JP3808362B2 - マスク板載置台及びマスク板判別装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する分野】
本発明は、載置したマスク板の厚さが検出可能なマスク板載置台及びその様なマスク板載置台を備えたマスク板判別装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体の製造においては、ガラス等の基板上にレジストを塗布したマスク板上に電子ビーム等のエネルギービームによりパターンを描き(マスク描画と称す)、その後、エッチング等の処理を行ってマスク原板を作製し、該マスク原板を転写装置にセットし、光等のエネルギービームによりシリコンウエハ等の半導体基板上にICパターンを作成している。
【0003】
図1はマスク描画用電子ビーム描画装置の1概略例を示したものである。
【0004】
図中1はマスク板が多数貯蔵されたマスク板貯蔵庫で、昇降機構2により昇降可能に成っている。
【0005】
3は該マスク板貯蔵庫1に貯蔵されたマスク板をアーム4に載せ、マスク板載置台5にセットするマスク板搬送機構である。該マスク板搬送機構は、アーム4の動きを駆動するアーム駆動機構6と、アーム4の昇降・回転を駆動する昇降・回転機構7から成る。
【0006】
前記マスク板載置台5は、マスク板の厚さ等を検出するものである。
【0007】
8は該マスク板載置台に載置されたマスク板をアーム9に載せ、予備室10内に設置されたアライメントテーブル11にセットするマスク板搬送機構である。該マスク板搬送機構は、アーム9の動きを駆動するアーム駆動機構12と、アーム9の昇降・回転を駆動する昇降・回転機構13から成る。
【0008】
前記アライメントテーブル11はマスク板の位置合わせを行うもので、その為に、アライメント機構14が備えられている。
【0009】
このアライメントテーブル11でアライメントされたマスク板は、予備室10内に設けられた前記マスク板搬送機構3,8と同じ様な構成のマスク板搬送機構(図示せず)により、描画室15内の設けられたステージ16上にセットされる。
【0010】
該ステージ16上には、電子銃,集束レンズ,偏向器等が備えられた電子光学系鏡筒23が設けられており、電子銃から発生された電子ビームをステージ上にセットされたマスク板上に集束し、描くべきパターンデータに基づいて該集束された電子ビームでマスク板上の任意の領域を走査したり出来るようになっている。
【0011】
尚、図中17,18はゲート弁、19,20は排気弁、21,22は真空ポンプである。
【0012】
この様な装置においては、マスク板貯蔵庫1のマスク板をアーム駆動機構6のアーム4に載せ、マスク板載置台5の上にセットする。マスク板載置台5では、セットされたマスク板の厚さを検出する。
【0013】
該マスク板はアーム駆動機構8のアーム9に載せられ、リークされ、ゲート弁17が開けられた予備室10内のアライメントテーブル11上にセットされる。この時、ゲート弁18は閉じている。
【0014】
アーム駆動機構8のアーム9が予備室10から予備室外の元の位置に戻った後、ゲート弁17は閉められ、予備排気室内は真空ポンプ21により高真空に排気される。そして、アライメントテーブル11上にセットされたマスク板はアライメント機構14によりアライメントされる。
【0015】
その後、ゲート弁18が開き、該アライメントされたマスク板は、予備室内に設けられているアーム駆動機構(図示せず)のアーム(図示せず)により描画室15のステージ16上に載せられる。
【0016】
そして、ゲート弁18が閉じられ、ステージ上に載置されたマスク板上の所定の箇所に電子ビーム照射によりパターンが描かれる。
【0017】
さて、前記マスク板載置台5ではマスク板の厚さが検出され、更に、この厚さに基づいてマスク板の大きさがコンピューター(図示せず)により求められ、マスク板載置台5に載置されたマスク板の大きさがモニター(図示せず)に表示されるようになっている。このマスク板載置台5でのマスク板の厚さの検出は次のアライメントの工程に対し重要な工程となる。
【0018】
即ち、アライメントテーブル11にマスク板が載せられる時、そのマスク板の大きさに基づいたマスク板支持の為の調整が行われる。従って、マスク板をアライメントテーブル11に載せる前に実際に送られて来るマスク板の大きさを知る必要がある。
【0019】
又、マスク板載置台5にマスク板が傾いて載置された場合や装置の仕様に合わない大きさのマスク板が載置された場合には、アライメント操作に支障をきたすので、マスク板をアライメントテーブル11に載せる前に実際に送られて来るマスク板の厚さ知る必要がある。
【0020】
この様なマスク板載置台は次の様な構成になっている。
【0021】
図2はマスク板載置台の概略を示したもので、斜めから見た図である。図3はこの様なマスク板載置台を備えたマスク板判別装置の概略を示したもので、マスク板載置台については、図2に示すマスク板載置台のA−A断面を示している。図中25はベースで、この上の4つ角に四角柱状の支持柱26a,26b,26c,26dが立てられている。
【0022】
これらの支持柱26a,26b,26c,26dの上部は、一段の段差を有する構造になっており、26aと26bの各々の段差面、26cと26dの各々の段差面がそれぞれ向かい合っている。又、これらの支持柱は、前記向かい合っている支持柱を結ぶラインに沿って移動可能に成されている。尚、各支持柱の下段の上面がマスク板の支持面を成している。
【0023】
支持柱26aと26cの間には、ベース25に垂直な方向に多数の発光素子がライン状に配列された発光体27が設けられ、支持柱26bと26dの間には、ベース25に垂直な方向に多数の受光素子が前記多数の発光素子と相対するようにライン状に配列された受光体28が設けられている。
【0024】
この様な構造のマスク板載置台において、マスク板を載せたマスク板搬送機構3のアーム4は、アーム駆動機構6により前記支持柱26a,26b,26c,26dの中心の真上に移動する。次に、昇降回転機構7により下方へ移動することにより、マスク板M0は各支持柱の支持面(下段の上面)に載る。この後、オペレーターは肉眼にて、マスク板M0の各エッジと各支持柱26a,26b,26c,26dの支持面の段差面(背もたれ面)との隙間をチェックし、該隙間が殆ど無くなるように、各支持柱26a,26b,26c,26dを移動させ、マスク板M0の支持の不安定さを無くする。
【0025】
この様に安定した支持状態において、図4に示す様に、受光体28の各受光素子が検出していた発光体27の各発光素子からの光の一部が、受光体28と発光体27の間に入ったマスク板M0により遮断される。この遮断により、受光しなくなった受光素子の数に対応した長さ(例えば、Lb)がマスク板M0の厚さに対応する。
【0026】
受光体28からの信号(長さLbに対応した信号)はコンピューター29に送られる。
【0027】
該コンピューターは受光体28からの信号(不受光受光素子の長さLbに対応した信号)からマスク板M0の厚さ(例えば、tb)に対応した信号を算出しする。該コンピューターには、マスク板の厚さに対応するデータと、該厚さに対応するデータに対応するマスク板の大きさに対応するデータとがテーブル化(例.図5)されており、コンピューターはこのテーブルのデータに照らし合わせて、マスク板載置台5に実際に載置されたマスク板M0の大きさ(例えば、Sb×Sb)をモニター30に表示させる。
【0028】
この時、アライメントテーブル11においては、このマスク板の大きさに基づいたマスク板支持の為の調整が行われる。
【0029】
そして、このマスク板は、前記した様に、アライメントテーブル11へ載せられ、ここで位置合わせされる。
【0030】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、次の様な問題がある。
【0031】
何らかの原因で、マスク板Moがマスク板載置台に、例えば、図6の(a)に示す様に傾いて載せられた場合、受光しない受光素子の数に対応した長さがLb′となり、マスク板の実際の厚さ(例えば、tb)に対応した長さLらとはならない。この様な場合、コンピューター29はテーブル化した厚さデータに長さLb′に対応するデータが無いので、モニター30に、送られて来たマスク板は異常であることを表示させる。オペレーターはこの表示により、このマスク板がマスク板駆動機構8のアーム9によりアライメントテーブル11上へ送られないように、一時、マスク板駆動機構8の動作を停止させる。
【0032】
しかし、コンピューターが算出した厚さ、即ち、不受光受光素子の数に対応した長さLb′に対応した厚さが、コンピューター29にテーブル化されている厚さデータのどれか(taかtc)に一致した場合、マスク板の実際の大きさ(Sb×Sb)とは異なった大きさが認識されてしまい、アライメントテーブル11においては、認識されたマスク板の大きさに基づいたマスク板支持の為の調整が行われるので、該アライメントテーブル11でのアライメント操作に支障をきたすことになる。
【0033】
又、マスク板載置台5に載せられたマスク板が、コンピューター29にテーブル化されている厚さデータの一つに一致する厚さであっても、実際の大きさが装置の仕様に合わない大きさのものであった場合も、同様に、アライメントテーブル11でのアライメント操作に支障をきたすことになる。
【0034】
本発明は、この様な問題点を解決する為になされたもので、新規なマスク板支持台及びマスク板判別装置を提供することを目的とする。
【0035】
【課題を解決するための手段】
本発明に基づくマスク板支持台は、マスク板載置台の基盤上に、各々の載置面がそれぞれ異なった大きさのマスク板の周辺部の少なくとも一部を支持することによりマスク板を載置出来るように各載置面間に内向きの複数の段差を設けた段差体を設け、且つ、最も上の載置面と最も下の載置面の間に亘りマスク板の厚さが検出可能な光学的センサーを設けたことを特徴とする。
本発明に基づくマスク板判別装置は、マスク板載置台の基盤上に、各々の載置面がそれぞれ異なった大きさのマスク板の周辺部の少なくとも一部を支持することによりマスク板を載置出来るように各載置面間に内向きの複数の段差を設けた段差体を設け、且つ、最も上の載置面と最も下の載置面の間に亘りマスク板の厚さが検出可能な光学的センサーが設けられており、該光学的センサーは、載置面に垂直な方向にライン状に発光する発光体とライン状の光を受光出来る受光体を備えたマスク板載置台と、前記各載置面を厚さに対して大きさが決まっている各種マスク板各々の専用載置面とし、各載置面に所定種類のマスク板が所定の状態で置かれた時に、マスク板の厚さを感知する受光体の受光域に対応するデータが記憶されており、実際に載置されたマスク板の厚さを感知した受光体の受光域に対応するが前記記憶した受光体の受光域に対応するデータに無い場合、実際に載置されたマスク板は問題あるマスク板と判断するように成した制御装置とを備えたことを特徴とする。
【0036】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の態様の形態を詳細に説明する。
【0037】
図7は本発明の一例として示したマスク板載置台の概略を示したもので、斜めから見た図である。図8はこの様なマスク板載置台を備えたマスク板判別装置の概略を示したもので、マスク板載置台については、図7に示すマスク板載置台のB−B断面を示している。
図中35はベースで、この上の4つ角に四角柱状の支持柱36a,36b,36c,36dが立てられている。
【0038】
これらの支持柱36a,36b,36c,36dの上部は、複数段の段差(この例では三段の段差)を持つ構造になっており、36aと36bの各々の段差面側、36cと36dの各々の段差面側がそれぞれ向かい合っている。尚、各支持柱の各段の上面、即ち、各支持柱の上から1段目の上面(36a1,36b1,36c1,36d1)、2段目の上面(36a2,36b2,36c2,36d2)、3段目の上面(36a3,36b3,36c3,36d3)がそれぞれ各種専用のマスク板(装置の仕様に合う所定の厚さと大きさが組になったマスク板)の支持面を成している。
【0039】
支持柱36aと36cの間には、ベース35に垂直な方向に多数の発光素子がライン状に配列された発光体37が設けられ、支持柱36bと36dの間には、ベース35に垂直な方向に多数の受光素子が前記多数の発光素子と相対するようにライン状に配列された受光体38が設けられている。
【0040】
尚、発光体37と受光体38はベース35に取り付けても良いし、ベース35から独立させて設けてもよい。
【0041】
前記受光体38はからの信号はコンピューター39に送られる。該コンピューターは受光体38からの信号に基づいて、マスク板載置台に載ったマスク板の大きさの認識、或いは、載ったマスク板が異常なマスク板(傾いて載っているマスク板、或いは装置の仕様にない大きさのマスク板)かどうかの判別を行い、認識値若しくは判別内容をモニター40に表示させる。
【0042】
この様なマスク板の大きさの認識若しくは異常マスク板か否かの判別は、予めコンピューターに記憶されているテーブルの参照に基づいて行われる。
【0043】
図9はそのテーブル化された内容の一例を示したもので、三種類の不受光受光素子範囲と、各範囲に対応するマスク板の大きさが対応付けられている。即ち、厚さTaで大きさSa×Saのマスク板Maが専用載置面(上から1段目の載置面36a1,36b1,36c1,36d1)に載せられた時に、受光素子のHm1〜Hm2が受光しない、厚さTbで大きさSb×Sbのマスク板Mbが専用載置面(上から2段目の載置面36a2,36b2,36c2,36d2)に載せられた時に、受光素子のHn1〜Hn2が受光しない、厚さTcで大きさSc×Scのマスク板Mcが専用載置面(上から3段目の載置面36a3,36b3,36c3,36d3)に載せられた時に、受光素子のHo1〜Ho2が受光しないことを、予め実験等で確かめ、これらのデータを元にして、図9に示す様にテーブルを作成し、コンピューター39に記憶させる。尚、Hm1〜Hm2の不受光素子範囲(長さ)が厚さTaに、Hn1〜Hn2の不受光素子範囲(長さ)が厚さTbに、Ho1〜Ho2の不受光素子範囲(長さ)が厚さTcにそれぞれ対応している。
【0044】
尚、発光体37と受光体38はベース35に取り付けても良いし、独立させて設けてもよい。
【0045】
この様な構造のマスク板載置台を図1に示す様なマスク描画用電子ビーム描画装置に使用した場合、マスク板を載せたマスク板搬送機構3のアーム4は、アーム駆動機構6により前記支持柱36a,36b,36c,36dの中心の真上に移動する。
【0046】
次に、昇降回転機構7により下方へ移動することにより、マスク板MQは各支持柱の何れかの載置面に載る。
【0047】
尚、アーム4のマスク板載置面には、載せるマスク板の大きさに応じた載置箇所があり、通常、マスク板貯蔵庫1からマスク板を載せる時に、載せるマスク板の大きさに応じた載置箇所にマスク板が載せられるようになっている。又、アーム4をそのまま下降させれば、そのマスク板の大きさに応じた専用の載置面にマスク板が載るように、アーム4は、アーム駆動機構6により前記支持柱36a,36b,36c,36dの中心の真上に移動させられる様に成っている。
【0048】
例えば、この時、アーム4に載せられているマスク板MQが厚さtbで大きさがSb×Sbであったったとすると、アーム4が下降すると、図8に示す様に、Mbの専用載置面(上から2段目の載置面36a2,36b2,36c2,36d2)に載せられことに成る。
【0049】
この状態においては、図10に示す様に、受光体38の各受光素子が検出していた発光体37の各発光素子からの光の一部が、受光体38と発光体37の間に入ったマスク板MQにより遮断される。この遮断により、受光素子Hn1〜Hn2が受光しなくなり、コンピューター39は、受光体38からの信号によりマスク板MQの厚さがTbであることを算出する。同時に、テーブルを参照し、不受光受光素子がHn1〜Hn2であることから、載置したマスク板MQは厚さTbで大きさがSb×Sbのマスク板と判断し、モニター40にマスク板の大きさ(種類Mbでも良い)を表示させると共に、アライメントテーブル調整機構(図示せず)とアライメント機構14にマスク板の大きさデータを送る。
【0050】
従って、アライメントテーブル11においては、このマスク板に基づいたマスク板支持のための調整等が行われる。そして、このマスク板は、前記した様に、アライメントテーブル11へ載せられ、位置合わせされる。
【0051】
一方、前記アーム4が下降した時に、何らかの理由で、該アームに載置されていたマスク板MQがマスク板載置台に、Mbの専用載置面(上から2段目の載置面36a2,36b2,36c2,36d2)に正確に載らず、例えば、図11の(a)に示す様に、一方の片側が2段目の載置面36b2,36d2に載り、他の片側が上から1段目の載置面36a1,36c1に載ってしまった場合(即ち、傾いて載せられた場合)、不受光受光素子が図11の(b)に示す様に、Hn2〜Hn3とになったとする。
【0052】
該受光体38からの信号(不受光受光素子がHn2〜Hn3であるを示す信号)を受けたコンピューター39は、テーブル内を参照し、Hn2〜Hn3が不受光受光素子範囲に無いことを確認する。
【0053】
この結果、コンピューター39はマスク板載置台に載せられたマスク板MQは、異常なマスク板と判定し、モニター40に異常なマスク板である旨表示させると共に、マスク板搬送機構8に一時停止信号を送る。
【0054】
尚、この時、不受光受光素子Hn2〜Hn3から算出したマスク板の厚さがTaかTCの何れかに一致したとしても、コンピューター39は不受光受光素子範囲で見ているので、即ち、検出した不受光受光素子範囲がテーブルのデータにあるか否かを判断しているので、マスク板が傾いて載せられた場合には、必ずマスク板搬送機構8が一時停止する。
【0055】
又、マスク板載置台の何れかの載置面に傾くことなくマスク板が載せられた場合であっても、厚さと大きさの組み合わせが規定のものでなければ、異常なマスク板として判断される。
【0056】
何故ならば、マスク板の大きさがテーブル中にあるデータ(例えば、Sa×Sa)であっても、厚さがその大きさと組になっているデータ(Ta)でなければ、そのマスクは一段目の載置面に載せられ、不受光受光素子範囲がHm1〜Hm2 にならない。
【0057】
又、マスク板の厚さがテーブル中にあるデータ(例えば、TC)であっても、大きさがその厚さと組になっているデータ(Sc×Sc)でなければ、三段目の載置面に載せられず、不受光受光素子範囲がHo1〜Ho2とならない。
【0058】
尚、発光体37はライン状に多数並べられた発光素子から成したが、1本のライン状の発光素子から成しても良い。
【0059】
又、発光体37と受光体38をマクス板を挟んで相対するように配置させたが、マスク板に対して発光体37と受光体38を同じ側に置き、発光体37から発した光の内、マスク板の側面で反射した光を受光体で受光し、受光した受光素子数に基づいてマスク板の厚さを検出するように成しても良い。
【0060】
尚、前記例では、電子ビーム描画装置で使用されるマスク板載置台について説明したが、イオンビーム描画装置若しくはレーザー描画装置等で使用されるマスク板載置台、或いは、大型試料を観察若しくは検査するような走査型電子顕微鏡等に使用されるマスク板載置台等についても本発明は応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 マスク描画用電子ビーム描画装置の1概略例を示している。
【図2】 マスク板載置台の概略を示している。
【図3】 図2のA−A′断面図である。
【図4】 マスク板の厚さを検出する説明に使用した図である。
【図5】 コンピューターに記憶されたテーブルの内容の一例を示す。
【図6】 マスク載置台にマスク板が傾斜して載置された様子を示す。
【図7】 本発明の一例として示したマスク板載置台の概略を示したもので、斜めから見た図である。
【図8】 図7に示す様なマスク板載置台を備えたマスク板判別装置の概略を示したものである。
【図9】 本発明のマスク板判別装置の一部を成すコンピューターに記憶されたテーブルの内容の一例を示す。。
【図10】 本発明のマクス載置台の各専用載置面に専用のマクス板が載置された場合の不受光受光素子の範囲を示したものである。
【図11】 本発明のマスク載置台にマスク板が傾斜して載置された様子を示す。
【番号の説明】
1…マクス板貯蔵庫
2…昇降機構
3…描画室
4…アーム
5…マスク板載置台
6…アーム駆動機構
7…昇降・回転機構
8…マスク板搬送機構
9…アーム
10…予備室
11…アライメントテーブル
12…アーム駆動機構
13…昇降・回転機構
14…フライ麺と機構
15…描画室
16…ステージ
17,18…ゲート弁
19,20…排気弁
21,22…真空ポンプ
23…電子光学系鏡筒
26a,26b,26c,26d…支持柱
27…発光体
28…受光体
29…コンピユーター
30…モニター
MO,MQ…マスク板
36a,36b,36c,36d…支持柱
36a1,36b1,36c1,36d1…第1載置面
36a2,36b2,36c2,36d2…第2載置面
36a3,36b3,36c3,36d3…第3載置面
37…発光体
38…受光体
39…コンピユーター
40…モニター
Claims (13)
- マスク板載置台の基盤上に、各々の載置面がそれぞれ異なった大きさのマスク板の周辺部の少なくとも一部を支持することによりマスク板を載置出来るように各載置面間に内向きの複数の段差を設けた段差体を設け、且つ、最も上の載置面と最も下の載置面の間に亘りマスク板の厚さが検出可能な光学的センサーを設けたマスク板載置台。
- 前記段差体は、互いに離れた4つの部分に分かれており、2つずつ互いに段差面が向き合っている請求項1記載のマスク板載置台。
- 前記光学的センサーは、載置面に垂直な方向にライン状に発光するの発光体とライン状の光を受光出来る受光体とを備えた請求項1乃至2記載のマスク板載置台。
- 前記発光体と受光体がマスク板を挟んで相対する様に配置されている請求項3記載のマスク板載置台。
- 該発光体から発せられ、マスク板の側面で反射した光が受光体で受光出来るように、発光体と受光体が配置されている請求項3記載のマスク板載置台。
- 前記発光体と受光体は、段差面が向き合っている方向に沿って相対する様に配置されている請求項3記載のマスク板載置台
- 前記発光体と受光体は基盤に取り付けられている請求項3〜6の何れかに記載のマスク板載置台。
- マスク板載置台の基盤上に、各々の載置面がそれぞれ異なった大きさのマスク板の周辺部の少なくとも一部を支持することによりマスク板を載置出来るように各載置面間に内向きの複数の段差を設けた段差体を設け、且つ、最も上の載置面と最も下の載置面の間に亘りマスク板の厚さが検出可能な光学的センサーが設けられており、該光学的センサーは、載置面に垂直な方向にライン状に発光する発光体とライン状の光を受光出来る受光体を備えたマスク板載置台と、前記各載置面を厚さに対して大きさが決まっている各種マスク板各々の専用載置面とし、各載置面に所定種類のマスク板が所定の状態で置かれた時に、マスク板の厚さを感知する受光体の受光域に対応するデータが記憶されており、実際に載置されたマスク板の厚さを感知した受光体の受光域に対応するが前記記憶した受光体の受光域に対応するデータに無い場合、実際に載置されたマスク板は問題あるマスク板と判断するように成した制御装置とを備えたマスク板判別装置。
- 予め、各種マスク板の厚さを感知する受光体の受光域に対応するデータと対応させてマスク板の種類を特定するデータがテーブル化して記憶されており、実際に載置されたマスク板の厚さを感知した受光体の受光域に対応するデータを前記テーブルのデータに照らし合わせ、対応するマスク板の種類を特定するようにした請求項8記載のマスク板判別装置。
- マスク板の大きさでマスク板を特定するようにした請求項9記載のマスク板判別装置。
- 前記発光体と受光体が基盤に取り付けられている請求項8記載のマスク板判別装置。
- 前記発光体と受光体がマスク板を挟んで相対する様に配置されている請求項8記載のマスク板判別装置。
- 該発光体から発せられ、マスク板の側面で反射した光が受光体で受光出来るように、発光体と受光体が配置されている請求項8記載のマスク板判別装置。
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