JPH11135593A

JPH11135593A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JPH11135593A
Application number: JP9295423A
Authority: JP
Inventors: Hidesuke Yoshitake; 秀介吉武; Toru Tojo; 徹東條; Yoshiaki Tsukumo; 嘉明津久茂; Satoshi Yasuda; 聡安田; Kenji Oki; 健司大木; Yoshiaki Tada; 嘉明多田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-10-28
Filing date: 1997-10-28
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】試料室内で基板を処理する際には予備室から
伝わる振動成分を除去することができ、かつ基板を搬送
する際には試料室と予備室との相対的な位置関係を拘束
して確実な搬送を行う。【解決手段】電子ビーム描画装置において、基板２２
にパターン描画処理を施すための描画チャンバ２０と、
このチャンバ２０との間で基板２２を搬送するための真
空ロボット３１を備えたロボットチャンバ３０と、チャ
ンバ２０，３０内の空間を連結し、かつこれらを振動的
には分離する剛性の低い第１の連結機構４０と、チャン
バ２０，３０の相対的な位置関係を拘束して選択的に結
合する剛性の高い第２の連結機構５０とを備え、描画処
理時は第２の連結機構５０による連結を解除し、基板搬
送時は第２の連結機構５０による連結を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームやレー
ザー等のエネルギービームによって半導体回路パターン
をウェハやマスク等の試料上に形成する半導体製造装置
に係わり、特に試料室と予備室との連結手段の改良をは
かった半導体製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、マスク基板に半導体装置の回路パ
ターンを描画するには、電子ビーム描画装置が用いられ
ている。例えば、文献（SPIE,Vol.2793,pp.452-463）に
記載されている描画装置は、図９（ａ）に示すように、
電子ビームを発生させるための電子銃１１１を含む電子
光学鏡筒部１１０と、試料を保持して平面内を操作可能
なＸＹステージ１２１を含む試料室１２０、さらには試
料室１２０に基板を搬送・搬出するための予備室１３０
とから構成されている。

【０００３】電子光学鏡筒部１１０は、電子ビームを所
望の形状に成形するための成形アパーチャ１１３，１１
４及び成形偏向器１５と、成形されたビームを試料上の
所望の位置に導くために、ビームの軌道を偏向するため
の走査偏向器１１６と、電子銃１１１から発せられた電
子ビームを所望の大きさに成形し縮小するための電磁レ
ンズ群１１７，１１８，１１９からなる光学系とから構
成されていて、かつ１０^-7〜１０^-8 Torr 程度の高真空
に保たれている。

【０００４】なお、電子光学鏡筒部１１０と試料室１２
０との間は、数μｍ径の電子ビームが偏向しても遮らな
い数ミリ程度の穴で仕切られているため、コンダクタン
スは小さいが電子ビームを通す必要上空間的には連続し
ている。

【０００５】一方、試料室１２０は試料交換に際しても
試料室内の真空度（１０^-6〜１０^-7Torr 程度）を維持
する必要があるため、図９（ｂ）に示すように、側面に
大気化と真空化が可能な基板Ｉ／Ｏ室１３１を備えた予
備室１３０が、試料室１２０の隣に設けられている。そ
して、基板Ｉ／Ｏ室１３１と試料室１２０との間で基板
を受け渡すことが可能な真空ロボット１３３が、予備室
１３０内に設置されている。また、それぞれ外部と基板
Ｉ／Ｏ室１３１、基板Ｉ／Ｏ室１３１と予備室１３０、
予備室１３０と試料室１２０との間は、ゲートバルブ１
３５，１３６，１３７で選択的に仕切ることが可能な構
造となっている。

【０００６】これら試料室１２０，予備室１３０，及び
基板Ｉ／Ｏ室１３１は、通常比較的容積の大きい試料室
１２０と予備室１３０とは定盤１４１上に配置され、真
空化及び大気化を繰り返す基板Ｉ／Ｏ室１３１は容積が
小さいために、予備室側面にゲートバルブ１３６を介し
て固定されている。また、電子光学鏡筒部１１０は試料
室１２０の上部に固定される。

【０００７】従来、これら電子光学鏡筒部１１０が載置
された試料室１２０と、側面に基板Ｉ／Ｏ室１３１が固
定された予備室１３０とは、共通の定盤１４１を載置し
た除振台１４３上に構成されている。これは、互いに共
通の定盤１４１に構成することにより、予備室１３０と
試料室１２０との相対位置関係が変化しないように維持
するためであり、これにより確実な基板の受け渡しを行
うことが可能となる。また、それらを除振台１４３上に
配置することで、描画中に床からの振動が試料室１２０
や電子光学鏡筒１１０に伝わって、ＸＹステージ１２１
上の基板の位置と電子光学鏡筒部１１０との間に相対変
位が生じ、描画精度が劣化するのを防いでいる。

【０００８】試料室１２０に基板を搬送する際には基板
Ｉ／Ｏ室１３１と予備室１３０（１０^-5〜１０^-6 Torr
程度）とのゲートバルブ１３６を閉じておき、大気化さ
れている基板Ｉ／Ｏ室１３１を真空化（１０^-2〜１０^-3
Torr 程度）してからゲートバルブ１３６を開く。それ
から、ロボット１３３により基板Ｉ／Ｏ室１３１内にあ
る試料基板を受取った後、基板Ｉ／Ｏ室１３１との間の
ゲートバルブ１３６を閉じる。その後、試料室１２０と
の間のゲートバルブ１３７を開き、試料室１２０内のＸ
Ｙステージ１２１上へロボット１３３によりマスク基板
を搬送する。

【０００９】このようなシーケンスに従って操作するこ
とで、電子光学鏡筒部１１０や試料室１２０を高真空に
維持したまま、かつ試料室１２０に基板を搬送すること
が可能となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の描画装置にあっては、次のような問題があった。図９
に示す構成の描画装置では、装置外部からの振動を防ぐ
ことは可能であるが、描画中に予備室内のロボットの動
作やゲートバルブ類の開閉動作に伴う振動が起こると描
画精度の劣化を招く恐れがある。これを防ぐために描画
中には、予備室内のロボットの動作やゲートバルブ類の
開閉動作を行わなければよいが、このようなシーケンシ
ャルな動作を行うと、これ以上のスループットの向上は
望めなくなる。

【００１１】予備室は、基板交換のため外部と基板の受
け渡しを行うための基板Ｉ／Ｏ室を備えていて、予備室
内に設置されたロボット等の搬送機構により、ＸＹステ
ージ上と基板Ｉ／Ｏ室との基板の受け渡しを行う。所定
の時間内に基板搬送を行うため、基板Ｉ／Ｏ室を大気の
状態から高真空の状態まで排気することはなく、基板Ｉ
／Ｏ室では１０^-2〜１０^-3 Torr 程度の真空度が得られ
た段階で、予備室とのゲートバルブを開いて基板搬送を
行う。

【００１２】従って、ゲートバルブにより仕切られてい
る予備室は通常１０^-5〜１０^-6 Torr 程度の真空度に維
持されているが、予備室に比べて容積が小さいとはいえ
基板Ｉ／Ｏ室との間のゲートバルブを開く際に真空度が
下がるため、１０^-3〜１０^-5Torr 程度の真空度の変動
に耐える必要がある。上記のような使用実態を考えて予
備室は、図示していないが真空度の変動に比較的柔軟で
かつ高速に高真空まで排気する能力を有するターボ分子
ポンプによって常時排気を行っている。

【００１３】ところが、ターボ分子ポンプは機構に起因
する振動源を抱えているため、描画装置に要求される描
画精度が向上してくると、ターボ分子ポンプの振動に伴
う描画精度の劣化が問題となってくる。また、別の問題
として予備室に基板搬送のために設置されるロボット
は、常時姿勢を制御されているが、種々の突発的なノイ
ズ等により振動すると試料室に伝わり、結果的に描画精
度の劣化を起こす恐れがある。

【００１４】それを回避する方法として、試料室と予備
室とを別の除振台に載せ、さらに両者を柔らかいベロー
ズのようなもので空間的に連結しておくことで、予備室
から試料室に伝わる振動を除去し、かつ真空度を維持す
ることが可能となる。このような場合には、予備室のロ
ボットの姿勢や試料室内のＸＹステージの位置に依存し
て重心の位置が変化することにより定盤が傾かないよう
にするため、姿勢を制御するためのサーボマウント機能
を装備する必要がある。しかし、常に積分制御を行うパ
ッシブコントロール型の除振台は時定数が非常に遅いた
め、基板の搬送時間内に予備室のロボットの姿勢や試料
室内のＸＹステージの位置に依存して重心の位置が変化
することによる定盤の傾きをコントロールすることが難
しい。

【００１５】結局、定盤の姿勢変化の設定値を厳しくす
ると制御しきれなくなる恐れがあるために、設定値を甘
くする必要があるため受け渡しの精度を満足させること
ができない。一方、短い時定数で定盤の高さと傾きを設
定値にすることが可能なＰＩＤ制御されたアクティブコ
ントロール型の除振台でを用いれば、姿勢変化の設定値
を厳しくしても十分な制御が可能となるが、この場合は
価格が非常に高くなるという問題がある。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】このように従来、電子
ビーム描画装置等の半導体製造装置においては、描画中
に予備室内のロボットの動作やゲートバルブ類の開閉動
作に伴う振動が起こると描画精度の劣化を招く恐れがあ
る。これを防ぐために描画中には、予備室内のロボット
の動作やゲートバルブ類の開閉動作を行わなければよい
が、このようなシーケンシャルな動作を行うとスループ
ットの低下を招く。

【００１７】また、一般に予備室はターボ分子ポンプに
よって常時排気を行っているが、ターボ分子ポンプは機
構に起因する振動源を抱えているため、描画装置に要求
される描画精度が向上してくると、ターボ分子ポンプの
振動に伴う描画精度の劣化が問題となってくる。

【００１８】また、予備室に設置されるロボットからの
振動が試料室に伝わらないように、試料室と予備室とを
それぞれ別の除振台に載せて、両者を柔らかいベローズ
のようなもので空間的には連結しておくことが考えられ
る。この場合、定盤の姿勢を制御するためのサーボマウ
ント機能を装備する必要があるが、パッシブコントロー
ル型の除振台は時定数が非常に遅いため、この種の定盤
の傾きを制御することが難しい。一方、ＰＩＤ制御され
たアクティブコントロール型の除振台であれば十分に制
御することができるが、価格が非常に高くなるという問
題がある。

【００１９】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
もので、その目的とするところは、アクティブコントロ
ール型の除振台等を使用することなく、試料室内で基板
を処理する際には予備室から伝わる振動成分を除去する
ことができ、かつ基板を搬送する際には試料室と予備室
との相対的な位置関係を拘束して確実な搬送を行うこと
ができる半導体製造装置を提供することにある。

【００２０】

【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、電子ビーム描画
装置等のように被処理基板にパターンを形成するための
半導体製造装置において、前記基板にパターン形成処理
を施すための試料室と、この試料室に隣接配置され、該
試料室との間で前記基板を搬送するための搬送機構を備
えた予備室と、前記試料室内の空間と前記予備室内の空
間とを連結し、かつこれらの各室を振動的には分離する
剛性の低い第１の連結機構と、前記試料室の基板挿入口
の位置と前記予備室の基板挿入口の位置との相対的な位
置関係が所望の位置精度内に収まるように、これらの各
室を選択的に結合する剛性の高い第２の連結機構とを具
備してなり、前記試料室内で前記基板を処理する場合は
第２の連結機構による連結を解除して、前記試料室に対
し前記予備室からの振動を分離し、前記試料室と予備室
との間で前記基板を搬送する場合は第２の連結機構によ
る連結を行い、前記試料室と前記予備室との相対的な位
置関係を拘束することを特徴とする。

【００２１】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) 試料室に、外部からの振動を遮断するための除振機
構を設けたこと。 (2) 試料室及び予備室の両方に、外部からの振動を遮断
するための除振機構を設けたこと。

【００２２】(3) 試料室又は予備室に、これらの各室の
空間を隔てるためのゲートバルブを設けたこと。 (4) 試料室内で処理を行っている間は、ゲートバルブを
動作させないこと。

【００２３】(5) 予備室は、試料室に隣接され該試料室
と第１の連結機構により連結された第１予備室と、この
第１予備室にゲートバルブを介して隣接された第２予備
室からなること。

【００２４】(6) 第１の連結機構は、ベローズからなる
こと。（作用）本発明によれば、予備室と試料室とは第１の連
結機構により常に空間的には連続しているが、第１の連
結機構は剛性の低い柔構造であり各室を振動的には分離
しているため、試料室における描画時には予備室から伝
わる振動成分は除去することが可能となる。また、試料
室と予備室間で基板を搬送する際には、剛性の高い剛構
造の第２の連結機構により試料室と予備室との相対的な
位置関係が拘束されるため、基板の確実な搬送が可能と
なる。従って、アクティブコントロール型の除振台等を
使用することなく、試料室内で基板を処理する際には予
備室から伝わる振動成分を除去することができ、かつ基
板を搬送する際には試料室と予備室との相対的な位置関
係を拘束して確実な搬送を行うことができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。（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の試料室と予備室との構造的
な関係を示す模式図である。

【００２６】電子銃を含み電子ビームを基板上の所定の
位置に導くための電子光学鏡筒１０は、基板を保持して
基板全面を走作可能なＸＹステージ２１を備えた描画チ
ャンバ（試料室）２０の上部に設置されている。描画チ
ャンバ２０内のＸＹステージ２１上への基板２２の搬送
は、ロボットチャンバ（予備室）３０内に設置された真
空ロボット３１により行われる。描画チャンバ２０とロ
ボットチャンバ３０とは、ロボットチャンバ３０からの
振動を常時切り離しておくために剛性の低いベローズか
らなる第１の連結機構４０により連結されていて、共に
１０^-6〜１０^-7程度の高真空に保たれている。

【００２７】描画チャンバ２０の外側とロボットチャン
バ３０の外側には、描画チャンバ２０とロボットチャン
バ３０の自由度を拘束することが可能な第２の連結機構
５０が備えられている。この連結機構５０は、描画チャ
ンバ２０の基板挿入口の位置とロボットチャンバ３０の
基板挿入口の位置との相対的な位置関係が所望の位置精
度内に収まるように、これらの各チャンバ２０，３０を
選択的に結合する剛性の高いものである。

【００２８】図２に、本実施形態で用いた第２の連結機
構５０の一例を示す。描画チャンバ２０の側面に設けら
れた治具５１と、図示していない制御装置からの指令に
従ってロボットチャンバ３０の側面にそれぞれ設けられ
たエアシリンダ５３を駆動源とするクランプ機構５４と
で構成されている。そして、クランプ機構５４で治具５
１を挟み込むことによって、描画チャンバ２０とロボッ
トチャンバ３０とが互いに動かないように連結すること
が可能となっている。また、このような連結機構の駆動
源としては、エアシリンダよりも出力の大きい油圧シリ
ンダや、電気によって動作するモーターやソレノイドで
も可能である。

【００２９】そこで、描画チャンバ２０にロボットチャ
ンバ３０から基板２２を搬入、又は描画チャンバ２０か
らロボットチャンバ３０に基板２２を搬出する際には、
連結機構５０を駆動して描画チャンバ２０とロボットチ
ャンバ３０とを拘束した状態とすることで、ロボット３
１の重心移動などに伴い定盤の傾きなどが発生してチャ
ンバ間の相対位置関係が崩れても確実な搬送が可能とな
る。

【００３０】搬送後は、連結機構５０を解放することに
より、描画チャンバ２０とロボットチャンバ３０とは、
剛性の低いベローズ４０でのみ空間的なつながりを持つ
ために、ロボットチャンバ３０側から描画チャンバ２０
への振動の伝わりを断つことが可能となる。従って、描
画チャンバ２０に振動が伝わらない状態で描画処理する
ことができ、描画精度の向上に寄与することが可能とな
る。また、描画時には描画チャンバ２０とロボットチャ
ンバ３０が振動的に分離されるため、描画時にロボット
３１を動作させることもでき、これによりスループット
の向上をはかることが可能となる。

【００３１】このように本実施形態によれば、基板搬送
時は第１及び第２の連結機構４０，５０により描画チャ
ンバ２０とロボットチャンバ３０を連結することによ
り、描画チャンバ２０とロボットチャンバ３０との相対
的な位置関係を拘束して確実な搬送を行うことができ
る。また、描画時には第１の連結機構４０のみで各チャ
ンバ２０，３０を連結することにより、ロボットチャン
バ３０から描画チャンバ２０に伝わる振動成分を除去す
ることができ、振動という描画精度の劣化要因をなくし
て描画精度の向上に寄与することが可能となる。

【００３２】（第２の実施形態）図３は、本発明の第２
の実施形態に係わる電子ビーム描画装置の試料室と予備
室との構造的な関係を示す模式図である。なお、図１と
同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略
する。

【００３３】本実施形態が先に説明した第１の実施形態
と異なる点は、描画チャンバ２０を除振機構２４の上に
設置し、床から伝わる振動をも常時切り離しておくこと
にある。

【００３４】このような構成であれば、第１の実施形態
と同様の効果が得られるのは勿論のこと、除振機構２４
により描画チャンバ２０をチャンバ下面から伝わる振動
から切り離すことができるため、第１の実施形態よりも
更に描画精度の劣化要因を低減することができる。

【００３５】（第３の実施形態）図４は、本発明の第３
の実施形態に係わる電子ビーム描画装置の試料室と予備
室との構造的な関係を示す模式図である。なお、図１と
同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略
する。

【００３６】本実施形態が先に説明した第１の実施形態
と異なる点は、描画チャンバ２０及びロボットチャンバ
３０の双方をそれぞれ除振機構２４，３４の上に設置
し、床から伝わる振動も常時切り離しておくことにあ
る。

【００３７】このような構成であれば、第１の実施形態
と同様の効果が得られるのは勿論のこと、描画チャンバ
２０及びロボットチャンバ３０をチャンバ下面から伝わ
る振動から切り離すことができるため、第１の実施形態
よりも更に描画精度の劣化要因を低減することができ
る。

【００３８】また、基板搬送時は第１の連結機構４０の
みならず及び第２の連結機構５０を用い、各チャンバ２
０，３０をこれらの相対的な位置関係を拘束するように
連結するため、コストの高いアクティブコントロール型
の除振機構を用いる必要はなく、ローコストに実現する
ことが可能である。

【００３９】（第４の実施形態）図５は、本発明の第４
の実施形態に係わる電子ビーム描画装置の試料室と予備
室との構造的な関係を示す模式図である。なお、図１と
同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略
する。

【００４０】本実施形態が先に説明した第１の実施形態
と異なる点は、描画チャンバ２０とロボットチャンバ３
０との間に、それぞれの空間を隔てることが可能なゲー
トバルブ３６を設けたことにある。この例ではゲートバ
ルブ３６は、ベローズからなる第１の連結機構４０に対
してロボットチャンバ３０側に設けられている。

【００４１】このような構成において、描画中はゲート
バルブ３６を閉めることにより、ロボットチャンバ３０
の真空度が変化しても描画チャンバ２０内の真空度が変
化しないようにすることができる。これは、特に微細パ
ターンの描画に際して有効である。また、第１の実施形
態と同様の効果が得られるのは勿論のことである。

【００４２】（第５の実施形態）図６は、本発明の第５
の実施形態に係わる電子ビーム描画装置の試料室と予備
室との構造的な関係を示す模式図である。なお、図１と
同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略
する。

【００４３】本実施形態は、図４の第３の実施形態と図
５の第４の実施形態を組み合わせたものである。即ち、
描画チャンバ２０とロボットチャンバ３０とは、第１の
連結機構４０により常に連結され、第２の連結機構５０
により選択的に連結されている。そして、描画チャンバ
２０及びロボットチャンバ３０の双方がそれぞれ除振機
構２４，３４の上に設置され、描画チャンバ２０とロボ
ットチャンバ３０との間に、各々の空間を隔てることが
可能なゲートバルブ３６が設けられている。

【００４４】このような構成であれば、第３の実施形態
と同様に、描画チャンバ２０及びロボットチャンバ３０
をチャンバ下面から伝わる振動から切り離すことができ
るため、描画精度の劣化要因を低減することができる。
さらに、第４の実施形態と同様に、描画中はゲートバル
ブ３６を閉めることにより、ロボットチャンバ３０の真
空度が変化しても描画チャンバ２０内の真空度が変化し
ないようにでき、微細パターンの描画に際して有効であ
る。また、第１の実施形態と同様の効果が得られるのは
勿論のことである。

【００４５】（第６の実施形態）図７は、本発明の第６
の実施形態に係わる電子ビーム描画装置の試料室と予備
室との構造的な関係を示す模式図である。なお、図１と
同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略
する。

【００４６】本実施形態が先に説明した第１の実施形態
と異なる点は、描画チャンバ２０とロボットチャンバ３
０との間に、それぞれの空間を隔てることが可能なゲー
トバルブ３６を設けたこと、更にロボットチャンバ（第
１予備室）３０に隣接してＩ／Ｏチャンバ（第２予備
室）６０を設けたことにある。Ｉ／Ｏチャンバ６０に
は、ロボットチャンバ３０との間を空間的に隔てるため
のゲートバルブ６１と、外部との間を空間的に隔てるた
めのゲートバルブ６２が設けられている。

【００４７】このような構成においては、ロボットチャ
ンバ３０から外部への基板２２の取り出しは、ロボット
チャンバ３０の外側に設けられたＩ／Ｏチャンバ６０を
介して行う。Ｉ／Ｏチャンバ６０内は〜１０^-3 Torr 程
度の真空度までの真空化と大気化との状態に操作するこ
とが可能である。Ｉ／Ｏチャンバ６０内が〜１０^-3 Tor
r 程度の真空度まで真空化した状態で、ロボットチャン
バ３０との間のゲートバルブ６１を開くことで、容積の
大きいロボットチャンバ３０は常時１０^-6〜１０^-7 Tor
r 程度の高真空に保つことが可能となる。

【００４８】このように本実施形態によれば、基板２２
を外部に取り出す際に、大きな容量（ロボットチャンバ
３０）を大気解放するのではなく、小さな容量（Ｉ／Ｏ
チャンバ６０）を大気解放するのみで済むので、基板２
２を取り出した後にチャンバ排気に要する排気時間を短
くすることができる。

【００４９】（第７の実施形態）図８は、本発明の第７
の実施形態に係わる電子ビーム描画装置の試料室と予備
室との構造的な関係を示す模式図である。

【００５０】電子銃を含み電子ビームを基板上の所定の
位置に導くための電子光学鏡筒１０は、基板を保持して
基板全面を走作可能なＸＹステージを備えた描画チャン
バ（試料室）２０の上部に設置されている。描画チャン
バ２０内のＸＹステージ上への基板の搬送は、ロボット
チャンバ（第１予備室）３０内に設置された真空ロボッ
トにより行われる。描画チャンバ２０とロボットチャン
バ３０とは、ロボットチャンバ３０からの振動を常時切
り離しておくために剛性の低いベローズからなる第１の
連結機構４０により連結されていて、共に１０^-6〜１０
^-7程度の高真空に保たれている。

【００５１】描画チャンバ２０とロボットチャンバ３０
との間にはゲートバルブ３６が設けられており、各々の
チャンバ２０，３０はこのゲートバルブ３６によって空
間的に隔てることが可能である。描画中にはこのゲート
バルブ３６を開けないようにすることで、描画中に描画
チャンバ２０内の真空度が劣化することを避けることが
可能となる。

【００５２】外部とロボットチャンバ３０内との基板の
受け渡しは、ロボットチャンバ３０に隣接して設けられ
たＩ／Ｏチャンバ６０を介して行う。Ｉ／Ｏチャンバ６
０はゲートバルブ６１，６２を備えており、チャンバ６
０内は〜１０^-3程度の真空度までの真空化と大気化との
状態に操作することが可能である。Ｉ／Ｏチャンバ６０
内が大気の状態から１０^-3程度の真空度まで真空化した
状態で、ロボットチャンバ３０とのゲートバルブ６１を
開くことで、容積の大きいロボットチャンバ３０は常時
１０^-6〜１０^-7程度の高真空に保つことが可能となる。

【００５３】描画チャンバ２０の外側とロボットチャン
バ３０の外側には、描画チャンバ２０とロボットチャン
バ３０の自由度を拘束することが可能な第２の連結機構
５０が備えられている。この連結機構５０は、例えば前
記図２に示すものと同様である。そして、描画チャンバ
２０とロボットチャンバ３０との間で基板を搬送する際
には、連結機構５０を駆動して描画チャンバ２０とロボ
ットチャンバ３０とを拘束した状態とすることで、ロボ
ットの重心移動などに伴い定盤の傾きなどが発生してチ
ャンバ間の相対位置関係が崩れても確実な搬送が可能と
なる。

【００５４】基板搬送後は、連結機構５０を解放するこ
とにより、描画チャンバ２０とロボットチャンバ３０と
は、剛性の低いベローズ４０でのみ空間的なつながりを
持つために、ロボットチャンバ３０側から描画チャンバ
２０への振動の伝わりを断つことが可能となる。

【００５５】また、描画チャンバ２０とロボットチャン
バ３０は、共に床から伝わる振動も常時切り離しておく
ために、除振装置２４，３４の上に設置されており、チ
ャンバ下面より伝わる振動より切り離しておくことが可
能となっている。

【００５６】このように本実施形態によれば、基板搬送
時は第１及び第２の連結機構４０，５０により描画チャ
ンバ２０とロボットチャンバ３０を連結することによ
り、描画チャンバ２０とロボットチャンバ３０との相対
的な位置関係を拘束して確実な搬送を行うことができ
る。また、描画時には第１の連結機構４０のみで各チャ
ンバ２０，３０を連結することにより、ロボットチャン
バ３０から描画チャンバ２０に伝わる振動成分を除去す
ることができ、振動という描画精度の劣化要因をなくし
て描画精度の向上に寄与することが可能となる。

【００５７】また、ゲートバルブ３６を設け、描画中は
ゲートバルブ３６を閉めることにより、ロボットチャン
バ３０の真空度が変化しても描画チャンバ２０内の真空
度が変化しないようにすることができる。これは、特に
微細パターンの描画に際して有効である。

【００５８】さらに、Ｉ／Ｏチャンバ６０を設けること
により、大きな容量（ロボットチャンバ３０）を大気解
放するのではなく、小さな容量（Ｉ／Ｏチャンバ６０）
を大気解放するのみで済むので、基板を取り出した後に
チャンバ排気に要する排気時間を短くすることができ
る。

【００５９】また、除振機構２４，３５を設けることに
より、描画チャンバ２０及びロボットチャンバ３０をチ
ャンバ下面から伝わる振動から切り離すことができるた
め、描画精度の劣化要因を低減することができる。しか
も、基板搬送時は第１の連結機構４０のみならず及び第
２の連結機構５０を用い、各チャンバ２０，３０をこれ
らの相対的な位置関係を拘束するように連結するため、
コストの高いアクティブコントロール型の除振機構を用
いる必要はなく、ローコストに実現することが可能であ
る。

【００６０】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。第１の連結機構はベローズに限る
ものではなく、試料室内の空間と予備室内の空間とを連
結し、かつこれらの各室を振動的には分離する十分に剛
性の低いものであればよい。さらに、第２の連結機構は
図２に示したようにクランプ機構を利用するものに限る
ものではなく、試料室の基板挿入口の位置と予備室の基
板挿入口の位置との相対的な位置関係が所望の位置精度
内に収まるように結合する十分に剛性の高いもので、か
つ結合を選択的に行うことができるものであればよい。

【００６１】また、実施形態では電子ビーム描画装置に
適用した例を説明したが、本発明はこれに限らずレーザ
ー描画装置やイオンビーム描画装置等の描画装置に適用
することができる。さらに、基板に選択的にパターン形
成処理を施す各種の半導体製造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。

【００６２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、試
料室と予備室とを柔構造の第１の連結機構により常に連
結し、試料室と予備室とが空間的には連続し振動的には
分離した状態となるため、試料室における基板処理時に
予備室から伝わる振動成分を除去することができる。さ
らに、基板を搬送する際には剛性の高い第２の連結機構
により、試料室と予備室との相対的な位置関係を拘束し
て連結するため、基板の確実な搬送が可能となる。

【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の
試料室と予備室との構造的な関係を示す模式図。

【図２】第１の実施形態で用いた第２の連結機構の一例
を示す斜視図。

【図３】第２の実施形態に係わる電子ビーム描画装置の
試料室と予備室との構造的な関係を示す模式図。

【図４】第３の実施形態に係わる電子ビーム描画装置の
試料室と予備室との構造的な関係を示す模式図。

【図５】第４の実施形態に係わる電子ビーム描画装置の
試料室と予備室との構造的な関係を示す模式図。

【図６】第５の実施形態に係わる電子ビーム描画装置の
試料室と予備室との構造的な関係を示す模式図。

【図７】第６の実施形態に係わる電子ビーム描画装置の
試料室と予備室との構造的な関係を示す模式図。

【図８】第７の実施形態に係わる電子ビーム描画装置の
試料室と予備室との構造的な関係を示す模式図。

【図９】従来の電子ビーム描画装置における機器構成を
説明する断面図と上面図。

【符号の説明】

１０…電子光学鏡筒２０…描画チャンバ（試料室）２１…ＸＹステージ２２…基板２４，３４…除振機構３０…ロボットチャンバ（第１予備室）３１…真空ロボット３６，６１，６２…ゲートバルブ４０…第１の連結機構５０…第２の連結機構６０…Ｉ／Ｏチャンバ（第２予備室）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安田聡神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者大木健司神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者多田嘉明東京都中央区銀座四丁目２番11号東芝機械株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理基板にパターン形成処理を施すため
の試料室と、この試料室に隣接配置され、該試料室との
間で前記基板を搬送するための搬送機構を備えた予備室
と、前記試料室内の空間と前記予備室内の空間とを連結
し、かつこれらの各室を振動的には分離する剛性の低い
第１の連結機構と、前記試料室の基板挿入口の位置と前
記予備室の基板挿入口の位置との相対的な位置関係が所
望の位置精度内に収まるように、これらの各室を選択的
に結合する剛性の高い第２の連結機構とを具備してな
り、前記試料室内で前記基板を処理する場合は第２の連結機
構による連結を解除して、前記試料室に対し前記予備室
からの振動を分離し、前記試料室と予備室との間で前記
基板を搬送する場合は第２の連結機構による連結を行
い、前記試料室と前記予備室との相対的な位置関係を拘
束することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】前記試料室、又は前記試料室及び予備室の
両方に、外部からの振動を遮断するための除振機構を設
けたことを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
【請求項３】前記試料室又は予備室に、これらの各室の
空間を隔てるためのゲートバルブを設けたことを特徴と
する請求項１又は２記載の半導体製造装置。
【請求項４】前記試料室内で処理を行っている最中に
は、前記ゲートバルブを動作させないことを特徴とする
特許請求項３記載の半導体製造装置。
【請求項５】前記予備室は、前記試料室に隣接され該試
料室と第１の連結機構により連結された第１予備室と、
この第１予備室にゲートバルブを介して隣接された第２
予備室からなることを特徴とする請求項１記載の半導体
製造装置。