(57)【要約】【課題】大気開放時や真空排気の際に、基板の表面へのゴミの付着を防止する機構を備えた真空ロードロック装置を提供する。【解決手段】真空ロードロック装置１のロードロック室８１内には、基板Ｗの表面を覆うカバー３が設けられている。真空排気時及び大気導入時には、カバー３が駆動機構５によって下降し、基板Ｗの表面とカバー３との間隙を狭くして、基板Ｗの表面へのゴミ付着を防止する。駆動機構５は、カバー３に直結するシャフト７を往復運動させるエアシリンダ１５と、シャフト７を上下に直線運動させるガイド４５と、シャフト７が真空雰囲気内で往復運動するようにシャフト周囲を大気から遮断するベローズ３５とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被取扱い試料である基板を収容するロードロック室と、
該ロードロック室と外界又は真空チャンバとをつなぎ前記基板の通るゲートバルブと、
該ロードロック室内の空気を排気する真空ポンプと、
該ロードロック室への大気導入手段と、を具備する真空ロードック装置であって、
さらに、前記基板表面を覆うカバー、及び、該カバーの駆動機構を具備し、
真空排気時及び大気導入時に、前記基板表面と前記カバーとの間隙を狭くして、
前記基板表面へのゴミ付着を防止することを特徴とする真空ロードロック装置。
【請求項２】
前記カバーの駆動機構が、
前記カバーに直結するシャフトを往復運動させるアクチュエータと、
前記シャフトの案内部と、
前記シャフトが真空雰囲気内で往復運動可能なように該シャフト周囲を大気から遮断する遮断部と、を備えることを特徴とする請求項１記載の真空ロードロック室。
【請求項３】
前記アクチュエータがエアシリンダであることを特徴とする請求項２記載の真空ロードロック室。
【請求項４】
真空下において、デバイスパターンを感応基板上に形成する露光装置であって、
前記感応基板及び／又はパターン原版の搬送経路中に、請求項１、２又は３記載の真空ロードロック装置を備えることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空処理装置のロードロック装置に関する。特には、真空下で露光を行う、電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子線やＸ線を用いた露光装置において、レチクルやウェハ等の基板が収容されるロードロック装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来のロードロック装置の構造を説明する側面図である。
図７は、図６のロードロック装置の平面図である。
ロードロック装置８０は、基板Ｗが収容されるロードロック室８１を備える。
図７に示すように、ロードロック室８１の一面はゲートバルブ８３を介して大気とつながっており、他の側面でゲートバルブ８５を介して真空ロボットチャンバ８７につながっている。基板（ウェハ又はレチクル）Ｗは、ロボットによって大気中に配置されているカセットから取り出され、ゲートバルブ８３を通ってロードロック室８１に搬送される。そして、同室８１から真空ロボットチャンバ８７内に備えられているロボットによって、ゲートバルブ８５を通して真空装置の内部（例えばレチクルステージやウェハステージ）に搬送される。
【０００３】
図６に示すように、ロードロック室８１は、ボディ８９と、ボディ８９の上面を覆う蓋９１と有する。蓋９１はネジ９３でボディ８９の側壁に固定されている。蓋９１と側壁との間にはＯリング９５が配置され、室内を大気から密閉している。ボディ８９の底壁には、３本のホルダピン９７が立設している。これらのホルダピン９７の上面に基板Ｗが載置される。また、底壁の中央には、真空ポンプ接続用のポート９９が開けられており、同ポート９９に真空ポンプにつながる排気管１０１が接続している。同管のフランジ１０３は、底壁の下面に当てられてネジ１０５で固定されている。フランジ１０３と底壁との間にはＯリング１０７が配置され、排気管１０１の内部を大気から密閉している。真空ポンプが作動すると、室内は真空に引かれる。底壁には、真空センサ用ポート１０９が接続しており、同ポート１０９の先には真空センサ１１１が取り付けられている。同センサ１１１は、ロードロック室８１の内部の真空度を測定する。
【０００４】
ボディ８９の別の側壁には、大気開放時にガスを流入するための配管１１３が通されている。同配管１１３は、フランジ１１５で側壁の外面（大気側）にビス１１７によって固定されている。フランジ１１５と側壁との間にはＯリング１１９が配置され、配管内を密閉している。配管１１３の先端はロードロック室８１の内部に延びており、同先端にはガスフィルタ１２１が設けられている。このガスフィルタ１２１は、大気開放時に、室内に流入するガスの流速を落とすとともに、ガスを濾過してガスに含まれるゴミの侵入を防ぐ機能を有する。
【０００５】
ゲートバルブ８３とボディ８９の側壁には、大気とロードック室８１の内部とを連通して基板Ｗをロード及びアンロードする通路１２５が設けられている。ゲートバルブ８３内には弁板１２３が設けられている。弁板１２３は、通路１２５を遮断及び開放するように、バルブ内に設けられた空間内を移動する。弁板１２３のロードロック室側の面にはＯリング１２７が配置されており、弁板９３が通路９５を遮断するように位置したとき（図の実線で示す位置）、通路１２５のロードロック室側を密閉する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようなロードロック装置８０においては、基板Ｗの出し入れのために、ゲートバルブ８３を頻繁に開閉すれば、大気から通路１２５を通ってゴミがわずかずつ室内に侵入してしまう。室内に侵入したゴミは、ボディ８９の側壁や底面に堆積してくる。すると、大気開放時に流入するガスで堆積していたゴミが舞い上がり、基板Ｗの上面にも堆積してしまう。上述のように、ガスはガスフィルタ９１によって流速が落とされているが、軽量のゴミは弱い気流でも舞い上がってしまう。基板Ｗの上面に堆積するゴミの量は、基板上面の上方の空間の体積Ｓが大きいほど多くなる。
また、真空排気の際も、基板上面の上方の空間Ｓに浮遊しているゴミが基板の上面に付着することもある。
【０００７】
このように、基板Ｗの上面にゴミが付着すると、パターンの形状が変化してしまい、パターン精度が悪くなるなど、露光作業に悪影響を及ぼす。
【０００８】
また、基板をロードロック室へ安全に搬入・搬出するために、室内での基板のＺ方向のクリアランス（基板上面と蓋の下面との間の距離）を最低限４〜５ｍｍ確保する必要がある。
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、大気開放時や真空排気の際に、基板の表面へのゴミの付着を防止する機構を備えた真空ロードロック装置及び露光装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の真空ロードロック装置は、  被取扱い試料である基板を収容するロードロック室と、  該ロードロック室と外界又は真空チャンバとをつなぎ前記基板の通るゲートバルブと、  該ロードロック室内の空気を排気する真空ポンプと、  該ロードロック室への大気導入手段と、を具備する真空ロードック装置であって、  さらに、前記基板表面を覆うカバー、及び、該カバーの駆動機構を具備し、  真空排気時及び大気導入時に、前記基板表面と前記カバーとの間隙を狭くして、  前記基板表面へのゴミ付着を防止することを特徴とする。
真空排気時や大気導入時に、試料表面に最も接近する位置までカバーを下降させて、基板の上面の上方の空間の体積を少なくする。すなわち、ゴミが浮遊している空間の体積を小さくすることにより、基板の上面に堆積するおそれのあるゴミの量を減らすことができる。
【００１１】
本発明においては、  前記カバーの駆動機構が、  前記カバーに直結するシャフトを往復運動させるアクチュエータと、  前記シャフトの案内部と、  前記シャフトが真空雰囲気内で往復運動可能なように該シャフト周囲を大気から遮断する遮断部と、を備えることとできる。ここで、前記アクチュエータがエアシリンダであることが好ましい。
カバーをスムーズに移動させることができる、また、カバーの移動によるゴミの侵入を防ぐことができる。
【００１２】
本発明の露光装置は、  真空下において、デバイスパターンを感応基板上に形成する露光装置であって、  前記感応基板及び／又はパターン原版の搬送経路中に、上記いずれかに記載の真空ロードロック装置を備えることを特徴とする。
基板（レチクル、感応基板）表面へのゴミの付着によるパターン精度の劣化を防止できる露光装置を提供できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る真空ロードロック装置の構造を説明する側面断面図である。
図２は、図１の真空ロードロック装置の一部を拡大して示す図である。
図３は、図１の真空ロードロック装置の平面図である。
図４は、図１の真空ロードロック装置の一部を拡大して示す図である。
このロードロック装置１は、基板Ｗが収容されるロードロック室８１を備える。ロードロック室８１の一面は、図３に示すように、ゲートバルブ８３を介して大気とつながっており、他の側面でゲートバルブ８５を介して真空ロボットチャンバ８７につながっている。ロードロック室８１の底壁には、真空ポンプ（図示されず）が接続しており、同ポンプが作動すると、室内は真空に引かれる。また、同室の側壁には、大気開放時にガスを導入するための配管１１３が通されている。
なお、図６、図７のロードロック装置の部品、部位と同様の構成・作用を有する部品、部位は図６、７と同一の符号を付し、説明を省略する。
【００１４】
図１に示すように、ロードロック室８１内には、基板Ｗの表面を覆うカバー３が配置されている。同カバー３は駆動機構５によって上下に移動する。カバー３は、基板Ｗの大きさより一回り大きい大きさで、外周に沿って基板を取り囲む側壁が設けられている。カバー３が最も下に移動した際（図１の二点鎖線で示す）には、カバー３の下面と基板Ｗの表面との間の距離は、例えば１〜５ｍｍ程度、特には１．５〜２ｍｍ程度となる。また、カバー３が最も上に移動した際（図１の実線で示す）には、カバー３の下面と基板Ｗの表面との間の距離は例えば１５〜２５ｍｍ程度、特には２０ｍｍ程度（カバー３の側壁の下端と基板Ｗの表面との間の距離は例えば１５〜２５ｍｍ程度、特には１８ｍｍ程度）であり、基板Ｗの出し入れに支障をきたさない。
【００１５】
駆動機構５は、主に、エアシリンダ１５、ベローズ３５、リニアガイド４５とから構成されている。
図２を参照して、駆動機構５の詳細を説明する。
カバー３の中央には、上方に延びるシャフト７がネジ９で固定されている。シャフト７は、ロードロック室８１の蓋９１の中央に開けられたポート１１を貫通して、大気中へ延びている。中央ポート１１の径は、シャフト７の径よりやや大きく、シャフト７が往復運動する際に、蓋９１に接触することがない。シャフト７の上端にはプレート１３が固定されている。
【００１６】
蓋９１の上方には、シャフト７（カバー３）を上下に駆動するエアシリンダ１５が配置されている。蓋９１の上面には、３本の支柱１７が立設している（図４も参照）。この支柱１７の上端にはプレート１９がネジ２１で固定されている。
エアシリンダ１５は、このプレート１９の下面にネジ２３で固定されている（図３も参照）。
【００１７】
エアシリンダ１５の下面からはシリンダロッド２５が突き出ている。このロッド２５はエアシリンダ１５内に伸縮可能である。ロッド２５は、カバー３から延びるシャフト７と同軸上にある。ロッド２５の先端にはシリンダプレート２７がネジ２９で固定されている。このプレート２７は、カバー３のシャフト７に固定されたプレート１３と、ネジ３１で固定されている（図４も参照）。
【００１８】
エアシリンダ１５には、圧縮空気の導入と排出用のエアチューブ３３が接続している。シリンダ１５内に圧縮空気が導入されると、ロッド２５が伸びて、プレート２７、１３とともにシャフト７が下方向に動き、カバー３が下方に移動する。シリンダ１５内から圧縮空気が排出されると、ロッド２５がシリンダ１５内に引き込まれ、プレート１３、２７とともにシャフト７が上方向に動き、カバー３が上方に移動する。
【００１９】
ベローズ３５はシャフト７の移動経路を囲むように配置されている。上述のように、シャフト７の径は、蓋９１のポート１１の径より大きいため、シャフト７とポート１１とのスキマを介してロードロック室内が大気に連通してしまう。そこで、ポート１１の入口をベローズ３５で囲むことにより、シャフト７の移動経路をロードロック室内と同じ真空に保つ。ベローズ３５の上端と下端にはフランジ３７が溶接されている。上側フランジ３７は、プレート１３の下面にネジ３９で固定されている。下側フランジ３７は、蓋９１の上面にネジ４１で固定されている。上側フランジ３７とプレート１３との間、及び、下側フランジ３７と蓋９１との間にはそれぞれＯリング４３が介されており、ベローズ３５で囲まれた空間を密閉している。
【００２０】
カバー３はリニアガイド４５によって、真っ直ぐに上下に移動するように案内される。リニアガイド４５は、カバー３の移動方向に平行となるように上下方向に配置されており、スライダ４７と、同スライダ４７を案内するガイド４９とを備える。
【００２１】
シャフト７の上端に固定されたプレート１３の側面には、延長プレート５１が垂下するようにネジ５３で固定されている（図４も参照）。この延長プレート５１の下部にはリニアガイド４５のスライダ４７がネジ５４で固定されている（図４も参照）。リニアガイド４５のガイド４９は、蓋９１の上面にネジ５５で固定されたブロック５７にネジ５９で固定されている。このような構造により、延長プレート５１は、スライダ４７を介してガイド４９に沿って上下に移動する。そして、延長プレート５１とともに、プレート１３、シャフト７及びカバー３が上下に移動する。
【００２２】
次に、このロードロック装置１の動作を説明する。
基板Ｗがゲートバルブ８３を通ってロードロック室８１内に搬送されてホルダ９７上に載置された後、ゲートバルブ８３は閉じられる。その後、同室内を真空排気する前に、シリンダ１５に圧縮空気を送ってカバー３を下げる。カバー３は、基板Ｗの上面とカバー３の下面との間の間隔が例えば      程度となるまで下げられる。このとき、カバー３は、シャフト７やプレート１３、５１を介してリニアガイド４５で案内されて下降するため、真っ直ぐに降ろすことができる。カバー３の下降に伴ってベローズ３５は収縮する。カバー３が基板Ｗを覆うと、基板Ｗの上面とカバー３の下面との空間の体積は小さくなり、同空間内に含まれる、基板の上面に付着するおそれのあるゴミの量を少なくできる。さらに、カバー３の側壁によって同空間の周囲も囲まれているので、基板の周囲から同空間への空気の流入を防ぐことができる。
また、シャフト７の周囲はベローズ３５で囲まれて大気と遮断されているため、シャフト７の往復運動中も大気から室内へのゴミの侵入を防いでいる。
【００２３】
また、ロードロック室８１を大気開放する場合も、同様にカバーＷを基板の上面まで下降させる。これにより、大気開放時に流入するガスによって舞い上がったゴミの基板Ｗの上面への付着を防止できる。
【００２４】
基板Ｗをロードロック室８１から搬出する際は、シリンダ１５から圧縮空気を排出して、カバー３を上昇させる。カバー３は、基板Ｗの上面とカバー側壁の下端との間の間隔が所定の間隔（一例で２０ｍｍ）程度となるまで上げられる。このとき、カバー３は、シャフト７やプレート１３、５１を介してリニアガイド４５に案内されて上昇するため、真っ直ぐに上げることができる。カバー３の上昇に伴ってベローズ３５は伸張する。
【００２５】
図５は、本発明の実施の形態に係る露光装置の構成を模式的に説明するための図である。
電子線露光装置２００の上部には、光学鏡筒２０１が配置されている。光学鏡筒２０１には、真空ポンプ（図示されず）が設置されており、光学鏡筒２０１内を真空排気している。
【００２６】
光学鏡筒２０１の上部には、電子銃２０３が配置されており、下方に向けて電子線を放射する。電子銃２０３の下方には、順にコンデンサレンズ２０４ａ、電子線偏向器２０４ｂ等を含む照明光学系２０４が配置されている。同鏡筒２０１の下方には、レチクルＲが配置されている。
電子銃２０３から放射された電子線は、コンデンサレンズ２０４ａによって収束される。続いて、偏向器２０４ｂにより図の横方向に順次走査（スキャン）され、光学系の視野内にあるレチクルＲの各小領域（サブフィールド）の照明が行われる。なお、図ではコンデンサレンズ２０４ａは一段であるが、実際の照明光学系には、数段のレンズやビーム成形開口、ブランキング開口等が設けられている。
【００２７】
レチクルＲは、レチクルステージ２１１のホルダ２１０に支持されている。レチクルステージ２１１は、定盤２１６に載置されている。
【００２８】
レチクルステージ２１１には、図の左方に示す駆動装置２１２が接続されている。なお、実際には、駆動装置（リニアモータ）２１２はステージ２１１に組み込まれている。駆動装置２１２は、ドライバ２１４を介して、制御装置２１５に接続されている。また、レチクルステージ２１１の側方（図の右方）にはレーザ干渉計２１３が設置されている。レーザ干渉計２１３も、制御装置２１５に接続されている。レーザ干渉計２１３で計測されたレチクルステージ２１１の正確な位置情報が制御装置２１５に入力される。レチクルステージ２１１の位置を目標位置とすべく、制御装置２１５からドライバ２１４に指令が送出され、駆動装置２１２が駆動される。その結果、レチクルステージ２１１の位置をリアルタイムで正確にフィードバック制御することができる。
【００２９】
光学鏡筒２０１にはゲートバルブ２０２を介して真空ロボットチャンバ８７が接続している。同チャンバ８７内にはロボットが配置されている。真空ロボットチャンバ８７はゲートバルブ８５を介してロードロック装置１に接続している。
レチクルＲはロードロック装置１のロードロック室８１に搬送され、その後、同室内が真空排気される。このとき、レチクルＲの表面はカバー３で覆われる。真空排気後、ゲートバルブ８５を開き、真空ロボットチャンバ８７内のロボットによってレチクルがロードロック室８１から取り出され、光学鏡筒２０１内のレチクルステージ２１１に搬送される。
【００３０】
定盤２１６の下方には、ウェハチャンバ（真空チャンバ）２２１が配置されている。ウェハチャンバ２２１の側方（図の右側）には真空ポンプ（図示されず）が接続されており、ウェハチャンバ２２１内を真空排気している。
ウェハチャンバ２２１内（実際にはチャンバ内の光学鏡筒内）には、投影レンズ２２４ａ、偏向器２２４ｂ等を含む投影光学系２２４が配置されている。ウェハチャンバ２２１内の下部には、ウェハ（感応基板）Ｗが配置されている。
【００３１】
レチクルＲを通過した電子線は、投影レンズ２２４ａにより収束される。投影レンズ２２４ａを通過した電子線は、偏向器２２４ｂにより偏向され、ウェハＷ上の所定の位置にレチクルＲの像が結像される。なお、図では投影レンズ２２４ａは一段であるが、実際には、投影光学系中には複数段のレンズや収差補正用のレンズやコイルが設けられている。
【００３２】
ウェハＷは、ウェハステージ２３１上のホルダ２３０上に支持されている。ウェハステージ２３１は、定盤２３６に載置されている。ウェハステージ２３１には、図の左方に示す駆動装置２３２が接続されている。なお、実際には駆動装置２３２はステージ２３１に組み込まれている。駆動装置２３２は、ドライバ２３４を介して、制御装置２１５に接続されている。ウェハステージ２３１の側方（図の右方）にはレーザ干渉計２３３が設置されている。レーザ干渉計２３３も、制御装置２１５に接続されている。レーザ干渉計２３３で計測されたウェハステージ２３１の正確な位置情報が制御装置２１５に入力される。ウェハステージ２３１の位置を目標とすべく、制御装置２１５からドライバ２３４に指令が送出され、駆動装置２３２が駆動される。その結果、ウェハステージ２３１の位置をリアルタイムで正確にフィードバック制御することができる。
【００３３】
ウェハチャンバ２２１には、ゲートバルブ２２２を介して真空ロボットチャンバ８７が接続している。同チャンバ８７内にはロボットが配置されている。真空ロボットチャンバ８７はゲートバルブ８５を介してロードロック装置１に接続している。ウェハＷはロードロック装置１のロードロック室８１に搬送され、その後、同室内が真空排気される。このとき、ウェハＷの表面はカバー３で覆われる。真空排気後、ゲートバルブ８５を開き、真空ロボットチャンバ８７内のロボットによってレチクルがロードロック室８１から取り出され、ウェハチャンバ２０１内のウェハステージ２３１に搬送される。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、大気開放時や真空排気の際に、基板の表面をカバーで覆うため、基板の表面へのゴミの付着を防止できる真空ロードロック装置及び露光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る真空ロードロック装置の構造を説明する側面断面図である。
【図２】図１の真空ロードロック装置の一部を拡大して示す図である。
【図３】図１の真空ロードロック装置の平面図である。
【図４】図１の真空ロードロック装置の一部を拡大して示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る露光装置の構成を模式的に説明するための図である。
【図６】従来のロードロック装置の構造を説明する側面図である。
【図７】図６のロードロック装置の平面図である。
【符号の説明】
１  ロードロック装置                ３  カバー
５  駆動機構                        ７  シャフト
９  ネジ                          １１  ポート
１３  プレート                      １５  エアシリンダ
１７  支柱                          １９  プレート
２１、２３  ネジ                    ２５  シリンダロッド
２７  シリンダプレート              ２９  ネジ
３３  エアチューブ                  ３５  ベローズ
３７  フランジ                      ３９、４１  ネジ
４３  Ｏリング                      ４５  リニアガイド
４７  スライダ                      ４９  ガイド
５１  延長プレート                  ５３、５４、５５  ネジ
５７  ブロック
８１  ロードロック室                ８３、８５  ゲートバルブ
８７  真空ロボットチャンバ          ８９  ボディ
９１  蓋                            ９３  ネジ
９５  Ｏリング                      ９７  ホルダピン
９９  ポート                      １０１  排気管
１０３  フランジ                    １０５  ネジ
１０７  Ｏリング                    １０９  真空センサ用ポート
１１１  真空センサ                  １１３  配管
１１５  フランジ                    １１７  ビス
１１９  Ｏリング                    １２１  ガスフィルタ
１２３  弁板                        １２５  通路
１２７  Ｏリング
２００  電子線露光装置              ２０１  光学鏡筒
２０２  ゲートバルブ                ２０３  電子銃
２０４  照明光学系                  ２１０  ホルダ
２１１  レチクルステージ          ２１２  駆動装置
２１３  レーザ干渉計              ２１４  ドライバ
２１５  制御装置                  ２１６  定盤
２２１  ウェハチャンバ            ２２２  ゲートバルブ
２２４  投影光学系                ２３０  ホルダ
２３１  ウェハステージ            ２３２  駆動装置
２３３  レーザ干渉計              ２３４  ドライバ
２３６  定盤
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004228114.tif 000005
【図４】
2004228114.tif 000006
【図５】
2004228114.tif 000007
【図６】
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【図７】
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