JP2007227582A - 試料搬送システム、試料搬送方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】試料搬送機構内のクリーン度悪化の兆候を的確に検知し、試料を異物付着から保護すること。
【解決手段】 半導体用走査電子顕微鏡用の試料搬送システムＳは、試料室１、試料交換室２、ロードポート１１、試料搬送経路、試料１３の搬送手段、搬送手段を制御する制御装置を備えている。また、試料搬送経路は、除塵用のファンフィルター機構を有し、防塵カバー１４に覆われている。そして、制御装置は、ファンフィルター機構の動作状態、防塵カバー１４の内外の気圧差、防塵カバー１４の内部の気流、および、ファンフィルター機構の寿命、のうち少なくとも１つに基いて、防塵カバー１４の内部のクリーン度が悪化したと判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体用走査電子顕微鏡で観察するウェハやマスクなどの試料の搬送制御に関する。

従来の半導体製造工場においては、ウェハやマスクなどの試料を塵埃などの異物から守るために、工場内全体を無塵化することが多かった。ところが、近年の半導体製造工場においては、試料を収納するキャリアと、試料搬送経路のみを無塵化する方針に転換しつつある。
そのため、半導体用走査電子顕微鏡においては、ファンフィルター機構（ファンとフィルターで塵埃などを除去する仕組み）と防塵カバーを有する試料搬送機構を取り付けることで、大気系内の試料搬送経路の無塵化を実現し、試料への塵埃などの付着を防止している。

ところで、従来の半導体用走査電子顕微鏡では、特許文献１に見られるように空気流を制御してクリーン度を維持することに主眼を置いており、試料搬送機構内の防塵度（クリーン度）の悪化を検出する機構が無い、もしくは、防塵カバーの開閉状態検出や特許文献２に見られるように内部陽圧検知のみを行うなどの極めて間接的な検出機能があるだけであった。
そのため、試料に対する異物（塵埃など）の付着を防止、抑制するための適切な対策は自動化されておらず、クリーン度の悪化を間接的に検出しても、アラームの表示もしくは試料搬送機構のハードウェア強制インタロックが行われるのみであった。
なお、特許文献１および特許文献２は、半導体処理装置に関する技術であるが、それらを半導体用走査電子顕微鏡に適用するのは当業者であれば極めて容易である。

したがって、試料搬送機構内のクリーン度悪化後の処置と試料の保護は、専門技術を有するエンジニア（あるいはそのエンジニアに指示された者）によってなされるのが常であった。
つまり、エンジニアが半導体工場内に常駐し、アラームの発生に対してリアルタイムに処置をすることができるのであれば、クリーン度悪化による試料への異物付着の可能性を最小限にとどめ、半導体製品性能の劣化による歩留まりの低下を招く可能性を低減することができるのである。
特許第３５８１３１０号公報 特開２００３−２４３２７２号公報

しかしながら、実際には、エンジニアがリアルタイムで試料に対する処置を行うことができるとは限らず、その場合、多数の異物付着試料（不良ロット）を生み出すことになってしまう。
同様に、試料搬送機構のハードウェア強制インタロックが行われる場合であっても、適切にその後の処置を行わなければ、試料搬送経路内に取り残された試料への異物付着は免れない。また、そればかりでなく、クリーン度悪化対策のための作業によって防塵カバーが不用意に開放されることで、キャリア内の試料や、試料交換室内の試料にまで汚染が拡散することになり、不良ロット量産による歩留まりの低下、ひいては半導体製造工場の生産効率の低下をもたらすことにもなってしまう。

さらに、エンジニアが作業する時間中は装置（試料搬送機構など）を停止する必要があり、そのため装置稼働率の低下により半導体製品の生産効率が低下し、また作業に要するコストも増大してしまっていた。また、このような手動による処置は、試料や試料搬送機構の破損などに発展する可能性があった。

このように、従来の半導体用走査電子顕微鏡においては、試料搬送機構内のクリーン度の悪化に伴う試料の保護に、多大な労力と時間、及びコストを費やすことと、多くのミスの発生の可能性をはらむことを余儀なくされていた。また、今日、半導体用走査電子顕微鏡の高性能化指標の一つとして、異物付着の軽減による歩留まり向上への寄与が重要視されている。
そのような状況の中で、専門技術を要するエンジニアによる手動処置のみでは、装置稼働率の低下を招き、また異物付着による歩留まり低下を根本的に解決する手段ではないことが、強く認識されている。

そこで、本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、試料搬送機構内のクリーン度悪化の兆候を的確に検知し、それに伴うウェハやマスクなどの試料に対する異物付着からの保護処理を、安全かつ短時間で実現する機構を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る試料搬送システムは、半導体用走査電子顕微鏡によって観察される試料を搬送する試料搬送システムであって、試料室と、前記試料室と隣接する試料交換室と、前記試料を収納するキャリアを載置するロードポートと、前記ロードポートから前記試料交換室まで設けられた試料搬送経路と、前記試料を搬送する搬送手段と、前記搬送手段を制御する制御装置と、を備え、前記試料搬送経路は、除塵用のファンフィルター機構を有し、防塵カバーに覆われ、前記制御装置は、前記ファンフィルター機構の動作状態を認識する第一の検出手段、前記防塵カバーの内部と外部の気圧差を検出する第二の検出手段、前記防塵カバーの内部の気流を検出する第三の検出手段、および、前記ファンフィルター機構の寿命を認識する管理手段、のうち少なくとも１つの手段からの検出値に応じて、前記防塵カバー内部のクリーン度が悪化したと判断する。

本発明によれば、試料搬送機構内のクリーン度悪化の兆候を的確に検知し、それに伴う試料に対する異物付着からの保護処理を、安全かつ短時間で実現することができる。

以下、本発明の実施形態に係る半導体用走査電子顕微鏡用の試料搬送システムＳについて、図面を参照しながら説明する。
図１は、試料搬送システムＳの全体構成図である。試料搬送システムＳは、主に試料搬送機構１００とコンピュータ（制御装置）１７を備えて構成される。

試料搬送機構１００は、試料室１、試料交換室２、防塵カバー１４に覆われた試料搬送経路、および、ロードポート１１を備え、図１は、それらを実際の鉛直上方から見た場合の図であり、その内部の様子も表わしたものである。
また、図示していないが、試料室１の実際の鉛直上方には電子顕微鏡の電子銃や電子検出器などが備えられている。

コンピュータ１７は、搬送機構制御系１８、ローダ制御系１９および真空排気制御系２０を介して試料搬送機構１００を制御するものである。また、コンピュータ１７は、表示手段であるＣＲＴ（Cathode Ray Tube）を備え、記録媒体２１およびキーボード（入力手段）２２と接続されている。ユーザは、キーボード２２から入力を行うことで、コンピュータ１７（記録媒体２１）に対し、予め、観察や測定を行う試料１３の登録を行う。

なお、搬送機構制御系１８、ローダ制御系１９および真空排気制御系２０は、いずれも、試料搬送機構１００の各装置などに対する制御プログラムを有するものであり、コンピュータ１７に組み込まれたプログラム、あるいは、コンピュータ１７とは別の基板や装置などに搭載されたプログラム（あるいはモジュール）など、その形態は問わない。

試料搬送機構１００は、試料交換室２というごく小さな領域を試料室１とは別に設けることによって、試料室１全体の真空排気、窒素パージ（窒素の充填）を行う必要の無い構成となっている。
また、試料室１と試料交換室２には、試料１３を保持するために、それぞれ試料ホルダ３、試料ホルダ４が備えられている。

キャリア１２は、カバーによって密閉されており、その内部はクリーン度の高い空気で満たされている。キャリア１２がロードポート１１の上に載置されたとき、コンピュータ１７は、搬送機構制御系１８を制御することで、ロードポート１１に載置されたキャリア１２の前面ドアを開放した後、搬送機構（搬送手段）９によってキャリア１２の内部から試料１３を取り出し、その試料１３を位置合わせ機構１０へ搬送してプリアライメント（事前の位置合わせ）を行う。
なお、搬送機構制御系１８は、防塵カバー１４に覆われた試料搬送経路における各装置、および、ロードポート１１を制御する役割を果たす。

その後、コンピュータ１７は、真空排気制御系２０を制御することにより、試料交換室２の窒素パージを行う（パージ弁などは不図示）。コンピュータ１７は、試料交換室２の内部が大気圧（試料搬送機構１００の外部の気圧）になった後に、真空排気制御系２０を制御してゲートバルブ８（試料１３を通過させるときに開放するバルブ）を開放し、搬送機構制御系１８を制御して搬送機構９により位置合わせ機構１０から試料１３を取り出し、試料交換室２内の試料ホルダ４へ試料１３を搬送する。

試料１３の試料ホルダ４への搬送が終了した後、コンピュータ１７は、真空排気制御系２０を制御して、ゲートバルブ８を閉じ、試料交換室２の真空排気を行う（真空排気弁などは不図示）。コンピュータ１７は、試料交換室２の真空度がある一定以上に達したとき、ゲートバルブ７（試料１３を通過させるときに開放するバルブ）を開放する。コンピュータ１７は、ローダ制御系１９を介してローダ機構（搬送手段）６を制御し、これにより、試料１３は、試料ホルダ３に乗って試料室１へ搬送され、試料ステージ５上に置かれ、観察、測定される。

試料１３の観察、測定が終了すると、コンピュータ１７の制御によって、試料ホルダ３は試料室１から試料交換室２へ搬送され、真空排気制御系２０はゲートバルブ７を閉じ、試料交換室２を窒素パージする。試料交換室２内部が大気圧と同じになれば、コンピュータ１７は真空排気制御系２０を制御してゲートバルブ８を開放し、試料１３が搬送機構９によって取り出され、キャリア１２へ収納される。

搬送機構９および位置合わせ機構１０は、試料搬送機構１００の一部として防塵カバー１４の中にあり、外気から隔離されている。ファンフィルターユニット（ファンフィルター機構）１６によって、無塵化されたクリーン度の高い空気が常に防塵カバー１４の内部を循環しており、さらに防塵カバー１４の内部を陽圧（大気圧よりも高い圧力）に保つことによって、外部の異物を引き込まないように、専用の搬送機構制御系１８によって制御される。なお、ファンフィルターユニット１６には、ファンの回転速度を検出する手段（第一の検出手段：不図示）が備えられている

次に、図２を参照しながら、防塵カバーの内部におけるクリーン度の悪化の兆候を知るためのアルゴリズムについて説明する（適宜図１参照）。図２は、そのアルゴリズムを示すフローチャートである。

本来、クリーン度の悪化は単位体積当りの空気中に、規定された大きさ以上の異物が何個浮遊しているのかを厳密に計測することによって求めるものである。ただ、その方法では、異物計測のための特別な機器の使用が不可欠となってしまうが、このアルゴリズムによれば、そういった特別な機器を使用しなくても、クリーン度悪化の兆候を間接的ながらも適切に捉えることができる。

図２のフローチャートでは、ステップＳ２０１によって、ステップＳ２０２〜ステップＳ２１２が無限ループする、すなわち繰り返される。
まず、第１段階の評価として、搬送機構制御系１８は、ファンフィルターユニット１６の動作状態、具体的にはファンの回転速度（単位時間当たりの回転数）を監視、すなわち、回転速度が正常値であるか否か判定する（ステップＳ２０２）。搬送機構制御系１８は、ファンの回転速度が正常値でない場合、すなわち、異物によるフィルターの目詰まりなどに起因したファン自体の回転速度の低下もしくはファンの停止を検出した場合に（ステップＳ２０２でＮ）、「クリーン度悪化の兆候」と判断する。

そして、搬送機構制御系１８は、ファンの回転速度を検出（ステップＳ２０３）した後、その回転速度の範囲を特定する（ステップＳ２０４）。搬送機構制御系１８は、ファンの回転速度が範囲１なら兆候レベル１としてワーニング（警告）の設定を行い（ステップＳ２０５）、範囲２（範囲１よりも正常値から遠い値）なら兆候レベル２としてワーニングの設定を行い（ステップＳ２０６）、完全停止なら兆候レベル３としてエラーの設定を行い（ステップＳ２０７）、そして、その兆候情報をコンピュータ１７のＣＲＴに表示することでその旨をユーザに通知する（ステップＳ２０８）。
これにより、ユーザは、段階的なきめ細かいクリーン度悪化の兆候情報を入手することができる。

次に、ファン回転速度が正常値であれば（ステップＳ２０２でＹ）、第２段階の評価として、搬送機構制御系１８は、防塵カバー１４の内外に取り付けられた微差圧センサー（第二の検出手段）１５の監視、すなわち出力判定を行う（ステップＳ２０９）。これは、防塵カバー１４内部が陽圧に保たれているか否かを監視するもので、ある一定以上の圧力差が保たれているか否かを判断するものである。一定以上の圧力差が保たれていない場合（ステップＳ２０９で異常）、搬送機構制御系１８は、不測の空気漏れに起因する外部異物の巻き込みが発生することによる「クリーン度悪化の兆候」と判断し、兆候レベル３としてエラーの設定を行い（ステップＳ２１０）、そして、その兆候情報をコンピュータ１７のＣＲＴに表示することでその旨をユーザに通知する（ステップＳ２１１）。

そして、ステップＳ２１２では、たとえば１秒未満の時間がディレイ時間として設定されており、その設定時間が経過するたびにステップＳ２０２以下の処理が行われることになる（ステップＳ２０１）。
なお、この微差圧センサー１５による監視は最終段階（第１段階よりも後）の評価でもあり、第１段階において各監視機能による兆候の特定が失敗していた場合でも、必ず圧力差異常という結果が発生することで、間違いなく「クリーン度悪化の兆候」を特定することができる。

続いて、図３を参照しながら、防塵カバーの内部における気流について説明する（適宜図１参照）。図３は、防塵カバーおよびその内部の構造と気流の様子を表わした図である。なお、図３は、図１におけるＡ−Ａ断面図を図１の右側から見たもののうち、防塵カバー１４およびその内部だけを抜き出したものである。

原則として、防塵カバー１４の内部のクリーン度は、ファンフィルターユニット１６が正常に動作することによって図３に示すような気流、具体的にはダウンフロー（上方から下方に向かって流れる気流）を実現することによって維持される。ダウンフローであれば、塵埃などの異物を空中に舞い上げる可能性が低いからである。なお、図３の右方に並べた数字は気流の速さを示すものであり、単位はｍ/ｓである。

そして、前記したファンフィルターユニット１６のファンの回転速度や微差圧センサー１５の出力などのモニタリングという間接的な特定手法に加えて、ファンフィルターユニット１６によって防塵カバー１４の内部に生成される気流が、設計仕様時に想定したとおりのフローを維持しているかをモニタリングすることで、さらに「クリーン度悪化の兆候」を特定する精度は高くなる。

そこで、サーマル式もしくはベーンフォイール式の風量センサー（第三の検出手段）を防塵カバー１４の内部に取り付け、その出力を搬送機構制御系１８が監視することによって、気流の健全性をモニタリングする。
図４は、風量センサーの取り付け位置の一例である（適宜図１参照）。図４に示すように、風量センサー４１、４２は防塵カバー１４の内部の比較的上方部に取り付けられ、上方からのダウンフロー流量が維持できていることをモニタリングする役目を果たす。
また、風量センサー４３は排出フロー（図の左方から右方への流れ）の流量をモニタリングする。風量センサー４４は、気流の渦が発生するようなクリティカルな部位のモニタリングのために配置されている。

このように配置された風量センサー（風量センサー４５については後記）を用いて、搬送機構制御系１８は、図４に示すように与えられた健全条件（0.400などの数字の単位はｍ/ｓ）を用いて、ダウンフロー流量、排出フロー流量、気流渦が想定範囲内であるかを判定する。その想定範囲を逸脱する場合、搬送機構制御系１８は、「クリーン度悪化の兆候」と判断することになる。なお、風量センサーは、ここでは二次元的な配置として説明したが、奥行き方向にも配備され、三次元空間観測を行えば、さらにその精度を増すことが可能となる。

そこで問題となるのは、防塵カバー１４の内部は搬送機構９のような駆動系の装置が存在するため、その動作と干渉する領域への風量センサーの取り付けが困難であるという点である。
その結果、防塵カバー１４の内部の周囲流量の取得のみが可能となり、実際に最も重要な、試料１３が直接さらされている気流の確認が困難となる。そこで、この問題を解決するために、搬送機構９の試料搬送アーム（図１の長方形の部分）上に風量センサー４５を取り付ける。

これによって、風量センサー４５は搬送機構９と連動し、それらの衝突の可能性を免れるばかりでなく、駆動系の動作範囲内で広く風量測定を行うことができることから、より精密な気流解析を行うことが可能となる。また、風量センサー４５は、試料１３に物理的に近い位置での測定であることから、最も重要である「クリーン度悪化の兆候」の特定パラメータとして有益なデータを提供してくれることとなる。
そして、「クリーン度悪化の兆候」はコンピュータ１７に通知され、コンピュータ１７はこれを受けて試料１３の搬送制御を直ちに変更（詳細は後記）する。

以上の２つの特定アルゴリズムで特定されるのは「クリーン度悪化の兆候」であるが、そのまま試料１３を放置しておくと、試料１３が汚染されてしまう可能性がある。そこでさらに安全を期すための手段として、防塵カバー１４の内部の機構に関するモニタリングとは別の管理方法について、以下説明する（図１参照）。

まず、一般に、ファンフィルターユニット１６はその寿命（保証期間）が予め設定されている。また、寿命は、フィルターが明らかにその機能を失うよりもはるかに短く設定されており、それ以内であればフィルターの性能は保証されるものである。そこで、コンピュータ１７にはフィルターを最後に交換した日付と公証寿命（メーカなどの保証期間）を入力し、それを記録媒体（管理手段）２１に保存しておく機能を持たせることとする。

さらに、同様にして、搬送機構９のダウンタイム（使用不可状態の時間長）を計測し保存する機能を持つこととする。これらの機能を持つことでコンピュータ１７はファンフィルターユニット１６を、有寿命品として管理することが可能となり、最後に交換した日時から現在までの累積時間からダウンタイムを引くことで、実質の稼働時間を算出することができる。そして、その実質の稼働時間と公証寿命との比較を行うことで、実際に物理的な障害を検出する以前に、段階的に「クリーン度悪化の兆候」を特定することが可能となる。

次に、図５を参照しながら、以上示した手法における「クリーン度悪化の兆候」現象をユーザにワーニング及びエラーとしてコンピュータ１７のＣＲＴを用いてアナウンスする場合の分類について説明する。図５は、その分類について説明した図である。

悪化兆候５０１のうち、計画内５０２のものとしては、寿命管理（管理手段による管理）５０３により判断できるものがある。これは、前記したように、ファンフィルターユニット１６の寿命に基づくものである。この場合、ここでは、１週間前ワーニング５０４、２日前ワーニング５０５、期限切れエラー５０６の３種類を用意しているが、１日前ワーニングなど別のアナウンスを用意してもかまわないことは言うまでもない。

同様にして、悪化兆候５０１のうち、計画外５０７のものとしては、ファン回転速度５０８、微差圧センサー５１２および気流ベクトルモニター（第三の検出手段による検出）５１４により判断できるものがある。
ファン回転速度５０８の場合、図２で説明したように、範囲１ワーニング５０９（図２のステップＳ２０５に対応、以下同様）、範囲２ワーニング５１０、停止エラーを用意している。

微差圧センサー５１２の場合、図２で説明したように、しきい値エラー５１３（図２のステップＳ２１０に対応）が表示されることになる。
気流ベクトルモニター５１４の場合、たとえば風量センサー４１，４２，４３（図４参照）がワーニングとなり（符号５１５〜５１７）、風量センサー４４，４５（図４参照）がエラーとなった（符号５１８，５１９）ときを表示しているが、その他、風量センサー４１，４２，４３が３つともワーニングになったときは風量センサーの複合エラー５２０、と判断するようにすることもできる。

このように、段階的なワーニングやエラーを表示することで、ユーザは容易に要因特定をすることが可能となる。また、このようなワーニング、エラーの情報を半導体製造工場内のＣＩＭＳ（Computer Integrated Manufacturing System：コンピュータ統合生産システム）にオンライン通知する機能を併せ持つことで、ユーザへの顕現性を向上することも可能である。

そして、動作状態モニタリング（ファン回転速度５０８、微差圧センサー５１２および気流ベクトルモニター５１４のモニタリング）と寿命管理５０３の両面から得られた「クリーン度悪化の兆候」が特定されれば、コンピュータ１７はその時点での試料１３の位置状況を確認し、試料１３の退避と搬送の制限を実現することができ、以下、詳細に説明する（図１参照）。

試料１３の位置状況は、１）キャリア１２内、２）大気系（防塵カバー１４）内、３）真空系（試料室１、試料交換室２）内、に大別することができる。キャリア１２内とは、試料１３がキャリア１２内に存在する状態である。キャリア１２は、密閉可能のケースとなっており、試料１３の取り出しや収納を実施する場合に前面ドアを開く機構となっている。つまり、前面ドアを閉じることで、防塵カバー１４の内部のクリーン度悪化の影響を回避することが可能となる。

大気系（防塵カバー１４）内では、クリーン度悪化は試料１３に直接悪影響を与える。真空系（試料室１、試料交換室２）内では、真空を保つためのゲートバルブ７、８が閉じていれば、防塵カバー１４の内部におけるクリーン度悪化の影響を回避できる。

以下、図６を参照しながら、試料の搬送制御について説明する（適宜図１参照）。図６は、試料の搬送制御の処理を示したフローチャートである。
まず、悪化状態がセットした、すなわち、防塵カバー１４の内部のクリーン度が悪化した場合（ステップＳ６０１）、コンピュータ１７は、各ロードポート１１に載置されたキャリア１２から搬出された試料１３が、装置内、すなわち、防塵カバー１４内、試料交換室２または試料室１のいずれかにあるかどうかの判断を行う（ステップＳ６０２）。

装置内に試料１３がない場合（ステップＳ６０２でＮ）、処理は終了し、装置内に試料１３がある場合（ステップＳ６０２でＹ）、ロードポート１１の数の分だけステップＳ６０４の処理を繰り返す（ステップＳ６０３）。
ステップＳ６０４ではキャリア１２から搬出された試料１３が装置内にあるか否かの判定を行い、そのキャリア１２から搬出された試料１３が１枚も装置内にない場合（ステップＳ６０４でＮ）、コンピュータ１７は、直ちにそのキャリア１２の前面ドアをクローズする（閉じる）処理をおこなう（ステップＳ６０５）。
これにより、防塵カバー１４の内部のクリーン度悪化がキャリア１２内の試料１３に影響を与えることを回避できる。

キャリア１２から搬出された試料１３がある場合（ステップＳ６０４でＹ）、コンピュータ１７は、装置内の試料１３の追跡処理を行う、すなわち、装置内のどこに試料１３が存在するのかを検索する（ステップＳ６０６）。
ステップＳ６０３の後、コンピュータ１７は、試料１３の枚数の分、ステップＳ６０８の処理を繰り返す（ステップＳ６０７）。

ステップＳ６０８では試料１３の位置を判定し、コンピュータ１７は、試料１３がキャリア１２内にあるときは、装置への搬送制御の指示を取り消し（ステップＳ６０９）、試料１３が大気系内にあるときは、キャリア１２への収納制御を起動し（ステップＳ６１０）、試料１３が真空系内にあるときは、そのまま何も制御を行わない（ステップＳ６１１）。
つまり、コンピュータ１７は、試料１３を大気系（防塵カバー１４）内に滞留しないように処理しており、これにより、試料１３が大気系内のクリーン度悪化の影響を受ける可能性をより低減することができる。

次に、コンピュータ１７は、ゲートバルブ８のオープン（開放）を禁止する処置を行う（ステップＳ６１２）。これは、防塵カバー１４の内部のクリーン度悪化による影響で試料交換室２内の試料１３が汚染されることを防止するためである。
このように、「クリーン度悪化の兆候」があると判断されている時間中は、コンピュータ１７によってゲートバルブ８の開放が禁止されるため、ユーザやエンジニアが誤って真空系内の試料１３を大気系内に排出する指示をコンピュータ１７に行った場合であっても、試料１３は真空系内に留まり汚染されることがない。

続いて、コンピュータ１７は、退避可能な試料１３の防塵カバー１４の内部からの退避が完了したかを判断する（ステップＳ６１３）。ここでは、試料１３の退避は比較的短い時間内に終わるはずなので、試料１３の退避が完了していない場合（ステップＳ６１３でＮ）、試料１３の退避が完了するまでステップＳ６１３の判断を繰り返すものとする。
試料１３の退避が完了した場合（ステップＳ６１３でＹ）、コンピュータ１７は、キャリア１２の前面ドアをクローズし（ステップＳ６１４）、それ以降の前面ドアオープンを禁止する（ステップＳ６１５）。
これにより、防塵カバー１４の内部のクリーン度悪化がキャリア１２内の試料１３に影響を与えることを回避できる。

こうして、真空系内に滞留せざるを得ない試料１３を除いて、自動的にそれ以外の試料１３をキャリア１２に回収し、ユーザに返却することができる。
その後、コンピュータ１７は、引き続き「クリーン度悪化の兆候」があると判断されている状態であるか否かの監視を継続する、すなわち、エンジニアによる修復作業などによって「クリーン度悪化の兆候」の原因となるすべての要因が排除されたか否かを判断する（ステップＳ６１６で繰り返すステップＳ６１７）。

「クリーン度悪化の兆候」があると判断されている時間中であれば、コンピュータ１７は、キャリア１２の前面ドアの開放処理を禁止する。これもまた、防塵カバー１４の内部のクリーン度悪化が新たな別のキャリア１２内の試料１３に影響を与えることを回避するための処置である。

このように、動作状態モニタリングと寿命管理の両面から「クリーン度悪化の兆候」があると判断されたとき、コンピュータ１７は、自動的にその時点での試料１３の状態を確認し、試料１３の退避と搬送の制限が実現されるので、ユーザは試料１３の安全が十分確保された後にエンジニアによる修復作業を行うことが可能となる。

コンピュータ１７は、エンジニアによる修復作業などによって「クリーン度悪化の兆候」の原因となるすべての要因が排除されたことを検知すると（ステップＳ６１７でＹ）、悪化状態をクリア、すなわち搬送制御に与えられた制限などを解除し（ステップＳ６１８）、その後、Ｂｒｅａｋ、すなわち、このフローチャートの処理は終了する（ステップＳ６１９）。
そして、これ以降に、真空系内に滞留していた試料１３は、ユーザがコンピュータ１７に指示を入力することによって試料１３をキャリア１２に回収することが可能となる。

以上説明したように、本発明に係る試料搬送システムＳによれば、専門技術を有するエンジニアの緊急の処置を必要とせず、コンピュータで自動的に動作状態モニタリングと寿命管理の両面から得られたクリーン度悪化の兆候にしたがって、搬送機能の制御を変更し、試料１３の異物付着汚染を避けることができる安全な位置での停止および退避や、キャリア１２内の試料１３への汚染拡散の防止を自動的に行うことが可能となる。

また、エンジニアによる復旧処置完了までの間、試料１３の搬送やキャリア１２の制御に制限をかけ、ユーザの操作ミスなどによる試料１３への異物付着汚染の拡散を防止することが可能となる。
さらに、これらにより、エンジニアやユーザの負担及びコストが軽減され、各装置の稼働率を向上することができる。また、作業の手違いによる試料１３への異物の付着などを未然に防ぐことができる。さらに、手動による試料１３の搬送作業が減少するため、異物の付着する可能性が減り、歩留まり低下を最小限に抑えることが可能となる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。
たとえば、風量センサーの個数は５個でなくても別の個数であってもよい。その他、ハードウェアやフローチャートなどの具体的な構成について、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

試料搬送システムの全体構成図である。 防塵カバーの内部におけるクリーン度の悪化の兆候を知るためのアルゴリズムを示すフローチャートである。 防塵カバーの内部の構造と気流の様子を表わした図である。 風量センサーの取り付け位置の一例である。 「クリーン度悪化の兆候」現象をユーザにアナウンスする場合の分類について説明した図である。 試料の搬送制御の処理を示したフローチャートである。

符号の説明

１ 試料室
２ 試料交換室
１１ ロードポート
１２ キャリア
１３ 試料
１４ 防塵カバー
１６ ファンフィルターユニット
１７ コンピュータ
２１ 記録媒体

Claims (5)

1. 半導体用走査電子顕微鏡によって観察される試料を搬送する試料搬送システムであって、
   試料室と、前記試料室と隣接する試料交換室と、前記試料を収納するキャリアを載置するロードポートと、前記ロードポートから前記試料交換室まで設けられた試料搬送経路と、前記試料を搬送する搬送手段と、前記搬送手段を制御する制御装置と、を備え、
   前記試料搬送経路は、除塵用のファンフィルター機構を有し、防塵カバーに覆われ、
   前記制御装置は、
   前記ファンフィルター機構の動作状態を認識する第一の検出手段、前記防塵カバーの内部と外部の気圧差を検出する第二の検出手段、前記防塵カバーの内部の気流を検出する第三の検出手段、および、前記ファンフィルター機構の寿命を認識する管理手段、のうち少なくとも１つの手段からの検出値に応じて、前記防塵カバー内部のクリーン度が悪化したと判断する
   ことを特徴とする試料搬送システム。
2. 前記制御装置は、
   前記防塵カバー内部のクリーン度が悪化したと判断したとき、前記少なくとも１つの手段からの検出値に応じて、前記試料の搬送の制御を変更することを特徴とする請求項１に記載の試料搬送システム。
3. 半導体用走査電子顕微鏡によって観察される試料を搬送する試料搬送システムによる試料搬送方法であって、
   前記試料搬送システムは、
   試料室と、前記試料室と隣接する試料交換室と、前記試料を収納するキャリアを設置するロードポートと、前記ロードポートから前記試料交換室まで設けられた試料搬送経路と、前記試料を搬送する搬送手段と、前記搬送手段を制御する制御装置と、を備え、
   前記試料搬送経路は、除塵用のファンフィルター機構を有し、防塵カバーに覆われ、
   前記制御装置は、
   前記ファンフィルター機構の動作状態を認識する第一の検出手段、前記防塵カバーの内部と外部の気圧差を検出する第二の検出手段、前記防塵カバーの内部の気流を検出する第三の検出手段、および、前記ファンフィルター機構の寿命を認識する管理手段、のうち少なくとも１つの手段からの検出値に応じて、前記防塵カバー内部のクリーン度が悪化したと判断する
   ことを特徴とする試料搬送方法。
4. 請求項３に記載の試料搬送方法をコンピュータに実行させるプログラム。
5. 請求項３に記載の試料搬送方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体。

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