JPH0668962B2 - 真空装置及びそれを用いてプロセスを行う方法 - Google Patents

真空装置及びそれを用いてプロセスを行う方法

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JPH0668962B2
JPH0668962B2 JP62323334A JP32333487A JPH0668962B2 JP H0668962 B2 JPH0668962 B2 JP H0668962B2 JP 62323334 A JP62323334 A JP 62323334A JP 32333487 A JP32333487 A JP 32333487A JP H0668962 B2 JPH0668962 B2 JP H0668962B2
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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    • H01J37/02—Details
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10P72/04—Apparatus for manufacture or treatment
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    • H10P72/0462—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterised by the construction of the processing chambers, e.g. modular processing chambers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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  • Analytical Chemistry (AREA)
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  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は真空装置、特にエネルギービームによる試料へ
の描写パターンの形成、及びエネルギービームによる試
料の観察・測定に使用して最適な真空装置に関する。
（従来の技術） 従来、上記真空装置としては第７図に示すようなものが
一般に使用されていた。
即ち、真空装置は、基板等の試料Ａに一定のプロセスを
施す真空ワーキングチャンバ１′と、真空状態でこの真
空ワーキングチャンバ１′内部の試料Ａの交換を行うた
めの真空プリチャンバ２′とからなり、この両チャンバ
１′,2′は、連通部３を介して物理的に連結されている
とともに、この連結部３の一端にはここを開閉するため
のゲートバルブ４が配設されている。
上記真空ワーキングチャンバ１′には、この内部に収納
した基板等の試料Ａにプロセスを施すための電子銃５が
備えられ、この電子銃５から発射される電子線等のエネ
ルギービーム６によって、試料Ａの表面に描写パターン
等が形成されるようなされている。
そして、試料Ａを大気の状態にある真空プリチャンバ
２′の内部にセットし、この真空プリチャンバ２′を閉
じた後、真空ポンプにより真空引きを行う。この時、真
空ワーキングチャンバ１′は真空状態に維持したまま、
ゲートバルブ４を閉じておく。この真空プリチャンバ
２′が真空に達した時に、上記ゲートバルブ４を開き、
両チャンバ１′,2′を連通部３を介して連通させ、試料
Ａを真空ワーキングチャンバ１′内に移動させ所定の位
置にセットし、しかる後、ゲートバルブ４を閉じ、真空
ワーキングチャンバ１′内で電子銃５からのエネルギー
ビーム６による試料への描写等のプロセスを施す。
このプロセスが終了した後、ゲートバルブ４を開き、試
料Ａを真空プリチャンバ２′に戻した後、再びゲートバ
ルブ４を閉じる。次に、真空プリチャンバ２′内の真空
リークを行い、この内部が大気に達した時にプロセス後
の試料Ａを外部に取出すようにしたものであった。
更に、上記一連の処理の高速化を図るため、真空ワーキ
ングチャンバ１′内に未描写の試料Ａを残しておき、真
空ワーキングチャンバ１′で描写しながら、これと並行
して真空プリチャンバ２′の真空リーク、真空プリチャ
ンバ２′との外部との描写後の試料Ａと描写前の試料Ａ
を交換、及びこの真空引きを行ない、これにより、真空
プリチャンバ２′が真空に達しなくても試料Ａへの描写
を行うことができ、描写終了時には真空プリチャンバ
２′は真空となっているので、ゲートバルブ４を開けて
試料Ａの交換ができるようにして、大幅な時間の短縮を
図ったものが知られている。
（発明が解決しようとする問題点） しかし、とりわけ半導体装置においては、今日ターンア
ラウンドタイムの短縮が至上課題となっており、その一
つの方策として枚葉化がある。
即ち、上記従来の真空装置では、一般にバッチ処理とな
っているため、一つの試料をプロセスするのに、例えば
30分間必要とすると、10枚が１バッチの場合には、処理
後の試料が真空装置から出てくるまで最高300分程待た
なければならず、相当な時間が無駄となり、ターンアラ
ウンドの向上のためには枚葉化は必至である。
しかしながら、上記従来の真空装置で枚葉化する上で問
題となるのは、真空プリチャンバで真空引き、リーク及
び外部との試料の交換を相当な頻度で行う必要があるた
め、多くの時間を要することにある。
そして、この時間を少しでも減少させるため、真空ワー
キングチャンバ内でのプロセスの実行と、真空プリチャ
ンバでのリーク、真空引き及び外部との試料の交換作業
を並行して行うと、例えば真空ワーキングチャンバ内で
のプロセスがエネルギービームによる描写パターンの形
成等である場合には、真空プリチャンバでの真空引き、
リーク及びこの試料交換による振動が真空ワーキングチ
ャンバに伝わって、描写精度が損なわれてしまうことが
あるといった問題点があった。
本発明は上記に鑑み、枚葉化によるターンアラウンドタ
イムの短縮と、目的プロセスの高精度化を同時に行える
ものを提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため、真空状態で試料への
一定のプロセスを行うための真空引き可能な真空ワーキ
ングチャンバと、前記試料の交換を行うための真空引き
可能な真空プリチャンバと、 前記真空ワーキングチャンバに設けられ、前記真空ワー
キングチャンバの開閉を行う第１ゲートバルブと、前記
真空プリチャンバに設けられ、前記真空プリチャンバの
開閉を行う第２ゲートバルブと、前記第１ゲートバルブ
と前記第２ゲートバルブとの間の連結及び分離を自在に
行い、内部を真空引き可能な連結部と、を備えることを
特徴とする。
また、本発明は、真空状態で試料への一定のプロセスを
行うための真空引き可能な真空ワーキングチャンバと、
前記試料の交換を行うための真空引き可能な真空プリチ
ャンバと、前記真空ワーキングチャンバに設けられ、前
記真空ワーキングチャンバの開閉を行う第１ゲートバル
ブと、前記真空プリチャンバに設けられ、前記真空プリ
チャンバの開閉を行う第２ゲートバルブと、前記第１ゲ
ートバルブと前記第２ゲートバルブとの間の連結及び分
離を自在に行い、内部を真空引き可能な連結部と、を備
える真空装置を使用して複数の試料の１個づつへ一定の
プロセスを行う方法であって、 前記真空プリチャンバに前記複数の試料を載置した後に
前記真空プリチャンバを真空引きする工程と、 前記真空プリチャンバと分離した状態で前記真空ワーキ
ングチャンバを真空引きする工程と、 前記真空プリチャンバと前記真空ワーキングチャンバと
を前記連結部を介して連結した後前記第１ゲートバルブ
と第２ゲートバルブを開けて、前記真空プリチャンバか
ら前記真空ワーキングチャンバへ１個の試料を移送する
工程と、 前記第１ゲートバルブと第２ゲートバルブを閉めた後前
記真空プリチャンバと前記真空ワーキングチャンバとを
前記連結部を介して分離する工程と、 前記真空ワーキングチャンバにおいて前記真空プリチャ
ンバから移送された試料へ一定のプロセスを行う工程
と、 前記真空プリチャンバと前記真空ワーキングチャンバと
を前記連結部を介して連結した後前記第１ゲートバルブ
と第２ゲートバルブを開けて、処理された１個の試料を
前記真空ワーキングチャンバから前記真空プリチャンバ
へ移送するとともに前記真空プリチャンバから前記真空
ワーキングチャンバへ他の一個の試料を移送する工程
と、 前記第１ゲートバルブと第２ゲートバルブを閉めた後前
記真空プリチャンバと前記真空ワーキングチャンバとを
前記連結部を介して分離する工程と、 さらに他の処理が必要な場合に、前記第２ゲートバルブ
を開けて処理された１個の試料を前記真空プリチャンバ
から取り出す工程と、 前記真空ワーキングチャンバにおいて前記真空プリチャ
ンバから移送された前記他の１個の試料へ一定のプロセ
スを行う工程と、を備えることを特徴とする。
（作 用） 而して、真空プリチャンバのリーク、真空引き及び外部
との試料交換時には、真空プリチャンバを真空ワーキン
グチャンバから分離させておくことにより、この振動が
真空ワーキングチャンバに伝わって、この内部でのエネ
ルギービーム等によるプロセスに影響を及ぼしてしまう
こと確実に防止し、真空ワーキングチャンバと真空プリ
チャンバとの間での試料の交換時に、両者を連結しこの
内部を連通させて、真空状態でこの交換が行われるよう
にしたものである。
（実施例） 第１図乃至第４図は本発明の第１の実施例を示すもの
で、真空装置は、基板等の試料Ａに一定のプロセスを行
う真空ワーキングチャンバ１と、真空状態でこの真空ワ
ーキングチャンバ１内部との試料Ａの交換を行うための
真空プリチャンバ２とからなり、両チャンバ1,2は、夫
々分離自在となるよう別体に構成されている。そして、
この真空ワーキングチャンバ１は、一方の設置台７の上
面に固着され、真空プリチャンバ２は、この下面に回転
自在に取付けた車輪９を介して真空ワーキングチャンバ
１の方向（第２図のＸ−Ｙ方向）に平行移動自在となる
よう他方の設置台８の上面に載置されている。
上記真空ワーキングチャンバ１には、この内部に収納し
た基板等の試料Ａにプロセスを施すための電子銃５が備
えられ、この電子銃５から発射される電子線等のエネル
ギービーム６によって、試料Ａの表面に描写パターン等
が形成されるようなされている。
なお、この描写パターンの形成のみならず、エネルギー
ビーム６によって、真空ワーキングチャンバ１内に収納
した試料Ａの測定及び観察を行うようにしても良いこと
は勿論である。
更に、この真空ワーキングチャンバ１と上記真空プリチ
ャンバ２の対向する側面には、夫々互いに対向する位置
に前後に開口し、対峙する先端を夫々接触面10a,11aと
した筒状の試料搬送部としての連結部10,11が夫々突設
されているとともに、この起端部には、ここを開閉する
ためのゲートバルブ12,13が夫々配設されている。
また、一方の、例えば真空プリチャンバ２の連結部11の
周壁部には、排気口14を介してこの内部に連通した中空
部15が形成され、この中空部15は真空ポンプに連結され
ている。これにより、上記両チャンバ1,2を連結部10,11
の接触面10a,11aを接触させて連結させた時に、この真
空ポンプを作動させて、この真空引きを行うように構成
されている。
而して、真空ワーキングチャンバ１と真空プリチャンバ
２との間の試料Ａの交換を行う時には、第２図に示すよ
うに、両者1,2を真空にした状態で、夫々対向する連結
部10,11を連結させ、この連結部10,11の真空引きを行っ
た後、両ゲートバルブ12,13を開くことにより、両チャ
ンバ1,2の内部を連結部10,11を介して連通させ、この状
態で試料Ａの交換を行う。
そして、真空ワーキングチャンバ１内で試料へのプロセ
スを実行する時には、第１図に示すように、両ゲートバ
ルブ12,13を閉じた状態で、真空プリチャンバ２を真空
ワーキングチャンバ１から離れる方向に移動させること
により、両チャンバ1,2を分離させ、この状態で真空ワ
ーキングチャンバ１内で電子銃５を作動させ、エネルギ
ービーム６を試料Ａの表面に照射させて試料Ａへの描写
パターンの形成を行い、これと並行して、真空プリチャ
ンバ２内の真空のリーク、外部との試料の交換及び真空
引きを行うのである。
これにより、この真空プリチャンバ２内の真空リークに
よる振動、外部との試料交換による振動及び真空引きに
よる真空ポンプの振動等は、真空ワーキングチャンバ１
に伝わらず、従って、無振動の状態で試料Ａへの高精度
のパターンの成形を行うことができる。
なお、上記両連結部10,11の内部の真空引きは、夫々の
ゲートバルブ12,13を閉じた状態で両チャンバ1,2を連結
し、この連結後に、一端真空プリチャンバ２側のゲート
バルブ11を開き、真空プリチャンバ２の真空引きによっ
て行うようにしても良く、更にこの真空引きと上記真空
引きを同時に行うようにしても良い。
第５図は第２の実施例を示すもので、真空プリチャンバ
１と真空ワーキングチャンバ２とを、夫々の連結部10,1
1を対峙させて固定し、この連結部10,11の間にゲートバ
ルブ（図示せず）を収納した中間分離体16を上下動して
嵌装自在となるよう配設し、これにより、中間分離体16
を下動させることにより両者1,2を連結させ、上動させ
ることにより両者1,2を分離させるようにしたものであ
る。
なお、この中間分離体16は、横方向にスライド自在とな
し、スライドさせることにより両者1,2の分離及び連結
を行うようにしても良い。
第６図は第３の実施例を示すもので、真空ワーキングチ
ャンバ１を固定するとともに、真空プリチャンバ２を回
転軸17を介して真空ワーキングチャンバ１の方向に回転
自在に支承し、これにより、真空ワーキングチャンバ２
を真空プリチャンバ１の方向に回転させることにより両
者1,2を連結させ、この逆方向に回転させることにより
両者1,2を分離させるようにしたものである。
〔発明の効果〕
本発明は上記のような構成であるので、本発明は上記の
ような構成であるので、真空ワーキングチャンバ内でエ
ネルギービームによって試料に描写パターンを形成する
処理かあるいはエネルギービームによって試料を測定及
び観察する処理かのプロセスを実行していても、このプ
ロセスに影響を及ぼすことなく、真空プリチャンバでの
真空リーク、外部との試料の交換及び真空引きを行うこ
とができ、従って、真空装置で枚葉化する場合において
も、振動を生じさせることなく、高精度のプロセスを行
いつつ、スピードアップを図ることができるといった効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第４図は本発明の第１の実施例を示し、第１
図は真空ワーキングチャンバと真空プリチャンバとを分
離した状態の、第２図は同じく連結した状態の夫々概要
を示す側面図、第３図は真空プリチャンバの試料供給部
の拡大斜視図、第４図は第３図のIV−IV線断面図、第５
図は第２の実施例を示す側面図、第６図は第３の実施例
を示す斜視図、第７図は従来例の概要を示す側面図であ
る。 １……真空ワーキングチャンバ、２……真空プリチャン
バ、５……電子銃、６……エネルギービーム、10,11…
…連結部、12,13……ゲートバルブ、16……中間分離
体、17……回転軸。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/027

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】真空状態で試料への一定のプロセスを行う
    ための真空引き可能な真空ワーキングチャンバと、 前記試料の交換を行うための真空引き可能な真空プリチ
    ャンバと、 前記真空ワーキングチャンバに設けられ、前記真空ワー
    キングチャンバの開閉を行う第１ゲートバルブと、 前記真空プリチャンバに設けられ、前記真空プリチャン
    バの開閉を行う第２ゲートバルブと、 前記第１ゲートバルブと前記第２ゲートバルブとの間の
    連結及び分離を自在に行い、内部を真空引き可能な連結
    部と、を備えることを特徴とする真空装置。
  2. 【請求項２】前記真空ワーキングチャンバと前記真空プ
    リチャンバの少なくとも一方を他方の方向に平行移動自
    在で、移動して両者の連結及び分離を行うよう構成した
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の真空装
    置。
  3. 【請求項３】前記真空ワーキングチャンバと前記真空プ
    リチャンバの少なくとも一方を他方の方向に回転自在
    で、回転して両者の連結及び分離を行うよう構成したこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の真空装置。
  4. 【請求項４】前記真空ワーキングチャンバでのプロセス
    を、エネルギービームによって試料に描写パターンを形
    成することによって行うようにしたことを特徴とする特
    許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の真空
    装置。
  5. 【請求項５】前記真空ワーキングチャンバでのプロセス
    を、エネルギービームによる試料の測定及び観察によっ
    て行うようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
    項乃至第３項のいずれかに記載の真空装置。
  6. 【請求項６】前記エネルギービームが電子線であること
    を特徴とする特許請求の範囲第４項又は第５項記載の真
    空装置。
  7. 【請求項７】真空状態で試料への一定のプロセスを行う
    ための真空引き可能な真空ワーキングチャンバと、前記
    試料の交換を行うための真空引き可能な真空プリチャン
    バと、前記真空ワーキングチャンバに設けられ、前記真
    空ワーキングチャンバの開閉を行う第１ゲートバルブ
    と、前記真空プリチャンバに設けられ、前記真空プリチ
    ャンバの開閉を行う第２ゲートバルブと、前記第１ゲー
    トバルブと前記第２ゲートバルブとの間の連結及び分離
    を自在に行い、内部を真空引き可能な連結部と、を備え
    る真空装置を使用して複数の試料の１個づつへ一定のプ
    ロセスを行う方法であって、 前記真空プリチャンバに前記複数の試料を載置した後に
    前記真空プリチャンバを真空引きする工程と、 前記真空プリチャンバと分離した状態で前記真空ワーキ
    ングチャンバを真空引きする工程と、 前記真空プリチャンバと前記真空ワーキングチャンバと
    を前記連結部を介して連結した後前記第１ゲートバルブ
    と第２ゲートバルブを開けて、前記真空プリチャンバか
    ら前記真空ワーキングチャンバへ１個の試料を移送する
    工程と、 前記第１ゲートバルブと第２ゲートバルブを閉めた後前
    記真空プリチャンバと前記真空ワーキングチャンバとを
    前記連結部を介して分離する工程と、 前記真空ワーキングチャンバにおいて前記真空プリチャ
    ンバから移送された試料へ一定のプロセスを行う工程
    と、 前記真空プリチャンバと前記真空ワーキングチャンバと
    を前記連結部を介して連結した後前記第１ゲートバルブ
    と第２ゲートバルブを開けて、処理された１個の試料を
    前記真空ワーキングチャンバから前記真空プリチャンバ
    へ移送するとともに前記真空プリチャンバから前記真空
    ワーキングチャンバへ他の一個の試料を移送する工程
    と、 前記第１ゲートバルブと第２ゲートバルブを閉めた後前
    記真空プリチャンバと前記真空ワーキングチャンバとを
    前記連結部を介して分離する工程と、 さらに他の処理が必要な場合に、前記第２ゲートバルブ
    を開けて処理された１個の試料を前記真空プリチャンバ
    から取り出す工程と、 前記真空ワーキングチャンバにおいて前記真空プリチャ
    ンバから移送された前記他の１個の試料へ一定のプロセ
    スを行う工程と、を備えることを特徴とする方法。
JP62323334A 1987-12-21 1987-12-21 真空装置及びそれを用いてプロセスを行う方法 Expired - Lifetime JPH0668962B2 (ja)

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