JP5007053B2 - 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
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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)。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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 (4)
- 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寿命を管理する管理手段から受信する当該ファンフィルター機構の最後のフィルター交換後からの実稼働時間と、予め定められた当該ファンフィルター機構の保証期間とを比較し、前記実稼働時間が前記保証期間に所定以上近づいたときに、前記防塵カバー内部のクリーン度が悪化したと判断し、その際、前記試料の搬送の制御の変更として、前記クリーン度が悪化した防塵カバー内部に滞留している前記試料を前記キャリアへ収納し、その収納後、当該キャリアのドアをクローズする
ことを特徴とする試料搬送システム。 - 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、を備えており、
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ており、
前記制御装置は、
前記ファンフィルター機構の寿命を管理する管理手段から受信する当該ファンフィルター機構の最後のフィルター交換後からの実稼働時間と、予め定められた当該ファンフィルター機構の保証期間とを比較し、前記実稼働時間が前記保証期間に所定以上近づいたときに、前記防塵カバー内部のクリーン度が悪化したと判断し、その際、前記試料の搬送の制御の変更として、前記クリーン度が悪化した防塵カバー内部に滞留している前記試料を前記キャリアへ収納し、その収納後、当該キャリアのドアをクローズする
ことを特徴とする試料搬送方法。 - 請求項2に記載の試料搬送方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 請求項2に記載の試料搬送方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体。
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