JPH0281457A

JPH0281457A - 保持システム

Info

Publication number: JPH0281457A
Application number: JP63230146A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Tanaka; 裕田中; Kazunori Iwamoto; 岩本　和徳; Nobutoshi Mizusawa; 水澤　伸俊; Koji Uda; 宇田　幸二; Sadao Kariya; 刈谷　貞夫; Isamu Shimoda; 下田　勇
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-09-16
Filing date: 1988-09-16
Publication date: 1990-03-22

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、半導体素子製造過程で用いる露光装置等にお
いてウニ八等の被保持物を真空吸着力により吸着保持す
る真空保持システムに関し、特に密閉チャンバー内で用
いられる真空保持システムに関するものである。

［従来の技術］密閉された雰囲気内で被保持物を保持する従来技術とし
て、Ｘ線露光装置がある。Ｘ線露光装置のＸ線源として
は、電子線励起によりＸ線を発生する管球方式、プラズ
マから発生するＸ線を利用する方式、シンクロトロン軌
道放射光を利用する方式等があるが、これらのＸ線源は
いずれも真空中でＸ線を発生する方式である。従って、
発生したＸ線をマスク、ウェハ等に照射する場合、Ｘ線
透過率の高い材料、例えばベリリウム（Ｂｅ）　、から
なる遮断窓を通して照射される。この場合、遮断窓から
ウェハへ至るＸ線透過経路に大気が存在すると、Ｘ線が
大気に吸収され、露光時間が増大し、スルーブツトの低
下を来す。これを解決するため、マスク、ウェハ及び両
者の位置合わせ機構を真空気密な収納容器内に設け、こ
の容器内の大気を置換してＸ線の吸収の小さいガス、例
えばヘリウム（Ｈｅ）　、を大気圧以下に減圧して充填
する方式が提案されている。この場合、マスク、ウェハ
の搬送用ハンド及び位置合わせ用ステージには、マスク
、ウェハの保持手段として真空チャックが用いられる。

第４図に従来のＸ線露光装置を示す。電子銃３０及びタ
ーゲット３１からなるＸ線源はＸ線源収納室３２内に密
封収納される。Ｘ線源収納室３２はバルブ３３を介して
高真空ポンプ３４に連結され、内部は１０−”丁ｏｒｒ
以下の高真空に保たれる。

Ｘ線の被照射体であるマスク６及びウェハ５は、それぞ
れマスクチャック３、ウェハチャック４に保持され、ウ
ェハステージ９と共にステージ収納室１内に密封収納さ
れている。ステージ収納室１にはベリリウム製遮断窓７
が設けられ、ここに鏡筒８が接続される。ステージ収納
室１にはバルブ１８を介して低真空ポンプ！９が接続さ
れている。また、バルブ２０を介してヘリウムガスが供
給される。

上記構成において、低真空ポンプ１９によりステージ収
納室！内は１０−’Ｔｏｒｒ程度まで減圧され、その後
バルブ２０を開いてヘリウムガスを導入し大気圧より低
い圧力でヘリウムガスを充填した状態で露光が行なわれ
る。

［発明が解決しようとする課題］前記従来技術においては、ウェハを真空チャックするた
めの真空発生源として、工場内の真空ラインが用いられ
ていた。しかしながら、この場合期待できる圧力はせい
ぜし）数百７ｏｒｒである。また、加圧ラインを使用し
てベンチュリーポンプを用いても得られる圧力は４００
　Ｔｏｒｒ程度である。

従って、このような真空発生源を用いて１００〜２００
　Ｔｏｒｒの圧力で露光を行なおうとした場合、ウニへ
の保持は不可能である。この場合は、１０−’Ｔａｒｔ
以下の到達真空度をもつチャック専用ポンプを備える必
要がある。この場合、停電時の対策を考慮しなければな
らない。特に、Ｘ線源としてシンクロトロン軌道放射光
を用いた場合、Ｘ線を効率良く垂直に折り曲げる実用可
能な光学系が実現できないため、マスクとウェハの位置
合わせステージにおいては、両者を相互に垂直に保持し
なければならない。この状態で、停電により真空ポンプ
が停止すれば、マスク及びウェハは落下し、装置に損傷
を与えるおそれがある。また、マスク及びクエへのチャ
ック及びそれらの搬送系のハンド等に複数のチャックを
有し、これらのマスク、クエへの受は渡しを行なう保持
システムにおいては、真空ポンプとチャックの間にバル
ブを設けてこのバルブの開閉により被保持物の着脱を行
なう。このような保持システムにおいて、前記バルブが
常時開タイプの場合、停電時に被保持物を保持していな
いチャックからステージ収納室内のガスを吸い込んで保
持しているホルダーの真空吸着力を減らし、被保持物を
落とすおそれかある。

また、前ｇ己パルプが常時閉タイプの場合は当然被保持
物は落下する。

本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであっ
て、被保持物を確実に吸着保持し停電時にも被保持物を
吸着し続ける保持システムの提供を目的とする。

［課題を解決するための手段および作用］前記目的を達
成するため、本発明では、保持システム専用に、停電時
にも駆動可能なバックアップ用電源を備えた真空ポンプ
を設け、配管上に設けた被保持物着脱用のバルブが、停
電時においても、停電前の状態を維持可能に構成し、さ
らにアキュムレータチャンバーを設けて急激な真空度の
低下を防止し、これにより、減圧密閉された雰囲気内で
も使用可能で、かつ複数のホルダーからなる保持システ
ムにおいても停電時に被保持物を脱落させない信頼性の
高い保持システムが得られる。

［実施例］第１図は本発明の実施例で、シンクロトロン軌道放射光
を利用したＸ線露光装置を示す。ステージ収納室１は、
鏡筒８を介して、図示しない光源と接続され、ベリリウ
ム製遮断窓７を通してＸ線がステージ収納室１内に導入
される。Ｘ線の被照射体であるマスク６及びウェハ５は
、それぞれマスクチャック３及びウェハチャック４に保
持され、さらにウェハチャック４はウェハステージ９に
固定され、ステージ収納室１内に密封収納されている。

ステージ収納室１内にはさらにウェハ５を図示しないロ
ードロックチャンバーとの間で搬入搬出するためのウェ
ハハンド１０が備わる。マスク６はマスクチャック３に
機械的に保持される。ウェハチャック４及びウェハハン
ド１０におけるウェハの吸着は全て真空吸着力による構
成であり、フィードスルー用の配管１１．１２を介して
外部に設置した油回転ポンプ１５に接続されている。こ
の配管１１．１２上にはバルブ１３．１４及びアキュム
レータチャンバー３５が設けられる。油回転ポンプ１５
には通常時用電源１６及び停電時用電源１７が電源切換
器３７を介して接続されている。また、電源切換器３７
は電圧検知回路３６により切換えられる。ステージ収納
室１には、大気をヘリウムに置換する時のために、バル
ブ１８を介して真空ポンプ１９が接続され、またバルブ
２０を介して図示しないヘリウム源に接続されている。

上記構成のＸ線露光装置の作用について以下に説明する
。最初、ステージ収納室１内は大気の状態である。この
状態でマスク６がマ各クチャツク３に機械的に固定され
る。次に、バルブ１８を開いて真空ポンプ１９によりス
テージ収納室１内を排気し、ステージ収納室内の圧力が
所定の圧力（例えば１０−’Ｔｏｒｒ）になったらバル
ブ１８を閉じる。この後バルブ２０を開きステージ収納
室１内の圧力が所定の圧力（例えば１００　Ｔｏｒｒ）
になるまでヘリウムを供給する。この後、ウェハハンド
１０によりウェハ５がウェハチャック４に搬入され真空
吸着力により吸着保持される。以後ウェハー枚の露光が
終了するごとに、露光済みのウェハが図示しないロード
ロックチャンバーへ搬出され、新しいウェハが搬入され
る。このとき、ウェハチャック４及びウェハハンド１０
の吸着力のＯＮ、ＯＦＦはバルブ１３．１４により行な
われる。

上記バルブ１３（１４）の構造を第２図に示す。弁本体
２２はエアシリンダー２３内のピストン２１に接続され
ている。エアシリンダー２３の駆動力として高圧エアが
供給される。この高圧エア配管上に、常時閉（通電時間
）構造の電磁弁２５．２６が設けられ、さらに通電時に
電磁弁２６側へ高圧エアを供給する構造の電磁弁２７が
設けられている。上記バルブ１３．１４を操作する場合
、最初電磁弁２５．２６は常に通電状態（開）にしてお
く。この状態で、ウェハチャック４又はウェハハンド１
０にクエへを吸着する場合は、電磁弁２７に通電し、バ
ルブ１３．１４を開の状態にする。クエへを外す場合に
は、電磁弁２７の通電をＯＦＦにすれば、バルブ１３．
１４が閉じ、真空吸着力はなくなる。

上記構成のＸ線露光装置では、チャック用の真空吸着力
発生用として油回転ポンプ１５を使用している。油回転
ポンプの到達圧力は１０−’Ｔｏｒｒ以下であり、ステ
ージ収納室１を例えば１００　Ｔｏｒｒとすれば、０，
１３にｇ／ｃ＋ａ”の吸着力が得られる。６インチウェ
ハであれば、２３にｇの吸着力が得られ、実用上充分で
ある。従って、上記実施例のように、ステージ収納室１
の排気用ポンプ１９とは別に、チャック専用の油回転ポ
ンプを備えれば、減圧したヘリウム雰囲気内でも、真空
吸着力により確実にマスク、ウェハ等の吸着保持ができ
る。

次に、停電時について述べる。油回転ポンプ１５には通
電時用電源１６の他に停電時用電源１７が備わり、停電
時に所定の時間、例えばステージ収納室１を大気開放し
てウェハ５を取り出す間、ポンプの駆動が可能である。

すなわち、電圧検知回路３６では、通常時用電源を整流
して停電時用電源からの基準電圧と比較し、通常時電源
の電圧が基準値より低い場合に停電と判断して、切換器
３７を切換えて停電時用電源側に接続する。この場合、
通電時用電源から停電時用電源に切り換わる間にチャッ
クの真空度が低下し、特にステージ収納室１内のヘリウ
ム圧力が低い場合には、ウェハが脱落するおそれがある
。これを防止するため、真空チャックと油回転ポンプ間
の真空配管上にアキュムレータチャンバー３５が設けら
れている。これにより急激な圧力上昇が防止される。ア
キュムレータチャンバー３５の容量は、真空チャックの
数、配管抵抗、ポンプ排気速度等を考慮して定める。第
２図で説明したように、バルブ１３．１４を駆動する高
圧エア配管上には常時閉の電磁弁２５．２８が設けられ
ているため、停電時にこれらの電磁弁２５．２６が閉じ
、バルブ１３．１４は停電前の状態を維持する。従って
、停電前にウェハを真空吸着保持していれば停電時にも
このウェハ保持状態が保たれ、また停電前にウェハがな
ければ油回転ポンプ１５への配管は閉じたままの状態で
維持される。このため、ウェハチャック４又はウェハハ
ンド１０の一方のみかウェハを吸着保持している場合に
、両方のチャックが閉じられるため、ウェハ非保持側の
チャック開によりステージ収納室内のヘリウムガスを吸
い込み保持側チャックの真空吸着力が低下してウェハが
脱落するといった不具合はなくなる。

真空チャック配管上のバルブ１３．１４の別の例を第３
図に示す。この例においては、エアシリンダー２３に常
時間の電磁弁２８．２９が接続されている。その他の構
成は第２図の例と同様である。第３図の構成において、
バルブを開くときは電磁弁２９のみに通電し、閉じると
きは他方の電磁弁２８のみに通電する。停電時には、電
磁弁２８．２９の両方が開となり、ピストン２１の両側
が加圧状態となって、停電前の状態が維持される。

上記実施例では、ウェハの保持についてのみ真空チャッ
クを用いたが、マスクの保持についても真空チャックを
用いて上記構成を通用することができる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明においては、ステージ収納
室内を排気するポンプの他に保持システム専用で停電時
も所定時間駆動可能な真空ポンプを備え、また保持シス
テムの真空吸着力をＯＮ、ＯＦＦするバルブが停電時に
停電前の状態を維持可能な構成とし、さらに真空配管上
にアキュムレータチャンバーを設けて真空吸着手段の急
激な貢空圧の減少を防止しているため、減圧密閉した雰
囲気内での使用が可能になり、減圧容器内で被保持物を
確実に真空吸着し、停電時においても被保持物を脱落さ
せることのない信顆性の高い保持システムが達成される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係わる保持システムをＸ線露光装置
に適用した場合の構成図、第２図は、第１図の真空チャックＯＮ、ＯＦＦ用バルブ
の構成図、第３図は、第１図の真空チャックＯＮ、ＯＦＦ用パルプ
の別の例の構成図、第４図は、従来のＸ線露光装置の構成図である。：ステージ収納室、：マスクチャック、ウェハチャック、；ウェハ、：マスク、Ｏ：ウェハハンド、３．１４：バルブ、５：油回転ポンプ、６：通常時用電源、７：停電時用電源、９：ステージ収納室排気用真空ポンプ。第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）大気圧より低い圧力に保持可能な密閉容器と、真
空吸着力により被保持物を吸着保持する真空チャック手
段と、前記密閉容器を排気する容器減圧用真空ポンプと
、前記真空チャック手段専用の真空チャック用真空ポン
プとを具備したことを特徴とする保持システム。
（２）前記真空チャック用真空ポンプには、通常使用す
る通常時用電源及び停電時に所定時間駆動可能な停電時
用電源が接続されたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の保持システム。
（３）前記真空チャック用真空ポンプは、油回転ポンプ
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の保
持システム。
（４）前記真空チャック手段と真空チャック用真空ポン
プとを連結する配管上に、停電時に停電前の真空チャッ
ク状態を維持可能なバルブ手段を設けたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の保持システム。
（５）前記真空チャック手段と真空チャック用真空ポン
プとを連結する配管上に、アキュムレータチャンバーを
設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の保
持システム。