(57)【要約】【課題】基板を搬送する基板搬送システムにおいて、基板１枚当たりの搬送時間を短縮可能、且つ、装置設置面積を削減可能な技術を提供する。【解決手段】ウェハ搬送システム１２は、チャンバ３０と、チャンバ３０よりも上方に設けられ、且つ、チャンバ３０と連通又は遮断可能に接続されたロードロックチャンバ３１と、チャンバ３０よりも下方に設けられ、且つ、チャンバ３０と連通又は遮断可能に接続されたロードロックチャンバ３２と、を有する。また、ウェハ搬送システム１２は、ロードロックチャンバ３１の内部とチャンバ３０の内部との間で昇降可能に設けられたストッカ３３と、ロードロックチャンバ３２の内部とチャンバ３０の内部との間で昇降可能に設けられたストッカ３４と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が真空排気可能なチャンバと、
前記チャンバよりも上方に設けられ、前記チャンバと連通又は遮断可能に接続され、且つ、内部が真空排気可能な第１ロードロックチャンバと、
前記チャンバよりも下方に設けられ、前記チャンバと連通又は遮断可能に接続され、且つ、内部が真空排気可能な第２ロードロックチャンバと、
前記第１ロードロックチャンバの内部の第１位置と、前記チャンバの内部の第２位置との間で昇降可能に設けられ、且つ、１枚又は複数枚の第１基板を収容する第１収容部と、
前記第２ロードロックチャンバの内部の第３位置と、前記チャンバの内部の第４位置との間で昇降可能に設けられ、且つ、１枚又は複数枚の第２基板を収容する第２収容部と、
前記チャンバの外部に設けられ、前記第１ロードロックチャンバの外部と前記第１位置に配置された前記第１収容部との間で前記第１基板を搬入出する第１基板搬入出部と、
前記チャンバの外部に設けられ、前記第２ロードロックチャンバの外部と前記第３位置に配置された前記第２収容部との間で前記第２基板を搬入出する第２基板搬入出部と、
前記チャンバの内部に設けられ、前記第２位置に配置された前記第１収容部に対して前記第１基板を搬入出し、前記第４位置に配置された前記第２収容部に対して前記第２基板を搬入出する第３基板搬入出部と、
を有する、基板搬送システム。
【請求項２】
請求項１に記載の基板搬送システムにおいて、
前記チャンバの内部が真空排気された状態で、前記第１ロードロックチャンバ及び前記第２ロードロックチャンバのうちいずれか一方の内部を真空排気する真空排気部を有する、基板搬送システム。
【請求項３】
請求項２に記載の基板搬送システムにおいて、
前記真空排気部が前記第１ロードロックチャンバ及び前記第２ロードロックチャンバのうちいずれか一方の内部を真空排気する時に、前記第１ロードロックチャンバ及び前記第２ロードロックチャンバのうち他方の内部を大気開放する大気開放部を有する、基板搬送システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板搬送システムにおいて、
前記チャンバの外部に設けられ、前記第１ロードロックチャンバの内部と前記第２ロードロックチャンバの内部とを連通又は遮断可能に接続する接続部を有する、基板搬送システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板搬送システムにおいて、
前記第１収容部の下部に設けられ、且つ、前記第１収容部が前記第１位置に配置された時に前記第１ロードロックチャンバと前記チャンバとの連通を遮断する第１遮断部と、
前記第１収容部の上部に設けられ、且つ、前記第１収容部が前記第１位置に配置された時に、前記第１収容部よりも上方に、前記第１収容部よりも側方に形成される第１部分空間から遮断された第２部分空間を形成する第１部分空間形成部と、
前記第２収容部の上部に設けられ、且つ、前記第２収容部が前記第３位置に配置された時に前記第２ロードロックチャンバと前記チャンバとの連通を遮断する第２遮断部と、
前記第２収容部の下部に設けられ、且つ、前記第２収容部が前記第３位置に配置された時に、前記第２収容部よりも下方に、前記第２収容部よりも側方に形成される第３部分空間から遮断された第４部分空間を形成する第２部分空間形成部と、
を有する、基板搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を搬送する基板搬送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に形成された半導体デバイスの高集積化又はパターンの微細化に伴って、高分解能及び高スループットを有する基板検査装置が要求されている。高分解能を有する基板検査装置として、例えば真空排気された試料チャンバに基板としてのウェハを搬入し、搬入されたウェハ等の試料に電子ビームを照射し、試料から放出される二次電子を検出して微細パターンの画像を生成する走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）を備えた画像生成装置が用いられている。
【０００３】
上記したＳＥＭを備えた画像生成装置としての基板検査装置においては、真空排気された試料チャンバにウェハを搬入出する基板搬送システムが設けられている。特開２００４−３６３０８５号公報（特許文献１）には、基板検査装置において、搬送ロボットが基板を載置するためのロードロック室を備え、ロードロック室が、検査対象のウェーハをステージ装置へ搬入し、検査済みの基板をステージ装置から搬出するための複数段のエレベータ機構を備える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３６３０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載された技術では、内部に真空搬送ロボットが設けられた搬送室（チャンバ）の側方にロードロック室（ロードロックチャンバ）が設けられ、ロードロックチャンバには、上下動可能なウェーハラック（ストッカ）が形成されている。
【０００６】
このようにロードロックチャンバの内部に昇降式のストッカが設けられる場合には、昇降式のストッカが設けられない場合に比べ、単位時間当たりの基板搬送枚数、即ちスループットを向上させることはできる。言い換えれば、基板１枚当たりの搬送時間を短縮することはできる。しかし、ストッカが昇降する分だけロードロックチャンバの内部の容積を大きくする必要があり、ロードロックチャンバを真空排気する際に時間を要するので、スループット向上の効果が小さいという問題がある。
【０００７】
また、内部に真空搬送ロボットが設けられたチャンバの側方にロードロックチャンバが設けられる場合には、ウェハ搬送システムの装置設置面積（フットプリント）が増加するという問題がある。なお、上記した問題は、平面形状として円板形状を有するシリコン基板等のウェハのみならず、平面形状として矩形形状を有するガラス基板等の各種基板を搬送する場合でも同様である。
【０００８】
本発明の目的は、基板を搬送する基板搬送システムにおいて、基板１枚当たりの搬送時間を短縮可能、且つ、装置設置面積を削減可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００１０】
本発明の一実施の形態の基板搬送システムは、内部が真空排気可能なチャンバと、チャンバよりも上方に設けられ、チャンバと連通又は遮断可能に接続され、且つ、内部が真空排気可能な第１ロードロックチャンバと、チャンバよりも下方に設けられ、チャンバと連通又は遮断可能に接続され、且つ、内部が真空排気可能な第２ロードロックチャンバと、を有する。また、当該基板搬送システムは、第１ロードロックチャンバの内部の第１位置と、チャンバの内部の第２位置との間で昇降可能に設けられ、且つ、１枚又は複数枚の第１基板を収容する第１収容部と、第２ロードロックチャンバの内部の第３位置と、チャンバの内部の第４位置との間で昇降可能に設けられ、且つ、１枚又は複数枚の第２基板を収容する第２収容部と、を有する。また、当該基板搬送システムは、チャンバの外部に設けられ、第１ロードロックチャンバの外部と第１位置に配置された第１収容部との間で第１基板を搬入出する第１基板搬入出部と、チャンバの外部に設けられ、第２ロードロックチャンバの外部と第３位置に配置された第２収容部との間で第２基板を搬入出する第２基板搬入出部と、チャンバの内部に設けられ、第２位置に配置された第１収容部に対して第１基板を搬入出し、第４位置に配置された第２収容部に対して第２基板を搬入出する第３基板搬入出部と、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１２】
本発明の代表的な実施の形態によれば、基板を搬送する基板搬送システムにおいて、基板１枚当たりの搬送時間を短縮し、且つ、装置設置面積を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態のウェハ搬送システムを備えた画像生成装置を模式的に示す側面図である。
【図２】実施の形態のウェハ搬送システムを備えた画像生成装置を模式的に示す平面図である。
【図３】実施の形態のウェハ搬送システムを備えた画像生成装置を模式的に示す一部断面を含む側面図である。
【図４】実施の形態のウェハ搬送システムを備えた画像生成装置の一部を模式的に示す斜視図である。
【図５】実施の形態のウェハ搬送システムの２つのロードロックチャンバの周辺を拡大して示す断面図である。
【図６】実施の形態のウェハ搬送システムを備えた画像生成装置のウェハ搬送工程中の一部断面を含む側面図である。
【図７】実施の形態のウェハ搬送システムを備えた画像生成装置のウェハ搬送工程中の一部断面を含む側面図である。
【図８】実施の形態のウェハ搬送システムを備えた画像生成装置のウェハ搬送工程中の一部断面を含む側面図である。
【図９】実施の形態のウェハ搬送システムを備えた画像生成装置のウェハ搬送工程中の一部断面を含む側面図である。
【図１０】実施の形態のウェハ搬送システムを備えた画像生成装置のウェハ搬送工程中の一部断面を含む側面図である。
【図１１】実施の形態のウェハ搬送システムを備えた画像生成装置のウェハ搬送工程中の一部断面を含む側面図である。
【図１２】実施の形態のウェハ搬送システムを備えた画像生成装置のウェハ搬送工程中の一部断面を含む側面図である。
【図１３】実施の形態のウェハ搬送システムを備えた画像生成装置のウェハ搬送工程中の一部断面を含む側面図である。
【図１４】実施の形態のウェハ搬送システムのウェハ搬送工程中の２つのロードロックチャンバの周辺を拡大して示す断面図である。
【図１５】実施の形態のウェハ搬送システムのウェハ搬送工程中の２つのロードロックチャンバの周辺を拡大して示す断面図である。
【図１６】実施の形態のウェハ搬送システムのウェハ搬送工程中の２つのロードロックチャンバの周辺を拡大して示す断面図である。
【図１７】実施の形態のウェハ搬送システムのウェハ搬送工程中の２つのロードロックチャンバの周辺を拡大して示す断面図である。
【図１８】実施の形態のウェハ搬送システムのウェハ搬送工程中の２つのロードロックチャンバの周辺を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１５】
（実施の形態）
以下では、本発明の一実施の形態の基板搬送システムとしてのウェハ搬送システム、及び、当該ウェハ搬送システムを備えた画像生成装置について説明する。
【００１６】
＜画像生成装置＞
初めに、本実施の形態の基板搬送システムとしてのウェハ搬送システムを備えた画像生成装置について説明する。図１は、実施の形態のウェハ搬送システムを備えた画像生成装置を模式的に示す側面図である。
【００１７】
図１に示すように、画像生成装置は、電子光学鏡筒１及び試料チャンバ２を備えている。電子光学鏡筒１は、１次電子からなる荷電粒子線を発する電子銃３と、電子銃３から放出された荷電粒子線を集束する集束レンズ４と、荷電粒子線をＸ軸方向及びＹ軸方向（後述する図２参照）に偏向する偏向器５と、荷電粒子線を試料であるウェハＷ上に集束する対物レンズ７と、ウェハＷから放出された二次電子を検出する二次電子検出器８と、電子光学鏡筒１の下端に固定された剛体からなる台座９と、を有する。電子銃３、集束レンズ４、二次電子検出器８、偏向器５、対物レンズ７は、この順に配列している。電子光学鏡筒１の下端は、試料チャンバ２に台座９を介して連結されている。
【００１８】
試料チャンバ２は、対物レンズ７の下方に配置されている。試料チャンバ２は、ＸＹステージ１０を有する。ＸＹステージ１０は、試料チャンバ２内に配置されており、Ｘ軸方向及びＹ軸方向（後述する図２参照）に可動の二次元ステージである。ＸＹステージ１０は、静電チャック１１を含み、ウェハＷは、静電チャック１１によりＸＹステージ１０に固定される。
【００１９】
また、画像生成装置は、ウェハ搬送システム１２を備えており、ウェハＷは、ウェハ搬送システム１２により試料チャンバ２に対して搬入出される。なお、ウェハ搬送システム１２については、後述する図２乃至図５を用いて詳しく説明する。
【００２０】
電子銃３から放出された荷電粒子線は、集束レンズ４で集束された後に、偏向器５で偏向されつつ対物レンズ７により集束されてウェハＷの表面に照射される。ウェハＷに荷電粒子の一次電子が照射されると、ウェハＷからは二次電子が放出される。二次電子は、二次電子検出器８により検出される。
【００２１】
集束レンズ４及び対物レンズ７は、レンズ制御装置１３に接続され、レンズ制御装置１３は、制御コンピュータ１４に接続されている。電子銃３は、高圧制御装置６に接続され、高圧制御装置６は、制御コンピュータ１４に接続されている。二次電子検出器８は、画像化装置１５に接続されている。画像化装置１５は、二次電子検出器８の出力信号を画像に変換する。画像化装置１５は、制御コンピュータ１４に接続されている。偏向器５は、偏向制御装置１６に接続されており、偏向器５の偏向動作は、偏向制御装置１６によって制御される。偏向制御装置１６は、制御コンピュータ１４に接続されている。
【００２２】
ＸＹステージ１０は、ＸＹステージ制御装置１７に接続されており、ＸＹステージ１０の位置は、ＸＹステージ制御装置１７によって制御される。ＸＹステージ制御装置１７は、制御コンピュータ１４に接続されている。ウェハ搬送システム１２は、制御コンピュータ１４に接続されている。レンズ制御装置１３、画像化装置１５、偏向制御装置１６、ＸＹステージ制御装置１７及びウェハ搬送システム１２の動作は、制御コンピュータ１４によって制御される。制御コンピュータ１４は、操作コンピュータ１８に接続されている。
【００２３】
また、画像生成装置は、レーザ干渉計１９を備えている。レーザ干渉計１９は、ＸＹステージ１０の変位を検出するための変位検出器である。レーザ干渉計１９は、試料チャンバ２外に配置されている。レーザ干渉計１９は、対物レンズ７に近接して配置されたリファレンスミラー１９ａと、ＸＹステージ１０に固定された計測ミラー１９ｂと、を有する。
【００２４】
リファレンスミラー１９ａは、電子光学鏡筒１の対物レンズ７と同期して振動する位置に取り付けられている。本実施の形態では、リファレンスミラー１９ａは、台座９に設置されている。台座９は、試料チャンバ２内に位置する露出面を有しており、リファレンスミラー１９ａは、台座９の露出面に固定されている。
【００２５】
リファレンスミラー１９ａは、剛性の高い部材である台座９に固定されており、加えて、ウェハＷは静電チャック１１により保持されている。従って、ＸＹステージ１０の位置情報に不要な成分が含まれないようにすることができる。
【００２６】
計測ミラー１９ｂは、被測定物であるウェハＷと同期して振動する位置に取り付けられている。レーザ干渉計１９は、ステージ位置計測装置２０に接続されている。ステージ位置計測装置２０は、レーザ干渉計１９から出力された変位信号に基づいてＸＹステージ１０の位置を特定する。ステージ位置計測装置２０は、ＸＹステージ制御装置１７及び偏向制御装置１６に接続されている。
【００２７】
ピクセルサイズ、スキャンサイズ及びスキャン速度などの偏向設定値は、制御コンピュータ１４から偏向制御装置１６に送られる。偏向制御装置１６は、偏向器５への偏向動作信号を生成する。偏向器５は、偏向動作信号に従って動作し、荷電粒子線を偏向させる。
【００２８】
試料チャンバ２に取り付けられた加速度計２１は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸に沿った３方向の加速度を測定できる素子により形成されている。図１に示す例では、加速度計２１は、試料チャンバ２に取り付けられている。加速度計２１は、加速度信号処理装置２２に接続されており、加速度計２１の出力信号は加速度信号処理装置２２によって処理される。加速度信号処理装置２２は、偏向制御装置１６及び制御コンピュータ１４に接続されている。加速度信号処理装置２２の動作は、制御コンピュータ１４によって制御される。
【００２９】
＜ウェハ搬送システム＞
次に、本実施の形態の基板搬送システムとしてのウェハ搬送システムについて説明する。図２は、実施の形態のウェハ搬送システムを備えた画像生成装置を模式的に示す平面図である。図３は、実施の形態のウェハ搬送システムを備えた画像生成装置を模式的に示す一部断面を含む側面図である。図４は、実施の形態のウェハ搬送システムを備えた画像生成装置の一部を模式的に示す斜視図である。なお、図２では、ウェハ搬送システムの上部のうち一部を適宜除去することにより、当該除去された部分よりも下方に配置された部分を透視した状態を示している。また、図４では、図中手前側に配置された側面を除去することにより、当該除去された側面よりも奥側に配置された部分を透視した状態を示している。
【００３０】
前述した図１を用いて説明したように、また、図２乃至図４に示すように、画像生成装置は、試料チャンバ２と、ウェハ搬送システム１２と、レーザ干渉計１９と、を備えている。また、試料チャンバ２は、試料チャンバ２内に配置されたＸＹステージ１０を有する。なお、試料チャンバ２は、チャンバ台２ａ上に設置されている。また、図２では、レーザ干渉計１９のレーザ光の軌跡１９ｃを示している。
【００３１】
図２乃至図４に示すように、ウェハ搬送システム１２は、チャンバ３０と、ロードロックチャンバ（第１ロードロックチャンバ）３１と、ロードロックチャンバ（第２ロードロックチャンバ）３２と、ストッカ３３と、ストッカ３４と、を有する。また、ウェハ搬送システム１２は、大気搬送ロボット３５と、真空搬送ロボット３６と、アライナ３７と、ロードポート３８と、ロードポート３９と、を有する。また、ウェハ搬送システム１２は、ゲートバルブ４０と、ゲートバルブ４１と、ゲートバルブ４２と、を有する。
【００３２】
なお、試料チャンバ２と、チャンバ３０と、ロードロックチャンバ３１及び３２とにより、画像生成装置のメインユニット４３が形成され、大気搬送ロボット３５と、アライナ３７とにより、画像生成装置の大気搬送ユニット４４が形成される。
【００３３】
チャンバ３０は、ゲートバルブ４０を介して試料チャンバ２の側方に設けられ、ゲートバルブ４０により試料チャンバ２と連通又は遮断可能に接続され、且つ、内部が真空排気可能である。
【００３４】
ロードロックチャンバ３１は、チャンバ３０よりも上方に設けられ、チャンバ３０と連通又は遮断可能に接続され、且つ、内部が真空排気可能である。ロードロックチャンバ３１は、ゲートバルブ４１を介してロードロックチャンバ３１の外部と連通又は遮断可能に設けられている。
【００３５】
ロードロックチャンバ３２は、チャンバ３０よりも下方に設けられ、チャンバ３０と連通又は遮断可能に接続され、且つ、内部が真空排気可能である。ロードロックチャンバ３２は、ゲートバルブ４２を介してロードロックチャンバ３２の外部と連通又は遮断可能に設けられている。
【００３６】
ストッカ３３は、ロードロックチャンバ３１の内部の位置ＰＳ１（図３及び図４参照）と、チャンバ３０の内部の位置ＰＳ２（後述する図１０参照）との間で、例えばモータ３３ａとボールねじ３３ｂとを含む昇降装置３３ｃにより、昇降可能に設けられている。ストッカ３３は、１枚又は複数枚の基板としてのウェハＷを収容する収容部である。
【００３７】
ストッカ３４は、ロードロックチャンバ３２の内部の位置ＰＳ３（図３参照）と、チャンバ３０の内部の位置ＰＳ４（図４参照）との間で、例えばモータ３４ａとボールねじ３４ｂとを含む昇降装置３４ｃにより、昇降可能に設けられている。ストッカ３４は、１枚又は複数枚の基板としてのウェハＷを収容する収容部である。
【００３８】
図３及び図４に示す例では、ストッカ３３及び３４の各々は、基板としてのウェハＷを５枚収容する。このようにストッカ３３及び３４の各々が複数枚のウェハを収容することにより、複数枚のウェハの各々の真空排気をまとめて１回で行うことができ、複数枚のウェハの各々の大気開放をまとめて１回で行うことができ、複数枚のウェハの各々を搬送する際のゲートバルブ４０、４１及び４２の開閉をまとめて１回で行うことができる。そのため、単位時間当たりのウェハ搬送枚数、即ちスループットを向上させることができる。
【００３９】
なお、位置ＰＳ２（後述する図１０参照）と位置ＰＳ４（図４参照）とは略同一の位置であるが、位置ＰＳ２と位置ＰＳ４とは必ずしも同一の位置でなくてもよく、上下方向又は水平方向に互いに離れた位置であってもよい。
【００４０】
大気搬送ロボット３５は、チャンバ３０の外部に設けられた基部３５ａと、基部３５ａに接続され、且つ、例えば折曲することにより屈伸可能なアーム３５ｂと、アーム３５ｂの先端に接続されたハンド３５ｃと、を含む。大気搬送ロボット３５は、ロードロックチャンバ３１の外部と位置ＰＳ１に配置されたストッカ３３との間で、ゲートバルブ４１の開口部を介して基板としてのウェハＷを搬入出する基板搬入出部である。また、大気搬送ロボット３５は、ロードロックチャンバ３２の外部と位置ＰＳ３に配置されたストッカ３４との間で、ゲートバルブ４２の開口部を介して基板としてのウェハＷを搬入出する基板搬入出部である。なお、２つの大気搬送ロボット３５を設け、一方をストッカ３３用として使用し、他方をストッカ３４用として使用してもよい。
【００４１】
ロードポート３８及び３９の各々の上には、１枚又は複数枚の基板を収容するストッカが配置可能である。図２に示す例では、ロードポート３８上に、ウェハＷを収容したストッカ３８ａが配置されている。
【００４２】
真空搬送ロボット３６は、チャンバ３０の内部に設けられた基部３６ａと、基部３６ａに接続され、且つ、屈伸可能なアーム（図示は省略）と、アーム（図示は省略）の先端に接続されたハンド３６ｃと、を含む。真空搬送ロボット３６は、チャンバ３０の内部の位置ＰＳ２に配置されたストッカ３３に対して、基板としてのウェハＷを搬入出する基板搬入出部である。また、真空搬送ロボット３６は、チャンバ３０の内部の位置ＰＳ４に配置されたストッカ３４に対して、基板としてのウェハＷを搬入出する基板搬入出部である。
【００４３】
上記特許文献１に記載された技術では、内部に真空搬送ロボットが設けられた搬送室（チャンバ）の側方にロードロック室（ロードロックチャンバ）が設けられ、ロードロックチャンバには、上下動可能なウェーハラック（ストッカ）が形成されている。
【００４４】
このようにロードロックチャンバの内部に昇降式のストッカが設けられる場合には、昇降式のストッカが設けられない場合に比べ、単位時間当たりの基板搬送枚数、即ちスループットを向上させることはできる。言い換えれば、基板１枚当たりの搬送時間を短縮することはできる。しかし、ストッカが昇降する分だけロードロックチャンバの内部の容積を大きくする必要があり、ロードロックチャンバを真空排気する際に時間を要するので、スループット向上の効果が小さいという問題がある。
【００４５】
また、内部に真空搬送ロボットが設けられたチャンバの側方にロードロックチャンバが設けられる場合には、ウェハ搬送システムの装置設置面積（フットプリント）が増加するという問題がある。
【００４６】
一方、本実施の形態のウェハ搬送システムは、チャンバ３０よりも上方に設けられたロードロックチャンバ３１と、チャンバ３０よりも下方に設けられたロードロックチャンバ３２と、ロードロックチャンバ３１の内部とチャンバ３０の内部との間で昇降可能に設けられたストッカ３３と、ロードロックチャンバ３２の内部とチャンバ３０の内部との間で昇降可能に設けられたストッカ３４と、を有する。
【００４７】
このような場合、ロードロックチャンバ３１の内部の容積が小さくてもロードロックチャンバ３１の内部の容積とチャンバ３０の内部の容積との総和を大きくすることができ、ストッカ３３の昇降移動量を大きくすることができる。そのため、ロードロックチャンバ３１がチャンバ３０の側方に設けられる場合に比べ、ロードロックチャンバ３１の内部の容積を半分にすることができ、ロードロックチャンバ３１を真空排気する際に要する時間を削減することができる。
【００４８】
また、同様に、ロードロックチャンバ３２の内部の容積が小さくてもロードロックチャンバ３２の内部の容積とチャンバ３０の内部の容積との総和を大きくすることができ、ストッカ３４の昇降移動量を大きくすることができる。そのため、ロードロックチャンバ３２がチャンバ３０の側方に設けられる場合に比べ、ロードロックチャンバ３２の内部の容積を半分にすることができ、ロードロックチャンバ３２を真空排気する際に要する時間を削減することができる。
【００４９】
また、チャンバ３０の上方及び下方の両方にロードロックチャンバ３１及び３２が設けられているため、ロードロックチャンバ３１及び３２のうち一方が真空排気され、真空排気されたチャンバ３０と連通されている時に、ロードロックチャンバ３１及び３２のうち他方を大気開放して外部との間でウェハを搬入出することができる。そのため、ウェハ搬送システムにおけるウェハ１枚当たりの搬送時間を短縮することができる。
【００５０】
また、チャンバ３０の上方にロードロックチャンバ３１が設けられ、チャンバ３０の下方にロードロックチャンバ３２が設けられることにより、ウェハ搬送システムの装置設置面積（フットプリント）を削減することができる。
【００５１】
即ち、本実施の形態のウェハ搬送システムによれば、チャンバ３０の上下にロードロックチャンバ３１及び３２を設置し、複数枚のウェハを積載する昇降式のウェハラックとしてのストッカ３３及び３４を設置する。これにより、複数枚のウェハに対して一括で真空排気又は大気開放を行うことができ、真空排気又は大気開放を行う時間と装置設置面積（フットプリント）とを同時に削減することができる。また、ロードロックチャンバ３１及び３２をチャンバ３０の上下に設置することにより、２台のロードロックチャンバを交互に使用することができる。そのため、真空下でのウェハ搬送と大気圧下でのウェハ搬入出を並列作業として行うことができるので、ウェハ搬送時間の削減が可能になるとともに、真空システムの削減によるコストダウンも可能になる。
【００５２】
図５は、実施の形態のウェハ搬送システムの２つのロードロックチャンバの周辺を拡大して示す断面図である。
【００５３】
図５に示すように、ウェハ搬送システム１２は、ロードロックチャンバ３１及び３２の各々の内部を真空排気する真空排気部５０を有する。
【００５４】
図５に示す例では、真空排気部５０は、ロードロックチャンバ３１及び３２の各々の内部を真空排気する排気装置５１と、一端が排気装置５１に接続された排気管５２と、を含む。また、真空排気部５０は、排気管５２の他端とロードロックチャンバ３１とを接続する排気管５３と、排気管５２の他端とロードロックチャンバ３２とを接続する排気管５４と、を含む。また、真空排気部５０は、排気管５３上、即ち排気管５３の途中に設けられたバルブ５５と、排気管５４上、即ち排気管５４の途中に設けられたバルブ５６と、排気管５２上、即ち排気管５２の途中に設けられたバルブ５７と、を含む。
【００５５】
このような場合、バルブ５６を閉じた状態でバルブ５５及び５７を開くことにより、ロードロックチャンバ３１を、排気管５３及び５２を介して排気装置５１により真空排気することができる。また、バルブ５５を閉じた状態でバルブ５６及び５７を開くことにより、ロードロックチャンバ３２を、排気管５４及び５２を介して排気装置５１により真空排気することができる。
【００５６】
図５に示す例では、バルブ５７を閉じた状態でバルブ５５及び５６を開くことにより、ロードロックチャンバ３１とロードロックチャンバ３２とは、排気装置５１との接続が遮断された状態で、排気管５３及び５４を介して互いに連通される。このような場合、排気管５２、５３及び５４、並びに、バルブ５５、５６及び５７により、チャンバ３０の外部に設けられ、ロードロックチャンバ３１の内部とロードロックチャンバ３２の内部とを連通又は遮断可能に接続する接続部５８が形成される。
【００５７】
なお、接続部５８は、ロードロックチャンバ３１とロードロックチャンバ３２とを接続するのであれば、真空排気部５０に含まれなくてもよく、例えば図５に示す排気管５３及び５４、並びに、バルブ５５及び５６のいずれかに相当する部分が、真空排気部とは別に設けられてもよい。
【００５８】
好適には、真空排気部５０は、チャンバ３０の内部が真空排気された状態で、ロードロックチャンバ３１及び３２のうちいずれか一方の内部を真空排気する。このような動作を行うことにより、後述する図６乃至図１８を用いて説明するように、ロードロックチャンバ３１及び３２のうち真空排気された一方と真空排気された状態のチャンバ３０とを互いに連通させることができるので、ストッカ３３及び３４のいずれか一方をチャンバ３０の内部に移動させることができる。
【００５９】
図５に示すように、ウェハ搬送システム１２は、ロードロックチャンバ３１及び３２の各々の内部を大気開放する大気開放部６０を有する。
【００６０】
図５に示す例では、大気開放部６０は、例えば窒素（Ｎ２）ガス等の不活性ガス又は空気等のガスを供給する供給源６１及び６２と、供給源６１とロードロックチャンバ３１とを接続する供給管６３と、供給源６２とロードロックチャンバ３２とを接続する供給管６４と、を含む。また、大気開放部６０は、供給管６３上、即ち供給管６３の途中に設けられたバルブ６５と、供給管６４上、即ち供給管６４の途中に設けられたバルブ６６と、を含む。
【００６１】
このような場合、バルブ５５を閉じた状態でバルブ６５を開くことにより、供給源６１から供給管６３を介してロードロックチャンバ３１の内部にガスを供給してロードロックチャンバ３１の内部を大気開放することができる。また、バルブ５６を閉じた状態でバルブ６６を開くことにより、供給源６２から供給管６４を介してロードロックチャンバ３２の内部にガスを供給してロードロックチャンバ３２の内部を大気開放することができる。
【００６２】
なお、ロードロックチャンバ３１を真空排気する際には、バルブ５６に加えてバルブ６５も閉じた状態でバルブ５５及び５７を開くことになる。また、ロードロックチャンバ３２を真空排気する際には、バルブ５５に加えてバルブ６６も閉じた状態でバルブ５６及び５７を開くことになる。
【００６３】
好適には、大気開放部６０は、真空排気部５０がロードロックチャンバ３１及び３２のうちいずれか一方の内部を真空排気する時に、ロードロックチャンバ３１及び３２のうち他方の内部を大気開放する。このような動作を行うことにより、前述したように、また、後述する図６乃至図１８を用いて説明するように、ロードロックチャンバ３１及び３２のうち一方が真空排気され、真空排気されたチャンバ３０と連通されているときに、ロードロックチャンバ３１及び３２のうち他方を大気開放して外部との間でウェハを搬入出することができる。即ち、本実施の形態のウェハ搬送システム１２では、ロードロックチャンバ３１及び３２のうちいずれか一方を真空排気状態（真空下）でのウェハの搬入出（ウェハ搬送）に使用し、ロードロックチャンバ３１及び３２のうち他方をロードロックチャンバ３１及び３２の外部との（大気圧下での）ウェハの搬入出に使用する。そのため、ウェハ搬送システムにおけるウェハ１枚当たりの搬送時間を短縮することができ、単位時間当たりのウェハ搬送枚数、即ちスループットを改善することができる。
【００６４】
好適には、ウェハ搬送システム１２は、ストッカ３３の下部に、好ましくはストッカ３３よりも下方に設けられたフランジ７１と、ストッカ３３の上部に、好ましくはストッカ３３よりも上方に設けられたフランジ７２と、を有する。ロードロックチャンバ３１の底板部でもあるチャンバ３０の天板部７３には、貫通孔７４が形成されている。ストッカ３３は、平面視において貫通孔７４内に配置され、ストッカ３３が昇降する際に貫通孔７４を通過可能に設けられている。
【００６５】
フランジ７１は、ストッカ３３がロードロックチャンバ３１の内部の位置ＰＳ１に配置された時に、ロードロックチャンバ３１とチャンバ３０との連通を遮断する遮断部である。フランジ７１は、平面視においてストッカ３３よりも外周側に突出した鍔部７１ａを含み、ストッカ３３がロードロックチャンバ３１の内部の位置ＰＳ１に配置された時に、鍔部７１ａの上面が例えばＯリング等の弾性体よりなるシール７１ｂを介してチャンバ３０の天板部７３に下方から押圧されて接触することにより、ロードロックチャンバ３１とチャンバ３０との連通を遮断する。これにより、ロードロックチャンバ３１とチャンバ３０との間に別途ゲートバルブを設ける必要がないので、ウェハ搬送システム１２の装置コストを低減することができる。
【００６６】
フランジ７２は、ストッカ３３がロードロックチャンバ３１の内部の位置ＰＳ１に配置された時に、ロードロックチャンバ３１の上部と接触することにより、ストッカ３３よりも上方に、ストッカ３３よりも側方に形成される部分空間ＳＰ１から遮断された部分空間ＳＰ２（バッファ室）を形成する部分空間形成部である。
【００６７】
図５に示す例では、ロードロックチャンバ３１の天板部７５は、平面視において天板部７５の周縁に配置された部分である周縁部７６と、平面視において天板部７５の周縁部７６に囲まれた中央部であって周縁部７６よりも上方に突出した突出部７７と、を含む。フランジ７２は、平面視において突出部７７よりも外周側に突出した縁部７２ａを含み、ストッカ３３がロードロックチャンバ３１の内部の位置ＰＳ１に配置された時に、縁部７２ａの上面が例えばＯリング等の弾性体よりなるシール７２ｂを介して天板部７５の周縁部７６に下方から押圧されて接触することにより、フランジ７２と天板部７５の突出部７７との間に部分空間ＳＰ２を形成する。このとき、ロードロックチャンバ３１の内部で、且つ、ストッカ３３よりも側方に、部分空間ＳＰ１を形成することができ、部分空間ＳＰ２を部分空間ＳＰ１から遮断することができる。
【００６８】
また、真空排気部５０は、部分空間ＳＰ２とチャンバ３０とを部分空間ＳＰ１を介さずに接続して連通させる接続管７８を有する。接続管７８を有することにより、ストッカ３３が位置ＰＳ１に配置された状態で、部分空間ＳＰ１が大気開放された場合でも、部分空間ＳＰ２とチャンバ３０との連通が確保され、部分空間ＳＰ２が真空排気された状態のため、フランジ７２の縁部７２ａの上面が天板部７５の周縁部７６に押圧されて接触する。従って、フランジ７１の鍔部７１ａの上面がチャンバ３０の天板部７３に押圧されて接触した状態を維持することができ、部分空間ＳＰ１とチャンバ３０との連通を確実に遮断することができる。
【００６９】
好適には、ウェハ搬送システム１２は、ストッカ３４の上部に、好ましくはストッカ３４よりも上方に設けられたフランジ８１と、ストッカ３４の下部に、好ましくはストッカ３４よりも下方に設けられたフランジ８２と、を有する。ロードロックチャンバ３２の天板部でもあるチャンバ３０の底板部８３には、貫通孔８４が形成されている。ストッカ３４は、平面視において貫通孔８４内に配置され、ストッカ３４が昇降する際に貫通孔８４を通過可能に設けられている。
【００７０】
フランジ８１は、ストッカ３４がロードロックチャンバ３２の内部の位置ＰＳ３に配置された時に、ロードロックチャンバ３２とチャンバ３０との連通を遮断する遮断部である。フランジ８１は、平面視においてストッカ３４よりも外周側に突出した鍔部８１ａを含み、ストッカ３４がロードロックチャンバ３２の内部の位置ＰＳ３に配置された時に、鍔部８１ａの下面が例えばＯリング等の弾性体よりなるシール８１ｂを介してチャンバ３０の底板部８３に上方から押圧されて接触することにより、ロードロックチャンバ３２とチャンバ３０との連通を遮断する。これにより、ロードロックチャンバ３２とチャンバ３０との間に別途ゲートバルブを設ける必要がないので、ウェハ搬送システム１２の装置コストを低減することができる。
【００７１】
フランジ８２は、ストッカ３４がロードロックチャンバ３２の内部の位置ＰＳ３に配置された時に、ロードロックチャンバ３２の下部と接触することにより、ストッカ３４よりも下方に、ストッカ３４よりも側方に形成される部分空間ＳＰ３から遮断された部分空間ＳＰ４（バッファ室）を形成する部分空間形成部である。
【００７２】
図５に示す例では、ロードロックチャンバ３２の底板部８５は、平面視において底板部８５の周縁に配置された部分である周縁部８６と、平面視において底板部８５の周縁部８６に囲まれた中央部であって周縁部８６よりも下方に突出した突出部８７と、を含む。フランジ８２は、平面視において突出部８７よりも外周側に突出した縁部８２ａを含み、ストッカ３４がロードロックチャンバ３２の内部の位置ＰＳ３に配置された時に、縁部８２ａの下面が例えばＯリング等の弾性体よりなるシール８２ｂを介して底板部８５の周縁部８６に上方から押圧されて接触することにより、フランジ８２と底板部８５の突出部８７との間に部分空間ＳＰ４を形成する。このとき、ロードロックチャンバ３２の内部で、且つ、ストッカ３４よりも側方に、部分空間ＳＰ３を形成することができ、部分空間ＳＰ４を部分空間ＳＰ３から遮断することができる。
【００７３】
また、真空排気部５０は、部分空間ＳＰ４とチャンバ３０とを部分空間ＳＰ３を介さずに接続して連通させる接続管８８を有する。接続管８８を有することにより、ストッカ３４が位置ＰＳ３に配置された状態で、部分空間ＳＰ３が大気開放された場合でも、部分空間ＳＰ４とチャンバ３０との連通が確保され、部分空間ＳＰ４が真空排気された状態のため、フランジ８２の縁部８２ａの下面が底板部８５の周縁部８６に押圧されて接触する。従って、フランジ８１の鍔部８１ａの下面がチャンバ３０の底板部８３に押圧されて接触した状態を維持することができ、部分空間ＳＰ３とチャンバ３０との連通を確実に遮断することができる。
【００７４】
＜ウェハ搬送方法＞
次に、本実施の形態の基板搬送方法として、実施の形態のウェハ搬送システムを用いたウェハ搬送方法について説明する。
【００７５】
図６乃至図１３は、実施の形態のウェハ搬送システムを備えた画像生成装置のウェハ搬送工程中の一部断面を含む側面図である。図１４乃至図１８は、実施の形態のウェハ搬送システムのウェハ搬送工程中の２つのロードロックチャンバの周辺を拡大して示す断面図である。図１４乃至図１８の各々は、図６乃至図１０の各々のウェハ搬送工程に対応している。図６乃至図１８では、排気装置により真空排気されている空間はハッチングを付して表示され、大気開放された空間はハッチングを付さずに表示され、真空排気されてはいないが大気圧より減圧された状態の空間は、真空排気されている空間よりも間隔の広いハッチングを付して表示されている。また、図１４乃至図１８では、開いたバルブはハッチングを付して表示され、閉じたバルブはハッチングを付さずに表示されている。
【００７６】
なお、ロードロックチャンバ３１の外部とストッカ３３との間でウェハを搬入出する工程と、ロードロックチャンバ３２の外部とストッカ３４との間でウェハを搬入出する工程とは、交互に繰り返して行うことができ、相互の順序は任意であるが、以下では、ロードロックチャンバ３１の外部とストッカ３３との間でウェハを搬入出した後、ロードロックチャンバ３２の外部とストッカ３４との間でウェハを搬入出する例を例示して説明する。
【００７７】
図６乃至図１８に示す例では、まず、図６及び図１４に示すように、ロードロックチャンバ３１を大気開放し、大気開放されたロードロックチャンバ３１の外部とストッカ３３との間でウェハを搬入出するとともに、ストッカ３４と試料チャンバ２との間でウェハを搬入出する（ステップＳ１）。
【００７８】
このステップＳ１では、図６に示すように、ストッカ３３が、ロードロックチャンバ３１の内部の位置ＰＳ１に配置され、フランジ７１によりロードロックチャンバ３１とチャンバ３０との連通が遮断され、ロードロックチャンバ３１の内部の圧力が大気圧になった状態で、ゲートバルブ４１を開くことにより、ロードロックチャンバ３１の内部を大気開放する。そして、大気搬送ロボット３５により、大気開放されたロードロックチャンバ３１の外部とストッカ３３との間でウェハを搬入出する。なお、図６及び図１４では、ステップＳ１を行った後、ストッカ３３にウェハＷ１が搬入された状態を示している。
【００７９】
また、ステップＳ１では、図６に示すように、ロードロックチャンバ３２及びチャンバ３０の各々の内部が真空排気された状態で、ロードロックチャンバ３２はチャンバ３０と連通され、ストッカ３４は、昇降装置３４ｃにより上昇されて、チャンバ３０の内部の位置ＰＳ４に配置される。そして、真空搬送ロボット３６（図２参照）により、ストッカ３４に対しウェハを搬入出する。また、ゲートバルブ４０を開くことにより、チャンバ３０が試料チャンバ２と連通された状態で、真空搬送ロボット３６（図２参照）によりストッカ３４と試料チャンバ２との間でウェハを搬入出する。なお、図６及び図１４では、ステップＳ１を行った後、ストッカ３４にウェハＷ２が搬入された状態を示している。
【００８０】
具体的には、例えば図１４に示すようにバルブ５５及び６６を閉じバルブ５６及び５７を開いた状態でロードロックチャンバ３２を真空排気する。また、図１４では図示を省略するがバルブ６５を開いた状態で、供給源６１から供給管６３を介してロードロックチャンバ３１の内部にガスを供給してロードロックチャンバ３１の内部の圧力を大気圧に戻した後、図１４に示すようにバルブ６５を閉じる。これにより、ロードロックチャンバ３２を排気管５４及び５２を介して排気装置５１により真空排気した状態で、ロードロックチャンバ３１の内部を大気開放し、ゲートバルブ４１（図６参照）を開くことができる。
【００８１】
なお、フランジ７２と天板部７５の突出部７７との間の部分空間ＳＰ２が、接続管７８を介してチャンバ３０と連通されているため、部分空間ＳＰ２を、チャンバ３０を真空排気する排気装置（図示は省略）により真空排気することができる。
【００８２】
次に、図７及び図１５に示すように、ロードロックチャンバ３１の外部とロードロックチャンバ３１の内部との連通を遮断し、ロードロックチャンバ３２とチャンバ３０との連通を遮断する（ステップＳ２）。
【００８３】
このステップＳ２では、図７に示すように、ストッカ３３がロードロックチャンバ３１の内部の位置ＰＳ１に配置され、フランジ７１によりロードロックチャンバ３１とチャンバ３０との連通が遮断された状態で、ゲートバルブ４１を閉じることにより、ロードロックチャンバ３１の外部とロードロックチャンバ３１の内部との連通を遮断する。また、大気搬送ロボット３５によるウェハの搬入出は行われない。
【００８４】
また、ステップＳ２では、図７に示すように、ロードロックチャンバ３２及びチャンバ３０の各々の内部が真空排気された状態で、ストッカ３４が、昇降装置３４ｃにより下降されて、ロードロックチャンバ３２の内部の位置ＰＳ３に配置され、フランジ８１によりロードロックチャンバ３２とチャンバ３０との連通が遮断される。また、ゲートバルブ４０を閉じることにより、チャンバ３０と試料チャンバ２との連通を遮断する。また、真空搬送ロボット３６（図２参照）によるウェハの搬入出は行われない。
【００８５】
具体的には、例えば図１５に示すように、ストッカ３４をロードロックチャンバ３２の内部の位置ＰＳ３に移動し、バルブ５５、６５及び６６を閉じ、バルブ５６を開いた状態で、バルブ５７を閉じる。これにより、チャンバ３０との連通が遮断されたロードロックチャンバ３２の真空排気は一旦停止するものの、ロードロックチャンバ３２の内部が真空排気された状態で維持することができ、更に、ゲートバルブ４１（図７参照）を閉じることにより、ロードロックチャンバ３１の外部とロードロックチャンバ３１の内部との連通を遮断することができる。
【００８６】
なお、部分空間ＳＰ２については、ステップＳ１と同様に、真空排気することができる。また、フランジ８２と底板部８５の突出部８７との間の部分空間ＳＰ４が、接続管８８を介してチャンバ３０と連通されているため、部分空間ＳＰ４を、チャンバ３０を真空排気する排気装置（図示は省略）により真空排気することができる。
【００８７】
次に、図８及び図１６に示すように、ロードロックチャンバ３１とロードロックチャンバ３２とを互いに連通させる（ステップＳ３）。
【００８８】
このステップＳ３では、図８に示すように、ストッカ３３がロードロックチャンバ３１の内部の位置ＰＳ１に配置され、フランジ７１によりロードロックチャンバ３１とチャンバ３０との連通が遮断され、ストッカ３４がロードロックチャンバ３２の内部の位置ＰＳ３に配置され、フランジ８１によりロードロックチャンバ３２とチャンバ３０との連通が遮断された状態で、ロードロックチャンバ３１とロードロックチャンバ３２とを互いに連通させる。
【００８９】
具体的には、例えば図１６に示すように、バルブ５７、６５及び６６を閉じ、バルブ５６を開いた状態で、バルブ５５を開くことにより、ロードロックチャンバ３１とロードロックチャンバ３２とを、排気管５３及び５４を介して互いに連通させる。
【００９０】
これにより、ロードロックチャンバ３２の内部（部分空間ＳＰ３）の圧力Ｐ１を、大気圧に戻す前に予備的に少し高くすることができるので、後述する図９及び図１７を用いて説明するステップＳ４で、例えば供給源６２により供給するガスの供給量を削減できること等により、ロードロックチャンバ３２の大気開放を効率的に行うことができる。図８及び図１６では、ロードロックチャンバ３１及び３２の内部の空間のうち、大気圧に戻す前に予備的に少し高くされた圧力Ｐ１を有する部分（部分空間ＳＰ１及びＳＰ３）を、真空排気された状態の圧力Ｐ２を有するチャンバ３０の内部の空間に付したハッチングよりも間隔の広いハッチングを付して表示している。
【００９１】
なお、ステップＳ３でもステップＳ２と同様に、部分空間ＳＰ２が接続管７８を介してチャンバ３０と連通され、部分空間ＳＰ４が接続管８８を介してチャンバ３０と連通されているため、部分空間ＳＰ２及びＳＰ４を真空排気することができる。
【００９２】
次に、図９及び図１７に示すように、ロードロックチャンバ３１を真空排気するとともに、ロードロックチャンバ３２の内部の圧力を大気圧に戻す（ステップＳ４）。
【００９３】
このステップＳ４では、図９に示すように、ストッカ３３がロードロックチャンバ３１の内部の位置ＰＳ１に配置され、フランジ７１によりロードロックチャンバ３１とチャンバ３０との連通が遮断された状態で、ロードロックチャンバ３１を真空排気する。
【００９４】
また、ステップＳ４では、図９に示すように、ストッカ３４がロードロックチャンバ３２の内部の位置ＰＳ３に配置され、フランジ８１によりロードロックチャンバ３２とチャンバ３０との連通が遮断された状態で、ロードロックチャンバ３２の内部の圧力を大気圧に戻す。
【００９５】
具体的には、例えば図１７に示すように、バルブ６５を閉じ、バルブ５５を開いた状態で、バルブ５６を閉じ、バルブ５７及び６６を開く。これにより、ロードロックチャンバ３１の内部の空間のうちストッカ３３よりも側方に形成される部分空間ＳＰ１を真空排気するとともに、ロードロックチャンバ３２の内部の空間のうちストッカ３４よりも側方に形成される部分空間ＳＰ３に、供給源６２により供給管６４を介してガスを供給することにより、部分空間ＳＰ３の圧力を大気圧に戻すことができる。
【００９６】
なお、ステップＳ４でもステップＳ２と同様に、部分空間ＳＰ２が接続管７８を介してチャンバ３０と連通され、部分空間ＳＰ４が接続管８８を介してチャンバ３０と連通されているため、部分空間ＳＰ２及びＳＰ４を真空排気することができる。
【００９７】
ステップＳ４では、バルブ５５を開いた状態で、バルブ５６を閉じ、バルブ５７及び６６を開く際に、バルブ５６を閉じる前にバルブ５７及び６６を開くと、ロードロックチャンバ３２にガスが供給されている状態でロードロックチャンバ３２が真空排気されるおそれがある。そのため、ステップＳ４では、バルブ５５を開いた状態で、バルブ５６を閉じ、バルブ５７及び６６を開く際に、バルブ５６を閉じた後、バルブ５７及び６６を開くことが好ましい。
【００９８】
次に、図１０及び図１８に示すように、ストッカ３３と試料チャンバ２との間でウェハを搬入出するとともに、ロードロックチャンバ３２を大気開放し、大気開放されたロードロックチャンバ３２の外部とストッカ３４との間でウェハを搬入出する（ステップＳ５）。
【００９９】
このステップＳ５では、図１０に示すように、ロードロックチャンバ３１及びチャンバ３０の各々の内部が真空排気された状態で、ロードロックチャンバ３１はチャンバ３０と連通され、ストッカ３３は、昇降装置３３ｃにより下降されて、チャンバ３０の内部の位置ＰＳ２に配置される。そして、真空搬送ロボット３６（図２参照）により、ストッカ３３に対しウェハを搬入出する。また、ゲートバルブ４０を開くことにより、チャンバ３０が試料チャンバ２と連通された状態で、真空搬送ロボット３６（図２参照）によりストッカ３３と試料チャンバ２との間でウェハを搬入出する。なお、図１０及び図１８では、ステップＳ５を行った後、ストッカ３３にウェハＷ３が搬入された状態を示している。
【０１００】
また、ステップＳ５では、図１０に示すように、ストッカ３４が、ロードロックチャンバ３２の内部の位置ＰＳ３に配置され、フランジ８１によりロードロックチャンバ３２とチャンバ３０との連通が遮断され、ロードロックチャンバ３２の内部の圧力が大気圧になった状態で、ゲートバルブ４２を開くことにより、ロードロックチャンバ３２の内部を大気開放する。そして、大気搬送ロボット３５により、大気開放されたロードロックチャンバ３２の外部とストッカ３４との間でウェハを搬入出する。なお、図１０及び図１８では、ステップＳ５を行った後、ストッカ３４にウェハＷ４が搬入された状態を示している。
【０１０１】
具体的には、例えば図１８に示すように、バルブ５６及び６５を閉じ、バルブ５５及び５７を開いた状態で、バルブ６６を閉じる。これにより、ロードロックチャンバ３１を真空排気した状態で、ロードロックチャンバ３２の内部を大気開放し、ゲートバルブ４２（図１０参照）を開くことができる。
【０１０２】
なお、フランジ８２と底板部８５の突出部８７との間の部分空間ＳＰ４が、接続管８８を介してチャンバ３０と連通されているため、部分空間ＳＰ４を、チャンバ３０を真空排気する排気装置（図示は省略）により真空排気することができる。
【０１０３】
次に、図１１に示すように、ロードロックチャンバ３１とチャンバ３０との連通を遮断し、ロードロックチャンバ３２の外部とロードロックチャンバ３２の内部との連通を遮断する（ステップＳ６）。
【０１０４】
このステップＳ６では、図１１に示すように、ロードロックチャンバ３１及びチャンバ３０の各々の内部が真空排気された状態で、ストッカ３３が、昇降装置３３ｃにより上昇されて、ロードロックチャンバ３１の内部の位置ＰＳ１に配置され、フランジ７１によりロードロックチャンバ３１とチャンバ３０との連通が遮断される。また、ゲートバルブ４０を閉じることにより、チャンバ３０と試料チャンバ２との連通を遮断する。また、真空搬送ロボット３６（図２参照）によるウェハの搬入出は行われない。
【０１０５】
また、ステップＳ６では、図１１に示すように、ストッカ３４がロードロックチャンバ３２の内部の位置ＰＳ３に配置され、フランジ８１によりロードロックチャンバ３２とチャンバ３０との連通が遮断された状態で、ゲートバルブ４２を閉じることにより、ロードロックチャンバ３２の外部とロードロックチャンバ３２の内部との連通を遮断する。また、大気搬送ロボット３５によるウェハの搬入出は行われない。
【０１０６】
次に、図１２に示すように、ロードロックチャンバ３１とロードロックチャンバ３２とを互いに連通させる（ステップＳ７）。
【０１０７】
このステップＳ７では、図１２に示すように、ストッカ３３がロードロックチャンバ３１の内部の位置ＰＳ１に配置され、フランジ７１によりロードロックチャンバ３１とチャンバ３０との連通が遮断され、ストッカ３４がロードロックチャンバ３２の内部の位置ＰＳ３に配置され、フランジ８１によりロードロックチャンバ３２とチャンバ３０との連通が遮断された状態で、ロードロックチャンバ３１とロードロックチャンバ３２とを互いに連通させる。
【０１０８】
これにより、ステップＳ３と同様に、ロードロックチャンバ３１の内部（図５の部分空間ＳＰ１に相当）の圧力Ｐ３を、大気圧に戻す前に予備的に少し高くすることができるので、後述する図１３を用いて説明するステップＳ８で、例えば供給源６１（図５参照）により供給するガスの供給量を削減できること等により、ロードロックチャンバ３１の大気開放を効率的に行うことができる。図１２では、ロードロックチャンバ３１及び３２の内部の空間のうち、大気圧に戻す前に予備的に少し高くされた圧力Ｐ３を有する部分（図５の部分空間ＳＰ１及びＳＰ３に相当）を、真空排気された状態の圧力Ｐ４を有するチャンバ３０の内部の空間に付したハッチングよりも間隔の広いハッチングを付して表示している。
【０１０９】
次に、図１３に示すように、ロードロックチャンバ３１の内部の圧力を大気圧に戻すとともに、ロードロックチャンバ３２を真空排気する（ステップＳ８）。
【０１１０】
このステップＳ８では、図１３に示すように、ストッカ３３がロードロックチャンバ３１の内部の位置ＰＳ１に配置され、フランジ７１によりロードロックチャンバ３１とチャンバ３０との連通が遮断された状態で、ロードロックチャンバ３１の内部の圧力を大気圧に戻す。
【０１１１】
また、ステップＳ８では、図１３に示すように、ストッカ３４がロードロックチャンバ３２の内部の位置ＰＳ３に配置され、フランジ８１によりロードロックチャンバ３２とチャンバ３０との連通が遮断された状態で、ロードロックチャンバ３２を真空排気する。
【０１１２】
ステップＳ８を行った後、ステップＳ１に戻ってステップＳ１を行うことができる。このようにしてステップＳ１乃至ステップＳ８を繰り返し循環して行うことにより、本実施の形態のウェハ搬送システムを用いたウェハ搬送方法を行うことができる。
【０１１３】
本実施の形態のウェハ搬送システムを用いたウェハ搬送方法では、チャンバ３０の内部が真空排気された状態で、ロードロックチャンバ３１及び３２のうちいずれか一方の内部を真空排気する。このような動作を行うことにより、ロードロックチャンバ３１及び３２のうち真空排気された一方と真空排気された状態のチャンバ３０とを互いに連通させることができるので、ストッカ３３及び３４のいずれか一方をチャンバ３０の内部に移動させることができる。
【０１１４】
また、本実施の形態のウェハ搬送システムを用いたウェハ搬送方法では、ロードロックチャンバ３１及び３２のうちいずれか一方の内部を真空排気する時に、ロードロックチャンバ３１及び３２のうち他方の内部を大気開放する。このような動作を行うことにより、ロードロックチャンバ３１及び３２のうちいずれか一方が真空排気され、真空排気されたチャンバ３０と連通されているときに、ロードロックチャンバ３１及び３２のうち他方を大気開放して外部との間でウェハを搬入出することができる。即ち、本実施の形態では、ロードロックチャンバ３１及び３２のうちいずれか一方を真空排気状態（真空下）でのウェハの搬入出（ウェハ搬送）に使用し、ロードロックチャンバ３１及び３２のうち他方をロードロックチャンバ３１及び３２の外部との（大気圧下での）ウェハの搬入出に使用する。そのため、ウェハ搬送システムにおけるウェハ１枚当たりの搬送時間を短縮することができ、単位時間当たりのウェハ搬送枚数、即ちスループットを改善することができる。
【０１１５】
また、ロードロックチャンバ３１及び３２のうちいずれか一方を真空排気する時に、ロードロックチャンバ３１及び３２のうち他方の内部を大気開放することにより、試料チャンバでのウェハの検査と異なるタイミングでロードロックチャンバの真空排気と大気開放とを同時に行うことができる。そのため、ウェハの検査を行っている時に、真空排気に伴って発生する振動が、試料チャンバに加わらないようにすることができる。
【０１１６】
＜スループット改善効果＞
次に、本実施の形態のウェハ搬送システムによる単位時間当たりのウェハ搬送枚数、即ちスループットの改善効果について説明する。
【０１１７】
まず、本実施の形態のウェハ搬送システムの一例を実施例と称する。一方、例えば上記特許文献１に記載されているように、内部に真空搬送ロボットが設けられたチャンバの側方にロードロックチャンバが設けられ、ロードロックチャンバには、上下動可能なストッカが形成されるウェハ搬送システムの例を、比較例と称する。
【０１１８】
以下では、実施例及び比較例について、一定の同一条件の下で、１０枚のウェハについてのウェハ搬送及びウェハ検査を行う際の、ウェハ搬送及びウェハ検査の各々に要する時間について、ウェハ１０枚分の所要時間を計測し、ウェハ１枚当たりの所要時間に換算した。計測及び換算した結果を、表１に示す。
【０１１９】
【表１】
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【０１２０】
表１に示すように、ウェハ１０枚分の所要時間について、比較例では１０枚のウェハを搬送するために必要な時間が３０００秒であったのに対し、実施例では１０枚のウェハを搬送するために必要な時間は１５３０秒であった。即ち、比較例では１枚のウェハを搬送するために必要な時間が３００秒であったのに対し、実施例では１枚のウェハを搬送するために必要な時間は１５３秒であり、比較例に比べてウェハ１枚当たり１４７秒の時間を削減することができた。
【０１２１】
また、表１に示すように、ウェハ１０枚分の所要時間について、比較例では１０枚のウェハを搬送及び検査するために必要な合計時間が６０００秒であったのに対し、実施例では１０枚のウェハを搬送及び検査するために必要な合計時間は４５３０秒であった。即ち、比較例では１枚のウェハを搬送及び検査するために必要な合計時間が６００秒であったのに対し、実施例では１枚のウェハを搬送及び検査するために必要な合計時間は４５３秒であり、比較例に比べてウェハ１枚当たり１４７秒の時間を削減することができた。
【０１２２】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１２３】
また、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換を行ってもよい。
【符号の説明】
【０１２４】
１…電子光学鏡筒、２…試料チャンバ、２ａ…チャンバ台、３…電子銃、４…集束レンズ、５…偏向器、６…高圧制御装置、７…対物レンズ、８…二次電子検出器、９…台座、１０…ＸＹステージ、１１…静電チャック、１２…ウェハ搬送システム、１３…レンズ制御装置、１４…制御コンピュータ、１５…画像化装置、１６…偏向制御装置、１７…ＸＹステージ制御装置、１８…操作コンピュータ、１９…レーザ干渉計、１９ａ…リファレンスミラー、１９ｂ…計測ミラー、１９ｃ…軌跡、２０…ステージ位置計測装置、２１…加速度計、２２…加速度信号処理装置、３０…チャンバ、３１，３２…ロードロックチャンバ、３３…ストッカ、３３ａ…モータ、３３ｂ…ボールねじ、３３ｃ…昇降装置、３４…ストッカ、３４ａ…モータ、３４ｂ…ボールねじ、３４ｃ…昇降装置、３５…大気搬送ロボット、３５ａ…基部、３５ｂ…アーム、３５ｃ…ハンド、３６…真空搬送ロボット、３６ａ…基部、３６ｃ…ハンド、３７…アライナ、３８…ロードポート、３８ａ…ストッカ、３９…ロードポート、４０〜４２…ゲートバルブ、４３…メインユニット、４４…大気搬送ユニット、５０…真空排気部、５１…排気装置、５２〜５４…排気管、５５〜５７…バルブ、５８…接続部、６０…大気開放部、６１，６２…供給源、６３，６４…供給管、６５，６６…バルブ、７１…フランジ、７１ａ…鍔部、７１ｂ…シール、７２…フランジ、７２ａ…縁部、７２ｂ…シール、７３…天板部、７４…貫通孔、７５…天板部、７６…周縁部、７７…突出部、７８…接続管、８１…フランジ、８１ａ…鍔部、８１ｂ…シール、８２…フランジ、８２ａ…縁部、８２ｂ…シール、８３…底板部、８４…貫通孔、８５…底板部、８６…周縁部、８７…突出部、８８…接続管、Ｐ１〜Ｐ４…圧力、ＰＳ１〜ＰＳ４…位置、ＳＰ１〜ＳＰ４…部分空間、Ｗ，Ｗ１〜Ｗ４…ウェハ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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