JP3585490B2 - マガジンの仕切り及びその中に配置された円板状対象物の割出し装置 - Google Patents

Description

本発明は、マガジンの仕切り及びその中に配置された円板状対象物、特にウェーハ及びマスクの割出し装置に関するものであり、それらの円板状対象物の加工のためにマガジンが、円板ハンドリング装置のマガジン収納台を用いてマガジンリフトによって高さ測定できるように取出し及び供給のためのハンドリング平面に対して調整自在である割出し装置に関するものである。この種の技術的解決方法は、集積回路の製造時には特にハンドリングに応用可能であり例えば米国特許第4895486号において公知である。
集積回路の製造時にはウェーハが異なる加工工程の間で個別の加工機械に移送されねばならない。これは、標準化された移送ボックス、いわゆる標準機械式インターフェースボックス（SMIFボックス）で行われることが次第に多くなっている。このボックスの底部には、仕切り内にウェーハを配置したマガジンが適切な方法で固定されている。加工機械へ供給するためには、マガジンが移送ボックスから適切な手段で取り出され、ウェーハが取出し・供給装置によって取り出される。加工後にはウェーハはマガジンの仕切りへ、またマガジンは移送ボックスへ戻される。
衝撃圧センサ又は反射結合を用いてマガジン内のウェーハを検出することが可能であるが、これにはマガジンの処理を所定の順序で行わねばならないという欠点がある。その場合にウェーハはマガジンから任意に取り出すことができず、供給マガジンは下から上へと空にしなければならず、そして取出しマガジンは上から下へと装填されねばならない。それは、必要なセンサ配置とそれに関連してウェーハの取出し及び供給に起因している。したがって一定階層へのウェーハ配分は保持されない。そのような技術的解決方法を用いた場合には、検査時の通常見本抜取りも前述の移送ボックスでの装填も不可能である。
米国特許第4895486号によれば、制御装置によってキャリヤ（マガジン）内での円板状対象物の有無及びキャリヤ内での基準平面に対する円板状対象物の相対位置を測定することが公知である。この場合にはそのような対象物の有無に対する第１信号及び対象物に対する位置信号が互いに結合される。第１信号は、対象物が配置され得る空間を監視する光電センサによって得られる。第２信号は、キャリヤの昇降用駆動装置と結合された位置エンコーダを介して発生する。基準平面並びに対象物の保持可能空間を決めるためには、キャリヤ内の空間が垂直方向でセグメントに分割される。基準平面として用いられるセグメント及び円板状対象物のないセグメントと並んで、対象物が配置され得るウインドウセグメントが画定される。キャリヤの割出しは、キャリヤ内の基準平面を測定技術的に検出した後でウインドウセグメントの位置がコンピュータによってそれぞれ使用されたキャリヤの構造データに基づき求められて記憶される。
上記の解決によれば、対象物の数及び対象物の設置場所が基準平面に対し相対的にキャリヤの内部で測定可能ではある。しかしながら、キャリヤから対象物を取り出すためには、このキャリヤ又は取出し・供給装置が、キャリヤの仕切りの格子寸法で位置決めされる必要がある。その際には互いに差のあるキャリヤ形状寸法及び許容誤差が考慮されねばならない。そうでない場合には、誤りを排除することができない。問題は特に空のキャリヤが任意に送られるような場合に生ずる。
そのほかに、垂直上昇方向でのキャリヤ移動時にキャリヤ内の対象物の正しい位置を他の光電センサによって監視することが可能である。それによって、間違った又は修正されていないハンドリングにてキャリヤから突出する対象物が移送ボックスに戻される場合に損傷を受けることを回避するものである。キャリヤから突出する対象物が認識されると、マガジンの移送が停止され、誤りを除去するために作業者の手動による介入ができるようにされる。突出している対象物の認識は意味があるが、しかしながら、必要な手動介入はクリーンルーム条件や場合によっては機械設置室内の加工機械の空調条件の妨害になるとともに次に続く各加工を不必要に遅らせる。
したがって、本発明の課題は寸法許容誤差に関係なくマガジンの任意かつ予設定可能な各平面へ取出し・供給装置を正確に到達させることを保証し、それにて上記解決方法による追加調整に関連した費用を回避し、さらには上記移送ボックスを広範囲に使用できるようにすることである。その他に、ウェーハの誤状態の認識時にも引続き次作業へ確実に移行することができる。
本発明によれば、この課題はマガジンの仕切り及び同マガジン中に配置された円板状対象物、特にウェーハ及びマスクの加工のためにマガジンが、円板ハンドリング装置のマガジン収納台を用いてマガジンリフトによって高さ測定できるように取出し及び供給のための第１ハンドリング平面に対して調整自在である円板状対象物の割出し装置により円板状対象物をその位置で測定光束によって基準平面に対し相対的に検出する送信器及び受信器から成る光電センサを用いて解決される。すなわち、測定光束が基準平面に対し相対的にマガジン仕切りの位置をも検出し、かつ基準平面が円板ハンドリング装置内で第１ハンドリング平面と構造的に固定関係にあることによって解決される。
送信器から送出されその中心光線によって基準平面にある測定光束は、マガジン仕切りを有して対向する壁部の間を通過そており、マガジン内方を向いて仕切りを形成し測定光束に影をつける壁突出部に向けられている。これらの突出部は、円板状対象物の設置台として用いられる。積み重なって配置されたマガジン仕切りの方向での高さ調整によってマガジン仕切りは順番に基準平面と共通位置をとるが、この高さ調整によってマガジン仕切りの像も並びにマガジン仕切り内に配置された円板状対象物の像も測定光束の変調によって形成される。
マガジン仕切り自体及びその中に含まれた対象物は、単一センサシステムを用いて測定技術的に検出される。それによって、構造データからのマガジン仕切り位置の演算技術的確定又は割出しスケールを用いた位置の確定とは違って、実際に生ずる関係が求められる。それによって取出し及び戻しを任意に行うことができる。したがって、異なる仕切り間隔を備えたマガジン間でも選別変更は各方法によって互いに可能となるし、またマガジン内の基準平面に対しても可能となる。空のマガジンも任意に装填され得る。
マガジンから突出している円板状対象物の位置決めに第１ハンドリング平面に対して平行な第２ハンドリング平面に円板戻し装置が設けられている。円板戻し装置の起動は第２センサのセンサ信号によって左右される。第２センサの測定光束は、円板状対象物に対して平行に向けられており、マガジンの高さ調節時に取出し及び供給に用いられるマガジン側に直接的に隣接されている。
センサ信号によって起動される円板戻し装置は、外部介入を必要とすることなく対象物をマガジン仕切り内へ戻す。さらに、マガジンは手動介入されることなく移送ボックスへ確実に移動され、突出する対象物の損傷が回避される。
次に概略図の用いて本発明の実施例をさらに詳しく説明する。ここに示すのは次のとおりである：
図１は、円板ハンドリング装置の一部分を部分的に断面で示し、
図２は、マガジンの断面図と関連した光電センサの配置を示し、
図３は、測定光束の横断面図とともにマガジンの前面図を示し、
図４は、挿入された円板状対象物を備えたマガジンの壁部の一部の一断面を拡大して示すとともに、光電センサを用いて走査された前記一断面の像を示し、
図５は、第２センサ及び円板戻し装置を備えたマガジンの上面図を示し、
図６は、制御ユニット、処理ユニット及び評価ユニットの結合を、本発明を実施するためのその他のユニット類とともにブロック回路図で示している。
図１にて部分的に示す円板ハンドリング装置は、その内部で駆動スピンドル１を介してｚ方向（円板ハンドリング装置の設置面に対して直角）に昇降自在なマガジン収納台２を有している。スピンドル１の駆動は、角度測定システム４を装備しているステッピングモータ３を用いて行われるので、スピンドルピッチを介して上昇時又は下降時の移動距離が検出可能である。電子制御装置を備えたステッピングモータ３及び角度測定システム４は、図６に従った制御コンピュータ25と協働してマガジンリフトの位置調整器を形成する。このマガジンリフトには、そのほかにスピンドル１及びマガジン収納台２が組み合されている。取出し・供給装置５は、ハンドリング平面Ｈ−Ｈで作動するハンドリングアーム６を有しており、送信器７と受信器８とから成る光電センサ及びマガジンリフトと同様に共通枠９に対して固定されている。送信器７から送出される測定光束10は、その中心光線によって、マガジン11内に配置されわかりやすくするために図３において示されるマガジン仕切り12及びその中に配置される円板状対象物13を割出すための基準平面Ｅ−Ｅにおいて伸長する。基準平面Ｅ−Ｅとハンドリング平面Ｈ−Ｈとの間の離間距離は駆動スピンドル１の走行範囲以内において選択され得る。
図２及び図３は、マガジン11及びマガジン仕切り12内に挿入された場合の例えばウェーハ又はマスクのような円板状対象物13に関するセンサの配置を示している。それによれば送信器７及び受信器８の配置は、測定光束10がマガジン11の壁14、15間で通過するように案内されて角部16に向けられている。角部16は、図４によれば円板状対象物13の支持台として用いられマガジン11の内側に向いた突出部17が測定光束10をさぎるように測定光束10内の達している。図示したマガジン11の傾斜光線が選択されたのは、マガジンが大抵の場合に背側で部分的に閉鎖されているからである。そのように閉鎖されていない場合には、壁14,15及びマガジンの仕切り12に対して平行な測定光束10の光線通路も可能であることは勿論である。測定光束10の中心光線は、好適には突出部17の前エッジに沿って直接的に伸長する。
第１センサのほかにも、取出し及び供給に用いられるマガジン側（取出し・供給装置５の対向側）でマガジン11に、送信器18及び受信器19から成る他のセンサが隣接されている。このセンサは、第１センサに対し所定距離で離間しており、マガジン11の正のｚ方向での移送時にマガジン11から突出している対象物20を認識する。
図５に示すように、マガジン11から突出している対象物20の位置決めのために円板戻し装置21が設けられている。この円板戻し装置は、第１ハンドリング平面Ｈ−Ｈに対して平行な第２ハンドリング平面で第１センサによって得られた位置情報に基づいて対象物20をマガジン11内に移動させる。それによってマガジン11の移送が、手動介入を行うことなく妨げられずに続行される。円板戻し装置21は電動てこ機構22から成っており、この電動てこ機構はその駆動装置（図示せず）の回転時に90゜の揺動運動を行う。てこ機構22のてこの転回点は、てこが対象物20をマガジン11内に押し入れ、続いてリミットスイッチ23によって監視される初期位置に戻るように配置されている。
図６によれば、本発明を実施するために、ステッピングモータ３、角度測定システム４、送信器７及び18、受信器８及び19、枠９と固定接続された第３センサ24、てこ機構22及びリミットスイッチ23が制御コンピュータ25と図示のように結合されている。センサ類と制御コンピュータ25との間にはアナログディジタル変換器が接続されている。これらのうちアナログディジタル変換器は26で表わされている。
枠９と固定接続されハンドリング平面Ｈ−Ｈ及び基準平面Ｅ−Ｅに対し所定離間距離を有している第３センサ24に対してマガジン収納台２が位置決めされ、角度測定システムの計数器がゼロにされた後で、マガジン仕切り12及びその中に配置された円板状対象物13の割出しのために、マガジン11は、図示されていない防塵移送ボックスから底部とともに自動的に取り出されマガジン収納台２によって受け継がれる。その後で、好適にはデータ低減のために設定されたしきい値sw1及びsw2のうちのしきい値sw2を越えるまで、マガジン収納台２が降下される。すなわち、マガジン収納台は負のｚ方向に走行される。こうしてマガジン11によって基準平面Ｅ−Ｅに対するマガジン低部の離間距離が検出されている。積み重なるように配置されたマガジン仕切り12の方向でマガジン11が基準平面Ｅ−Ｅを通って動く場合には、マガジン仕切り12及び対象物13を写像として表わす振幅変調センサ出力信号Ｕが、図４のように移動距離の関数として受信器８で得られる。この信号は、アナログディジタル変換器26に供給され、制御コンピュータ25を用いて角度測定システム４の測定信号と結合され記憶される。対象物13をマガジン11から取り出すか又は空のマガジン仕切り12に配置するためには、求められた計数状態に基準平面Ｅ−Ｅと第１ハンドリング平面Ｈ−Ｈとの間の離間距離の値が加えられ、マガジンリフトを用いてマガジン11が適切なｚ位置に移動される。
円板状対象物13の移送時に周囲条件が許すならば、前記種類の特別な保護移送ボックスを用いなくてもよいのは当然である。この特別な場合にマガジン収納台２は、移送ボックスから移行することなく直接にマガジンを受け取る。

Claims (3)

1. マガジン仕切り及びその中に配置された円板状対象物、特にウェーハ及びマスクの割出し装置であって、前記円板状対象物の加工のためにマガジン（11）が円板ハンドリング装置のマガジン収納台（２）を用いたマガジンリフトによって高さ測定できるように取出し及び供給のための第１ハンドリング平面（Ｈ−Ｈ）に対して調整自在であり、送信器（７）と受信器（８）とから成る光電センサを備えており、該光電センサが、その測定光束（10）によって前記円板状対象物（13）の位置 を基準平面（Ｅ−Ｅ）に対し相対的に検出する装置のおいて、
   前記測定光束（10）が、マガジン仕切り（12）の位置を基準平面（Ｅ−Ｅ）の対し相対的に検出して、さらには該基準平面（Ｅ−Ｅ）が円板ハンドリグ装置内で第１ハンドリング平面（Ｈ−Ｈ）に対して固定されていることを特徴とする装置。
2. 前記送信器（７）から送出される測定光束 （10）の中心光線が基準平面（Ｅ−Ｅ）に配置され、そ の測定光束（10）がマガジン仕切り（12）を包含する対向壁（14,15）の間を通過するように案内され、かつ、 その測定光束（10）が前記壁（14,15）のうちの一方の 壁の突出部（17）に向けられており、前記突出部（17） は前記マガジン（11）の内側へ向き、かつ、前記円板状 対象物（13）を支持するための仕切りを形成するととも に前記測定光束（10）をさえぎり、積み重なって配置されたマガジン仕切り（12）の方向に沿った高さ調整によってマガジン仕切りが順番に基準平面（Ｅ−Ｅ）と共通の位置を占め、測定光束（10）の変調によって、前記マガジン仕切り（12）の像及びそのマガジン仕切り内に配置された円板状対象物（13）の像が形成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記マガジン（11）から突出している円板状対象物（20）を位置決めするために、第１ハンドリング平面（Ｈ−Ｈ）に対して平行な第２ハンドリング平面に円板戻し装置（21）が設けられており、その起動が第２センサのセンサ信号によって左右されており、該第２センサの測定光束が、円板状対象物（13、20）に対して平行に向けられており、かつ、マガジン（11）の高さ調節時にそのマガジンの取出し及び供給側に直接的に隣接されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。

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