(57)【要約】【課題】１枚のフォトマスクしか収納することはできないスミフポッドを使用する場合でも、効率的に、試料を微小寸法測定走査電子顕微鏡に搬送することができるミニエンバイラメント方式の搬送装置を提供する。【解決手段】ミニエンバイラメント方式の搬送装置に、ロードポートとは別に、複数のフォトマスクを収納することができる保管庫を設ける。保管庫内には、複数の収納ユニットが積層されたマスク収納棚が設けられており、各収納ユニットには１枚のフォトマスクが収納されている。各収納ユニットには、フォトマスクが正常に収納されているか否かを判定するセンサが設けられている。更に、各収納ユニットには、フォトマスクの有無を検出するセンサが設けられている。【選択図】図１
2008218466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の清浄度を有する環境にてスミフポッドを開閉するロードポートと、所定の清浄度を有する環境にて複数枚の試料を収納する保管庫と、所定の清浄度を有する環境にて試料を、上記ロードポートに保持されたスミフポッドと上記保管庫の間にて搬送する搬送ロボットと、を有し、上記保管庫は、積層された複数の収納ユニットを含む収納棚を有し、上記収納ユニットの各々には１枚の試料が収納されるように構成されていることを特徴とする試料搬送装置。
【請求項２】
請求項１記載の試料搬送装置において、上記収納棚は、天板と底板と上記天板と底板を接続するシャフトを有し、上記天板と底板の間には、上記収納ユニットが積層されていることを特徴とする試料搬送装置。
【請求項３】
請求項１記載の試料搬送装置において、上記収納ユニットの各々は、ベース板と、該ベース板の上に配置されたベースと、該ベースの上に配置されたマスク台と、該マスク台の上に配置された試料と、を有することを特徴とする試料搬送装置。
【請求項４】
請求項１記載の試料搬送装置において、上記ベースは、ネジによって上記ベース板の上に取り付けられており、該ネジを取り外すことによって、上記ベース、上記ベースに配置された上記マスク台、及び、上記マスク台に配置された試料を取り出すことができることを特徴とする試料搬送装置。
【請求項５】
請求項１記載の試料搬送装置において、上記保管庫にはカバーが設けられ、該カバーを取り外すことができるように構成されていることを特徴とする試料搬送装置。
【請求項６】
請求項５記載の試料搬送装置において、上記カバーを取り外すことによって、上記収納棚から所望の試料を取り外すことができるように構成されていることを特徴とする試料搬送装置。
【請求項７】
請求項５記載の試料搬送装置において、上記カバーを取り外すことによって、上記収納棚から所望の収納ユニットを取り外すことができるように構成されていることを特徴とする試料搬送装置。
【請求項８】
請求項１記載の試料搬送装置において、上記保管庫を取り外すことができるように構成されていることを特徴とする試料搬送装置。
【請求項９】
請求項１記載の試料搬送装置において、上記保管庫には窓が設けられ、該窓を介して内部を観察することができるように構成されていることを特徴とする試料搬送装置。
【請求項１０】
請求項１記載の試料搬送装置において、上記収納ユニットの各々は、試料が正常に配置されているか否かを検出するためのフォトセンサが設けられていることを特徴とする試料搬送装置。
【請求項１１】
請求項１記載の試料搬送装置において、上記収納ユニットの各々は、試料の有無を検出するためのフォトセンサが設けられていることを特徴とする試料搬送装置。
【請求項１２】
試料のパターンの寸法を測定する機能を有する走査電子顕微鏡と、該走査電子顕微鏡に搬送する試料又は該走査電子顕微鏡から搬送された試料を一時的に保持するために真空排気されることができるロードロック室と、所定の清浄度を有する環境にてスミフポッドを開閉するロードポートと所定の清浄度を有する環境にて試料を搬送する搬送ロボットとを有する試料搬送装置と、を有する走査電子顕微鏡システムにおいて、
所定の清浄度を有する環境にて複数枚の板状の試料を収納する保管庫を設け、上記搬送ロボットは、試料を、上記ロードポートに保持されたスミフポッドと上記保管庫の間にて搬送し、上記保管庫と上記ロードロック室の間にて搬送し、上記保管庫は、積層された複数の収納ユニットを含む収納棚を有し、上記収納ユニットの各々には１枚の試料が収納されるように構成されていることを特徴とする走査電子顕微鏡システム。
【請求項１３】
請求項１２記載の走査電子顕微鏡システムにおいて、上記保管庫にはカバーが設けられ、上記カバーを取り外すことによって、上記収納棚から所望の試料又は所望の収納ユニットを取り外すことができるように構成されていることを特徴とする走査電子顕微鏡システム。
【請求項１４】
請求項１２記載の走査電子顕微鏡システムにおいて、上記保管庫を取り外すことができるように構成されていることを特徴とする走査電子顕微鏡システム。
【請求項１５】
請求項１２記載の走査電子顕微鏡システムにおいて、上記保管庫には窓が設けられ、該窓を介して内部を観察することができるように構成されていることを特徴とする走査電子顕微鏡システム。
【請求項１６】
請求項１２記載の走査電子顕微鏡システムにおいて、上記収納ユニットの各々はフォトセンサが設けられ、該フォトセンサは、試料が正常に配置されているか否か、又は、試料の有無を検出するよう構成されていることを特徴とする走査電子顕微鏡システム。
【請求項１７】
所定の清浄度を有する環境にてスミフポッドを開閉するロードポートと所定の清浄度を有する環境にて試料を搬送する搬送ロボットとを有する試料搬送装置を用いた試料の搬送方法において、
試料搬送装置のロードポートに隣接して複数の試料を収納することができる保管庫を設けることと、
試料が収納されたスミフポッドを上記ロードポート上に配置することと、
上記ロードポートによって、上記スミフポッドを開くことと、
上記搬送ロボットによって、上記スミフポッドから上記保管庫に試料を搬送することと、
上記搬送ロボットによって、上記保管庫からロードロック室に試料を搬送することと、
上記ロードロック室を密閉し真空排気することと、
試料を、上記ロードロック室から走査電子顕微鏡の試料台に搬送することと、
上記走査電子顕微鏡によって上記試料を測定することと、
試料を上記走査電子顕微鏡の試料台から上記ロードロック室に搬送することと、
上記ロードロック室を大気に開放することと、
上記搬送ロボットによって、上記ロードロック室から上記保管庫に、試料を搬送することと、
を有する試料の搬送方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の試料の搬送方法において、上記保管庫は、積層された複数の収納ユニットを含む収納棚を有し、上記収納ユニットの各々には１枚の試料が収納されるように構成されていることを特徴とする試料の搬送方法。
【請求項１９】
請求項１７記載の試料の搬送方法において、上記保管庫に設けられたカバーを取り外すことと、上記収納棚から所望の試料を取り外すことと、を含むことを特徴とする試料の搬送方法。
【請求項２０】
請求項１７記載の試料の搬送方法において、上記収納ユニットに設けたフォトセンサによって、上記保管庫に収納された試料が正常に配置されているか否かを検出すること、を含むことを特徴とする試料の搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミニエンバイラメント方式の試料搬送装置に関し、特に、半導体の製造及び検査工程において、ウエーハ又はフォトマスク上のパターンを測定する微小寸法測定走査電子顕微鏡に用いて好適な試料搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体集積回路の製造工程では、埃や異物の発生を回避するために、クリーンルームが用いられていた。しかしながら、近年、クリーンルームの代わりに、ミニエンバイラメント（Mini Environment）方式と呼ばれる清浄環境保持方法が用いられている。ミニエンバイラメント方式では、クリーンが要求される空間のみを局所的に高い清浄度を保持する。
【０００３】
半導体集積回路製造では、ミニエンバイラメント方式の移送及び保管手段が規格化されている。例えば、SEMI（Semiconductor Equipment and Materials Institute）による規格、SMIF（Standard of Mechanical Interface）やFOUP（Front-Opening Unified Pod）が知られている。
【０００４】
半導体集積回路の製造工程では、ウエーハばかりでなく、フォトリソグラフィの原版であるフォトマスクを取り扱う工程でも、ミニエンバイラメント方式が用いられる。フォトマスクは、6025と呼ばれるプレートサイズ152×152×6.35mmの石英ガラスの上に遮光用パターンを形成したものである。フォトマスクのパターンの寸法は、ウエーハ上のパターンの寸法の４倍である。しかしながら、近年、パターンの微視化が進んでいるため、フォトマスクにおいても数100nmレベルの異物や欠陥も許されなくなっている。
【０００５】
以下に、半導体集積回路製造用フォトマスク上のパターンの寸法を測定するための微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM: Critical Dimension Scanning Electron Microscope）に用いられる搬送装置を例に説明する。フォトマスクは、シリコンウエーハに比べて、1枚当たりの重量が重く、プロセス処理では、１枚毎の枚葉処理が多い。そのため、フォトマスクは、１枚ずつ搬送されることが多い。フォトマスクの搬送には、通常、スミフポッド（SMIF POD）が使用される。スミフポッドは、１枚のフォトマスクを収納するためのミニエンバイラメント方式の容器であり、その内部は、高い清浄度に保持される。
【０００６】
スミフポッドを処理するために、ロードポートが使用される。ロードポートは、ミニエンバイラメント方式のスミフポッド処理機構であり、クリーンな環境下にてスミフポッドを開閉し、そこからフォトマスクを取り出し、又は、そこに挿入する機構を有する。フォトマスクは、搬送装置に設けられたロボットによって、スミフポッドから取り出され、ロードロック室に搬送される。ロードロック室内は真空排気される。ロードロック室が所定の真空度に達すると、ロードロック室と微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM）の試料ステージの間の扉が開き、ロードロック室内のフォトマスクは、試料ステージ上に搬送される。電子ビームによって、フォトマスクのパターンの寸法計測が行われる。寸法計測が終了すると、フォトマスクは、逆の経路で搬送され、再び、スミフポッド内に収納される。
【０００７】
これらの一連の処理、即ち、スミフポッドの開閉、フォトマスクの搬送、ロードロック室の真空排気、試料ステージへのフォトマスクの搬送、フォトマスクのパターンの寸法測定、フォトマスクの返送、等の処理はコンピュータによって制御され、表示装置によって視覚的に表示される。またこれらの一連の処理は、ミニエンバイラメント方式による局所的な清浄化環境にて行われる。
【０００８】
【非特許文献１】SEMI E63-0600A
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
通常、スミフポッドには１枚のフォトマスクしか収容することはできない。従って、１枚のフォトマスクの寸法計測が終了するまで、ロードポート上のスミフポッドを交換することができない。通常、スミフポッドをロードポートに配置するのは、オペレータが手動で行う。オペレータは、所定の時間毎に、スミフポッドを交換する必要がある。作業効率を上げるためには、オペレータは、フォトマスクがスミフポッドに戻ったときに、直ちに、次のスミフポッドに交換しなければならい。
【００１０】
複数枚のフォトマスクを収納するスミフポッドも知られている。しかしながら、通常使用されているスミフポッドは、１枚のフォトマスクしか収納することはできない。従って、複数枚のフォトマスクを収納するスミフポッドを使用する場合には、フォトマスクの入れ替え作業が必要である。この入れ替え作業は、少なくともスミフポッド内の清浄度と同程度の清浄度を有する環境にて行わなければならない。従って、複数枚のフォトマスクを収納するスミフポッドの使用は却って作業能率が低下する。
【００１１】
本発明の目的は、ミニエンバイラメント方式の搬送装置において、１枚のフォトマスクしか収納することはできないスミフポッドを使用する場合でも、効率的に、フォトマスクを微小寸法測定走査電子顕微鏡に搬送することができるシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によると、ミニエンバイラメント方式の搬送装置に、ロードポートとは別に、複数のフォトマスクを収納することができる保管庫を設ける。保管庫内には、複数の収納ユニットが積層されたマスク収納棚が設けられており、各収納ユニットには１枚のフォトマスクが収納されている。
【００１３】
各収納ユニットには、フォトマスクが正常に収納されているか否かを判定するセンサが設けられている。更に、各収納ユニットには、フォトマスクの有無を検出するセンサが設けられている。
【００１４】
保管庫には、窓を有するカバーが設けられている。窓を通して、保管庫の内部を監視することができる。カバーを取り外すことによって、１枚のフォトマスクを取り出すことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、ミニエンバイラメント方式の搬送装置において、１枚のフォトマスクしか収納することはできないスミフポッドを使用する場合でも、効率的に、フォトマスクを微小寸法測定走査電子顕微鏡に搬送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃを参照して本発明の微小寸法測定走査電子顕微鏡システムについて説明する。本発明の微小寸法測定走査電子顕微鏡システムの例として、ここでは、半導体集積回路製造用フォトマスク上のパターンの寸法を測定するための微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM: Critical Dimension Scanning Electron Microscope）を例として説明する。図１Ａは本例の微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM）の上面構成を示し、図１Ｂは前面構成を示し、図１Ｃは側面構成を示す。
【００１７】
本例の微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM）システムは、ミニエンバイラメント方式の試料搬送装置１１と微小寸法測定走査電子顕微鏡４０を有し、両者の間に、ロードロック室（真空排気室）３１が設けられている。ここで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。従って、ミニエンバイラメント方式の試料搬送装置１１とは、試料の保管及び搬送を所定の清浄度を有する局所的な空間又は環境にて行うものである。
【００１８】
試料搬送装置１１内には、試料搬送ロボット１５が設けられている。試料搬送装置１１の前側にはBOLTS面１２が設けられ、このBOLTS面１２には、保管庫１０とロードポート１３が並んで設けられている。保管庫１０内には、複数枚の測定対象のフォトマスクを収納することができるマスク収納棚（図２）が設けられている。マスク収納棚は任意の枚数のフォトマスクを収納することができるように構成することが可能であるが、以下では、８枚のフォトマスクを収納することができるものとして説明する。ロードポート１３には、１枚の測定対象のフォトマスクを収納することができるスミフポッド１４が配置される。ロードポート１３とスミフポッド１４は、それぞれミニエンバイラメント方式の装置及び容器として既知であり、ここではその詳細な説明は省略する。
【００１９】
図９に示すように、従来のミニエンバイラメント方式の試料搬送装置では、２つのロードポート１３が設けられている。各ロードポート１３には１つのスミフポッド１４が配置されている。各スミフポッド１４には１枚のフォトマスクが収納されている。
【００２０】
一方、本発明では、１つのロードポート１３と１つの保管庫１０が設けられている。従って、本発明では、一度に複数のフォトマスクを取り扱うことができるため、従来の試料搬送装置と比べて、作業能率が高くなる。本例の試料搬送装置１１は、保管庫１０を設ける点以外は、従来の試料搬送装置と同様であってよい。
【００２１】
再び図１に戻って説明する。保管庫１０には、前面の窓１０ａ、上面の窓１０ｂ、及び、側面の窓１０ｃが設けられている。これらの窓から、保管庫１０の内部の状態を監視することができる。保管庫１０はミニエンバイラメント方式の密閉容器より構成されている。
【００２２】
試料搬送装置１１では、フォトマスクが配置又は搬送される領域では、局所的に高いクリーン度が必要である。そのため、試料搬送装置１１の全体は、箱によって覆われている。この箱の天井には、FFU（Fan Filter Unit）が設けられている。FFUを介して、箱の内部は、周囲より高圧の且つ高いクリーン度の空気が供給される。
【００２３】
ロードポート１３上のスミフポッド１４内のフォトマスクは、試料搬送ロボット１５によって、外部に取り出されることなく、保管庫１０内に搬送される。保管庫１０内に保管されたフォトマスクは、試料搬送ロボット１５によって、ロードロック室３１を経由して、微小寸法測定走査電子顕微鏡４０内に搬送され、そこで寸法計測が行われる。微小寸法測定走査電子顕微鏡４０内のフォトマスクは、ロードロック室３１を経由して、保管庫１０内に戻される。この間に、フォトマスクは、外部に取り出されることはない。フォトマスクは、高いクリーン度の雰囲気にて、即ち、ミニエンバイラメント方式の環境にて、搬送される。
【００２４】
ロードロック室（真空排気室）３１は密閉構造を有し、その内部は、真空排気されることができる。ロードロック室３１の内部は、第１室と第２室の２つに分割されている。各室には、フォトマスクを配置するための２つのマスク台３２Ａ、３２Ｂがそれぞれ設けられている。微小寸法測定走査電子顕微鏡４０内には、電子光学系４１及び試料ステージ４２が設けられている。
【００２５】
本例の微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM）には、図示しないコンピュータ、マウス、キーボード等の入力装置、LCDディスプレイを有する表示装置、記憶装置が接続されている。本例の微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM）では、搬送動作を含む全ての動作をコンピュータによって制御する。オペレータは入力装置を介して、命令及びデータを入力する。オペレータは、表示装置に表示されたボタン等のユーザーインターフェースを用いて、搬送動作の指示を入力する。
【００２６】
本例の微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM）の動作を説明する。先ず、測定対象のフォトマスクを収納したスミフポッド１４を、オペレータが手動で、又は、無人搬送車（AGV: Automatic Guided Vehicle）によって、ロードポート１３上に配置する。スミフポッド１４には１つのフォトマスクが保管されている。オペレータは、入力装置を介して、保管庫１０内のマスク収納棚の１つの段、即ち、保管位置を指定する。スミフポッド１４はロードポート１３によって開けられる。試料搬送ロボット１５は、スミフポッド１４よりフォトマスクを取り出し、保管庫１０内の指定された位置に配置する。オペレータが手動で、又は、無人搬送車（AGV）によって、空のスミフポッド１４を、測定対象のフォトマスクを収納したスミフポッド１４と交換する。同様に、スミフポッド１４内のフォトマスクを保管庫１０内の指定された位置に搬送する。これを繰返し、測定対象の全てのフォトマスクを保管庫１０に保管する。オペレータに指定されたフォトマスクと保管庫１０内の位置は、記憶装置に記憶され、且つ、表示装置に表示される。
【００２７】
次に、オペレータは、入力装置を介して、フォトマスクの測定を実行する命令を入力する。試料搬送ロボット１５は、保管庫１０内の指定された位置よりフォトマスクを取り出し、ロードロック室３１内の２つの室のマスク台３２Ａ、３２Ｂの上に、それぞれ配置する。ロードロック室３１を密閉し、２つの室内を真空排気する。ロードロック室３１の２つの室内が規定の真空度に到達すると、ロードロック室３１の第１室と微小寸法測定走査電子顕微鏡４０の間の扉を開け、第１のマスク台３２Ａの上のフォトマスクを、微小寸法測定走査電子顕微鏡４０の試料ステージ４２の上に搬送する。ロードロック室３１の第１室と微小寸法測定走査電子顕微鏡４０の間の扉を閉じ、電子光学系４１によって、フォトマスク上のパターンの寸法測定を行う。
【００２８】
寸法測定が終了すると、ロードロック室３１の第１室と微小寸法測定走査電子顕微鏡４０の間の扉を開け、微小寸法測定走査電子顕微鏡４０の試料ステージ４２の上のフォトマスクを、ロードロック室３１の第１のマスク台３２Ａに戻す。ロードロック室３１の第１室と微小寸法測定走査電子顕微鏡４０の間の扉を閉じる。
【００２９】
次に、ロードロック室３１の第２室と微小寸法測定走査電子顕微鏡４０の間の扉を開け、第２のマスク台３２Ｂの上のフォトマスクを、微小寸法測定走査電子顕微鏡４０の試料ステージ４２の上に搬送する。ロードロック室３１の第２室と微小寸法測定走査電子顕微鏡４０の間の扉を閉じ、電子光学系４１によって、フォトマスク上のパターンの寸法測定を行う。
【００３０】
一方、ロードロック室３１の第１室を大気圧に戻し、寸法測定が終了した第１のマスク台３２Ａ上のフォトマスクを試料搬送ロボット１５によって、保管庫１０内の元の位置に戻す。微小寸法測定走査電子顕微鏡４０における寸法計測が終了すると、ロードロック室３１の第２室と微小寸法測定走査電子顕微鏡４０の間の扉を開け、寸法計測が終了したフォトマスクを、第２のマスク台３２Ｂの上に戻す。ロードロック室３１の第２室と微小寸法測定走査電子顕微鏡４０の間の扉を閉じ、ロードロック室３１の第２室を大気圧に戻す。寸法測定が終了した第２のマスク台３２Ｂのフォトマスクを試料搬送ロボット１５によって、保管庫１０内の元の位置に戻す。
【００３１】
本例の微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM）によると、ロードロック室３１の内部には、２つのマスク台３２Ａ、３２Ｂを設けるため、２つのフォトマスクを同時に且つ順次に搬送することができる。そのため、フォトマスクの搬送動作を効率的に行うことができる。
【００３２】
図２Ａ及び図２Ｂを参照して、保管庫１０内に設けられたマスク収納棚１００の構造の例を説明する。図２Ａに示すように、マスク収納棚１００は、天板１０１と底板１０２を有し、両者はシャフト１０３によって接続されている。天板１０１と底板１０２の間には、複数の収納ユニット１００Ａ〜１００Ｈが積層されている。図２Ｂは、天板１０１と最上階の収納ユニット１００Ａを取り外した状態を示す。各収納ユニット１００Ａ〜１００Ｈは、ベース板１１１とパイプ状の支柱１１３を有し、各収納ユニットには１つのフォトマスクが保持される。収納ユニット１００Ａ〜１００Ｈは、支柱１１３によって所定の間隔にて保持される。
【００３３】
マスク収納棚１００の組み立て方法を説明する。先ず、底板１０２の四隅にシャフト１０３を立てる。底板１０２及び天板１０１は、正方形である。フォトマスク３を収納したベース板１１１の四隅に、孔が形成されている。この孔の径は、シャフト１０３が貫通するように、シャフト１０３の径より大きいが、支柱１１３が貫通しないように、支柱１１３の外径より小さい。ベース板１１１の四隅の孔に、シャフト１０３が貫通するように、ベース板１１１を上から配置する。次にシャフト１０３の径より大きい径のパイプ状の支柱１１３に、シャフト１０３が貫通するように、支柱１１３を配置する。こうして、収納ユニット１００の１段が組み立てられる。次に、ベース板１１１の四隅の孔に、シャフト１０３が貫通するように、ベース板１１１を上から配置する。２段目のベース板１１１は、１段目の支柱１１３によって保持される。
【００３４】
次に、支柱１１３にシャフト１０３が貫通するように、支柱１１３を配置する。こうして２段目の収納ユニットが組み立てられる。これを順々に繰り返し、８段の収納ユニットが積層されたら、最後に天板１０１を配置する。収納ユニットを分離する場合には、天板１０１を外し、次に支柱１１３、ベース板１１１を順々に外す。
【００３５】
図３を参照して収納ユニットの構造を説明する。図３は、図２Ｂに示した最上段の収納ユニット１００Ａを示す。収納ユニット１００Ａは、ベース板１１１と、その上に配置されたベース１１２と、その上に配置されたマスク台１１４を有し、マスク台１１４の上にフォトマスク３が配置されている。本例の収納ユニット１００Ａには１枚のフォトマスクが保持されている。
【００３６】
本例の収納ユニット１００Ａには、フォトマスク３の有無及び傾斜を計測するフォトセンサが設けられている。フォトセンサについて説明する。ベース板１１１には、支持部１１５Ａ、１１５Ｂが設けられている。一方の支持部１１５Ａの上には、傾斜検出用発光部１１６Ａが配置され、他方の支持部１１５Ｂの上には、傾斜検出用受光部１１６Ｂが設けられている。
【００３７】
マスク台１１４の上にフォトマスク３が正常に配置されている場合には、傾斜検出用発光部１１６Ａからの光は、傾斜検出用受光部１１６Ｂによって受光される。図示のように、傾斜検出用発光部１１６Ａからの光は、フォトマスク３の表面より僅かだけ上側を通って、傾斜検出用受光部１１６Ｂに到達する。従って、傾斜検出用受光部１１６Ｂが、傾斜検出用発光部１１６Ａからの光を正常に受光している場合には、フォトマスク３はマスク台１１４の上に正常に配置されていると、判定することができる。
【００３８】
図４は、マスク台１１４に配置されたフォトマスク３が傾斜している状態を示す。この場合、傾斜検出用発光部１１６Ａからの光は、フォトマスク３によって遮断され、傾斜検出用受光部１１６Ｂに到達しない。又は、傾斜検出用発光部１１６Ａからの光のうちの一部のみが、傾斜検出用受光部１１６Ｂに到達する。従って、傾斜検出用受光部１１６Ｂによる検出信号を監視することによって、フォトマスク３がマスク台１１４の上に正常に配置されているか否かを判断することができる。
【００３９】
尚、ここでは、図示していないが、フォトセンサによって、フォトマスク３の有無を判定することができる。この場合、有無検出用の発光部と受光部を、フォトマスクの両側に且つフォトマスクと同一の高さに配置する。フォトマスクが存在しない場合には、有無検出用の発光部からの光は、受光部によって受光される。フォトマスクが存在する場合には、有無検出用の発光部からの光は、受光部によって受光されない。従って、有無検出用受光部による検出信号を監視することによって、フォトマスク３がマスク台１１４の上に存在するか否かを判断することができる。
【００４０】
図５を参照して、フォトセンサの配置について説明する。フォトマスク３の傾斜を検出するための第１の発光部１１６Ａ及び第１の受光部１１６Ｂと、第２の発光部１１８Ａ及び第２の受光部１１８Ｂが設けられている。これらは、互いに交差する２本の線に沿って配置されている。フォトマスク３の有無を検出するための第３の発光部１１７Ａと第３の受光部１１７Ｂが設けられている。尚、図示の例では、フォトマスク３は、３つのマスク台１１４によって支持されている。
【００４１】
本発明によると、保管庫１０に収納されているフォトマスク３が異常な位置、異常な姿勢、異常な態様にて配置されている場合、フォトセンサによって検出される。フォトセンサは、収納ユニット毎に設けられているから、どのフォトマスクの配置が異常であるかを知ることができる。フォトセンサからの信号は、コンピュータに通知される。コンピュータは、フォトセンサからの信号が異常を知らせるものである場合に、エラーコードを生成し、試料搬送ロボット１５等の動作を停止させ、表示装置に異常発生を表示する。
【００４２】
また、フォトセンサは、保管庫１０の内部を常時監視している。そのため、フォトセンサからの信号を、フォトマスクの収納前と収納後で比較することにより、フォトマスクの異常な配置、２重重ね等を検出することができる。
【００４３】
図６Ａ及び図６Ｂを参照して、保管庫１０より手動で、１つのフォトマスクを取り出す方法を説明する。上述のように、フォトマスクが保管庫１０内のマスク収納棚に正常に配置されている場合には、保管庫１０を開ける必要はない。保管庫１０を開けると、内部のクリーン度が低下する可能性がある。従って、必要な場合以外は、保管庫１０を開けることは避けるべきである。しかしながら、フォトマスクが保管庫１０内のマスク収納棚に正常に配置されていない場合には、手動で、フォトマスクを除去する必要がある。
【００４４】
図６Ａに示すように、各収納ユニットのベース板１１１上に、ベース１１２が、ネジ１２０とベース押え１２１によって固定されている。ベース１１２の上に、マスク台１１４が固定されている。ベース１１２の上に、フォトマスク３が保持されている。そこで、図６Ｂに示すように、２つのネジ１２０を外し、ベース押え１２１を除去する。それによって、マスク台１１４及びフォトマスク３を保持するベース１１２を、マスク台１１４及びフォトマスク３と共に、動かすことができる。こうして取り出したベース１１２よりフォトマスク３を取り出すことができる。本例の保管庫では、マスク収納棚１００を収納ユニットに分解することなく、所望のフォトマスク３を取り出すことができる。
【００４５】
こうして本例では、保管庫１０が試料搬送装置１１に装着された状態で、即ち、マスク収納棚１００を保管庫１０から取り外すことなく、所望のフォトマスク３を取り出すことができる。
【００４６】
尚、フォトセンサによってフォトマスクの異常が検出されたときには、異常が起きた収納ユニットのみを分割し、修理又は調整し、必要な場合には、交換する。このような修理、調整、交換等の作業は、保管庫１０に設けられている前面の窓１０ａを有するカバーを開けることにより、実行することができる。
【００４７】
図７は、保管庫１０を試料搬送装置１１のBOLTS面１２に装着する方法を示す。図示のように、保管庫１０は、BOLTS面１２上にネジ２８によって固定される。このネジ２８を外すことによって、保管庫１０を試料搬送装置１１から取り外すことができる。本発明によると、図６に示したように、保管庫１０が試料搬送装置１１に装着された状態で、起きた収納ユニットのみを取り外すことができるが、保管庫１０自体を取り外すこともできる。
【００４８】
図８Ａ及び図８Ｂを参照して、保管庫１０に設けられている前面の窓１０ａの構造の例を説明する。図８Ａに示すように、保管庫１０は、ネジ２８によって、試料搬送装置１１のBOLTS面１２（図７参照）に装着されている。保管庫１０の前面には、窓フレーム２５が装着されている。窓フレーム２５には、四隅の４つのネジ２６によって、窓１０ａを有するカバー２４が装着されている。４つのネジ２６を外すことによって、カバー２４を外すことができる。
【００４９】
図８Ｂは、カバー２４を外した状態を示す。カバー２４を外すと、保管庫１０の内部が見える。こうして、カバー２４を外すと、保管庫１０より１つのフォトマスクを取り出すことができる。
【００５０】
フォトセンサによってフォトマスク３の異常配置が検出された場合、フォトマスク３を除去する作業が必要となる。この作業は、試料搬送装置１１の知識、特に、保管庫１０の知識を有するサービスエンジニアが行う。保管庫から、異常なフォトマスクを除去すると、記憶装置に記憶されたフォトマスクの配置情報の書き換え、試料搬送ロボット１５への指示情報の変更、等の作業が必要である。従って、試料搬送装置１１の不稼働時間は１日以上になることも想定され、稼働率向上の点から問題となる。
【００５１】
そこで、本発明によると、フォトマスク３の異常配置が起きたとき、試料搬送装置１１の復旧時間を短縮するために、以下のような手段を備える。
【００５２】
第一の手段として、保管庫に窓を設けたことである。窓を通して、フォトマスクの配置状態、フォトマスクの有無を、肉眼で確認することができる。
【００５３】
第二の手段として、窓を設けたカバーを取り外すことができるように構成されていることである。このカバーを取り外すことによって、保管庫より、異常なフォトマスクを取り出すことができる。このカバーはネジ等で、保管庫の構造部に取り付けられている。このカバーには、インターロックスイッチが設けられている。カバーを取り外すと、このインターロックスイッチが作動し、搬送ロボットは自動的に停止する。
【００５４】
第三の手段として、保管庫内のマスク収納棚１００より所望の収納ユニットを容易に脱着可能な構造としたことである。即ち、収納ユニット毎に脱着可能な構造としたことである。従って、マスク収納棚１００を分解することなく、異常なフォトマスクだけを取り出すことができる。
【００５５】
第四の手段として、図７に示したように、保管庫そのものを試料搬送装置１１から除去することが可能に構成したことである。従って、フォトマスクを除去する作業を、保管庫が試料搬送装置１１の取り付けられた状態で、行うことができるが、保管庫を試料搬送装置１１から取り外した状態で、行うこともできる。
【００５６】
ここでは、本発明の微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM）システムによって、半導体集積回路製造用フォトマスク上のパターンの寸法を測定する場合を説明した。しかしながら、本発明の微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM）システムは、フォトマスクばかりでなく、ウエーハの寸法を測定する場合にも適用可能であり、更に、同様な構造の試料の寸法を測定する場合にも適用可能である。
【００５７】
また、ここでは、１枚のフォトマスクを収納するスミフポッドを用いる場合を説明したが、本発明によるの微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM）システムは、複数枚のフォトマスクを収納するスミフポッドを用いる場合にも適用可能である。
【００５８】
以上本発明の例を説明したが本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されて発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者によって容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明による微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM）の構成を示す図である。
【図２】本発明による微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM）の保管庫の内部のマスク収納棚の構造の例を説明する図である。
【図３】本発明による微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM）の保管庫の内部のマスク収納棚の収納ユニットの構造の例を説明する図である。
【図４】本発明による微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM）の保管庫において、フォトマスクが傾斜している状態を示す図である。
【図５】本発明による微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM）の保管庫におけるフォトセンサの配置の例を示す図である。
【図６】本発明による微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM）の保管庫より１つのフォトマスクを取り出す方法を説明する図である。
【図７】本発明による微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM）の保管庫の取り付け構造の例を説明する図である。
【図８】本発明による微小寸法測定走査電子顕微鏡（CD-SEM）の保管庫に設けられている前面の窓の構造の例を示す図である。
【図９】従来のミニエンバイラメント方式の試料搬送装置の前面構成の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
３…フォトマスク、１０…保管庫、１０ａ…前面の窓、１０ｂ…上面の窓、１０ｃ…側面の窓、１１…試料搬送装置、１２…BOLTS面、１３…ロードポート、１４…SMIFポッド、１５…試料搬送ロボット、２４…カバー、２５…窓フレーム、２６…ネジ、２８…ネジ、３１…ロードロック室、３２Ａ、３２Ｂ…マスク台、４０…微小寸法測定走査電子顕微鏡、４１…電子光学系、４２…試料ステージ、１００…マスク収納棚、１００Ａ〜１００Ｈ…収納ユニット、１０１…天板、１０２…底板、１０３…シャフト、１１１…ベース板、１１２…ベース、１１３…支柱、１１４…マスク台、１１５Ａ、１１５Ｂ…支持部、１１６Ａ、１１７Ａ、１１８Ａ…発光部、１１６Ｂ、１１７Ｂ、１１８Ｂ…受光部、１２０…ネジ、１２１…ベース押え
【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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