JP2006184414A - Case for large photomask and case exchanging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は主として液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイの製造工程において、露光用原版として使用される大型フォトマスク(以後、単に「マスク」とも記す。)を収納するためのマスク用ケース及びケースを交換する装置に関する。 The present invention mainly replaces a mask case and a case for housing a large photomask (hereinafter, also simply referred to as “mask”) used as an exposure original plate in the manufacturing process of a flat panel display such as a liquid crystal display. Relates to the device.
大型フォトマスクは板厚10mm程度のガラス基板の表面に、クロム等の遮光性の薄膜にて微細なパターンを形成したものである。ディスプレイの大型化に伴い、その原版となる大型フォトマスクも1辺が1mを超えるサイズにまで大型化し、その重さも1枚のマスクで数10kgを示すものがあるなど重量化している。
大型フォトマスクは通常、フォトマスクメーカーの工場内(通常はクリーンルーム)で作製された後、ディスプレイパネルメーカーに出荷され、ディスプレイパネルメーカーの工場内(通常はクリーンルーム)で使用されている。マスクメーカーではマスクをクリーンな状態に保ちつつ、かつ破損しないように輸送するために、頑強でかつ密閉性の高い出荷専用のケースにマスクを入れて梱包し、出荷している。
半導体用フォトマスクの分野におけるマスク用ケースとしては、種々のマスク用ケースが用いられている(例えば、特許文献1〜3参照。)。しかし、大型化、重量化したフラットパネルディスプレイ用の大型フォトマスクに適合したものではなかった。
従来、大型マスクのケースは、主にアクリル樹脂や塩化ビニル樹脂等の樹脂板を貼り合わせて作製されている。ケースの形状としては、図9に示すように、マスク91を垂直にしてケース本体92のマスク固定用溝94で保持して収納するマスク用ケース90と、図10に示すように、マスク101をトレー102のマスク支持体104で支えて水平に収納するマスク用ケース100が存在する。
出荷用のケースとしては、開口部が小さく、剛性の取りやすい、マスクを垂直に収納する型のマスク用ケースが主に用いられてきた。
マスクユーザーの工場内では、通常、マスクは出荷用ケースから、工程内でマスクを保管するためのケースや露光装置等にセットして装置内部の搬送機がマスクを取り出すための専用ケース(以降、内部工程用ケースと総称する)に入れ替えられて運用される。内部工程用ケースとしては、通常、人間や搬送装置がマスクを取り出しやすい、水平収納型のケースが用いられる。出荷用ケースから内部工程用ケースにマスクを移し換えるためには、従来、搬送ロボットや専用の冶具や人間が直接手でマスクを掴んで行っていた。
Large photomasks are usually produced in a photomask manufacturer's factory (usually a clean room), then shipped to the display panel manufacturer, and used in the display panel manufacturer's factory (usually a clean room). In order to keep the mask clean and to prevent damage, the mask manufacturer packs and ships the mask in a special case for shipping that is robust and highly sealed.
Various mask cases are used as mask cases in the field of semiconductor photomasks (see, for example,
Conventionally, a case of a large-sized mask is mainly produced by bonding a resin plate such as an acrylic resin or a vinyl chloride resin. As shown in FIG. 9, the shape of the case includes a
As a shipping case, a mask case of a type in which a mask is stored vertically, which has a small opening and is easy to obtain rigidity, has been mainly used.
In the mask user's factory, the mask is usually set from a shipping case to a case for storing the mask in the process, an exposure device, etc. It is replaced with the internal process case for operation. As the case for the internal process, a horizontal storage type case in which a person or a transfer device can easily take out the mask is usually used. In order to transfer a mask from a shipping case to an internal process case, conventionally, a transfer robot, a dedicated jig, or a human has directly held the mask by hand.
しかしながら、ディスプレイサイズの大型化によるマスク重量の増大に伴い、従来使用されてきたマスク垂直収納型ケースでは、マスクの上部を掴んで引き上げ、取り出すことが非常に困難になってきた。一方、水平収納型ケースの場合、マスクの4辺が利用できるため把持しやすくはなるが、巨大で重いマスクを把持し、搬送することはやはり困難であった。更に大型フォトマスクは精密電子装置の原版となるため、高い清浄度を維持して作業を行う必要があり、作業は困難を極めた。また、水平収納型ケースでは、ケースの分割領域(開口部)が大きくなるため、構造上剛性が弱くなり、重量のあるマスクを安全に輸送するのに問題があった。 However, as the mask weight increases due to an increase in the display size, it has become very difficult to grab the upper part of the mask, lift it up, and take it out in the conventionally used mask vertical storage case. On the other hand, in the case of the horizontal storage type case, the four sides of the mask can be used, so that it is easy to grip, but it is still difficult to grip and transport a huge and heavy mask. Furthermore, since a large photomask is an original plate of a precision electronic device, it is necessary to work while maintaining high cleanliness, and the work is extremely difficult. Further, in the horizontally housed case, since the divided region (opening) of the case becomes large, the rigidity is structurally weak, and there is a problem in safely transporting a heavy mask.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、大型化、重量化する大型フォトマスクを高清浄度で把持し、保管時および運搬時に、マスクが損傷したり、汚染したりすることを防止し、マスクの出し入れが容易なマスク用ケース、及びケース交換装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to hold a large photomask that is large and heavy with a high cleanliness, and the mask may be damaged during storage and transportation. It is intended to provide a mask case and a case exchange device that prevent contamination and can easily be taken in and out of the mask.
請求項1の発明は、大型フォトマスクを収納し搬送するためのトレーと上蓋からなる大型フォトマスク用ケースであって、少なくとも前記ケースの上蓋に金属のフレームと、前記フォトマスクを把持し固定するために前記金属フレームから前記ケース内部に突き出た爪と、前記金属フレームから前記ケースの外側に突き出たハンドルと、を有し、前記トレーと前記上蓋を分離した状態で、前記上蓋の内側に前記フォトマスクを前記爪で固定し、前記上蓋の外側の前記ハンドルを人間あるいは搬送装置が把持して搬送できることを特徴とする。
The invention of
請求項2の発明は、請求項1に記載の大型フォトマスク用ケースにおいて、前記フォトマスクを把持し固定するための前記爪が、前記上蓋の外側からの爪固定用ネジによる開閉機構を有することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the case for a large photomask according to the first aspect, the claw for gripping and fixing the photomask has an opening / closing mechanism by a claw fixing screw from the outside of the upper lid. It is characterized by.
請求項3の発明は、請求項1に記載の大型フォトマスク用ケースにおいて、前記フォトマスクを把持し固定するための前記爪が、エアシリンダーによる開閉機構を有することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the case for a large photomask according to the first aspect, the claw for gripping and fixing the photomask has an opening / closing mechanism by an air cylinder.
請求項4の発明は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の大型フォトマスク用ケースにおいて、前記上蓋の側面の下端が、前記フォトマスクの水平位置よりも下にあり、前記フォトマスクが把持された前記上蓋を前記トレーから分離して搬送する際に、前記上蓋が前記フォトマスクに対して防塵カバーの役割をすることを特徴とする。
The invention of
請求項5の発明は、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の大型フォトマスク用ケースのケース交換装置において、少なくとも前記ケースの上蓋の前記ハンドル部分を保持して前記上蓋を上下させる機構を有し、前記上蓋を前記トレーから持ち上げた状態で保持し、下にある前記トレーを交換することによりケースを移し換えることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the case exchanging device for a large photomask case according to any one of the first to fourth aspects, the upper lid is moved up and down while holding at least the handle portion of the upper lid of the case. The upper lid is lifted from the tray, and the case is transferred by exchanging the underlying tray.
本発明のマスク用ケースを用いることにより、マスクユーザーは高清浄度が要求されるマスクに全く触れることなく、簡単に、出荷ケースから内部工程用ケースにマスクを移し換えることが可能となる。これにより、マスクユーザーでマスクハンドリングツールあるいはマスク搬送装置を準備する必要がなくなる。また、高価なマスクを汚染したり、破損したりする危険が少なくなる。さらに、本発明のケース交換装置を用いた場合は、安全確実にマスクを移し換えることが可能となる。 By using the mask case of the present invention, the mask user can easily transfer the mask from the shipping case to the internal process case without touching the mask that requires high cleanliness. This eliminates the need for a mask user to prepare a mask handling tool or a mask transport device. Further, the risk of contaminating or damaging the expensive mask is reduced. Furthermore, when the case exchange device of the present invention is used, the mask can be transferred safely and reliably.
本発明のマスク用ケースは、基本的にはマスク水平収納型のケースの形態をもち、ケースの剛性を上げるために樹脂製のケースの外側に金属のフレームを配し、ケース上蓋の該金属フレームからケース内部に突き出たマスクを把持するための爪と、ケース上蓋の金属フレームからケースの外側に突き出たハンドルとを有するものである。工場間の輸送においては、上蓋の内側の爪でマスクをケースに頑強に固定してマスクを保護するケースとして機能するとともに、ユーザーの工場内では、マスクを上蓋に固定したままトレーを外し、上蓋の外側のハンドルを人間あるいは搬送装置が保持して搬送することにより、マスクハンドリングツールとしての機能を有するものである。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
The mask case of the present invention basically has the form of a mask horizontal storage type case, in order to increase the rigidity of the case, a metal frame is arranged on the outside of the resin case, and the metal frame of the case upper lid is provided. A claw for gripping the mask protruding from the inside of the case, and a handle protruding from the metal frame of the case upper cover to the outside of the case. When transporting between factories, it functions as a case that protects the mask by firmly fixing the mask to the case with the nails inside the upper lid. At the user's factory, the tray is removed while the mask is fixed to the upper lid. A handle as a mask handling tool is provided by holding a handle on the outside of the handle while being transported by a person or a transport device.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(マスク用ケース)
図1は本発明のマスク用ケースの一例を示す外観図であり、図2はその透視図、図3は図1のA−A' 線における断面模式図である。ただし、図2、及び図3は、ケースを上下に分離した状態での透視図、断面図としてある。
本発明のマスク用ケース10は、トレー12と上蓋13とからなり、各々、マスクの清浄度を維持するためのカバーとなる樹脂板14と、剛性を持たせて、輸送中にマスクを衝撃から保護するための金属フレーム15から構成されている。止め金具17を外すことにより、ケース10はトレー12と上蓋13とに上下に分離される。図2、図3は、トレー12と上蓋13とを上下に分離した状態で示している。トレー12と上蓋13の勘合部にはゴム製のOリング(図示せず)が取り付けられ、組み合わせて上下から押し付け、止め金具17でクランプすることにより、ケース10は密閉される。上蓋13には、マスク11を把持、固定するための開閉動作が可能な爪18と、搬送するためのハンドル16が取り付けられている。
(Mask case)
FIG. 1 is an external view showing an example of the mask case of the present invention, FIG. 2 is a perspective view thereof, and FIG. 3 is a schematic sectional view taken along the line AA ′ of FIG. However, FIGS. 2 and 3 are a perspective view and a cross-sectional view in a state where the case is separated vertically.
The
本発明において、樹脂板14の材料としては、従来用いられているアクリル樹脂や塩化ビニル樹脂等が用いられる。また、金属フレーム15、ハンドル16、止め金具17、爪18等の材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等が用いられる。
In the present invention, conventionally used acrylic resin, vinyl chloride resin, or the like is used as the material for the resin plate 14. Further, as a material for the
図3に示されるように、マスク11を確実に保持し、マスク荷重をケース外側に伝えるために、マスク把持用の爪18はケース上面の樹脂板14を挟んで上蓋13の金属フレーム15に直接、取り付けられている。爪18は、マスク端面を把握し保持し易いように、マスクを保持する部分が凹部となっている。図1に示す例では、図2に示されるように、爪18は上蓋13の計6箇所に設けてある。
マスク荷重を支えるために、ハンドル16もまた上蓋13の金属フレーム15に直接、取り付けられている。このような構造により、トレー12を外した状態で、上蓋13の爪18でマスク11を把持、固定したまま、ハンドル16を人間あるいは搬送機が保持して、マスク11を安全確実に搬送することができる。
As shown in FIG. 3, in order to hold the mask 11 securely and transmit the mask load to the outside of the case, the mask gripping claws 18 are directly attached to the
A handle 16 is also attached directly to the
本発明のマスクケース10のトレー12の構造は、基本的には図10に示した水平収納型ケースと同様である。トレー12の内部には、マスク11のコーナーを載置することのできるマスク支持体19が四隅に設けられている。マスク支持体19にはマスクを位置決めするための凹みがある。当該凹み同士の間隔は巨大なマスクを容易に載置できるように、マスクサイズよりも5mm程度、大きく設計されている。
次に、マスクを保持する爪の開閉機構について説明する。以下の説明においては、同一の箇所を示す場合には、同じ符号を用ることとする。
The structure of the tray 12 of the
Next, a claw opening / closing mechanism for holding the mask will be described. In the following description, the same reference numerals are used to indicate the same parts.
<爪の開閉機構の第1の例>
図4は、マスク11を把持する爪18の開閉機構の第1の例を示す断面図であり、マスク11を把持する工程を順に図4(a)〜図4(b)に示す。図4(a)に示すように、通常、上蓋13に具備された爪18はスプリング41の力で、開いた状態にある。一方、収納するマスク11はトレー12のマスク支持体19上に載せられた状態にある。
次に、上蓋13をトレー12に載せてケースを閉じ、外側から爪固定用ネジ42を挿入し、ネジ42を締めることで、爪18は閉じられ、マスク11は固定される(図4(b))。
この状態で、上蓋13を持ち上げることにより、マスク11は爪18に保持され、マスク11を搬送することができる(図4(c))。
<First example of nail opening and closing mechanism>
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a first example of the opening / closing mechanism of the claw 18 that holds the mask 11, and the steps of holding the mask 11 are sequentially shown in FIGS. 4 (a) to 4 (b). As shown in FIG. 4A, the claw 18 provided on the upper lid 13 is normally in an open state by the force of the spring 41. On the other hand, the mask 11 to be stored is placed on the
Next, the upper lid 13 is placed on the tray 12, the case is closed, the nail fixing screw 42 is inserted from the outside, and the screw 42 is tightened, whereby the nail 18 is closed and the mask 11 is fixed (FIG. 4B). )).
By lifting the upper lid 13 in this state, the mask 11 is held by the claw 18 and can be transported (FIG. 4C).
<爪の開閉機構の第2の例>
図5は、爪18の開閉機構の第2の例を示す断面図である。この場合、爪18の開閉は単動式のエアシリンダー51の動作により行う。この場合、爪18が通常閉じた状態の動作とする場合と、逆に、通常開いた状態の動作とする場合の2通りの方法があり、いずれかを用いることが可能である。
<Second example of nail opening and closing mechanism>
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second example of the opening / closing mechanism of the claw 18. In this case, the claw 18 is opened and closed by the operation of the single-acting air cylinder 51. In this case, there are two methods, i.e., when the nail 18 is normally closed, and conversely, when the nail 18 is normally open, one of them can be used.
まず、第1の方法について説明する。この場合、通常、爪18は単動式エアシリンダー51の内部にあるバネの力により、閉じた状態にある。マスク11を収納する前に、予め上蓋13にエアーの供給ライン52を接続し、エアシリンダー51にエアーを供給して爪18を開状態にしておく。収納するマスク11をトレー12に載せ、ケースを閉じた後、エアーの供給ライン52を外し、エアシリンダー51内の空気を抜いて開放状態にすると、バネの力で爪18が閉じ、マスク11は固定される。爪18はスライドベアリング54により可動する。マスク11を外す場合は、再度、エアシリンダー51にエアーを供給し、爪18を開状態にして上蓋13を取り去る。 First, the first method will be described. In this case, the claw 18 is normally closed by the force of the spring inside the single-acting air cylinder 51. Before storing the mask 11, an air supply line 52 is connected to the upper lid 13 in advance, and air is supplied to the air cylinder 51 to open the claw 18. After the mask 11 to be stored is placed on the tray 12 and the case is closed, the air supply line 52 is removed, and the air in the air cylinder 51 is released to open the claw 18. Fixed. The claw 18 is moved by a slide bearing 54. When removing the mask 11, air is again supplied to the air cylinder 51, the claw 18 is opened, and the upper lid 13 is removed.
次に、第2の方法について説明する。この場合、エアシリンダーを逆の動作にするものである。この場合、通常状態で、爪18は単動式エアシリンダー51の内部にあるバネの力により、開いた状態にある。マスク11をトレー12に載せてケースを閉じた後、エアシリンダー51にエアーを供給し、爪18を閉じてマスク11を固定する。この状態で、エアー供給ライン52のバルブ53を閉じるとエアシリンダー51内の空気の圧力で爪18を閉じた状態で、マスク11を保持し、輸送することができる。エアシリンダー51のバルブ53を開き、圧力を開放すれば、爪18はバネの力で開き、マスク11を取り出すことができる。 Next, the second method will be described. In this case, the air cylinder is operated in reverse. In this case, in a normal state, the claw 18 is in an open state by the force of the spring inside the single-acting air cylinder 51. After the mask 11 is placed on the tray 12 and the case is closed, air is supplied to the air cylinder 51 and the nail 18 is closed to fix the mask 11. When the valve 53 of the air supply line 52 is closed in this state, the mask 11 can be held and transported with the claw 18 closed by the pressure of the air in the air cylinder 51. If the valve 53 of the air cylinder 51 is opened and the pressure is released, the claw 18 is opened by the spring force, and the mask 11 can be taken out.
本マスク用ケース10にマスク11を収納するためには、まず、搬送装置等を使用して、マスク11をトレー12に載せる。トレー12にはマスク支持体19以外には構造物がないため、各種のハンドリングエリアを有するマスク搬送装置を使用することが可能である。次に、上蓋13の爪18が開いた状態で、上蓋13を載せてケース10を閉じ、止め金具17によりケース10の上下を固定してトレー12と上蓋13の勘合部を密閉する。次に前述の手法にて、爪18を閉じてマスク11をクランプする。この状態でマスク11はケース10に頑強に固定されており、ケース10をこの向きで、あるいは90度回転させて立てた状態で、梱包し、工場間を輸送することが可能である。
In order to store the mask 11 in the
(マスク用ケースの交換)
次に、本発明のマスク用ケース10から図6に示す内部工程用ケース60にマスクを入れ換える方法を、図7を使用して説明する。ユーザーの工場に到着後、開梱してマスク用ケース10を取り出し、クリーンルームに入れる。予め、内部工程用ケース60の上蓋63を外しておく。本発明のマスク用ケース10の止め金具を外し、トレー12を分離して、ハンドルを人間あるいは搬送装置が掴み、固定されたマスク11ごと上蓋13を持ち上げ、必要な場所に搬送する(図7(a))。次に、図7(b)に示すように、搬送したマスク11を上蓋13ごと内部工程用ケース60のトレー62に被せ、マスク11を内部工程用ケース60のトレー62のマスク支持体64の上に載せる。その後、ケース上蓋13の爪を開き、上蓋13を持ち上げて取り去り(図7(c))、内部工程用ケース60の上蓋63をして作業を完了する(図7(d))。一連の作業により、マスクユーザーはマスク11に全く触れることなしにマスク11を内部工程用ケース60に収納することができる。
(Replacement of mask case)
Next, a method of replacing the mask from the
(ケース交換装置)
また、マスクユーザーが出荷ケースから内部工程用ケースにマスクを移し換えるのに際し、図8に示すような、マスク用のケース交換装置80を用いることもできる。当該装置を用い、昇降機81のアーム82により、マスク用ケースの上蓋13のハンドル16部分をつかんでトレー12から持ち上げた状態で保持し、下にあるケースのトレーを交換する。図8では、ケース搬送台車83の上にトレー12が載置してある場合を示す。本発明のマスク用ケース交換装置80によれば、重量の大きなマスクも簡単に内部工程用ケースに移し変えることが可能である。また、本発明のマスク用ケースを用いて、直接、露光装置等のステージにマスクをセットすることも可能である。
(Case changing device)
Further, when the mask user transfers the mask from the shipping case to the internal process case, a mask
上記のように、本発明のマスク用ケースを使用することにより、全く人間がマスクに触れることなく、また、別のマスクハンドリングツールや搬送装置を使用することなく、容易にマスクを内部工程用ケースや装置のステージに移し変えることを可能にするものである。 As described above, by using the mask case of the present invention, the mask can be easily attached to the internal process case without any human touching the mask, and without using another mask handling tool or transfer device. And can be transferred to the stage of the device.
10 マスク用ケース
11 マスク
12 トレー
13 上蓋
14 樹脂板
15 金属フレーム
16 ハンドル
17 止め金具
18 爪
19 マスク支持体
41 スプリング
42 爪固定用ネジ
51 エアシリンダー
52 エアー供給ライン
53 バルブ
54 スライドベアリング
60 内部工程用ケース
62 トレー
63 上蓋
64 マスク支持体
80 ケース交換装置
81 昇降機
82 アーム
83 ケース搬送台車
90、100 マスク用ケース
91、101 マスク
92、102 トレー(ケース本体)
93、103 上蓋
94 マスク固定用溝
104 マスク支持体
10 Mask Case 11 Mask 12 Tray 13 Top Cover 14
93, 103 Upper lid 94
Claims (5)
少なくとも前記ケースの上蓋に金属のフレームと、前記フォトマスクを把持し固定するために前記金属フレームから前記ケース内部に突き出た爪と、前記金属フレームから前記ケースの外側に突き出たハンドルと、を有し、
前記トレーと前記上蓋を分離した状態で、前記上蓋の内側に前記フォトマスクを前記爪で固定し、前記上蓋の外側の前記ハンドルを人間あるいは搬送装置が把持して搬送できることを特徴とする大型フォトマスク用ケース。 A case for a large photomask comprising a tray and an upper lid for storing and transporting a large photomask,
A metal frame at least on the upper lid of the case; a claw protruding from the metal frame into the case to hold and fix the photomask; and a handle protruding from the metal frame to the outside of the case. And
In a state where the tray and the upper lid are separated, the photomask is fixed to the inner side of the upper lid with the claws, and the handle outside the upper lid can be gripped and transported by a human or a transport device. Case for mask.
At least the handle portion of the upper lid of the case is held to move the upper lid up and down, the upper lid is held in a state where it is lifted from the tray, and the case is transferred by exchanging the lower tray The case replacement device for a case for a large photomask according to any one of claims 1 to 4, wherein
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