JP2001093956A - 試料搬送装置 - Google Patents
試料搬送装置Info
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Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】試料種対応が容易で、汎用機として使用するに
好適な、比較的小形の、安全性、コストパフォーマンス
に優れた、真空用試料搬送装置を提供する。 【解決手段】ウェハを含む各種試料に対応した複数種の
ホルダをマガジンに収納し、該ホルダを真空排気したロ
ードチャンバに自動搬送可能とし、一方ロードチャンバ
の真空圧と外部大気圧間で圧力変化するポンピングチャ
ンバを設け、他方カセットに収納したウェハをポンピン
グチャンバのステーション経由でロードチャンバのホル
ダに自動搬送可能とし、試料種変更の際は、ロードチャ
ンバのホルダを指定のウェハ用に交換後ウェハを該ホル
ダに搬送移載し、あるいは、前もって試料を搭載したホ
ルダをロードチャンバに交換搬送し、引き続き該ホルダ
を真空排気したワークチャンバのステージに送り込んで
測長等の処理を実行する。
好適な、比較的小形の、安全性、コストパフォーマンス
に優れた、真空用試料搬送装置を提供する。 【解決手段】ウェハを含む各種試料に対応した複数種の
ホルダをマガジンに収納し、該ホルダを真空排気したロ
ードチャンバに自動搬送可能とし、一方ロードチャンバ
の真空圧と外部大気圧間で圧力変化するポンピングチャ
ンバを設け、他方カセットに収納したウェハをポンピン
グチャンバのステーション経由でロードチャンバのホル
ダに自動搬送可能とし、試料種変更の際は、ロードチャ
ンバのホルダを指定のウェハ用に交換後ウェハを該ホル
ダに搬送移載し、あるいは、前もって試料を搭載したホ
ルダをロードチャンバに交換搬送し、引き続き該ホルダ
を真空排気したワークチャンバのステージに送り込んで
測長等の処理を実行する。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハ等の
試料を荷電粒子線により真空中で測定する装置等の試料
搬送装置に関する。
試料を荷電粒子線により真空中で測定する装置等の試料
搬送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一例として、LSI製造工程で半導体ウ
ェハの回路パターン測定に使われてきた、いわゆる測長
SEM(走査型電子顕微鏡)における試料ウェハ搬送装
置の概略を図5〜図8により説明する。
ェハの回路パターン測定に使われてきた、いわゆる測長
SEM(走査型電子顕微鏡)における試料ウェハ搬送装
置の概略を図5〜図8により説明する。
【0003】図5において、真空排気したワークチャン
バ1の上部には電子ビームを引き出して試料ウェハ上に
偏向照射する電子光学系(図示せず)を設け、内部には
ウェハ2aを力学保持したホルダ3aを同様に力学保持
してXY方向に移動するステージ4を設け、前側面には
ホルダを出し入れする開閉可能なゲート5を設けてい
る。ゲート5を取囲む真空排気したロードチャンバ6
は、ホルダをステージ位置(3a)とロードチャンバ6
のウェハ移載位置(3b)の間で前後方向に往復搬送す
るホルダ搬送機7と、図6に示すエアシリンダ8により
昇降するステーション9を内蔵し、自身も図6に示すエ
アシリンダ10により昇降するゲート11と、ゲート1
1下降時にステーション9とホルダの間で測長前後のウ
ェハをバイパスして交換搬送する、独立に昇降旋回可能
な2個のウェハ搬送機12a、12bを設けている。一
方、ロードチャンバの上部にはエアシリンダ13により
昇降するゲート14を設け、下降閉止状態のゲート14
と上昇閉止状態のゲート11の間に生ずる空間に真空源
とN2圧力源(共に図示せず)を接続し、外部大気圧と
ロードチャンバ真空圧の間で圧力制御するポンピングチ
ャンバを構成している。他方、ゲート14の上昇により
大気に開口したポンピングチャンバのステーション9に
対しウェハを搬送するため、ロードチャンバ右側面に離
間してウェハ搬送ロボット15を正対配置し、ロボット
を中心として放射状に、ウェハを25枚収納可能なカセ
ット16a、16bと、ウェハを位置合せするオリフラ
合せ機17を配置している。ここで、ウェハ搬送ロボッ
ト15はRΘZ形、すなわち昇降旋回する軸上に伸縮腕
を有し腕先でウェハを真空吸着して搬送する方式であ
り、オリフラ合せ機17は、ウェハを回転して外周形状
を検出し、ウェハ中心と結晶軸を規定するオリフラまた
はノッチ方向を演算後、ウェハのXYΘ移動とロボット
への移載により位置合せを行なう方式である。
バ1の上部には電子ビームを引き出して試料ウェハ上に
偏向照射する電子光学系(図示せず)を設け、内部には
ウェハ2aを力学保持したホルダ3aを同様に力学保持
してXY方向に移動するステージ4を設け、前側面には
ホルダを出し入れする開閉可能なゲート5を設けてい
る。ゲート5を取囲む真空排気したロードチャンバ6
は、ホルダをステージ位置(3a)とロードチャンバ6
のウェハ移載位置(3b)の間で前後方向に往復搬送す
るホルダ搬送機7と、図6に示すエアシリンダ8により
昇降するステーション9を内蔵し、自身も図6に示すエ
アシリンダ10により昇降するゲート11と、ゲート1
1下降時にステーション9とホルダの間で測長前後のウ
ェハをバイパスして交換搬送する、独立に昇降旋回可能
な2個のウェハ搬送機12a、12bを設けている。一
方、ロードチャンバの上部にはエアシリンダ13により
昇降するゲート14を設け、下降閉止状態のゲート14
と上昇閉止状態のゲート11の間に生ずる空間に真空源
とN2圧力源(共に図示せず)を接続し、外部大気圧と
ロードチャンバ真空圧の間で圧力制御するポンピングチ
ャンバを構成している。他方、ゲート14の上昇により
大気に開口したポンピングチャンバのステーション9に
対しウェハを搬送するため、ロードチャンバ右側面に離
間してウェハ搬送ロボット15を正対配置し、ロボット
を中心として放射状に、ウェハを25枚収納可能なカセ
ット16a、16bと、ウェハを位置合せするオリフラ
合せ機17を配置している。ここで、ウェハ搬送ロボッ
ト15はRΘZ形、すなわち昇降旋回する軸上に伸縮腕
を有し腕先でウェハを真空吸着して搬送する方式であ
り、オリフラ合せ機17は、ウェハを回転して外周形状
を検出し、ウェハ中心と結晶軸を規定するオリフラまた
はノッチ方向を演算後、ウェハのXYΘ移動とロボット
への移載により位置合せを行なう方式である。
【0004】上記構成のもとで、制御装置(図示せず)
はウェハを以下のように搬送する。
はウェハを以下のように搬送する。
【0005】まずウェハ搬送ロボット15は測長すべき
指定のウェハ、例えば2gをカセット16aから取り出
してオリフラ合せ機17に搬送移載し(2f)、オリフ
ラ合せ後ウェハを取り出し(2e)、大気に開口したポ
ンピングチャンバのステーション9に搬送する(2
d)。ゲート14の下降閉止、ポンピングチャンバの真
空排気、ゲート11の下降によりロードチャンバの真空
中に前記ウェハを下降搬入後、ホルダ3b上で待機する
測長済みウェハと前記更新ウェハを交換するため、ウェ
ハ搬送機12a、12bの一方が測長済みウェハを取り
上げ一時保持中に、他方が更新ウェハをステーション9
からホルダ3bに運び、引き続き保持中の測長済みウェ
ハをステーション9に運んでバイパス交換を終了する。
指定のウェハ、例えば2gをカセット16aから取り出
してオリフラ合せ機17に搬送移載し(2f)、オリフ
ラ合せ後ウェハを取り出し(2e)、大気に開口したポ
ンピングチャンバのステーション9に搬送する(2
d)。ゲート14の下降閉止、ポンピングチャンバの真
空排気、ゲート11の下降によりロードチャンバの真空
中に前記ウェハを下降搬入後、ホルダ3b上で待機する
測長済みウェハと前記更新ウェハを交換するため、ウェ
ハ搬送機12a、12bの一方が測長済みウェハを取り
上げ一時保持中に、他方が更新ウェハをステーション9
からホルダ3bに運び、引き続き保持中の測長済みウェ
ハをステーション9に運んでバイパス交換を終了する。
【0006】次にホルダ搬送機7は更新ウェハを保持し
たホルダ3bをワークチャンバ1のステージ4に送り込
み、以下ステージと電子光学系の協調制御による測長動
作と、測長済みウェハの搬出動作を並行して実行する。
なおウェハの搬出動作については、前記搬入動作のうち
オリフラ合せ以外の動作を逆順で実行する。
たホルダ3bをワークチャンバ1のステージ4に送り込
み、以下ステージと電子光学系の協調制御による測長動
作と、測長済みウェハの搬出動作を並行して実行する。
なおウェハの搬出動作については、前記搬入動作のうち
オリフラ合せ以外の動作を逆順で実行する。
【0007】一般に、この種の真空中ウェハ搬送装置は
下記機能を要求される。
下記機能を要求される。
【0008】1.搬送時、ウェハを確実に保持するこ
と。
と。
【0009】2.搬送時、ワークチャンバと電子光学系
の真空度を著しく悪化させないこと。
の真空度を著しく悪化させないこと。
【0010】3.真空排気能力を高く、ウェハ搬送(交
換)時間を短くすること。(1、2項と併せ、チャンバ
構成を含む真空排気方式、ウェハ搬送方式などに関連) 4.測定時、ウェハをステージに一体保持し、リターデ
ング電圧(注1)によって放電することなく、安定に制
御した電磁界を乱さない構成であること。
換)時間を短くすること。(1、2項と併せ、チャンバ
構成を含む真空排気方式、ウェハ搬送方式などに関連) 4.測定時、ウェハをステージに一体保持し、リターデ
ング電圧(注1)によって放電することなく、安定に制
御した電磁界を乱さない構成であること。
【0011】(ウェハとホルダの保持方式、絶縁耐圧、
非磁性、チャージアップ防止、ウェハ周辺電界安定化構
造などに関連) (注1:電子ビームによって回路素子を損傷することな
く、所望の精度で測定するためにウェハに印加される電
圧で、機種により約1〜10kV) 5.ウェハカセットは、マンマシンインタフェースとし
て要求される操作性と、ロボットによるカセット搬送方
式構築の容易さから、装置正面に正対配置すること。
(ひねり動作なくカセット移載可能なこと)更に、近年
の傾向として下記も要求される。
非磁性、チャージアップ防止、ウェハ周辺電界安定化構
造などに関連) (注1:電子ビームによって回路素子を損傷することな
く、所望の精度で測定するためにウェハに印加される電
圧で、機種により約1〜10kV) 5.ウェハカセットは、マンマシンインタフェースとし
て要求される操作性と、ロボットによるカセット搬送方
式構築の容易さから、装置正面に正対配置すること。
(ひねり動作なくカセット移載可能なこと)更に、近年
の傾向として下記も要求される。
【0012】6.チップ取得歩留り向上のためのウェハ
直径拡大、例えば8インチから300mmへの拡大に際
し、装置を過度に大きくすることなく、小形化を図るこ
と。
直径拡大、例えば8インチから300mmへの拡大に際
し、装置を過度に大きくすることなく、小形化を図るこ
と。
【0013】7.特殊用途ではあるが、ウェハ種変更に
伴う操作を容易にすること。理想的には、各種形状の試
料を最少の変更操作で汎用機的に測定可能なこと。
伴う操作を容易にすること。理想的には、各種形状の試
料を最少の変更操作で汎用機的に測定可能なこと。
【0014】(試料種例: 8インチノッチウェハ、8
インチオリフラウェハ、300mmウェハ、6インチノ
ッチウェハ、6インチオリフラウェハ、各種レチクル) 前例の測長SEMは、主に8インチウェハ用として使わ
れ、小さいポンピングチャンバとウェハステーション内
蔵の昇降ゲートを特徴とし、上記要求1〜5項を高いレ
ベルで満足している。しかしながら、欲を言えば、7項
のウェハ種変更については、例えば、8インチオリフラ
ウェハ18用から8インチノッチウェハ19用に変更す
る場合、下記の手作業を要し、必ずしも容易ではない。
インチオリフラウェハ、300mmウェハ、6インチノ
ッチウェハ、6インチオリフラウェハ、各種レチクル) 前例の測長SEMは、主に8インチウェハ用として使わ
れ、小さいポンピングチャンバとウェハステーション内
蔵の昇降ゲートを特徴とし、上記要求1〜5項を高いレ
ベルで満足している。しかしながら、欲を言えば、7項
のウェハ種変更については、例えば、8インチオリフラ
ウェハ18用から8インチノッチウェハ19用に変更す
る場合、下記の手作業を要し、必ずしも容易ではない。
【0015】A.ロードチャンバを大気圧に戻し、上蓋
を開け、ホルダ3をウェハ位置決めピン20が異なって
配置された8インチノッチウェハ用のホルダ21に交換す
る。
を開け、ホルダ3をウェハ位置決めピン20が異なって
配置された8インチノッチウェハ用のホルダ21に交換す
る。
【0016】B.オリフラ合せ機17等の制御パラメー
タ(ソフトウェア)を8インチノッチウェハ用に変更す
る。
タ(ソフトウェア)を8インチノッチウェハ用に変更す
る。
【0017】また8インチウェハ用を6インチウェハ用
に変更する場合は、上記AB項と同様の作業に加えてウ
ェハカセット16a、16bを6インチウェハ用に交換
するが、いずれにしても特に面倒なホルダ交換について
は作業性、安全性、所用時間の点で不満が残る。このた
め、ウェハ種対応については、その製造ショップのウェ
ハ種と測長SEM使用頻度に関わる投資効果を配慮し
て、例えば下記の形態で装置を導入し、運用してきた。
に変更する場合は、上記AB項と同様の作業に加えてウ
ェハカセット16a、16bを6インチウェハ用に交換
するが、いずれにしても特に面倒なホルダ交換について
は作業性、安全性、所用時間の点で不満が残る。このた
め、ウェハ種対応については、その製造ショップのウェ
ハ種と測長SEM使用頻度に関わる投資効果を配慮し
て、例えば下記の形態で装置を導入し、運用してきた。
【0018】a.ウェハ種が少なく、使用頻度が多い量
産ショップでは、最頻ウェハ1種用に設定して限定使
用。(専用機形、この形態が多い) b.ウェハ種が多く、使用頻度が少ないR&D指向等の
多種少量生産ショップでは、交流のあるショップ間での
共用を前提として、通常は最頻ウェハ1種用に設定して
使用し、必要に応じて前記変更作業を実施後使用。
産ショップでは、最頻ウェハ1種用に設定して限定使
用。(専用機形、この形態が多い) b.ウェハ種が多く、使用頻度が少ないR&D指向等の
多種少量生産ショップでは、交流のあるショップ間での
共用を前提として、通常は最頻ウェハ1種用に設定して
使用し、必要に応じて前記変更作業を実施後使用。
【0019】(汎用機形、但し手作業を伴うため半自動
機的運用)以上は測長SEMにおけるウェハ搬送の例に
ついて述べたが、頻度は少ないものの、ウェハ以外の試
料として露光装置に使われるレチクルやホトマスクを要
求されることもあり、また同種の試料搬送を要求される
装置として、観察用等のSEM、電子線描画装置、イオ
ンビーム加工装置等もある。また電子線式ウェハ検査装
置においては、電子線走査方向とウェハパターン方向の
関係により検出感度やスループットが変わるため、通常
のウェハ搭載方向に対し90°回転して搭載する機能も
要求されるが、通常、がたつきを懸念して回転機能を設
けないステージにとっては、ウェハ種増加と同じことに
なる。
機的運用)以上は測長SEMにおけるウェハ搬送の例に
ついて述べたが、頻度は少ないものの、ウェハ以外の試
料として露光装置に使われるレチクルやホトマスクを要
求されることもあり、また同種の試料搬送を要求される
装置として、観察用等のSEM、電子線描画装置、イオ
ンビーム加工装置等もある。また電子線式ウェハ検査装
置においては、電子線走査方向とウェハパターン方向の
関係により検出感度やスループットが変わるため、通常
のウェハ搭載方向に対し90°回転して搭載する機能も
要求されるが、通常、がたつきを懸念して回転機能を設
けないステージにとっては、ウェハ種増加と同じことに
なる。
【0020】これらの半導体製造装置はプロセス微細化
に伴い価格が上がる傾向にあり、特に高価で使用頻度が
少ない装置についてはショップ単位での導入が難しいた
め、交流のあるショップ間での共同購入、共同利用を検
討することになる。しかし各ショップで使われるウェハ
等の試料種は異なる場合が多く、これらの試料を処理で
きるよう、試料種対応の機能を付加してコストパフォー
マンスを更に良くする必要がある。この際、試料種対応
のための変更操作は、近年の製品安全規格に従い、特に
安全でなければならない。
に伴い価格が上がる傾向にあり、特に高価で使用頻度が
少ない装置についてはショップ単位での導入が難しいた
め、交流のあるショップ間での共同購入、共同利用を検
討することになる。しかし各ショップで使われるウェハ
等の試料種は異なる場合が多く、これらの試料を処理で
きるよう、試料種対応の機能を付加してコストパフォー
マンスを更に良くする必要がある。この際、試料種対応
のための変更操作は、近年の製品安全規格に従い、特に
安全でなければならない。
【0021】一方、前記要求6項の300mmウェハ対
応に伴う装置の大形化阻止については、例えば前記8イ
ンチウェハ用測長SEMを300mmウェハ用に相似拡
大する場合、ステージ4やワークチャンバ1の大形化は
原理的にやむ得ないとしても、ウェハを90°旋回搬送
するウェハ搬送機12a、12bの構成は奥行方向にウ
ェハ1枚強に相当する約400mmの実装スペースを要
し、ロードチャンバの右側面にウェハ搬送ロボットを配
置する構成と相まって、有意とは言い難い左手前の空間
を拡大することが予想され、これに起因する大形化等を
懸念して、価格等トレードオフ関係にある他項目を犠牲
にした別方式が採用されてきた。
応に伴う装置の大形化阻止については、例えば前記8イ
ンチウェハ用測長SEMを300mmウェハ用に相似拡
大する場合、ステージ4やワークチャンバ1の大形化は
原理的にやむ得ないとしても、ウェハを90°旋回搬送
するウェハ搬送機12a、12bの構成は奥行方向にウ
ェハ1枚強に相当する約400mmの実装スペースを要
し、ロードチャンバの右側面にウェハ搬送ロボットを配
置する構成と相まって、有意とは言い難い左手前の空間
を拡大することが予想され、これに起因する大形化等を
懸念して、価格等トレードオフ関係にある他項目を犠牲
にした別方式が採用されてきた。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】上記要求に鑑み、本発
明は、試料種対応が容易で、汎用機として使用するに好
適な、比較的小形の、安全性、コストパフォーマンスに
優れた、試料搬送装置の提供を目的とする。
明は、試料種対応が容易で、汎用機として使用するに好
適な、比較的小形の、安全性、コストパフォーマンスに
優れた、試料搬送装置の提供を目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
課題を解決するため、下記手段を組合わせて構成する。
課題を解決するため、下記手段を組合わせて構成する。
【0024】1.真空チャンバ構造は真空排気能力に優
れた前例、即ちワークチャンバ、ロードチャンバ、ポン
ピングチャンバの3チャンバ方式を踏襲する。
れた前例、即ちワークチャンバ、ロードチャンバ、ポン
ピングチャンバの3チャンバ方式を踏襲する。
【0025】2.複数種試料を搬送可能にするため、ま
ずホルダ搬送について互換性のある、保持すべき試料種
に対応する複数種のホルダを用意する。加えてホルダを
自動搬送するために、前記ホルダを複数個収納するマガ
ジンと、マガジンからロードチャンバにホルダを運ぶホ
ルダ搬送機と、ホルダ出し入れ用ゲートを例えばチャン
バ間ホルダ搬送方向である前後方向の延長上に配置す
る。一方、多用されるウェハ種のうち、コストパフォー
マンスを考慮して例えば2種のウェハを選定し、これに
対応するカセットをカセット種について互換性のあるカ
セット置台上に載置可能とし、他方、オリフラ合せ機等
の制御パラメータを前記複数種試料に対応して用意す
る。上記構成のもとに、試料種変更に際しては、まずパ
ラメータを選定し、次に前記2種のウェハについては、
ロードチャンバのホルダを対応するホルダに交換した後
カセットのウェハをホルダに搬送し、他の試料について
は、前もって試料をオフラインあるいは手で搭載してマ
ガジンに投入したホルダを交換搬送することにより、安
全性とコストパフォーマンスに優れた試料種対応を可能
とする。
ずホルダ搬送について互換性のある、保持すべき試料種
に対応する複数種のホルダを用意する。加えてホルダを
自動搬送するために、前記ホルダを複数個収納するマガ
ジンと、マガジンからロードチャンバにホルダを運ぶホ
ルダ搬送機と、ホルダ出し入れ用ゲートを例えばチャン
バ間ホルダ搬送方向である前後方向の延長上に配置す
る。一方、多用されるウェハ種のうち、コストパフォー
マンスを考慮して例えば2種のウェハを選定し、これに
対応するカセットをカセット種について互換性のあるカ
セット置台上に載置可能とし、他方、オリフラ合せ機等
の制御パラメータを前記複数種試料に対応して用意す
る。上記構成のもとに、試料種変更に際しては、まずパ
ラメータを選定し、次に前記2種のウェハについては、
ロードチャンバのホルダを対応するホルダに交換した後
カセットのウェハをホルダに搬送し、他の試料について
は、前もって試料をオフラインあるいは手で搭載してマ
ガジンに投入したホルダを交換搬送することにより、安
全性とコストパフォーマンスに優れた試料種対応を可能
とする。
【0026】3.300mmウェハ対応に伴う装置の奥
行寸法増大阻止のため、ロードチャンバ内のウェハ搬送
を90°旋回から左右直動に変更する。ここで搬送動作
はピックアンドプレース、即ち左右と昇降の複合動作を
要するが、真空中への複合動作導入は一般に複雑になる
ため、左右とストローク端での昇降、計3動作に分け適
当な部位で導入する。ウェハ搬送機については前例同様
2系統が望ましいが、スペース的に実装困難である場合
は1系統に変更し、代替バイパス機能としてポンピング
チャンバのウェハステーションを2階建に変更する。こ
の結果、往復ウェハの交換時間は増加するが優先度を考
慮してやむ得ないとする。
行寸法増大阻止のため、ロードチャンバ内のウェハ搬送
を90°旋回から左右直動に変更する。ここで搬送動作
はピックアンドプレース、即ち左右と昇降の複合動作を
要するが、真空中への複合動作導入は一般に複雑になる
ため、左右とストローク端での昇降、計3動作に分け適
当な部位で導入する。ウェハ搬送機については前例同様
2系統が望ましいが、スペース的に実装困難である場合
は1系統に変更し、代替バイパス機能としてポンピング
チャンバのウェハステーションを2階建に変更する。こ
の結果、往復ウェハの交換時間は増加するが優先度を考
慮してやむ得ないとする。
【0027】上記構成のもとに、ウェハをカセットから
ポンピングチャンバ内ステーションの例えば2階に搬入
後、真空排気、ゲート下降によりロードチャンバの真空
中に運び、次にホルダ上のウェハ昇降と、ウェハ搬送機
の左右動と、ステーション昇降の協調により、ホルダ上
の測長済ウェハをステーション1階に運んだ後、同様の
動作でステーション2階に待機中の更新ウェハをホルダ
に搬送することにより、300mmウェハ対応での左右
直動搬送を可能とする。加えて、大気中ウェハ搬送ロボ
ットをロードチャンバの手前に左右動可能に配置し、ス
トローク両端の手前側にウェハカセットを、右端の奥側
にオリフラ合せ機を配置することによりウェハカセット
の正対配置を可能とし、上記ホルダ搬送系とウェハ搬送
系の配置工夫により空間利用効率を高めて比較的の小形
化を可能とする。
ポンピングチャンバ内ステーションの例えば2階に搬入
後、真空排気、ゲート下降によりロードチャンバの真空
中に運び、次にホルダ上のウェハ昇降と、ウェハ搬送機
の左右動と、ステーション昇降の協調により、ホルダ上
の測長済ウェハをステーション1階に運んだ後、同様の
動作でステーション2階に待機中の更新ウェハをホルダ
に搬送することにより、300mmウェハ対応での左右
直動搬送を可能とする。加えて、大気中ウェハ搬送ロボ
ットをロードチャンバの手前に左右動可能に配置し、ス
トローク両端の手前側にウェハカセットを、右端の奥側
にオリフラ合せ機を配置することによりウェハカセット
の正対配置を可能とし、上記ホルダ搬送系とウェハ搬送
系の配置工夫により空間利用効率を高めて比較的の小形
化を可能とする。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例である測
長SEM用ウェハ搬送装置を図1〜4によって説明す
る。なお、前記従来例と比較して同一の機能部分は同一
の番号で示す。
長SEM用ウェハ搬送装置を図1〜4によって説明す
る。なお、前記従来例と比較して同一の機能部分は同一
の番号で示す。
【0029】図において、ワークチャンバ1、ステージ
4からロードチャンバ6aまでの構成、動作は前例と同
じであり説明を省略する。加えて、ホルダ3bを大気中
に搬出するため、ロードチャンバ6aの前側面に開閉可
能なゲート21を設け、該ゲートに離間して大気中でホ
ルダを運ぶホルダ搬送機22と、ホルダを例えば3個収
納可能なマガジン23をチャンバ間ホルダ搬送方向であ
る前後方向の延長上に正対配置し、指定のホルダをマガ
ジンとロードチャンバ間で搬送するように構成する。こ
こでマガジンにはホルダを正面から手で出し入れするた
めの安全扉24を設け、使用中の8インチウェハ用ホル
ダを収納するスペース2dを確保し、残る棚には例えば
300mmウェハ用ホルダ25と、次に測長予定のレチ
クル26を前もってオフライン手動で搭載したホルダ2
7を収納する。
4からロードチャンバ6aまでの構成、動作は前例と同
じであり説明を省略する。加えて、ホルダ3bを大気中
に搬出するため、ロードチャンバ6aの前側面に開閉可
能なゲート21を設け、該ゲートに離間して大気中でホ
ルダを運ぶホルダ搬送機22と、ホルダを例えば3個収
納可能なマガジン23をチャンバ間ホルダ搬送方向であ
る前後方向の延長上に正対配置し、指定のホルダをマガ
ジンとロードチャンバ間で搬送するように構成する。こ
こでマガジンにはホルダを正面から手で出し入れするた
めの安全扉24を設け、使用中の8インチウェハ用ホル
ダを収納するスペース2dを確保し、残る棚には例えば
300mmウェハ用ホルダ25と、次に測長予定のレチ
クル26を前もってオフライン手動で搭載したホルダ2
7を収納する。
【0030】一方、ロードチャンバ6aには、ホルダ3
b上でウェハ2bを昇降するウェハ昇降機28と、昇降
可能な2階ステーション9aを内蔵し自身も昇降するゲ
ート11と、ゲート11下降時にステーションとホルダ
間で左右方向にウェハを運ぶウェハ搬送機12cを設け
ている。ロードチャンバの上部には上昇状態のゲート1
1との間に2階ステーション9aを収納するポンピング
チャンバ29を構成し、ポンピングチャンバの前側面に
は開閉可能なゲート30を設けている。また、ゲート3
0の下降により大気に開口したポンピングチャンバのス
テーション9aに対しウェハを搬送するため、ゲート3
0に離間して左右移動可能のウェハ搬送ロボット31
と、8インチウェハ用のカセット16cと、300mm
ウェハ用のカセット16dと、オリフラ合せ機17aを
図1のように正対配置している。更に、試料種変更に関
わる操作を容易にするため、前記カセット16c、16
dをカセット種について互換性有るカセット置台32に
載置し、ウェハ搬送に関わる他のユニットをウェハ種に
ついて互換性有るよう構成し、前記ウェハを含む所定試
料の搬送制御パラメータをあらかじめ登録して置く。
b上でウェハ2bを昇降するウェハ昇降機28と、昇降
可能な2階ステーション9aを内蔵し自身も昇降するゲ
ート11と、ゲート11下降時にステーションとホルダ
間で左右方向にウェハを運ぶウェハ搬送機12cを設け
ている。ロードチャンバの上部には上昇状態のゲート1
1との間に2階ステーション9aを収納するポンピング
チャンバ29を構成し、ポンピングチャンバの前側面に
は開閉可能なゲート30を設けている。また、ゲート3
0の下降により大気に開口したポンピングチャンバのス
テーション9aに対しウェハを搬送するため、ゲート3
0に離間して左右移動可能のウェハ搬送ロボット31
と、8インチウェハ用のカセット16cと、300mm
ウェハ用のカセット16dと、オリフラ合せ機17aを
図1のように正対配置している。更に、試料種変更に関
わる操作を容易にするため、前記カセット16c、16
dをカセット種について互換性有るカセット置台32に
載置し、ウェハ搬送に関わる他のユニットをウェハ種に
ついて互換性有るよう構成し、前記ウェハを含む所定試
料の搬送制御パラメータをあらかじめ登録して置く。
【0031】上記構成のもとで制御装置(図示せず)は
ウェハを以下のように搬送する。なお、直前まで最頻8
インチウェハを測長していたため、対応するホルダ3b
をロードチャンバ6aに保持し、対応するカセット16
cをカセット置台32に載置し、対応する制御パラメー
タを設定しているものとする。
ウェハを以下のように搬送する。なお、直前まで最頻8
インチウェハを測長していたため、対応するホルダ3b
をロードチャンバ6aに保持し、対応するカセット16
cをカセット置台32に載置し、対応する制御パラメー
タを設定しているものとする。
【0032】まず、引き続き同種のウェハを測長する場
合、ウェハ搬送ロボット31はオペレータが追加投入し
た指定のウェハ、例えば2gをカセット16cから取り
出してオリフラ合せ機17aに搬送移載し(2f)、オ
リフラ合せ後ウェハを搬出し(2e)、大気に開口した
ポンピングチャンバ29内にあるステーション9aの2
階に搬送移載する(2d)。ゲート30の上昇閉止、ポ
ンピングチャンバの真空排気の後、ゲート11の下降に
よりロードチャンバの真空中に前記ウェハを下降、搬入
する(2c)。ホルダ3b上で待機する測長済みウェハ
2bと前記更新ウェハ2cを交換するため、ウェハ昇降
機28が持ち上げた測長済みウェハの下にウェハ搬送機
12cが進入し、ウェハ昇降機の下降によりウェハ搬送
機に移載後、ウェハを保持して搬送機がステーション1
階へ移動し、ステーション上昇、搬送機退避により測長
済みウェハをステーション1階に移載し、同様の動作で
ステーション2階の更新ウェハをホルダ3bに搬送して
バイパス交換を終了する。
合、ウェハ搬送ロボット31はオペレータが追加投入し
た指定のウェハ、例えば2gをカセット16cから取り
出してオリフラ合せ機17aに搬送移載し(2f)、オ
リフラ合せ後ウェハを搬出し(2e)、大気に開口した
ポンピングチャンバ29内にあるステーション9aの2
階に搬送移載する(2d)。ゲート30の上昇閉止、ポ
ンピングチャンバの真空排気の後、ゲート11の下降に
よりロードチャンバの真空中に前記ウェハを下降、搬入
する(2c)。ホルダ3b上で待機する測長済みウェハ
2bと前記更新ウェハ2cを交換するため、ウェハ昇降
機28が持ち上げた測長済みウェハの下にウェハ搬送機
12cが進入し、ウェハ昇降機の下降によりウェハ搬送
機に移載後、ウェハを保持して搬送機がステーション1
階へ移動し、ステーション上昇、搬送機退避により測長
済みウェハをステーション1階に移載し、同様の動作で
ステーション2階の更新ウェハをホルダ3bに搬送して
バイパス交換を終了する。
【0033】ワークチャンバ1の真空度を悪化させない
ため、前記ゲート11下降時に悪化したロードチャンバ
の真空度がワークチャンバの真空度まで回復するのを待
つ間、測長済みウェハの搬出と、指示有る場合は次のウ
ェハの搬入を行ない、前記真空度回復後ゲート5を開
け、更新ウェハを保持したホルダ3bをワークチャンバ
1のステージ4に送り込み、以下ステージと電子光学系
の協調制御による測長動作を実行するが、この際ロード
チャンバは静止しているため振動伝達により測長精度を
損なうことが無い。
ため、前記ゲート11下降時に悪化したロードチャンバ
の真空度がワークチャンバの真空度まで回復するのを待
つ間、測長済みウェハの搬出と、指示有る場合は次のウ
ェハの搬入を行ない、前記真空度回復後ゲート5を開
け、更新ウェハを保持したホルダ3bをワークチャンバ
1のステージ4に送り込み、以下ステージと電子光学系
の協調制御による測長動作を実行するが、この際ロード
チャンバは静止しているため振動伝達により測長精度を
損なうことが無い。
【0034】一方、割り込みで依頼されたレチクル26
を測長する場合、オペレータの指示に従って、まず制御
パラメータを該当レチクル対応に変更し、次にロードチ
ャンバ6aを大気圧に戻し、ゲート21を下降して開口
させ、ホルダ搬送機22により8インチウェハ用のホル
ダ3bをロードチャンバからマガジン23の所定の棚に
戻し、引き続きレチクル26を搭載したホルダ27をロ
ードチャンバに運ぶ。該ゲートの上昇閉止、ロードチャ
ンバの真空排気後、前記同様ホルダをワークチャンバに
送り込んで測長を行い、終了後、前記搬送動作を逆順で
実行してホルダをマガジンに戻し、次の命令を待つ。
を測長する場合、オペレータの指示に従って、まず制御
パラメータを該当レチクル対応に変更し、次にロードチ
ャンバ6aを大気圧に戻し、ゲート21を下降して開口
させ、ホルダ搬送機22により8インチウェハ用のホル
ダ3bをロードチャンバからマガジン23の所定の棚に
戻し、引き続きレチクル26を搭載したホルダ27をロ
ードチャンバに運ぶ。該ゲートの上昇閉止、ロードチャ
ンバの真空排気後、前記同様ホルダをワークチャンバに
送り込んで測長を行い、終了後、前記搬送動作を逆順で
実行してホルダをマガジンに戻し、次の命令を待つ。
【0035】他方、300mmウェハを測長する場合は
前記8インチウェハと同様であり、まず300mmウェ
ハ用のホルダ25に自動交換し、対応するカセット16
dから指定ウェハをホルダに自動搬送移載した後、ホル
ダ搬送、測長となる。
前記8インチウェハと同様であり、まず300mmウェ
ハ用のホルダ25に自動交換し、対応するカセット16
dから指定ウェハをホルダに自動搬送移載した後、ホル
ダ搬送、測長となる。
【0036】以上、測長SEM用ウェハ搬送装置の一実
施例を述べたが、下記応用例もある。
施例を述べたが、下記応用例もある。
【0037】1.ウェハカセット置台を増すことによ
り、自動搬送可能なウェハ種を増す。
り、自動搬送可能なウェハ種を増す。
【0038】2.ホルダマガジンの棚を増すことによ
り、ホルダ搬送可能な試料種を増す。
り、ホルダ搬送可能な試料種を増す。
【0039】(汎用機化、各種試料ホルダはオプショ
ン) 3.カセット置台数、ホルダ数を必要最小限に減らす。
(専用機化、低価格化) 4.ホルダ搬送機、ホルダマガジンを真空中に設ける。
(真空排気時間短縮) 5.測長SEM以外の真空中試料搬送を要する装置に実
施する。
ン) 3.カセット置台数、ホルダ数を必要最小限に減らす。
(専用機化、低価格化) 4.ホルダ搬送機、ホルダマガジンを真空中に設ける。
(真空排気時間短縮) 5.測長SEM以外の真空中試料搬送を要する装置に実
施する。
【0040】(例えば、観察用SEM、電子線描画装
置、イオンビーム加工機、電子線式検査装置など特に高
価な装置)
置、イオンビーム加工機、電子線式検査装置など特に高
価な装置)
【0041】
【発明の効果】以上、本発明によれば、試料種対応が容
易で、汎用機として使用するに好適な、比較的小形の、
安全性、コストパフォーマンスに優れた、真空用試料搬
送装置を提供できる。
易で、汎用機として使用するに好適な、比較的小形の、
安全性、コストパフォーマンスに優れた、真空用試料搬
送装置を提供できる。
【図1】本発明の一実施例を説明するための、測長SE
M用ウェハ搬送装置の平面図(チャンバ内表示のため断
面)。
M用ウェハ搬送装置の平面図(チャンバ内表示のため断
面)。
【図2】図1のB−B断面図。
【図3】図1のC−C断面図。
【図4】図1のD−D断面図。
【図5】従来例を説明するための、測長SEM用ウェハ
搬送装置の平面図(チャンバ内表示のため断面)。
搬送装置の平面図(チャンバ内表示のため断面)。
【図6】図5のA−A断面図。
【図7】8インチオリフラウェハ用ホルダの平面図。
【図8】8インチノッチウェハ用ホルダの平面図。
1…ワークチャンバ、2a〜2h…ウェハ、3a〜3d
…ホルダ、4…ステージ、5…ゲート、6・6a…ロー
ドチャンバ、9・9a…ステーション、11…ゲート、
12a〜12c…ウェハ搬送機、14…ゲート、15…
ウェハ搬送ロボット、16a〜16d…カセット、17、
17a…オリフラ合せ機、21…ゲート、 22…ホル
ダ搬送機、23…マガジン、25・27…ホルダ、28
…ウェハ昇降機、29…ポンピングチャンバ、30…ゲ
ート、31…ウェハ搬送ロボット。
…ホルダ、4…ステージ、5…ゲート、6・6a…ロー
ドチャンバ、9・9a…ステーション、11…ゲート、
12a〜12c…ウェハ搬送機、14…ゲート、15…
ウェハ搬送ロボット、16a〜16d…カセット、17、
17a…オリフラ合せ機、21…ゲート、 22…ホル
ダ搬送機、23…マガジン、25・27…ホルダ、28
…ウェハ昇降機、29…ポンピングチャンバ、30…ゲ
ート、31…ウェハ搬送ロボット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M106 AA01 BA02 5C001 AA02 AA07 CC04 CC06 5F031 CA02 FA01 FA11 GA43 GA47 GA48 GA49 KA13 MA33 NA05 NA09 PA02
Claims (2)
- 【請求項1】 荷電粒子線によりホルダに保持された試
料を加工、観察、測定、あるいは検査するため、内部空
間を真空排気したワークチャンバと、ワークチャンバ内
でホルダを移動するステージと、ワークチャンバにホル
ダを出し入れする開閉可能な第1のゲートと、該ゲート
を取囲み内部空間を真空排気したロードチャンバと、ワ
ークチャンバとロードチャンバの間でホルダを運ぶホル
ダ搬送機と、開閉可能な第2のゲートを介してロードチ
ャンバに設けた、大気圧と真空圧の間で圧力変化するポ
ンピングチャンバと、ロードチャンバとポンピングチャ
ンバの間で試料を運ぶ試料搬送機と、ポンピングチャン
バに試料を出し入れする第3のゲートと、大気中で試料
を複数個収納するカセットと、ポンピングチャンバとカ
セットの間で試料を運ぶ試料搬送ロボットから成る試料
搬送装置において、保持すべき試料種に対応する複数種
のホルダと、該ホルダを複数個収納するマガジンと、ロ
ードチャンバとマガジンの間でホルダを運ぶホルダ搬送
機と、ロードチャンバにホルダを出し入れする第4のゲ
ートを設け、試料種変更に際しては、ロードチャンバの
ホルダを対応するホルダに交換後カセットの試料をホル
ダに搬送するか、あるいは前もって試料を搭載してマガ
ジンに投入したホルダを交換搬送するように構成したこ
とを特徴とする試料搬送装置。 - 【請求項2】 荷電粒子線によりホルダに保持された試
料を加工、観察、測定、あるいは検査するため、内部空
間を真空排気したワークチャンバと、ワークチャンバ内
でホルダを移動するステージと、ワークチャンバにホル
ダを出し入れする開閉可能な第1のゲートと、該ゲート
を取囲み内部空間を真空排気したロードチャンバと、ワ
ークチャンバとロードチャンバの間でホルダを運ぶホル
ダ搬送機と、開閉可能な第2のゲートを介してロードチ
ャンバに設けた、大気圧と真空圧の間で圧力変化するポ
ンピングチャンバと、ロードチャンバとポンピングチャ
ンバの間で試料を運ぶ試料搬送機と、ポンピングチャン
バに試料を出し入れする第3のゲートと、大気中で試料
を複数個収納するカセットと、ポンピングチャンバとカ
セットの間で試料を運ぶ試料搬送ロボットから成る試料
搬送装置において、前記ロードチャンバに、合体状態で
ポンピングチャンバを構成する上下2分割の隔壁を設
け、該上半隔壁にはポンピングチャンバが大気中に開口
する前記第3のゲートを設け、下降状態で真空中に開口
する下半隔壁には昇降可能なステーションを設け、更に
前記ロードチャンバ内にホルダの上で試料を昇降する試
料昇降機と、ステーションとホルダの間で試料を運ぶ試
料搬送機を設け、前記カセットに投入した試料をポンピ
ングチャンバのステーション経由でロードチャンバのホ
ルダに搬送するように構成したことを特徴とする試料搬
送装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26497199A JP2001093956A (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | 試料搬送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26497199A JP2001093956A (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | 試料搬送装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001093956A true JP2001093956A (ja) | 2001-04-06 |
Family
ID=17410765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26497199A Pending JP2001093956A (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | 試料搬送装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001093956A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012186177A (ja) * | 2012-06-18 | 2012-09-27 | Hitachi High-Technologies Corp | 電子線応用装置 |
-
1999
- 1999-09-20 JP JP26497199A patent/JP2001093956A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012186177A (ja) * | 2012-06-18 | 2012-09-27 | Hitachi High-Technologies Corp | 電子線応用装置 |
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