JPH0269955A - マスクローディング機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、Ｘ線露光装置等に適用して好適なマスクカセ
ットローディング機構に関するものである。

［従来の技術］ 従来、光学露光装置において使用されるレチクル基板や
マスク基板（転写パターン）は、一般に防塵あるいは保
管のため、−枚づつ収納容器（以後、カセットケースと
いう）に収納されていた。

そして、レチクル基板等の収納されたカセットケースは
、露光プロセスに必要な数が露光装置に付帯しているレ
チクルローダ部に装填されるようになっていた。

露光時においてレチクルローダからレチクル基板等を順
次ロードする場合には、まず露光装置は前記レチクルロ
ーダの所望のカセットケースを選択する。選択されたカ
セットケースはレチクルローダからレチクル搬送機構に
より摘出され、その後カセットケースの取り出し口がレ
ヂクル搬送機構の一部により開口される。さらに、開口
されたカセットケース内の所望レチクル基板は、レチク
ル搬送機構のレチクルチェンジャによりカセットケース
から取り出され、所定の位置まで搬送される。所定量の
露光が終了した後、前記レチクル基板は、レチクル搬送
機構によってカセットケース内に収納され次のカセット
ケースが準備される。

このとき、従来のレチクルローダは大気中にて駆動され
る。レチクル基板は、その１枚１枚が各カセットケース
に収納される。したがって、所望のレチクルの収納され
ているレチクルケースを選択装置にて選択し、後に搬送
機構の一部の開口装置にてレヂクルカセットの扉が開口
され、レチクル基板は前記搬送機構の他の装置にてカセ
ットケース内から取り出され所定の位置へと搬送される
。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例では、通常露光装置の露光雰
囲気は大気中てあり、その管理は温度および湿度か管理
されているたけで、τ囲気の圧力は大気圧に依存してい
る。ところが、露光装置のうちでもＸ線露光装置の露光
雰囲気は、不活性ガス低真空中（または、低圧力）であ
る。したかって、従来装置におけるレチクル搬送機構を
Ｘ線露光装置のレチクル搬送機構に応用することは困難
とされてきた。

また、従来の真空装置における試料交換用のロードロッ
ク機構と前記レチクル搬送機構を組み合せると機構が複
雑となり、構成が困難となるという不具合があった。

さらに、縮小光学系露光装置ではゴミやチリの管理が比
較的安易であったが、Ｘ線露光装置においてはそれらの
管理が非常に重要な問題となってくる。

その理由は以下のようなことによる。すなわち、縮小光
学系露光装置の場合には、レチクル基板上の転写パター
ン寸法は被転写物体の焼イ」り寸法の例えば５倍であり
、したがってゴミやチリ等の管理される寸法は比較的大
きく、レチクル基板上での管理は容易である。しかし、
Ｘ線露光装置ては、マスク基板上のパターンを等倍で転
写し、かつパターン寸法は従来の焼付は寸法（被転写物
上）よりも例えば図と細くなっている。これらのことよ
りゴミやチリ等が管理される寸法は従来に比べ例えば１
／２０の大きさまで必要とされる。したがって、従来で
は問題とならなかった発生源についても無視できなくな
った。

例えは、カセットケースからレチクルをローディングす
るときには、毎レチクルごとに前記カセットケースを開
口しなければならない。そして、その際に発生するヒン
ジからのチリ開口部付近のチリの舞い上げなどでレチク
ル上にチリ等が付着することがある。その際に発生する
微小な大きさのゴミやチリ等も問題となる。

本発明の目的は、上述の従来例における問題点に鑑み、
Ｘ線露光装置等の大気を遮断する環境下にあっても、簡
単な構成でマスク基板カセットのローディングを行なう
ことができ、また微小な大きさのゴミやチリ等の発生を
抑えることのできるマスクカセットローディング機構を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明に係るマスクカセッ
トローディング機構は、大気を遮断するチャンバ内でマ
スク基板を収納するマスク基板カセットのローディング
を行なう機構であって、前記マスク基板カセットが複数
枚収納可能な場合等に、前記マスク基板カセットの開閉
を行なう手段と、前記チャンバ内で前記マスク基板カセ
ット内の前記マスク基板を所望の位置に輸送する手段と
が同一であることを特徴としている。

また、前記マスク基板の所望の位置は前記マスク基板カ
セットの開閉をローディングする以前に前記マスク基板
カセットのある位置より上方にあると良い。

さらに、前記チャンバ内には圧力測定手段および少なく
とも一種以上のガス導入口が設けてある。

［作　用］ 上記構成によれば、マスク基板は保管時および使用時を
通し通常動作において大気接触をせず、マスク基板カセ
ットのローディングが行なえる。

したがって、マスク基板の外気中に含まれる反応性ガス
による劣化が減少する。

また、−括収納型のマスク基板カセットを使用し、マス
ク基板カセットの開閉ローディングおよび所望位置への
輸送が同一駆動機構で構成されているため、チリ等の発
生の可能性のある場所および動作を減らずことができ、
チャンバ内の清浄度か保たれる。

さらに、マスク基板カセット内の気体ガス圧管理が容易
に行なえる。

また、マスク基板カセットは、開閉ローディング後には
以前の位置より上方にあり、少なくともチリ等の発生の
可能性のあるローディング部より離れる。したがって、
チリ、ごみ等によるマスク劣化か減少する。

［実施例コ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係るマスクカセットロー
ディング機構を適用したＸ線露光製蓋のマスクカセット
部およびマスクローダ部の断面図を示す。

同図において、ＭＦはマスク基板（レチクル基板をも含
むものとする）を示す。マスク基板ＭＦはリング状の支
持部材と、そのリング部材に貼り付けられた薄膜部材と
から成り、その薄膜部材の中央部に転写パターンがある
。しかしマスク基板ＭＦの形状は円形でなくともよい。

ＭＣＭはマスク基板ＭＦを収納するマスクカセット本体
である。マスク基板ＭＦはマスクカセット本体ＭＣＭ内
に複数枚（例えば２０枚）収納され、各マスクは縦置放
射状に配置されている。またマスク基板ＭＦは、マスク
カセット本体ＭＣＭに設けてある磁気ユニットによって
通常保持固定されている。しかしながら、マスク基板Ｍ
Ｆの配置方法はこれに限らず横置きでもよい。また、そ
の固定方法も機械的に固定してもよい。

ＭＣＣは、マスクカセット本体ＭＣＭを覆い密閉するカ
セットカバーである。第１図においてはマスクカセット
本体ＭＣＭとカセットカバーＭＣＣとが分離している状
態が示されているが、通常は密閉され一体の気密構造を
している。本実施例ではマスクカセットが円筒形をして
いるものを示したが、直方体等でもよい。また、密閉は
ＯリングもしくはＵパツキンを示している。したがって
、マスクカセットが一体の場合には内部と外部の間で実
質的にガスの流れはない。

ＴＴは、マスクカセット本体ＭＣＭと連結し、所望のマ
スク基板ＭＦを選択するためのターンテーブルである。

マスク基板ＭＦはマスクカセット本体ＭＣＭ上に放射状
に配置されているので、マスク基板ＭＦを選別するため
にマスクカセット本体ＭＣＭを矢印Ａのように回転させ
ている。したがって、マスク基板ＭＦの配置の仕方によ
りマスク基板ＭＦを選別する機構はそれぞれ異なる。

ＥＲは、ターンテーブルＴＴに取り付けられており、マ
スクカセット本体ＭＣＭをカセットカバーＭＣＣと分離
しかつマスク基板ＭＦを受は渡す所望の位置まで移動さ
せるエレベータロッドである。

本実施例では、マスクカセット本体を上方へ移動し、カ
セットカバーＭＣＣは不動としたが、分離方法はマスク
カセットの構成により異なるため上下方向に分離しなく
ともよい。

ＥＡは、エレベータロットＥＲを駆動するエレベータで
あり本実施例ではエアシリンダを用いた。しかし、油圧
もしくはその他の駆動機構てもよい。

さらに、本実施例ではエレベータロッドＥＲを介してタ
ーンテーブルＴＴを駆動しているが、エレベータＥＡを
マスクチャンバＭＣＨ（後記）内に入れることも可能で
ある。ＭＣＨはマスクカセット本体ＭＣＭとカセットカ
バーＭＣＣを分離する際、外気と遮断するためのマスク
チャンバである。

ＷＭＣはＸ線露光を行なうための本体チャンバである。

マスクチャンバＭＣＨおよびエレベータＥＡは本体チャ
ンバＷＭＣに取りイ」りられている。ただし、エレベー
タＥＡはマスクチャンバＭＣＨに取り付りてもよい。

ＭＣＨＤはマスクチャンバＭＣＩの扉である。

この扉ＭＣＨを開閉してマスクカセットが出入もしくは
交換される。一般に、扉ＭＣＨにはインターロックがあ
る。

ＧＰＩ、ＧＰ２はマスクチャンバＭＣＨに取り付けられ
ているガスポートである。そしてＶｌ。

■２はガスポートＧＰＩ、ＧＰ２のバルブである。バル
ブは手動あるいは電動のどちらでもよい。

ＥＰはマスクチャンバＭＣＨの排気ポートである。排気
ポートＭＣＨは不図示の真空ポンプにつながっている。

また、ＥＶは排気バルブであり、排気のコントロールを
行なう。

ＰＧはマスクチャンバＭＣＨの圧力をモニタする圧力計
である。ＧＶは本体チャンバＷＭＣとマスクチャンバＭ
ＣＨの間のケート弁である。マスク基板ＭＦは、このゲ
ート弁ＧＶを通り抜け、本体チャンバＷＭＣへ搬入され
る。

ＭＨは、マスク基板ＭＰを本体チャンバＷＣＨ内へ搬入
し、もしくはマスクカセット本体ＭＣＭへ戻すためのマ
スクハンドである。マスクハントＭＨの形状はマスク基
板ＭＦの形状等により開示されたものに限定されない。

また、マスク基板ＭＦのハンドリング方法は機械的にク
ランプしても真空チャックでクランプしてもよい。また
マスクハンドＭＨが移動する方向は前記マスクカセット
の形状構造によりそれぞれ異なる。

第２図は、第１図に示した本実施例の装置の斜視図であ
る。

次に、第１図および第２図を参照して、本実施例の装置
の動作を順を追って説明する。第２図（ａ）において、
まずマスクチャンバＭＣＨの扉ＭＣＨＤを開ける。そし
て、マスクカセット本体ＭＣＭとカセットカバーＭＣＣ
とが結合しているマスクカセットをマスクチャンバＭＣ
Ｈ内のターンテーブルＴＴ上に載せる。このとき、マス
クカセット本体ＭＣＭはターンテーブルＴＴと固定し、
カセットカバーＭＣＣはマスクチャンバＭＣＨに固定す
る。固定する方法はアクチュエータを用いてもあるいは
手動でもかまわない。また、その固定方法は問わない。

本実施例においては手動にてロックしている。

次に、扉ＭＣＨＤを閉じ密閉する。そして、第１図の排
気弁ＥＶを開口し、真空ポンプにてマスクチャンバＭＣ
Ｈ内を真空にする。このとき真空度（圧力）は圧力ｉ１
Ｐ　Ｇにてモニタする。真空度が所定の値になったとき
排気弁ＥＶを閉止する。

次に電磁弁Ｖ２を開いて窒素Ｎ２を流し始める。

そして、マスクチャンバＭＣＨ内の圧力を所定の圧力と
する。本実施例の場合、この所定圧力はマスクカセット
内の圧力と同一の圧力、例えば大気圧（７６０Ｔｏｒｒ
）てあり、また前記マスクカセット内ばあらかしめ大気
になっている。したかって、マスクチャンバＭＣＨと前
記マスフカセラ１〜内の差圧が０になった時点で電磁弁
ｖ２を閉止する。この所定の圧力はどの値でもよいが、
大気圧イ」近か望ましい。大気圧付近とすることにより
マスクカセットのマスクカセットカバーＭＣＣを保持す
る力が少なくてすむ。

次に、エレベータＥＡを駆動してエレベータロッドＥＲ
を上方へ昇動する。停止位置はあらかじめエレベータＥ
Ａのアクチュエータ（本実施例ではエアシリンダ）で調
節されている。エレベータロッドＥＲが上昇すると、第
２図（ｂ）　　に示す如くマスクカセット本体ＭＣＭと
カセットカバーＭＣＣが分離され、またマスク基板ＭＦ
がマスクハントＭＨによって操作可能な位置に導かれる
。

次に、窒素Ｎ２で満たされているマスクチャンバＭＣＨ
を真空とするため、排気弁ＥＶを開口し不図示の真空ポ
ンプにて所定の圧力になるまで排気を行なう。マスクチ
ャンバＭＣＨ内が所定の圧力になったことを圧力計ＰＧ
で確認した後、排気弁ＥＶを閉止し電磁弁ｖ１を開口す
る。そして、マスクチャンバＭＣＨ内にヘリウムＨｅを
導入する。マスクヂャンバＭＣＨ内の圧力が本体ヂャン
バＷＭＣ内の圧力と実質的に等しくなったとき、電磁弁
■１を閉止しヘリウムＨｅの導入を停止する。

以上の一連の動作終了後、本体チャンバＷＭＣとマスク
チャンバＭＣＨとを連絡するケート弁ＧＶが開口される
。本体チャンバＷＭＣ内にあるマスクハンドＭＨは、マ
スク基板を搬入するためマスクチャンバＭＣＨ内に進入
してゆき、マスク基板ＭＰを把持後本体チャンバＷＭＣ
内に取り込む。

次に、Ｘ線露光終了後マスクカセットを交換しもしくは
装置休止のため、前記マスクカセットをマスクチャンバ
ＭＣＨから取り出す手順を以下に述べる。

ます本体チャンバＷＭＣ内にあるマスク基板ＭＦは所定
のマスクカセット本体ＭＣＭの取付は位置に戻された後
、本体チャンバＷＭＣとマスクチャンバＭＣＨを連絡す
るゲート弁ＧＶを閉止する。

次に排気弁ＥＶを開口し、真空ポンプ（不図示）により
マスクチャンバＭＣＨ内を排気する。

圧力計ＰＧが所定の圧力になった時排気弁ＥＶを閉止し
、ただちに電磁弁■２を開口しマスクチャンバＭＣＩ（
内に窒素Ｎ２を導入する。マスクチャンバＭＣＨが所定
の圧力に達したら、電磁弁■２を閉止する。本実施例で
はこの圧力値を大気圧としているが大気圧でなくてもよ
い。

次に、エレベータＥＡを駆動しエレベータロッドＥＲを
降下させる。エレベータロットＥＲを降下させることで
、マスクカセット本体ＭＣＭとカセットカバーＭＣＣが
結合され、前記マスクカセットの内部は窒素Ｎ２霊囲気
に密閉されることになる。さらにマスクチャンバＭＣＨ
内を外気圧力と同一にした後５ｊＭＣＨＤを開口する。

本実施例では、不図示であるがパージバルブを設けてい
る。マスクカセット本体ＭＣＭとターンテーブルＴＴの
ロックおよびカセットカバーＭＣＣとマスクチャンバＭ
ＣＨのロックをそれぞれ解除し、前記マスクカセットを
マスクチャンバＭＣＨから取り出す。

以上の手順でマスクカセットの操作を行なう。

本実施例で使用されているガスはヘリウムＨｅと窒素Ｎ
２であるが、特に窒素Ｎ２はＡｒ等の複数活性ガスでも
よい。またヘリウムＨｅのみを使用してガスラインを一
系統にして一部構成手順を省略してもよいが、ヘリウム
Ｈｅは密閉しにくいためあまり望ましくない。本実施例
ではコスト、危険性を考えてＮ２を使用している。

以上の如く示した本実施例の機構および手順で操作する
ことにより次のような効果がある。

（１）マスク基板ＭＦは終始大気との接触がない。これ
によりマスク基板の劣化等が減少する。

これは大気中に含まれる水蒸気および反応性ガス等が実
質的に存在しない雰囲気となるからである。

（２）マスク基板ＭＦがチリやゴミ等から保護される。

前述したがマスク基板ＭＦはチリ、ゴミから確実に保護
しなければならない。本実施例においては、マスク基板
ＭＦはマスクカセット本体ＭＣＭに複数枚−括して管理
されている。マスク基板ＭＦのアクセスの際、従来では
各マスクにカセットが存在していたため毎回前記カセッ
トの開閉を行なっていたが、本実施例ではマスクカセッ
トをローディングする時のみ開閉が行なわれ途中でのカ
セット開閉がない。したがって、ゴミの発生が減少する
。したがって、マスクチャンバＭＣＨ内の清浄度が保た
れる。

（３）マスクハンドＭＨがマスク基板ＭＦを受は渡しす
る位置はマスクカセットカバーＭＣＣをローディングす
る機構よりも下にあり、少なくともマスクハンドＭＨの
ローディング中にマスクカセットカバーＭＣＣで発生し
たチリやゴミ等がマスク基板上に載りにくい。したがっ
て、カセットカバーＭＣＣのローディングによるマスク
基板の劣化の可能性が減少する。

（４）上述手順により前記マスクカセットの開閉を行な
うことで、前記マスクカセット内の圧力およびガス管理
が容易に行なえる。

次に、に前述したマスクカセットとは異なる形式のカセ
ットローディング機構について説明する。

第３図は、本発明の第２の実施例に係るカセッドローデ
ィング機構の斜視図である。ＭＣＨはマスクチャンバで
あり、同図はこのマスクチャンバＭＣＨを破断した図を
示す。

以下、第１図と異なる部分を中心に説明する。

第３図において、ＭＣＭはマスクカセット本体を示す。

本実施例ではマスク基板ＭＦを横置きに複数枚保持して
いる。保持機構は機械的なものである。Ｔはテーブルで
あり、マスクカセット本体ＭＣＭを載せる台である。Ｅ
Ｒはエレベータロッドで、テーブルＴを上下動するため
の支持ロッドである。ＥＡはエレベータで、エレベータ
ロッドＥＲの駆動機構である。本実施例ではボールネジ
の送り機構を用いており、このボールネジを不図示のス
テッピングモータにて駆動している。ＢＭはモータ基板
で、前記のステッピングモータがここに取り付けられて
いる。本実施例においては、マスクチャンバＭＣＨの外
部にエレベータＥＡの主要部があり、エレベータロッド
ＥＲを介してマスクヂャンバＭＣＨ中に駆動伝達をして
いる。

ＭＨはマスクハンドを示す。本実施例ては、マスクバン
ドＭＨはプランジャにてグリップ動作を行ない、マスク
基板ＭＦのハンドリングを行なう。ＷＭＣは本体チャン
バであり、Ｇはケート孔である。ゲート孔Ｇによりマス
クチャンバＭＣＨと本体チャンバＷＭＣとは連通してい
る。マスク基板ＭＦはこのゲート孔Ｇを通して本体ヂャ
ンハＷＭＣ内に輸送される。このときマスクハンドＭＨ
はワイヤと連動ガイドにて駆動される。

また、前実施例（第１図）に示したガスボートＧＰ、排
気ボートＥＰ、圧力計ＰＧ等は本体ヂャンバＷＭＣ壁に
取り付いているが不図示である。

次に、第３図の機構の動作手順について前実施例と異な
る点を中心に説明する。

まず、マスクチャンバＭＣＨの扉ＭＣＨＤを開け、マス
クカセット本体ＭＣＭとマスクカセットカバーＭＣＣが
連結し内部か密閉されている状態のマスクカセットをテ
ーブルＴに載せる。その後扉ＭＣＨＤを閉め所定の圧力
まで本体チャンバを真空引きする。マスクチャンバＭＣ
Ｃと本体ＭＣＨはゲート孔Ｇを通し連通しているため、
圧力は常に同一に管理されている。したがって、本体チ
ャンバＭ　ＣＨの真空引によりマスクチャンバＭＣＣも
真空引きされる。その後、ガス導入口（不図示）よりヘ
リウムＨｅガスを所定圧力となるまで導入導入する。そ
の後、エレベータＥＡによりテーブルＴを上方へ駆動開
始する。このときマスクハンドＭＨとマスク基板の受は
渡し位置は、所定の高さにあり、その位置まで所望のマ
スク基板ＭＦを駆動させる。本実施例ではエレベータＥ
Ａはボールネジ送りであるので位置決め機構も兼ねてい
る。したがって、マスクカセット本体ＭＣＭとマスフカ
セラ１−カバーＭＣＣの分離機構とマスク基板ＭＦの選
択機構の両方の機能をもつ。

本体チャンバＷＭＣ内で所定の露光が終了した後には、
マスク基板ＭＦをマスクカセット本体ＭＣＭに全数収納
する。その後エレベータＥＡによりマスクカセット本体
ＭＣＭをマスクカセットカバーＭＣＣと連結する。そし
て、本体チャンバＷＣＨを大気に開放する。本実施例の
マスクカセットは耐外圧設計されており、マスクカセッ
トカバ−ＭＣＣとマスクカセット本体ＭＣＭとを連結し
た後は実質的に密封される。したがって、前記マスクカ
セット内はヘリウムＨｅで所定圧に保たれる。その後マ
スクチャンバＭＣＨの扉ＭｃＨＤを開け、前記マスクカ
セットを取り出す。以上の手順でローディングを行なう
。

上述の第２の実施例においては、第１の実施例の効果に
加え、本体チャンバＷＣＨとマスクチャンバＭＣＨが連
通しているので、排気系ガス導入系も１系統で良いとい
う効果がある。また、ケート弁がないのでチリ等の発生
の可能性のある場所が減る。

また、エレベータＥＡがマスク基板選択機構を兼ねてい
るので、前記マスクカセットのローディング機構がマス
クチャンバＭＣＨ内になく、機構の省力化になるととも
に、チリ等の発生の可能性のある所が減少しマスクチャ
ンバＭＣＨ内の清浄度が高く維持できる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明に係るカセットロ−ディン
グ機構によれば以下のような効果がある。

（１）マスク基板上にチリやゴミ等の付着する可能性を
減少することができ、マスク劣化を防ぎマスク寿命を伸
ばす効果がある。

（２）マスク基板カセットのローディング機構がヂャン
バ内において簡略化され、スペースおよびコスト面で効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例に係るマスクカセット
ローディング機構の側面図、 第２図は、マスクカセットローディング手順を説明する
ための斜視図、 第３図は、本発明の第２の実施例に係るマスクカセット
ローディング機構の斜視図である。 ＭＣＨ＋マスクチャンバ、 ＴＴ、ターンテーブル、 ＥＲ：エレベータロット、 ＥＡ：エレベータ、 Ｖｌ、Ｖ２：電磁弁、 ＧＰＩ、ＧＰ２：ガスポート、 ＰＧ：圧力計、 ＧＶ：ゲート弁、 ＥＰ・排気ボート、 ＷＭＣ：本体ヂャンバ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）大気を遮断するチャンバ内でマスク基板を収納す
   るマスク基板カセットのローディングを行なう機構であ
   って、前記マスク基板カセットの開閉を行なう手段と前
   記チャンバ内で前記マスク基板カセット内の前記マスク
   基板を所望の位置に輸送する手段とが同一であることを
   特徴とするマスクカセットローディング機構。
2. （２）前記マスク基板の輸送後の位置が、前記マスク基
   板カセットの開閉ローディング前に前記マスク基板のあ
   った位置より上方にある請求項１に記載のマスクカセッ
   トローディング機構。
3. （３）前記チャンバ内に、圧力測定手段と少なくとも一
   種以上のガス導入口が設けてある請求項１または２に記
   載のマスクカセットローディング機構。