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JP2012033594A - Substrate holder and substrate conveying system - Google Patents

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JP2012033594A JP2010170194A JP2010170194A JP2012033594A JP 2012033594 A JP2012033594 A JP 2012033594A JP 2010170194 A JP2010170194 A JP 2010170194A JP 2010170194 A JP2010170194 A JP 2010170194A JP 2012033594 A JP2012033594 A JP 2012033594A
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Abstract

【課題】外寸が同じ基板保持具に観察試料として異なるサイズの基板が搭載される場合であっても、搭載される基板の違いにかかわらず、基板の未搭載や異常搭載を正確にセンサに検出させる。
【解決手段】ホールダ50上の、ウェーハ2Sが正常に置かれる規定領域部分P以外の規定外領域部分Qに、異常搭載されたウェーハ2Sが乗り上げる傾き検出用ピン51を立設配置し、異常搭載されたウェーハ2Sの姿勢状態を、ホールダ50へのウェーハ2の異常搭載を検出するウェーハ傾きセンサ47が検出可能な姿勢状態にする。
【選択図】図10
Even when a substrate of a different size is mounted as an observation sample on a substrate holder having the same external dimensions, regardless of the substrate mounted, it is possible to accurately detect whether the substrate is not mounted or abnormally mounted. Let it be detected.
A tilt detection pin 51 on which an abnormally mounted wafer 2S rides is erected on a non-specified area portion Q other than the specified area portion P where a wafer 2S is normally placed on a holder 50, and the abnormal mounting is performed. The posture state of the wafer 2S thus made is changed to a posture state that can be detected by the wafer tilt sensor 47 that detects abnormal mounting of the wafer 2 on the holder 50.
[Selection] Figure 10

Description

本発明は、半導体素子や集積回路の検査工程等で用いられる測長機能付きの走査型電子顕微鏡に適用され、検査対象の基板を保持して観察試料として試料室に搬送するための基板保持具及び基板搬送システムに関する。   The present invention is applied to a scanning electron microscope with a length measurement function used in a semiconductor element or integrated circuit inspection process or the like, and holds a substrate to be inspected and transports it as an observation sample to a sample chamber And a substrate transfer system.

半導体素子や集積回路の製造工程では、ウェーハ上に作成した半導体素子や集積回路の検査や評価を、ウェーハ上に形成した各種パターンの線幅等の寸法を測定することによって行う。通常、このような微小寸法の測定には、測長SEM或いはCD−SEM(critical dimension SEM)と呼ばれる測長機能付きの走査型電子顕微鏡(SEM;scanning electron microscope)が用いられる。   In the manufacturing process of semiconductor elements and integrated circuits, inspection and evaluation of semiconductor elements and integrated circuits created on a wafer are performed by measuring dimensions such as line widths of various patterns formed on the wafer. Usually, a scanning electron microscope (SEM) with a length measuring function called a length measuring SEM or a CD-SEM (critical dimension SEM) is used for measuring such a minute dimension.

測長SEMは、観察試料に電子線やイオンビーム等の荷電粒子線を照射することより得られる二次電子等の放出信号を画像化処理して観察試料像を取得し、その画像上の明暗の変化からパターンの形状を判別してパターン線幅等の寸法を導き出す。その際、観察試料としてのウェーハは、測長SEMに備えられた基板搬送システム(基板搬送システム)によって、真空状態に保持されている試料室に搬送され、試料室内の試料ステージに搭載されて荷電粒子線の照射を受ける。   The length measurement SEM obtains an observation sample image by imaging the emission signal of secondary electrons and the like obtained by irradiating the observation sample with a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam. The shape of the pattern is discriminated from the change of the pattern and the dimensions such as the pattern line width are derived. At that time, a wafer as an observation sample is transferred to a sample chamber held in a vacuum state by a substrate transfer system (substrate transfer system) provided in the length measurement SEM, and charged on a sample stage in the sample chamber. Receives particle beam irradiation.

測長SEMを用いてウェーハの観察及び測長を行う場合、検査対象のウェーハは、ポッドと称する一又は複数枚のウェーハを収納可能なケースに予め格納されて観察準備される。観察及び測長を実施する際は、このポッドからウェーハが1枚ずつ取り出され、測長SEMのロードロック室と呼ばれる大気圧状態と真空状態との雰囲気変換室に一旦搬送されて雰囲気を真空状態に調整されてから、試料室に搬送され、上述した観察及び測長が実施される。観察及び測長が済んだウェーハは、試料室からロードロック室に一旦搬送されて雰囲気を大気圧状態に調整されてから、ロードロック室より取り出され、ポッドに搬送して戻される。   When performing wafer observation and length measurement using a length measurement SEM, a wafer to be inspected is stored in advance in a case capable of storing one or a plurality of wafers called a pod and prepared for observation. When performing observation and length measurement, wafers are taken out from the pod one by one and transported to an atmospheric pressure chamber called a load lock chamber of the length measurement SEM and a vacuum state, and the atmosphere is vacuumed. Then, the sample is transported to the sample chamber, and the above-described observation and length measurement are performed. The wafer that has been observed and measured is once transported from the sample chamber to the load lock chamber, the atmosphere is adjusted to atmospheric pressure, taken out from the load lock chamber, and transported back to the pod.

測長SEMを用いたウェーハの検査や評価では、このような観察及び測長作業が、ウェーハ1枚毎、ポッドに収納されている検査対象のウェーハの枚数分だけ、繰り返し行われる。その際、ポッドと測長SEMのロードロック室との間のウェーハの搬送には、通常、ロボットが使用される。ロボットは、測長SEMによる観察及び測長を実施する都度、ポッドから取り出した検査対象のウェーハを、測長SEMのロードロック室に備えられているホールダと称すウェーハ保持具まで搬送し、ホールダ上の規定位置に搭載する。ホールダは、ロードロック室内で板バネによって保持されており、ロードロック室内に設けられたアームの作動に応動して、試料室内の試料ステージとの間で移動可能な構成になっている。ホールダの表面には、ウェーハを規定の位置に保持しておくための固定ピン及び可動ピンが、間隔を空けて立設されている。ホールダの規定の位置に搭載されたウェーハは、この可動ピンによって固定ピンに押し付けられて規定の位置に保持される。   In wafer inspection and evaluation using a length measurement SEM, such observation and length measurement operations are repeated for each wafer and the number of wafers to be inspected stored in the pod. At that time, a robot is usually used to transfer the wafer between the pod and the load lock chamber of the length measuring SEM. The robot carries the wafer to be inspected taken out of the pod to a wafer holder called a holder provided in the load lock chamber of the length measurement SEM each time the length measurement SEM is observed and measured. Mounted at the specified position. The holder is held by a leaf spring in the load lock chamber, and is configured to move between the sample stage in the sample chamber in response to the operation of an arm provided in the load lock chamber. On the surface of the holder, a fixed pin and a movable pin for holding the wafer at a predetermined position are erected at an interval. The wafer mounted at a predetermined position of the holder is pressed against the fixed pin by this movable pin and held at the predetermined position.

ロードロック室は、ポッドとの間でのウェーハ搬送のために大気圧状態になった雰囲気を試料室内と同じ真空状態にするため、バルブを介してドライポンプの吸込側と接続されている。測長SEMでは、ホールダの規定位置へのウェーハの搭載が完了すると、ロードロック室は密閉され、前述したバルブの開放によってドライポンプの吸込側と連通されて室内の真空引きが行われる。その後、ロードロック室は、規定の真空度に達すると、ロードロック室と試料室との間が開放状態となり、ウェーハは、ロードロック室からホールダごと試料室内に搬送され、試料室内で荷電粒子線の照射を受ける。   The load lock chamber is connected to the suction side of the dry pump via a valve in order to make the atmosphere in an atmospheric pressure state for transferring the wafer between the pod and the vacuum chamber the same as the sample chamber. In the length measurement SEM, when the mounting of the wafer at the specified position of the holder is completed, the load lock chamber is sealed, and the chamber is evacuated by communicating with the suction side of the dry pump by opening the valve described above. Then, when the load lock chamber reaches a specified vacuum level, the space between the load lock chamber and the sample chamber is opened, and the wafer is transferred from the load lock chamber to the sample chamber together with the holder, and charged particle beams are transferred inside the sample chamber. Receive irradiation.

また、ロードロック室には、ウェーハの有無やホールダへの異常搭載を検出するためのセンサが備えられている。測長SEMでは、ウェーハの未搭載や異常搭載が発生した場合は、ウェーハが搭載されるホールダの試料室への搬送を停止する等といったシステム化がはかられている。   Further, the load lock chamber is provided with a sensor for detecting the presence or absence of a wafer and abnormal loading on the holder. In the length measurement SEM, when a wafer is not loaded or abnormally loaded, systemization such as stopping the transfer of the holder on which the wafer is loaded to the sample chamber is being implemented.

このような測長SEMの基板搬送システムとして、特許文献1には、ホールダに保持されたウェーハの上表面及び下表面それぞれに向けて光ビームを照射してウェーハの上表面及び下表面それぞれで反射させ、上表面及び下表面それぞれで反射された光ビームが受光器で受光されるか否かによって、ウェーハの保持状態が正常か否かを判断するウェーハ保持状態の確認システムを備えたものが開示されている。   As a substrate transport system for such a length measurement SEM, Patent Document 1 discloses that a light beam is irradiated toward each of the upper surface and the lower surface of the wafer held by a holder and reflected on the upper surface and the lower surface of the wafer, respectively. And a wafer holding state confirmation system that determines whether the holding state of the wafer is normal or not depending on whether the light beam reflected by the upper surface and the lower surface is received by the light receiver. Has been.

特開平9−64155号公報JP-A-9-64155

上述したような測長SEMを用いた半導体素子や集積回路の検査工程等では、測長SEMによる通常の観察仕様サイズのウェーハよりも小さなサイズのウェーハも、通常の観察仕様サイズのウェーハの観察,測長と同様にして、同じ装置で観察,測長したい、という要求がある。   In the inspection process of semiconductor elements and integrated circuits using the length measurement SEM as described above, a wafer having a size smaller than the normal observation specification size wafer by the length measurement SEM can be observed. Similar to length measurement, there is a demand for observation and length measurement with the same device.

この要求に対応するためには、通常、ホールダの規定の位置にウェーハを保持しておくための固定ピン及び可動ピンのホールダ表面における配置位置を、測長SEMによる通常の観察仕様サイズよりも小さな所定のウェーハサイズに合せて変更したホールダを別途用意しておき、検査対象のウェーハのサイズが変わる場合には、ホールダごと交換して対応する場合が多い。   In order to meet this requirement, the arrangement positions of the fixed pins and movable pins on the holder surface for holding the wafer in a predetermined position of the holder are usually smaller than the normal observation specification size by the length measuring SEM. In many cases, a holder that has been changed in accordance with a predetermined wafer size is prepared separately, and when the size of the wafer to be inspected changes, the holder is replaced.

この別途用意したホールダの場合、ホールダの規定の位置に保持しておくための固定ピン及び可動ピンは、測長SEMの観察仕様サイズよりも小さな所定のウェーハの外周に沿って、ホールダの表面上に配置される。しかし、この別途用意したホールダの外寸は、ロードロック室と試料室の試料ステージとの間でウェーハが搭載されているホールダごと搬送する基板搬送システムの構成自体は同じなので、観察仕様サイズのウェーハのホールダの外寸と変わらない。また、ロードロック室に備えられているウェーハの有無やホールダへの異常搭載を検出するためのセンサの構成や配置もそのままである。   In the case of this separately prepared holder, the fixed pin and the movable pin for holding the holder at a prescribed position are arranged on the surface of the holder along the outer periphery of a predetermined wafer smaller than the observation specification size of the length measurement SEM. Placed in. However, the external dimensions of this separately prepared holder are the same as the wafer size of the observation specification because the configuration itself of the substrate transfer system that transfers the entire holder on which the wafer is mounted is the same between the load lock chamber and the sample stage in the sample chamber. The same as the outside dimensions of the holder. In addition, the configuration and arrangement of the sensor for detecting the presence or absence of a wafer provided in the load lock chamber and the abnormal loading in the holder remain the same.

そのため、この測長SEMの通常の観察仕様サイズよりも小さな所定のウェーハサイズに合せて変更したホールダでは、ホールダの表面上における固定ピン及び可動ピンで規定されたウェーハ正常搭載エリア以外のエリアが、測長SEMの通常の観察仕様サイズに合ったホールダの場合よりも拡大する。   Therefore, in a holder that has been changed according to a predetermined wafer size smaller than the normal observation specification size of this length measurement SEM, the area other than the normal wafer mounting area defined by the fixed pin and the movable pin on the surface of the holder, It is larger than the case of a holder that matches the normal observation specification size of a length measurement SEM.

反対に、ウェーハの有無やホールダへの異常搭載を検出するためのセンサの構成や配置は、検査対象のウェーハが小さくなり、ホールダの表面上におけるウェーハ正常搭載エリア(規定領域部分)が小さくなるため、観察仕様サイズのウェーハであればウェーハの有無やホールダへの異常搭載を検出できたのに、小さな所定のウェーハの場合は、ウェーハの有無やホールダへの異常搭載が検出できなくなる場合が生じる虞がある。   On the other hand, the configuration and arrangement of sensors for detecting the presence or absence of a wafer and abnormal loading on the holder is because the wafer to be inspected becomes smaller and the normal mounting area (specified area) on the surface of the holder becomes smaller. In the case of an observation specification size wafer, the presence or absence of a wafer or abnormal loading in a holder can be detected, but in the case of a small predetermined wafer, the presence or absence of a wafer or abnormal loading in a holder may not be detected. There is.

このように検出される環境が変化し、特にウェーハ正常搭載エリア以外のエリア(規定外領域部分)が拡大するため、この拡大したウェーハ正常搭載エリア以外のエリアに位置するウェーハを、センサの配置等を変えることなく、同じセンサの出力に基づいて、異常搭載等を漏れなく検出できる仕組みが必要となる。   The detected environment changes in this way, and in particular, the area other than the normal wafer mounting area (non-regulated area) is enlarged. It is necessary to have a mechanism that can detect an abnormal mounting or the like based on the output of the same sensor without changing.

本発明は、上述した問題点を鑑みなされたものであって、外寸が同じ基板保持具に観察試料として異なるサイズの基板が搭載される場合であっても、搭載される基板の違いにかかわらず、基板の未搭載や異常搭載を正確にセンサに検出させることができる基板保持具及び基板搬送システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems. Even when a substrate of a different size is mounted as an observation sample on a substrate holder having the same outer dimension, the present invention is concerned with the difference in the mounted substrate. It is an object of the present invention to provide a substrate holder and a substrate transport system that allow a sensor to accurately detect whether a substrate is not mounted or abnormally mounted.

本発明は上記した課題を解決するために、基板保持具としてのホールダ上の、基板が正常に置かれる規定領域部分以外の規定外領域部分に、異常搭載された基板が乗り上げるピンを立設配置し、異常搭載された基板の姿勢状態を、ホールダへの基板の異常搭載を検出するセンサが検出可能な姿勢状態にすることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention has a pin-up arrangement in which an abnormally mounted board rides on a non-regulated area other than a prescribed area where a board is normally placed on a holder as a board holder. Then, the posture state of the abnormally mounted substrate is changed to a posture state that can be detected by a sensor that detects abnormal mounting of the substrate in the holder.

また、ピンは、ホールダが配置されている空間の内壁から基板の大きさ以内の規定外領域部分のホールダ上に立設配置され、さらに規定領域部分の外周回りに沿って規定外領域部分に立設配置された隣り合うピン同士の間隔は、基板の大きさ以内になっていることを特徴とする。   In addition, the pins are erected on the holder in the non-specified area portion within the size of the substrate from the inner wall of the space where the holder is arranged, and further, the pins stand in the non-specified area portion around the outer periphery of the specified area portion. The interval between the adjacent pins arranged is within the size of the substrate.

本発明によれば、通常搬送する観察仕様サイズの基板より小さい基板を搬送しても、試料としての基板の異常搭載を確実に検出することができる。   According to the present invention, it is possible to reliably detect abnormal mounting of a substrate as a sample even if a substrate smaller than a substrate having an observation specification size that is normally transported is transported.

本実施の形態に係る基板保持具及び基板搬送システムが適用された測長SEMの一実施例を上方から眺めた概略構成図である。It is the schematic block diagram which looked at one Example of length measurement SEM to which the board | substrate holder and board | substrate conveyance system which concern on this Embodiment were applied from the upper direction. ロードロック部の部分断面上面図である。It is a partial cross-sectional top view of a load lock part. 図2に示したロードロック部の部分側面断面図である。FIG. 3 is a partial side sectional view of the load lock portion shown in FIG. 2. ホールダにウェーハが異常搭載されている場合の、ロードロック部の部分断面上面図である。It is a partial cross-sectional top view of a load lock part when a wafer is abnormally mounted on a holder. 図4に示したロードロック部の部分側面断面図である。FIG. 5 is a partial side sectional view of the load lock portion shown in FIG. 4. 観察仕様サイズの試料よりも小さな試料の観察検査用のホールダが設けられたロードロック部の部分断面上面図である。It is a partial cross-sectional top view of a load lock portion provided with a holder for observation and inspection of a sample smaller than a sample having an observation specification size. 観察仕様サイズの試料よりも小さな試料の観察検査用のホールダにウェーハが異常搭載されている場合の、ロードロック部の部分断面上面図である。It is a partial cross-sectional top view of a load lock portion when a wafer is abnormally mounted on a holder for observation and inspection of a sample smaller than a sample having an observation specification size. 図7に示したロードロック部の部分側面断面図である。FIG. 8 is a partial side sectional view of the load lock portion shown in FIG. 7. 観察仕様サイズの試料よりも小さな試料の観察検査用のホールダが設けられたロードロック部の部分断面上面図である。It is a partial cross-sectional top view of a load lock portion provided with a holder for observation and inspection of a sample smaller than a sample having an observation specification size. 傾き検出用ピンの第1の配置例の説明図である。It is explanatory drawing of the 1st example of arrangement | positioning of the pin for inclination detection. 傾き検出用ピンの第2の配置例の説明図である。It is explanatory drawing of the 2nd example of arrangement | positioning of the pin for inclination detection. 傾き検出用ピンの第3の配置例の説明図である。It is explanatory drawing of the 3rd example of arrangement | positioning of the pin for inclination detection. 傾き検出用ピンの第4の配置例の説明図である。It is explanatory drawing of the 4th example of arrangement | positioning of the pin for inclination detection. 傾き検出用ピンの第4の配置例の別の説明図である。It is another explanatory drawing of the 4th example of arrangement | positioning of the pin for inclination detection. 本実施の形態に係るホールダ及びこれを用いた基板搬送システムにおけるウェーハの異常搭載状態のロードロック部の部分断面上面図である。It is a partial cross-sectional top view of the load lock part of the abnormal loading state of the wafer in the holder which concerns on this Embodiment, and the substrate conveyance system using the same. 図15に示したロードロック部の部分側面断面図である。FIG. 16 is a partial side cross-sectional view of the load lock portion illustrated in FIG. 15.

本発明に係る基板保持具及び基板搬送システムの一実施の形態について、図面に基づき説明する。   An embodiment of a substrate holder and a substrate transport system according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施の形態に係る基板保持具及び基板搬送システムが適用された測長SEMの一実施例を上方から眺めた概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of a length measuring SEM to which a substrate holder and a substrate transfer system according to the present embodiment are applied as viewed from above.

測長SEM1は、ミニエンバイラメント方式の試料搬送装置10と、走査型電子顕微鏡本体20とを有する。ミニエンバイラメント方式とは、所定の清浄度を有する局所的な空間又は環境を備えるという意味である。測長SEM1は、試料搬送,試料観察,測定を含む諸動作を、図示省略した付設のコンピュータ装置によって制御される。オペレータは、コンピュータ装置のマウスやキーボード,表示器の画面上に表示されるOSD(On Screen Display)等のユーザーインターフェースを使用して、測長SEM1に実行させる試料搬送等の制御処理についての指示や設定入力等をコンピュータ装置に行う。   The length measurement SEM 1 includes a mini-environment sample transport apparatus 10 and a scanning electron microscope main body 20. The mini-environment method means that a local space or environment having a predetermined cleanliness is provided. The length measuring SEM 1 controls various operations including sample transport, sample observation, and measurement by an attached computer device (not shown). An operator uses a user interface such as an OSD (On Screen Display) displayed on the screen of a mouse, keyboard, or display device of a computer device to give instructions on control processing such as sample transportation to be executed by the length measurement SEM1. Perform setting input and the like to the computer device.

試料搬送装置10は、図示の場合、2つのロードポート11(11a,11b)と、1台の試料搬送ロボット12とを備えた構成になっている。ロードポート11には、装置オペレータ又はAGV(Automatic Guided Vehicle)により、オープンカセット又はFOUP(Front-Opening Unified Pod)といったウェーハ2の搬送・保管用のウェーハ収納ケース13が搭載される。ロードポート11には、例えばFOUPのような、蓋又は扉によりケース内の気密を維持できるポッドの搭載に対しては、その蓋又は扉の開閉を制御する機構が備えられている。試料搬送ロボット12は、ロードポート11に搭載されているウェーハ収納ケース13からウェーハ2を取り出して走査型電子顕微鏡本体20の2つのロードロック室24の一方に搬送したり、この一方のロードロック室24からウェーハ2を取り出してウェーハ収納ケース13に収納して戻したりする。   In the illustrated example, the sample transport apparatus 10 includes two load ports 11 (11a and 11b) and one sample transport robot 12. The load port 11 is mounted with a wafer storage case 13 for transporting and storing the wafer 2 such as an open cassette or FOUP (Front-Opening Unified Pod) by an apparatus operator or AGV (Automatic Guided Vehicle). The load port 11 is provided with a mechanism for controlling the opening and closing of the lid or the door, such as FOUP, for mounting a pod that can maintain airtightness in the case by the lid or the door. The sample transport robot 12 takes out the wafer 2 from the wafer storage case 13 mounted on the load port 11 and transports the wafer 2 to one of the two load lock chambers 24 of the scanning electron microscope main body 20. The wafer 2 is taken out from 24, stored in the wafer storage case 13, and returned.

試料搬送装置10は、ウェーハ2が搬送される部分は局所的にクリーン度を高める必要があるため、装置全体がミニエンバイラメント方式試料搬送機構14で覆われている。ミニエンバイラメント方式試料搬送機構14には、FFU(Fan Filter Unit)が備えられている。機構内部へは、このFFUを通して、クリーン度の高い空気が機構外部の大気圧雰囲気よりも陽圧状態で供給されている。   In the sample transport device 10, it is necessary to locally increase the degree of cleanliness of the portion where the wafer 2 is transported, so that the entire device is covered with the mini-environment sample transport mechanism 14. The mini-environment type sample transport mechanism 14 includes an FFU (Fan Filter Unit). Inside the mechanism, air having a high degree of cleanness is supplied through the FFU in a positive pressure state than the atmospheric pressure atmosphere outside the mechanism.

走査型電子顕微鏡本体20は、ロードロック部21と、ステージ部22と、鏡筒部23とを一体的に備えた構成になっている。ロードロック部21には、大気圧状態と真空状態との雰囲気変換室として一対のロードロック室24(24a,24b)が設けられている。ステージ部22には、ウェーハ2に荷電粒子線を照射するため真空状態に保持される試料室25が設けられ、試料室25内にはウェーハ2を搭載したホールダ26が搬送される試料ステージ29が備えられている。各ロードロック室24は、試料搬送ロボット12が配置されているミニエンバイラメント方式試料搬送機構14内と、両者間に介在させたロードドア34の開・閉に対応して連通・遮断され、ステージ部22の試料室25と、両者間に介在させたゲートバルブ35の開・閉に対応して連通・遮断される。各ロードロック室24は、ロードドア34及びゲートバルブ35の閉塞により、ミニエンバイラメント方式試料搬送機構14内及び試料室25それぞれに対して密閉される。   The scanning electron microscope main body 20 has a configuration in which a load lock portion 21, a stage portion 22, and a lens barrel portion 23 are integrally provided. The load lock portion 21 is provided with a pair of load lock chambers 24 (24a, 24b) as an atmosphere conversion chamber between an atmospheric pressure state and a vacuum state. The stage unit 22 is provided with a sample chamber 25 which is held in a vacuum state for irradiating the wafer 2 with charged particle beams, and a sample stage 29 on which a holder 26 on which the wafer 2 is mounted is conveyed in the sample chamber 25. Is provided. Each load lock chamber 24 is communicated / blocked corresponding to the opening / closing of the load door 34 interposed between the inside of the mini-environment type sample transport mechanism 14 in which the sample transport robot 12 is arranged, The sample chamber 25 of the stage unit 22 is communicated and blocked corresponding to the opening and closing of the gate valve 35 interposed therebetween. Each load lock chamber 24 is sealed with respect to the inside of the mini-environment type sample transport mechanism 14 and the sample chamber 25 by closing the load door 34 and the gate valve 35.

鏡筒部23には、荷電粒子線を生成する荷電粒子源(図示省略)と、この荷電粒子源により生成された荷電粒子線を収束,偏向して試料室25内の試料ステージ29に搭載されたウェーハ2に照射する電子光学系(図示省略)とが設けられている。さらに、鏡筒部23又はステージ部22には、観察試料像を取得するため、荷電粒子線の照射により試料から放出される放出荷電粒子を検出する検出器(図示省略)が設けられている。また、ロードロック室24には、試料搬送装置との間の試料搬送で大気圧雰囲気に開放された室内をステージ部22の試料室25内と同じ真空状態にするため、図示せぬバルブを介してドライポンプの吸込側と接続されている。   A charged particle source (not shown) that generates a charged particle beam and a charged particle beam generated by the charged particle source are converged and deflected on the lens barrel 23 and mounted on a sample stage 29 in a sample chamber 25. And an electron optical system (not shown) for irradiating the wafer 2. Further, the lens barrel part 23 or the stage part 22 is provided with a detector (not shown) for detecting emitted charged particles emitted from the sample by irradiation with a charged particle beam in order to acquire an observation sample image. Further, in the load lock chamber 24, a chamber opened to the atmospheric pressure atmosphere by the sample transfer with the sample transfer device is brought into the same vacuum state as the sample chamber 25 of the stage unit 22, so that a valve (not shown) is provided. Connected to the suction side of the dry pump.

このように構成された測長SEM1において、装置オペレータ又はAGVによってロードポート11にウェーハ収納ケース13が搭載されると、ウェーハ収納ケース13に収納されている検査対象のウェーハ2は、試料搬送ロボット12によって取り出され、開放されたロードドア34を介してロードロック室24に搬送され、ロードロック室24に配置されているホールダ26の規定の位置に搭載される。このホールダ26へのウェーハ2の搭載が完了すると、ロードロック室24は、ロードドア34が閉じられ、試料搬送ロボット12によるウェーハ2の搬入に伴って開放された室内を外部に対して密閉し、ドライポンプとの間に設けられたバルブが開放され、室内のドライポンプによる真空引きが行われる。   In the length measuring SEM 1 configured as described above, when the wafer storage case 13 is mounted on the load port 11 by an apparatus operator or AGV, the wafer 2 to be inspected stored in the wafer storage case 13 is transferred to the sample transport robot 12. And is transferred to the load lock chamber 24 through the opened load door 34 and mounted at a predetermined position of the holder 26 disposed in the load lock chamber 24. When the loading of the wafer 2 into the holder 26 is completed, the load lock chamber 24 closes the load door 34 and seals the chamber opened along with the loading of the wafer 2 by the sample transport robot 12 to the outside. A valve provided between the pump and the dry pump is opened, and vacuuming is performed by the indoor dry pump.

真空引きによってロードロック室24が規定の真空度に達すると、ドライポンプとの間のバルブが閉塞してドライポンプによる真空引きが停止され、ステージ部22の試料室25との間に設けられているゲートバルブ35を開放して、ウェーハ2をホールダ26ごと試料室25内に搬送し、ウェーハ2はホールダ26ごと試料ステージ29に搭載される。試料ステージ29に搭載されたウェーハ2は、荷電粒子線の照射を受け、観察及び測長が行われる。   When the load lock chamber 24 reaches a predetermined degree of vacuum by evacuation, the valve between the dry pump is closed and evacuation by the dry pump is stopped, and is provided between the sample chamber 25 of the stage 22. The gate valve 35 is opened and the wafer 2 is transported together with the holder 26 into the sample chamber 25, and the wafer 2 is mounted together with the holder 26 on the sample stage 29. The wafer 2 mounted on the sample stage 29 is irradiated with a charged particle beam and is observed and measured.

検査終了後は、試料室25内の試料ステージ29にホールダ26ごと搭載されたウェーハ2は、ロードロック室24との間の開放されたゲートバルブ35を介して、試料室25からロードロック室24内に搬送されて戻される。その後、試料室25との間のゲートバルブ35を閉じて試料室25に対してロードロック室24を閉塞した後、ロードロック室24は大気圧開放され、その真空度が下げられる。ロードロック室24が大気圧状態になると、ロードドア34が開放され、検査が終了したウェーハ2は、ロードロック室24からロードポート11上の当該ウェーハ2が取り出されたウェーハ収納ケース13へ試料搬送ロボット12により戻されて収納される。   After completion of the inspection, the wafer 2 mounted on the sample stage 29 in the sample chamber 25 together with the holder 26 is transferred from the sample chamber 25 to the load lock chamber 24 via the gate valve 35 opened to the load lock chamber 24. It is conveyed in and returned. Then, after closing the gate valve 35 between the sample chamber 25 and closing the load lock chamber 24 with respect to the sample chamber 25, the load lock chamber 24 is opened to atmospheric pressure, and the degree of vacuum is lowered. When the load lock chamber 24 reaches atmospheric pressure, the load door 34 is opened, and the wafer 2 that has been inspected is transferred from the load lock chamber 24 to the wafer storage case 13 where the wafer 2 on the load port 11 is taken out. Returned and stored by the robot 12.

次に、ロードロック室24を備えたロードロック部21の詳細な構成と、ロードロック室24の配置されているホールダ26へのウェーハ2の搭載について、図2〜図4に基づき詳しく説明する。   Next, a detailed configuration of the load lock unit 21 including the load lock chamber 24 and mounting of the wafer 2 on the holder 26 in which the load lock chamber 24 is arranged will be described in detail with reference to FIGS.

図2は、ロードロック部の部分断面上面図を、図3は、図2に示したロードロック部の部分側面断面図をそれぞれ示す。   2 is a partial cross-sectional top view of the load lock portion, and FIG. 3 is a partial side cross-sectional view of the load lock portion shown in FIG.

図示の例では、ロードロック部21は、直方体形状の中空の筐体31を備え、その中空部がロードロック室24を形成する。図中、Xは筐体31及びロードロック室24の幅方向を、Yは筐体31及びロードロック室24の長さ方向を、Zは筐体31及びロードロック室24の高さ方向をそれぞれ示す。ここで、この筐体31の長さ方向Yは、ステージ部22の試料室25に対してのロードロック室24に配置されたホールダ26の搬送方向と同方向で、その両端側には、ロードポート11とロードロック室24との間でウェーハ2を搬送する際にロードロック室24を開放するロードドア34、ロードロック室24と試料室25との間でウェーハ2を搬送する際にロードロック室24を試料室25に連通させるゲートバルブ35が設けられている。   In the illustrated example, the load lock portion 21 includes a rectangular parallelepiped hollow casing 31, and the hollow portion forms a load lock chamber 24. In the figure, X is the width direction of the casing 31 and the load lock chamber 24, Y is the length direction of the casing 31 and the load lock chamber 24, and Z is the height direction of the casing 31 and the load lock chamber 24. Show. Here, the length direction Y of the casing 31 is the same as the transfer direction of the holder 26 disposed in the load lock chamber 24 with respect to the sample chamber 25 of the stage unit 22, A load door 34 that opens the load lock chamber 24 when the wafer 2 is transferred between the port 11 and the load lock chamber 24, and a load lock when the wafer 2 is transferred between the load lock chamber 24 and the sample chamber 25. A gate valve 35 that communicates the chamber 24 with the sample chamber 25 is provided.

また、筐体31の内壁底面における幅方向X両側には、断面矩形状の柱状部材32R,32Lが筐体31の長さ方向Yに沿って延設され、ベース32を構成している。各ベース32(32R,32L)には、その長さ方向Yに沿ってホールダ26を移動可能に支持するためのレール33(33R,33L)が延設されている。各レール33(33R,33L)には、ホールダ26に回転可能に取り付けられているホイール27(27R,27L)が係合し、ホールダ26をロードロック室24の長さ方向Yに沿って移動可能に支持している。ホールダ26は、その天面が矩形状の平坦な載置面28となった盤状部材によって構成されている。そして、ホールダ26は、このロードロック室24内で図示省略した板バネによって保持されて、同じく図示省略したアームの作動に応動して、ホイール27をレール33上で転動させ、試料室25内の試料ステージ29との間で移動可能な構成になっている。   In addition, columnar members 32R and 32L having a rectangular cross section extend along the length direction Y of the casing 31 on both sides in the width direction X on the bottom surface of the inner wall of the casing 31 to constitute the base 32. Each base 32 (32R, 32L) is extended with a rail 33 (33R, 33L) for supporting the holder 26 movably along its length direction Y. Each rail 33 (33R, 33L) engages with a wheel 27 (27R, 27L) rotatably attached to the holder 26, and the holder 26 can be moved along the length direction Y of the load lock chamber 24. I support it. The holder 26 is configured by a plate-like member whose top surface is a rectangular flat mounting surface 28. The holder 26 is held by a leaf spring (not shown) in the load lock chamber 24, and in response to the operation of an arm (not shown), the wheel 27 rolls on the rail 33, and the inside of the sample chamber 25. It is configured to be movable with respect to the sample stage 29.

一方、ウェーハ2は、ロードロック室24に配置されたホールダ26に対し、ホールダ26の載置面28に立設されている2本の固定ピン41(41a,41b)と1本の可動ピン42とによって、位置決め固定される。2本の固定ピン41と1本の可動ピン42は、それぞれの外周面が薄板円盤形状のウェーハ2に外接するように互い適宜間隔を設け、ホールダ26の載置面28上に配置されている。この2本の固定ピン41及び1本の可動ピン42によって規定される内方の載置面28の領域は、正常搭載されたウェーハ2が対向する載置面28の規定領域部分Pに該当する。載置面28の規定領域部分Pには、位置決め搭載されるウェーハ2を水平に支持するための、固定ピン41や可動ピン42よりも高さが低い複数の支持ピン43(43a〜43c)が立設されている。そして、載置面28の規定領域部分Pに搭載されたウェーハ2は、複数の支持ピン43によって水平に支持され、可動ピン42によって固定ピン41に押し付けられて保持される。   On the other hand, the wafer 2 has two fixed pins 41 (41 a, 41 b) and one movable pin 42 erected on the mounting surface 28 of the holder 26 with respect to the holder 26 arranged in the load lock chamber 24. And is fixed by positioning. The two fixed pins 41 and the one movable pin 42 are arranged on the mounting surface 28 of the holder 26 so as to be appropriately spaced from each other so that the outer peripheral surfaces thereof circumscribe the thin disc-shaped wafer 2. . A region of the inner mounting surface 28 defined by the two fixed pins 41 and one movable pin 42 corresponds to a defined region portion P of the mounting surface 28 on which the normally mounted wafer 2 faces. . A plurality of support pins 43 (43 a to 43 c) having a height lower than that of the fixed pins 41 and the movable pins 42 for horizontally supporting the wafer 2 to be positioned and mounted are provided in the specified region portion P of the mounting surface 28. It is erected. The wafer 2 mounted on the defined area portion P of the mounting surface 28 is horizontally supported by the plurality of support pins 43 and is pressed against the fixed pins 41 by the movable pins 42 and held.

ところで、図1,2に示したホールダ26の場合、その固定ピン41,可動ピン42,支持ピン43の配置は、測長SEMの観察仕様サイズに合った観察仕様サイズウェーハ、例えば12インチウェーハ2Lを検査対象として構成されたものである。また、このホールダ26自体の大きさ(幅や長さ)も、12インチウェーハ2Lがはみ出さない大きさになっており、これに伴い、ロードロック室24の大きさや、レール33(33R,33L)等も、このホールダ26の大きさに対応したものとなっている。   In the case of the holder 26 shown in FIGS. 1 and 2, the fixed pins 41, the movable pins 42, and the support pins 43 are arranged in an observation specification size wafer that matches the observation specification size of the length measurement SEM, for example, a 12 inch wafer 2L. Is configured as an inspection target. In addition, the size (width and length) of the holder 26 itself is such that the 12-inch wafer 2L does not protrude, and accordingly, the size of the load lock chamber 24 and the rails 33 (33R, 33L). ) Etc. also correspond to the size of the holder 26.

その上で、ロードロック部21には、ホールダ26が測長SEM1の観察仕様サイズの12インチウェーハ2Lを観察検査用になっていることを前提に、ホールダ26上における12インチウェーハ2Lの有・無を検出するウェーハ有無センサ46と、そのホールダ26上での12インチウェーハ2Lの異常載置状態を検出する複数のウェーハ傾きセンサ47(47a,47b)とが備えられている。   In addition, the load lock unit 21 is provided with a 12-inch wafer 2L on the holder 26 on the assumption that the holder 26 is used for observation inspection of a 12-inch wafer 2L having an observation specification size of the length measurement SEM1. A wafer presence / absence sensor 46 that detects absence and a plurality of wafer tilt sensors 47 (47a, 47b) that detect an abnormal placement state of the 12-inch wafer 2L on the holder 26 are provided.

ウェーハ有無センサ46及びウェーハ傾きセンサ47は、試料搬送ロボット12によるロードロック室24に配置されたホールダ26の規定の位置への搬送精度、ホールダ26に設けられている可動ピン42の位置ずれ、又は試料搬送装置10自体の振動等が起因して、ウェーハ2Lがホールダ26の規定の位置に正常に載置されない場合があり、このような異常状態が生じたのをそれぞれのセンサ出力を基に検出する。   The wafer presence / absence sensor 46 and the wafer tilt sensor 47 are used for the transfer accuracy of the holder 26 arranged in the load lock chamber 24 to the specified position by the sample transfer robot 12, the displacement of the movable pin 42 provided in the holder 26, or The wafer 2L may not be normally placed at the specified position of the holder 26 due to vibrations of the sample transfer device 10 itself, and such an abnormal state is detected based on the output of each sensor. To do.

各センサ46,47は、ロードロック部21の一対のレール33(33R,33L)の一方に取付台36a,37aを介して向き及び高さを調整されて設けられた光ビームの発光部46D,47D(47Da,47Db)と、一対のレール33(33R,33L)の他方にこの発光部46D,47Dから出射された光ビームを受光するように取付台36b,37bを介して向き及び高さを調整されて設けられた受光部46I,47I(47Ia,47Ib)とを有する。   Each of the sensors 46 and 47 has a light beam emitting part 46D, which is provided on one of a pair of rails 33 (33R and 33L) of the load lock part 21 with its orientation and height adjusted via mounting bases 36a and 37a. 47D (47Da, 47Db) and the other one of the pair of rails 33 (33R, 33L) have their orientation and height through the mounting bases 36b, 37b so as to receive the light beams emitted from the light emitting portions 46D, 47D. Light receiving portions 46I and 47I (47Ia and 47Ib) provided in an adjusted manner.

ウェーハ有無センサ46は、ホールダ26に対する搭載された12インチウェーハ2Lによってその光軸通路が途中で遮光されるように、発光部46D及び受光部46Iが配置されている。図示の例では、ウェーハ有無センサ46は、載置面28の規定領域の長さ方向Yの中央部分において、幅方向Xに沿って光軸通路が延びるように配置されている。   In the wafer presence / absence sensor 46, a light emitting unit 46D and a light receiving unit 46I are arranged so that the optical axis path is shielded on the way by the 12-inch wafer 2L mounted on the holder 26. In the illustrated example, the wafer presence / absence sensor 46 is disposed so that the optical axis path extends along the width direction X at the center portion in the length direction Y of the specified region of the mounting surface 28.

これに対し、ウェーハ傾きセンサ47(47a,47b)は、12インチウェーハ2Lのホールダ26に対しての正常搭載状態(12インチウェーハ2Lが2本の固定ピン41と1本の可動ピン42とによって位置決め固定され、複数の支持ピン43のいずれによっても支持されている搭載状態)では、光軸通路が途中でウェーハ2Lによって遮光されないように、発光部47D(47Da,47Db)及び受光部47I(47Ia,47Ib)が配置されている。   On the other hand, the wafer tilt sensor 47 (47a, 47b) is normally mounted on the holder 26 of the 12-inch wafer 2L (the 12-inch wafer 2L includes two fixed pins 41 and one movable pin 42). In the mounting state in which the positioning is fixed and supported by any of the plurality of support pins 43), the light emitting unit 47D (47Da, 47Db) and the light receiving unit 47I (47Ia) are arranged so that the optical axis path is not shielded by the wafer 2L. , 47Ib).

図示の例では、ウェーハ傾きセンサ47では、その発光部47D及び受光部47Iは、両者間の光軸通路が正常搭載されているウェーハ2Lの上面よりもやや高い高さ位置をその上面に沿って遮光されることなく延びるように配置されている。また、各ウェーハ傾きセンサ47a,47bは、ウェーハ有無センサ46の光軸通路を挟んで、それぞれの光軸通路がホールダ26の長さ方向Yに係り互いに反対側に位置するように配置されている。加えて、各ウェーハ傾きセンサ47a,47bの光軸通路は、それぞれの検出範囲の拡大をはかるために、その発光部47D(47Da,47Db)と受光部47I(47Ia,47Ib)の取付位置がホールダ26の長さ方向Yにずれ、各光軸通路が幅方向Xに対して傾斜しているようになっている。   In the illustrated example, in the wafer tilt sensor 47, the light emitting portion 47D and the light receiving portion 47I have a height position along the upper surface that is slightly higher than the upper surface of the wafer 2L on which the optical axis path between them is normally mounted. It arrange | positions so that it may extend without shading. Further, the wafer tilt sensors 47a and 47b are arranged so that the optical axis passages are located on the opposite sides of the length direction Y of the holder 26 with the optical axis passage of the wafer presence sensor 46 interposed therebetween. . In addition, the optical axis passages of the wafer tilt sensors 47a and 47b are arranged so that the mounting positions of the light emitting part 47D (47Da, 47Db) and the light receiving part 47I (47Ia, 47Ib) are holders in order to increase the respective detection ranges. 26 is shifted in the longitudinal direction Y, and each optical axis passage is inclined with respect to the width direction X.

このように構成されたウェーハ有無センサ46及びウェーハ傾きセンサ47に係り、試料搬送装置10では、ウェーハ有無センサ46の光軸が遮光された場合には、ホールダ26にウェーハ2Lが搭載されていると判断し、遮光されなかった場合には、ホールダ26にウェーハ2Lは未搭載であると判断する。   In the sample presence / absence sensor 46 and the wafer tilt sensor 47 configured as described above, in the sample transport apparatus 10, when the optical axis of the wafer presence / absence sensor 46 is shielded, the wafer 2L is mounted on the holder 26. If the light is not shielded, it is determined that the wafer 2L is not loaded in the holder 26.

同様にして、試料搬送装置10では、いずれのウェーハ傾きセンサ47の光軸も遮光されていない場合には、ホールダ26にウェーハ2Lは正常搭載されていると判断し、いずれかのウェーハ傾きセンサ47の光軸が遮光されている場合には、ホールダ26にウェーハ2Lは異常搭載されていると判断する。   Similarly, in the sample transport apparatus 10, when the optical axis of any wafer tilt sensor 47 is not shielded, it is determined that the wafer 2 </ b> L is normally mounted in the holder 26 and any wafer tilt sensor 47. When the optical axis is shielded, it is determined that the wafer 2L is abnormally mounted in the holder 26.

図2,3は、ホールダ26にウェーハ2Lは正常搭載されている場合のロードロック部21の部分断面上面図,部分側面断面図にそれぞれ該当する。   2 and 3 correspond to a partial cross-sectional top view and a partial side cross-sectional view of the load lock portion 21 when the wafer 2L is normally mounted on the holder 26, respectively.

図2,3に示すように、2本の固定ピン41と1本の可動ピン42とによって位置決め固定され、かつ複数の支持ピン43のいずれによっても支持された状態のホールダ26に対してのウェーハ2Lの正常搭載時には、光軸が遮光されているウェーハ有無センサ46の出力を基に「ホールダ26上にウェーハ2Lが搭載されている」と判断され、どちらも遮光されていないウェーハ傾きセンサ47a,47bのそれぞれ出力を基に「ホールダ26上にウェーハ2Lは正常に搭載されている」と判断される。   As shown in FIGS. 2 and 3, the wafer with respect to the holder 26 which is positioned and fixed by two fixed pins 41 and one movable pin 42 and supported by any of the plurality of support pins 43. At the time of normal mounting of 2L, it is determined that “the wafer 2L is mounted on the holder 26” based on the output of the wafer presence sensor 46 whose optical axis is shielded. Based on the outputs of 47b, it is determined that “the wafer 2L is normally mounted on the holder 26”.

これに対し、図4,5に示すような、ホールダ26に対するウェーハ2Lの異常搭載時には、少なくとも1つの遮光されているウェーハ傾きセンサ47a,47bの出力を基に「ホールダ26上にウェーハ2Lは異常に搭載されている」と判断される。   On the other hand, when the wafer 2L is abnormally mounted on the holder 26 as shown in FIGS. 4 and 5, the wafer 2L on the holder 26 is abnormal based on the output of at least one shielded wafer tilt sensor 47a, 47b. It is judged that it is mounted on.

図4,5は、ホールダにウェーハが異常搭載されている場合の、ロードロック部の部分断面上面図,部分側面断面図を示したものである。   4 and 5 show a partial cross-sectional top view and a partial side cross-sectional view of the load lock portion when the wafer is abnormally mounted on the holder.

図4,5に示した例では、ウェーハ2Lが可動ピン42の天面に乗り上げて支持ピン43cから離間してしまって支持されないため、ウェーハ2Lが2本の固定ピン41と1本の可動ピン42とによって位置決め固定されずに、ホールダ26に対して傾斜して搭載されてしまっている異常搭載状態を示している。   In the example shown in FIGS. 4 and 5, since the wafer 2L rides on the top surface of the movable pin 42 and is separated from the support pin 43c and is not supported, the wafer 2L has two fixed pins 41 and one movable pin. 42 shows an abnormal mounting state in which it is mounted with an inclination with respect to the holder 26 without being positioned and fixed.

図1に示した測長SEM1では、ロードポート11のウェーハ収納ケース13から取り出されたウェーハ2Lのロードロック室24への搬送において、ウェーハ2Lがロードロック室24に配置されたホールダ26の規定の位置に正常に搭載されたのが確認された場合にだけ、ロードロック室24の真空度の調整が行われ、ウェーハ2はホールダ26ごと走査型電子顕微鏡本体20の試料室25内に搬送されて試料ステージ29に搭載されるようになっている。また、検査終了後に、試料室25内の試料ステージ29にホールダ26ごと搭載されたウェーハ2がロードロック室24内に搬送されて戻されたときにも、同様にして、ウェーハ有無センサ46及びウェーハ傾きセンサ47により、ウェーハ2Lがホールダ26の規定の位置に正常に搭載された状態が保持続けられているかを確認できるようになっている。   In the length measurement SEM 1 shown in FIG. 1, when the wafer 2L taken out from the wafer storage case 13 of the load port 11 is transported to the load lock chamber 24, the regulation of the holder 26 in which the wafer 2L is arranged in the load lock chamber 24 is specified. The vacuum degree of the load lock chamber 24 is adjusted only when it is confirmed that it is normally mounted at the position, and the wafer 2 is transferred into the sample chamber 25 of the scanning electron microscope main body 20 together with the holder 26. It is designed to be mounted on the sample stage 29. Similarly, when the wafer 2 mounted together with the holder 26 on the sample stage 29 in the sample chamber 25 is transferred into the load lock chamber 24 and returned after the inspection is completed, the wafer presence sensor 46 and the wafer are similarly measured. The tilt sensor 47 can confirm whether or not the state in which the wafer 2L is normally mounted at the specified position of the holder 26 is maintained.

ところで、上述したような検査対象のウェーハ2の観察仕様サイズとして12インチウェーハ2Lに適応する測長SEM1において、観察仕様サイズの12インチウェーハ2Lよりも小さな例えば6インチウェーハ2Sについて、観察仕様サイズの12インチウェーハ2Lの観察,測長と同様にして、同じ装置で観察,測長する場合について述べる。   By the way, in the length measurement SEM1 applicable to the 12-inch wafer 2L as the observation specification size of the wafer 2 to be inspected as described above, for example, the 6-inch wafer 2S smaller than the 12-inch wafer 2L of the observation specification size has the observation specification size. The case of observing and measuring with the same apparatus as in the case of observing and measuring the 12-inch wafer 2L will be described.

この場合、ロードロック室24と試料室25との間で12インチウェーハ2Lを搭載して移送するホールダ26に代えて、6インチウェーハ2Sを搭載して移送するホールダ30がロードロック部21のレール33に装着される。   In this case, instead of the holder 26 for loading and transferring the 12-inch wafer 2L between the load lock chamber 24 and the sample chamber 25, the holder 30 for loading and transferring the 6-inch wafer 2S is replaced by a rail of the load lock section 21. 33 is attached.

図6は、観察仕様サイズの試料よりも小さな試料の観察検査用のホールダが設けられたロードロック部の部分断面上面図である。   FIG. 6 is a partial cross-sectional top view of a load lock portion provided with a holder for observation inspection of a sample smaller than a sample having an observation specification size.

この場合、ホールダ30の載置面28における固定ピン41及び可動ピン42の配置位置は、ロードロック部21でのウェーハ有無センサ46及びウェーハ傾きセンサ47による検出等を考慮しながら2本の固定ピン41(41a,41b)と1本の可動ピン42のそれぞれの外周面が薄板円盤形状の6インチウェーハ2Sに外接するように、互い適宜間隔を設けて配置されている。そのため、この2本の固定ピン41及び1本の可動ピン42によって規定される内方の載置面28の領域は、正常搭載された6インチウェーハ2Sと対向する載置面28の規定領域部分Pに該当し、ウェーハ有無センサ46及びウェーハ傾きセンサ47それぞれの光軸通路がこの載置面28の規定領域部分Pを通過する構成になっている。載置面28の規定領域部分Pには、位置決め搭載される6インチウェーハ2Sを水平に支持するための、固定ピン41(41a,41b)や可動ピン42よりも高さが低い複数の支持ピン43(43a〜43c)が同様に立設されている。そして、載置面28の規定領域部分Pに搭載されたウェーハ2は、複数の支持ピン43によって水平に支持され、可動ピン42によって固定ピン41に押し付けられて保持される。   In this case, the arrangement positions of the fixed pins 41 and the movable pins 42 on the mounting surface 28 of the holder 30 are two fixed pins in consideration of detection by the wafer presence sensor 46 and the wafer tilt sensor 47 in the load lock unit 21. 41 (41 a, 41 b) and one movable pin 42 are arranged at an appropriate distance from each other so that the outer peripheral surfaces of the movable pin 42 circumscribe the 6-inch wafer 2 </ b> S having a thin disk shape. Therefore, the area of the inner mounting surface 28 defined by the two fixed pins 41 and one movable pin 42 is a defined area portion of the mounting surface 28 facing the normally mounted 6-inch wafer 2S. The optical axis path of each of the wafer presence sensor 46 and the wafer tilt sensor 47 passes through the specified region portion P of the mounting surface 28. A plurality of support pins having a height lower than the fixed pins 41 (41a, 41b) and the movable pins 42 for horizontally supporting the 6-inch wafer 2S to be positioned and mounted on the specified region portion P of the mounting surface 28 43 (43a-43c) is similarly set up. The wafer 2 mounted on the defined area portion P of the mounting surface 28 is horizontally supported by the plurality of support pins 43 and is pressed against the fixed pins 41 by the movable pins 42 and held.

この場合、ホールダ30は、その載置面28を含む盤状部材の大きさ自体は12インチウェーハ2Lの場合と変わりないので、載置面28の規定領域部分Pが小さくなった分だけ反対にロードロック室24内において、この規定領域部分Pを除いた、この規定領域部分Pの外方のロードロック室24内の規定外領域部分Qが拡大することになる。   In this case, since the size of the disk-like member including the mounting surface 28 is the same as that of the 12-inch wafer 2L, the holder 30 is opposite to the amount by which the defined area portion P of the mounting surface 28 is reduced. In the load lock chamber 24, the specified area region Q in the load lock chamber 24 outside the specified area portion P excluding the specified area portion P is enlarged.

図7,8は、観察仕様サイズの試料よりも小さな試料の観察検査用のホールダにウェーハが異常搭載されている場合の、ロードロック部の部分断面上面図,部分側面断面図を示したものである。   7 and 8 show a partial cross-sectional top view and a partial side cross-sectional view of the load lock portion when the wafer is abnormally mounted in a holder for observation inspection of a sample smaller than the sample of the observation specification size. is there.

この結果、図7及び図8に示すように、6インチウェーハ2Sが載置面28の規定領域部分Pから外れ、その外方の規定外領域部分Qにおいてホールダ30の載置面28に直接載置されてしまっている異常搭載状態にあっては、ウェーハ傾きセンサ47(47a,47b)はそれぞれの光軸通路がウェーハ2Sにより遮光されない。そのため、試料搬送装置10では、このウェーハ傾きセンサ47(47a,47b)の出力を基に「ホールダ30上にウェーハ2Sは正常に搭載されている」と判断されることになる。また、この異常状態においては、この異常搭載状態のウェーハ2Sは、ウェーハ有無センサ46の光軸通路も遮光することができない。そのため、試料搬送装置10では、このウェーハ有無センサ46の出力を基に「ホールダ30上にはウェーハ2Sは未搭載である」と判断されることになる。   As a result, as shown in FIGS. 7 and 8, the 6-inch wafer 2 </ b> S is detached from the specified region portion P of the mounting surface 28, and is directly mounted on the mounting surface 28 of the holder 30 in the outside specified region region Q. In the abnormally mounted state that has been placed, the wafer tilt sensor 47 (47a, 47b) is not shielded by the wafer 2S in the respective optical axis paths. Therefore, the sample transport apparatus 10 determines that “the wafer 2S is normally mounted on the holder 30” based on the output of the wafer tilt sensor 47 (47a, 47b). In this abnormal state, the wafer 2S in the abnormal mounting state cannot shield the optical axis path of the wafer presence sensor 46. Therefore, the sample transport apparatus 10 determines that “the wafer 2S is not mounted on the holder 30” based on the output of the wafer presence sensor 46.

また、図7において、二点鎖線で示すように、ウェーハ2Sが可動ピン42の天面にのみ乗り上げて、ウェーハ2Sが2本の固定ピン41(41a,41b)及び複数の支持ピン43(43a〜43c)のいずれにも当接することなく、ロードロック室24内の規定外領域部分Qに外れて搭載されている場合は、ウェーハ傾きセンサ47(47a,47b)のそれぞれ光軸通路はウェーハ2Sにより遮光されない点は同じであるのに対し、ウェーハ有無センサ46の光軸通路はロードロック室24の長さ方向Yに傾倒したウェーハ2Sによって遮光されることがある。この場合、試料搬送装置10では、ウェーハ有無センサ46の出力を基に「ホールダ30上にウェーハ2Sが搭載されている」と判断され、どちらも遮光されていないウェーハ傾きセンサ47a,47bのそれぞれ出力を基に「ホールダ30上にウェーハ2Sは正常に搭載されている」と判断されることになる。この結果、試料搬送装置10は、ホールダ30を走査型電子顕微鏡本体20の試料室25に搬送することになるので、その際のホールダ30の移動によって異常搭載状態のウェーハ2Lが破損してしまう。   In FIG. 7, as indicated by a two-dot chain line, the wafer 2S rides only on the top surface of the movable pin 42, and the wafer 2S has two fixed pins 41 (41a, 41b) and a plurality of support pins 43 (43a). ˜43c), when the wafer tilt sensor 47 (47a, 47b) is mounted on the wafer 2S when the wafer tilt sensor 47 is mounted outside the specified area Q in the load lock chamber 24 without contacting any of the wafer 2S. However, the optical axis path of the wafer presence / absence sensor 46 may be shielded by the wafer 2S tilted in the length direction Y of the load lock chamber 24. In this case, in the sample transport apparatus 10, it is determined that “the wafer 2S is mounted on the holder 30” based on the output of the wafer presence / absence sensor 46, and the outputs of the wafer tilt sensors 47a and 47b, both of which are not shielded from light. Based on the above, it is determined that “the wafer 2S is normally mounted on the holder 30”. As a result, the sample transport apparatus 10 transports the holder 30 to the sample chamber 25 of the scanning electron microscope main body 20, so that the abnormally mounted wafer 2 </ b> L is damaged by the movement of the holder 30 at that time.

そこで、図9に示した観察仕様サイズの試料(例えば、12インチウェーハ2L)
よりも小さな試料(例えば、6インチウェーハ2S)の観察検査用のホールダ50にあって、ホールダ50の載置面28の規定外領域部分Qに、ウェーハ傾きセンサ47a,47bの出力を基に「ホールダ50上にウェーハ2Sは正常に搭載されている」と試料搬送装置10に判断させないように、この規定外領域部分Qに異常搭載されたウェーハ2Sの姿勢を保持する傾き検出用のピン51が配置されている。
Therefore, the sample of the observation specification size shown in FIG. 9 (for example, 12-inch wafer 2L)
In a holder 50 for observation and inspection of a smaller sample (for example, 6-inch wafer 2S), a non-regulated area portion Q of the mounting surface 28 of the holder 50 is set based on the outputs of the wafer tilt sensors 47a and 47b. In order to prevent the sample transport apparatus 10 from determining that the wafer 2S is normally mounted on the holder 50, an inclination detection pin 51 that holds the posture of the wafer 2S abnormally mounted in the non-regulated area portion Q is provided. Has been placed.

この傾き検出用ピン51が配置されているホールダ50の実施例について、図面に基づき説明する。なお、説明にあたって、上述したホールダ26,30の場合と同一又は同様な構成部分について、同一符号を用い、その詳細な説明は省略する。   An embodiment of the holder 50 in which the inclination detection pins 51 are arranged will be described with reference to the drawings. In the description, the same or similar components as those of the holders 26 and 30 described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図9は、この傾き検出用ピンを備えた、観察仕様サイズの試料よりも小さな試料の観察検査用のホールダが設けられたロードロック部の部分断面上面図を示す。   FIG. 9 is a partial cross-sectional top view of a load lock portion provided with a holder for observation and inspection of a sample smaller than the sample of the observation specification size provided with the tilt detection pin.

図9において、ホールダ50は、観察仕様サイズのウェーハ2(例えば、12インチウェーハ2L)よりも小さなウェーハ2(例えば、6インチウェーハ2S)の観察検査用のものである。ホールダ50において、載置面28を含む盤状部材の大きさ自体は12インチウェーハ2Lの場合と変わりないので、載置面28の規定領域部分Pが小さくなった分だけ反対にロードロック室24内において、この規定領域部分Pを除いた、規定領域部分P外方のロードロック室24内の規定外領域部分Qが拡大している。   In FIG. 9, a holder 50 is for observation inspection of a wafer 2 (for example, 6-inch wafer 2S) smaller than a wafer 2 (for example, 12-inch wafer 2L) having an observation specification size. In the holder 50, the size of the plate-like member including the mounting surface 28 itself is the same as that of the 12-inch wafer 2L. Inside, the non-regulated area portion Q in the load lock chamber 24 outside the defined area portion P excluding the defined area portion P is enlarged.

このロードロック室24内の規定外領域部分Qに含まれるホールダ50の載置面28には、6インチウェーハ2Sがロードロック室24内の規定外領域部分Qに外れて異常搭載された場合に、ウェーハ2Sを必ずウェーハ傾きセンサ47(47a,47b)の光軸通路を遮光する載置状態にするための傾き検出用ピン51が立設されている。   When the 6-inch wafer 2S is abnormally mounted on the mounting surface 28 of the holder 50 included in the non-regulated area portion Q in the load lock chamber 24, deviates from the non-regulated area portion Q in the load lock chamber 24. In addition, an inclination detection pin 51 is erected to place the wafer 2S in a mounting state in which the optical axis path of the wafer inclination sensor 47 (47a, 47b) is always shielded.

傾き検出用ピン51は、その高さが支持ピン43(43a〜43c)の高さ以上の、6インチウェーハ2Sがその頂部に乗り上げることによりウェーハ2Sを載置面28上で傾倒させて、その傾倒部分でウェーハ傾きセンサ47(47a,47b)の光軸通路を遮光する構成になっている。   The tilt detection pin 51 tilts the wafer 2S on the mounting surface 28 when the 6-inch wafer 2S, whose height is equal to or higher than the height of the support pins 43 (43a to 43c), rides on the top thereof. The optical axis path of the wafer tilt sensor 47 (47a, 47b) is shielded from light at the tilted portion.

次に、ロードロック室24内の規定外領域部分Qに該当するホールダ50の載置面28への傾き検出用ピン51の配置について説明する。   Next, the arrangement of the tilt detection pins 51 on the placement surface 28 of the holder 50 corresponding to the non-regulated area portion Q in the load lock chamber 24 will be described.

図10は、傾き検出用ピンの第1の配置例の説明図である。
まず、前提条件として、傾き検出用ピン51は、ロードロック室24内の規定外領域部分Qに6インチウェーハ2Sが異常搭載されそうになる場合に、このウェーハ2Sが乗り上げてウェーハ傾きセンサ47a,47bのいずれかの光軸通路と交差するように、規定外領域部分Qに配置されている。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a first arrangement example of the inclination detection pins.
First, as a precondition, when the 6-inch wafer 2S is likely to be abnormally mounted in the non-regulated area portion Q in the load lock chamber 24, the tilt detection pin 51 is loaded on the wafer tilt sensor 47a, 47b is disposed in the non-regulated region portion Q so as to intersect any one of the optical axis paths 47b.

具体的には、
1) 傾き検出用ピン51は、ロードロック室24の内壁に接する小口径ウェーハ2Sの直径円内の、かつ、ロードロック室24の内壁から小口径ウェーハ2Sの半径以上離れているロードロック室24内の規定外領域部分Q(図10中の網掛け部分)に、ウェーハ傾きセンサ47(47a,47b)の光軸通路をそれ自体が遮光しないように立設配置されている、
2) 一の傾き検出用ピン51に対して規定領域部分Pの外周回りに沿って隣り合う別の傾き検出用ピン51は、一の傾き検出用ピン51に接した状態の小口径ウェーハ2Sの直径円内の規定外領域部分Qに、ウェーハ傾きセンサ47(47a,47b)の光軸通路をそれ自体が遮光しないように立設配置されている、
3) 傾き検出用ピン51は、規定外領域部分Qの一部が、ロードロック室24内の載置面28の小口径ウェーハ2Sを搭載する規定領域部分Pと接する若しくは重なる場合には、規定領域部分Pと外接するように配置され、ウェーハ2Sを規定領域部分Pに対して位置決め固定するための、固定ピン41(41a,41b)又は可動ピン42を兼ねる、
ようになっている。
In particular,
1) The inclination detection pin 51 is within the diameter circle of the small diameter wafer 2S contacting the inner wall of the load lock chamber 24, and is separated from the inner wall of the load lock chamber 24 by a radius of the small diameter wafer 2S or more. The optical axis path of the wafer tilt sensor 47 (47a, 47b) is erected and arranged so as not to block the optical axis path of the wafer tilt sensor 47 (47a, 47b) in the non-regulated region portion Q (shaded portion in FIG. 10).
2) Another inclination detection pin 51 adjacent to the one inclination detection pin 51 along the outer periphery of the defined region portion P is the small-diameter wafer 2S in contact with the one inclination detection pin 51. The optical axis passage of the wafer tilt sensor 47 (47a, 47b) is erected and arranged so as not to shield itself in the non-regulated region portion Q in the diameter circle.
3) The tilt detection pin 51 is defined when a part of the non-regulated area portion Q is in contact with or overlaps with the defined area portion P on which the small-diameter wafer 2S on the mounting surface 28 in the load lock chamber 24 is mounted. It is arranged so as to circumscribe the region portion P, and serves also as a fixed pin 41 (41a, 41b) or a movable pin 42 for positioning and fixing the wafer 2S with respect to the specified region portion P.
It is like that.

図10に示した例では、傾き検出用ピン51は、ピン51a〜51fからなり、その中の傾き検出用ピン51b,51fは固定ピン41a,41bを兼ね、傾き検出用ピン51cは、可動ピン42を兼ねるようになっている。   In the example shown in FIG. 10, the inclination detection pin 51 includes pins 51 a to 51 f, and the inclination detection pins 51 b and 51 f also serve as fixed pins 41 a and 41 b, and the inclination detection pin 51 c is a movable pin. 42.

図11は、傾き検出用ピンの第2の配置例の説明図である。
図11に示すように、図10に示した傾き検出用ピンの第1の配置例では、ピン51a,51c,51d,51eは、ロードロック室24の内壁の隣り合う二辺に接する小口径ウェーハ2Sの直径円内の、かつ、ロードロック室24のこの隣り合う内壁それぞれから小口径ウェーハ2Sの半径以上離れているロードロック室24内の規定外領域部分Qt(図11中の、網掛け部分)に、規定領域部分P及びウェーハ傾きセンサ47(47a,47b)の光軸通路を避けて配置されている。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a second arrangement example of the inclination detection pins.
As shown in FIG. 11, in the first arrangement example of the inclination detection pins shown in FIG. 10, the pins 51 a, 51 c, 51 d, and 51 e are small-diameter wafers that are in contact with two adjacent sides of the inner wall of the load lock chamber 24. The non-regulated region portion Qt in the load lock chamber 24 within the diameter circle of 2S and separated from each adjacent inner wall of the load lock chamber 24 by the radius of the small diameter wafer 2S (the shaded portion in FIG. 11) ) Are arranged avoiding the optical path of the defined area portion P and the wafer tilt sensor 47 (47a, 47b).

このようなロードロック室24の隅部に対応した規定外領域部分Qtに配置されるピン51a,51c,51d,51eについては、ロードロック室24の内壁の一辺のみに接する小口径ウェーハ2Sの直径円内の、かつ、その接する内壁から小口径ウェーハ2Sの半径以上離れているロードロック室24内の規定外領域部分Qu(図11中の、網掛け部分)に配置される傾き検出用ピン51を兼ねることもできる。   Regarding the pins 51 a, 51 c, 51 d, 51 e arranged in the non-regulated region portion Qt corresponding to the corner portion of the load lock chamber 24, the diameter of the small diameter wafer 2 </ b> S in contact with only one side of the inner wall of the load lock chamber 24. An inclination detection pin 51 arranged in a non-regulated region portion Qu (shaded portion in FIG. 11) in the load lock chamber 24 which is within a circle and is separated from the inner wall in contact therewith by a radius of the small diameter wafer 2S or more. It can also serve as.

この場合、ロードロック室24の内壁の隣り合う二辺それぞれについて、ロードロック室24の内壁の対応する辺のみに接する小口径ウェーハ2Sの直径円R1,R2同士を、互いに接して配置した、図11に示すような状態を考える。   In this case, for each of two adjacent sides of the inner wall of the load lock chamber 24, the diameter circles R1, R2 of the small-diameter wafer 2S that contact only the corresponding side of the inner wall of the load lock chamber 24 are arranged in contact with each other. Consider the state shown in FIG.

その状態で、傾き検出用ピン51d,51eのように、規定外領域部分Qtと隣り合う一方の規定外領域部分Quとのいずれにも位置する傾き検出用ピン51であれば、ロードロック室24の内壁の隣り合う二辺に接するウェーハ2Sの異常搭載状態から、隣り合う一方側にロードロック室24の内壁に沿って所定距離範囲内でずれた異常搭載状態まで、ウェーハ傾きセンサ51によりその異常搭載状態を検出させることができる。   In this state, if the inclination detection pin 51 is located in any one of the non-regulated area portion Qut adjacent to the non-regulated area portion Qt, such as the inclination detection pins 51d and 51e, the load lock chamber 24 is used. From the abnormal mounting state of the wafer 2S in contact with two adjacent sides of the inner wall of the wafer to the abnormal mounting state shifted within a predetermined distance along the inner wall of the load lock chamber 24 on one side of the adjacent one by the wafer tilt sensor 51. The mounting state can be detected.

さらに、傾き検出用ピン51a,51cのように、規定外領域部分Qtだけに位置する傾き検出用ピン51であっても、傾き検出用ピン51a’,51c’ のように、規定外領域部分Qtと隣り合う両方の規定外領域部分Quとに共に位置する傾き検出用ピン51にすることによって、ロードロック室24の内壁の隣り合う二辺に接するウェーハ2Sの異常搭載状態から、隣り合う一方又は他方側にロードロック室24の内壁に沿って所定距離範囲内でずれた異常搭載状態まで、ウェーハ傾きセンサ51によりその異常搭載状態を検出させることができる。   Further, even if the inclination detection pin 51 is located only in the non-regular area portion Qt, such as the inclination detection pins 51a, 51c, the non-regular area portion Qt, as in the inclination detection pins 51a ′, 51c ′. And the two non-regulated region portions Qu adjacent to each other, by using the inclination detection pins 51, the abnormally mounted state of the wafer 2S in contact with the two adjacent sides of the inner wall of the load lock chamber 24, The abnormal mounting state can be detected by the wafer tilt sensor 51 until the abnormal mounting state shifted to the other side along the inner wall of the load lock chamber 24 within a predetermined distance range.

その上で、規定領域部分Pの外周回りに沿って並んだ傾き検出用ピン51a(51a’),51b,51c(51c’),51d,51e,51fにおいて、一の傾き検出用ピン51(例えば、51a(51a’))に対して規定領域部分Pの外周回りに沿って隣り合う別の傾き検出用ピン51(例えば、51b又は51f)は、一の傾き検出用ピン51(例えば、51a(51a’))に接した状態の小口径ウェーハ2Sの直径円内の規定外領域部分Qに位置するようになっている。   In addition, one inclination detection pin 51 (for example, one of the inclination detection pins 51a (51a ′), 51b, 51c (51c ′), 51d, 51e, 51f) arranged around the outer periphery of the defined region portion P (for example, , 51a (51a ′)), another inclination detection pin 51 (for example, 51b or 51f) adjacent to the periphery of the prescribed region portion P is adjacent to one inclination detection pin 51 (for example, 51a (51a (51a ′)). 51a ′)) is located in the non-regulated region portion Q in the diameter circle of the small-diameter wafer 2S in a state of contact.

図12は、傾き検出用ピンの第3の配置例の説明図である。
図12に示した例では、さらに規定外領域部分Qtと隣り合う両方の規定外領域部分Quとにも位置する傾き検出用ピン51a,51b,51c,51dの中、ピン51a,51bはそれぞれ固定ピン41を、ピン51cは可動ピン42を兼ねる構成としたものである。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a third arrangement example of the inclination detection pins.
In the example shown in FIG. 12, among the inclination detection pins 51a, 51b, 51c, and 51d that are also located in both the non-regular region portion Qu adjacent to the non-regular region portion Qt, the pins 51a and 51b are respectively fixed. The pin 41 is configured so that the pin 51 c also serves as the movable pin 42.

さらに、図12に示すように、ロードロック室24の内壁の隣り合う二辺それぞれについて、ロードロック室24の内壁の対応する辺のみに接する小口径ウェーハ2Sの直径円R1,R2同士を、互いに接して配置した場合において、その直径円R1,R2それぞれが、ロードロック室24の内壁の別の隣り合う二辺それぞれの直径円R1,R2にもなる場合は、傾き検出用ピン51は、固定ピン41及び可動ピン42を兼ねた上で、4本の傾き検出用ピン51a〜51dだけで済ますことも可能である。   Furthermore, as shown in FIG. 12, for each of two adjacent sides of the inner wall of the load lock chamber 24, the diameter circles R1 and R2 of the small diameter wafer 2S contacting only the corresponding side of the inner wall of the load lock chamber 24 are mutually connected. When arranged in contact with each other, if the diameter circles R1 and R2 are also diameter circles R1 and R2 of two adjacent sides of the inner wall of the load lock chamber 24, the inclination detection pin 51 is fixed. In addition to serving as the pin 41 and the movable pin 42, only the four tilt detection pins 51a to 51d can be used.

この場合も、規定領域部分Pの外周回りに沿って並んだ傾き検出用ピン51a〜51dにおいて、一の傾き検出用ピン51(例えば、51a)に対して規定領域部分Pの外周回りに沿って隣り合う別の傾き検出用ピン51(例えば、51b又は51d)は、一の傾き検出用ピン51(例えば、51a)に接した状態の小口径ウェーハ2Sの直径円内の規定外領域部分Qに位置するようになっている。   Also in this case, in the inclination detection pins 51a to 51d arranged around the outer periphery of the prescribed region portion P, along the outer periphery of the prescribed region portion P with respect to one inclination detection pin 51 (for example, 51a). Another adjacent tilt detection pin 51 (for example, 51b or 51d) is connected to a non-regulated region portion Q in the diameter circle of the small-diameter wafer 2S in contact with the one tilt detection pin 51 (for example, 51a). It is supposed to be located.

図13は、傾き検出用ピンの第4の配置例の説明図である。
図13に示した例では、一の異常搭載状態のウェーハ2Sの直径円R3と、別の異常搭載状態のウェーハ2Sの直径円R4とが離間し、その間に規定外領域部分Qvが介在する場合の傾き検出用ピン51の配置例に関する。
FIG. 13 is an explanatory diagram of a fourth arrangement example of the inclination detection pins.
In the example shown in FIG. 13, the diameter circle R3 of one abnormally mounted wafer 2S is separated from the diameter circle R4 of another abnormally mounted wafer 2S, and the non-regulated area portion Qv is interposed therebetween. This relates to an example of the arrangement of the inclination detection pins 51.

この場合、一の異常搭載状態のウェーハ2Sの直径円R3に対しては、図示の例では直径円R3自体がロードロック室24の内壁の隣り合う二辺に接するウェーハ2Sの異常搭載状態に該当するものなので、ロードロック室24の内壁の隣り合う二辺に接する小口径ウェーハ2Sの直径円内の、かつ、ロードロック室24のこの隣り合う内壁それぞれから小口径ウェーハ2Sの半径以上離れているロードロック室24内の規定外領域部分Qtに、傾き検出用ピン51(51e)は立設配置されている。   In this case, the diameter circle R3 of the wafer 2S in one abnormally mounted state corresponds to the abnormally mounted state of the wafer 2S in which the diameter circle R3 itself is in contact with two adjacent sides of the inner wall of the load lock chamber 24 in the illustrated example. Therefore, it is within the diameter circle of the small diameter wafer 2S in contact with the two adjacent sides of the inner wall of the load lock chamber 24, and is separated from the adjacent inner wall of the load lock chamber 24 by the radius of the small diameter wafer 2S or more. An inclination detection pin 51 (51e) is erected and arranged in a non-regulated area portion Qt in the load lock chamber 24.

その上で、離間した別の異常搭載状態のウェーハ2Sの直径円R4との間の規定外領域部分Qvにウェーハ2Sが異常搭載された場合のための傾き検出用ピン51gを次のようにして立設配置する。その配置に当たっては、一の異常搭載状態のウェーハ2Sの直径円R3の中心r3と離間した別の異常搭載状態のウェーハ2Sの直径円R4の中心r4と結ぶ線分上に中心r5を有し、傾き検出用ピン51eに接するさらに別の異常搭載状態のウェーハ2Sの直径円R5を考慮する。そして、このさらに別の異常搭載状態のウェーハ2Sの直径円R5内の、かつ、ロードロック室24の内壁から小口径ウェーハ2Sの半径以上離れているロードロック室24内の規定外領域部分に、規定領域部分P及びウェーハ傾きセンサ47(47a)の光軸通路を避けて、傾き検出用ピン51gを立設配置する。そして、このさらに別の異常搭載状態のウェーハ2Sの直径円R5と別の異常搭載状態のウェーハ2Sの直径円R4とが離間し、その間に未だ規定外領域部分Qvが残って介在している場合には、同様な方法で、新たな別の傾き検出用ピン51gの立設配置を行う。   In addition, an inclination detection pin 51g for the case where the wafer 2S is abnormally mounted in the non-regulated region portion Qv between the separated diameter circle R4 of another abnormally mounted wafer 2S is as follows. Place upright. In the arrangement, the center r5 has a center r5 on a line segment connecting the center r3 of the diameter circle R3 of one abnormally mounted wafer 2S and the center r4 of the diameter circle R4 of another abnormally mounted wafer 2S, Consider another diameter circle R5 of the abnormally mounted wafer 2S in contact with the inclination detection pin 51e. And in the diameter circle R5 of this further abnormally mounted wafer 2S, and in the non-regulated region portion in the load lock chamber 24 which is separated from the inner wall of the load lock chamber 24 by more than the radius of the small diameter wafer 2S, The tilt detection pins 51g are erected and arranged so as to avoid the prescribed region portion P and the optical axis path of the wafer tilt sensor 47 (47a). Then, when the diameter circle R5 of the another abnormally mounted wafer 2S and the diameter circle R4 of the other abnormally mounted wafer 2S are separated from each other, and the non-regulated area portion Qv still remains between them. In the same manner, another new inclination detection pin 51g is erected and arranged.

なお、図示の例の場合は、新たに立設配置された傾き検出用ピン51gは1つで済み、その傾き検出用ピン51gが離間した直径円R4のウェーハ2Sの異常搭載状態のための傾き検出用ピン51dを兼ね、さらに可動ピン42を兼ねた構成になっている。   In the case of the illustrated example, only one inclination detection pin 51g is newly installed upright, and the inclination for the abnormal mounting state of the wafer 2S of the diameter circle R4 from which the inclination detection pin 51g is separated. The detection pin 51d is also used as a movable pin 42.

図14は、傾き検出用ピンの第4の配置例の別の説明図である。
図14に示した例では、上述した第3の配置例にしたがって、傾き検出用ピン51aから順番に、ロードロック室24の内壁に沿って異常搭載状態のウェーハ2Sの直径円Rの中心rを図中の一点鎖線で示した矩形状の軌跡上を変化させて、傾き検出用ピン51gまで立設配置した構成を示したものである。なお、図示の例では、傾き検出用ピン51bは可動ピン42を兼ね、傾き検出用ピン51e,51gはそれぞれ固定ピン41を兼ねるようになっている。
FIG. 14 is another explanatory diagram of the fourth arrangement example of the inclination detection pins.
In the example shown in FIG. 14, the center r of the diameter circle R of the abnormally mounted wafer 2 </ b> S is formed along the inner wall of the load lock chamber 24 in order from the inclination detection pin 51 a according to the third arrangement example described above. This shows a configuration in which the inclination is changed up to the inclination detection pin 51g by changing the rectangular locus shown by the one-dot chain line in the figure. In the illustrated example, the tilt detection pin 51b also serves as the movable pin 42, and the tilt detection pins 51e and 51g serve as the fixed pin 41, respectively.

図15,16は、本実施の形態に係るホールダ及びこれを用いた基板搬送システムにおけるウェーハの異常搭載状態のロードロック部の部分断面上面図,部分側面断面図を示したものである。   FIGS. 15 and 16 are a partial cross-sectional top view and a partial side cross-sectional view of the load lock portion in the abnormally mounted state of the wafer in the holder according to the present embodiment and the substrate transfer system using the holder.

図示のように、ロードロック室24内の規定外領域部分Qにはみ出してウェーハ2Sを搭載してしまった場合であっても、ウェーハ2Sはいずれかの傾き検出用ピン51に乗り上げて、ウェーハ傾きセンサ47(47a,47b)の光軸通路がウェーハ2Sにより遮光されるので、試料搬送装置10にウェーハ2Sの異常搭載状態を確実に検出させることができる。   As shown in the figure, even when the wafer 2S is mounted outside the specified area Q in the load lock chamber 24, the wafer 2S rides on one of the tilt detection pins 51 to tilt the wafer. Since the optical axis path of the sensor 47 (47a, 47b) is shielded from light by the wafer 2S, the sample transport apparatus 10 can reliably detect the abnormal mounting state of the wafer 2S.

このように、本実施の形態に係るホールダ50、及びこれを用いた基板搬送システムによれば、前述した、
1) 傾き検出用ピン51は、ロードロック室24の内壁に接する小口径ウェーハ2Sの直径円内の、かつ、ロードロック室24の内壁から小口径ウェーハ2Sの半径以上離れているロードロック室24内の規定外領域部分Q(図10中の網掛け部分)に、ウェーハ傾きセンサ47(47a,47b)の光軸通路を避けて配置されている、
2) 一の傾き検出用ピン51に対して規定領域部分Pの外周回りに隣り合う別の傾き検出用ピン51は、一の傾き検出用ピン51に接した状態の小口径ウェーハ2Sの直径円内の規定外領域部分Qに、ウェーハ傾きセンサ47(47a,47b)の光軸通路をそれ自体が遮光しないように立設配置されている、
3) 傾き検出用ピン51は、規定外領域部分Qの一部が、ロードロック室24内の載置面28の小口径ウェーハ2Sを搭載する規定領域部分Pと接する若しくは重なる場合には、規定領域部分Pと外接するように配置され、ウェーハ2Sを規定領域部分Pに対して位置決め固定するための、固定ピン41(41a,41b)又は可動ピン42を兼ねる、
との前提条件を基に、上述した第1〜第3の配置例を適宜組み合わせて観察仕様サイズの試料よりも小さな試料の観察検査用のホールダ50を作成することができ、通常搬送する観察仕様サイズの試料(ウェーハ2L)より小さい試料(ウェーハ2S)を搬送しても、試料(ウェーハ2S)の異常搭載を確実に検出することができる。
Thus, according to the holder 50 according to the present embodiment and the substrate transfer system using the holder 50, the above-described,
1) The inclination detection pin 51 is within the diameter circle of the small diameter wafer 2S contacting the inner wall of the load lock chamber 24, and is separated from the inner wall of the load lock chamber 24 by a radius of the small diameter wafer 2S or more. The non-regulated region portion Q (shaded portion in FIG. 10) is disposed so as to avoid the optical axis path of the wafer tilt sensor 47 (47a, 47b).
2) Another inclination detection pin 51 adjacent to the one inclination detection pin 51 around the outer periphery of the defined region portion P is a diameter circle of the small-diameter wafer 2S in contact with the one inclination detection pin 51. The optical axis path of the wafer tilt sensor 47 (47a, 47b) is erected and arranged so as not to shield itself in the non-regulated region portion Q in the inside,
3) The tilt detection pin 51 is defined when a part of the non-regulated area portion Q is in contact with or overlaps with the defined area portion P on which the small-diameter wafer 2S on the mounting surface 28 in the load lock chamber 24 is mounted. It is arranged so as to circumscribe the region portion P, and serves also as a fixed pin 41 (41a, 41b) or a movable pin 42 for positioning and fixing the wafer 2S with respect to the specified region portion P.
On the basis of the preconditions, the first to third arrangement examples described above can be appropriately combined to create a holder 50 for observation inspection of a sample smaller than the sample of the observation specification size, and the observation specification for normal transport Even if a sample (wafer 2S) smaller than the sample of the size (wafer 2L) is transported, abnormal loading of the sample (wafer 2S) can be reliably detected.

1 測長SEM、 2 ウェーハ、 2L 観察仕様サイズウェーハ、
2S 小口径ウェーハ、 10 試料搬送装置、 11 ロードポート、
12 試料搬送ロボット、 13 ウェーハ収納ケース、
14 ミニエンバイラメント方式試料搬送機構、 20 走査型電子顕微鏡本体、
21 ロードロック部、 22 ステージ部、 23 鏡筒部、
24 ロードロック室、 25 試料室、 26 ホールダ、 27 ホイール、
28 載置面、 29 試料ステージ、 30 ホールダ、 31 筐体、
32 ベース部、 33 レール、 34 ロードドア、 35 ゲートバルブ、
36,37 取付台、 41 固定ピン、 42 可動ピン、 43 支持ピン、
46 ウェーハ有無センサ、 47 ウェーハ傾きセンサ、 50 ホールダ、
51 傾き検出用ピン
1 length measurement SEM, 2 wafer, 2L observation specification size wafer,
2S small-diameter wafer, 10 sample transfer device, 11 load port,
12 Sample transfer robot, 13 Wafer storage case,
14 Mini-environment type sample transport mechanism, 20 Scanning electron microscope body,
21 Load lock section, 22 Stage section, 23 Lens barrel section,
24 load lock chamber, 25 sample chamber, 26 holder, 27 wheel,
28 mounting surface, 29 sample stage, 30 holder, 31 housing,
32 base part, 33 rail, 34 load door, 35 gate valve,
36, 37 mounting base, 41 fixed pin, 42 movable pin, 43 support pin,
46 Wafer presence sensor, 47 Wafer tilt sensor, 50 holder,
51 Tilt detection pin

Claims (3)

載置面上に通常の観察仕様サイズの基板よりも小さなサイズの基板が対象基板として搭載され、通常の観察仕様サイズの基板を搭載するものと同様な外寸を有する前記対象基板の基板保持具であって、
前記載置面上に正常搭載された前記対象基板が対向する前記載置面上の規定領域以外の、基板搭載のために配置される室の内壁から前記対象基板の2分の1の大きさ以上離れた前記載置面上の規定外領域に、前記対象基板が乗り上げる傾き検出用ピンを立設配置し、 前記対象基板を、前記室に設けられた通常の観察仕様サイズの基板の異常搭載を検出するセンサが検出可能な姿勢状態にする
ことを特徴とする基板保持具。
A substrate holder for the target substrate having a substrate having a size smaller than that of a normal observation specification size substrate as a target substrate on the mounting surface and having the same external dimensions as those for mounting a normal observation specification size substrate. Because
One half the size of the target substrate from the inner wall of the chamber arranged for mounting the substrate, other than the prescribed area on the mounting surface, where the target substrate normally mounted on the mounting surface faces. An inclination detection pin on which the target board rides is placed upright in a non-regulated area on the placement surface that is separated from the above, and the target board is abnormally mounted on a normal observation specification size board provided in the chamber. A substrate holder, wherein the sensor is in a posture that can be detected by a sensor that detects the substrate.
請求項1記載の基板保持具であって、
前記傾き検出用ピンは、前記規定領域部分の外周回りに複数立設配置され、
一の傾き検出用ピンに対して前記規定領域部分の外周回りに隣り合う別の傾き検出用ピンは、一の傾き検出用ピンに接した状態の前記対象基板の大きさの範囲内の前記規定外領域部分に立設配置されている
ことを特徴とする基板保持具。
The substrate holder according to claim 1,
A plurality of the inclination detection pins are erected and arranged around the outer periphery of the prescribed region portion,
Another inclination detection pin adjacent to one inclination detection pin around the outer periphery of the prescribed area portion is within the size range of the target substrate in contact with the one inclination detection pin. A substrate holder, wherein the substrate holder is arranged upright in an outer region portion.
請求項1記載の基板保持具を、
ウェーハの異常搭載を検出するセンサが備えられたロードロック室において、通常の観察仕様サイズのウェーハよりも小さなサイズの対象ウェーハを搭載するためのホールダとして用い、
当該ホールダごと前記対象ウェーハを前記ロードロック室から荷電粒子線が照射される真空状態の試料室に搬送する
ことを特徴とする測長SEMの基板搬送システム。
The substrate holder according to claim 1,
In a load lock chamber equipped with a sensor that detects abnormal loading of a wafer, it is used as a holder to load a target wafer of a size smaller than a normal observation specification size wafer,
A substrate transport system for a length-measuring SEM, wherein the target wafer is transported together with the holder from the load lock chamber to a vacuum sample chamber irradiated with charged particle beams.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108962802A (en) * 2018-07-27 2018-12-07 广东阿达智能装备有限公司 The guiding device of flip machine and wafer tablet
JP2019117828A (en) * 2017-12-26 2019-07-18 株式会社日立ハイテクマニファクチャ&サービス Detection device and length measurement sem
CN111613550A (en) * 2019-02-26 2020-09-01 东京毅力科创株式会社 Load lock module, substrate processing apparatus, and method of conveying substrates
CN119812078A (en) * 2023-10-09 2025-04-11 北京北方华创微电子装备有限公司 Position calibration device and semiconductor process equipment

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02116125A (en) * 1988-10-26 1990-04-27 Tokyo Electron Ltd Treatment device
JPH04298061A (en) * 1991-03-26 1992-10-21 Tokyo Electron Ltd Load lock apparatus and wafer transfer system
JPH06104164A (en) * 1992-09-18 1994-04-15 Hitachi Ltd Electron beam writer
JPH0964155A (en) * 1995-08-21 1997-03-07 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Method and apparatus for confirming substrate holding state
JPH11160059A (en) * 1997-11-26 1999-06-18 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Measuring apparatus for film thickness
JP2002184665A (en) * 2000-12-13 2002-06-28 Nikon Corp Alignment apparatus, alignment method, and exposure apparatus
JP2004146716A (en) * 2002-10-28 2004-05-20 Hitachi High-Technologies Corp SEM appearance inspection method and inspection device
JP2004342471A (en) * 2003-05-16 2004-12-02 Hitachi High-Technologies Corp Wafer holder and electron microscope
JP2008041896A (en) * 2006-08-04 2008-02-21 Tokyo Electron Ltd Substrate detection mechanism and substrate processing apparatus using the same

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02116125A (en) * 1988-10-26 1990-04-27 Tokyo Electron Ltd Treatment device
JPH04298061A (en) * 1991-03-26 1992-10-21 Tokyo Electron Ltd Load lock apparatus and wafer transfer system
JPH06104164A (en) * 1992-09-18 1994-04-15 Hitachi Ltd Electron beam writer
JPH0964155A (en) * 1995-08-21 1997-03-07 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Method and apparatus for confirming substrate holding state
JPH11160059A (en) * 1997-11-26 1999-06-18 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Measuring apparatus for film thickness
JP2002184665A (en) * 2000-12-13 2002-06-28 Nikon Corp Alignment apparatus, alignment method, and exposure apparatus
JP2004146716A (en) * 2002-10-28 2004-05-20 Hitachi High-Technologies Corp SEM appearance inspection method and inspection device
JP2004342471A (en) * 2003-05-16 2004-12-02 Hitachi High-Technologies Corp Wafer holder and electron microscope
JP2008041896A (en) * 2006-08-04 2008-02-21 Tokyo Electron Ltd Substrate detection mechanism and substrate processing apparatus using the same

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019117828A (en) * 2017-12-26 2019-07-18 株式会社日立ハイテクマニファクチャ&サービス Detection device and length measurement sem
JP7073095B2 (en) 2017-12-26 2022-05-23 株式会社日立ハイテク Detection device and length measuring SEM
CN108962802A (en) * 2018-07-27 2018-12-07 广东阿达智能装备有限公司 The guiding device of flip machine and wafer tablet
CN111613550A (en) * 2019-02-26 2020-09-01 东京毅力科创株式会社 Load lock module, substrate processing apparatus, and method of conveying substrates
JP2020140979A (en) * 2019-02-26 2020-09-03 東京エレクトロン株式会社 Load lock module, board processing device and board transfer method
KR20200104231A (en) 2019-02-26 2020-09-03 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Loadlock module, substrate processing apparatus, and substrate transfer method
KR102352922B1 (en) * 2019-02-26 2022-01-18 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Loadlock module, substrate processing apparatus, and substrate transfer method
JP7279406B2 (en) 2019-02-26 2023-05-23 東京エレクトロン株式会社 LOADLOCK MODULE, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND SUBSTRATE CONVEYING METHOD
CN111613550B (en) * 2019-02-26 2023-09-26 东京毅力科创株式会社 Load lock module, substrate processing device and substrate transport method
CN119812078A (en) * 2023-10-09 2025-04-11 北京北方华创微电子装备有限公司 Position calibration device and semiconductor process equipment
WO2025077528A1 (en) * 2023-10-09 2025-04-17 北京北方华创微电子装备有限公司 Position calibration apparatus and semiconductor process device

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