(57)【要約】【課題】測長ＳＥＭは、高真空に保たれた試料室にウェーハを搬入して半導体デバイスの線幅や穴径を測長する装置であり、測長ＳＥＭを使用して、真空中の装置状態を容易に把握する。他の真空装置についても適用できるようにする。【解決手段】真空中の駆動系の状態、真空バルブ、真空状態や電子光学系の状態を画面化したことにより真空中の装置状態の把握を可能とした。また、各種センサのＯＮ／ＯＦＦタイミング、Ｏｐｅｎ／Ｃｌｏｓｅタイミングおよび真空の状態をタイミングチャート化し時間計測や、リファレンスデータとの比較を可能とした。この機能を有することにより、装置保守点検や装置修理時に的確な判断を行う。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空中において加速電子線を応用する計測装置に関する保守および不具合の監視・診断支援の方法であって、前記計測装置の始動過程,計測過程における動作監視用センサからのデータをリアルタイムに同期的に記録保存し、初期または正常時のデータと重ねてタイミングや動作レベルを比較再生し、保守を要するかまたは不具合と診断すべき差異をデータ上に検知したとき、予め蓄積しておいた異常とその対策に関する選択肢項目の中から可能性のある不具合原因項目を選出するとともに、さらに不具合原因を特定するために予め用意しておいた確認事項を実施した結果を入カし、さらに原因を特定するように構成し、前記計測装置の保守・診断を支援することを特徴とする監視方法。
【請求項２】
前記計測装置は測長ＳＥＭであって、該測長ＳＥＭの電子レンズ・ウェーハ駆動部・給排気部に位置・真空度センサを設けて、保守および不具合の監視・診断支援を行うことを特徴とする請求項１に記載の監視方法。
【請求項３】
前記計測装置の初期または正常時の装置動作データとリアルタイムに比較し、保守または不具合と診断すべき差異を検知したとき、これを保存することを特徴とする請求項１に記載の監視方法。
【請求項４】
前記計測装置の動作状態を遠隔装置で監視するとともに、差異検知タイミングを遠隔装置で警報することを特徴とする請求項１に記載の監視方法。
【請求項５】
前記計測装置は、真空中において加速電子線を応用する装置であって、測長ＳＥＭ（走査形電子顕徴鏡）・ＳＥＭ・ＴＥＭ（透過形電子顕微鏡）・質量分析計のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の監視方法。
【請求項６】
真空中において加速電子線を応用する計測装置に関する保守および不具合の監視を行うことを特徴とする請求項１に記載の監視方法。
【請求項７】
真空中において加速電子線を応用する計測装置に関する保守および不具合の監視・診断支援のためのシステムであって、前記計測装置の始動過程，計測過程における動作監視用センサからのデータをリアルタイムに同期的に記録保存する記録手段と、初期または正常時のデータと重ねてタイミングや動作レベルを比較再生し、保守を要するかまたは不具合と診断すべき差異をデータ上に検知したとき・予め蓄積しておいた異常とその対策に関する選択肢項目の中から可能性のある不具合原因項目を選出するとともに、さらに不具合原因を特定するために予め用意しておいた確認事項を実施した結果を入カし、原因を特定するＣＰＵとを有することを特徴とする監視システム。
【請求項８】
前記計測装置は測長ＳＥＭであって、該測長ＳＥＭの電子レンズ・ウェーハ駆動部・給排気部に位置・真空度センサを設けて、保守および不具合の監視・診断支援を行うことを特徴とする請求項７に記載の監視システム。
【請求項９】
前記ＣＰＵは、前記計測装置の初期または正常時の装置動作データとリアルタイムに比較し、保守または不具合と診断すべき差異を検知したとき、これを保存することを特徴とする請求項７に記載の監視システム。
【請求項１０】
前記ＣＰＵは、前記計測装置の動作状態を遠隔装置で監視するとともに、差異検知タイミングを遠隔装置で警報することを特徴とする請求項７に記載の監視システム。
【請求項１１】
前記計測装置は、真空中において加速電子線を応用する装置であって、測長ＳＥＭ（走査形電子顕微鏡）・ＳＥＭ・ＴＥＭ（透過形電子顕微鏡）・質量分析計のいずれかであることを特徴とする請求項７に記載の監視システム。
【請求項１２】
真空中において加速電子線を応用する計測装置に関する保守および不具合の監視を行うことを特徴とする請求項７に記載の監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測長ＳＥＭ（走査顕微鏡）あるいは真空処理装置を備えた半導体製造装置などの真空部を備えた真空系装置（以下、真空装置という）の監視方法および監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、真空装置内の状態を把握するために専用の測定装置あるいは専用の真空計などを装置に接続して必要とされた都度真空内部の状態の監視を行っていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の装置でリアルタイムに装置の状態を監視するためには、各種センサ類に計測装置を接続した状態を計測し、計測結果のデータを解析することを要した。真空装置内には、数多くのセンサ類が設けられるのが普通であり、センサの状態を同時に計測することには困難があるため同時刻における真空装置各部の状況把握は行われず、１つ１つの解析に留まっていた。特に半導体基板の製造に使用される測長ＳＥＭには自動化のために非常に多くのセンサが装置の真空室（部）内に存在する。半導体製造装置にあっても同じである。このような真空装置において全てのセンサの状態をリアルタイムに一元的に監視することは困難であった。リアルタイムに一元的に監視しない場合には、装置の保守管理あるいは不具合対策を行うときに多大の負担を避けられないでいた。
【０００４】
本発明は、かかる点に鑑み、真空装置の各種センサからのデータに基づいて同一時刻についてリアルタイムで監視すると同等の監視方法を提供して、装置の保守管理あるいは不具合対策を簡便かつ一元的に行うことのできる監視装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、真空系を備えた真空装置の監視装置において、画面表示装置と、前記真空系からの運転情報信号をデータ入力し、画面表示処理をして前記画面表示装置に画面表示を行う画面表示処理装置と、および前記真空系を構成する複数の構成部の基本監視データおよび運転履歴データを記憶する記憶装置とを備え、前記画面表示装置の画面に、前記複数の構成部の基本監視データと運転履歴データとを同時刻進行のタイムチャートとして比較して表示し、かつ前記タイムチャート上に真空系の複数の構成部に跨って同一時刻位置を指定する表示を行う真空装置の監視装置を提供する。
【０００６】
本発明は、更に真空系を備えた真空装置の監視装置において、画面表示装置と、前記真空系からの運転情報信号をデータ入力し、画面表示処理をして前記画面表示装置に画面表示を行う画面表示処理装置と、および前記真空系を構成する複数の構成部の基本監視データおよび運転履歴データを記憶する記憶装置とを備え、前記画面表示装置の画面に、前記複数の構成部を表示し、および前記構成部の基本監視データと運転履歴データとを同時刻進行のタイムチャートとして比較して表示し、かつ前記タイムチャート上に真空系の複数の構成部に跨って同一時刻位置を指定すると、該位置に対応した前記構成部の運転状況を合わせて表示する真空装置の監視装置を提供する。
【０００７】
本発明は、更に真空系を備えた真空装置の監視装置において、画面表示装置と、前記真空系からの運転情報信号をデータ入力し、画面表示処理をして前記画面表示装置に画面表示を行う画面表示処理装置と、前記真空系を構成する複数の構成部の基本監視データおよび運転履歴データ、並びに基本監視データと運転履歴データとの間で予め定めた乖離を記憶する記憶装置と、および前記複数の構成部の基本監視データと運転履歴データとを同時刻進行のタイムチャートとして比較し、かつ指定された同一時刻において前記複数の構成部のいずれかが前記乖離を外れたかを判定する処理装置を備えた真空装置の監視装置を提供する。
【０００８】
本発明は、更に真空を生成する真空系を備えた真空装置の監視装置において、画面表示装置と、前記真空系からの運転情報信号をデータ入力し、画面表示処理をして前記画面表示装置に画面表示を行う画面表示処理装置と、前記真空系を構成する複数の構成部の基本監視データおよび運転履歴データ、並びに基本監視データと運転履歴データとの間で予め定めた乖離を記憶する記憶装置と、および前記構成部の基本監視データと運転履歴データとを同時刻進行のタイムチャートとして比較し、かつ指定された同一時刻において前記複数の構成部のいずれかが前記乖離を外れたかを判定する処理装置を備え、前記画面表示装置の画面に、前記複数の構成部を表示し、および前記構成部の基本監視データと運転履歴データとを同時刻進行のタイムチャートとして比較した結果を表示し、かつ前記タイムチャート上に真空系の構成部に跨って同一時刻位置を指定すると、該位置に対応した前記構成部の運転状況を合わせて表示する真空装置の監視装置を提供する。
【０００９】
本発明は、更に真空を生成する真空系を備えた真空装置の監視装置において、前記真空系からの運転情報信号をデータ入力し、画面表示処理を行うステップ、前記真空系を構成する複数の構成部の基本監視データおよび運転履歴データを記憶するステップ、前記画面表示装置の画面に、前記複数の構成部の基本監視データと運転履歴データとを同時刻進行のタイムチャートとして比較して表示するステップ、かつ前記タイムチャート上に真空系の複数の構成部に跨って同一時刻位置を指定する表示を行うステップ、を有する真空装置の監視方法を提供する。
【００１０】
本発明は、更に真空を生成する真空系を備えた遠隔に置かれた真空装置の監視方法において、契約によって予め定められた真空装置の前記真空系からの運転情報信号を、データ入力し、画面表示処理を行い、前記真空系を構成する複数の構成部の基本監視データおよび運転履歴データを記憶し、前記真空装置について順次前記画面表示装置の画面に、前記構成部を表示し、および前記複数の構成部の基本監視データと運転履歴データとを同時刻進行のタイムチャートとして比較して表示し、かつ前記タイムチャート上に真空系の複数の構成部に跨って同一時刻位置を指定すると、該位置に対応した前記構成部の運転状況の報告を行うことを特徴とする真空装置の監視方法を提供する。
【００１１】
本発明は、更に真空を生成する真空系を備えた真空装置の監視方法において、契約によって予め定められた真空装置の前記真空系からの運転情報信号を、通信網を介してデータ入力し、画面表示処理を行い、前記真空系を構成する複数の構成部の基本監視データおよび運転履歴データを記憶し、前記真空装置について順次前記画面表示装置の画面に、前記複数の構成部を表示し、および前記構成部の基本監視データと運転履歴データとを同時刻進行のタイムチャートとして比較して表示し、かつ前記タイムチャート上に真空系の複数の構成部に跨って同一時刻位置を指定すると、該位置に対応した前記構成部の運転状況を合わせて表示し、かつ契約ごとに前記同時進行のタイムチャートから基本監視データと運転履歴データとの乖離の状況から予め定めた乖離に至る時期を予測し、次の点検時期の報告を行う真空装置の監視方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
計測手段である加速電子線は、真空中で発生させなければならないために、従来その保守管理や診断修理をするためには、大気を装置内に入れて開放しなければならず、これが保守診断を難しくしていた。装置内の電子光学系，真空排気系，試料駆動系の機能性能に関する複数の位置と動き、真空度とガス成分，時間と速度，画像情報などをセンシングすることにより、初期状態や正常動作状態との比較をオンラインで同一時刻についてリアルタイムにできるので、保守作業，不具合原因究明から対策修理までが最適に即時に対応できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明にかかる実施例を図面に基づいて説明する。
【００１４】
真空装置の内、以下、測長ＳＥＭを例にとって説明するが、本発明は真空部を有する真空装置に適用可能である。
【００１５】
図１は、本発明の実施例である測長ＳＥＭによる測長システムの構成を示し、図２は、測長ＳＥＭの機能である電子光学系構成を示す。これらの図において、測長システム１００は、大気搬送部１０を有する大気搬送系、試料搬送および測長部１１を有する真空系、画像部１２を有する表示観察・操作系からなる。
【００１６】
大気搬送部１０は、複数の試料である基板を収納，保持するカセット（すなわちフープ）１５，カセット台１６，カセット１５内に延びて基板の搬入出を行う腕を有する搬送装置１７からなる。搬送装置１７は搬送のためのロボットから構成され、真空中あるいは制御された大気中に配置される。ロボットはＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸方向に移動する移動部を有し、水平方向に回転可能である。前述した腕はロードロック室１９まで延在することができる。
【００１７】
試料搬送および測長部１１は、搬送本体１８、前述したロードロック室（ダブルロードロック室としてもよい）１９、搬送室２０および測定室２１（試料室）からなる。
【００１８】
搬送室２０、測定室２１にはそれぞれ真空形成装置２２，２３が接続してあり、搬送室２０、測定室２１を真空あるいは制御された大気圧に制御することが行われる。真空形成装置２２，２３は、排気系を形成する真空形成制御装置（図示せず）によって制御される。
【００１９】
測定室２１には、図示したように、電子光学鏡体３０が配置される。電子光学鏡体３０の下方には、試料台３１および試料台固定および制御のための試料ステージ３２が設けられる。
【００２０】
また、測定室２１には、図示したように、電子光学鏡体３０に並行して光学顕微鏡付きＣＣＤカメラ３５が配置される。
【００２１】
図２において、測長システム１００を構成する電子光学鏡体３０は、周知のように、電子光学系（鏡筒部），試料室，排気系，表示観察・操作系からなる。電子光学系は、加速電子を発生する電子銃を構成するフィラメント電源４０とフィラメント４１，加速電子の束３９（一次電子線）を絞り込んで細束化するレンズ系，試料から発生する二次電子などを検出する検出器４７（ＳＥ／ＢＳＥ）から構成される。電子銃は、あるエネルギーを持った加速電子を発生させる源となる部分であり、コンデンサーレンズ４３（集束レンズ）は、引出電極および陽極によって構成され、陰極には加速電圧源４４によって加速電圧が印加される。レンズ系には集束レンズ，対物レンズ，対物レンズ絞り，走査コイル，非点補正装置４２などが装着されている。図において、４５は対物レンズを示し、４８はＥＸＢフィルタを示す。対物レンズ４５には電圧を印加するためのブースタ電圧源４９が設けられる。検出器４７は、二次電子と反射電子４６を検出するための装置であり、二次電子はエネルギーが低いのでコレクタにより捕獲され、シンチレータにより光電子に変換されて光電子増倍管で信号増幅される。反射電子の検出にはシンチレータあるいは半導体型が用いられる。
【００２２】
試料室である測定室には試料台が置かれ、この上に、ウェーハなどの基材５０（試料）が載置され、試料ステージ，試料導入装置，Ｘ線検出用分光器などが取り付けられる。基板５０には電圧を印加するためのリーターディング電圧源５１が設けられる。試料ステージは、Ｘ，Ｙ，Ｚ移動，回転，傾斜機能を持つ。真空系の排気装置にはロータリポンプ，油拡散ポンブなどが使用される。
【００２３】
表示観察，操作系は、二次電子像，反射電子像，Ｘ線像などを画像部１２に表示する。像表示・観察しながら照射電流の調整・焦点合せなどを行う。二次電子像などの出力であるアナログ信号はデジタル信号に変換され画像部１２に表示され、各種解析（測定）に使用される。またこの画像は、後述するように通信回線である通信網を介して遠隔地にある監視装置に画像信号を送信することができる。また、表示観察・操作系には、試料搬送および測長部１１内の真空度監視のためのタイムチャートあるいは各部の操作状況を画像として表示する。この画像信号は、通信回線を介して遠隔地にある監視装置に送信され、真空装置の各部の状況が遠隔監定されて保守管理，不具合調整に使用される。
【００２４】
図３は、本発明の実施例をブロック図で示す。
【００２５】
図において、真空系２００は、Ａ群としての試料位置監視６１，搬送系位置監視６２および処理時間監視６３が、そしてＢ群としてのバルブ位置監視６４，圧力監視６５，真空監視６６および処理時間監視６７がなされ、Ａ群によって監視されて得られたデータに基づいて搬送制御６８が、そしてＢ群によって監視されて得られたデータに基づいて真空制御６９がなされる。これらの制御のために制御用ＣＰＵ７０が使用される。
【００２６】
制御用ＣＰＵ７０は、データ処理用ＣＰＵ７１に接続されており、更に電子光学制御７２，画像処理７３，高電圧制御７４を行うことができる。
【００２７】
データ処理用ＣＰＵ７１は、ハードディスク７５に接続されており、データ処理７６および画像表示処理７７を行うことができる。すなわち、画像表示処理をして画像表示装置である画像部１２に画面表示７８を行うための画像表示処理装置としての機能を有する。
【００２８】
ハードディスク７５には、基本データとしての基本監視データおよび監視データとしての運転履歴データ（リファレンスデータ）が蓄積（基本データ蓄積，監視データ蓄積７９）がなされる。
【００２９】
データ処理用ＣＰＵ７１は、装置表示処理装置，データ解析，分析，判定８１を行う機能を有する。これらの機能は、図に示すように、
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を有する。
【００３０】
タイミングチャートを生成し表示する処理機能は、画面表示装置の画面に、装置構成、特に真空系各部の基本運転監視データと運転履歴データとを同時進行のタイムチャートとして比較して表示することができる。この場合に、蓄積された基本監視データと運転履歴データとが使用され、並列する形で表示される。
【００３１】
これらの結果は、画面表示７８として、装置状態表示，タイミングチャート表示，比較データとしての表示８２がなされる。
【００３２】
以上のように、真空系について、各部を監視する監視センサから運転状況が逐時報告されて運転履歴データとして蓄積され、装置状態監視要求がなされると、蓄積された基本監視データと共に運転履歴データが同時進行の形で並列表示され、両者のデータ間の乖離状況がタイミングチャートで色表示によって区別されて表示される。また、各部の構成部分が装置状態の動きをして連動して表示される。
【００３３】
データ処理用ＣＰＵ７１上の画像部１２の画面に、表示８２で示すように表示された装置状態，タイミングチャート，比較データから真空系の保守管理あるいは不具合調整のための分析，判定を監視する人間、あるいはサービスマンが行うことができるが、更にデータ処理用ＣＰＵ７１の機能を生かして自動的にデータ解析を行い、分析，判定を行って自動表示するようにしてもよい。
【００３４】
他の手法としては、データ処理用ＣＰＵ７１の機能を簡便化して通信機能を有するものとし、画面表示７８される内容を通信網８３を介して監視装置８４に表示するようにすることもできる。この場合、ハードディスク７５の基本データ蓄積，監視データ蓄積７９機能は、顧客データ蓄積８５として監視装置８４に蓄積される。また、監視装置８４は、画面表示７８としての機能を有し、表示８２に示す各種の表示を行うことになる。
【００３５】
この手法にあっては、監視装置８４は、複数の測長システム１００について逐時遠隔監視することができ、監視および報告による新たな新ビジネスモデルが提供される。すなわち、真空を生成する真空系および電子光学系を具えた遠隔に置かれた真空装置の監視方法において、契約によって予め定められた真空装置の前記真空系および電子光学系からの運転情報信号を、通信網を介してデータ入力し、画面表示処理を行い、前記真空系あるいは電子光学系を構成する構成部の基本監視データおよび運転履歴データを記憶し、前記真空装置について順次前記画面表示装置の画面に、前記構成部を表示し、および前記構成部の基本監視データと運転履歴データとを同時刻進行のタイムチャートとして比較して表示し、かつ前記タイムチャート上に真空系および電子光学系の構成部に跨って同一時刻位置を
指定すると、該位置に対応した前記構成部の運転状況を合わせて表示し、かつ契約ごとに前記同時進行のタイムチャートと前記運転状況の報告を行う真空装置の監視方法が提供される。あるいは、真空を生成する真空系および電子光学の操作を行う弁系を具えた遠隔に置かれた真空装置の監視方法において、契約によって予め定められた真空装置の前記真空系および電子光学系からの運転情報信号を、通信網を介してデータ入力し、画面表示処理を行い、前記真空系および電子光学系を構成する構成部の基本監視データおよび運転履歴データを記憶し、前記真空装置について順次前記画面表示装置の画面に、前記構成部を表示し、および前記構成部の基本監視データと運転履歴データとを同時刻進行のタイムチャートとして比較して表示し、かつ前記タイムチャート上に真空系および電子光学系の構成部に跨って同一時刻位置を指定すると、該位置に対応した前記構成部の運転状況を合わせて表示し、かつ契約ごとに前記同時進行のタイムチャートから基本監視データと運転履歴データとの乖離の状況から予め定めた乖離に至る時期を予測し、次に点検時期の報告を行う。
【００３６】
図４は、データ処理用ＣＰＵ７１による真空系制御９１および測長ＳＥＭ制御９２の状況を示す。データ処理用ＣＰＵ７１は外部コンピュータ９３と接続されている。真空系制御９１は、ハードディスクドライブ１０１，ＭＯドライブ１０２，キーボード＆マウス１０４，ＤＳＰ数値演算ボード１０５を使用してなされ、結果はミニプリンタ１０３，カラーＣＲＴ１０６上に表示される。
【００３７】
測長ＳＥＭ制御９２は、加速電圧制御１０７，フィールドエミッションビーム制御１０８，ＳＥＭ画像処理＆パターン認識１０９，基板真空移動制御１１０，基板大気移動制御１１１，基板サーチャ１１２，基板方位水平制御１１３，排気曝気制御１１４によってなされる。
【００３８】
図５は、画像部１２の画面に表示される表示画面の一例を示す。この例の場合、画面１２１には、排気系系統図１２２，試料搬送系状態図１２３およびタイムチャート１２４が表示され、画面１２１の側部に操作部１２５および装置の動作履歴部１２６が設けてある。
【００３９】
このように、１つの画面に真空系の各構成部についてのタイムチャート１２４，タイムチャートに関連する１つ１つの構成部を表示する排気系系統図１２１あるいは試料搬送系状態図１２３が表示され、測長ＳＥＭに不具合が生じたような場合にその原因を究明し、対策を立てるに便利になる利点がある。
【００４０】
図６は、排気系系統図１２２の詳細を示し、図７は図６に使用される排気系構成部品についての記号，動作と点検のためのチェック位置をまとめて示す一覧図である。
【００４１】
図６は、ディスプレイ部内に配置された表示パネルにおける一画面であり、ウェーハ搬送系（左側）と排気系（右側）の構成要素について、そのレイアウト（上側）と主要素の動作状態（下側）をランプで表示する構成になっている。
【００４２】
ウェーハ搬送系のレイアウト（左上側）２０１はローダチャンバ（ＬＣ）２０３内を図式的に示す。２０４のＳＴ１から２０５のＳＴ３は試料交換室（ＸＣ）２０６内のウェーハが搬入・搬出された時のウェーハの設置状態を監視しているセンサである。ＳＴ１センサは、ウェーハが正しくステーションホルダに設置されたかを監視している。
【００４３】
２０７のＷ１から２０８のＷ３は、ウェーハがウェーハホルダに設置された状態を監視しているセンサである。２０７のＷ１は、ウェーハが正しくウェーハホルダに設置されたか監視し、２２３のＷ２はウェーハが存在するか監視し、２０８のＷ３はウェーハが斜めになっていないか監視している。
【００４４】
また、「ＡＶ２Ｔｈｏｕｇｈ」２０９は、２１０のＡＶ２が開いた時や、ウェーハホルダを試料室との間で搬入・搬出した後に、２１０のＡＶ２上に異物が存在しないか監視している。  ＬＣ内には、２本のウェーハ搬送アーム２１１があり、Ａアームはウェーハをセンターパレット２１２からステーションホルダ２１３に搬送する時に使用される。
【００４５】
ウェーハを試料室へ搬入する時は、エアロックバルブ（ＡＶ２）２１０を開けてレール上をＳＣへ送る。図中のＳＴ側ウェーハ２１５とＷ側ウェーハ２１６は、Ａ、Ｂ２本のアームで交互にステーションホルダ側（ＳＴ）とウェーハホルダ側（Ｗ）のそれぞれ２枚分の搬送スペースを使って搬入・搬出される。
【００４６】
ウェーハ搬送系を構成するチャンバは、２０６のＸＣ、２０３のＬＣ、２１４のＳＣの３室からなる。このうち中央に位置するＬＣの動作状態をモニターするパネル部分が本図の左下側にある。ＬＥＤ光位置センサで可動機構部の動きを検出し、ランプ表示する。
【００４７】
一方、排気系のレイアウト（右上側）は、チャンバ、ポンプ、バルブ、配管を図式的に表示し、ポンプ、バルブについては、通電作動中と弁開放でランプ点灯、遮断休止中と弁閉鎖でランプ消灯で表示する。
【００４８】
排気系の動作モニタパネルは真空ゲージによるポンプ切替え操作を自動的に行なっているため、ペニングゲージ（Ｐｅ）２１７とピラニーゲージ（Ｐｉ）２１８については、切替える真空度１〜２点でランプを点滅させパネル表示している。ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）２１９については、特に、誤作動（Ｆａｉｌ）２２０のランプ表示をして早期対策を計っている。大気圧センサ（ＡＰＳ）２２１とバルブ駆動用空気圧（ＡＰＳ）２２２も正常動作のランプ表示をしている。また、真空室内の圧力レベルは、大気圧の時には黒色、圧力が下がるにつれて、赤、黄、青、緑に変化し表示している。
【００４９】
ＸＣ状況が２３１に、ＡＲＭ（Ａａｒｍ、Ｂａｒｍ）の状況が２３２に、ＡＶ２の状況が２３３に、そしてＡＶ−３の状況が２３４にそれぞれ表示される。
【００５０】
図８は、事例１で真空度監視のための各構成部品について、基本監視データと監視履歴データとを表示し、各データをオーバレイさせて比較できるようにしたタイムチャートを示す。図において、１２１は基本監視データを示し、１２２は監視履歴データを示し、図３に示す蓄積された基本データおよび監視データ７９がワークステーション８１の機能によって画面表示されたものである。
【００５１】
図８に示す例の場合、Ａｎａｌｙｓｉｓ項目としてのＡＶ−１  ＯＰＥＮ，ＡＶ−１  ＣＬＯＳＥ，ＡＶ−２  ＯＰＥＮ，ＡＶ−２  ＣＬＯＳＥ，ＡＶ−３  ＯＰＥＮ，ＡＶ−３  ＣＬＯＳＥ，ＡＶ−４  ＯＰＥＮ，ＡＶ−４  ＣＬＯＳＥ，ＡＶ−５  ＯＰＥＮ，ＡＶ−５  ＣＬＯＳＥ，ＡＶ−６  ＯＰＥＮ，ＡＶ−６  ＣＬＯＳＥ，ＡＶ−７  ＯＰＥＮ，ＡＶ−８  ＯＰＥＮ，Ｐ：−３＜４０Ｐａ，Ｐｉ−２＜１３３Ｐａ（Ｌ），Ｐｉ−２＜１０Ｐａ（Ｈ），Ｐｅ−２＜５×１０ｅｘｐ（−２）Ｐ，Ｐｅ−２＜３×１０ｅｘｐ（−２）Ｐ，Ｐｉ−１＜１３３Ｐａ（Ｌ），Ｐｉ−１＜１０Ｐａ（Ｈ），Ｐｅ−１＜３×１０ｅｘｐ（−２）Ｐ，Ｐｅ−１＜６×１０ｅｘｐ（−３）Ｐ，ＴＭＰ−２Ｎｏｒｍａｌの各項目について同時刻並列方式で基本監視データ１２１，監視履歴データ１２２がそれぞれ黒および赤色で示してある。両データはオーバレイして比較され得る。
【００５２】
図の下方にはカーソル（ＣＵＲＳＯＲ）１，２（１２３，１２４）によって、各項目に跨って縦線２本１２３，１２４が引いてあり、この間における不具合が発生しているおそれのある項目、本例の場合、Ｐｅ−２＜３×１０ｅｘｐ（−２）Ｐがチェック項目として直ちに認識され得る。
【００５３】
同様にしてカーソルを移動することによって両データ間に乖離が大きくなっている項目がチェック項目として直ちに認識される。
【００５４】
図９は、図８の例において、Ｐｅ−２の真空リカバー時間の違いを表示する。この事例は、ＡＶ−３バルブが閉じた時に、搬送室２０の真空が一時的に悪くなり、元に戻る時の時間を示している。リファレンスデータである基本監視データ（黒線）ではＡＶ−３が閉じてから０.４秒 で真空圧力が３×１０−２Ｐａに復帰しているが、計測した監視履歴データでは１.２秒 かかっている。時間差として０.８秒 １３倍）あることが瞬時に判定される。従って、計測した項目の対象の装置には何らかの真空不良があることが認識される。しかし、その他の時間差については、両データ間にはほぼ乖離がなく、ほぼ同じであることから、ＡＶ−３バルブ動作について何らかの不具合が発生していることが予想される。このように、複数の項目で示される装置が同一時刻で並列されてタイムチャートの形で基本監視データおよび監視履歴データが表示されることによってＡＶ−３バルブについて何らかの不具合が発生していることを容易に予想することができる。予想されたＡＶ−３バルブについて直ちにチェックすべきことが報告，指示される。図１０は、事例２を示し、試料搬送時間監視をタイムチャートを使用して行う例を示す。Ａｎａｌｙｓｉｓ項目として、ＡＶ−２  ＯＰＥＮ，ＡＶ−２  ＣＬＯＳＥ，ＡＶ−３  ＯＰＥＮ，ＡＶ−３  ＣＬＯＳＥ，ＡＶ−４  ＯＰＥＮ，ＡＶ−４  ＣＬＯＳＥ，ＡＶ−５  ＯＰＥＮ，ＡＶ−６  ＯＰＥＮ，ＡＶ−７  ＯＰＥＮ，ＡＶ−８  ＯＰＥＮ，Ｐｉ−３＜４０Ｐａ，Ｐｅ−２＜５×１０ｅｘｐ（−２）Ｐ，Ｐｅ−２＜３×１０ｅｘｐ（−２）Ｐ，Ａ  ａｒｍ  ｒｏｔａｔｉｏｎ  ｐｒｏｈｉｂｉｔ，Ａ  ａｒｍ  ２１ｍｍ，Ａ  ａｒｍ  ０ｍｍ，Ａ  ａｒｍ  ＨＰ，Ａ  ａｒｍ  ４５（ｄｅｇ），Ａ  ａｒｍ  ０／１０（ｄｅｇ），Ａ  ａｒｍ  Ｒｉｇｈｔ／Ｌｅｆｔが採用され、カーソル１２３，１２４によってＡＶ−２  ＣＬＯＳＥとＡＶ−２  ＯＰＥＮに縦線が入れられ、この時間が計測され、事例１と同様に基本監視データと監視履歴データとのオーバレイがなされて対比，比較される。
【００５５】
図１１は、図１０の例において、試料搬送時間の違いを表示する。この事例は、搬送シーケンスにおける試料搬送時間を比較した事例である。リファレンスデータでの搬送時間は１２.４秒、監視データの時間は１３.６秒で、リファレンスデータとの間には１.２秒 の遅れがある。通常１０％（１.２秒）の違いは大きな問題ではないが、この事例では、Ａアームの位置センサ（Ａ  ａｒｍ  Ｒｉｇｈｔ／Ｌｅｆｔ）の動作時間がリファレンスデータ１.９秒 に比べて監視データが３.１ 秒と大きな違い（１６３％）があることが分る。これは、搬送アームＡの動作速度が著しく低下しており、保守の必要性があることがこのタイムチャートから判断できる。このように、複数の項目、すなわちＡＶ−２  ＣＬＯＳＥとＡＶ−２  ＯＰＥＮを使用してこれらの動きをタイムチャートの形で両データを表示させることによって搬送アームＡの動作に何らかの不具合が発生していることを容易に予想することができる。このようにして予想された搬送アームＡについて直ちにチェックすべきことが報告，指示される。
【００５６】
収集採取した過去の記録データから装置の不具合発生に至る過程（の状態）を動的に図でオーバレイして表示させる。また、各駆動系のタイミングチャート、真空バルブＯＰＥＮ／ＣＬＯＳＥのタイミングチャートを自動生成する機能を内蔵させる（構築する）ことにより、装置状態をリアルタイムに監視することが可能となる。
【００５７】
これらの真空に関するデータ収集機能を装置に付加することにより、全てセンサの状態をリアルタイムに一元的に監視記録することが可能となり、装置の保守管理や不具合対策に関しサービスマンの負担が軽減される。
【００５８】
また、収集したデータを記録保存することにより、装置の動作状態の時間的推移が把握できるようになり、不具合発生時期の遡及や、不具合原因の絞込み，部品交換などの不具合対策の最適化が可能となる。
【００５９】
その他に、装置不具合発生時の装置の動作状態を記録保存する機能を付加することにより、不具合発生時の装置状態を確認することを可能とする。
【００６０】
基本監視データとしては、予め登録されたデータもしくは蓄積された運転履歴データの一部が採用される。
【００６１】
ａ．基本データの構築
（１）工場出検査時に、採取したデータと設計値テンプレートを比較し装置の状態を把握する。このデータから異常と判断された装置は不良と判断される。
（２）（１）の比較結果から正常と判断された装置は、工場出荷時に採取したデータをその装置のリファレンスデータとしてデータベースに登録される。
（３）顧客据付時に据付時のリファレンスデータを採取，登録
（顧客先でのリファレンスデータ採取登録は、据付環境により真空排気速度が変化するため採取する。）
（４）据付後の装置状態の確認
（２）と（３）のデータを比較することにより、装置の据付時での状態を把握する。この比較データから据付後の装置の状態が正常であるか異常であるか判断する。
（５）判断方法
据付先設置状況で変化する装置状態は、主に真空排気速度の変化が考えられる。これは、据付先での真空ポンプと装置間の配管の長さ，配管径やポンプの排気速度（真空排気能力）に左右されるからである。
【００６２】
上記環境の変化で影響を受ける装置状態は以下の通りである。
【００６３】
真空ゲージの推移・試料の搬入等がある。排気能力から下記の式により正常か異常か判定する。
【００６４】
工場環境での排気能力  ：Ｐｆ
据付環境での排気能力  ：Ｐｉ
工場環境での真空ゲージの推移  ：Ｇｆ
据付環境での真空ゲージの推移  ：Ｇｉ
工場環境での試料の搬入速度  ：Ｌｆ
据付環境での試料の搬入速度  ：Ｌｉ
判定閾値  ：Ｓ（％）
補正率  ：Ｃｏ＝Ｐｆ／Ｐｉ
判定用データ算出
真空ゲージ（ＲｅｆＧ）＝Ｃｏ×Ｇｆ  搬入速度（ＲｅｆＬ）＝Ｃｏ×Ｌｆ
据付時の真空ゲージ推移判定
Ｓ＞｜Ｇｉ／ＲｅｆＧ×１００−１００｜
据付時の試料搬入速度
Ｓ＞｜Ｌｉ／ＲｅｆＬ×１００−１００｜
（６）据付環境に合わせたリファレンステンプレートの作成
ＲｅｆＧとＲｅｆＬを据付環境に合わせた状態テンプレートとしてデータベースに登録する。但し、その他のテンプレートは設計値を使用する。
【００６５】
ｂ．顧客引渡し後のデータの採取と自動解析
（１）装置状態データの採取は、予め決められたシーケンスで試料の搬入，測定、搬出を行う。
（２）データ採取スケジュールは、顧客毎に設定可能である。データ取得タイミングは、装置が使用されていない時間に行う。但し、予め設定されている時間から１時間以上待っても装置が使用されている場合は、取得スケジュールはキャンセルされる。また、顧客が手動でデータ採取シーケンスを起動する事も可能である。
（３）自動的に採取された装置状態データは、予め登録されている装置状態テンプレートと比較される。その比較したデータが設定されている閾値を超えた場合は、装置データベースに情報を登録する。また設定により顧客あるいはサービスヘレポート（報告）する。この機能により予防保全効果、及び装置保守時期の把握が可能となる。
【００６６】
ｃ．装置不具合発生時の処理
（１）エラートラップ機能により、エラー発生時の装置状態を採取する。その時同時に、装置内部通信の内容を保存する。
（２）エラー発生時の装置状態と据付時のリファレンスデータを比較して、装置不具合原因特定する。この機能により装置不具合発生時の対策が可能となる。
【００６７】
図１２は、測長ＳＥＭのコンピュータシステムにおける装置の保守と不具合の監視を支援するフローの全体図であり、図１３から図１５は、図１２の要部を詳細に示した部分図である。図１２において、装置のデータベースにアクセスし（Ｓ１）、処理内容を選択し（Ｓ２）、装置状態監視をするか判断する（Ｓ３）。はいの場合、装置状態の監視を行う（Ｓ４）。ここで、リアルタイムに装置状態監視データの保存を行う。
【００６８】
ステップＳ３からステップＳ５に移行して、登録データからの装置状態再生し、タイミングチャートの解析を行うかを判断し（Ｓ６）、装置状態再生する（Ｓ７）。ここで、保存された装置状態監視データの再生を行う。リファレンスデータとの比較を行うかを判断する（Ｓ８）。両データの比較を行うか（Ｓ９）、各種状態変化時間測定を行う（Ｓ１０）。両データの比較は、先に述べた事例１，事例２に沿って行うが、この場合に、図１６に示すようにテンプレート比較，判定を行ってもよい。図１３において、ステップＳ８において装置から採取した一部のデータ３００について、比較するデータを切り出し、予め設定されたプレートに貼付けして比較と結果を表示することを行ってもよい。
【００６９】
判定方法は、
判定閾値＞｜採取データ／テンプレートデータ×１００−１００｜
によって行う。
【００７０】
図１２において、ステップＳ５からＳ１１に移行してエラー監視を行うかを判断し（Ｓ１１）、エラー監視を行う。
【００７１】
ステップＳ１３で処理を繰り返すかを判断し、更に別な処理を行うかを判断し（Ｓ１４）、装置の来歴データベースの更新を行う（Ｓ１５）。
【００７２】
図１３は、ステップＳ４の装置状態監視を行うフローを示す。図において、装置状態監視（Ｓ２１）を行う場合、監視設定パラメータ選択を行い（Ｓ２２）、エラー発生時監視を中断するかを判断し、エラーストップ設定をＯＮにして（Ｓ２４）、監視情報を保存するかを判断し（Ｓ２５）、監視情報保存設定をＯＮにする（Ｓ２６）。
【００７３】
エラー発生時のエラーコードを監視情報に付加するかを判断し（Ｓ２７）、エラーコード付加をＯＮにして（Ｓ２８）、ステップＳ２９に移行して監視タイマー設定(０.０５〜３０秒)を行う（Ｓ２９）。表示モードの選択を行うかを判断し（Ｓ３０）、標準表示モード（Ｓ３１），詳細モード（Ｓ３２），センサ位置表示モード（Ｓ３３）を選択する。選択されたモードによって装置状態監視を開始し（Ｓ３４）、強制処理中断を実行するかを判断し（Ｓ３５）、終了する。
【００７４】
図１４は、ステップＳ１０の詳細フローを示す。図において、各種状態変化時間を測定するに当って（Ｓ４１）、登録データベースから装置情報を読み込み（Ｓ４２）、情報を選択するかを判断し（Ｓ４３）、必要情報を選択し（Ｓ４４）、選択した情報でタイミングチャートを生成する（Ｓ４５）。また、全情報からタイミングチャートを生成し（Ｓ４６）、カーソル矢印キーで目的の装置状態変化時間を測定し（Ｓ４７）、他の装置状態変化時間を測定するかを判断し（Ｓ４８）、戻るに至る。
【００７５】
図１５は、ステップＳ１１の詳細フローを示す。図において、データ比較をするに当って（Ｓ５１）、登録データベースから装置情報を読み込み（Ｓ５２）、情報を選択するかを判断し（Ｓ５３）、必要情報を選択し（Ｓ５４）、選択した情報でタイミングチャートを生成する（Ｓ５５）。また、全情報からタイミングチャートを生成し（Ｓ５６）、比較するデータを選択し（Ｓ５７）、オーバレイ矢印キーで２つのデータを比較する（Ｓ５８）。２つのデータを比較して時間的変化量をカーソル矢印キーで測定し（Ｓ５９）、他の装置状態変化についても比較するかを判断し（Ｓ６０）、戻るに至る。
【００７６】
以上のように、これらのステップによれば、
（１）装置の状態を定期的に採取し装置状態データベースが構築される。
（２）採取したデータは、データベースに登録したデータと比較することが可能。
（３）エラートラップ機能により装置に異常が発生した時の状態を再生することが可能。異常状態と正常時のデータを比較することにより、不具合原因の特定が飛躍的に向上する。
（４）設計値の各センサＯＮ／ＯＦＦタイミングや機構系動作スピードをテンプレート化して、採取データと比較可能とする。また、テンプレート比較時に採取データとの差を自動的に算出し、予め設定した閾値を超えた場合にはデータベースに情報を保存する。この機能付加により定期保守や予防保全に対応する。
以上のことが可能になる。
【００７７】
以上述べた構成によれば、次のようなシステムおよび方法が提供される。
【００７８】
真空中において加速電子線を応用する計測装置に関する保守および不具合の監視・診断支援システムにおいて、計測装置の始動過程，計測過程における動作監視用センサからのデータをリアルタイムに同期的に記録保存し、初期または正常時のデータと重ねてタイミングや動作レベルを比較再生し、保守を要するかまたは不具合と診断すべき差異をデータ上に検知したとき、予め蓄積しておいた異常とその対策に関する選択肢項目の中から可能性のある不具合原因項目を選出するとともに、さらに不具合原因を特定するために予め用意しておいた確認事項を実施した結果を入力し、さらに原因を特定するように構成し、装置の保守・診断を支援し、診断データを保存活用するシステムおよび方法。
【００７９】
測長ＳＥＭの電子レンズ・ウェーハ駆動部・給排気部に位置・真空度センサを設けて、保守および不具合の監視・診断支援システムを適用するシステムおよび方法。
【００８０】
初期または正常時の装置動作データとリアルタイムに比較し、保守または不具合と診断すべき差異を検知したとき、これを保存するシステムおよび方法。
【００８１】
計測装置の動作状態を遠隔装置で監視するか、差異検知タイミングを遠隔装置で警報するシステムおよび方法。
【００８２】
真空中において加速電子線を応用する計測装置として、測長ＳＥＭ（走査形電子顕微鏡）・ＳＥＭ・ＴＥＭ（透過形電子顕微鏡）・質量分析計を用いるシステムおよび方法。
【００８３】
真空中において加速電子線を応用する計測装置に関する保守および不具合の監視するシステムおよび方法。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施例である測長システムの概略構成図。
【図２】測長システムの一部詳細構成図。
【図３】本発明の実施例のついてのブロック図。
【図４】データ処理状態図。
【図５】表示画面の一例を示す表示画面図。
【図６】排気系系統図の詳細を示す表示画面図。
【図７】チェック位置をまとめて示す一覧図。
【図８】タイムチャート図。
【図９】タイムチャート図。
【図１０】タイムチャート図。
【図１１】タイムチャート図。
【図１２】フローチャート図。
【図１３】フローチャート図。
【図１４】フローチャート図。
【図１５】フローチャート図。
【図１６】テンプレート比較、判断図。
【符号の説明】
【００８５】
１０…大気搬送部、１１…測長部、１２…画像部、１５…カセット、１６…カセット台、１７…搬送装置、１８…搬送本体、１９…ロードロック室、２０…搬送室、２１…測定室（試料室）、３０…電子光学鏡体、３１…試料台、３２…試料ステージ、６８…搬送制御、６９…真空制御、７０…制御用ＣＰＵ、７１…データ処理用ＣＰＵ、７２…電子光学制御、７３…画像処理、７４…高電圧制御、７５…ハードディスク、７６…データ処理、７７…画像表示処理、７８…画面表示、７９…画面表示、７９…基本データ蓄積、監視データ蓄積、８１…データ解析、分析、判定、１００…測長システム、１２１…画面、１２２…排気系系統図、１２３…試料搬送系状態図、１２４…タイムチャート。
【図１】
2006156415.tif 000004
【図２】
2006156415.tif 000005
【図３】
2006156415.tif 000006
【図４】
2006156415.tif 000007
【図５】
2006156415.tif 000008
【図６】
2006156415.tif 000009
【図７】
2006156415.tif 000010
【図８】
2006156415.tif 000011
【図９】
2006156415.tif 000012
【図１０】
2006156415.tif 000013
【図１１】
2006156415.tif 000014
【図１２】
2006156415.tif 000015
【図１３】
2006156415.tif 000016
【図１４】
2006156415.tif 000017
【図１５】
2006156415.tif 000018
【図１６】
2006156415.tif 000019