JPH0743264A - 真空装置用ウエハ搬送機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、真空の試料室とエアロック室、エ
アロック室と大気中の間でウエハを搬送する当該エアロ
ック室内に設けたウエハ搬送ロボットを備えた真空装置
用ウエハ搬送機構に関し、ウエハ搬送ロボットのウエハ
受けを２段にし、真空中の試料室内のウエハ支持体との
間でウエハ交換を行ない、更にアライメント機構などと
の間でウエハ受け渡しを行い、ウエハ搬送時間の短縮を
図ることを目的とする。 【構成】 ウエハを２段に搭載するウエハ受け４３を設
けたウエハ搬送ロボット１０を備え、当該ウエハ搬送ロ
ボット１０のウエハ受け４３を真空の試料室１内に伸ば
してウエハ支持体４上のウエハ（作業済）を空の段に裁
置および他方の段のウエハ（作業未）を当該ウエハ支持
体４上に裁置するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空の試料室とエアロ
ック室、エアロック室と大気中の間でウエハを搬送する
当該エアロック室内に設けたウエハ搬送ロボットを備え
た真空装置用ウエハ搬送機構に関するものである。

【０００２】ＬＳＩ用の半導体ウエハ製造工程における
寸法管理の重要性は、集積度の増加に従い益々高まって
いる。これまでの一般的な寸法管理の手法は、光学顕微
鏡による検査であった。しかし、検査の対象となる寸法
が可視光の波長を下回るようになると、光学顕微鏡での
検査は不可能となる。ＤＲＡＭのレベルで言えば現在主
流の４Ｍが殆ど限界であり、１６Ｍ以上では電子顕微鏡
に頼らざるを得ないと言われている。現実に、０．１ミ
クロン以下の精度が必要な寸法測定は既に現在でもほと
んど電子顕微鏡を使用して行われている。

【０００３】電子顕微鏡は、光学顕微鏡と異なりウエハ
を真空の中に入れなければならないので、大気中から真
空中へ、あるいは真空中から大気中へのウエハ搬送機構
が必要となる。このような機構は、普通エアロックと呼
ばれ、搬送に複雑な手順が必要となり、光学顕微鏡に比
べて時間がかかる。半導体製造装置あるいは検査装置に
とって、ウエハ１枚あたりの処理時間は、生産性を決め
る基本的なファクターとして極めて重要である。このた
め、搬送時間を短縮することによってウエハ処理枚数を
増やし、生産性の向上を図ることが望まれている。

【０００４】

【従来の技術】従来のウエハ搬送機構の構成を図５に示
す。図５において、試料室２１は、真空に保った容器で
あって、ウエハをウエハ支持体２４に搬送して固定し、
図示外の鏡筒から細く絞った電子ビームを照射しつつＸ
方向、Ｙ方向に面走査してそのときに発生した２次電子
で輝度変調し、ディスプレイ上に当該ウエハの画像を拡
大表示するための真空の容器である。

【０００５】ウエハ支持体２４は、試料室２１の中にあ
って、移動台の上に乗って移動し、ウエハを保持するも
のである。仕切弁２６、２９は、エアロック室２７と試
料室２１、エアロック室２７と大気の間の仕切弁であ
る。

【０００６】エアロック室２７は、仕切弁２６、２９に
よって仕切られた部分であって、ウエハを大気中から試
料室２１の真空中へ、試料室２１の真空中から大気中
へ、試料室２１の真空を破壊することなく搬送するため
の部分である。

【０００７】ウエハ搬送ロボット（Ｂ）３０は、プリア
ライメント機構３４と、試料室２１中のウエハ支持体２
４との間のウエハの搬送を行なうロボットである。プリ
アライメント機構３４は、ウエハキャリア３１から取り
出したウエハを所定の向きにアライメントする機構であ
る。

【０００８】ウエハ搬送ロボット（Ａ）３２は、ウエハ
キャリア３１と、プリアライメント機構３４との間のウ
エハの搬送を行なうロボットである。ウエハキャリア３
１は、ウエハを収納するものである。

【０００９】次に、ウエハの搬送の手順を簡単に説明す
る。 （１） プリアライメント：ウエハ搬送ロボット（Ａ）
３２で、ウエハキャリア３１の中のウエハを１枚取り出
し、プリアライメント機構３４に乗せる。このウエハ搬
送ロボット（Ａ）３２は、屈伸と回転運動をする腕と、
その先端にウエハを受け取る（あるいはつかむ）ことの
できるウエハ受け３６を備えている。良く見られるタイ
プでは、ウエハ受け３６に真空吸着機能を持たせてウエ
ハの受け渡しの確実性を上げている。プリアライメント
機構３４は、ウエハのオリエンテイションフラットを検
出し、その方向を合わせる機構である。図８にプリアラ
イメント機構３４をより詳しく示す。ウエハ搬送ロボッ
ト（Ａ）３２のウエハ受け９６が鎖線で示した９６’で
停止すると、上下動可能な回転テーブル９１が上昇して
ウエハを受け取る。次に、ウエハ搬送ロボット（Ａ）３
２の腕が引っ込んだところで位置合わせガイト９２、９
２’が両側より挟み込む形でウエハの中心を回転テーブ
ル９１の中心に位置合わせする。位置合わせが終わった
らガイドを戻して、回転テーブル９１を回転させつつオ
リエンテイションフラットを検出する。検出の方法は種
々あるが、ここでは光センサ９３、９４を使う。オリエ
ンテイションフラットを検出したらその方向をオリエン
テイションフラット９７の所定の角度に合わせる。図８
の（ｂ）はこの部分の側面部を示す。９８は、オリエン
テイションフラット検出時の回転テーブルの位置を示
す。鎖線の９９は、完全に下がった位置を示す。この高
さは、１０２で示すウエハ搬送ロボット（Ｂ）３０上の
ウエハの高さよりも低く、この後にウエハ搬送ロボット
（Ｂ）３０にウエハを渡すときの位置を示す。

【００１０】（２） エアロック室２７の排気：この状
態ではすでにエアロック室２７は大気圧になっていて、
仕切弁２９が開き、エアロック室２７の中にあるウエハ
搬送ロボット（Ｂ）３０の腕が伸びて、プリアライメン
トの終わったウエハを取ってエアロック室２７の中に引
き込む。仕切弁２９を閉じてエアロック室２７を排気す
る。エアロック室２７の真空度があるレベルになった時
に仕切弁２６を開けてウエハ搬送ロボット（Ｂ）３０の
腕を試料室２１の方に伸ばす。

【００１１】（３） チャッキング：この状態では試料
室２１内の移動台は、前もって定められたウエハを受け
取るべき地点に到着している。そして、ウエハ搬送ロボ
ット（Ｂ）３０からウエハを受け取り、正しい位置に掴
む。

【００１２】次に、検査した後のウエハを外に取り出す
場合について説明する。 （４） チャッキング解除：移動台をウエハを渡す地点
に移動させ、ウエハのチャッキングを解除する。

【００１３】（５） エアロック室２７の換気：ウエハ
搬送ロボット（Ｂ）３０がウエハ支持体２４からウエハ
を受け取り、腕を引いてエアロック室２７内にウエハを
取り込む。仕切弁２６を閉じてからエアロック室２７を
換気する。エアロック室２７が大気圧になったら仕切弁
２９を開け、ウエハ搬送ロボット（Ａ）３２の腕を伸ば
してウエハをプリアライメント位置まで出す。

【００１４】（６） 収納：ウエハ搬送ロボット（Ａ）
３２がウエハを受け取り、次に、ウエハキャリア３１に
収納する。

【００１５】以上の（１）から（６）までの手順によっ
て、１枚のウエハの検査が終了したところから次のウエ
ハの検査を開始するまでの手順を考えると、 ・まず、上述の（４）から（６）まで進め ・続いて（１）から（３）までを進めることとなる。

【００１６】また、上述したウエハ搬送ロボットの一例
を図６に示す。このウエハ搬送ロボットは、ウエハ搬送
ロボット（Ａ）３２およびウエハ搬送ロボット（Ｂ）３
０であり、前者が大気中で動作し、後者が真空中で動作
するものである。

【００１７】図６において、ウエハ受け３６は、腕の先
端にあって、ウエハを受けるものである。このウエハ受
け３６に１枚のウエハが乗る。ウエハ３５をしっかり
と、受け取るための真空吸引を行なうこともある。

【００１８】腕３７は、屈伸可能なものであって、軸３
８によって支えられ、ウエハ受け３６を先端に持つもの
である。駆動機構３９は、腕３７を屈伸、回転および上
下運動を行い、ウエハ受け３６で固定したウエハを搬送
させるためのものである。

【００１９】次に、試料室２１中のウエハ支持体２４の
チャッキング機構を説明する。図７は、ウエハ支持体の
構造図を示す。図７の（ａ）において、ウエハ６０をオ
リエンテイションフラット部分が当たる２個のローラ６
１、６１’、ウエハ表面の高さを規制する２種類の爪６
２、６２’、６３、６３’が示されている。４個の爪は
ウエハの中心をその中心とする放射状の線に沿って水平
に動くようになっている。また、爪６３と爪６３’は、
爪の下にウエハの外周部分にローラが付属しており、前
記のローラ６１、６１’と共にウエハの最終的な位置を
規制する働きをする。

【００２０】図７の（ｂ）に上述のウエハ支持体の側面
図を示す。ウエハの全体はテーブル６５で支えられてい
るが、このテーブル６５は垂直線に沿って上下に動くよ
うになっている。テーブル６５の上下動は次の３点の異
なる高さの状態をとる。即ち ・状態’は、ウエハを完全に上に押し上げ、ウエハの
上面が４個の爪で規制された状態である。

【００２１】・状態’は、完全に下がり、ウエハを乗
せたウエハ受けが自由に出入りできる状態である。 ・状態’は、両者の中間の位置であって、ウエハが爪
に押しつけられることなく、かつウエハ搬送ロボットの
ウエア受けにも乗っていない状態である。

【００２２】この機構の動作を、当初ウエハが既にウエ
ハ支持体上にある状態から説明する。これは、上述した
（３）、（４）をより詳細に説明したものである。 （３） チャッキングの詳細 （３−１） 解除：移動台はウエハを渡す地点にある。
まず、図７の（ｂ）のテーブル６５がある程度の距離
（２〜３ｍｍ）さがる（テーブルの状態’）。テーブ
ルが下がってもウエハは爪で押されているためにテーブ
ルと一緒に下がらずそれまでの位置を保っている。それ
から、ウエハ搬送ロボット（Ｂ）３０の腕が伸びてきて
先端にあるウエハ受け６４が図７の（ａ）に鎖線で示し
た位置に入ってくる。ウエハ搬送ロボット（Ｂ）３０の
ウエハ受け６４の高さは図７の（ｂ）に示すように、ウ
エハ６０とテーブル６５との間である。テーブル６５
は、この目的のために、腕が入ってくる空間をくり貫か
れている。ウエハ受け６４がウエハの下に入ったところ
で４個の爪６２、６２’、６３、６３’が同時にウエハ
と反対方向へ開くように動く。この動作によって、ウエ
ハは自由になり落下してウエハ受け６４の上に乗る。４
個の爪は更に開いて行き、次のウエハの動きの障害とな
らないところまで後退し、テーブル６５は状態’にな
る。それからウエハを乗せたウエハ受け６４が動き、ウ
エハをエアロック室２７まで引き込む。ウエハの装着は
上述の動作の逆である。

【００２３】（３−２） チャッキング ウエハを乗せたウエハ搬送ロボット（Ｂ）３０のウエハ
受けがウエハ支持体２４の上に入ってくる。このときウ
エハ支持体２４は上述の解除動作終了時の状態のままで
ある。即ち４個の爪は完全に開き、テーブルは下がった
状態’である。ここからまずテーブルが上方に動きウ
エハを持ち上げる（状態’）。次にウエハ受け６４を
引き抜く。このときウエハは既にテーブルが持ち上がっ
ているので、ウエハはウエハ支持体の上に残っている。
ここで、４個の爪を動かして閉じる。ウエハは４個のロ
ーラによって規制される定位置に停止する。ウエハ搬送
ロボット（Ｂ）３０の腕が完全にエアロック室２７内に
引き込んだところで、テーブルを押し上げ状態’にす
る。ウエハはテーブルによって押し上げられて上面を４
個の爪によって規制される一定の高さに固定される。

【００２４】以上の動作を連続した２枚のウエハで実行
したときの流れをまとめると、図９に示すように、ウエ
ハ１を試料室２１内のウエハ支持体に搬送してチャッキ
ングし、検査した後、取り出す。続いて、同様に、ウエ
ハ２を試料室２１内のウエハ支持体に搬送してチャッキ
ングし、検査した後、取り出す。以下同様にウエハを１
枚づつ順次搬送・チャッキングして検査を繰り返す。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
搬送機構では、図９に示すように、１枚づつ順次大気中
から真空中の試料室２１内のウエハ支持体にチャッキン
グして検査した後、大気中に取り出す手順を繰り返して
いたため、１度に１枚しか搬送できず、搬送時間が多く
必要となってしまい、効率的に搬送できないという問題
があった。

【００２６】本発明は、この問題を解決するため、ウエ
ハ搬送ロボットのウエハ受けを２段にし、真空中の試料
室内のウエハ支持体との間でウエハ交換を行ない、更に
アライメント機構などとの間でウエハ受け渡しを行い、
ウエハ搬送時間の短縮を図ることを目的としている。

【００２７】

【課題を解決するための手段】図１を参照して課題を解
決するための手段を説明する。図１において、ウエハ支
持体４は、試料室１内に設けてウエハを固定するもので
ある。

【００２８】ウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０は、試料室
１とエアロック室７、エアロック室７と真空外の機構と
の間を、試料室１の真空を破壊することなしにウエハを
搬送するものであって、エアロック室７内に設けたもの
である。

【００２９】ウエハ受け４３は、ウエハ搬送ロボット
（Ｂ）１０の先端に取り付け、２段から構成され、ウエ
ハを搭載して搬送するためのものである。

【００３０】

【作用】本発明は、図１に示すように、エアロック室７
内に設けたウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０の先端にウエ
ハを２段に搭載するウエハ受け４３を設け、ウエハ搬送
ロボット１０のウエハ受け４３を真空の試料室１内に伸
ばしてウエハ支持体４上のウエハ（作業済）を空の段に
裁置および他方の段のウエハ（作業未）を当該ウエハ支
持体４上に裁置するようにしている。

【００３１】また、エアロック室７内に設けたウエハ搬
送ロボット（Ｂ）１０の先端にウエハを２段に搭載する
ウエハ受け４３を設け、ウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０
のウエハ受け４３を真空外の機構に伸ばして当該機構上
のウエハ（作業未）を空の段に裁置および他方の段のウ
エハ（作業済）を当該機構上に裁置するようにしてい
る。

【００３２】従って、ウエハ搬送ロボットのウエハ受け
４３を２段にし、真空中の試料室１内のウエハ支持体４
との間でウエハ交換を行ったり、外部の機構との間でウ
エハ受け渡しを行ったりすることにより、ウエハ搬送を
並列に行ってウエハ搬送時間の短縮を図ることが可能と
なる。

【００３３】

【実施例】次に、図１から図４を用いて本発明の実施例
の構成および動作を順次詳細に説明する。

【００３４】図１は、本発明の構成図を示す。図１の
（ａ）は断面図を示し、図１の（ｂ）は配置図を示し、
図１の（ｃ）はウエハ搬送ロボットのウエハ受け４３の
構造を示す。

【００３５】図１において、試料室１は、内部が真空ポ
ンプ５によって真空排気される容器であって、内部に移
動台３の上にウエハ支持体４を搭載したものである。鏡
筒２は、電子線を発生して細いビームに絞って移動台３
上のウエハ支持体４に保持されたウエハ上に照射し、走
査するためのものである。

【００３６】移動台３は、ウエハ支持体４を搭載し、当
該ウエハ支持体４によって保持したウエハをＸＹ方向に
移動させ、所望の場所の画像をディスプレイ上に表示さ
せるためのものである。

【００３７】ウエハ支持体４は、ウエハを保持する機構
である。真空ポンプ５は、試料室１の空気を排気して真
空にするポンプである。仕切弁６は、試料室１とエアロ
ック室７との間を仕切る弁である。

【００３８】エアロック室７は、試料室１中に真空を破
壊しないで大気中からウエハを搬送するための部屋であ
って、本発明では、当該エアロック室７内にウエハ搬送
ロボット（Ｂ）１０を配置するものである。

【００３９】仕切弁９は、エアロック室７と大気との間
の仕切弁である。ウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０は、ウ
エハを大気中から真空中の試料室１内のウエハ保持体４
に搬送したり、逆方向に搬送したりするものである。

【００４０】ウエハキャリア１１は、大気中でウエハを
複数枚、保存するキャリアである。ウエハ搬送ロボット
（Ａ）１２は、ウエハキャリア１１と、プリアライメン
ト機構１４との間でウエハを搬送するものである。

【００４１】回転テーブル１３は、ウエハのオリエンテ
イションフラットを検出して所定位置に位置合わせする
ためのものである。プリアライメント機構１４は、ウエ
ハを真空中に挿入する前に、オリエンテイションフラッ
トを検出して所定位置に位置合わせする機構である。

【００４２】エレベータ１５は、ウエハキャリア１１中
のウエハを上下させる機構である。ウエハ受け４３は、
ウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０の先端に取り付けて、２
段にウエハ４１、４２を裁置可能なものである。

【００４３】次に、図１の構成のもとで、ウエハの搬送
の手順を詳細に説明する。 （１） プリアライメント：ウエハ搬送ロボット（Ａ）
１２がエレベータの上にあるウエハキャリア１１の任意
の段のウエハを１枚、ウエハ受け８５で取り出してプリ
アライメント機構１４の回転テーブル１３に乗せる。こ
こで、ウエハ搬送ロボット（Ａ）１２は、屈折、回転、
上下運動をする腕を持ち、この腕の先端にウエハ受け８
５を設けてこのウエハ受け８５でウエハを１枚、ウエハ
キャリア１１から取り出してプリアライメント機構１４
の回転テーブル１３に乗せる。プリアライメント機構１
４の回転テーブル１３が回転し、ウエハのオリエンテイ
ションフラットを光センサで検出してその方向をあわせ
る。

【００４４】（２） ウエハの受け渡し：この状態で
は、すでにエアロック室７は大気圧となっていて、仕切
弁９が開き、エアロック室７の中にあるウエハ搬送ロボ
ット（Ｂ）１０の腕が伸びて、プリアライメント機構１
４の位置で停止する（図３の（ａ）参照）。このときウ
エハ搬送ロボット（Ｂ）１０の腕の先端の２段のウエハ
受け４３の上段には作業済のウエハ８３が乗っている。
（１）でプリアライメントの終了したウエハ８４は、回
転テーブルに乗っている。ここで、回転テーブル８２が
下がってウエハ受け８１の下段にウエハを渡す（図３の
（ｂ）参照）。ウエハ搬送ロボット（Ａ）１２のウエハ
受け８５が伸びてきて作業済のウエハ８３をすくい上げ
る（図３の（ｃ）参照）。ウエハ搬送ロボット（Ｂ）１
０は、作業未のウエハ８４を取ってエアロック室７の中
に引き込む。

【００４５】以上により、ウエハ搬送ロボット（Ａ）１
２によってウエハ（作業未）がプリアライメント機構１
４の回転テーブル８２に乗せられた状態で、ウエハ搬送
ロボット（Ｂ）１０のウエハ受け８１の下段がウエハ
（作業未）を受け取ると共に、ウエハ搬送ロボット
（Ａ）１２が上段のウエハ（作業済）を受け取る。これ
らにより、アライメント機構１４中で、ウエハ（作業
未）がウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０に渡ると共に、ウ
エハ（作業済）がウエハ搬送ロボット（Ａ）１２に渡
り、結果として両者間でウエハの受け渡しが１回の操作
によって行われたこととなり、アライメント機構１４中
でのウエハ搬送時間が従来の半分となる。

【００４６】（３） エアロック室７の排気：仕切弁９
を閉じてエアロック室７を排気する。エアロック室７の
真空があるレベルになったときに、仕切弁６を開けてウ
エハ搬送ロボット（Ｂ）１０の腕を試料室１の方に伸ば
す。

【００４７】（４） ウエハ支持体４でのウエハ交換：
（３）の状態のとき、試料室１内の移動台３は前もって
定められたウエハを受け取るべき地点に到着している。
そして、ウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０と、ウエハ支持
体４との間でウエハ（作業済）と、ウエハ（作業未）と
の交換を行なう。以下詳述する。

【００４８】（４−１） チャッキングの解除：図２の
（ａ）に示すように、ウエハ支持体４のテーブル７１が
状態から状態へ動く。ここで状態から状態は、
下記の状態である。

【００４９】・状態は、ウエハ支持体４のテーブル７
１が完全に押し上げられ、チャッキングが終了した状態
である。 ・状態は、テーブル７１が完全に下まで下がってウエ
ハ搬送ロボット（Ｂ）１０のウエハ受け７５、７４が出
入りできる状態である。

【００５０】・状態は、テーブル７１が状態よりも
上昇し、ウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０のウエハ受け７
５、７４からウエハを受け渡しできる状態である。 ・状態は、テーブル７１がウエハを受け取った後、更
に上昇して爪が閉じることが可能な状態である。

【００５１】このとき、爪７２、７２’はまだ閉じたま
まなので、ウエハ支持体上のウエハ（作業済）７６は爪
に拘束されて動かない。そこへ下段にウエハ（作業未）
７３を乗せたウエハ受け７４がウエハ支持体に入ってく
る。テーブル７１は、ウエハ（作業未）７３の障害にな
らない位置まで下げる。ウエハ受け上のウエハ（作業
未）はウエハ支持体のほぼ中央に来たら停止する。

【００５２】（４−２） ウエハ交換：図２の（ｂ）に
示すように、ウエハ支持体４のテーブル７１が状態か
ら状態へ動く。続いて爪７２、７２’が開く。この動
作でウエハ（作業未）７３がウエハ受け７３からテーブ
ル７１の上に乗り、ウエハ（作業済）７６が上段のウエ
ハ受け７５に乗る。次に、ウエハ受けをエアロック室７
に引き込む。このとき、ウエハ（作業未）７はテーブル
７１の上にある。

【００５３】（４−３） チャッキング：次に、テーブ
ル７１が状態から状態に動く（図２の（ｃ））。テ
ーブル７１のこの位置で爪のチャッキングが可能にな
る。続いて爪７２、７２’が閉じてきてウエハをチャッ
キングする。最後にテーブル７１が状態に戻る。そし
て、ウエハを押し上げて完全に固定する（図２の
（ｄ））。

【００５４】（５） エアロック室換気：ウエハ搬送ロ
ボット（Ｂ）１０がウエハ支持体４からウエハを受け取
り、腕を引いてエアロック室７内にウエハを取り込む。
仕切弁６を閉じてエアロック室７を換気する。エアロッ
ク室７が大気圧になったら仕切弁９を開け、ウエハ搬送
ロボット（Ｂ）１０の腕を伸ばしてウエハをプリアライ
メント機構１４のプリアライメント位置まで出す。

【００５５】（６） ウエハの受け渡し：（２）とほぼ
同じである。（５）の終了時のプリアライメント位置の
側面図を図３の（ａ）に示す。ウエハ（作業済）を上段
に乗せたウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０のウエハ受け８
１が回転テーブル８２の位置に停止する。回転テーブル
８２の上にはウエハ（作業未）８４が乗っている。ここ
で、回転テーブル８２が下がりウエハ（作業未）のウエ
ハをウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０のウエハ受けに渡
す。同時に、ウエハ搬送ロボット（Ａ）１２のウエハ受
け８５が、ウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０の２段のウエ
ハ受けの間に入ってくる。続いて、ウエハ搬送ロボット
（Ａ）１２のウエハ受けが上昇してウエハ搬送ロボット
（Ｂ）１０からウエハ（作業済）を受け取る（図２の
（ｃ））。

【００５６】（７） 収納：ウエハ（作業済）を乗せた
ウエハ搬送ロボット（Ａ）１２がプリアライメント位置
から後退してから、ウエハキャリア１１の方向に向きを
変え、更に、当該ウエハキャリア１１にウエハ（作業
済）を収納する。同時に、ウエハ搬送ロボット（Ｂ）１
０は、エアロック室７に収納され、（３）の動作に進
む。

【００５７】以上の動作は、引き続く２〜３枚のウエハ
で同時に進行する。その進行状態をウエハ毎の流れとし
て示すと、図４に示すようになる。図２は、本発明のウ
エハ交換の手順説明図を示す。これは、試料室１内のウ
エハ支持体４上で、ウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０の２
段のウエハ受け７４、７５によって、ウエハ（作業済）
７６とウエハ（作業未）７３とが同時に交換される手順
を示す。

【００５８】・状態は、ウエハ支持体４のテーブル７
１が完全に押し上げられ、チャッキングが終了した状態
である。 ・状態は、テーブル７１が完全に下まで下がってウエ
ハ搬送ロボット（Ｂ）１０のウエハ受け７５、７４が出
入りできる状態である。

【００５９】・状態は、テーブル７１が状態よりも
上昇し、ウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０のウエハ受け７
５、７４からウエハを受け渡しできる状態である。 ・状態は、テーブル７１がウエハを受け取った後、更
に上昇して爪が閉じることが可能な状態である。

【００６０】図２の（ａ）は、状態から状態に動く
様子を示す。この状態では、テーブル７１が状態にあ
り、ウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０のウエハ受け７５、
７４が出入りできる状態となっているので、当該ウエハ
受け７５、７４が図示のように入ってくる。

【００６１】図２の（ｂ）は、状態から状態に動く
様子を示す。この状態では、テーブル７１が状態にあ
り、ウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０のウエハ受け７５、
７４からウエハを受け渡しできる状態となっているの
で、爪７２、７２’を開き、ウエハ受け（上段）７５に
乗せる。

【００６２】図２の（ｃ）は、状態から状態に動く
様子を示す。この状態では、テーブル７１が状態にあ
り、テーブル７１がウエハを受け取った後、更に上昇し
て爪７２、７２’が閉じることが可能な状態となってい
るので、爪７２、７２’を閉じる。

【００６３】図２の（ｄ）は、状態に動く様子を示
す。この状態では、テーブル７１が状態にあり、テー
ブル７１がウエハを受け取った後、更に上昇して爪が閉
じることが可能な状態となる。そして、状態に動く。

【００６４】以上によって、ウエハ搬送ロボット（Ｂ）
１０が２段のウエハ受けによって、一度の操作によっ
て、ウエハ（作業未）をテーブル７１上に乗せると共に
ウエハ（作業済）をウエハ受けに乗せ、エアロック室７
に取り出すことが可能となる。

【００６５】図３は、本発明のウエハの受け渡しの手順
説明図を示す。これは、プリアライメント機構１４上
で、左側からウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０がウエハ
（作業済）を運んできてウエハ（作業未）を受け取ると
共に、右側からウエハ搬送ロボット（Ａ）１２がウエハ
（作業未）を渡してウエハ（作業済）を受け取る手順で
ある。

【００６６】図３の（ａ）は、回転テーブル８２上のア
ライメント済のウエハ（作業未）が乗っている状態で、
左側からウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０のウエハ受け８
１が挿入された状態を示す。

【００６７】図３の（ｂ）は、（ａ）の状態から回転テ
ーブル８２が下がり、ウエハ（作業未）８４がウエハ受
け８１上に乗った状態で、右側からウエハ搬送ロボット
（Ａ）１２のウエハ受け８５が挿入された状態を示す。

【００６８】図３の（ｃ）は、（ｂ）の状態からウエハ
搬送ロボット（Ａ）１２のウエハ受け８５が上方向に移
動してウエハ（作業済）８３を乗せた状態を示す。この
状態で、ウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０が腕を引いてウ
エハ（作業未）をエアロック室７に取り込む、およびウ
エハ搬送ロボット（Ａ）１２が腕を引いてウエハ（作業
済）をウエハキャリア１１に収納することができる。

【００６９】図４は、本発明のウエハ搬送例を示す。こ
こでは、ウエハ１、ウエハ２、ウエハ３と連続して、ウ
エハキャリア１１から取り出して試料室１内のウエハ支
持体４上に乗せて作業を行なう場合の手順を示す。図中
の点線の双方向の矢印で示した ・ウエハ交換：図２参照 ・ウエハ受け渡し：図３参照 は並列に同時に実行する。尚、図中の各処理は下記を表
す。

【００７０】・プリアライメント：ウエハキャリアから
取り出したウエハ（作業未）をプリアライメント機構１
４上でプリアライメントする処理を表す。 ・ウエハ受け渡し：プリアライメント機構１４の回転テ
ーブル上で、ウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０と、ウエハ
搬送ロボット（Ａ）１２とがウエハ（作業済）とウエハ
（作業未）とを受け渡しする処理を表す（図３参照）。

【００７１】・エアロック室排気：エアロック室７を真
空排気する処理を表す。 ・ウエハ交換：試料室１のウエハ支持体４上で、ウエハ
搬送ロボット（Ｂ）１０がウエハ（作業済）とウエハ
（作業未）とを交換する処理を表す（図２参照）。

【００７２】ここで、ウエハ（作業済）は、ウエハをウ
エハ支持体４上に乗せて、電子ビームを走査して生成し
た２次電子像をディスプレイ上に表示し、各種寸法検査
や特性チェックなどの作業を行った後のウエハを表す。
ウエハ（作業未）は、各種寸法検査は特性チェックなど
の作業を行なっていないウエハを表す。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウエハ搬送ロボット（Ｂ）１０のウエハ受けを２段に
し、真空中の試料室１内のウエハ支持体４上でウエハ
（作業未）とウエハ（作業済）の交換を行って搬送した
り、アライメント機構１４などとの間でウエハ（作業
未）とウエハ（作業済）を受け渡す構成を採用している
ため、並列にウエハ搬送を行い、ウエハ搬送時間の短縮
を図ることができる。これらにより、２枚以上のウエハ
を連続して検査などする場合に、図４に示したように、
並行して処理を実行でき、この分だけ時間を短縮でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成図である。

【図２】本発明のウエハ交換の手順説明図である。

【図３】本発明のウエハの受け渡しの手順説明図であ
る。

【図４】本発明のウエハ搬送例である。

【図５】真空装置内へのウエハ搬送の概念図である。

【図６】ウエハ搬送ロボットの構造図である。

【図７】ウエハ支持体の構造図である。

【図８】プリアライメント機構の概念図である。

【図９】従来のウエハ搬送例である。

【符号の説明】

１：試料室 ２：鏡筒 ３：移動台 ４：ウエハ支持体 ５：真空ポンプ ６、９：仕切弁 ７：エアロック室 １０：ウエハ搬送ロボット（Ｂ） １１：ウエハキャリア １２：ウエハ搬送ロボット（Ａ） １３：回転テーブル １４：プリアライメント機構 １５：エレベータ ４３、７４、７５：ウエハ受け ４１、４２：ウエハ ７２、７２’：爪 ７１：テーブル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空の試料室とエアロック室、エアロック
   室と大気中の間でウエハを搬送する当該エアロック室内
   に設けたウエハ搬送ロボットを備えた真空装置用ウエハ
   搬送機構において、 ウエハを２段に搭載するウエハ受け（４３）を設けたウ
   エハ搬送ロボット（１０）を備え、 当該ウエハ搬送ロボット（１０）のウエハ受け（４３）
   を真空の試料室（１）内に伸ばしてウエハ支持体（４）
   上のウエハ（作業済）を空の段に裁置および他方の段の
   ウエハ（作業未）を当該ウエハ支持体（４）上に裁置す
   るように構成したことを特徴とする真空装置用ウエハ搬
   送機構。
2. 【請求項２】真空の試料室とエアロック室、エアロック
   室と大気中の間でウエハを搬送する当該エアロック室内
   に設けたウエハ搬送ロボットを備えた真空装置用ウエハ
   搬送機構において、 ウエハを２段に搭載するウエハ受け（４３）を設けたウ
   エハ搬送ロボット（１０）を備え、 当該ウエハ搬送ロボット（１０）のウエハ受け（４３）
   を真空外の機構に伸ばして当該機構上のウエハ（作業
   未）を空の段に裁置および他方の段のウエハ（作業済）
   を当該機構上に裁置するように構成したことを特徴とす
   る真空装置用ウエハ搬送機構。