JP4156938B2

JP4156938B2 - Vacuum chamber equipment and vacuum stage equipment

Info

Publication number: JP4156938B2
Application number: JP2003019015A
Authority: JP
Inventors: 健一岩崎; 高之加藤; 義久大饗
Original assignee: Kyocera Corp; Advantest Corp
Current assignee: Kyocera Corp; Advantest Corp
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2023-01-28
Also published as: JP2004235226A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石定盤を使用してチャンバ内部に高い精度でステージ装置を配置する真空チャンバ装置と真空ステージ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空ステージ装置は、半導体ウエハなどを載置してスキャニング操作ができ、真空中で、ウエハなどの表面上で、特に、表面上の感光性皮膜を露光処理するなどのエネルギービームによる表面処理を実施する際に使用される装置である。これには、特に、電子ビーム照射により極めて精密なパターン形成を行なうに使用する装置がある（例えば、特許文献１及び同２を参照）。また、真空中でステージ装置に使用されるｘ−ｙスキャン・ステージ装置には、例えば、特許文献３に開示がある。
【０００３】
従来の真空ステージ装置の例は、上方に開口する有底箱形の容器と、この容器開口を開閉する天蓋と、この箱型容器底部に固定して、容器内に収容したステージ装置とからなるものが知られている。容器側壁に開口して内部に連通し、真空ポンプに接続する真空配管を含み、真空ポンプにより、容器内部を高い真空にして、真空内でステージ上の被処理物を処理していた。このような真空チャンバ装置は、大型のものでは、分割部材から溶接によって組み立てており、特に、部材の接合部は気密保持のための処理が施されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１８４６６４
【特許文献２】
特開２００２−１１８０５４
【特許文献３】
特開２０００−５８６２９
【０００５】
真空チャンバは、内部の真空空間と装置外部の大気圧空間との間の圧力差により、わずかであるが、変形を受ける。この変形は、電子ビームの精密な照射その他の画像処理の場合には、内部のステージの位置を歪ませて、その上に載置された対象物の位置決めに影響する。このような歪みは、亦、ステージ装置の位置測定を行うための光学干渉系やアライメント装置の姿勢位置がずれるなどの影響が現れる。
【０００６】
特許文献２は、チャンバの歪みを回避するために、メインチャンバを従来通り箱形矩体に形成し、メインチャンバの外側に、このメインチャンバの側壁および底面を覆うように外側にパンを設け、メインチャンバとパンとの間に囲まれた隙間は中空層とし、この中空層の空気を真空ポンプで排気することによりメインチャンバの変形を防止する２重構造チャンバが開示されている。
【０００７】
半導体露光装置は高精度に加工された部品を組立構成するため、また光学干渉系やアライメント装置等の測長系も高精度に配置しなければならず、このため前述した部品の組立は基準になる水平面が必要になる。特許文献３は、真空容器内に定盤を配置し、この定盤上にステージ装置を配置して、組立精度を確保する提案がなされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような半導体露光装置においては、ステージ装置を真空容器内に収容し且つ、基準面を備えた基板、即ち、定盤上にステージ装置を定置することが要求される。この点では、特許文献２に記載の２重チャンバは、メインチャンバの周囲を覆って外側にパンを配置することによりメインチャンバの圧力による変形を防止する工夫がされているが、ステージ装置を固定すべき底面は、真空チャンバと一体の箱形矩体の底面であり、高精度組立に適した基準面とはなっていない。従って、従来の装置は、真空容器内に収容したステージ装置の精度調整や保守点検作業が困難であり、高精度調節ができず、また、作業効率が低いなど、その他、装置メンテナンスの点で劣る等の問題があった。
【０００９】
本発明は、正確に基準面を備えた定盤上に固定して、且つ、真空中でのチャンバの圧力差による歪みの影響を受けないで高真空中での処理が可能な真空チャンバ装置と、これをステージ装置に適用した真空ステージ装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の真空チャンバ装置は、ステージ装置を載置する定盤としての石定盤と、内部に真空空所を形成する側壁及び天蓋から成るチャンバとを使用するもので、チャンバが、上方に取外し可能に、側壁下部が石定盤上に気密的に載置されるようにしたものである。この真空チャンバは、チャンバ下部が開口し、側壁下部が石定盤上に載置されて、気密化されるので、真空内に配置すべき装置は、直接的に石定盤上に直接的に若しくは、定盤上面の適当な固定基台を介して固定する。
【００１１】
このチャンバ装置の構造は、真空チャンバ内に固定する装置が真空チャンバとは機械的に接触しないので、チャンバの減圧・復圧の際の変形に伴なう歪みの影響を受けることがない。チャンバに内装される装置は、真空チャンバと機械的に関係なく、石定盤により正確な基準面を持って配置することができる。しかも、チャンバは、復圧後には、上方に持ち上げるだけで、装置から分離して装置を開放できるので、装置の調整、点検、分解修理その他の作業を簡便にすることができる利点がある。
【００１２】
さらに、本発明は、石定盤と、ステージ全体を覆う側壁及び天蓋から成る真空チャンバと共に、真空チャンバ内で石定盤上に載置されたステージ装置とから成り、チャンバが、上方に取外し可能に、側壁下部が石定盤上に載置されるようにした真空ステージ装置を含む。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の真空チャンバ装置は、上記の如く、石定盤と、内部に空所を形成してステージ全体を覆う側壁及び天蓋から成る真空チャンバと、から成り、該チャンバが、上方に取外し可能に、側壁下部が石定盤上に載置されるようにしており、この真空チャンバ内には、石定盤上に載置されたステージ装置を固定して、真空ステージ装置とするものである。
【００１４】
石定盤は、表面精度が良好な平坦面が得られ、熱的に安定で、ＪＩＳＢ７５１３「精密定盤」に規定する０級の表面度公差内に加工することが容易であり、ステージ装置を載置することにより装置の組立精度を確保することできる。
【００１５】
真空チャンバ装置は、石定盤上にはステージ装置を固定するための１つ又は２つ以上の固定基台が固定され、この固定基台にステージ装置を固定するようにしたのが好ましい。このような真空チャンバー装置は、チャンバ内において、固定基台の寸法形状を正確に規定することにより、定盤の上面に対して正確に位置付けることができる。固定基台は、下面の接触面と上面の固定面とは、平坦度と平滑度が、共に、１μｍ以下であり、両面の平行度が１μｍ以下であるのが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明の真空チャンバ装置及び真空ステージ装置は、石定盤の上面を覆うカバープレートを含むのが好ましく、カバープレートは、固定基台を気密的に嵌挿させる貫通孔を有しており、カバープレートが、石定盤の表面上に載置したとき、固定基台が貫通孔からチャンバ内部を覗くか突出するかして、上記のステージ装置を支持することができる。
【００１７】
貫通孔と固定基台との間は、気密的に封止されているのが好ましく、これにより、石定盤からのガスや粒子は、完全に遮断される。このような貫通孔と固定基台との間の気密手段には、Ｏリングが利用できる。真空チャンバは、チャンバの側壁の下部が、上記カバープレート上面に気密的に載置される。チャンバの側壁の下部とカバープレート上面との間の気密化手段には、Ｏリングが利用できる。これにより、チャンバは、腹圧後、カバープレートから上方に簡便に取り外すことができ、また、カバープレート上に上方から簡便に装着できる。
【００１８】
そして、上記真空チャンバ装置は、その側壁下部がカバープレート上面に気密的に載置されて支持されるが、真空ステージ装置は、固定基台の上面に固定され、カバープレートには固定基台を気密的に嵌挿させる貫通孔を介在させるので、カバープレートからの力の影響を受けない。
【００１９】
本発明は、石定盤を使用して高い精度でステージ装置を真空チャンバ装置内に定置するものであるが、しかし、石定盤面は、真空に曝されるために放出ガスが発生し易く、所定の真空度に到達するには、時間を要し、極めて高い真空の場合は、真空度が得られないことが考えられる。また、石定盤の表面からは、鉱物質の粒子が発生する可能性があり、半導体露光装置には問題が生じることが考えられる。
【００２０】
これに対しては、本実施形態は、カバープレートにより石定盤の表面を覆って隔離し、石材表面からのガスや微粒子の真空チャンバ内への放出移行を防止して、チャンバ内の到達真空度を高めて、内部飛散粒子を低減するものである。
【００２１】
カバープレートは、金属、例えば、ステンレス鋼やアルミニウム合金から作ることができる。カバープレートは、また、真空チャンパの荷重を支持して真空と大気圧との差圧に耐えるに十分な強度を有すればセラミックやガラスでもよい。
【００２２】
さらに、真空チャンバ装置と真空ステージ装置は、上記のカバープレートの下面側に接続されてカバープレートと石定盤との隙間を減圧するために吸引口を有する真空配管を含む。真空配管は、その吸引口が、カバープレートの下面側に開口して、真空ポンプに接続されており、真空配管を減圧することにより、カバープレートの下面と定盤の表面との間の隙間ないし空間を減圧して、定盤表面から放出されたガスと微粒子を排出するのである。吸引口は、適当に、カバープレートに接続されており、例えば、カバープレートの縁部に固定を設けても良い。
【００２３】
好ましくは、カバープレートの該石定盤に対面する側である下面には、該底面に開口して上記真空配管の吸引口に連通する吸引溝が形成されている。吸引口からの吸引により、吸引溝を通じて、カバープレートの下側の略全域を減圧することができる。
【００２４】
このような吸引溝は、カバープレートの下面に開口して、溝の両側面と上面とがカバープレートに刻設されている。このような吸引溝は、カバープレートの表面上に櫛上、格子状、又は、扇状に配置して、面域を効率的に排気することができる。
【００２５】
本発明の真空チャンバ装置と真空ステージ装置は、例えば、電子線照射描画装置に好ましく利用でき、描画精度が、チャンバの変形その他の要素に影響されずに極めて高く、また、カバープレート及び吸引用の真空配管により、高い真空度を維持しながら、懸濁粒子の少ない状態で描画処理をすることができる。
【００２６】
【実施例】
本願発明の実施例の真空ステージ装置は、図１に示す如く、チャンバ１は、下部は底板がなく、開口部を有し、矩形又は円筒の側壁１１と天蓋１０とから成り、側壁下部１１端面が、石定盤５側に向けて、真空チャンバを成している。
【００２７】
チャンバ１には、その側壁１１に、真空排気管１４が接続されて、真空ポンプ１５（不図示）に連接されて、チャンバ１の内部を排気して、高真空を得ることができ、天蓋１０には、この装置の用途により、ビーム照射用開口部１３を備えている。
【００２８】
石定盤５は、上面５０が平坦で且つ上記ＪＩＳの０級平面度の基準面を有して、この石定盤上に、上記チャンバ１とステージ装置２とが、それぞれ、カバープレート７と固定基台６とを介して固定される。
【００２９】
石定盤５上には、この例では、２つの固定基台６（６ａ，６ｂ）が、固定されており、固定基台６ａ，６ｂは、外形が断面円形の円筒状ないしディスク状をなし、石定盤７に接する下面の接触面６１と、ステージ装置２を固定する上面の固定面６２とが、各固定基台につき高い平面度と平行度の加工により、高い精度にされている。さらにこの２つの固定基台の高さが、高い精度で、揃えてある。
これら固定基台６ａ，６ｂは、この例では、剛性の高い材質であるアルミナセラミックスを用いて、加工により、平面度１μｍ以下、平行度１μｍ以下、２つの固定基台６ａ，６ｂの高さの差１μｍ以下に成形されている。
【００３０】
固定基台６は、石定盤５上に、固定されるが、固定基台６には、接触面側にボルト孔と、固定面側にボルト孔が別個に設けてある。固定は、石定盤５上に立てたタップボルト６４に固定基台６に設けたボルト孔６５を通して行なっている。さらに、固定基台６の固定面６２上に、ステージ装置２からのボルト２５が埋めこみ固定されている。
【００３１】
石定盤５の上面には、ステンレス鋼から作ったカバープレート７が載置されている。カバープレート７は、上面７０が概ね平坦で、固定基台６ａ，６ｂを貫通させるための２つの貫通孔７１、７１を備えている。貫通孔７１は、固定基台６の外形に合わせて断面円形にされ、貫通孔内面にはＯリング溝８３を有して、Ｏリング８３ａが嵌め入れされて、上記固定基台６の側面６３をシールして、カバープレート７と固定基台６との隙間を気密封止している。さらに、カバープレート周縁部７３の上面７０には、上記真空チャンバ１の下側開口部が載置され、真空チャンバの側壁１１の下端部１１１には、その端面にＯリング溝８２を備え、この例では、カバープレート７の周縁部７３に、側壁１１の下端部１１１が載置されて支持され、Ｏリング８ａにより気密封止されている。これらの構造により、真空チャンバ１とカバープレート７との間の空所を、石定盤５から隔離した真空空間に利用することができる。
【００３２】
固定基台６の形状については、Ｏリング８ｂの装着を容易にするため円筒状とするのが好都合であるが、円筒状に限られるわけではなく、断面矩形状又は多角形状で、ベースプレート７の貫通孔７１との間にＯリングその他の適当な気密手段を設けることができれば、同様の効果が得られる。
【００３３】
この実施例の真空チャンバ装置は、その内側には、固定基台６ａ，６ｂ上にステージ装置が固定され、この固定基台６ａ，６ｂの上面６６２を基準面にしてステージ装置２を載置してある。この例は、ステージ装置２の両側支持体２２がその脚部２４、２４を固定基台６ａ，６ｂにそれぞれ固定され、両側支持体２２、２２は、その間にガイド２１を支持し、可動ステージ２３が、ガイド２１に沿って並進移動制御される。これにより、可動ステージ２３の上面のステージ面２０は、石定盤５に対して正確に位置付けられ、ステージ装置２の設置精度が確保される。ステージ装置は、また、ステージ装置本来の精度を狂わせることなく、真空排気による真空チャンバ１の変形の影響を全く受けることなく、ステージ上面２０の精度を維持することができる。さらに、ステージ装置を設置した後は、真空チャンバ１を、上方から覆い被せるようにカバープレート７上に載置する。従って、この発明の装置は、真空チャンバ１内で、ステージ装置２の精度調整という作業が全く不必要になり、逆にステージ装置２の点検・保守作業も、先ず真空チャンバ１を上方に持ち上げて外した状態で実施できるので、これら作業が簡便に且つ効率よく実施できる利点がある。
【００３４】
以下の実施例は、図２に示すように、カバープレート７と石定盤５との間を真空排気する例を示す。カバープレート７の下面７２側であって石定盤５に対面する側に、別の真空配管４の吸引口４０が接続されて、真空配管に接続した真空ポンプにより接続されている。吸引口４０は、カバープレートの下面と石定盤の上面の間の隙間を減圧吸引して、ガスと微粉塵を吸引し、これらの真空チャンバ内へ移行するのを防止する。
【００３５】
この例では、カバープレートの下面７２側には、吸引用の溝４１が配設されて、吸引溝４１は上記の吸引口４０に接続されている。吸引溝４１は、カバープレートの下面側に開口しており、このカバープレート７が石定盤５上に配置されていると、石定盤５からのガスや微粉塵を、吸引溝４１を通じて、吸引口４０より真空配管に誘導排除することができる。
【００３６】
図３には、カバープレート７の下面側の形状を示すが、カバープレート７の下面７２には、Ｏリング用の溝８４が、周縁部に沿って取り囲むように形成され、Ｏリング溝８４の内側範囲には、吸引溝４１が、縦方向の溝４２と横方向の溝４３とが直交するように配置され、多数の吸引溝が格子状に形成され、吸引溝４２、４３は互いに連通して、上記の吸引口４０に接続されている。従って、吸引口４０から吸引すれば、図２の定置の状態で、吸引溝４１を通じて、石定盤５の上面５０と、カバープレート７の下面７２との間を減圧吸引することができる。
【００３７】
このように、カバー７と石定盤５の空間を排気管４によって真空ポンプに接続し真空排気することにより、真空チャンバ内の真空空間とカバーと石定盤で囲まれる空間の圧力の差をなくすことができ、カバーの変形を回避するとともに、石定盤からのガス放出及び微粒子の真空チャンバ内への移行を防止することができる。
【００３８】
[試験]
真空チャンバ１の外形は、寸法は、縦１ｍ、横１ｍ、高さ６０ｃｍで、ステンレス鋼から、側壁部１１と天蓋１０とが作られている。石定盤５は、市場入手可能なグラナイト定盤であり、寸法は、縦１．５ｍ、横１．５ｍ、厚さ３０ｃｍで、平面度は上記ＪＩＳ規定の０級公差に調製した。
【００３９】
固定基台６ａ，６ｂは、アルミナ系セラミックスから、直径１０ｃｍで厚さ１０ｃｍの円筒状の形状に２個作った。固定基台６ａ，６ｂの石定盤に対する接触面と、ステージ装置に対する固定面とは、いずれも平面度１μｍ以下とし、接触面６１と固定面６２との間の面平行度は１μｍ以下に調製した。固定基台６ａ，６ｂの側面６３とカバープレート７との貫通孔７１との隙間を、Ｏリング８３ａによって気密封止した。
【００４０】
試験は、カバープレート７を使用した真空チャンバ装置と、カバープレートを外して上記の真空チャンバを直接に石定盤上に載置した装置とで比較した。真空チャンバ１内の真空度は、カバープレートなしの状態では１ｘ１０^−４Ｐａであったが、カバープレートを載置することにより、５ｘ１０^−５Ｐａまで到達した。
【００４１】
真空チャンバ内の懸濁粒子について、パーティクルカウンターによる粒子計数を実施した結果、カバープレートを用いない場合は、粒径０．１μｍ以下の粒子２０〜３０個／ｆｔ^３が検出されたが、実施例のカバープレートを敷設したときは、０．１μｍ以下の粒子は、１〜３個／ｆｔ^３にまで減少し、石定盤からの発塵が回避されたことがわかった。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の真空チャンバ装置は、チャンバーが側壁と天蓋とから成り、底板がないので、石定盤上に固定されたステージ装置の鉛直上方から覆い被せることができ、また、ステージ装置は石定盤に載置したままの状態で、真空チャンバを鉛直上方に持ち上げることにより取り外すことが可能であるので、ステージ装置の精度調整及び点検保守作業などは真空チャンバを外した状態で行えるので、装置のメンテナンスが容易で、作業効率の高いステージ装置となる。
【００４３】
ステージ装置を固定するための固定基台が石定盤上に配設され、固定基台を介してステージ装置が石定盤上に固定すれば、ステージ装置の設置はこの固定基台を基準に行えるので、高精度な調整が可能になる。
【００４４】
さらに、ステージ装置の取り付け面を残して、石定盤を覆って隔離するカバープレートを配設して、カバープレートと固定基台との間、及びカバープレートと真空チャンバ側壁との間に気密手段を配設すれば、石定盤からの放出ガス及びパーティクルが真空チャンバ内に流入移行しないステージ装置が提供できる。
【００４５】
石定盤とカバープレートと真空チャンバ側壁によって囲まれた空間を、外部に設けた真空排気ポンプによって排気するようにすれば、真空チャンバ内との圧力差を相殺できるので、カバープレートの変形を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る真空ステージ装置の模式的縦断面図を示す。
【図２】本発明の別の実施例に係る真空ステージ装置の模式的縦断面図を示す。
【図３】本発明の実施例に係る真空ステージ装置に使用するカバープレートの下面図を示す。
【符号の説明】
１真空チャンバ
２ステージ装置
１４排気管
４真空配管
５石定盤
６固定基台
７カバープレート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum chamber device and a vacuum stage device in which a stage device is arranged with high accuracy inside a chamber using a stone surface plate.
[0002]
[Prior art]
The vacuum stage device can perform scanning operations by placing a semiconductor wafer, etc., and performs surface treatment using an energy beam, such as exposing the photosensitive film on the surface, in particular, on the surface of the wafer in a vacuum. It is a device used when doing. In particular, there is an apparatus used for forming an extremely precise pattern by electron beam irradiation (see, for example, Patent Documents 1 and 2). Further, for example, Patent Document 3 discloses an xy scan stage apparatus used in a stage apparatus in a vacuum.
[0003]
An example of a conventional vacuum stage apparatus includes a bottomed box-shaped container that opens upward, a canopy that opens and closes the container opening, and a stage apparatus that is fixed to the bottom of the box-shaped container and accommodated in the container. Things are known. It includes a vacuum pipe that opens to the side wall of the container, communicates with the inside, and is connected to a vacuum pump. The inside of the container is evacuated to a high vacuum by the vacuum pump, and the workpiece on the stage is processed in the vacuum. Such a vacuum chamber apparatus is assembled from a divided member by welding in a large-sized one, and in particular, the joint portion of the member is subjected to a treatment for airtightness.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2002-184664 A
[Patent Document 2]
JP2002-118054
[Patent Document 3]
JP 2000-58629 A
[0005]
The vacuum chamber is subject to slight deformation due to the pressure difference between the internal vacuum space and the atmospheric pressure space outside the device. In the case of precise irradiation of an electron beam or other image processing, this deformation distorts the position of the internal stage and affects the positioning of an object placed thereon. Such a distortion has an effect such as an optical interference system for measuring the position of the stage apparatus and an alignment position of the alignment apparatus being shifted.
[0006]
In Patent Document 2, in order to avoid distortion of the chamber, the main chamber is formed in a box-shaped rectangular body as usual, and a pan is provided outside the main chamber so as to cover the side wall and bottom surface of the main chamber, A dual structure chamber is disclosed in which a gap surrounded between the main chamber and the pan is a hollow layer, and deformation of the main chamber is prevented by exhausting the air in the hollow layer with a vacuum pump.
[0007]
In order to assemble and process parts processed with high precision in a semiconductor exposure apparatus, and length measurement systems such as an optical interference system and alignment apparatus must also be arranged with high precision. A horizontal plane is required. Patent Document 3 proposes that a surface plate is disposed in a vacuum vessel and a stage device is disposed on the surface plate to ensure assembly accuracy.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the semiconductor exposure apparatus as described above, it is required to place the stage apparatus on a substrate having a reference surface, that is, a surface plate, while accommodating the stage apparatus in a vacuum vessel. In this respect, the double chamber described in Patent Document 2 has been devised to prevent deformation due to the pressure of the main chamber by covering the periphery of the main chamber and placing a pan on the outside. The bottom surface to be formed is a bottom surface of a box-shaped rectangular body integrated with the vacuum chamber, and is not a reference surface suitable for high-precision assembly. Therefore, the conventional apparatus is inferior in terms of apparatus maintenance, such as accuracy adjustment and maintenance inspection work of the stage apparatus accommodated in the vacuum vessel is difficult, high-precision adjustment cannot be performed, and work efficiency is low. There was a problem such as.
[0009]
The present invention relates to a vacuum chamber apparatus that is fixed on a surface plate having a reference surface accurately and that can be processed in a high vacuum without being affected by the distortion caused by the pressure difference of the chamber in a vacuum. An object of the present invention is to provide a vacuum stage device in which this is applied to a stage device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The vacuum chamber apparatus of the present invention uses a stone surface plate as a surface plate on which a stage device is placed, and a chamber comprising a side wall and a canopy that form a vacuum space inside, and the chamber is removed upward. It is possible that the lower portion of the side wall is airtightly placed on the stone surface plate. In this vacuum chamber, the lower part of the chamber is opened and the lower part of the side wall is placed on the stone platen to be airtight, so that the apparatus to be placed in the vacuum is directly on the stone platen. Alternatively, it is fixed via an appropriate fixing base on the upper surface of the surface plate.
[0011]
The structure of this chamber apparatus is not affected by distortion caused by deformation during decompression / recompression of the chamber because the apparatus fixed in the vacuum chamber does not mechanically contact the vacuum chamber. The device installed in the chamber can be arranged with an accurate reference plane by a stone surface plate regardless of the mechanical relationship with the vacuum chamber. Moreover, since the chamber can be separated from the apparatus and opened by simply lifting it upward after the return pressure, there is an advantage that the apparatus can be easily adjusted, inspected, disassembled and repaired.
[0012]
Furthermore, the present invention comprises a stone surface plate and a stage device placed on the stone surface plate in the vacuum chamber, together with a vacuum chamber comprising a side wall and a canopy covering the entire stage, and the chamber can be removed upward. In addition, a vacuum stage device in which the lower portion of the side wall is placed on the stone surface plate is included.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As described above, the vacuum chamber apparatus of the present invention comprises a stone surface plate, and a vacuum chamber comprising a side wall and a canopy that forms a void inside and covers the entire stage, and the chamber can be removed upward. The lower portion of the side wall is placed on a stone surface plate, and a stage device placed on the stone surface plate is fixed in the vacuum chamber to form a vacuum stage device.
[0014]
The stone surface plate provides a flat surface with good surface accuracy, is thermally stable, and can be easily processed within the 0-degree surface tolerance defined in JIS B7513 “Precision surface plate”. Assembling accuracy of the apparatus can be ensured by placing the.
[0015]
In the vacuum chamber apparatus, it is preferable that one or two or more fixed bases for fixing the stage apparatus are fixed on a stone surface plate, and the stage apparatus is fixed to the fixed base. Such a vacuum chamber device can be accurately positioned with respect to the upper surface of the surface plate by accurately defining the size and shape of the fixed base in the chamber. In the fixed base, it is preferable that the flatness and smoothness of the lower contact surface and the upper fixed surface are both 1 μm or less and the parallelism of both surfaces is 1 μm or less.
[0016]
Furthermore, the vacuum chamber device and the vacuum stage device of the present invention preferably include a cover plate that covers the upper surface of the stone surface plate, and the cover plate has a through hole into which the fixed base is inserted in an airtight manner. When the cover plate is placed on the surface of the stone surface plate, the above-mentioned stage device can be supported by whether the fixed base looks into or protrudes into the chamber from the through hole.
[0017]
It is preferable that the through hole and the fixed base are hermetically sealed, whereby gas and particles from the stone surface plate are completely shut off. An O-ring can be used as an airtight means between the through hole and the fixed base. In the vacuum chamber, the lower part of the side wall of the chamber is airtightly mounted on the upper surface of the cover plate. An O-ring can be used as an airtight means between the lower portion of the side wall of the chamber and the upper surface of the cover plate. Thereby, after abdominal pressure, the chamber can be easily removed upward from the cover plate, and can be easily mounted on the cover plate from above.
[0018]
The vacuum chamber device is supported by being hermetically placed on the upper surface of the cover plate and supported by the lower portion of the side wall, while the vacuum stage device is fixed to the upper surface of the fixed base, and the cover plate has a fixed base. Since the through-hole to be inserted in an airtight manner is interposed, it is not affected by the force from the cover plate.
[0019]
The present invention uses a stone surface plate to place the stage device in the vacuum chamber device with high accuracy. However, the stone surface plate surface is easily exposed to vacuum, so that released gas is easily generated. It takes time to reach a predetermined degree of vacuum, and it is considered that the degree of vacuum cannot be obtained in the case of an extremely high vacuum. Further, mineral particles may be generated from the surface of the stone surface plate, which may cause a problem in the semiconductor exposure apparatus.
[0020]
In contrast, in this embodiment, the surface of the stone platen is covered and isolated by the cover plate, and the release and transfer of gas and fine particles from the stone surface into the vacuum chamber is prevented, thereby achieving the ultimate vacuum in the chamber. The degree is increased to reduce the internal scattering particles.
[0021]
The cover plate can be made from a metal, such as stainless steel or an aluminum alloy. The cover plate may be made of ceramic or glass as long as it has sufficient strength to support the load of the vacuum chamber and withstand the pressure difference between the vacuum and the atmospheric pressure.
[0022]
Further, the vacuum chamber device and the vacuum stage device include a vacuum pipe connected to the lower surface side of the cover plate and having a suction port for reducing the gap between the cover plate and the stone surface plate. The vacuum pipe has a suction port that opens to the lower surface side of the cover plate and is connected to a vacuum pump. By reducing the pressure of the vacuum pipe, there is no gap between the lower surface of the cover plate and the surface of the surface plate. The space is decompressed, and the gas and fine particles released from the surface of the platen are discharged. The suction port is appropriately connected to the cover plate, and for example, fixing may be provided at the edge of the cover plate.
[0023]
Preferably, a suction groove that opens to the bottom surface and communicates with the suction port of the vacuum pipe is formed on the lower surface of the cover plate that faces the stone surface plate. By suction from the suction port, it is possible to depressurize the substantially entire lower region of the cover plate through the suction groove.
[0024]
Such suction grooves are opened in the lower surface of the cover plate, and both side surfaces and the upper surface of the groove are carved in the cover plate. Such suction grooves can be arranged on the surface of the cover plate in a comb shape, a lattice shape, or a fan shape to efficiently exhaust the surface area.
[0025]
The vacuum chamber apparatus and the vacuum stage apparatus of the present invention can be preferably used for, for example, an electron beam irradiation drawing apparatus, and the drawing accuracy is extremely high without being affected by the deformation of the chamber and other factors. With the vacuum piping, it is possible to perform the drawing process with few suspended particles while maintaining a high degree of vacuum.
[0026]
【Example】
As shown in FIG. 1, the vacuum stage apparatus according to the embodiment of the present invention has a chamber 1 having a bottom plate without a bottom plate, an opening, a rectangular or cylindrical side wall 11 and a canopy 10, and an end surface of the side wall lower portion 11. However, a vacuum chamber is formed toward the stone surface plate 5 side.
[0027]
A vacuum exhaust pipe 14 is connected to the side wall 11 of the chamber 1 and connected to a vacuum pump 15 (not shown) so that the inside of the chamber 1 can be exhausted to obtain a high vacuum. Is provided with a beam irradiation opening 13 depending on the use of the apparatus.
[0028]
The stone surface plate 5 has a flat upper surface 50 and a reference surface of the JIS class 0 flatness, and the chamber 1 and the stage device 2 are respectively connected to the cover plate 7 and the stone surface plate. It is fixed via a fixed base 6.
[0029]
In this example, two fixed bases 6 (6a, 6b) are fixed on the stone surface plate 5, and the fixed bases 6a, 6b have a cylindrical shape or a disk shape whose outer shape is circular in cross section. The lower surface contact surface 61 in contact with the stone surface plate 7 and the upper surface fixing surface 62 for fixing the stage device 2 are made highly accurate by processing with high flatness and parallelism for each fixed base. Furthermore, the heights of these two fixed bases are aligned with high accuracy.
In this example, these fixed bases 6a and 6b are made of alumina ceramic, which is a highly rigid material, and have a flatness of 1 μm or less and a parallelism of 1 μm or less by processing. The difference is 1 μm or less.
[0030]
The fixed base 6 is fixed on the stone surface plate 5, and the fixed base 6 is separately provided with a bolt hole on the contact surface side and a bolt hole on the fixed surface side. Fixing is performed through a bolt hole 65 provided in the fixed base 6 on a tap bolt 64 standing on the stone surface plate 5. Further, the bolt 25 from the stage device 2 is embedded and fixed on the fixed surface 62 of the fixed base 6.
[0031]
A cover plate 7 made of stainless steel is placed on the upper surface of the stone surface plate 5. The cover plate 7 has a substantially flat upper surface 70 and includes two through holes 71 and 71 for allowing the fixed bases 6a and 6b to pass therethrough. The through hole 71 has a circular cross section in accordance with the outer shape of the fixed base 6. The through hole 71 has an O ring groove 83 on the inner surface of the through hole, and an O ring 83 a is fitted therein. The gap between the cover plate 7 and the fixed base 6 is hermetically sealed. Further, the lower opening portion of the vacuum chamber 1 is placed on the upper surface 70 of the peripheral edge portion 73 of the cover plate, and the lower end portion 111 of the side wall 11 of the vacuum chamber is provided with an O-ring groove 82 on its end surface. In the example, the lower end portion 111 of the side wall 11 is placed and supported on the peripheral edge portion 73 of the cover plate 7 and hermetically sealed by the O-ring 8a. With these structures, the space between the vacuum chamber 1 and the cover plate 7 can be used as a vacuum space isolated from the stone surface plate 5.
[0032]
The shape of the fixed base 6 is preferably cylindrical to facilitate the mounting of the O-ring 8b. However, the shape of the fixed base 6 is not limited to the cylindrical shape, and the base plate 7 has a rectangular or polygonal cross section. If an O-ring or other suitable airtight means can be provided between the through hole 71, the same effect can be obtained.
[0033]
In the vacuum chamber apparatus of this embodiment, the stage apparatus is fixed on the fixed bases 6a and 6b, and the stage apparatus 2 is placed with the upper surface 662 of the fixed bases 6a and 6b as a reference plane. It is. In this example, both side supports 22 of the stage device 2 have their legs 24 and 24 fixed to the fixed bases 6a and 6b, respectively, and both side supports 22 and 22 support the guide 21 therebetween, and the movable stage 23 However, the translational movement is controlled along the guide 21. Thereby, the stage surface 20 on the upper surface of the movable stage 23 is accurately positioned with respect to the stone surface plate 5, and the installation accuracy of the stage apparatus 2 is ensured. The stage device can maintain the accuracy of the stage upper surface 20 without disturbing the original accuracy of the stage device and without being affected by the deformation of the vacuum chamber 1 due to evacuation. Further, after the stage device is installed, the vacuum chamber 1 is placed on the cover plate 7 so as to cover from above. Accordingly, in the apparatus of the present invention, the work of adjusting the accuracy of the stage device 2 is completely unnecessary in the vacuum chamber 1, and conversely, the inspection and maintenance work of the stage device 2 is performed by first lifting the vacuum chamber 1 upward. Since it can be carried out in the removed state, there is an advantage that these operations can be carried out simply and efficiently.
[0034]
The following embodiment shows an example in which the space between the cover plate 7 and the stone surface plate 5 is evacuated as shown in FIG. A suction port 40 of another vacuum pipe 4 is connected to the lower surface 72 side of the cover plate 7 and facing the stone surface plate 5, and is connected by a vacuum pump connected to the vacuum pipe. The suction port 40 sucks the gap between the lower surface of the cover plate and the upper surface of the stone surface plate under reduced pressure, sucks gas and fine dust, and prevents them from moving into these vacuum chambers.
[0035]
In this example, a suction groove 41 is provided on the lower surface 72 side of the cover plate, and the suction groove 41 is connected to the suction port 40. The suction groove 41 is open on the lower surface side of the cover plate. When the cover plate 7 is disposed on the stone surface plate 5, gas and fine dust from the stone surface plate 5 are passed through the suction groove 41. It is possible to eliminate the induction from the suction port 40 to the vacuum pipe.
[0036]
FIG. 3 shows the shape of the lower surface side of the cover plate 7. On the lower surface 72 of the cover plate 7, an O-ring groove 84 is formed so as to surround the peripheral edge portion. In the inner area, the suction grooves 41 are arranged so that the vertical grooves 42 and the horizontal grooves 43 are orthogonal to each other, a number of suction grooves are formed in a lattice shape, and the suction grooves 42 and 43 communicate with each other. The suction port 40 is connected. Therefore, if suction is performed from the suction port 40, the space between the upper surface 50 of the stone surface plate 5 and the lower surface 72 of the cover plate 7 can be sucked under reduced pressure through the suction groove 41 in the stationary state of FIG. 2.
[0037]
In this way, the space between the cover 7 and the stone surface plate 5 is connected to the vacuum pump by the exhaust pipe 4 and is evacuated to thereby reduce the pressure difference between the vacuum space in the vacuum chamber and the space surrounded by the cover and the stone surface plate. It is possible to eliminate the deformation of the cover, and it is possible to prevent the gas release from the stone surface plate and the migration of the fine particles into the vacuum chamber.
[0038]
[test]
The external dimensions of the vacuum chamber 1 are 1 m in length, 1 m in width, and 60 cm in height, and the side wall 11 and the canopy 10 are made of stainless steel. The stone surface plate 5 is a commercially available granite surface plate, the dimensions are 1.5 m in length, 1.5 m in width, 30 cm in thickness, and the flatness is adjusted to the 0 grade tolerance defined in the above JIS standard.
[0039]
Two fixed bases 6a and 6b were made of alumina ceramics into a cylindrical shape having a diameter of 10 cm and a thickness of 10 cm. The contact surfaces of the fixed bases 6a and 6b with respect to the stone surface plate and the fixed surface with respect to the stage device are both adjusted to have a flatness of 1 μm or less, and the surface parallelism between the contact surface 61 and the fixed surface 62 is adjusted to 1 μm or less. did. The gap between the side surface 63 of the fixed base 6a, 6b and the through hole 71 of the cover plate 7 was hermetically sealed by an O-ring 83a.
[0040]
The test was compared between a vacuum chamber apparatus using the cover plate 7 and an apparatus in which the cover plate was removed and the vacuum chamber was directly placed on a stone surface plate. The degree of vacuum in the vacuum chamber 1 was 1 × 10 ⁻⁴ Pa without the cover plate, but reached 5 × 10 ⁻⁵ Pa by placing the cover plate.
[0041]
As a result of carrying out particle counting by the particle counter for suspended particles in the vacuum chamber, 20-30 particles / ft ³ having a particle size of 0.1 μm or less were detected when the cover plate was not used. When the cover plate was laid, particles of 0.1 μm or less were reduced to 1 to 3 particles / ft ³ , and it was found that dust generation from the stone surface plate was avoided.
[0042]
【The invention's effect】
In the vacuum chamber apparatus of the present invention, the chamber is composed of a side wall and a canopy, and there is no bottom plate. Therefore, the vacuum chamber apparatus can be covered from the vertical upper side of the stage apparatus fixed on the stone surface plate. Since it can be removed by lifting the vacuum chamber vertically upward while it is mounted on the stage, the precision adjustment of the stage device and inspection and maintenance work can be performed with the vacuum chamber removed. Is easy and the stage device is highly efficient.
[0043]
If the fixed base for fixing the stage device is arranged on the stone surface plate, and the stage device is fixed on the stone surface plate via the fixed base, the installation of the stage device is based on this fixed base. Since it can be performed, high-precision adjustment becomes possible.
[0044]
In addition, a cover plate that covers and isolates the stone surface plate is provided leaving the mounting surface of the stage device, and an airtight means is provided between the cover plate and the fixed base, and between the cover plate and the vacuum chamber side wall. By providing a stage device, it is possible to provide a stage device in which gas and particles emitted from the stone surface plate do not flow into the vacuum chamber.
[0045]
If the space surrounded by the stone surface plate, the cover plate, and the vacuum chamber side wall is evacuated by the vacuum pump provided outside, the pressure difference with the inside of the vacuum chamber can be offset, so that deformation of the cover plate is prevented. It becomes possible to do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a vacuum stage apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of a vacuum stage device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a bottom view of a cover plate used in a vacuum stage device according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum chamber 2 Stage apparatus 14 Exhaust pipe 4 Vacuum piping 5 Stone surface plate 6 Fixed base 7 Cover plate

Claims

石定盤と、内部に空所を形成する側壁及び天蓋から成る真空チャンバと、上記真空チャンバ内に収容されたステージ装置と、から成り、
上記真空チャンバが、上方に取外し可能に、側壁下部が上記石定盤上に気密的に配置されるとともに、
上記真空チャンバは、上記石定盤の上面を覆うカバープレートを含み、上記カバープレートの、上記石定盤に対面する下面には、該下面に開口して吸引溝が形成され、
上記吸引溝に連通した真空配管により、上記吸引溝が減圧されることを特徴とする真空ステージ装置。Comprising a stone surface plate, a vacuum chamber comprising a side wall and a canopy that form a void therein, and a stage device accommodated in the vacuum chamber ,
The vacuum chamber, removably upward Rutotomoni lower side wall is sealingly disposed in the stone surface plate,
The vacuum chamber includes a cover plate that covers an upper surface of the stone surface plate, and a lower surface of the cover plate that faces the stone surface plate is formed with a suction groove that opens to the lower surface,
A vacuum stage apparatus characterized in that the suction groove is decompressed by a vacuum pipe communicating with the suction groove .

上記真空チャンバの内部に上記ステージ装置を上面に固定して支持する１つ又は２つ以上の固定基台がその下面を上記石定盤上に接して固定されている請求項１に記載の真空ステージ装置。The vacuum according to claim 1, wherein one or more fixed bases for fixing and supporting the stage device on the upper surface are fixed inside the vacuum chamber with the lower surface in contact with the stone surface plate. Stage device.

上記固定基台が、平滑面で平行である上面と下面とを有するセラミック成形体から成ることを特徴とする請求項２に記載の真空ステージ装置。3. The vacuum stage apparatus according to claim 2, wherein the fixed base is formed of a ceramic molded body having an upper surface and a lower surface that are parallel with a smooth surface.

上記カバープレートが、上記固定基台を気密的に嵌挿させる貫通孔を有し、上記真空チャンバの側壁下部が、上記カバープレート上面に気密的に載置されるようにした請求項２または３に記載の真空ステージ装置。 4. The cover plate according to claim 2, wherein the cover plate has a through hole into which the fixed base is inserted in an airtight manner, and a lower portion of the side wall of the vacuum chamber is placed on the upper surface of the cover plate in an airtight manner. The vacuum stage apparatus described in 1.

上記吸引溝が、下面面域に格子状に配設されている請求項１に記載の真空ステージ装置。The vacuum stage apparatus according to claim 1, wherein the suction grooves are arranged in a lattice shape on the lower surface area.