JPH0463416A

JPH0463416A - マスク位置決め保持方法

Info

Publication number: JPH0463416A
Application number: JP2174441A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Fujioka; 秀彦藤岡; Yuji Chiba; 千葉　裕司; Eigo Kawakami; 英悟川上; Mitsutoshi Kuno; 久野　光俊
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-07-03
Filing date: 1990-07-03
Publication date: 1992-02-28
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JP2802148B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は露光装置等の半導体製造装置に用いられるマス
ク搬送装置のマスク位置決め方法に関する。

〔従来の技術〕

従来のマスク搬送装置では、マスクをマスクステージ上
に搬送して該マスクステージに設けられている、位置決
めのための■ブロック等の目安手段に押付けることによ
って、マスクステージ上でのマスクの位置決めを行なっ
ており、マスクをほぼ立てた状態で把持して搬送し前記
マスクステージによってマスクかほぼ立った状態で吸着
保持される場合と、マスクを水平状態で把持して搬送し
前記マスクステージによってマスクが水平状態て吸着保
持される場合とかある。

また、特に、上記水平状態でマスクを搬送するマスク搬
送装置におけるマスクの位置決め方法としては、水平状
態て把持したマスクを前記マスクステージ上に載置する
工程を経て、該マスクと前記マスクチャックを略同−温
度にするために、該マスクチャックによって前記マスク
を吸着する第１の吸着工程を行ない、その後、−旦、前
記マスクチャックによるマスクの吸着状態を解除する］
程を経て、再び前記マスクチャックを吸着状態にして、
マスクを吸着保持する第２の吸着工程を行なうものがあ
る（特開昭５９−４６０３０号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来のマスク位置決め方法では下記
のような問題点かある。

（１）マスクステージに対してマスクを位置決めする際
に、該マスクをマスクステージ上に設けられている位置
決めの目安手段に押付けることにより竹なうか、その押
付力がマスクの外径や、マスク搬送誤差により一定の力
とならず、マスクパターンの歪を所定の許容範囲内に抑
えることは不可能である。

（２）マスク搬送装置によってマスクを把持した際、該
マスクはマスクハンド内で一義的な位置になく、搬送方
向に対して傾いた状態て把持されている場合がある。こ
のような状態でマスクをマスクステージの位置決めの目
安手段に押付けると、正確な押付力が得られず上述のよ
うなマスクパターンの歪の原因となる。例えば、第６図
（ａ）に示すように、マスク１００か前傾状態で把持さ
れている場合、該マスク１００が、マスクステージ１０
２に吸着保持された際に、第６図（ｂ）に示すように、
前記目安手段であるＶブロック１０１から離れてしまい
高鯖度な位置決めを行なうことができない。

（３）前述した特開昭５９−４６０３０号公報に記載の
ものの場合、上記（２）項に記載した、マスクハントの
把持状態から生じるマスクの歪は防止できると考えられ
るが、マスクステージへマスクを載置するときの位置決
めの目安手段に対する押付力が一定とならず、上記（１
）項に記載したようにマスクの歪を除去することばてき
ない。

本発明は、上記従来の技術の有する問題点に鑑みてなさ
れたもので、位置決めの際のマスクの押付力を制御する
ことにより、マスクパターンの歪を管理して高鯖度な位
置決めを可能にする、マスク搬送装置のマスク位置決め
方法を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、マスクを把持するマスクハンドを搭載して、
前記マスクを、吸着保持するマスクチャックとマスクの
位置決めのための目安手段とを有するマスクステージ上
へ搬送する搬送手段を備え、前記マスクステージ上でマ
スクを前記目安手段に押付けて該マスクの位置決めを行
なうマスク搬送装置の位置決め方法において、前記マスクかマスクステージ上に搬送された際、該マス
クを前記マスクチャックによって吸着保持する第１の吸
着工程と、第１の吸着工程でマスクチャックによって吸着保持され
ているマスクを前記マスクハントで把持した後、前記マ
スクチャックの吸着状態を解除する解除工程と、解除工程でマスクハンドに把持されたマスクを、前記搬
送手段を駆動して前記目安手段に押付けるとともに、そ
のときマスクを介して前記マスクハンドに加わる押付力
を検出し、検出した押付力が予め定められている所定の
設定押付力に達した際、前記搬送手段の駆動を停止する
位置決め工程と、位置決め工程で搬送手段の動作が停止した後、前記マス
クチャックによって前記マスクを吸着保持する第２の吸
着工程とを有するものである。

また、前記マスクハンドがマスクをほぼ立てた状態で把
持し、マスクステージのマスクチャックがマスクをほぼ
立てた状態で吸着保持する場合、歪ゲージを用いて、マ
スクを介してマスクハンドに加わる押付力を検出する場
合、圧電型圧力変換器を用いて、マスクを介して、マスクハ
ンドに加わる押付力を検出する場合がある。

〔作　　　用〕

本発明の、マスク搬送装置のマスク位置決め方法では、
搬送手段によって搬送したマスクを、旦、マスクステー
ジのマスクチャックによって吸着保持することで、該マ
スクがマスクステージのマスクチャック面に沿うように
姿勢矯正され、その後、その状態で前記マスクチャック
の吸着状態を解除して、すなわち、マスクはマスクチャ
ックと平行に保たれた状態でマスクハンドに持ち直され
て前記マスクをマスクステージ上の位置決めの目安手段
に押付けるので、マスクステージのマスクチャック面に
沿って正確な位置決めを行なうことができる。さらに、
マスクを前記目安手段に押付ける際、マスクを介してマ
スクハンドに加わる押付力を検出し、検出した押付力が
所定の設定押付力に達したとき、前記マスクの目安手段
への押付けを停止するので、該マスクに対して、位置決
めに不要な大きな押付力が加わることがなくなる。

〔実　施　例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図に、本発明の、搬送装置の制御方法を実施するた
めの、Ｘ線露光装置におけるマスク搬送装置を示す。

このマスク搬送装置は、不図示のＸ線露光装置本体基台
上に載置したリニアガイド７に、複数のプーリー８．９
，１０．ｉｆに張設された平ベルト１３を介して伝達さ
れるＤＣモータ１２の動力によって図中Ｘ方向に移動す
るトラバースユニット６が係合されている。該トラバー
スユニット６の縦端部には、図中Ｚ方向に突出するピン
４によって、該ピン４の周り（ω２方向）を回動自在に
基部１４の中央部が軸支されており、該基部１４の一端
には、内部に不図示のモータを有して２方向に変位可能
なアームユニット３４−介して被搬送物であるマスク１
を把持するマスクハンド２が取付けられ、前記基部１４
の他端にはバランサ５が取付けられている。

ここで、前述のマスクハンド２について第２図を参照し
て説明する。

マスクハント２のハント本体１８は平面視略コ字状に形
成されており、該ハンド本体１８の両側部には、把持さ
れたマスク１の面と平行方向に突出する支持部２０がそ
れぞれ突設されている。該支持部２０にはピン１９がそ
れぞれ突設されており、該ピン１９によってフィンガ一
部２１の略中央部が回動自在にそれぞれ軸支されている
。このフィンガ一部２１は、その一端に前記マスク１を
把持するための爪２２が取付けられており、また、他端
側には、該フィンガ一部２１の爪２２が取付けられた一
端側を閉じる方向に常時付勢する圧縮ばね２３と該圧縮
ばね２３のばね力に抗して前記フィンガ一部２１の前記
一端側を開く方向に駆動するソレノイド２４とか前記ハ
ンド本体１８との間に介在されており、該ソレノイド２
４の駆動によってマスクハンド２の２つのフィンガ一部
２１の開閉が行なわれる。

前記ハンド本体１８の内部空所には、前記マスク１を磁
気的に吸着するセンター吸着部２８を支持するマグネッ
ト支持部材２８Ａが、２つの平行ばね２５Ａ、２５Ｂに
よって前記ハント本体１８に可視的に取付けられている
。前記マグネット支持部材２８Ａの中央部には、軸受孔
２８Ｂが形成されており、該軸受孔２８Ｂには前記セン
ター吸着部２８に一体的に設けられた支持棒２８Ｃが、
転り軸受けを介して軸方向に移動自在に軸支され、所定
の微小距離たけ移動できるように配設されている。さら
に、該支持棒２８Ｃは、前記マグネット支持部材２８Ａ
の反吸着部側から突出しており、その先端には、前記マ
グネット支持部材２８Ａから立設された板ばね２６の自
由端側が当接されて、前記センター吸着部２８を、把持
したマスク１側へ常時付勢するよう構成されている。

これにより、マスクハンド２て把持したマスク１が、後
述するマスクステージ１５上に搬送されて、該マスクス
テージ１５に対する位置決めのためにマスクステージ１
５に設けられた目安手段である■ブロック１７に当接し
たときに、前記センター吸着部２８は力を受けて反マス
ク側に移動して、該センター吸着部２８の支持棒２８Ｃ
の先端部が前記板ばね２６を押圧して湾曲させる。この
板ばね２６の湾曲を、該板ばね２６に貼着した歪ゲージ
２７で検出することで前記押付力を検知することができ
る。

一方、前記マスク１は、マスクパターン２９が描かれた
マスクメンブレン３０と、側面および裏面に磁性体３２
が取付けられたマスクフレーム３１とから成るものであ
り、前記磁性体３２の部分が前記センター吸着部２８に
磁気的に吸着される。

前記マスクハンド２のセンター吸着部２８は、第３図に
示すように、永久磁石３４と３つのヨーク３３Ａ、３３
Ｂ、３３Ｃとて構成されており、前記ヨーク３３Ａ、３
３Ｂには、それぞれ通電時に前記永久磁石３４の発する
磁力線を相殺する方向に磁力線を発するように励磁用コ
イル３５Ａ。

３５Ｂが巻がれている。

このセンター吸着部２８に、前記マスクフレーム３１の
磁性体３２の部分か近付くと、永久磁石３４とマスクフ
レーム３１の磁性体３２とて前記ヨーク３３Ａ、３３Ｂ
、３３Ｃを介して閉した磁気回路か形成されて吸着状態
となる。また、センター吸着部２８によるマスク１の吸
着状態を解除する場合は、前記励磁用コイル３５Ａ、３
５Ｂを通電させることにより、前記永久磁石３４の磁力
線を相殺する方向に磁力が発生するので、前記吸着状態
が解除されて前記マスク１をセンター吸着部２８から離
脱させることができる。

上述したマスク搬送装置は、前記マスクハンド２によっ
てマスク１を把持し、前記トラバースユニット６かワニ
アガイト７上を移動することで、前記マスク１を磁気的
に吸着するマスクチャック１６と前記マスクフレーム３
１の位置出しに使用する、目安手段であるＶブロック１
７とを備えたマスクステージ１５への前記マスク１の位
置決め保持を行なう。

ここて、前述のマスク搬送装置の搬送動作を制御する搬
送制御系について第４図を参照して説明する。

本実施例の搬送制御系は、搬送ＣＰＵ４０と、ＤＣモー
タ１２の回転に必要な回転方向信号ＤＩＲおよびパルス
列ＰＯＵＴを出力するトラバースユニットパルスコント
ローラ４１と、前記回転方向信号ＤＩＲおよびパルス列
ＰＯＵＴを受けて前記ＤＣモータ１２を駆動するモータ
トライバ４２と、アームユニット２軸トライバ４３と、
マスクハンド開閉ドライバ４４と、マスクチャックドラ
イバ４５と、前記ＤＣモータ１２の回転量を監視するエ
ンコーダ４６とを備えている。

搬送ＣＰＵ４０は、マスク搬送動作全般をコントロール
するものであり、前記トラバースユニット６の移動方向
および移動量、すなわち前記ＤＣモータ１２の回転方向
および回転量を示す制御テークをトラバースユニットパ
ルスコントローラ４１へ送出する。また、マスク１を不
図示のマスクカセットから取出す際、あるいは、前記マ
スクステージ１５への受渡しの際、マスクハント開閉ド
ライバ４４を介して前記マスクハンド２のソレノイド２
４を駆動して該マスクハント２の開閉動作を行なわせ、
さらに、マスク１をマスクステージ１５へ受渡す際、ア
ームユニットＺ軸トライ７（４３を介して前記アームユ
ニット３を駆動してマスクハンド２をＺ方向（第１図参
照）へ微小移動させるとともに、その際、マスクチャッ
クドライバ４５を介してマスクステージ１５のマスクチ
ャック１６を吸着状態あるいは非吸着状態にする。

この搬送ＣＰＵ４０は、前記マスクハンド２に取付けら
れた歪ゲージ２７が検出する押付力を常に監視しており
、特に、マスクハント２で把持したマスク１か搬送によ
り前記マスクステージ１５に接近してＶブロック１７に
当接し、該マスク１を介して前記歪ゲージ１７に加わる
押付力が予め定められている所定の設定押付力の範囲内
となったとき、トラバースユニット６の移動、すなわち
ＤＣモータ１２の回転の停止を指示する制御データをト
ラバースユニットパルスコントローラ４１へ送出する。

また、前記ＤＣモータ１２はエンコータ４６へ接続され
ており、該エンコータ４６によってＤＣモータ１２の回
転量がモータドライバ４２へフィードバックされている
。

次に、本実施例の動作について第５図に示すフローチャ
ートに沿って説明する。

まず、不図示のマスクカセットからマスクハンド２によ
って取出したマスク１を、マスクステージ１５上にある
Ｖブロック１７に対して進入方向となるように、アーム
ユニット３が取付けられている基部１４の回転機構によ
り１８０°回転させ、その状態で、トラバースユニット
６をマスクステージ１５の方向へ移動させる（ステップ
５１）。このとき、マスクハンド２で把持しているマス
ク１の面はマスクステージ１５のマスクチャック１６の
面と同一平面上になっておらず、マスク１が前記マスク
チャック１６の面に対してＺ軸方向上方（紙面に対して
垂直な方向）に位置している。そして、マスク１がＶブ
ロック１７に接する手前でトラバースユニット６の移動
を停止させ、マスクチャック１６を非吸着状態（ステッ
プ５２）にしてから、アームユニット３をＺ軸方向下方
へ移動させて（ステップ５３）マスク１をマスクチャッ
クス６へ接触させる。このとき、前記マスクチャック１
６を吸着状態（ステップ５４）にしてマスク１をマスク
ハンド２から開放する（ステップ５５）。

この状態でマスク１は、マスクチャック１６によって吸
着保持されてマスクステージ面に倣うことになるが、マ
スクカセットから取出されてマスクハンド２によって把
持されたマスク１は該マスクハンド２内で一義的な位置
になく傾いた状態（例えば第６図（ａ）に示すような前
傾姿勢）で保持されている場合が多い。そのような状態
でマスク１をマスクステージ１５上のＶブロック１７に
押付けて位置決めしマスクチャック１６へ吸着させると
、第６図（ｂ）に示すように、■ブロック１７とマスク
１との間に位置決め誤差（間隙）が生じてしまう。

本実施例では、上述のような位置決め誤差を無くすため
、上述のステップ５５において、マスク１をマスクチャ
ック１６によって吸着保持させることでマスク１の姿勢
矯正を行なフている。

つづいて、ステップ５５でマスクチャック１６によって
吸着保持されたマスク１を再度マスクハント２でつかみ
直して（ステップ５６）、マスクチャック１６を非吸着
状態にする（ステップ５７）。このとき、マスク１はマ
スクステージ１５に対して開放状態となり、該マスク１
はマスクハンド２内で一義的な位置、すなわちマスク面
とマスクステージ面とが水平な位置となる。この状態で
、トラバースユニット６をマスクステージ１５方向へ移
動させる（ステップ５８）ことにより、マスクハンド２
によって把持されているマスク１は、マスクステージ１
５の面に沿ってＶブロック１７へ押付けられ、さらに、
マスクハント２に設けられている歪ゲージ２７によって
、マスク１の位置決めのための正確な押付力を検出する
ことができる。

この歪ゲージ２７が検出した押付力は前述した搬送ＣＰ
Ｕ４０によって監視されており、該押付力が予め定めら
れている設定押付力の範囲（設定押付力±α）内になる
まて、前記トラバースユニット６を移動させてマスク１
の押付けを続ける（ステップ５９．６０）。そして、歪
ゲージ２７が検出した押付力が設定押付力の範囲内にな
ると、前記トラバースユニット６の移動を停止させると
ともに、マスクチャック１６を吸着状態にして（ステッ
プ６１）マスク１をマスクハンド２から開放する（ステ
ップ６２）。このとき、マスク１は、マスクステージ１
５上の■ブロック１７との所定の接触状態を保ってマス
クチャック１６によりて吸着保持され、マスクステージ
１５に対して位置決め固定されたことになる。その後、
トラバースユニット６をマスクカセット方向へ移動させ
ることにより、マスク１に対するマスクステージ１５へ
の位置決め動作が完了したことになる（ステップ６３）
。

上述の実施例においては、トラバースユニット６の駆動
源としてＤＣモータを用い該ＤＣモータの回転量をエン
コータを利用したフィードバックループを形成して監視
したか、前記駆動源としてパルスモータを用いても良く
、その場合、該パルスモータの回転制御はオーブン制御
でも可能となる。

〔発明の効果〕

本発明は上述したように構成されているので上記のよう
な効果を奏する。

（１）マスクの位置決めを行なう際、該マスクの押付は
動作に先立って、マスクをマスクハントのマスクチャッ
クに吸着させることで、該マスクか前記マスクステージ
の面に沿って姿勢矯正されるので、マスクの押付は動作
の際マスクは前記マスクステージ面に沿ってマスクステ
ージ上の「１安手段に押付けられることになり、該目安
手段との間に間隙等の位置決め誤差が発生せず正確に位
置決めを行なうことができる。

（２）マスクをマスクステージ上の目安手段に押付ける
際、マスクに加わる押付力を検出して、検出した押付力
か設定押付力に達したとき、該マスクの押付は動作を停
止して前記マスクステージのマスクチャックによってマ
スクを吸着保持するのて、マスクの位置決めに対して通
人な押イ」力か加わることがなくなり、マスクパターン
の歪を抑えることが可能となる。また、位置決め動作時
に、マスクに加わる押付けが略一定になるので、大きな
位置ズレを引き起すことがなくなり位置決め照度が向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の、マスク搬送装置のマスク位置決め方
法を実施するためのＸ線露光装置のマスク搬送装置の一
例を示す側面図、第２図は第１図のマスク搬送装置のマ
スクハントを示す側面図、第３図はマスクハンドに取付
けられているセンター吸着部を示す斜視図、第４図は搬
送制御系の一例を示すブロック図、第５図は第１図に示
すマスク搬送装置の動作の一例を示すフローチャート、
第６図（ａ）、（ｂ）は従来のマスク位置決め方法の工
程を示す側面図である。１・・・マスク、　　　　　２・・・マスクハンド、３
・・・アームユニット、４．１９・・・ピン、５・・・
バランサ、　　　　６・・・トラバースユニット７・・
・リニアガイド、８．９，１０．１１・・・プーリー１２・・・ＤＣモータ、　　　１３・・・平ベルト、１
４・・・基部、　　　　　　１５・・・マスクステージ
、１６・・・マスクチャック、１７・・・■プロ・ンク
、１８・・・ハント本体、　　　２０・・・支持部、２
１・・・フィンガ一部、　　２２・・・爪、２３・・・
圧縮ばね、　　　　２４・・・ソレノイド、２５Ａ、２
５Ｂ・・・平行板ばね、２６・・・板ばね、２７・・・
歪ケージ、　　　　２８・・・センター吸着部、２８Ａ
・・・マクネット支持部材、２８Ｂ・・・軸受孔、２８
Ｃ・・・支持棒、　　　　２９・・・マスクパターン、
３０・・・マスクメンブレン、３１・・・マスクフレーム、３２・・・磁性体、３３Ａ
、３３Ｂ、３３Ｃ・・・ヨーク、３４・−永久磁石、３５Ａ、３５Ｂ・・・励磁用コイル、４０・・・搬送ＣＰＵ、４１・・・トラバースユニットパルスコントローラ、４
２・・・モータトライバ、４３・・・アームユニット２軸トライバ、４４−・・マ
スクハンド開閉ドライバ、４５−−・マスクチャックド
ライバ、４６・・・エンコータ、　　５１〜６３・・・ステップ
。

Claims

【特許請求の範囲】１、マスクを把持するマスクハンドを搭載して、前記マ
スクを、吸着保持するマスクチャックとマスクの位置決
めのための目安手段とを有するマスクステージ上へ搬送
する搬送手段を備え、前記マスクステージ上でマスクを
前記目安手段に押付けて該マスクの位置決めを行なうマ
スク搬送装置の位置決め方法において、前記マスクがマスクステージ上に搬送された際、該マス
クを前記マスクチャックによって吸着保持する第１の吸
着工程と、第１の吸着工程でマスクチャックによって吸着保持され
ているマスクを前記マスクハンドで把持した後、前記マ
スクチャックの吸着状態を解除する解除工程と、解除工程でマスクハンドに把持されたマスクを、前記搬
送手段を駆動して前記目安手段に押付けるとともに、そ
のときマスクを介して前記マスクハンドに加わる押付力
を検出し、検出した押付力が予め定められている所定の
設定押付力に達した際、前記搬送手段の駆動を停止する
位置決め工程と、位置決め工程で搬送手段の動作が停止した後、前記マス
クチャックによって前記マスクを吸着保持する第２の吸
着工程とを有することを特徴とする、マスク搬送装置の
マスク位置決め方法。２、マスクハンドがマスクをほぼ立てた状態で把持し、
マスクステージのマスクチャックがマスクをほぼ立てた
状態で吸着保持することを特徴とする請求項１記載の、
マスク搬送装置のマスク位置決め方法。３、歪ゲージを用いて、マスクを介してマスクハンドに
加わる押付力を検出することを特徴とする請求項１ある
いは２記載の、マスク搬送装置のマスク位置決め方法。４、圧電型圧力変換器を用いて、マスクを介してマスク
ハンドに加わる押付力を検出することを特徴とする請求
項１あるいは２記載の、マスク搬送装置のマスク位置決
め方法。