(57)【要約】【課題】被処理材料交換室内において、弁体によって仕切られる上部室と下部室との気密性を確実なものとする。【解決手段】内壁２ａに段部２ｃが形成され、内壁２ａにおける段部２ｃの上方に被処理材料の搬送口１７と、段部２ｃの下方に処理室との搬送路５とが形成された交換室本体１ｃと、交換室本体１ｃ内において被処理材料を保持して昇降し、上死点において周囲部６ａが交換室本体１ｃの段部２ｃと当接し、これにより交換室本体１ｃの内部２ｃを上部室１ａと下部室１ｂとに仕切る弁体６とを有する被処理材料交換室１において、弁体６が上昇して上死点に達したときに弁体６の周囲部６ａの外面を介して当該周囲部６ａを前記段部２ｃの方向に押圧する押圧機構を設ける。【選択図】  図２
2004266116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁に段部が形成され、当該内壁における段部の上方に被処理材料の搬送口と、当該段部の下方に処理室との搬送路とが形成された交換室本体と、交換室本体内において被処理材料を保持して昇降し、上死点において周囲部が交換室本体の段部と当接し、これにより交換室本体の内部を上部室と下部室とに仕切る弁体とを有する被処理材料交換室において、弁体が上昇して上死点に達したときに弁体の周囲部の外面を介して当該周囲部を前記段部の方向に押圧する押圧機構を設けたことを特徴とする被処理材料交換室。
【請求項２】
前記押圧機構は、弁体の周囲部の下面に設けられたカムフォロアと、カムフォロアに係合して当該カムフォロアを押し上げるための楔状カムと、楔状カムを移動駆動するための駆動手段とからなることを特徴とする請求項１記載の被処理材料交換室。
【請求項３】
前記押圧機構は、弁体の周囲部の側面に設けられたカムフォロアと、カムフォロアに係合して当該カムフォロアを押し上げるための楔状カムと、楔状カムを移動駆動するための駆動手段とからなることを特徴とする請求項１記載の被処理材料交換室。
【請求項４】
被処理材料に所定の処理を施すための処理室を備えるとともに、内壁に段部が形成され、当該内壁における段部の上方に被処理材料の搬送口と、当該段部の下方に処理室との搬送路とが形成された交換室本体と、交換室本体内において被処理材料を保持して昇降し、上死点において周囲部が交換室本体の段部と当接し、これにより交換室本体の内部を上部室と下部室とに仕切る弁体とを有する被処理材料交換室を備えた処理装置において、前記弁体が上昇して上死点に達したときに当該弁体の周囲部の外面を介して当該周囲部を前記段部の方向に押圧する押圧機構を設けたことを特徴とする被処理材料交換室を備えた処理装置。
【請求項５】
前記押圧機構は、弁体の周囲部の下面に設けられたカムフォロアと、カムフォロアに係合して当該カムフォロアを押し上げるための楔状カムと、楔状カムを移動駆動するための駆動手段とからなることを特徴とする請求項４記載の被処理材料交換室を備えた処理装置。
【請求項６】
前記押圧機構は、弁体の周囲部の側面に設けられたカムフォロアと、カムフォロアに係合して当該カムフォロアを押し上げるための楔状カムと、楔状カムを移動駆動するための駆動手段とからなることを特徴とする請求項４記載の被処理材料交換室を備えた処理装置。
【請求項７】
内壁に段部が形成され、当該内壁における段部の上方に被処理材料の搬送口と、当該段部の下方に処理室との搬送路とが形成された交換室本体と、交換室本体内において被処理材料を保持して昇降し、上死点において周囲部が交換室本体の段部と当接し、これにより交換室本体の内部を上部室と下部室とに仕切る弁体とを有する被処理材料交換室における仕切方法であって、弁体が上昇して上死点に達したときに弁体の周囲部の外面を介して当該周囲部を押圧機構により前記段部の方向に押圧することを特徴とする被処理材料交換室における仕切方法。
【請求項８】
前記押圧機構は、弁体の周囲部の下面に設けられた複数のカムフォロアと、カムフォロアに係合して当該カムフォロアを押し上げるための複数の楔状カムと、楔状カムを移動駆動するための駆動手段とからなることを特徴とする請求項７記載の被処理材料交換室における仕切方法。
【請求項９】
前記押圧機構は、弁体の周囲部の側面に設けられた複数のカムフォロアと、カムフォロアに係合して当該カムフォロアを押し上げるための複数の楔状カムと、楔状カムを移動駆動するための駆動手段とからなることを特徴とする請求項７記載の被処理材料交換室における仕切方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、真空雰囲気とされる処理室内に搬送された被描画材料（被処理材料）に照射される電子ビームを偏向して所望のパターンの描画を行うようにした電子ビーム描画装置や、描画したレチクル等（被処理材料）を処理室内に搬送し、電子ビームを用いて高精度で測定・検査する検査装置等の処理装置に設置される被処理材料交換室及び被処理材料交換室を備えた処理装置並びに被処理材料交換室における仕切方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビーム描画装置では、所定の真空雰囲気とされる処理室内に被描画材料（被処理材料）を搬送し、処理室内の所定の位置に被描画材料を正確に位置決めして配置し、その後、描画パターンデータに基いて所望パターンの描画を電子ビームの偏向によって行う。また、電子ビームを用いた検査装置では、所定の真空雰囲気とされる処理室内に被検査材料（被処理材料）を搬送し、処理室内の所定の位置に被検査材料を正確に位置決めして配置し、その後、被検査材料の所望領域で電子ビームの２次元走査を行い、２次電子像を観察したり、２次電子信号に基いてパターンの線幅等の測長を行っている。
【０００３】
このような電子ビーム描画装置や電子ビームを用いた検査装置では、被処理材料を処理室内に搬送するに際し、処理室内を常に清浄に保つため、被処理材料を大気中から直接処理室内に導入せず、処理室にアイソレーションバルブによって隔てられた交換室を設け、被処理材料を一旦交換室内に導入し、交換室内を所定の真空度にまで排気した後、アイソレーションバルブを開き、被処理材料を交換室から描画処理もしくは検査処理を行う処理室内に導入するようにしている。
【０００４】
以下、電子ビーム描画装置の場合を例にとると、処理室は所定の真空度に排気されており、処理室と交換室との間には被処理材料の搬送のための搬送路（開口通路）が形成されており、この搬送路にはアイソレーションバルブが設けられている。そして、被処理材料を交換室から処理室に搬送する際、及び描画処理が終了した被処理材料を処理室から交換室に搬送する際には、搬送路に設けられたアイソレーションバルブが開けられることとなり、またそれ以外の時にはアイソレーションバルブは閉じられている。
【０００５】
このような構成からなる電子ビーム描画装置において、アイソレーションバルブを介して処理室に接続される交換室の構造の一例が特開２０００−１８３１２７号公報（特許文献１）に記載されている。
【０００６】
当該特許文献１において、交換室の内部には支柱の先端に配置された弁体が設けられ、この弁体は交換室の内部を上部室と下部室の２つの室に仕切るためのものとされている。交換室の内部（内壁）には段部が形成されており、交換室内が所定の真空度に真空引きされている状態で、支柱の上昇動作により弁体が上昇してその周囲部が交換室内の段部に当接し、これにより弁体が上死点に達すると交換室内は上部室と下部室とに仕切られる。このとき、交換室の上部室及び下部室ともに所定の真空状態が保持されている。
【０００７】
その後、交換室における弁体によって仕切られた上部室を大気圧に復帰させ、この状態で交換室のカセット挿入口が開けられ、カセット挿入口を介して被処理材料が収容されたカセットが交換室の上部室内に搬送され、また上部室内のカセットが搬出される。
【０００８】
この作業の後、カセット挿入口が閉じられて交換室の上部室内部が真空引きされ、上部室内部が所定の真空度に達した後、支柱の下降動作により弁体を下降させる。このとき、弁体の下降にともなってカセットも下降することとなる。弁体の下降が終了して下死点に到達すると、カセットの処理室（描画室）への搬送が可能となる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１８３１２７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、弁体が上昇して交換室内部を上部室と下部室とに仕切った後、カセットの搬入・搬出のために上部室内を大気圧に復帰したときに、大気圧状態の上部室と真空状態の下部室との間に相当の圧力差が生じており、弁体にこの圧力差による外力が加わることとなる。そして、上述の従来技術の例においては、交換室の内部を仕切るための弁体は支柱の先端によって支持されているのみであるため、弁体の周囲部が交換室内の段部と一旦当接していても、その後の上部室の大気圧復帰に起因する上部室と下部室との間の圧力差による外力によって、当該当接部におけるシール状態の保持が不完全となり、上部室から当接部を介して下部室に気体がリークすることがある。
【００１１】
交換室内の上部室と下部室との間でこのような気体のリークが発生すると、下部室内に不要な気体が混入することとなり、下部室に接続された処理室の内部にも気体が不要に混入してしまい、処理室内における描画処理に支障をきたす原因となる。
【００１２】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、交換室内の弁体を上昇させて交換室内部を上部室と下部室とに仕切る際に、弁体の周囲部と交換室内の段部との当接状態を確実なものとし、当該当接部におけるシール状態を確実に保持する被処理材料交換室及び被処理材料交換室を備えた処理装置並びに被処理材料交換室における仕切方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決する手段】
本発明に基づく被処理材料交換室は、内壁に段部が形成され、当該内壁における段部の上方に被処理材料の搬送口と、当該段部の下方に処理室との搬送路とが形成された交換室本体と、交換室本体内において被処理材料を保持して昇降し、上死点において周囲部が交換室本体の段部と当接し、これにより交換室本体の内部を上部室と下部室とに仕切る弁体とを有する被処理材料交換室であって、弁体が上昇して上死点に達したときに弁体の周囲部の外面を介して当該周囲部を前記段部の方向に押圧する押圧機構を設けたことを特徴とする。
また、本発明に基づく被処理材料交換室を備えた処理装置は、被処理材料に所定の処理を施すための処理室を備えるとともに、内壁に段部が形成され、当該内壁における段部の上方に被処理材料の搬送口と、当該段部の下方に処理室との搬送路とが形成された交換室本体と、交換室本体内において被処理材料を保持して昇降し、上死点において周囲部が交換室本体の段部と当接し、これにより交換室本体の内部を上部室と下部室とに仕切る弁体とを有する被処理材料交換室を備えた処理装置であって、前記弁体が上昇して上死点に達したときに当該弁体の周囲部の外面を介して当該周囲部を前記段部の方向に押圧する押圧機構を設けたことを特徴とする。
さらに、本発明に基づく被処理材料交換室における仕切方法は、内壁に段部が形成され、当該内壁における段部の上方に被処理材料の搬送口と、当該段部の下方に処理室との搬送路とが形成された交換室本体と、交換室本体内において被処理材料を保持して昇降し、上死点において周囲部が交換室本体の段部と当接し、これにより交換室本体の内部を上部室と下部室とに仕切る弁体とを有する被処理材料交換室における仕切方法であって、弁体が上昇して上死点に達したときに弁体の周囲部の外面を介して当該周囲部を押圧機構により前記段部の方向に押圧することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明における被処理材料交換室（以下、交換室という）の構成を示す断面図である。この交換室１は、側壁部２とこの側壁部２を間に挟んで対向配置された上蓋部３及び下蓋部４とから構成される交換室本体１ｃを有する。側壁部２には、被処理材料の描画処理が行われる処理室（図示せず）の内部に通じる搬送路（開口通路）５が形成されている。
【００１６】
交換室１の内部には方形状の弁体６が配置されており、弁体６の周囲部６ａはその上死点において、図１に示すように、交換室１を構成する側壁部２の内壁２ａに形成された段部２ｃと当接されるようになっている。そして、弁体６が交換室１内において上死点に位置した状態において、交換室１の内部は弁体６によって上部室１ａと下部室１ｂとに仕切られる。ここで、弁体６の周囲部６ａにはＯリングからなるシール部材７が設けられており、このシール部材７が弁体６の周囲部６ａと側壁部２の段部２ｃとの間に介在することにより上部室１ａと下部室１ｂとの間の気密性（シール状態）を保持している。なお、この構成により、上述の搬送路５は段部２ｃの下方に位置されている。
【００１７】
弁体６の中央部は、下蓋部４を貫通して配置された支柱８の上端部により支持されており、この支柱８の昇降動作によって上昇もしくは下降される。支柱８の下端部は移動ベース９の中央部に固定され、また移動ベース９の一側部にはエアシリンダ１０のシリンダ本体１０ａが取付けられている。そして、エアシリンダ１０のシャフト１０ｂの先端部は交換室１を構成する下蓋部４の下面に固定されている。
【００１８】
また、移動ベース９の他側部にはガイドバー１１ｂを有するガイド１１のガイド本体１１ａが取付けられている。ガイドバー１１ｂは移動ベース９を貫通しており、その先端部は下蓋部４の下面に固定されている。
【００１９】
よって、シリンダ１０が駆動されると、シリンダ１０のシリンダ本体１０ａが下蓋部４に固定されたシャフト１０ｂに対して相対移動することとなり、これにより移動ベース９が昇降動作する。このとき、移動ベース９にはガイド１１のガイド本体１１ａが取付けられており、ガイド１１のガイドバー１１ｂの先端部は下蓋部４の下面に固定されているので、移動ベース９は、交換室１を構成する下蓋部４に対してガイドバー１１ｂにガイドされながら昇降する。
【００２０】
移動ベース９の中央部には支柱８が配置されているので、移動ベースの昇降動作にともなって支柱８も昇降し、これにより支柱８の上端部に配置された弁体９も同時に昇降する。支柱８の周囲には伸縮自在のべローズ１２が設置され、このべローズ１２の上端部は下蓋部４の下面に固定され、またべローズ１２の下端部は移動ベース９の上面に固定されている。弁体６を支持する支柱８の昇降動作にともなってべローズ１２は伸縮することとなり、これにより支柱８の昇降移動領域内の気密性を保持している。
【００２１】
ガイド１１のガイドバー１１ｂにおける移動ベース９の上方には、一対のストッパー１３ａ，１３ｂが取付けられている。ここで、一方のストッパー１３ａは移動ベース９の上面に固定されており、また他方のストッパー１３ｂは下蓋部４の下面に固定されている。そして、図１の状態では、上述のごとく弁体６が上死点に位置しており、このときこの一対のストッパー１３ａ，１３ｂが互いに当接して弁体６の上昇が制限されている。なお、このように弁体９が上死点に到達して一対のストッパー１３ａ，１３ｂが互いに当接した後、ラッチ１４がストッパー１３ａ，１３ｂの双方に係合し、弁体６が不要に下降することを防止している。
【００２２】
弁体６の上面には、レチクルやウエハ等の被処理材料が収容されたカセット１５を所定個数収納するためのマガジン１６が配置されている。この例におけるマガジン１６は、上下２段の収納部１６ａを有し、これら収納部１６ａにそれぞれカセット１５が収納可能とされている。これにより、弁体６はマガジン１６及びカセット１５を介して被処理材料を保持する構成とされている。
【００２３】
交換室１を構成する側壁部２には、交換室１外とのカセットの搬出入を可能とするための搬送口１７が段部２ｃの上方に形成されており、この搬送口１７は開閉バルブ１８により開閉可能とされている。
【００２４】
なお、１９は、カセット１５を保持して交換室１から搬送口１７を介して搬出入するための第１のアームである。また、２０は、弁体６が下死点に位置するときに、カセット１５の交換室１と処理室との間の搬送路５を介した搬出入を行うための第２のアーム（図示せず）が収容されているアーム収容部である。
【００２５】
次に、図２を参照して本発明の主要部を説明する。
図２は、本発明の主要部を示す断面図である。同図において、              弁体６は図１と同様に、支柱８の上昇動作により交換室１の内部において上死点に位置しており、その周囲部６ａはシール部材７を介して交換室１の段部２ｃに当接されている。
【００２６】
弁体６の周囲部６ａの外面における下面６ｂには、ローラ型のカムフロア１０１が設けられている。このカムフロア１０１は、弁体６の当該下面６ａに固定された支持ブロック１０１ａと、この支持ブロック１０１ａに回転可能に支持された円形のローラ１０１ｂとを備える。
【００２７】
また、交換室１の内部においてカムフロア１０１のローラ１０１ｂに係合して、このカムフォロア１０１を押し上げるための楔状カム１０２が設けられている。この楔状カム１０２は、長尺状とされており、その先端部の上面には傾斜部１０２ａが形成されている。また楔状カム１０２は、カムフロア１０１のローラ１０１ｂへの係合が解除されているときには、交換室の側壁部２に形成された駆動伝達用開口部２ｄの内部に位置している。
さらに、楔状カム１０２の基端部はアクチュエータからなる駆動手段１０３に取付けられ、この駆動手段１０３による駆動制御により楔状カム１０２は図２紙面の左右方向に移動駆動される。駆動手段１０３は、交換室１の側壁部２の外側面２ｅに、上記駆動伝達用開口部２ｄを覆うように配置された取付けブロック１０４を介して取付けられている。ここで、図中の１０５及び１０６は、それぞれ交換室１内部の気密状態を維持するためのＯリング等からなるシール部材である。
【００２８】
これらカムフォロア１０１、楔状カム１０２、及び駆動手段１０３によって、弁体６の周囲部６ａを、当該周囲部６ａの外面（この例では下面）を介して交換室１の段部２ｃの方向に押圧する押圧機構が構成される。なお、当該押圧機構は、方形状の弁体６の４つの角部に対応して設けられている。
ここで、楔状カム１０２の移動制御についてより詳細に説明すると、駆動手段１０３の駆動制御により、楔状カム１０２の先端部がカムフロア１０１のローラ１０１ｂが位置する方向へ移動し、まずその傾斜部１０２ａがローラ１０１ｂと接触する。そして、楔状カム１０２がさらに同方向へ移動するにつれて、ローラ１０１ｂが楔状カム１０２の傾斜部１０２ａに沿って登っていき、上昇することとなる。さらに楔状カム１０２の同方向への移動が進むと、ローラ１０１ｂが楔状カム１０２の傾斜部１０２ａを登りきって、当該傾斜部１０２の終点から楔状カム１０２の上面に形成された平坦部１０２ｂに当接されて係合される。その状態を同図（図２）における２点鎖線で示す。
【００２９】
この状態では、楔状カム１０２の移動駆動により、当該楔状カム１０２に係合されたカムフロア１０１（ローラ１０１ｂ）は押し上げられることとなる。よって、弁体６における周囲部６ａの下面６ｂは、カムフロア１０１を介して楔状カム１０２の移動駆動によって押圧され、この結果、弁体６の周囲部６ａはその下面６ｂを介して交換室１の段部２ｃの方向に押圧される。
【００３０】
従って、弁体６の上死点において、その周囲部６ａが交換室１の段部２ｃの方向に確実に押圧されることとなり、当該周囲部６ａとシール部材７との間、及びこのシール部材７と当該段部２ｃとの間の密着性が向上し、交換室１内において弁体６に仕切られてその上方に形成された上部室１ａの気密状態が確実に保持されることとなる。
【００３１】
以下、図３を参照して、本発明の変形例を説明する。
【００３２】
図３は、本発明の変形例の主要部を示す断面図であり、図２と同様に、弁体６は支柱８の上昇動作により交換室１の内部において上死点に位置しており、その周囲部６ａはシール部材７を介して交換室１の段部２ｃに当接されている。この変形例において、上述の例（図２参照）と異なる点は、弁体６に固定されるカムフロア２０１が弁体６の周囲部６ａの外面における側面６ｃに設けられ、また、それにともなって楔状カム２０２の移動駆動の方向が異なる点である。
【００３３】
すなわち、カムフォロア２０１は、弁体６の当該側面６ｃに固定された支持ブロック２０１ａと、この支持ブロック２０１ａに回転可能に支持された円形のローラ２０１ｂとを備える。そして、カムフォロア２０１のローラ２０１ｂを係合するための楔状カム２０２は、図３紙面の垂直方向に移動駆動され、これによりその先端部がカムフロア２０１のローラ２０１ｂが位置する方向へ移動される。これによる楔状カム２０２のカムフォロア２０１（ローラ２０１ｂ）への係合するための動作は、上述の例と同じである。
【００３４】
ここで、楔状カム２０２の駆動手段について図４を参照して説明する。
【００３５】
図４は、当該変形例における駆動手段を示すものであり、図３におけるＡ−Ａ断面図の要部である。同図において、２０３はアクチュエータを備えた駆動手段であり、この駆動手段２０３は、アクチュエータ本体２０３ａと、アクチュエータの移動ロッド２０３ｂと、リンク部材２０３ｃとを有する。アクチュエータの移動ロッド２０３ｂの先端部はリンク部材２０３ｃの一端部に遊動自在に接続され、また、リンク部材２０３ｃの他端部は楔状カム２０２の基端部に遊動自在に接続されている。
【００３６】
この構成によれば、駆動手段２０３の移動ロッド２０３ｂがアクチュエータ本体２０３ａから押し出されると、移動ロッド２０３ｂは図４紙面の左方向に移動することとなり、その先端部に接続されたリンク部材２０３ｃを介して駆動力が楔状カム２０２の基端部に伝達され、楔状カム２０２の先端部は同図紙面の下方に移動する。これによって、楔状カム２０２の先端部はカムフォロア２０１のローラ２０１ｂと接触して係合される。
【００３７】
また、駆動手段２０３の移動ロッド２０３ｂがアクチュエータ本体２０３ａに引き込まれると、移動ロッド２０３ｂは同図紙面の右方向に移動することとなり、その先端部に接続されたリンク部材２０３ｃを介して駆動力が楔状カム２０２の基端部に伝達され、楔状カム２０２の先端部は同図紙面の上方に移動する。このときは、楔状カム２０２の先端部はカムフォロア２０１のローラ２０１ｂとの係合が解除される。
【００３８】
なお、図４中の上方に位置する別のカムフォロア（図示せず）の係合動作も同様に、駆動手段２０３によりリンク部材３０２を介して楔状カム３０１に駆動力が伝達されることによって行われる。
【００３９】
上述の各実施の形態によれば、弁体が上昇して上死点にてその周囲部が交換室の段部にシール部材を介して当接し、交換室内部が上部室と下部室とに仕切られた後、上部室を大気圧に復帰する際に、押圧機構により、弁体の周囲部が当該周囲部の外面（下面又は側面）を介して交換室の段部の方向に押圧されることとなる。よって、弁体の周囲部がシール部材を介して交換室の段部に確実に密着することとなり、弁体によって仕切られた上部室の気密性が確実に保持される。
【００４０】
従って、交換室内の上部室と下部室との間で気体のリークが発生することがなく、上部室内の気体が不要に下部室内に混入することがなく、処理室における被処理処理材料への所定の処理に支障をきたすことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における被処理材料交換室の構成を示す断面図である。
【図２】本発明における被処理材料交換室の主要部を示す断面図である。
【図３】本発明における被処理材料交換室の変形例の主要部を示す断面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ断面図の要部を示す図である。
【符号の説明】
１…交換室（被処理材料交換室），  １ａ…上部室，  １ｂ…下部室，
１ｃ交換室本体，  ２…側壁部，  ２ａ…内壁，  ２ｃ…段部，  ３…上蓋部，
４…下蓋部，  ５…搬送路，  ６…弁体，  ６ａ…周囲部，  ６ｂ…下面，
６ｃ…側面，  １０１…カムフォロア，  １０２…楔状カム，  １０３駆動手段
【図１】
2004266116.tif 000003
【図２】
2004266116.tif 000004
【図３】
2004266116.tif 000005
【図４】
2004266116.tif 000006