CN1114341C - 磁屏蔽设备 - Google Patents

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Abstract

一种磁屏蔽设备，包含一个磁屏蔽室，一个管状部件，和一个凸缘部分。磁屏蔽室有一个开口来屏蔽外部磁场。管状部件由磁屏蔽材料制成，连接在开口上，从磁屏蔽室伸展出一个第一预定长度。凸缘部分由磁屏蔽材料制成，形成在管状部件的远端部，其宽度为一个第二预定长度。

Description

磁屏蔽设备
本发明涉及磁屏蔽室，特别是，涉及一种具有一个开口部分，通过该开口部位可以装入或取出晶片及其类似物的磁屏蔽室。
通常地，作为在如晶片或掩模等的样品上形成保护层图形的装置，使用的是EB(电子束)曝光单元，它使用电子束在光刻胶上绘制图形。
此种EB曝光单元有一个问题，即，电子束的照射点因外部磁场的影响而变化，导致在所绘的图形中产生不应有的扰动。为了防止这个问题，此种EB曝光单元被安装于一个磁屏蔽室中来操作，这样就屏蔽了外部的磁场。
对于将被EB曝光单元处理的晶片或者掩模，通常将多个晶片或掩模放进一个盒子中，作为一个单元来处理。因此，EB曝光单元包含：一个装载部分，用来从盒子中取出作为处理对象的晶片或者掩模，并且将之提供给处理室；和一个卸载部分，用来将处理过的晶片或掩模装入盒子。并且，还需要一种装置，能够将盒子安装到装载部分并从上卸载下来。
在此种装载部分和卸载部分被安装在磁屏蔽室的情况下，所述盒子通常由操作员通过一个进/出端口人工地进行装载和卸载，所述进/出端口形成在磁屏蔽室上并通常有一个可关闭的门。
当门开启允许操作者进入或离开时，EB曝光单元会受到外部磁场的影响。所以，当要装载/卸载盒子时，EB曝光单元必须暂时停止工作，这会导致产量下降。
图6示出了一个现有的磁屏蔽室。如图6所示，在磁屏蔽室1的边墙有一个维护门3，磁屏蔽材料粘贴在磁屏蔽室的内墙上。一个EB曝光单元(未示出)或类似物被安装在磁屏蔽室1内。
在此种安排下，为防止外部磁场的影响，可以在磁屏蔽室1形成一个开口部分，该开口部分的尺寸使它可以防止外部磁场对EB曝光单元的影响，并且可以通过开口部分将盒子载入/卸载。
在最近的半导体集成电路中，基于对更高的图形细微度和更高的集成度的要求，需要等于或小于0.1μm的严格的图形刻划精度，则EB曝光单元附近的磁场必须被降至尽可能低。
如果形成一个开口部分，它的尺寸允许载入/卸载盒子(例如，其尺寸为180mm×180mm×180mm)，外部磁场就通过开口部分进入磁屏蔽室1对EB曝光单元产生不利影响。因此，EB曝光单元必须离开口足够远。考虑到EB曝光单元所占的面积，结果是磁屏蔽室1所占的面积变得相当大。
为了将漏入的外部磁场的强度降低到不影响EB曝光单元，矩形开口部分的短边的长度必须降低至等于或者小于100mm。但是，在这种尺寸下，最多仅有一个晶片或者掩模可以通过该开口部分，并且存贮在盒子中的晶片或者掩模根本不能载入/卸载。
作为抑制通过开口进入磁屏蔽室1的外部磁场的一种方法，如日本专利公开No.59-197198所示出的，在开口部分的外部使用了一个管状磁屏蔽材料。
为了在不降低开口比率的同时提高磁屏蔽的效果，日本实用新型公开No.3-12497提出了一种技术，其中，在开口部分的外部加入的管状屏蔽材料内，还安装了具有一定深度的立体屏蔽格子，其间隔程度小于深度。
为了通过在开口部分安装用磁屏蔽材料制成的管子来有效的屏蔽外部磁场，随着开口部分的尺寸的加大，管状部件的长度也必须增加。但是，如果管状部件较长，它将会干扰盒子在磁屏蔽室中从载入和卸载部分载入和卸载的可操作性。例如，考虑到在载入和卸载部分放置盒子的可操作性，管状部件的长度最好尽可能的小。
在管状部件内安装屏蔽格子的情况下，将之应用于通风端口是合适的。作为一种应用，例如当需要载入/卸载盒子时，格子的间隔必须扩大。因为此种原因，管状部件的长度必须随开口的尺寸的增加而增加，因此干扰了可操作性。
本发明的目的之一是提供一种磁屏蔽室，它能够抑制外部磁场的进入并且允许载入/卸载盒子。
本发明的另一个目的是提供一种磁屏蔽室，其中提高了载入/卸载盒子的可操作性。
依照本发明，为达到以上发明目的，提出了一种磁屏蔽设备，包含一个有一个开口的磁屏蔽室，其内壁粘贴了磁屏蔽材料，用来屏蔽外部磁场；一个管状部件，用磁屏蔽材料制成，连接在开口，且与所述磁屏蔽室的所述磁屏蔽材料相连，并从磁屏蔽室伸展出一个第一预定长度；和一个凸缘部分，用磁屏蔽材料制成，形成在管状部件的远端部，其宽度为一个第二预定长度。
图1A是本发明的一个优选实施例中的磁屏蔽室的透视图，图1B是图1A中的管状部件放大后的透视图；
图2A是沿图1B中的I-I线的剖面图，图2B是一个剖面图，示出了另一个管状部件；
图3A是图1中的磁屏蔽室的主视图，和图3B是沿图3A中的II-II线的磁屏蔽室的剖面图；
图4是一个曲线图，示出了在磁屏蔽室中，到开口的距离和磁场强度的关系；
图5A是在装配前，管状部件和凸缘部分的透视图，和图5B是在装配后，管状部件和凸缘部分的透视图；和
图6现有的磁屏蔽室的透视图。
以下将参照附图详细描述本发明。
参照图1A，磁屏蔽室101的内壁粘贴了磁屏蔽材料，在它的侧壁形成了矩形开口120。管状部件104用磁屏蔽材料(如坡莫合金)制成，其剖面为矩形，使用铆钉或类似物与开口120连接。如图1B所示，管状部件104的从它的远端伸展出一个预定长度的一个部分向外弯曲，相对于管轴线成直角，从而形成一个凸缘部分105。更具体的说，管状部件105是由管状部件104的远端部的四面中的弯曲部分构成的。在管状部件104的远端部形成了一个开口部分102，与开口120相连。
如图2A所示，凸缘部分105是通过将管状部件104的边缘向外垂直弯曲来形成的。将开口部分102的尺寸，即，管状部件104的剖面的尺寸，管状部件104的长度，和凸缘部分105的长度，分别定义为A×B，C和D，在本实施例中，这些尺寸被如下设定：
开口部分102的尺寸：A＝990mm，B＝250mm
管状部件104的尺寸：剖面尺寸与开口部分102的尺寸相等，C＝100mm
凸缘部分105的尺寸：D＝10mm至20mm
凸缘部分105与管轴线所成的角度：θ＝90°
当开口部分102的尺寸A被设置为以上提到的990mm时，可以水平的放入三个盒子。以下的描述将在假设管状部件104没有厚度的情况下进行。
应注意的是，本发明并不受以上数值的限制。如果至少从管状部件104的远端伸展出一个预定长度的部分向管状部件104的外部弯曲，与管轴线成接近于90°的角度，则这是可以满足本发明的。较好的情况，是凸缘部分105的尺寸d被设置为等于或者大于10mm，并且凸缘部分105相对于管轴线所成的角度θ被设置为90°。
如图2B所示，管状部件104的接近远端的部分可以向外弯曲形成某一特定弧度，因此形成一个弧形的凸缘部分205。并且在图2B中，如果管状部件104的远端部相对于管轴线向管状部件104的外部倾斜，则这是可以满足本发明的。较好的情况是，凸缘部分205的尺寸d为等于或者大于10mm，并且凸缘部分205的边缘的切线与管轴线所成的角度θ为90°。
如图3A所示，开口120形成在磁屏蔽室101的四个侧壁中的其中一个侧壁上。如图3B所示，磁屏蔽材料111紧密无缝的粘贴在磁屏蔽室101的侧壁上，并且形成了从开口120向外伸出的管状部件104。一个用于载入/卸载晶片和掩模的载入/卸载部分106被安装在靠近开口120的地方。盒子通过开口部分102，管状部件104，和开口120被载入磁屏蔽室101，装配在载入/卸载部分106上。
存贮在盒子中的晶片及其类似物被传送臂部分108的臂107传送进EB曝光单元110的柱管109，并且被曝光。其后，曝光后的晶片以相反的顺序被臂107装入盒子中。装了晶片的盒子通过开口120，管状部件104，和开口部分102被卸载出磁屏蔽室101。
如果管状部件104过长，它将对载入/卸载部分106装配盒子造成妨碍。管状部件104的长度推荐为等于或者小于200mm。
以下将说明有/无管状部件104和外部磁场的影响的关系。
图4示出了，在外部磁场的强度为5mG的情况下，到开口部分102的距离与磁屏蔽室101内的磁场强度的关系。开口部分102的尺寸A×B＝990mm×250mm。
如图4所示，在不设置开口120的情况下，磁屏蔽室101内靠近屏蔽墙位置的磁场强度为0.3mG，在离墙500mm的位置，磁场强度为0.25mG，在离墙1,000mm的位置，磁场强度为0.17mG，因此是逐渐变弱的。
与此进行对比，当仅仅形成了开口部分102，即管状部件104，的情况下，靠近开口120的位置的磁场强度几乎达到3mG，而在离开口120为500mm的位置，磁场强度为0.35mG，因此是急剧减弱的。在离开口120很远的位置，磁场是逐渐变弱的。但是，即使在离开口1,000mm的位置，磁场强度仍为0.23mG，较之不设置开口120时，要高出0.06mG。
在第一个例子中，管状部件104的C＝200mm，并且管状部件104有凸缘部分105，凸缘部分105的D＝10mm且θ＝90°，则在开口120内极近处的强度为0.6mG，但是在离开口120为500mm的位置，磁场强度急剧降低到与不设置开口120时该处的磁场强度几乎相同的数值，在离开口120为1,000mm的位置，磁场强度逐渐降低为0.17mG。
与此形成对比，在使用没有凸缘部分105的管状部件104的情况下，为了达到与以上所述相同的屏蔽效果，管状部件104的长度必须等于或者大于600mm，这就显示出本发明可有效的缩短管状部件的长度。
在第二个例子中，管状部件104的C＝100mm，并且管状部件104有凸缘部分105，凸缘部分105的D＝10mm且θ＝90°，则在开口120内极近处的强度为1.4mG，但是在离开口120为500mm的位置，磁场强度急剧降低到与不设置开口120时该处的磁场强度几乎相同的数值，在离开口120为1,000mm的位置，磁场强度逐渐降低为0.17mG。
如以上所述，可以通过使管状部件104的远端边缘弯曲，来形成凸缘部分105，或者如图5B所示，在图5A中管状部件104的凸缘状边缘104A上，用铆钉305A装配上一个矩形的环状凸缘部件305。在这种情况下，如果增加铆钉305A的数量或者使用另一种装配方法，如焊接，来代替铆钉305A，将凸缘部件305固定在管状部件104的远端，则连接部分的粘接强度就会增加。这降低了连接部分的阻抗，因此内部磁场可以更容易的发散出。
用磁屏蔽材料制成的连接部分可以装配到管状部件104的边缘104A之间的缺口部分上，以将边缘104A相互连接在一起，从而形成一个连续的环绕着管状部件104的开口部分102的凸缘部分。
或者另一种设计是，在管状部件104上不制成边缘104A，但是在管状部件104的远端，使用一种已知的方法连接上一个用磁屏蔽材料制成的矩形的环状凸缘部件305。或者另一种设计是，在凸缘部件305上形成一个管状部件，使之匹配进管状部件104中。或者另一种设计是，不使用凸缘部件305，而使用由磁屏蔽材料制成并且可以构成一个凸缘部分的窄条，将这些窄条分别连接在管状部件104的远端部的各个边上。
依照本发明，如以上所描述的，在磁屏蔽室的开口上，形成了一个有凸缘部分的管状部件。即使开口的尺寸增加，外部磁场对磁屏蔽室的内部的影响也可以被降低。特别是，与仅使用管状部件的情况相比，可以使用短的管状部件来达到使用长的管状部件的效果。例如，当形成在开口的含有凸缘部分的管状部件的长度为100mm时，在距离开口500mm的位置，其屏蔽效果与不设置开口时的情况相同。这就允许了通过开口载入/卸载盒子，因此载入/卸载部分可以被安装在磁屏蔽室内，同时增加了产出。
因为与现有技术相比，更好的抑制了外部磁场的进入，因此EB曝光单元与开口之间的距离可以缩短。由于不象现有技术那样需要额外的空间，磁屏蔽室可以比较紧凑。

Claims (11)

1.一种磁屏蔽设备，其特征在于包含：
一个磁屏蔽室(101)，其内壁粘贴了磁屏蔽材料(111)，用来屏蔽外部磁场，有一个开口(120)；
一个管状部件(104)，用磁屏蔽材料制成，连接在所述开口上，且与所述磁屏蔽室的所述磁屏蔽材料相连，并从所述磁屏蔽室伸出一个第一预定长度；和
一个凸缘部分(105，205，305)，用磁屏蔽材料制成，在所述管状部件的远端部环绕形成，其宽度为一个第二预定长度。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述管状部件的第一预定长度为不大于200mm。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述凸缘部分的第二预定长度为不小于10mm。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述凸缘部分从所述管状部件向外伸展出，形成与管轴线大致成90°的角度。
5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述凸缘部分从所述的管状部件向外伸展出，相对于管轴线形成一个弧形。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述凸缘部分是由将所述管状部件的所述远端部向外相对于管轴线弯曲而成的。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，
所述管状部件的截面为矩形，并且所述管状部件的所述开口为矩形，和
所述凸缘部分是由沿着所述管状部件的所述远端部的四边形成的四个弯曲部分构成。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，使用由磁屏蔽材料制成的连接部件将邻近的所述弯曲部分连接起来，使得所述凸缘部分成为环状。
9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述凸缘部分由一个专用的用磁屏蔽材料制成的凸缘部件(305)构成，安装在所述管状部件的远端部，以此来构成凸缘部分。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，
所述管状部件的截面为矩形，所述管状部件的所述开口为矩形，和
所述凸缘部分的形状为矩形环状，与所述管状部件的所述远端部的四边相对应。
11.如权利要求1所述的设备，其特征在于，
所述磁屏蔽室内，安装了一个电子(EB)曝光单元，它使用电子束在样品的光刻胶上绘制图形；和安装了一个装载/卸载部分(106)，相对于所述EB曝光单元输送样品。
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