JP4262803B2 - カセット仕切り形成支持体と円盤状対象物とを識別する装置及び方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カセットの仕切りを形成する支持体及びその上に置いた円盤状対象物の、互いに積み重ねた仕切りの方向で測定平面に対し相対的に支持体及び円盤状対象物を一緒に移動することによる認識及び区別に関する。ここで支持体及び対象物の端面側は、順番に測定光束に入り込み、その際に種々の支持体は、測定光束に対して垂直な測定平面での変位配置によって区別される。
【０００２】
【従来の技術】
この種の技術的解決は、集積回路の製造において、特に取り扱いやすさを課題とする集積回路の製造において適用自在であり、例えばドイツ特許出願公開第１９５３５８７１号に開示されている。
【０００３】
集積回路の製造においては、マスク及びウェーハのような円盤状対象物が、異なる加工工程の間で個々の加工機械へ移送されねばならない。対象物は、この目的のためにカセット内に収納されている。カセットは、クリーンルーム必要条件に基づいて殆どの場合に移送容器によって囲まれている。加工機械に送るために、カセットは移送容器から適切な手段によって取り出され、円盤状対象物がハンドリング装置によって取り出されて再び戻される。そのためには、対象物用の支持仕切りの位置及び対象物装荷の有無の双方を認識することが必要である。
【０００４】
公知の認識システムは、原理的に２つの異なる種類に分けられる。
第１方法（マッピング）では、カセットの幾何学的寸法、特に仕切り距離が既知の値として前提条件にされる。１つの仕切りの位置が、ハンドリング装置の基準平面に対して位置合わせされるならば、他のすべての仕切りの位置は計算で求めることが可能であり、到達自在である。仕切りでの装荷は、光バリヤによって検出される。
【０００５】
第２方法（位置合わせ）は、製造許容誤差又は変形に基づいてあり得るカセットの寸法偏差を認識に含めている。基準平面に対する仕切り及び対象物の位置の正確な測定は、センサシステムを用いて行われる。
【０００６】
このようにしてドイツ特許出願公開第１９５３５８７１号によれば、仕切り及び対象物の認識と同時にマスクカセットの種類も反射結合体によって区別することが公知である。反射結合体の光束は、マスク支持体（６インチカセット）又は横架橋部（５インチカセット）のいずれかに当たるので、垂直方向でカセットが動く場合に、一連の高信号レベルにおける差が生ずる。反射結合体による高低移行の時点測定及び距離測定の組み合わせによって、６インチカセットでは基準平面に対するマスク支持体の位置が求められる。５インチカセットでは、マスク支持体及び横架橋部間の高さの差を計算に取り入れることが必要である。カセットを通って斜めに置かれた光バリヤの光束は、存在する対象物の認識に用いられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
その欠点としては、一般的にカセットにおいて生ずる寸法差が、修正できない位置測定の誤りをもまたカセット種類の区別における認識信頼性の低下をも引き起こすことである。
【０００８】
従って、本発明の課題は、仕切り及び対象物の位置測定における精度及びカセット種類の区別における認識信頼性を双方ともに向上させるとともに、その際に取り付けられた保護支持体が対象物に悪影響を与えないようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この課題は、カセットの仕切り形成支持体及びその上に置いた円盤状対象物を、互いに積み重ねた仕切りの方向で測定平面に対し相対的に支持体及び対象物を一緒に移動することによって認識し区別する装置によって解決される。ここで支持体及び対象物の端面側は、順番に測定光束に入り込み、その際に種々の支持体は、測定光束に対して垂直な測定平面での変位配置によって区別される。測定光束の各々は、単一種類の支持体の領域へ置かれており、支持体の端面側は、その延長部において測定平面で測定光束によって完全に検出される。
【００１０】
特に好適なのは、測定光束が、実質的に矩形の横断面を有する場合である。その測定平面での延長部は、支持体の端面側の延長部に少なくとも対応するとともに、測定平面に対し垂直方向で対象物の厚みよりも小さい。
【００１１】
放射方向に対して垂直な測定平面での測定光束の十分な延長部によって、この方向での支持体の位置偏差及び大きさの差がわずかな場合でも、これらは光束によって検出される。光束の垂直方向寸法の制限は、カセットを通過する場合に測定信号の傾斜辺縁を確定し、支持体及び対象物の正確な位置測定を保証する。単一カセット及び多段カセットの差は、支持体もしくは対象物の数を認識することによって行われる。
【００１２】
第１変更態様において、測定光束は、互いに平行に向けられており、カセットの壁領域に配置されているとともに、変位の程度に相当する離間距離を互いに有している。
【００１３】
第２変更態様は、支持体のための担持部として用いられる各壁のうちの１つの領域に、測定光束の少なくとも１つを配置するようになっている。その際にこれらは互いに平行に向けられている。
【００１４】
測定光束は好適にはレーザ光バリヤとして形成されている。その放射光源及び受信器は、フレームに収納されている。カセットはこのフレームに位置合わせされ垂直方向でこれを通り抜けるように動く。
【００１５】
一対の柱がフレーム用台架として用いられる。その柱は互いに離間し空気流出口を形成して配置されている。その際に一方の柱には、カセットの垂直運動用リフトのための駆動装置が収納されている。
【００１６】
本発明の対象は、さらにカセット内の仕切り形成支持体及びその上に置かれた円盤状対象物を認識し区別する方法である。この方法は、互いに積み重ねた仕切りの方向で測定平面に対し相対的に支持体及び対象物を一緒に移動した結果として測定光束の陰影によって生ずる信号の評価に基づいている。支持体及び対象物の端面側は、順番に測定光束に入り込み、その際に種々の支持体は、測定光束に対して垂直な測定平面での変位配置によって区別される。すべての測定光束の各々は単一種類の支持体の領域に設定されており、支持体の端面側はその延長部において測定平面で完全に検出される。これらすべての測定光束の信号は同時にかつ互いに相関関係で評価される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
対向壁に仕切りを形成する、マスクの形をした円盤状対象物３、４のための支持体１、２を包含する５インチカセット（図１）及び６インチカセット（図２）から、図示の切取部は、カセット壁の５、６の一部分のみを表している。支持体１、２は、それをカセット壁に固定するためにＬ形に曲げた要素として横架橋部７、８の端部に取り付けられている。側ストッパ９、１０は、対象物が外れるのを防止している。測定平面Ｅ−Ｅで並びにカセット壁の５、６の領域で配置され互いに平行に向いたレーザ光バリヤの２つの測定光束１１、１２は、その矩形横断面が可視であり、支持体１、２及び対象物を検出するためにカセットの各々に入り込む。これらの矩形横断面は、その延長部で測定平面Ｅ−Ｅにおいて少なくとも支持体１、２の端面側の横断面に対応している。これらの横断面は、いずれの場合も、カセット製造時の許容誤差に基づいた支持体１、２の側方位置偏差があっても支持体１、２の完全な検出が保証されるような大きさである。測定平面Ｅ−Ｅに対して垂直方向では、測定光束１１、１２の横断面は対象物の厚みＤよりも小さい。図１及び図２から明らかであるように、異なる大きさのカセットの支持体１、２は、中心配置の場合に、測定平面Ｅ−Ｅにおいて測定光束１１、１２に対し垂直方向の側方変位が違っている。両測定光束１１、１２の離間距離は実質的に支持体１、２の側方変位に相当しているので、各測定光束１１、１２は、変位の異なった支持体の一方のみを覆う。
【００１８】
カセット種類はここに記載した５インチ及び６インチカセットに限定されない。したがって、別の大きさのカセットも使用可能であるし、またその数も増加可能である。識別されるべきカセットの数の増加は、それに応じた測定光束の拡張を前提条件とするに過ぎない。測定光束は、ここでも支持体の変位範囲で互いに移動配置されている。
【００１９】
非常に簡略的に表した図３の要素類は、同様に図１、２の要素類に合わせられている。図３では、フレーム１３が空間１４を囲んでおり、この空間においてカセット１５（ここでは図２からの６インチカセット）は、垂直運動でフレーム１３を通りそれによって測定光束１１、１２を通り抜けて移動自在である。対向フレーム部品１６、１７は、それぞれ測定光束１１、１２用の放射要素１８、１９及び受信器２０、２１を有している。
【００２０】
図４では、フレーム２２が、測定光束１１、１２用の放射・受信要素を収納するためにカセット位置合わせ装置に一体化されている。支持柱２３及びリフト駆動装置の柱状外装部２４は、互いに離間して空気流出口を形成して配置されているとともに、フレーム２２及びその上方に配置された受容板２５用の台架として用いられる。受容板の上には、カセット容器２６が載置自在である。リフト駆動装置２４によって垂直に移動自在の支持アーム２７は、スリット状開口部２８を通って外装部２４から突出している。この支持アーム２７は、カセット容器２６に配置されたカセット２９の取り出し及び戻しを行うために具設されている。
【００２１】
リフト駆動装置は、ステップ電動機によって駆動されるスピンドルから成っており、このスピンドル上で、支持アーム２７と結合されたスピンドルナットが、架台固定ガイド内で動く。エンコーダを用いて電動機のステップ数が設定され、それによって移動距離が確定される。位置合わせ装置は、図示しない接続ケーブルを介して外部電子制御ユニットと接続されている。
【００２２】
カセット２９は、取り出し時にフレーム２２を通って案内される。この取り出しは、ロック解除されたカセット容器２６の底部３０がカセット２９及び閉鎖要素３１と一緒に受容板２５内で下降されることによって行われる。異なるカセット種類を認識するために必要な所定カセット位置合わせは、カセット２９がまず底部３０上で位置合わせされ、適切な穴を備えた底部が閉鎖要素３１のピン３２、３３、３４（図５）に嵌合することによって保証される。
【００２３】
フレーム２２は、図５に従って、測定光束１１、１２を生成するために放射要素３５、３６を有している。使用に制限のある空間を十分に利用するために、測定光束１１、１２を受信器４１、４２へ向ける転向要素３７、３８、３９、４０が設けられている。測定光束１１、１２の双方がカセット壁の領域に配置されている図３とは違って、図５では、測定光束１１が、一方のカセット壁の領域に配置されているとともに、測定光束１２が、対向配置されたカセット壁の領域に配置されている。測定光束１１、１２は、ここでもその配置領域において、実質的に支持体１、２の側方変位の離間距離の分だけ互いに移動されている。したがって、またここでも測定光束１１は、６インチカセットの支持体に当たり、測定光束１２は、５インチカセットの支持体に当たる。
【００２４】
図６及び図７に示した信号グラフが生ずるのは、位置合わせ過程においてカセットがその支持体及び支持体上に置かれた対象物とともに垂直に測定光束１１、１２を通って案内される場合である。本例では認識過程を明確に示すために、カセットの仕切りには１つの対象物が挿入されているのみである。信号グラフは、移動距離（リフトを駆動するためのステップ電動機のステップ数）の関数として、関連要素類を認識するための必要な諸相違特徴を含んでいる。それによって関連要素類の位置は、基準平面に対して確定されている。５インチカセットの場合にはその小さめの寸法に基づいて支持体が、大きめのカセットに比較してフレーム１３又は２２によって囲まれた空間の中心へと移動されているので、支持体１及び対象物は、測定光束１２によってのみ覆われる。測定光束１１は、横架橋部７に当たる。６インチカセットの場合には、測定光束１１が支持体２を通り、測定光束１２が対象物を通る。垂直下降運動時に両カセット種類の場合には、まず最初にそのカセット底部４３、４４が測定光束１１、１２を通って動かされるので、両光束が完全に遮断される。５インチカセットの場合には、両測定光束１１、１２が領域ａに達した後で測定光束１１はその受信器４１によって完全に受信されるので、電圧に変換された信号はその極大値に達する。支持体１のうちの最初の支持体は測定光束１２に入り込むので、信号上昇が行われるのではあるが、しかし信号極大値にはまだ到達しない。位置ｂになって初めてそのレベル値は極大値となる。その後で測定光束１１は、横架橋部７の第２横架橋部によって完全に遮断されるが、これに対して測定光束１２は、部分的に遮断されるに過ぎない。その結果、支持体１のうちの第２支持体は、測定光束１２を通って動く。測定レベル値は、対象物が位置ｃで測定レベル値を接地レベルＧＮＤへと下げるまでは第１支持体でのレベル値と同様である。
【００２５】
６インチカセットに関する他の信号グラフによれば、６インチカセットは、これより小さな５インチカセットと違っている。６インチカセットの場合には、まず測定光束１２に対応する信号がその極大値に達する。位置ｂにおいて、測定光束１１の信号は、中間レベル値から極大値へと達する。６インチサイズの対象物は、双方の信号を接地レベルへと低下させるが、これに対して５インチサイズの対象物は、測定光束１２の信号のみを低下させる。６インチカセットでは横架橋部８が、測定光束１１の信号のみに影響するが、５インチカセットでは双方に影響する。たとえ両信号の一方の評価によってすでに区別が可能になる場合であっても、各カセット種類における両信号の並行評価は、不都合な寸法関係に起因することのあるエラー認識を避けることができる。
【００２６】
図８に従ったブロック図は、位置合わせ装置とその電子制御ユニットとに分割されている。図８において、Ａ／Ｄ変換器４５、４６によってデジタル化された、符号４７及び４８のレーザ光バリヤの信号が、コンピュータ５１の評価論理部５０と接続された信号処理部４９へ供給される。コンピュータ５１と同様に電源５３に接続された起動ユニット及びステップ計数部５２を介して、評価論理部５０によって得られた信号は、制御信号としてリフト位置調整用ステップ電動機５４並びにカセット容器２６の開閉用装置５５へ供給される。ステップフィードバック５６、終端位置検出器５７、カセット容器２６の開放状態５８の認識の諸信号並びに例えばカセット容器２６の載置を信号化する他のセンサ類５９の諸信号は、情報として信号処理部４９へ送られる。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明においては、仕切り及び対象物の位置測定における精度及びカセット種類の区別における認識信頼性を双方ともに向上させるとともに、その際に取り付けられた保護支持体が対象物に悪影響を与えないという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】カセット壁の領域に測定光束を配置した５インチカセットの切取部を示す後面図。
【図２】カセット壁の領域に測定光束を配置した６インチカセットの切取部を示す後面図。
【図３】測定光束を配置したカセットの平面図。
【図４】カセット下降時におけるカセット位置合わせ装置の斜視図。
【図５】測定光束用の放射要素、受信器及び転向ユニットを収納するためのフレームの平面図。
【図６】２つの平行測定光束による５インチカセット走査時の信号を表す線図。
【図７】２つの平行測定光束による６インチカセット走査時の信号を表す線図。
【図８】位置合わせ装置の電気的構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１…支持体、２…支持体、３…対象物、４…対象物、１１…測定光束、１２…測定光束、１５…カセット、２９…カセット。

Claims (6)

1. カセットの異なるタイプの仕切りを形成する複数の支持体（１、２）と同支持体上に配置され該複数の支持体と交互に設けられた円盤状対象物との配置を認識し両者を区別する装置において、測定平面に沿って設けられた複数の測定光束（１１、１２）がレーザ光バリヤとして形成されており、その放射光源（１８、１９、３５、３６）及び受信器（２０、２１、４１、４２）がフレーム（１３、２２）に収納されており、支持体及び円盤状対象物を収容するカセット（１５、２９）は、フレームに位置合わせされて該フレームを垂直方向に移動させることにより測定平面を通過することによって認識し区別する装置であって、支持体及び対象物の端部が交互に重合する順番に該複数の測定光束に入り込むときに該異なるタイプの仕切りを形成する複数の支持体が、測定平面における測定光束に対して直交して、かつずれて配置されていることを検出することによって、同支持体及び対象物を区別する装置において、測定光束（１１、１２）の各々が、該異なるタイプのうち一方の対応する支持体の領域へ置かれており、支持体及び対象物の端部が交互に重合する順番に該複数の測定光束に入り込むときに支持体（１、２）のそれぞれの端部が、測定平面（Ｅ−Ｅ）で対応する測定光束によって完全に検出されていることを特徴とする装置。
2. 測定光束（１１、１２）が、ほぼ矩形の横断面を有しており、測定平面（Ｅ−Ｅ）に対し垂直方向において対象物（３、４）の厚みよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 測定光束（１１、１２）が、互いに平行に向いてカセット（１５）の壁（５、６）の領域に配置されているとともに、ずらした配置の程度に相当する離間距離を互いに有していることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 支持体（１、２）を担持するカセット（２９）の各壁のうちの１つの領域に、測定光束（１１、１２）の少なくとも１つが配置されており、測定光束（１１、１２）が互いに平行に向いていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
5. フレーム（２２）の台架として一対の柱が用いられ、その柱（２３、２４）は互いに離間し空気流出口を形成して配置されており、その際に一方の柱（２４）には、カセット（２９）の垂直運動用リフトのための駆動装置が収納されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 信号の評価によって、カセット内の異なるタイプの仕切りを形成する複数の支持体及び同支持体上に配置され該複数の支持体と交互に設けられた円盤状対象物の配置を認識し両者を区別する方法において、測定平面に沿って設けられた複数の測定光束（１１、１２）がレーザ光バリヤとして形成されており、その放射光源（１８、１９、３５、３６）及び受信器（２０、２１、４１、４２）がフレーム（１３、２２）に収納されており、支持体及び円盤状対象物を収容するカセット（１５、２９）は、フレームに位置合わせされて該フレームを垂直方向に移動させることにより測定平面を通過することによって認識し区別する方法であって、信号は、支持体及び円盤状対象物を収容するカセット（１５、２９）が、フレームに位置合わせされて該フレームを垂直方向に移動させることにより測定平面を通過した結果として測定光束の陰影によって生じ、支持体及び対象物の端部が交互に重合する順番に測定平面に沿って設けられた該複数の測定光束に入り込むときに該異なるタイプの仕切りを形成する複数の支持体が、測定平面における測定光束に対して直交して、かつずれて配置されていることを検出することによって、同支持体及び対象物を区別する方法において、すべての測定光束（１１、１２）の各々が該異なるタイプのうち一方の対応する支持体の領域へ置かれているとともに支持体（１、２）の端部がそれぞれ測定平面（Ｅ−Ｅ）で対応する測定光束によって完全に検出され、すべての測定光束（１１、１２ ）の信号が同時にかつ互いに相関関係で評価されることを特徴とする方法。

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