JP2002313884A - 板状体の位置のアライメント機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アライメントのための専用の駆動源を要しな
い機構を提供する。 【解決手段】搬送ロボット１０のロボットアーム１１に
よって押し下げられる押し板４０と、押し板４０によっ
て駆動されるＬ字型のアライメントアーム３０ａと３０
ｂとを設け、ロボットアーム１１が矢印Ｄの運動をする
ことを利用して、ロボットアーム１１を押し板４０を下
方に駆動し、これに伴って、押し板４０が支点３１ａを
有するライメントアーム３０ａと、支点３１ｂを有する
アライメントアーム３０ｂとを駆動し、アライメントア
ーム３０ａのローラ３３ａとアライメントアーム３０ｂ
のローラ３３ｂでマスク１の位置を正しい位置にアライ
メントする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、半導体装置の製
造等における検査装置、加工装置あるいは描画装置等の
装置の使用に際して、半導体ウェハ等の板状の試料、あ
るいはマスク等の板状体の位置をアライメントするため
の機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】露光の原版となるべきマスクに電子ビー
ム描画装置等によってパターンを描画するに際して、マ
スクの搬送ロボットによって描画装置にマスクを装填す
るに先立って、マスクの装填位置を正確にアライメント
する操作が行われる。具体的には、まず、描画装置にマ
スクを装填するため、マスクは搬送ロボットのロボット
アームに乗せられる。このとき、乗せられたマスクの位
置は必ずしも正確な位置にあるとは限らない。次いで、
ロボットアームに乗せられたマスクの位置をアライメン
ト機構を用いて正確な位置に合せ直す。しかる後に、搬
送ロボットはマスクを描画装置のステージ上に乗せ替え
る。このようにして、マスクは描画装置のステージ上の
所定の正確な位置に乗せられることになる。

【０００３】図１および図２は、上述のアライメント機
構を用いた位置合せの考え方を説明するための図であ
る。

【０００４】図１において、１はマスクであり、最初は
２点鎖線で示すような位置に装填されたとする。２はマ
スク１を所定の位置にアライメントするためのアライメ
ント部材であり、図１に示す例においては、図の左上の
２個、右下の２個をそれぞれ１組のアライメント部材と
して、２組１対のアライメント部材から成る。図に矢印
で示すＡおよびＢは、アライメントの際、各組のアライ
メント部材２が駆動される方向を示している。アライメ
ントに際しては、各組のアライメント部材２が最初は２
点鎖線で示すような位置から、矢印ＡおよびＢで示す方
向に駆動され、実線で示す位置に至る。このとき、左上
の組のアライメント部材２と右下の組のアライメント部
材２とがマスク１の所定の位置の中心位置に対して対称
的に駆動されれば、マスク１は実線で示す所定の位置に
正確にアライメントされることになる。

【０００５】図２は、前述の各組のアライメント部材２
を対称的に駆動するための機構を説明するための例であ
る。図２において、３は回転可能に取りつけられた平歯
車であり、４は平歯車３の回転に伴って図の上下方向に
移動可能にガイドレール（図示せず）に沿って移動する
２つのラックである。同じく図２において、５は回転可
能に取りつけられた円板であり、６は円板５の対称位置
に一端が回転可能に取り付けられた２本のアームであ
る。アーム６の他端は図示しないガイドレールに沿って
図の上下方向に移動可能になっている。なお、平歯車３
や円板５は、図示しない駆動源によって任意に回転され
るようになっている。このような構成において、左図の
ラック・平歯車方式では、平歯車３をある角度だけ回転
させれば２つのラック４は互いに逆の方向に一定距離だ
け移動する。また、右図のリンク機構方式では、円板５
をある角度だけ回転させれば、円板５に取り付けられた
アーム６の他端は互いに逆の方向に一定距離だけ移動す
る。

【０００６】このような機構を利用することによって、
図１の各対のアライメント部材２を、マスク１の所定の
位置の中心位置に対して対称的に、矢印Ａ、Ｂの方向に
駆動することができる。

【０００７】しかしながら、このような方式において
は、平歯車３や円板５を回転・駆動させるための専用の
駆動源が必要であり、このための電気系統の構成も必要
とし機構が煩雑となってしまう等の問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決すべくなされたものであり、アライメントの
ための専用の駆動源を不要とすることを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、搬送ロボットのロボットアームに載置されて
搬送される板状体の載置位置のアライメント機構におい
て、前記アライメント機構は、アライメント動作の際に
前記板状体を載置して所定の高さに支持するための板状
体支持部と、該板状体支持部に載置された前記板状体を
挟み込むようにして前記板状体の位置をアライメントす
るための１対のアライメントアームと、該アライメント
アームを駆動するための押し板とを備え、前記１対のア
ライメントアームは前記押し板の駆動に伴って共に等し
い量だけかつ前記板状体を挟み込むように駆動されるよ
うになされており、前記ロボットアームは、前記板状体
を載置して前記アライメント機構まで搬送するための第
１の方向の動作と、前記板状体を前記板状体支持部に載
置するための第２の方向の動作とを有し、該ロボットア
ームの第２の方向への動作によって、前記押し板がロボ
ットアームに押されて駆動されるように成したことを特
徴とする。

【００１０】また、前記板状体は、露光のためのマスク
であることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１２】図３、図４および図５は、本発明のアライ
メント機構の実施形態の一例を示している。図３はアラ
イメント機構の構成を示す横面図であり、更に、マスク
が搬送ロボットによって搬送されている途中の状態を表
している。図４はマスクがアライメント機構によってア
ライメントされた時点でのアライメント機構の横面図で
あり、図５はその上面図である。

【００１３】図３において、１はマスクであり、１０は
マスク１を搬送するための搬送ロボットである。１１は
搬送ロボット１０のロボットアームであり、このロボッ
トアーム１１にはマスク１を搬送中載置する載置部材１
２が設けられている。２０はマスク１の位置をアライメ
ントするためのアライメント機構部であり、２１はアラ
イメント機構部２０に固定的に設けられたマスク１を所
定の高さに支持するマスク支持部である。このマスク支
持部２１と前記ロボットアーム１１の位置の関係は、図
５に示すように、ロボットアーム１１が３本のマスク支
持部２１の間に挿入されるようになっている。

【００１４】図３において、３０ａはアライメント機構
部２０に設けられた支点３１ａを中心に回転可能に取り
つけられたＬ字型のアライメントアームであり、同じく
３０ｂはアライメント機構部２０に設けられた支点３１
ｂを中心に回転可能に取りつけられたＬ字型のアライメ
ントアームである。アライメントアーム３０ａの一端に
はローラ３２ａが取りつけられ、他端にはローラ３３ａ
が取りつけられている。同じくアライメントアーム３０
ｂの一端にはローラ３２ｂが取りつけられ、他端にはロ
ーラ３３ｂが取りつけられている。これらローラ３３ａ
とローラ３３ｂとマスク１との位置の関係は、図５に示
すように、ローラ３３ａがマスク１の左上から、ローラ
３３ｂがマスク１の右下からマスクの中心に向かって挟
み込むようになっている。

【００１５】更に、図３において、アライメントアーム
３０ａにはローラ３３ａとローラ３３ｂとが互いに離れ
る方向に移動するように付勢するためのスプリング３４
ａが設けられ、アライメントアーム３０ｂにはローラ３
３ａとローラ３３ｂとが互いに離れる方向に移動するよ
うに付勢するためのスプリング３４ｂが設けられてい
る。４０はローラ３２ａとローラ３２ｂとを下方に押し
付けて、ローラ３３ａとローラ３３ｂとが互いに近づく
方向に駆動するように働く押し板である。押し板４０に
は押し板４０を上方に移動するように付勢するスプリン
グ４１と当接部４２が設けられている。当接部４２はロ
ボットアーム１１の下面が当るようになっている。な
お、ここでは４０を「板」と称するが、板状である必要
性はない。

【００１６】次に、このような構成の動作について説明
する。

【００１７】始めに、マスク１が搬送ロボット１０によ
ってアライメント機構部２０に搬送され、アライメント
機構部２０においてアライメントされる場合について説
明する。まず、マスク１は搬送ロボット１０のロボット
アーム１１の載置部材１２にその稜が接するように載置
され、ロボットアーム１１が図３に示す矢印Ｃの如くの
方向に移動することによって、マスク１とアライメント
機構部２０の位置の関係は図３に示す状態になる。これ
を上から見た様子を図５を用いて説明する。即ち、マス
ク１は、ロボットアーム１１の３ヶ所に設けられた載置
部材１２に載置され、アライメント機構部２０の３ヶ所
に設けられたマスク支持部２１の上方に搬送され、マス
ク支持部２１によって支持可能な位置にくる。

【００１８】次いで、ロボットアーム１１が図４に示す
矢印Ｄの如くの方向に移動することによって、マスク１
はロボットアーム１１の載置部材１２から離れアライメ
ント機構部２０のマスク支持部２１の上に支持される。
更に、図４の２点鎖線で示す状態を経て矢印Ｄの如くの
方向に移動すると、ロボットアーム１１は押え板４０の
当接部４２を押し下げる。これによって、押し板４０は
ローラ３２ａとローラ３２ｂとを下方に押し下げる。ロ
ーラ３２ａとローラ３２ｂとが押し下げられると、Ｌ字
型のアライメントアーム３０ａとアライメントアーム３
０ｂとは支点３１ａと３１ｂとをそれぞれ中心に回転し
てローラ３３ａとローラ３３ｂとが矢印Ｆ、Ｇの如く互
いに近づく方向に駆動され、マスク１は所定の位置にア
ライメントされた状態になる。この様子を図５で見る
と、２個１組から成るローラ３３ａと同じく２個１組か
ら成るローラ３３ｂとがそれぞれ矢印Ｈ、Ｊの如くに駆
動され、マスク１は所定の位置に正しくアライメントさ
れた状態になる。なお、図４の矢印Ｄで示すロボットア
ーム１１の移動距離は、マスク１の寸法に応じて、あら
かじめ定めておくようにする。このとき、ロボットアー
ム１１は矢印Ｄ方向には可撓性があるので、前記移動距
離は若干大きめに設定するとよい。

【００１９】次に、所定の位置にアライメントされたマ
スク１をアライメント機構部２０から取り出す場合につ
いて説明する。図４の実線で示す状態において、ロボッ
トアーム１１を矢印Ｄの逆の方向に移動すると、マスク
１を押さえていたローラ３３ａとローラ３３ｂとが矢印
Ｆ、Ｇの逆の方向に駆動されてマスク１から離れて２点
鎖線で示す状態になる。更に、ロボットアーム１１が矢
印Ｄの逆の方向に移動すると、アライメント機構部２０
のマスク支持部２１に支持されているマスク１を、ロボ
ットアーム１１の載置部材１２で載置する状態になる。
このとき、マスク１はロボットアーム１１の載置部材１
２の所定の位置に正確に載置されている状態になり、マ
スク１のアライメントの動作は全て完了する。

【００２０】続いて、マスク１がロボットアーム１１の
載置部材１２の所定の位置に正確に載置されている状態
のままで、ロボットアーム１１を図３の矢印Ｃの逆の方
向に駆動して、アライメント機構部２０から戻す。更
に、搬送ロボット１０は、図示しない次の工程のための
例えば描画装置にマスク１を搭載するために、ロボット
アーム１１を描画装置のマスク１の搭載位置に駆動し
て、マスク１を描画装置に搭載する。

【００２１】図６は他の実施の形態を示す。当接部４２
を有しスプリング４１で付勢された押し板４０には、ラ
ック５１ａおよび５１ｂを設ける。更に、支点３１ａ、
３１ｂを回転軸として前記ラック５１ａおよび５１ｂと
それぞれ噛み合う平歯車５２ａおよび５２ｂを設け、平
歯車５２ａおよび５２ｂにそれぞれアライメントアーム
５３ａおよび５３ｂを取りつけ、アライメントアーム５
３ａおよび５３ｂの先端にはそれぞれローラ３３ａとロ
ーラ３３ｂが取りつけられている。

【００２２】このような構成において、図４で動作を説
明した如くに、搬送ロボット１０の搬送動作によって、
マスク１がロボットアーム１１の載置部材１２から離れ
アライメント機構部２０のマスク支持部２１の上に支持
された後、更に、図６の２点鎖線で示す状態を経て矢印
Ｄの如くの方向に移動すると、ロボットアーム１１は押
し板４０の当接部４２を押し下げる。これによって、押
し板４０に取りつけられたラック５１ａと５１ｂが下方
に動き、ラック５１ａと５１ｂにそれぞれ噛み合った平
歯車５２ａと５２ｂが回転し、平歯車５２ａと５２ｂに
それぞれ取りつけられたアライメントアーム５３ａと５
３ｂが駆動され、アライメントアーム５３ａと５３ｂの
それぞれの先端に取りつけられたローラ３３ａとローラ
３３ｂが互いに近づく方向に駆動されて、マスク支持部
２１に支持されているマスク１の位置が正しい位置にア
ライメントされた状態になる。

【００２３】更に、図７は本発明にかかるアライメント
機構において、異なる寸法のマスクに対する動作を説明
するための横面図である。図３、４と同じ構成におい
て、図７に示すマスクＡ、Ｂ、Ｃの如くの異なるマスク
寸法の場合には、ロボットアーム１１の矢印Ｄで示すス
トロークをマスクの寸法に応じて図のＤ_Ａ、Ｄ_Ｂ、Ｄ_Ｃ
の如くに変えるようにすることよって対応できる。

【００２４】以上本発明の実施の形態を説明したが、本
発明は上記形態に限定されるものではない。例えば、前
記実施の形態では、露光の原版となるべきマスクに電子
ビーム描画装置等によってパターンを描画するに際して
のアライメント機構について述べたが、半導体ウェハ等
の板状の試料を検査装置や加工装置に装填するに際して
のあらかじめの位置合せに適用することもできることは
いうまでもない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、押し板４０と、Ｌ字型のアライメントアーム３０ａ
と３０ｂとを設け、ロボットアーム１１が図４に示す矢
印Ｄの運動をすることを利用して、ロボットアーム１１
をスプリング４１で付勢された押し板４０の当接部４２
に当てて押し板４０を下方に駆動し、支点３１ａを有し
スプリング３４ａで付勢されたアライメントアーム３０
ａと、支点３１ｂを有しスプリング３４ｂで付勢された
アライメントアーム３０ｂとを駆動し、アライメントア
ーム３０ａのローラ３３ａとアライメントアーム３０ｂ
のローラ３３ｂでマスク１をアライメントするようにし
た。

【００２６】これによって、アライメントのための専用
の駆動源を不要とした。

【００２７】

【図面の簡単な説明】

【図１】アライメントの動作を説明するための図であ
る。

【図２】アライメントの動作を実現するための機構を説
明するための図である。

【図３】本発明にかかるアライメント機構の一実施例の
機構と動作を説明するための横面図である。

【図４】本発明にかかるアライメント機構の一実施例の
動作を説明するためのもう一つの横面図である。

【図５】本発明にかかるアライメント機構の一実施例の
構成と動作を説明するための上面図である。

【図６】本発明にかかるアライメント機構の他の実施例
の機構と動作を説明するための横面図である。

【図７】本発明にかかるアライメント機構において、異
なる寸法のマスクに対する動作を説明するための横面図
である。

【符号の説明】

１…マスク、２…アライメント部材、３…平歯車、４…
ラック、５…円板、６…アーム、１０…搬送ロボット、
１１…ロボットアーム、１２…載置部材、２０…アライ
メント機構部、２１…マスク支持部、３０ａ、３０ｂ…
アライメントアーム、３１ａ、３１ｂ…支点、３２ａ、
３２ｂ、３３ａ、３３ｂ…ローラ、３４ａ、３４ｂ…ス
プリング、４０…押し板、４１…スプリング、４２…当
接部、５１ａ、５１ｂ…ラック、５２ａ、５２ｂ…平歯
車、５３ａ、５３ｂ…アライメントアーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送ロボットのロボットアームに載置さ
   れて搬送される板状体の載置位置のアライメント機構に
   おいて、前記アライメント機構は、アライメント動作の
   際に前記板状体を載置して所定の高さに支持するための
   板状体支持部と、該板状体支持部に載置された前記板状
   体を挟み込むようにして前記板状体の位置をアライメン
   トするための１対のアライメントアームと、該アライメ
   ントアームを駆動するための押し板とを備え、前記１対
   のアライメントアームは前記押し板の駆動に伴って共に
   等しい量だけかつ前記板状体を挟み込むように駆動され
   るようになされており、前記ロボットアームは、前記板
   状体を載置して前記アライメント機構まで搬送するため
   の第１の方向の動作と、前記板状体を前記板状体支持部
   に載置するための第２の方向の動作とを有し、該ロボッ
   トアームの第２の方向への動作によって、前記押し板が
   ロボットアームに押されて駆動されるように成したこと
   を特徴とするアライメント機構。
2. 【請求項２】 前記板状体は、露光のためのマスクであ
   ることを特徴とする請求項１記載のアライメント機構。