JPH09283611A - 試料容器および試料搬送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空排気に伴う試料温度低下を防ぐととも
に、試料をダストの汚染から防止する。 【解決手段】 マスク１００を真空状態に保持して収容
する収容室２ａと、マスク１００を収容室２ａに装填
し、収容室２ａから取り出すために開閉する蓋４と、バ
ルブ７とを備え、収容室２ａを真空排気して外部と遮断
することによって収容室２ａを真空に保持することがで
きる。その結果、試料容器１ａの収容室２ａに収納され
たマスク１００はダスト等による汚染から防止されると
ともに、試料容器１ａからマスク１００への熱伝達を低
減することができ、マスク１００の温度変化を抑えるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子線転写装
置等に用いられるマスクやウエハ等の試料を収納する試
料容器および荷電ビーム転写装置等における試料搬送方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、荷電ビーム転写装置では、真空排
気されたメインチャンバ内に配置されたステージにマス
クやウエハ等の試料が載置され、荷電ビームがそれらの
試料に照射される。この試料を装置の外部からステージ
に搬送する際には、先ずメインチャンバの前段に設けら
れたサブチャンバをメインチャンバと隔離した上で大気
に開放し、そのサブチャンバに試料を搬送し、その後サ
ブチャンバが真空排気される。サブチャンバが所定の真
空度に達したならば、サブチャンバとメインチャンバと
を連通した後、試料はサブチャンバからメインチャンバ
に搬送されステージに載置される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サブチ
ャンバを真空排気した際に、断熱膨張によってサブチャ
ンバおよび試料の温度低下が生じる。例えば、サブチャ
ンバの容積が数十リットル程度の場合、断熱膨張によっ
て試料の温度は１℃程度低下する。８インチシリコンウ
エハの場合、１℃の温度変化があると約０．７μｍの寸
法変化を招きパターン精度が悪化するので、通常では試
料を１時間程度放置して試料温度の恒温化を図ってい
る。そのため、作業時間が増大するという欠点があっ
た。

【０００４】また、真空排気による気体分子の流れによ
ってサブチャンバ内のダストが舞い上がり、そのダスト
が試料表面に付着することによってパターン不良が発生
しやすくなるという欠点があった。このダストの舞い上
がりは、露光工程が終了して試料を取り出すときにサブ
チャンバをリークした際にも発生する。従来は、スロー
排気およびスローリークすることによって舞い上がりを
低減しているが、これらのスロー工程を取り入れること
により作業時間が増加してスループットが低下するとい
う欠点を有していた。

【０００５】本発明の目的は、真空排気に伴う試料温度
低下を防ぐとともに、試料をダストによる汚染から防止
する試料容器およびその試料容器を用いた荷電ビーム転
写装置の試料搬送方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図１に対応付けて説明すると、請求項１の発明による試
料容器は、ウエハやマスク等の試料１００を真空状態に
保持して収容する収容室２ａと、試料１００を収容室２
ａに装填し、収容室２ａから取り出すために開閉する蓋
４と、収容室２ａを真空排気して外部と遮断するととも
に、収容室２ａを大気に連通するバルブ７とを備えて上
述の目的を達成する。図３に対応付けて説明すると、請
求項２の発明は、請求項１に記載の試料容器を用いた荷
電ビーム転写装置の試料搬送方法に適用され、（ａ）試
料１００を荷電ビーム転写装置のメインチャンバ１６に
装填する場合には、試料１００を試料容器１ａに収納し
た後に容器内を真空排気し、次いで試料１００が収納さ
れた試料容器１ａを装置のサブチャンバ２２ａに搬送
し、さらにサブチャンバ２２ａ内を真空排気した後に試
料１００を試料容器１ａから取り出してメインチャンバ
１６に搬送し、（ｂ）試料１００をメインチャンバ１６
から装置外に取り出す場合には、試料１００をメインチ
ャンバ１６からサブチャンバ２２ａに搬送して試料容器
１ａに収納した後に扉４を閉じて密封し、次いでサブチ
ャンバ２２ａ内を大気圧に戻した後に試料１００を内部
が真空に保たれた試料容器１ａに収納したままでサブチ
ャンバ２２ａから取り出すことによって上述の目的を達
成する。

【０００７】請求項１の発明では、試料容器１ａに収納
された試料１００は試料容器１ａの外部雰囲気から遮断
される。また、バルブ７より試料容器１ａ内を真空排気
することにより、試料容器１ａに収納された試料１００
の周囲が真空に保持される。請求項２の発明では、サブ
チャンバ２２ａを真空排気する際には、サブチャンバ２
２ａが真空排気にされた後に試料１００が試料容器１ａ
から取り出され、また、サブチャンバ２２ａの圧力を真
空から大気圧にする際には、試料１００を試料容器１ａ
に収納した後にサブチャンバ２２ａが大気圧にされる。

【０００８】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を参照して本発
明の実施の形態を説明する。図１は本発明による試料容
器をマスクを収容する容器に適用した場合の一実施の形
態を示す図であり、（ａ）は試料容器１ａの斜視図、
（ｂ）は側面図である。２は底板であり、底板２には底
板２の片面を覆う蓋４がヒンジ５によって取り付けられ
ている。底板２には支柱３が設けられており、各支柱３
の面３ａ上にマスク１００が載置される。蓋４の内側に
は凹部４ａが形成され、凹部４ａの底面には板ばね６が
設けられている。そのため、蓋４を閉じたときには板ば
ね６によってマスク１００が支柱３の面３ａに押さえつ
けられて固定される。すなわち、凹部４ａと底板２とで
区画された収容室２ａにマスク１００が収容される。１
０は蓋４に形成された排気口であり、蓋４の外周面には
排気口１０と連通するバルブ７が取り付けられている。
このバルブ７を介して試料容器１ａ内が真空排気され
る。また、蓋４を閉じると、Ｏリング８によって試料容
器１ａ内が気密に保持される。

【００１０】図２は本発明による試料容器をウエハを収
容する容器に適用した場合の図である。試料容器１ｂの
収容室２ａには試料容器１ａと同様の支柱３が形成され
た複数の仕切棚９が設けらており、各仕切棚９にはウエ
ハ１１０がそれぞれ収納される。試料容器１ｂの上壁に
は排気口１０が設けられ、試料容器１ｂの上面には排気
口１０と連通するバルブ７が設けられている。

【００１１】図３は電子ビーム転写装置の概略図であ
り、この図を参照しながら試料容器１ａ，１ｂによりマ
スク１００とウエハ１１０をメインチャンバに搬送する
方法を説明する。先ず電子ビーム転写装置の構成を説明
すると、１１ａは照明光学系、１１ｂは投影光学系、１
２はマスクステージ、１３は試料ステージであり、それ
ぞれ鏡筒１６に収納されている。１４は鏡筒１６上部、
すなわち、照明光学系１１ａ，マスクステージ１２およ
び投影光学系１１ｂが設けられる上部空間を排気するた
めの真空排気装置であり、１５は鏡筒１６下部、すなわ
ち、試料ステージ１３が設けられる下部空間を排気する
ための真空排気装置である。

【００１２】鏡筒１６のマスクステージ１２が納められ
る部分にはバルブ１７ａを介して供給室１８ａが設けら
れており、この供給室１８ａは真空排気装置１９ａによ
って排気されることにより鏡筒１６のマスクステージ１
２が納められた部分と同程度の真空度に保たれる。２０
ａは搬送装置であり、マスクステージ１２および後述す
るサブチャンバ２２ａ間でマスク１００の搬送を行う。
供給室１８ａにはバルブ２１ａを介してサブチャンバ２
２ａが接続されており、サブチャンバ２２ａにはリーク
装置２４ａが取り付けられているとともにバルブ２５ａ
を介して真空排気装置２３ａが取り付けられている。マ
スク１００は試料容器１ａに収納された状態でサブチャ
ンバ２２ａ内への搬入・搬出が行われる。

【００１３】鏡筒１６のウエハステージ１３が納められ
た部分にもマスクステージ１２部分と同様の搬送系が設
けられている。すなわち、１８ｂは供給室、２０ｂは搬
送装置、２２ｂはサブチャンバ、２４ｂはリーク装置、
１７ｂ，２１ｂおよび２５ｂはバルブ、１９ｂおよび２
３ｂは真空排気装置である。また、供給室１８ｂは真空
排気装置１９ｂによりウエハステージ１３が納められた
部分と同程度の真空度に保たれる。ウエハ１１０は収試
料容器１ｂに収納された状態でサブチャンバ２２ｂ内へ
の搬入・搬出が行われる。

【００１４】次に、マスク１００の搬送手順を説明す
る。マスク１００は、マスク製造工程，検査工程および
洗浄工程終了後直ちに図１に示すように試料容器１ａに
収納され、バルブ７より試料容器１ａ内が真空排気され
る。これにより、蓋４が機械的な錠止機構を設けること
なく閉じられ、マスク１００はこの状態で保管される。
マスク１００をサブチャンバ２２ａに搬入する際には、
バルブ２１ａを閉じてサブチャンバ２２ａを供給室１８
ａと隔離してリーク装置２４ａで大気圧にし、その上で
扉をを開いておく。マスク１００を収納した試料容器１
ａをサブチャンバ２２ａに搬入して扉を閉じ、真空排気
装置２３ａによりサブチャンバ２２ａを真空排気し、所
定の真空度に達したならばバルブ２１ａを開ける。次い
で、試料容器１ａの蓋４を開け、搬送装置２０ａにより
マスク１００を把持して供給室１８ａに搬送しバルブ２
１ａを閉じる。さらに、バルブ１７ａを開けてマスク１
００をマスクステージ１２に搬送し、バルブ１７ａを閉
じて露光工程が行われる。ここで、サブチャンバ２２ａ
には試料容器１ａの蓋４の開閉機構が設けられる。

【００１５】図４は開閉機構の一例を示す図であり、試
料容器１ａはサブチャンバ２２ａに設けられた搬送用ア
ーム３０に載置される。なお、試料容器１ａの蓋４の側
面にはピン４ａが設けられている。３１はピンホルダで
あり、その側面にはピン４ｂと係合可能な溝３１ａが形
成されている。３２はピンホルダ３１と螺合する駆動ネ
ジ、３３はピンホルダ３１を図示上下方向にガイドする
ガイドであり、駆動ネジ３２が不図示の駆動源によって
回転されるとピンホルダ３１が上下方向に駆動される。
搬送用アーム３０に載置された試料容器１ａは図の矢印
Ａ方向に搬送され、蓋４のピン４ａがピンホルダ３１の
溝３１ａに係合する。次いで、駆動ネジ３２によってピ
ンホルダ３１が上方に駆動される。このとき、搬送用ア
ーム３０のＡ方向の移動とピンホルダ３１の上方への移
動とを連動して制御することにより、試料容器１ａの蓋
４が開けられる。蓋４を閉じる場合には、上述した開動
作の逆の動作を行う。

【００１６】露光終了後、バルブ１７ａを開けてマスク
１００を搬送装置２０ａにより供給室１８ａに搬送す
る。次いで、バルブ１７ａを閉じた後にバルブ２１ａを
開いてマスク１００をサブチャンバ２２ａの試料容器１
ａに戻し、蓋４が閉じられる。その後、バルブ２１ａを
閉じてリーク装置２４ａによりサブチャンバ２２ａ内を
大気圧に戻した後に、試料容器１ａが取り出される。こ
のとき、試料容器１ａ内は真空に保たれている。ウエハ
１１０の搬送手順もマスクの場合と同様なので説明を省
略する。

【００１７】上述したように、サブチャンバ２２ａを真
空排気する際またはリークして大気圧へ戻す際には、マ
スク１００は試料容器１ａに収納されているため、たと
えダストが舞い上がってもマスク１００の表面にダスト
が付着することがない。さらに、マスク１００は試料容
器１ａに収納されたまま保管しておくことができるの
で、保管時にマスク１００が汚染されることがない。ま
た、サブチャンバ２２ａを真空排気した際に断熱膨張に
よって試料容器１ａの温度が変化しても、試料容器１ａ
内が真空に保たれているため、試料容器１ａからマスク
１００への熱伝達は支柱３のみを通じてしか行われず、
支柱３とマスク１００との接触面積を小さくすることに
よって、例えば、面３ａの面積を小さくしたり支柱３の
数を３個にして３点支持する等して、マスク１００の温
度変化をパターン精度に影響が無い程度に小さくするこ
とができる。ウエハ１１０についても同様である。

【００１８】上述した実施の形態と特許請求の範囲との
対応において、鏡筒１６はメインチャンバを構成する。
なお、試料としてマスク，ウエハについて例示したが、
液晶プレート等その他の試料にも同様に本発明を適用で
きる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
請求項１の発明によれば、試料容器の収容室に収納され
た試料は試料容器の外部雰囲気から遮断されるため、ダ
スト等によって試料が汚染されることがない。また、試
料の周囲が真空に保たれるため、試料容器から試料への
熱伝達を低減することができ、試料の温度変化を抑える
ことができる。請求項２の発明によれば、サブチャンバ
を真空排気する際には、サブチャンバが真空排気にされ
た後に試料が試料容器から取り出され、また、サブチャ
ンバの圧力を真空から大気圧にする際には、試料を試料
容器に収納した後にサブチャンバが大気圧にされるた
め、真空排気や大気圧に戻す際に舞い上がるダスト等に
よって試料が汚染されることがなく、さらに、真空排気
の際の断熱膨張による試料の温度変化を低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による試料容器の一実施の形態を示す図
であり、（ａ）は試料容器の斜視図、（ｂ）は側面図。

【図２】本発明による試料容器をウエハを収容する容器
に適用した例を示す図。

【図３】マスクおよびウエハの搬送方法を説明する図。

【図４】試料容器１ａの蓋４の開閉機構を示す図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 試料容器 ２ 底板 ２ａ 収容室 ４ 蓋 ７ バルブ １６ 鏡筒 ２２ａ，２２ｂ サブチャンバ ３０ 搬送用アーム ３１ ピンホルダ ３２ 駆動ネジ ３３ ガイド １００ マスク １１０ ウエハ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハやマスク等の試料を真空状態に保
   持して収容する収容室と、 前記試料を前記収容室に装填し、前記収容室から取り出
   すために開閉する蓋と、 前記収容室を真空排気して外部と遮断するとともに、前
   記収容室を大気に連通するバルブとを備えることを特徴
   とする試料容器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の試料容器を用いた荷電
   ビーム転写装置の試料搬送方法において、 （ａ）前記試料を前記荷電ビーム転写装置のメインチャ
   ンバに装填する場合には、前記試料を前記試料容器に収
   納した後に容器内を真空排気し、次いで前記試料が収納
   された前記試料容器を前記装置のサブチャンバに搬送
   し、さらに前記サブチャンバ内を真空排気した後に前記
   試料を前記試料容器から取り出して前記メインチャンバ
   に搬送し、 （ｂ）前記試料を前記メインチャンバから前記装置外に
   取り出す場合には、前記試料を前記メインチャンバから
   前記サブチャンバに搬送して前記試料容器に収納した後
   に前記扉を閉じて密封し、次いで前記サブチャンバ内を
   大気圧に戻した後に前記試料を内部が真空に保たれた前
   記試料容器に収納したままで前記サブチャンバから取り
   出すことを特徴とする荷電ビーム転写装置の試料搬送方
   法。