方向制御信号４０
をｘ−ｙ−ｚ動作システム２０に送って真空モジュール
表面４４と加工物表面１３の所定間隔１９を維持するこ
とが出来る。

間隔１９を自動的に制御すれば多くの重要な利点がある
。特に、この自動制御により真空モジュール表面４４と
加工物表面１３との物理的接触を避けつつ間隔１９を維
持できる。そしてこの間隔１９を最少に維持すれば、最
大限の真空を発生させ得ると同時に低排気量で真空を維
持出来、従って、排気装置の処理量を増大させ且つ同装
置のコストと複雑性を最少限と為し得る。

本発明の別の望ましい実施例によれば、所定の反応性ガ
ス混合物をエネルギービーム１７の放射路である中心孔
５２の中へ導入し同ガス混合物を同放射路の中で反応さ
せる。。この反応性ガス混合物としては、処理ガス源３
６により供給される処理ガスと担体ガス源３４により供
給される担体ガスの混合物を使用できる。この反応性ガ
ス混合物はビーム１７と反応して加工物表面１３の処理
領域１５に対する所定のエツチングを行うか、或は、同
ビーム１７と反応して同処理領域１５に所定の反応生成
物（被膜）を形成するものである。

よって本発明には例えばレーザービームを使用し、レー
ザービーム放射路で光分解或は熱分解又は両メカニズム
により反応する反応性物質を使用できる。光分解反応す
る物質として適当なものは、例えば、有機成分と金属成
分を含む化合物である。この様な物質は集束レーザービ
ームにより光分解し、有機成分が金属成分から分離して
金属成分が加工物表面上に堆積する。或は熱分解反応す
る物質を使用すれば同物質を集束レーザービームによる
局所的な加熱により分離させることが出来る。加工物表
面上に堆積した成分は、使用した処理ガスと、担体ガス
成分に応じて、導電性或は絶縁性を備え且つ光学的に不
透明或は透明なものになる。

選択した反応性ガス混合物を光分解反応或は熱分解反応
により分離させる為には固を波長が約２００乃至約７０
０ナノメートルであって電力が約１ミリワツト乃至２ワ
ツトであるレーザービームを使用できる。第５図に示し
たように、ガラスその他適当な材質で形成された透明ウ
ィンド５４を中心孔５２に設け、このウィンド５４によ
り、レーザー集束装置（図示省略）の対物レンズが反応
生成物によって被覆されてされてしまうのを防止するこ
とが出来る。このウィンド５４を使用すれば、上記対物
レンズのシーリングの必要性がなくしかも同対物レンズ
を真空モジュール１８（第１図）とは無関係に取付ける
ことができ、従って、レーザー集束装置の集束を調整す
べく上記対物レンズの動作を容易ならしめることが出来
る。

既述の処理ガスとしては、例えば、反応性成分としてコ
バルトカルボニル又はタングステンカルボニル、担体と
して一酸化炭素又はアルゴンを含むガスを使用できる。

しかし上記の反応性成分としてはタングステンカルボニ
ルよりコバルトカルボニルの方が望ましい。その理由は
、タングステン化合物は高温でないと分離、堆積しに＜
＜、そのため既存の導体材料の損失を招くからである。

反応性処理ガス混合物（これは、既述のように、例えば
処理ガス源３６からの処理ガスと担体ガス源３４からの
担体ガスの混合物である）は例えば毎分約１０立方セン
チメートルの流量割合で導入でき、制御ガスは毎分約２
８，０００立方センチメートルの流量割合で導入できる
。特に、コバルトカルボニル［Ｃｏ　（ｃｏ）＋）２．
コと一酸化炭素［ＣＯ］担体成分を含んだ処理ガス混合
物を真空本体４２内へど導入してレーザービームと反応
させ、導電性又は絶縁性のコバルト層を加工物表面に形
成出来る。このコバルト層はＬＣＤパネルの様な装置の
回路欠陥を修理すべく導電性或は絶縁性の線を「書き込
む」為に使用できる。この書き込みは本発明によれば隣
接し合う領域において連続的にレーザー加熱することに
より行い得る。本発明の図示の真空装置は所定の真空レ
ベルを処理領域１５で維持しつつ加工物表面１３により
定められるＸ−Ｙ平面で翻訳を行うことにより急速な書
き込みを可能ならしめるものである。この翻訳速度は、
例えば、毎秒１ミクロン乃至２ミリメートルである。更
に、加工物表面１３への被膜形成或は同表面のエツチン
グが終了したら担体ガスによって処理領域１５から反応
性ガスを追放することが出来る。或は制御ガス源２４か
らの制御ガスでこの追放を行うことも可能である。

次に本発明に就いて行った実験を２つ記載する。再実験
において、次に説明する如く、様々な条件の下で本発明
に従ってコバルト被膜を形成した。

実ＪＬ例」− 基体を集束レーザービームで走査することによりコバル
トの反射的な金属被膜を基体上に形成した。

この被膜形成にあたって、基体表面（加工物表面）に面
する表面の半径を約２５ミリメートルとした既述の本発
明の差圧排気真空装置を基体表面から約５０ミクロン隔
てて作動させて基体の処理領域を隔絶した。また、コバ
ルトカルボニル反応性成分とアルゴン担体成分を含む処
理ガス混合物を、圧力約２０乃至７０トルで且つコバル
トカルボニルの分圧を約０．１トルとして、導入した。

実］［医ニー 上記実験例１の物理的構成を使用し且つ酸素、コバルト
カルボニル及び−酸化炭素担体成分を含む処理ガスを約
２０トルの圧力で導入して電気的絶縁性を備え光学的に
透明な酸化コバルトのラインを基体上に形成した。

この実験例で一酸化炭素成分を使用するとコバルト化合
物の黒い結晶の形成が防止されると同時に酸素供給によ
り酸化コバルトを高速で堆積させ得る事が分かった。

以上の説明より理解されるように、本発明は既述の目的
を効果的に達成するものである。

特に、本発明は加工物の処理領域を大気中粒子から効果
的に隔絶し処理ガスを処理領域に導入する装置並びに方
法を提供するものである。

既述の本発明の構造並びに操作順序は本発明の範囲を逸
脱することなく変更可能である。

例えば、真空段階は図示実施例より多くても少なくても
よく、また、既述のものとは異なった反応成分、担体成
分を使用することも可能である。従って、以上の説明に
含まれている全事項並びに図示の全事項は限定的でなく
例示的な意味合いのものと解釈されねばならない。

（ト）効果 本発明の差圧排気装置は半径方向と軸方向の寸法がコン
パクトであるから半導体ウェファ−やＬＣＤ構造のエツ
ジ近くでの処理に効果的に使用できる。また、本発明の
装置は比較的小数の機械的部品を組み立てるだけで構成
可能であり、従って、軸方向での機械的公差の維持を低
コストで行い得る。また本発明の装置は基体上に被膜を
形成する或は基体にエツチングを行う為の処理ガスを供
給するエレメントを備えているため基体への処理コスト
が全体的に見て低い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による局所真空装置を示した図であって
、部分的にブロック形式で描いである。 第２図は本発明による差圧排気真空装置の斜視°図であ
る。 第３図は第２図の装置の真空本体の側面図である。 第４図は第２図の装置の真空本体の底面図である。 第５図は第２図の３−３線の簡略断面図である。 １０、　、真空装置　　　１２　　＋＋＋　　加工物１
３、、、加工物表面　　１５．、、処理領域１６、　、
ビーム放射源 １７、、、エネルギービーム １８０．　真空モジュール ２０、、、Ｘ−Ｙ−Ｚ動作システム ２４、、、制御ガスモジュール ２Ｂ、２８．３０．３２．、、真空ポンプモジュール ３４、、、担体ガス源　　３Ｂ００．処理ガス源３８９
．　コントローラー ４６ａ〜４６ｄ、　　、真空モジュールの溝４８ａ　〜
４８ｄ、　　、ガス出口 ５０ａ　〜５０ｄ、、、導管 ５２、　、真空モジュールの中心孔 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］加工物表面に近接して配置可能の、加工物表面の
   所定領域に非接触真空シールを発生させる装置であって
   、下記（ａ）〜（ｃ）より成る装置： （ａ）（イ）周縁部と、（ロ）中心領域と、（ハ）互い
   に交差しない円周方向に走る複数本の溝であって少なく
   とも上記周縁部に隣接した最外側溝と上記中心領域に隣
   接した最内側溝とを含む複数本の溝とを有する、加工物
   に面する表面を持った真空本体。 （ｂ）上記溝とガス供給路を介して連通している差圧排
   気手段であって、上記最内側溝のガス圧が上記最外側溝
   のガス圧より低い結果となるように上記溝を差圧排気す
   ることにより同溝をして大気中粒子の上記中心領域への
   流入量を減少させる差圧真空排気室を形成せしめる差圧
   排気手段。 （ｃ）上記複数本の溝のうち所定の溝とガス供給路を介
   して連通している制御ガス手段であって、上記所定の溝
   に所定の制御ガスを導入することにより上記中心領域へ
   の大気中粒子の流入を更に減少させる制御ガス手段。 ［２］前記差圧排気手段が複数個の真空源を含み、これ
   らの真空源は前記複数本の溝に一対一の対応関係で各々
   接続されている事を特徴とする請求項１の装置。 ［３］前記真空本体が更に、前記複数本の溝とガス供給
   路を介して連通していて前記差圧排気手段を前記複数本
   の溝に接続している複数個の導管手段を含んでいる事を
   特徴とする請求項１の装置。 ［４］前記真空本体が更に、前記中心領域を貫通する貫
   通孔であってエネルギービームが前記真空本体を通って
   加工物表面に達することを可能ならしめる貫通孔を含ん
   でいる事を特徴とする請求項１の装置。 ［５］前記複数本の溝は形状がほぼ円形であって前記貫
   通孔とほぼ同心円になっている事を特徴とする請求項４
   の装置。 ［６］前記真空本体は一体状の金属の表面に前記複数本
   の溝を形成して製造されたものである事を特徴とする請
   求項１の装置。 ［７］前記複数個の導管手段は各々が、前記複数本の溝
   のうちの一つに通じる穴を前記真空本体に穿つことによ
   り形成されている事を特徴とする請求項６の装置。 ［８］前記制御ガス手段が、前記中心領域への大気中粒
   子の流入量を更に減少させるべく所定の不活性ガスを前
   記複数本の溝のうち所定の溝へ導入する手段を有してい
   る事を特徴とする請求項１の装置。 ［９］前記真空本体と前記加工物表面とを少なくとも前
   記加工物表面に対して垂直軸の方向へ相対的に動作させ
   る動作手段を更に含む請求項１の装置。 ［１０］前記真空本体の加工物に面する表面と前記加工
   物表面との間隔を表す間隔測定信号を発生させる間隔測
   定手段を更に含む事を特徴とする請求項１の装置。 ［１１］前記間隔測定信号に応じて前記加工物に面する
   表面と前記加工物表面との所定間隔を維持すべく前記動
   作手段を制御する位置制御手段を更に含む事を特徴とす
   る請求項１０の装置。 ［１２］前記位置制御手段がマイクロプロセッサーを含
   む事を特徴とする請求項１１の装置。 ［１３］前記真空本体が前記中心領域を貫通する貫通孔
   であってエネルギービームが前記真空本体を通って前記
   加工物表面に達することを可能ならしめる貫通孔を更に
   含み、そして、構成要素として、所定の反応性ガス混合
   物を前記中心領域内へ導入することにより同反応性ガス
   混合物をエネルギービームの放射路へ向かわせ且つ同放
   射路で同ビームに反応を生じさせる反応性ガス手段を更
   に含む請求項１の装置。 ［１４］前記反応性ガス混合物がエネルギービーム放射
   路の中で反応して前記加工物表面に所定のエッチングを
   行う反応性成分を含む事を特徴とする請求項１３の装置
   。 ［１５］前記反応性成分がエネルギービーム放射路の中
   で光分解反応する成分である事を特徴とする請求項１４
   の装置。 ［１６］前記反応性成分がエネルギービーム放射路の中
   で熱分解反応する成分である事を特徴とする請求項１４
   の装置。 ［１７］前記反応性ガス混合物がエネルギービーム放射
   路の中で反応して前記加工物表面上に所定の反応生成物
   を堆積させる反応性成分を含む事を特徴とする請求項１
   ３の装置。［１８］前記反応性成分がエネルギービーム
   放射路の中で光分解反応する成分である事を特徴とする
   請求項１７の装置。 ［１０］前記反応性成分がエネルギービーム放射路の中
   で熱分解反応する成分である事を特徴とする請求項１７
   の装置。 ［２０］前記反応生成物がほぼ不透明である事を特徴と
   する請求項１７の装置。 ［２１］前記反応性成分がコバルトカルボニルを含む事
   を特徴とする請求項２０の装置。［２２］前記反応生成
   物がほぼ導電性の生成物である事を特徴とする請求項１
   ７の装置。［２３］前記反応生成物がほぼ透明である事
   を特徴とする請求項２２の装置。 ［２４］前記反応生成物が電気的絶縁性を備えた生成物
   である事を特徴とする請求項１７の装置。 ［２５］前記反応性ガス混合物が更に担体成分を含んで
   いる事を特徴とする請求項１４の装置。 ［２６］前記担体成分が一酸化炭素を含んでいる事を特
   徴とする請求項２５の装置。 ［２７］前記反応性ガス混合物が更に担体成分を含んで
   いる事を特徴とする請求項１７の装置。 ［２８］前記担体成分が一酸化炭素を含んでいる事を特
   徴とする請求項２７の装置。 ［２９］構成要素として更に、前記複数本の溝のうち少
   なくとも一本の溝とガス供給路を介して連通しており、
   この少なくとも一本の溝内の真空レベルを表す真空測定
   信号を発生させる真空モニター手段を含み、同真空測定
   信号は前記加工物に面する表面と前記加工物表面との間
   隔の尺度を与える事を特徴とする請求項９の装置。 ［３０］前記真空測定信号に応じて、前記加工物に面す
   る表面と前記加工物表面との所定間隔を維持すべく前記
   動作手段を制御する位置制御手段を更に含む請求項２９
   の装置。 ［３１］加工物表面の所定領域に非接触真空シールを発
   生させる方法であって下記（ａ）〜（ｃ）の段階より成
   る方法： （ａ）（イ）周縁部と、（ロ）中心領域と、（ハ）互い
   に交差しない円周方向に走る複数本の溝であって少なく
   とも上記周縁部に隣接した最外側溝と上記中心領域に隣
   接した最内側溝とを含む複数本の溝とを有する、加工物
   に面する表面を持った真空本体を上記加工物表面に所定
   距離だけ近接させて位置させる。 （ｂ）上記溝を差圧真空排気することにより、同溝をし
   て、上記中心領域への大気中粒子の流入を減少させる差
   圧真空排気室を形成せしめる。 （ｃ）上記中心領域への大気中粒子の流入を更に減少さ
   せるべく所定制御ガスを上記複数本の溝のうち一つの所
   定の溝に所定の制御ガスを導入する。 ［３２］前記差圧真空排気段階（ｂ）が複数個の真空源
   を前記複数本の溝に一対一の対応関係で接続する段階を
   含む事を特徴とする請求項３１の方法。 ［３３］前記接続段階が前記複数個の真空源を前記複数
   本の溝へガスを供給し得る複数本の導管に接続する段階
   を含む事を特徴とする請求項３１の方法。 ［３４］エネルギービームを前記真空本体を通して前記
   加工物表面に放射する段階を更に含む請求項３１の方法
   。 ［３５］加工物表面の所定領域に非接触真空シールを発
   生させる方法であって、下記（ａ）〜（ｄ）の段階より
   成る方法： （ａ）少なくとも最外側溝と中心領域を内部に形成する
   最内側溝とを含む互いに交差しない複数本の円周方向に
   走る溝を一体状の物体の、加工物に面する表面に彫る。 （ｂ）上記一体状の物体、即ち真空本体、を上記加工物
   表面に所定距離だけ近接させて位置させる。 （ｃ）上記溝を差圧真空排気することにより、同溝をし
   て、上記中心領域への大気中粒子の流入量を減少させる
   差圧真空排気室を形成せしめる。 （ｄ）上記中心領域への大気中粒子の流入量を更に減少
   させるべく所定制御ガスを上記複数本の溝のうち所定の
   溝に導入する。 ［３６］前記段階（ａ）が前記複数本の溝に達する複数
   個の穴を前記真空本体に穿つ段階を含む事を特徴とする
   請求項３５の方法。 ［３７］前記段階（ｄ）が前記中心領域への大気中粒子
   の流入量を更に減少させるべく所定の不活性ガスを前記
   所定の溝へ導入する段階を含む事を特徴とする請求項３
   １の方法。 ［３８］前記段階（ａ）が前記真空本体と前記加工物表
   面とを、少なくとも同加工物表面に対して垂直軸の方向
   へ、相対的に動作させる段階を含む事を特徴とする請求
   項３１の方法。 ［３９］前記加工物に面する表面と前記加工物表面との
   間隔を表す間隔測定信号を発生させる段階を更に含む請
   求項３１の方法。 ［４０］前記間隔測定信号に応じて前記加工物に面する
   表面と前記加工物表面との所定間隔を維持する段階を更
   に含む請求項３９の方法［４１］前記所定間隔維持段階
   が同間隔維持のためマイクロプロセッサーに対してアド
   レス指定を行う段階を含む請求項４０の方法。 ［４２］更に下記（イ）（ロ）の段階を含む請求項３１
   の方法： （イ）前記真空本体を通してエネルギービームを前記加
   工物表面に放射する。 （ロ）所定の反応性ガス混合物を前記中心領域内へ導入
   することにより同反応性ガス混合物をして上記エネルギ
   ービームの放射路の中へ向かわせ且つ同放射路において
   反応を生じさせる。 ［４３］前記段階（ロ）が反応性成分を導入して同反応
   性成分をエネルギービーム放射路で反応させることによ
   り前記加工物表面に所定のエッチングを行う段階を含む
   事を特徴とする請求項４２の方法。 ［４４］反応性成分を導入する段階がエネルギービーム
   放射路で光分解反応を生じる成分を導入する段階を含む
   事を特徴とする請求項４３の方法。 ［４５］反応性成分を導入する段階がエネルギービーム
   放射路で熱分解反応を生じる成分を導入する段階を含む
   請求項４３の方法。 ［４６］前記段階（ロ）が反応性成分を導入することに
   より同反応性成分にエネルギービーム放射路で反応を生
   じさせて前記加工物表面上に所定の反応生成物を堆積さ
   せる段階を含む事を特徴とする請求項４２の方法。 ［４７］前記反応性成分を導入する段階がエネルギービ
   ーム放射路で光分解反応する成分を導入する段階を含む
   事を特徴とする請求項４６の方法。 ［４８］前記反応性成分を導入する段階がエネルギービ
   ーム放射路で熱分解反応する成分を導入する段階を含む
   事を特徴とする請求項４６の方法。 ［４９］前記反応性成分を導入する段階がエネルギービ
   ーム放射路で反応してほぼ不透明の反応生成物を前記加
   工物表面に堆積させる成分を導入する段階を含む事を特
   徴とする請求項４８の方法。 ［５０］前記反応性成分を導入する段階がコバルトカル
   ボニルを導入する段階を含む事を特徴とする請求項４９
   の方法。 ［５１］前記反応性成分を導入する段階がエネルギービ
   ーム放射路で反応してほぼ導電性を有する反応生成物を
   前記加工物表面に堆積させる成分を導入する段階を含む
   事を特徴とする請求項４６の方法。 ［５２］前記反応性成分を導入する段階がエネルギービ
   ーム放射路で反応してほぼ透明の反応生成物を前記加工
   物表面に堆積させる成分を導入する段階を含む事を特徴
   とする請求項５１の方法。 ［５３］前記反応性成分を導入する段階がエネルギービ
   ーム放射路で反応して電気的に絶縁性を有する反応生成
   物を前記加工物表面に堆積させる成分を導入する段階を
   含む事を特徴とする請求項４６の方法。 ［５４］前記段階（ロ）が担体成分を導入する段階を含
   む事を特徴とする請求項４３の方法。 ［５５］前記担体成分の導入段階が一酸化炭素成分を導
   入する段階を含む事を特徴とする請求項５４の方法。 ［５６］前記段階（ロ）が担体成分を導入する段階を含
   む事を特徴とする請求項４６の方法。 ［５７］前記担体成分の導入段階が一酸化炭素成分を導
   入する段階を含む事を特徴とする請求項５６の方法。 ［５８］前記段階（ａ）が前記少なくとも一本の溝内の
   真空レベルを表す真空測定信号を発生させて前記加工物
   に面する表面と前記加工物表面との間隔の尺度を与える
   段階を更に含む事を特徴とする請求項３８の方法。 ［５９］前記段階（ａ）が前記真空測定信号に反応して
   前記加工物に面する表面と前記加工物表面との所定間隔
   を維持する段階を更に含む事を特徴とする請求項５８の
   方法。 ［６０］前記反応性成分が更に酸素を含む事を特徴とす
   る請求項２１の方法。 ［６１］前記反応生成物が酸化コバルトを含む事を特徴
   とする請求項６０の方法。 ［６２］前記反応性成分の導入段階が酸素を導入する段
   階を含む事を特徴とする請求項５０の方法。 ［６３］前記反応性成分の導入段階がコバルトカルボニ
   ルを導入する段階を含み、そして、追加段階としてコバ
   ルトを含む黒い結晶の前記加工物表面への堆積を防止す
   る段階を更に含む請求項４６の方法。 ［６４］前記黒い結晶の堆積防止段階が一酸化炭素を導
   入する段階を含む事を特徴とする請求項６３の方法。