JPH09320937A - 電子線描画装置用ウエハ搬送装置 - Google Patents

電子線描画装置用ウエハ搬送装置

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JPH09320937A
JPH09320937A JP8134937A JP13493796A JPH09320937A JP H09320937 A JPH09320937 A JP H09320937A JP 8134937 A JP8134937 A JP 8134937A JP 13493796 A JP13493796 A JP 13493796A JP H09320937 A JPH09320937 A JP H09320937A
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JP
Japan
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wafer
sample
transfer
sample exchange
chamber
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JP8134937A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Ito
博之 伊藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は信頼性が高く、ウエハの高速搬
送が可能な電子線描画装置用ウェハ搬送装置を提供する
ことにある。 【解決手段】搬送ア−ム11はウエハカセット9からカ
セットを取り出し、回転台12に搬送し、ここでアライ
メントを行う。その後、ア−ム11はそのウエハを試料
交換室1に搬送し、そのウエハはア−ム2によって試料
ステ−ジ14に搬送され、描画される。一方、描画済み
ウエハはア−ム6によって試料交換室5に搬送され、更
に搬送ア−ム11によってウエハカセット9に搬送さ
れ、収納される。描画済みウエハの試料ステ−ジからの
搬出と新しいウエハの試料ステ−ジへの搬入は並列的に
行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子線描画装置用ウ
エハ搬送装置、特に半導体製造分野において用いられる
のに適した電子線描画装置用ウェハ搬送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子線描画装置は描画速度が遅
く、高速の試料交換を必要としなかった。しかし、近
年、部分一括露光、連続移動描画法等の技術開発により
描画時間が相対的に短縮され、ウェハ交換時間が大きな
無駄時間となってきている。
【0003】従来のウェハ交換機構を大別すると、スト
ッカ方式と予備排気方式の2方式がある。ストッカ方式
は多数の搬送治具(パレット)を真空容器(交換室)内
に配置し、ウェハ充填後に一括して真空排気する方式で
ある。そのため、個々のウェハを搬送する場合に比べて
全体としては高速排気が可能である。一方、予備排気方
式は交換室と真空的に遮断できる予備排気室を設けたこ
とを特徴としている。描画や試料室へのウェハ搬送と並
行して予備排気室の真空排気、ベントを実行するため、
比較的少数の2〜3枚のパレットで効率的な搬送が可能
である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら両方式と
も以下の問題があった。すなわち、ストッカ方式ではウ
ェハ充填枚数が少ない場合、かえって効率が悪くなる。
また、高速化のためには強力な排気系が必要となる。予
備排気方式では予備排気室の容量を最小限にすれば排気
時間は小さくなるが、一般に真空内の搬送系が複雑であ
り、搬送経路の増大が場合により高速化の阻害要因とな
る。いずれにしても、近年電子線描画装置を生産ライン
に適用するためには更に高信頼化と高速化が要求されて
いる。
【0005】本発明の目的は信頼性が高く、ウエハの高
速搬送が可能な電子線描画装置用ウェハ搬送装置を提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の電子線描画装置
用ウェハ搬送装置は、真空にされた試料室と、該試料室
内に配置された試料ステ−ジと、前記試料室に隣接して
設けられた第1及び第2の試料交換室と、前記試料ステ
−ジと前記第1の試料交換室との間及び前記試料ステ−
ジと前記第2の試料交換室との間でウエハを搬送する第
1及び第2の搬送装置と、ウエハを収納するウエハカセ
ットと、ウエハをアライメントするアライメント装置
と、ウエハを前記ウエハカセットから前記アライメント
装置へ搬送し、該アライメント装置から前記第1又は第
2の試料交換室へ選択的に搬送し、更に該第1又は第2
の試料交換室から前記ウエハカセットへ選択的に搬送す
る第3の搬送装置とを含んでいることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】図2を参照するに、電子線描画装
置は、電子線17が偏向器19と電子レンズ18により
XY試料ステ−ジ14によって保持されたウェハ16上
の所望の位置に照射され、回路パターン等を形成するも
のである。ウエハ14の所望位置は電子線17の偏向範
囲に対してXY試料ステージ14を駆動モータ15で移
動することにより決定(位置決め)される。更に、描画
装置にはウエハカセット9内のウエハ16の試料ステー
ジ14への移動のため、一般に真空バルブ21を有する
交換室20が設けられている。試料ステ−ジ14上のウ
エハ16は描画すべきウェハ16とこれが収納されたカ
セット9からエアーロック機構を介して交換される。
【0008】図1を参照するに、真空にされた試料室1
3の壁面13aに2系統の真空内搬送系を設けている。
真空内搬送系は、第1の試料交換室1、第1のパレット
搬送アーム2とその駆動モータ8、ウェハを保持する搬
送パレット3を含む第1の真空内搬送系と、第1の真空
内搬送系と同じ構成の第2の試料交換室5、第2の搬送
アーム6とその駆動モータ4、ウエハを保持する搬送パ
レット7を含む第2の真空内搬送系で構成される。
【0009】試料ステ−ジ14と試料交換室1、5間の
パレット7の搬送(直線移動)は保持機能を有する搬送
ロボットを用いて行われる。図では直線移動を高速度に
実現するために、第1、第2の搬送ア−ム2、6をリニ
アガイド可動部に固定し、該可動部をボ−ルネジで送
り、制御する例を示している。高速交換のためには、第
1、第2の搬送ア−ム2、6を同時に駆動してパレット
7の出し入れを実行する方式が考えられる。その場合、
パレット7を搬入する試料ステ−ジ14上での第1、第
2の搬送ア−ム2、6間の機械的干渉を考慮する必要が
ある。そのためにには、一方の搬送ア−ムに上下移動機
構を設け、各パレットと搬送ア−ム間の移動時の機械的
クリアランスを設けて干渉を防止すればよい。
【0010】大気中のウェハ搬送は予め定められた点を
中心として旋回が可能で、かつ伸縮が可能な旋回アーム
11を含む搬送装置によって実行される。すなわち、旋
回アーム11はウェハカセット9、回転台12、第1の
試料換室1と第2の試料交換室5間の相互搬送に使用さ
れる。アライメント装置の回転台12はウェハ16を回
転し、オリエンテーションフラット等を検知し、挿入方
向にウェハを位置決めする。旋回アーム11は回転台1
2上のウェハを第1の試料交換室1又は第2の試料交換
室5内に搬送する。描画済のウェハは旋回アーム11に
より直接交換室からウエハカセットへ搬送する。
【0011】ウェハ交換時間で問題となる真空排気ベン
ト時間は図3又は図4に示す機構により最小限にでき
る。図3、4は第1の試料交換室1を例に示すが、第2
の試料交換室5も全く同一の機構とする。
【0012】まず、図3は、試料交換室1の試料交換口
を試料交換室1の内側からウエハ16を保持するパレッ
ト3を受ける受けを兼ねるエアロックバルブ22により
真空的に閉じる(遮断する)方式である。試料交換口は
更に試料交換室の外部側からも試料交換蓋22によって
真空的に閉じられる。これによって、試料交換蓋22と
エアロックバルブ22の間には搬送ア−ム11で搬送さ
れてきたウエハ16がこれを保持するパレット3と共に
収容される真空排気容量の小さい閉空間が形成される。
この閉空間はロータリポンプ等で排気穴24から10P
a程度の低真空に排気される。その後、エアロックバル
ブ22は下方に移動され、パレット3は試料交換室1に
完全に入り、搬送ア−ム2により試料室13内の試料ス
テ−ジ14上に搬送し得る準備ができあがる。閉空間は
排気容量が小さいため試料交換室1は容易に試料室13
の高真空に達し、試料室13の真空度低下も微小であ
る。機構的には試料室13から直接高真空に排気できる
ため新たに交換機構用の高真空用ポンプを必要としな
い。
【0013】図4はパレット3がエアロックバルブを兼
用している例で、図3と同様にウェハ16を囲むように
真空的に遮断された小さい閉空間を形成し、この空間を
真空排気ベント24を通して真空排気する。図4によれ
ば、付加的な真空バルブ機構としては試料交換室蓋23
のみであり、したがって最も単純なエアーロック機構を
提供する。
【0014】図5はウエハ交換動作フロ−を示す。図5
では上から下に時間経過とそれに伴う処理内容を示して
いる。第1と第2の真空内搬送系で描画ステージ14で
のパレット交換が同期される。また真空外のウェハ搬送
系は各交換室蓋が開状態となってウェハ交換を開始す
る。これらの時間的同期点まで処理が先行した場合は処
理待ち状態となる。通常は図5でステージからのパレッ
ト交換以外はすべて描画処理時間に処理可能であり、極
めて効率的なウェハ交換が可能である。
【0015】具体的にウエハ交換動作を説明する。図5
のフロ−図は描画が完了し、ウエハを試料ステ−ジから
第1真空内搬送系の第1試料交換室へ取り出す動作を起
点としている(S1)。第1真空内搬送系の試料ステ−
ジより試料交換室に搬出されたウエハはエアロックバル
ブを閉(オン)とした(S2)後、大気圧までベントさ
れる(S3)。試料交換室蓋を開とし(S4)、ウエハ
搬送系によりウエハの取り出し、ウエハカセットへの収
納が実行される(S5)。すなわち、ウエハ搬送系は既
にウエハカセットからウエハを取り出し、アライメント
用回転台に搬送し(S6)、同回転台で挿入方向に位置
決めしておく(S7)。ウエハ搬送系はこの状態におい
て試料交換蓋が開となると同時に試料交換室内のウエハ
を取り出し(S7)、ウエハカセットに搬出し(S
8)、回転台上のウエハを試料交換室のパレットに挿入
する(S9)。ウエハが試料交換室のパレットに挿入さ
れると、第1の真空内搬送系は試料交換室の蓋を閉とし
(S10)、真空排気する(SS11)。真空排気後、
エアロックバルブが開(オフ)となり(S12)、試料
ステ−ジ上にウエハを保持したパレットを転送する(S
13)。転送されたウエハは描画され(S14)、その
終了後、ウエハについては同様の手順で搬送、交換が実
行される(S15)。
【0016】一方、第2の真空内搬送系では次のウエハ
が同様の搬送手順で第2の試料交換室で大気状態にあり
(S13´)、第1の真空内搬送系がウエハを搬出する
と同時にウエハを試料ステ−ジに搬入し、描画が実行さ
れる(S14´)。以上を並列に繰り返すことにより交
換無駄時間を最小限にすることができる。
【0017】第2の真空内搬送系の一連の処理ステップ
は第1の真空内搬送系のそれと同じで、タイミングがず
れているだけであるので、前者のステップの符号は後者
のステップの符号にプライム符号を付して示した。
【0018】なお、以上の制御は、図示は省略したが、
コンピュ−タを用いて行われる。
【0019】以上の説明から明らかなように、真空内搬
送系を2系統設けてあるので、同時に並列処理ができ、
高速なウェハ交換が可能となる。また、ウェハ周囲のみ
を限定して真空排気するようにしているので、真空排気
ベント時間を最小限にすることができる。試料交換時の
排気容量や機構系の動作が最小限であり、並列処理で問
題となる描画精度への影響も少なく、コストダウンと高
信頼化が可能である。信頼性については真空内の搬送系
が2系統あるため1系統が故障しても他の1系統でウェ
ハ交換が可能である。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、信頼性が高く、ウエハ
の高速搬送が可能な電子線描画装置用ウェハ搬送装置が
提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す電子線描画装置用ウェ
ハ交換装置の平断面図。
【図2】電子線描画装置の概念図。
【図3】図1の試料交換室の断面図。
【図4】図3に示される試料交換室の変形例を示す断面
図。
【図5】本発明にもとづくウェハ交換動作フロ−図。
【符号の説明】
1:第1の試料交換室、2:第1のパレット搬送アー
ム、3:第1パレット、4:第1搬送アーム駆動モー
タ、5:第2の試料交換室、6:第2パレット搬送アー
ム、7:第2ニパレット、8:第ニ搬送アーム駆動モー
タ、9:ウェハパレット、10:カセット移動台、1
1:ウェハ搬送アーム、12:回転台、13:試料室、
14:XY試料ステージ、15:ステージ駆動モータ、
16:ウェハ、17:電子線、18:電子レンズ、1
9:偏向器、20:交換室、21:真空バルブ、22:
エアロクバルブ、23:…第1試料交換室蓋、24…真
空排気ベント穴。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/68 H01L 21/68 A // G21K 5/04 G21K 5/04 M

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】真空にされた試料室と、該試料室内に配置
    された試料ステ−ジと、前記試料室に隣接して設けられ
    た第1及び第2の試料交換室と、前記試料ステ−ジと前
    記第1の試料交換室との間及び前記試料ステ−ジと前記
    第2の試料交換室との間でウエハを搬送する第1及び第
    2の搬送装置と、ウエハを収納するウエハカセットと、
    ウエハをアライメントするアライメント装置と、ウエハ
    を前記ウエハカセットから前記アライメント装置へ搬送
    し、該アライメント装置から前記第1又は第2の試料交
    換室へ選択的に搬送し、更に該第1又は第2の試料交換
    室から前記ウエハカセットへ選択的に搬送する第3の搬
    送装置とを含んでいることを特徴とする電子線描画装置
    用ウエハ搬送装置。
  2. 【請求項2】前記試料ステ−ジと前記第1の試料交換室
    との間のウエハ搬送又は前記試料ステ−ジと前記第2の
    試料交換室との間のウエハ搬送の一方が前記試料ステ−
    ジへのウエハ搬入のためであるときは他方が前記試料ス
    テ−ジからのウエハ搬出のためであるようになされてい
    ることを特徴とする請求項2に記載された電子線描画装
    置用ウエハ搬送装置。
  3. 【請求項3】前記第1及び第2の試料交換室の各々は試
    料交換口を有し、該試料交換口は対応する試料交換室の
    内側からは該試料交換室に搬送されるウエハを受ける受
    けを兼ねたエアロックバルブによって真空的に開閉され
    得るようになっていると共に、前記対応する試料交換室
    の外部側からは試料交換蓋によって真空的に開閉され得
    るようになっており、前記試料交換口が前記エアロック
    バルブ及び試料交換蓋によって真空的に閉じられたとき
    はそれらの間には前記エアロックバルブによって受けら
    れたウエハを収容する閉空間が形成され、該閉空間は真
    空排気され得るようになっていることを特徴とする請求
    項1又は2に記載された電子線描画装置用ウエハ搬送装
    置。
  4. 【請求項4】前記試料ステ−ジと前記第1の試料交換室
    との間でのウエハの搬送及び前記試料ステ−ジと前記第
    2の試料交換室との間でのウエハの搬送はそれらのウエ
    ハがパレットによって保持された状態で行われることを
    特徴とする請求項3に記載された電子線描画装置用ウエ
    ハ搬送装置。
  5. 【請求項5】前記パレットは前記試料交換室に搬送され
    るウエハを受ける受けを兼ねていると共に前記エアロッ
    クバルブを兼ねていることを特徴とする請求項4に記載
    された電子線描画装置用ウエハ搬送装置。
  6. 【請求項6】前記ウエハカセット、アライメント装置並
    びに第1及び第2の試料交換室は前記第3の搬送装置の
    周りに配置され、該第3の搬送装置は予め定められた点
    を中心として旋回可能であると共に、伸縮可能なア−ム
    を備え、該ア−ムを用いて、前記ウエハの、前記ウエハ
    カセットから前記アライメント装置への搬送、該アライ
    メント装置から前記第1又は第2の試料交換室への選択
    的搬送、並びに該第1又は第2の試料交換室から前記ウ
    エハカセットへの選択的搬送を行うようにしたことを特
    徴とする請求項1〜5に記載された電子線描画装置用ウ
    エハ搬送装置。
JP8134937A 1996-05-29 1996-05-29 電子線描画装置用ウエハ搬送装置 Pending JPH09320937A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007294562A (ja) * 2006-04-24 2007-11-08 Nuflare Technology Inc 荷電粒子ビーム描画装置の描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置
CN115116812A (zh) * 2022-08-29 2022-09-27 深圳市宗源伟业科技有限公司 一种高精度电子显微镜

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