(57)【要約】【課題】  半導体製造装置に使用される露光マスクを管理するためのバーコードを、マスク容器ではなくマスクに直接付して管理することにより、マスクの容器入れ違いによるトラブルを予防して、半導体製造装置の生産性を向上させる。【解決手段】  露光マスク５０を収容する露光マスク収容器２０を、上蓋部２２と、内部に空間を形成するよう上蓋部と結合される下蓋部２１と、上蓋部２２および下蓋部２１とを密閉する密閉手段と、上蓋部２２または下蓋部２２に設けられ、露光マスクを所定の位置に保持する保持手段２３、２４、２７とを備えて構成し、上蓋部または下蓋部の少なくともいずれか一方には、露光マスク５０に付されるバーコード５２を外部から読み取ることが可能な透明部を設けることとする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光マスクを収容する露光マスク収容器であって、
上蓋部と、
内部に空間を形成するよう前記上蓋部と結合される下蓋部と、
前記上蓋部および前記下蓋部を密閉する密閉手段と、
前記上蓋部および前記下蓋部の少なくともいずれか一方に設けられ、前記露光マスクを前記空間内の所定の位置に保持する保持手段と、を備え、
前記上蓋部および前記下蓋部の少なくともいずれか一方は、収容する露光マスクに付されるバーコードを外部から読み取ることが可能な透明部を有することを特徴とする露光マスク収容器。
【請求項２】
前記透明部は、前記上蓋部および前記下蓋部の少なくともいずれか一方に設けられた、前記バーコードを外部から読み取ることが可能な読み取り窓であることを特徴とする請求項１に記載の露光マスク収容器。
【請求項３】
前記上蓋部および前記下蓋部とは、第１の密閉手段により密閉され、
前記読み取り窓は、前記上蓋部および前記下蓋部の少なくともいずれか一方の蓋部に、前記バーコードを外部から読み取り可能に設けられる開口部と、該開口部に設けられる透明部材と、該透明部材と前記蓋部とを密閉する第２の密閉手段と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の露光マスク収容器。
【請求項４】
前記読み取り窓は、少なくとも前記露光マスクの中心から前記バーコードの位置までを半径とする前記露光マスクの領域部分を、読み取り可能な大きさに設けられることを特徴とする請求項２または３に記載の露光マスク収容器。
【請求項５】
前記保持手段は、前記露光マスク面の法線方向を回転軸とする前記露光マスクと前記露光マスク収容器との相対角度を、所定角度に決定するマスク角度決定手段を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の露光マスク収容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光マスクを収容する露光マスク収容器に関し、特に電子ビーム露光装置で使用する露光マスクを真空状態で保持する露光マスク収容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の集積度は微細加工技術により規定されており、微細加工技術には一層の高性能が要求されている。特に露光技術においては、ステッパなどに用いられるフォトリソグラフィの技術的な限界が予想されており、一層の微細化を困難にしている。この限界を打ち破る技術として電子ビーム露光技術が注目されている。
【０００３】
電子ビーム露光は、真空中で行う必要があり、電子ビームを露光マスクの開口パターンを通過させることにより整形する。そのため露光マスクが不可欠である。
【０００４】
電子ビーム露光は、一般にスループットが低いという問題があった。下記特許文献１は、露光パターンと同一の開口パターンを有するステンシルマスクに、感光剤（レジスト）を塗布した試料（ウエハ）を近接して配置し、大きなサイズの電子ビームでマスクを走査することにより短時間で露光を終了する近接露光方式の電子ビーム露光技術を開示している。本発明は、電子ビーム露光装置で使用される露光マスクであれば、露光方式には限定されないが、ここでは近接露光方式の電子ビーム露光技術を例として以下説明を行う。
【０００５】
図４は、特許文献１に開示された近接露光方式の電子ビーム露光装置の基本構成を示す図である。図１に示すように、コラム２内には、電子ビーム１１５を発生する電子ビーム源１１４と、整形アパーチャ１１６と、電子ビーム１１５を平行ビームにする照射レンズ１１８とで構成される電子銃ユニット１１２、対となる主偏向器１２２、１２４を含み、電子ビームを光軸に平行走査する走査手段１２１、露光するパターンに対応する開口を有するマスク５０、及び表面にレジスト層１０１が形成された試料（半導体ウエハ）１００が設けられている。
【０００６】
マスク５０は、厚い外縁部分内の中央に開口パターンの形成された薄い膜を有しており、試料１００は表面がマスクに近接するように配置される。この状態で、マスクに垂直に電子ビームを照射すると、マスクの開口を通過した電子ビームが試料１００の表面のレジスト層１０１に照射される。走査手段１２１により電子ビーム１１５を偏向して（図のＡ、Ｂ、Ｃは３箇所に偏向されたビームを示す）、マスク５０上の薄い膜の全面を走査すると、マスク５０の全ての開口パターンが露光されることになる。
【０００７】
なお、走査手段には、電子ビームをわずかに傾斜させるための副偏向器１５１、１５２が設けられており、マスク５０と試料１００の位置合わせと、マスクの歪みと試料の歪みによる露光位置のずれを補正するために使用される。
【０００８】
ここで、露光マスクの開口は非常に微細であり、パーティクルや汚れ（コンタミネーション）などが付着すると電子ビームを遮断して露光欠陥が発生したり、これらパーティクルや汚れに電子ビームが照射されるとマスク５０がチャージアップしたり損傷を生じてしまう。このため、マスク５０は、通常は使用されるまで清浄度の高い真空容器等に収容されている。
【０００９】
【特許文献１】特許第２９５１９４７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のような電子ビーム露光装置では、露光に使用しようとするマスクと、実際に露光装置にセットされるマスクとを一致させる必要があるが、露光マスクの開口は微細であるため肉眼でその種類を視認することはできない。また、個々の露光マスクが使用される露光条件はまちまちであり、適合する露光条件をオペレータがその都度露光装置に設定するのは煩雑である。さらに、露光マスクの使用回数などの履歴を記録しておく必要もある。
【００１１】
そのため従来では、前述した露光マスクを収容する容器などに、その容器に収容される個々の露光マスクの識別コードが記録されたバーコードやトランスポンダを取り付けて、マスク管理を行っていた。
すなわち、容器に付されたバーコード等を読み取ることにより、その中に収容された個々のマスクを識別し、識別コードに対応するマスクに適合する露光条件をデータベースから抽出させて自動的に設定させたり、そのマスクの使用履歴を読み取った識別コードに基づいてデータベースに記録する等の管理を行っていた。
【００１２】
しかし、従来識別子であるバーコード等が取り付けられるのは、識別すべき露光マスクそのものではなくその収容容器であるので、露光マスクの収容容器への入れ間違いにより生じるトラブルの可能性が高かった。
【００１３】
上記事情を鑑みて、本発明では露光マスクを直接管理することにより、マスク入れ間違いによるトラブルを予防して、上記露光装置等の半導体製造装置の生産性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明では、管理用のバーコードを露光マスク自体に付すとともに、露光マスク収容器に、露光マスクに付されたバーコードを外部から読み取ることが可能な透明部を設けることとする。
【００１５】
すなわち、本発明の露光マスク収容器は、上蓋部と、内部に空間を形成するように上蓋部と結合される下蓋部と、上蓋部および下蓋部とを密閉する密閉手段と、上蓋部または下蓋部の少なくともいずれか一方の蓋部に設けられ、露光マスクを空間内の所定の位置に保持する保持手段と、を備え、上蓋部または下蓋部の少なくともいずれか一方は、収容する露光マスクに付されるバーコードを外部から読み取ることが可能な透明部を有することとする。
【００１６】
バーコードを読み取るための透明部は、上蓋部または下蓋部の少なくともいずれか一方を、すべて透明部材とすることにより構成してもよいが、上蓋部または下蓋部の少なくともいずれか一方に、バーコードを外部から読み取ることを可能とする読み取り窓を設けることとしてもよい。
【００１７】
なお、上蓋部または下蓋部の少なくともいずれか一方の蓋部に読み取り窓を設ける際には、露光マスク収容器の密閉性を保つために、読み取り窓をバーコードを外部から読み取り可能に設けられる開口部と、開口部に設けられる透明部材と、透明部材と蓋部とを密閉する密閉手段を備えて構成することが好適である。
【００１８】
また読み取り窓は、露光マスクが、マスク面法線方向を回転軸とする露光マスクと露光マスク収容器との相対角度を変えて収容されてもバーコードを読み取れるように、露光マスクの中心からバーコードの位置までを半径とする露光マスクの領域部分を、少なくとも読み取れる大きさに設けられるのが好適である。
【００１９】
または、露光マスクと露光マスク収容器との相対角度が常時所定の角度で収容されるように、前記相対角度を所定角度に決定するマスク角度決定手段を収容器に設けることが好適である。
【発明の効果】
【００２０】
上述のように、露光マスク収容器に露光マスクに付されたバーコードを外部から読み取ることが可能な透明部を設けることにより、露光マスクに直接バーコードを付して直接管理することが可能となり、マスク入れ間違いによるトラブルを予防して、露光マスクを取り扱う半導体製造装置の生産性を向上することが可能となる。
【００２１】
また、前記透明部を、バーコードを外部から読み取ることを可能とする読み取り窓として構成することにより、露光マスク収容器の強度を高めることが可能となる。
【００２２】
また読み取り窓の大きさを、露光マスクの中心からバーコードの位置までを半径とする露光マスクの領域部分を、読み取り可能な大きさとすることにより、露光マスクが、露光マスクと露光マスク収容器との前記相対角度を変えて収容されても、バーコードを確実に読み取ることが可能となる。
【００２３】
さらに、露光マスクと露光マスク収容器との前記相対角度を、所定角度に決定するマスク角度決定手段を設けることにより、読み取り窓をバーコードの大きさにまで小さく設けることが可能となり、露光マスク収容器の強度をさらに高めることが可能となる。あわせて常時決まった角度で露光マスクが収容されるので、マスク取り出し時の作業性を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明に係る露光マスク収容器について説明を行う。なお、本発明は真空中で使用される露光マスクであればどのようなものにも適用可能であるが、特に近接露光方式の電子ビーム近接露光装置用マスクを収容するのに適している。
【００２５】
図１は、本発明の第１実施例に係る露光マスク収容器（マスクカセット）の構成図であり、図１（Ａ）はその側断面であり、図１（Ｂ）は、その下面図である。
【００２６】
図示するように、マスクカセット２０は、図６について上述した従来のマスクカセットと同様に、上蓋２２と、上蓋２２との間に内部空間２６を形成するように上蓋と結合される下蓋２１と、上蓋２２と下蓋２１により形成される内部空間２６を密閉するシール部材であるＯリング２５と、露光マスク５０を上下から３点支持するために上蓋２２及び下蓋２１に設けられた、それぞれの支持部材２３、２４とを有している。図１では便宜上３つの支持部材２３、２４のうち１つを省略している。
【００２７】
ここで、露光マスク５０は下面に２次元バーコード５２を付されている。これに対応して、マスクカセット２０には、２次元バーコード５２をマスクカセット２０の外部から読み取ることを可能とする読み取り窓３０を下蓋２１に備えている。
【００２８】
２次元バーコード５２は、例えば、露光マスク５０を他の露光マスクと識別するために、各露光マスク固有の識別コードが記録されている。その他にも２次元バーコードには、必要に応じて、製造メーカ、使用メーカ、使用製品名、使用年月日、使用する露光条件、及び使用可能回数等の種々の情報を記録することとしてよい。
【００２９】
また、この２次元バーコード５２は、好適には露光マスク５０の製造プロセス中にエッジング等の手段により刻印されるか、製造プロセス後にレーザマーカ等の手段により刻印されて設けられる。
なお、本明細書では２次元バーコード５２を例示して説明しているが、本発明は、その他の１次元バーコード等、光学的に読み取り可能な識別子であれば、いかなる識別子が付された露光マスク５０であっても適用可能である。
【００３０】
さらに、本実施例では、下面に２次元バーコード５２を付された露光マスク５０に対応して読み取り窓３０を下蓋２１に設けたが、２次元バーコード５２が露光マスク５０の上面に付されて供給される場合には上蓋２２に設ける。また２次元バーコード５２が露光マスク５０のどちらの面に付されても対応できるように、読み取り窓３０を下蓋２１、上蓋２２の両方に設けることとしてもよい。
【００３１】
また、マスクカセット２０は、読み取り窓３０が露光マスク５０に付された２次元バーコード５２を常に読み取ることができるように、マスクカセット２０内における露光マスク５０の、マスク面（水平面）上の収容位置を所定位置に決定するための位置決定部材２７を有している。
【００３２】
この位置決定部材２７によって、露光マスク５０の収容位置を一定位置に定めることが可能となるが、露光マスク５０は、マスク面法線方向を回転軸とする様々な相対角度でマスクカセット２０に収容されることが考えられる。
したがって、読み取り窓３０は、このように相対角度を変えて収容された場合にも、常にバーコード５２を読み取れるように、露光マスク５０の中心からバーコード５２の位置までを半径とする露光マスクの円形領域部分を、少なくとも読み取れる位置、大きさに設けられる。すなわち、この領域をマスク面鉛直線方向に下蓋部２１又は上蓋部２２に投影した領域を含むように設けることが好適である。
【００３３】
また、図示する通り、２次元バーコード５２は、露光マスク５０上の転写パターンが設けられるマスク転写領域５１の近傍に設けられるのが好適である。これは、マスク転写領域５１付近は、マスク搬送装置であるロボットアームが露光マスク５０を保持する際にこの領域を避けて露光マスク５０と接触するために、２次元バーコード５２をこの領域に設けると、２次元バーコード５２が覆い隠されたり、汚されたりすることを防ぐことができるという理由による。したがって、読み取り窓３０は、露光マスク５０上の転写パターンが設けられるマスク転写領域５１の近傍領域を光学的に読み取ることができるように、この領域をマスク面鉛直線方向に下蓋部２１又は上蓋部２２に投影した領域を含むように設けることが好適である。
【００３４】
読み取り窓３０は、下蓋２１に設けられる開口部３１と、開口部３１に設けられたガラス等の材料で作られる透明部材３２と、透明部材３２が下蓋２１から脱落しないように支持するために下蓋２１に取り付けられる支持部材３５と、透明部材３２と下蓋２１とを密閉するＯリング３４と、透明部材３２と支持部材３５とを密閉するＯリング３３と、を備える。
支持部材３５には、バーコードを外部から読み取ることができるように下蓋２１の開口部３１と同様に開口部が設けられている。
【００３５】
上記のように読み取り窓３０を構成することによって、露光マスク５０の下面に付されたバーコード５２を、外部から透明部材３２を通して視覚的に読み取ることが可能となる。またマスクカセット２０の気密性を維持することが可能となる。
【００３６】
次に、マスクカセット２０に収容された露光マスク５０のバーコード５２読取りについて説明する。
図２は、本発明の実施例のマスクカセット２０に収容される露光マスクが使用される近接露光方式の電子ビーム露光装置の構成を示す図である。なお、実際の露光装置にはウエハ搬送機構が設けられるが、簡単のため図２では省略することとする。
【００３７】
図２において、実線の矢印は露光マスクの搬送経路を示す。参照番号１は真空チャンバであり、図５に示したような電子ビーム光学系が設けられている。真空チャンバ１の内部は高真空状態に維持され、露光するウエハを移動する移動機構が設けられている。ステージに保持されたウエハは電子光学コラム２の露光マスクの直下に移動され、大きな電子ビームで露光マスクを操作すると、露光マスクの開口部分を通過した電子ビームがウエハに照射され、マスクと同じパターンが露光される。
【００３８】
露光マスク５０は、マスクカセット２０に収容され、マスクストッカー９で示す部分にセットされる。マスクカセット２０は、内部が真空状態で且つ高いクラスの清浄度に維持されており、カセット搬送機構８により露光マスク入出力機構３に搬送される。
露光マスク５０は、露光マスク入出力機構３によってマスクカセット２０から出力され、露光マスク入出力機構３内部の真空チャンバ内に搬入される。搬入された露光マスク５０は、マスク搬送機構５によりマスクアライナ６で位置及び回転位置を調整した後、ゲート７を開けて電子光学コラム２の下部に搬送され、静電チャックによって固定される。そして使用が終了した露光マスク５０は、逆の経路でマスクカセット２０に戻される。
【００３９】
なお、マスクカセット内及びマスク搬送機構５内は真空状態であるが、ここでは電子光学コラム２の部分を高真空状態及び高清浄度状態に維持するとともに、装置の安全のために、ゲート４と７を設けている。以上のようにマスクがセットされた状態で、ウエハがステージ上に搬送されてウエハの露光が開始される。
【００４０】
露光マスク５０のバーコード５２は、図２に示す露光マスク５０の搬送経路のいずれの場所でも、露光マスク５０が通過する経路の下方にＣＣＤカメラ等の撮像手段を設けて撮像することによって読み取ることができる。しかし搬送速度を高めるためには、搬送開始前のマスクストッカー９にセットされたときに、予め読み取っておくことが好適である。
【００４１】
図３は、マスクストッカー９の概略構成図である。マスクストッカー９は、筐体６０と、筐体６１内を上下移動可能なロッカー６１と、ロッカー６１内にマスクカセット２０を載置する複数の棚部６２と、ロッカー６１を昇降させて搬出されるマスクカセット２０を選択しカセット搬送機構８による搬出位置に位置付けるための、ロッカー昇降機構６３とを備えている。
【００４２】
ロッカー６１の各棚部６２には、露光マスク５０の下面に付された２次元バーコード５２を、マスクカセット２０の下蓋２１に設けられた読み取り窓３０を通して光学的に読み取るために、読み取り窓３０の下方に開口部６４と、撮像手段であるＣＣＤカメラ６５と、ＣＣＤカメラ６５を支持して棚部６２に固定するための支持手段６６とが設けられている。
【００４３】
ＣＣＤカメラ６５は、開口部６４と読み取り窓３０を通して、露光マスク５０の下面に付された２次元バーコード５２を撮像して、その撮像信号を信号処理手段（図示せず）に出力する。この信号処理手段によって２次元バーコード５２の撮像信号が識別コード等のディジタル情報に変換される。
電子ビーム露光装置は、この識別コードに基づいてマスクストッカー９にセットされた各マスクを識別する。さらにこの識別コードを用いて、各マスクに関する各種データ（露光条件、製品等、使用可能回数、使用回数等）を、利用可能なマスク情報データベースから抽出する。
【００４４】
なお、上記の例では、ロッカー６１の各棚部６２を、バーコード５２を光学的に読み取るための開口部６４を読み取り窓３０の下方に設ける構成を例示したが、各棚部６２の構成は、ＣＣＤカメラ６５が読み取り窓３０を通してバーコード５２を光学的に読み取ることのできるものであれば、どのような構成でもよい。
【００４５】
図４は、本発明の第２実施例に係る露光マスク収容器（マスクカセット）の構成図であり、図４（Ａ）はその側断面であり、図４（Ｂ）は、その下面図である。
図４に示すマスクカセット２０は、露光マスク５０がマスクカセット２０に収容される際に、マスク面法線方向を回転軸とする様々な相対角度で収容されることを防止するためのマスク角度決定手段である突起部２８を下蓋２１に備えている。
突起部２８は、露光マスク５０の外周平坦部５３に掛かかることにより、露光マスク５０とマスクカセット２０との相対角度が、所定角度となるように露光マスク５０を掛止する。下蓋２１にはまた、マスクカセット２０内のマスク面上所定位置に、露光マスク５０を位置付ける位置決定部材２７が設けられている。
【００４６】
したがって、バーコード５２の露光マスク５０上における位置が既知であれば、突起部２８と位置決定部材２７によって、マスクカセット２０に収容された露光マスク５０上に付されたバーコード５２がマスクカセット２０内のどこの位置にあるかを正確に定めることができる。
これにより、図４に示すように読み取り窓３０をバーコード５２のマスクカセット２０内位置に適合させて設けることが可能となり、読み取り窓３０を、バーコード５２程度の大きさにまで小さく設けることが可能となり、マスクカセット２０の強度をさらに高めることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明を利用すれば、露光マスク収容器に収容された露光マスクに付されたバーコード等の識別子を直接読み取って、露光マスクを直接管理することが可能となり、マスク入れ間違いによるトラブルを予防して、上記露光装置等の半導体製造装置の生産性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施例に係るマスクカセットの構成図である。
【図２】電子ビーム露光装置のマスク搬送を説明する図である。
【図３】マスクストッカーの構成図である。
【図４】本発明の第２実施例に係るマスクカセットの構成図である。
【図５】電子ビーム近接露光装置の基本構成図である。
【図６】従来のマスクカセットの構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
２０…マスクカセット
２１…下蓋
２２…上蓋
２３、２４…支持部材
２５、３３、３４…Ｏリング
２７…位置決定部材
３０…読み取り窓部
３１…開口部
３２…透明部材
３５…支持部材
５０…マスク
５２…２次元バーコード
【図１】
2005086092.tif 000003
【図２】
2005086092.tif 000004
【図３】
2005086092.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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