KR930000598B1

KR930000598B1 - 진공장치

Info

Publication number: KR930000598B1
Application number: KR1019880017147A
Authority: KR
Inventors: 야스오 무나가타; 미네오 고토우
Original assignee: 가부시키가이샤 도시바; 아오이 죠이치
Priority date: 1987-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1993-01-25
Also published as: KR890011018A; US4948979A; JPH01163951A; JPH0668962B2

Abstract

내용 없음.

Description

진공장치

제1도 내지 제4도는 본 발명의 제1실시예에 따른 진공장치를 나타낸 도면으로서,

제1도는 진공워킹쳄버와 진공프리챔버를 분리시킨 상태를 나타낸 측면도.

제2도는 진공워킹챔버와 진공프리챔버를 연결시킨 상태를 나타낸 측면도.

제3도는 진공프리챔버의 시료공급부에 대한 확대사시도.

제4도는 제3도의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도.

제5도는 본 발명의 제2실시예에 따른 진공장치를 나타낸 측면도.

제6도는 본 발명의 제3실시예에 따른 진공장치를 나타낸 사시도.

제7도는 종래의 진공장치의 개요를 나타낸 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,1' : 진공워킹챔버 2,2' : 진공프리챔버

3 : 연통부 4 : 게이트 밸브

5 : 전자총 10,11 : 연결부

12,13 : 게이트 밸브 16 : 중간분리체

17 : 회전축

산업상의 분야

본 발명은 진공장치에 관한 것으로, 특히 에너지 빔(energy beam)을 이용하여 시료(試料)에 대한 묘사(描寫) 패턴을 형성하는 것과, 에너지 빔을 이용)으로 부터하여 시료를 관찰 및 측정하는데 사용하기 적합한 진공장치에 관한 것이다.

종래의 기술 및 문제점

종래에는 진공장치로서 제7도에 도시된 바와 같은 진공장치가 일반적으로 사용되었다. 제7도에 도시된 진공장치는 기판 등과 같은 시료(A)에 일정한 프로세스 (process)를 실시하는 진공워킹챔버(眞空 woriking chamber; 1')와 진공상태에서 상기 진공워킹챔버(1')의 내부에 있는 시료(A)를 교환하기 위한 진공프리챔버(眞空 pre chamber; 2')로 구성되는 바, 이를 양 챔버(1',2')는 연통부(連通部;3)를 매개해서 물리적으로 연결되고, 이 연통부(3)의 일단에는 그 연통부(3)를 개폐시키기 위한 게이트 밸브(4)가 설치되어 왔다.

도, 상기 진공워킹챔버(1')에는 그 내부에 수납(收納)된 기판 등과 같은 시료 (A)에는 프로세스를 실시하기 위한 전자총(5)이 구비되어 있는 바, 이 전자총(5)으로부터 발사되는 전자선 등과 같은 에너지 빔(6)에 의해 시료(A)의 표면에 묘사 패턴 등을 형성하도록 되어 있다.

그리고, 시료(A)에 대기(大氣)상태로 되어 있는 진공프리챔버(2')의 내부에 셋트시킨 다음에 이 진공프리챔버(2')를 닫고, 그후 진공펌프에 의해 진공프리챔버(2')의 내부를 진공화(이하, 진공조성이라 칭함)하게 되는데, 이때 진공워킹챔버(1')는 진공상태로 유지되면서 게이트 밸브(4)가 닫혀 있다. 그후, 상기 진공프리챔버(2')가 진공상태에 도달했을 때에 상기 게이트 밸브(4)을 열어 양 챔버(1',2')가 연통부(3)를 통해 연통되도록 한 다음에 시료(A)를 진공워킹챔버(1')내에서 상기 전자총(5)으로부터 발사된 에너비 빔(6)에 의해 시료(A)에 대한 묘사 등과 같은 프리세스를 실시하게 된다.

이러한 프로세스가 종료된 다음에 게이트 밸브(4)를 열어 시료(A)를 진공프리챔버(2')를 복귀시키고, 다시 게이트 밸브(4)를 닫고서 진공프리챔버(1')내의 진공리크(眞空 leak)를 수행하여 그 내부가 대기상태에 도달하였을 때에 프로세스가 종료된 시료(A)를 외부로 취출(取出)하게 된다.

또, 상술한 일련의 처리과정에 대한 고속화를 도모하기 위해, 진공워킹챔버(1')내에 묘사되지 않는 시료(A)를 잔존시켜 놓고, 진공워킹챔버(1')에서 묘사하면서 이와 병행해서 진공프리챔버(2')의 진공리크, 진공프리챔버(2')와 외부사이에서 묘사후의 시료(A)와 묘사전의 시료(A)의 교환 및 진공조성을 수행함으로써, 진공프리챔버(2')가 진공상태로 되지 않는 상태에서도 시료(A)에 대한 묘사를 수행할 수 있게 되고, 묘사의 종료시에는 진공프리챔버(2')가 진공상태로 되므로 게이트 밸브(4)를 닫고서 시료(A)를 교환할 수 있도록 해서 작업시간을 대폭적으로 단출시킬 수 있는 것이 소개되어 있다.

그러나, 특히 반도체 장치에서는 현재 턴·어라운드 시간(turn around time;1주기의 작업공정시간)의 단축이 지상과제로 되고 있는데, 그 하나의 방책으로서 매엽화(枚葉化)가 있다.

즉, 상기 종래의 진공장치에서는 일반적으로 배치(batch) 처리하도록 되어 있기 때문에, 1개의 시료를 프로세스하는데 예컨대 30분이 필요하다고 하면 10매를 1배치로 처리하는 경우에는 처리후의 시료가 진공장치로부터 취출되기까지 최고 300분정도 기다려야만 되므로 상당한 시간이 허비되게 되는바, 턴어라운드 시간을 단축시키기 위해서는 매엽화가 반드시 필요하게 된다.

그러나, 상술한 종래의 진공장치에서 매엽화하는 경우에는 진공프리챔버에 대한 진공조성과 진공리크 및 외부와의 시료교환을 상다한 빈도로 실시할 필요가 있기 때문에 많은 시간이 필요하게 되는데, 이 시간은 조금이라도 감소시키기 위해 진공워킹챔버내에서의 프로세서의 실행과, 진공프리챔버에서의 진공리크와 진공조성 및 외부와의 시료교환작업을 병행해서 수행하게 되면, 예컨대 진공워킹챔버내에서의 프로세스가 에너지 빔에 의한 묘사패턴의 형성 등인 경우에는 진공프리챔버에서의 진공조성과 진공리크 및 시료교환에 의한 진동이 진공워킹챔버에 전해지게 되어 묘사정밀도가 약화되게 된다는 문제점이 있었다.

[발명의 목적]

이에 본 발명은 상술한 문제점을 감안해서 이루어진 것으로, 매엽화에 의해 턴어라운드 시간의 단축과 목적프로세서의 고정밀도화를 동시에 달성할 수 있는 진공장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

[발명의 구성]

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 진공장치는, 시료에 대해 일정한 프로세스를 수행하는 진공워킹챔버와, 진공상태에서 상기 진공워캉생버 내부의 시료를 교환하기 위한 진공프리챔버로 이루어진 진공장치에 있어서, 상기 진공워킹챔버와 상기 진공프리정버는 각각 연결부와, 이 연결부의 기단부(起端部)에셜치된 게이트 밸브를 갖추고서, 연결 및 분리가 자유좁게 되도록 구성되고,상기 게이트 밸브는 상기의 연결 및 분리에 따라 상기 연결부를 개폐하도록 된 것을 특징으로 한다.

[작용]

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 진공프리정버의 진공리크와 진공조성 및 외부와의 시료교환시에 진공프리챔버를 진공워킹챔버로부터 분리시켜 둠으로써, 그 진동이 진공워킹생버에 전해져서 진공워킹챔버내부에서의 에너지 방 둥에 의한 프로셰스에 영향을 주는 것을 확실히 방지할 수 있게 되고,또 진공워킹챔버와 진공프리생버간에서의 시료를 교환할때 양 챔버를 연결하여 그 내부를 연통시켜서 진공상태에서 시료를 교환할 수 있게 된다.

[실시예]

이하,도면을 참조해서 본 발명의 각 실시예를 상세히 설명한다.제 1도 내지 제 4도는 본 발명의 제 1실시예에 따른 진공장치를 나타낸 것으로, 이 진공장치는 기판 등과같은 시료(A)에 대해 일정한 프로세스를 수행하는 진공워캉생버(1)와, 진공상태에서 이 진공워킹챔버(1)내부의 시료(A)를 교환하기 위한 진공프리챔버(2)로 이루어지고, 상기 양 정버(1,2)는 각각 자유롭게 분리되도록 별개로 구성되어 있다.그리고,상기 진공워킹챔버(1)는 한쪽의 설치대(7)의 상연(上面)에 고정장착되어 있 고 , 진공프리활버(2)는 그 하면(下面)에 자유롭게 회전할 수 있도록 부차된 바퀴(9)플 매개해서 진공워캉짱버(1)의 방향(제 2도의 X-Y방향)으로 자유롭게 평행이동하도록 다른쪽 설치대 (8)의 상연에 탑재되어 있다.

여기서, 상기 진공워캉행버(1)에는 그 내부에 수납된 기판둥과 같은 시료(A)에 대해 프로세스를 수행하기 위한 전자총(5)이 설치되어 있는데,이 전자총(5)으로부터 발사된 전자선 둥과 같은 에너지 빔(6)에 의해 시료(A)의 표면에 묘사패턴 둥이 형성되게 된다.

또, 상기 진공워킹챔버(1)에서는 묘샤패턴의 형성 뿐만 아니라 에너지 빔(6)에 의해 진공워킹챔버(1)내에수납된 시료(A)를 측정 및 관찰하도록 해도 된다.

또한, 이 진공워킹챔버(1)와 상기 진공프리챔버(2)가 대향(對向)하는 측면(測面)에는, 각각 상호 대향하는 위치에서 천후(도면에서는 좌우방향)로 개구(開口)되고, 대치되는 선단부(先端部)를 각각 접촉면(10a,11a)으로 하는 통형상(簡形狀)의 시료이송부로서의 연결부(10,11)가 각각 돌출되도록 설치됨과 더불어, 이연결부(10,11)의 기단부에는 그 연결부(10,11)를 개폐시키기 위한 게이트 벨브(12,13)가 각각 설치되어 있다.

또, 제4도에 도시된 바와 같이, 한쪽의 예컨대 진공프리챔버(2)에 설치된 연결부(11)의 주벽부(周壁部)에는 배기구(14)를 매개해서 그 내부로 연통된 중앙공간부 (15)가 형성되어 있고, 이 중간공간부(15)에는 진공펌프가 연결되어 있다. 따라서, 연결부(10,11)의 접촉면(10a,11a)을 접촉시켜 상기 양 챔버(1,2)를 연결시킨 때에 상기 진공펌프를 작동시켜 진공조성을 수행하도록 구성되어 있다.

그리고, 진공워킹챔버(1)와 진공프리챔버(2)사이에서 시료(A)를 교환하는 경우에는, 제2도에 도시된 바와 같이 양 챔버(1,2)의 진공조성을 수행한 상태에서 각각 대향하는 연결부(10,11)를 연결시키고 이 연결부(10,11)의 진공조성을 수행한 다음에 양 게이트 밸브(12,13)를 열어 줌으로써, 연결부(10,11)를 매개해서 양 챔버(1,2)의 내부를 연통시킨 상태에서 시료(A)를 교환하게 된다.

또, 진공워킹챔버(1)내에서 시료(A)에 대한 프로세스를 실행하는 경우에는, 제1도에 도시된 바와 같이 양 게이트 밸브(12,13)를 닫은 상태에서 진공프리챔버(2)를 진공워킹챔버(1)에서 분리되는 방향으로 이동시킴으로써 양 챔버(1,2)를 분리시키고 이 상태에서 진공워킹챔버(1)내에 있는 전자총(5)을 작동시켜 에너지빔(6)을 시료 (A)의 표면에 조사해서 시료(A)에 대한 묘사패턴을 형성하고, 이와 병행해서 진공프리챔버(2)내의 진공리크와 진공조성 및 외부와의 시료교환을 수행하게 된다.

그에 따라, 이 진공프리챔버(2)내의 진공리크에 대한 진공과, 외부와의 시료교환에 의한 진동 및, 진공 조성시 진공펌프의 진동 등이 진공워킹챔버(1)에 전달되지 않게 되므로, 무진동(無振動) 상태에서 시료(A)에 대해 고정밀도의 패턴을 형성할 수 있다.

또한, 상기 양 연결부(10,11) 내부의 진공조성은 각각의 게이트 밸브(12,13)를 닫은 상태에서 양 챔버(1,2)를 연결한 후에 일단 진공프리챔버(2)측의 게이트 QFO QM(13)만을 열고 진공프리챔버(2)의 진공조성에 의해 행하도록 해도 되고, 이 진공조성과 상술한 진공조성을 동시에 수행하도록 해도 된다.

제5도는 본 발명의 제2실시예에 따른 진공장치를 나타낸 것으로, 이 제5도에 도시된 진공워킹챔버(1)와 진공프리챔버(2)를, 각각의 연결부(10,11)가 대치(對峙)된 상태로 고정되고, 이 연결부(10,11)사이에 도시되지 않은 게이트 밸브를 수납한 중간분리체(16)가 상하로 이동하여 자유롭게 끼워져 장착될 수 있도록 설치함으로써, 중간분리체(16)를 아래로 이동시키면 양 챔버(1,2)가 연결되는 반면에 중간분리체(16)를 위로 이동시키면 양 챔버(1,2)가 분리되도록 구성되어 있다.

여기서, 상기 중간분리체(16)는 가로방향으로 자유롭게 미끄러지면서 이동하도록 구성해서, 그 중간분리체(16)가 미끄러지며 이동함으로써 양 챔버(1,2)가 분리되거나 연결되도록 해도 된다.

제6도는 본 발명의 제3실시예에 따른 진공장치를 나타낸 것으로, 진공워킹챔버 (1)를 고정시킴과 더불어 진공프리챔버(2)를 진공워킹챔버(1)의 방향으로 회전시킴으로써 양 챔버(1,2)를 연결시키는 반면에, 그 역방향으로 회전시킴으로써 양 챔버(1,2)를 분리시키도록 된 것이다.

한편, 특허청구의 범위의 각 구성요소에 병기한 도면에 대응하는 참조부호는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것일뿐, 본 발명의 기술적 범위를 도면에 나타낸 실시예에 한정되는 의도로 병기한 것은 아니다.

[발명의 효과]

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 진공워킹챔버에서 시료에 대한 프로세스를 수행하더라도 그 프로세스에 영향을 주지 않으면서 진공프리챔버에서의 진공리크와 진공조성 및 외부와의 시료교환을 수행할 수 있게 되고, 그에 따라 고정밀도의 프로세스를 수행하면서 처리속도를 향상시킬 수 있게 된다.

Claims

시료(A)에 대해 일정한 프로세스를 수행하는 진공워킹챔버(1)와, 진공상태에서 상기 진공워킹챔버(1)내부의 시료를 교환하기 위한 진공프리챔버(2)로 이루어진 진공장치에 있어서, 상기 진공워킹챔버(1)와 상기 진공프리챔버(2)는 각각 연결부(10,11)와, 이 연결부(10,11)의 기단부에 설치된 게이트 밸브(12,13)를 갖추고서, 연결 및 분리가 자유롭게 되도록 구성되고, 상기 게이트 밸브(12,13)를 상기 양 챔버(1,2)의 연결 및 분리에 따라 상기 연결부(10,11)를 개폐하도록 된 것을 특징으로 하는 진공장치.
제1항에 있어서, 상기 진공워킹챔버(1)와 상기 진공프리챔버(2)중 최소한 어느 한쪽을 다른쪽 방향으로 자유롭게 평행이동시켜 상기 양 챔버(1,2)를 연결시키거나 분리시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 진공장치.
제1항에 있어서, 상기 진공워킹챔버(1)와 상기 진공프리챔버(2)중 최소한 한쪽을 다른쪽 방향으로 자유롭게 회전시켜 상기 양 챔버(1,2)를 연결시키거나 분리시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 진공장치.
제1항에 있어서, 상기 진공워킹챔버(1)와 상기 진공프리챔버(2)가, 그 연결부 (10,11)가 대치된 상태로 고정되고, 양 연결부(10,11)사이에 게이트 밸브 ( 12 ,13)가 수납된 중간분리체(16)가 자유롭게 끼워져 장착되도록 설치된 것을 특징으로 하는 진공장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공워킹챔버(1)는 전자총(5)을 구비하고서, 이 전자총(5)에서 생성된 에너지 빔에 의해 시료(A)에 묘사패턴을 형성하도록 된 것을 특징으로 하는 진공장치.
제5항에 있어서, 상기 에너지 빔이 전자선인 것을 특징으로 하는 진공장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공워킹챔버(1)는 전자총(5)을 구비하고서, 이 전자총(5)에서 생성된 에너지 빔에 의해 시료(A)를 측정하거나 관찰하도록 된 것을 특징으로 하는 진공장치.
제7항에 있어서, 상기 에너지 빔이 전자선인 것을 특징으로 하는 진공장치.