JPH079925B2 - 基板の位置決め装置 - Google Patents

基板の位置決め装置

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JPH079925B2
JPH079925B2 JP60068538A JP6853885A JPH079925B2 JP H079925 B2 JPH079925 B2 JP H079925B2 JP 60068538 A JP60068538 A JP 60068538A JP 6853885 A JP6853885 A JP 6853885A JP H079925 B2 JPH079925 B2 JP H079925B2
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体素子製造用のフオトマスク又はレチク
ルの位置決め装置に関するものである。
〔発明の背景〕
近年、半導体素子の多種多様化につれて、フオトマスク
又はレチクル(以下、基板という)の種類も増加してい
る。基板は搬送過程において一度位置決めする必要があ
る。これは、工程の自動化に際し、基板外径に対する位
置決め用マークがずれると、ウエハ上に露光されたパタ
ーンも基板外径に対し位置がずれることとなり、位置決
め用マークの検索時間若しくは工程時間にも影響を及ぼ
すからである。したがつて基板は再現性良く位置決めさ
れる必要がある。
ところが従来の位置決め装置では、同一サイズの基板に
しか対応できず、異なるサイズの基板に対しては、その
都度位置決め用のローラピンを付け変えねばならないと
いう欠点があつた。さらのこのローラピンの付け変え作
業に伴いチヤンバー内に塵埃を持ち込む可能性があるな
どの不都合があつた。
〔発明の目的〕
本発明は、上記の欠点を解消するために、複数種類のサ
イズの基板の各々について、位置決め用のローラピンを
付け変えることもなく、正確に位置決めができる装置を
提供することを目的としている。
〔発明の概要〕
本発明は、上下動する保持部材によつて異なるサイズの
基板をほぼ水平に保持することができ、この保持状態で
各サイズの基板を保持部材に対し位置決めすることがで
きるように、高さ位置を異にし、かつ、対応する基板の
端面に当接する第1及び第2の位置決め部材を配置した
ことを技術的要点としている。
〔実施例〕
以下、図に示す実施例について説明する。第1図は本発
明の実施例の概略斜視図である。また、この実施例では
5,6,7インチの3種類のサイズの相似形基板に適用する
場合を例にとつて示してある。第1図において、(10)
は最小サイズで示される基板である。基板(10)は上下
動可能な保持部材(1)によつてほぼ水平に保持され
る。他のサイズの基板も同様に保持されるが、この保持
機構については後述する。保持部材(1)の板幅はその
上に最小サイズの基板(10)を載置したとき基板(10)
が両側に十分大きくはみ出すような大きさに形成されて
いる。
図示しない基台上において、適当数の移動台(可動部
材)(2)〜(7)が全サイズの基板を包囲するように
配置され、基板の対応の辺に対し進退又は回転可能に構
成されている。すなわち、移動台(2)(3)は、図示
しないガイドに沿つて保持部材(1)の板幅方向(矢印
A方向)に進退可能であり、各々の移動台(2)(3)
の下面に突設されたピン(21)と基台上に突設されたピ
ン(22)との間に引張ばね(23)を張設して各移動台
(2)(3)に常に基板の対応辺に向う力を付与してい
る。また、各移動台(2)(3)には開放用のエアシリ
ンダ(24)がロツド(25)を介して連結されている。次
に、保持部材(1)の先端側に配置される移動台(4)
(5)は連結板(8)にて一体に連結され、保持部材
(1)の長手方向(矢印B方向)に進退可能である。連
結板(8)の下方には移動台(2)(3)の場合と同様
の方式によつて引張ばね(図示せず)及び開放用のエア
シリンダ(26)がロツド(27)を介して連結されてい
る。移動台(4)(5)の反対側に配置される移動台
(6)(7)は枢軸(28)を中心として矢印C方向に回
転可能であり、枢軸(28)と基台間に介装された捩りば
ね(29)により常に基板の対応辺に向う力が付与されて
いる。また枢軸(28)には水平方向にピン(30)が突設
され、ピン(30)に開放用のエアシリンダ(31)のロッ
ド(32)が連結されている。この回転方式による移動台
(6)(7)の構成は省スペース化を考慮したものであ
る。
以上の移動台(2)〜(7)上には、さらに第2図をも
参照して、最小サイズの基板(10)に対応する位置決め
部材(11)と、中間サイズの基板(12)に対応する位置
決め部材(13)と、最大サイズの基板(14)に対応する
位置決め部材(15)が基板サイズの小から大にかけて順
次上方へ所定量ずつ高さ位置を異にし、かつ基板サイズ
に合わせて水平方向に離して階段状に設けられている。
各位置決め部材(11)(13)(15)は例えばローラピン
から構成され、第3図に示すように、ある1つの移動台
上に偏心軸(33)を介して本体(34)が枢支され、本体
(34)の上面中心に立設した軸(35)にベアリング(3
6)を介して基板の端面に当接するローラ(37)を軸支
してなるものである。(38)は本体(34)の偏心軸(3
3)の止めねじで、ローラ(37)の水平方向の位置を微
調整後セツトするものである。ローラ(37)の水平方向
の位置は軸(35)と偏心軸(33)間の相対偏心量のため
に本体(34)を偏心軸(33)のまわりに回動することに
より微小に変位可能である。
各位置決め部材(11)(13)(15)の垂直方向の位置
(高さ位置)は本体(34)の長さを変えることによつて
ローラ(37)の軸支位置を順次高くしていけばよい。
尚、移動台(6)、(7)に設けるローラピンは必ずし
も偏心したものである必要はない。
第4図は上述した回転方式の移動台(6)(7)上に設
置した位置決め部材(11)(13)(15)と各サイズの基
板(10)(12)(14)の枢軸(28)に対する位置関係を
示す説明図である。枢軸(28)は位置決め部材(11)
(13)(15)の対応基板に対する押圧力がそれぞれの基
板サイズに応じた荷重となるような位置に設置されてい
る。いま、枢軸(28)の中心より位置決め部材(11)
(13)(15)の各中心までの距離をLi(i=1,2,3)、
対応の基板(10)(12)(14)に対する押圧力をFi(i
=1,2,3)、LiとFiのなす角をθi=1,2,3)とすれば、 (ただし、Tは捩りばね(29)のトルクで一定) となる。ここで、F1,F2,F3をそれぞれの基板の質量に
応じた力に近似させてLi,θiを決定し、枢軸(28)の
中心位置を決定するものである。すなわち、小サイズの
基板(10)の場合にはF1は小さく、大サイズの基板(1
4)の場合にはF3は大きくなる。
なお、移動台(2)(4)(5)上の位置決め部材(1
1)(13)(15)側を位置決めのための基準とするため
に、移動台(2)及び連結板(8)に対する機械的なス
トツパ(図示せず)を基台上に設けることもできる。ま
た、移動台(2)側の引張ばね(23)を移動台(3)側
の引張ばね(23)よりも強力にし、移動台(4)(5)
側の引張ばね(図示せず)の力を移動台(6)(7)側
の捩りばね(29)の力よりも強く設計することによつ
て、結果的に基準側の位置決め部材(11)(13)(15)
は他側の位置決め部材よりも大きな荷重で対応の基板を
押圧することができる。このため基準側の位置決め部材
(11)(13)(15)は位置決めストツパにより正しい位
置に停止した後も、他側の位置決め部材の力の影響をう
けて基準位置より変位することがなくなる。
第5図は保持部材(1)の基板(10)(12)(14)の保
持機構を示す斜視図であり、最小サイズの基板(10)の
載置面(1a)、中間サイズの基板(12)の載置面(1b)
及び最大サイズの基板(14)の載置面(1c)が水平に階
段状に設けられている。そして各載置面(1a)(1b)
(1c)にはそれぞれの基板を吸着するための吸引口(40
a)(40b)(40c)が設けられ、それぞれ図示しないホ
ースを介して真空発生源に連絡されている。
次に上記実施例の動作を説明する。
保持部材(1)は、所定の受入位置でわずかに上昇する
ことによつて、所要の基板を対応の載置面にほぼ水平に
吸着し保持することができる。すなわち、最小サイズの
基板(10)は載置面(1a)上に、中間サイズの基板(1
2)は載置面(1b)上に、最大サイズの基板(14)は載
置面(1c)上に保持される。
次に保持部材(1)上に保持された基板を保持部材
(1)に対し位置決めするには、その基板を例えば最小
サズの基板(10)について説明すると、基板(10)を保
持部材(1)により本実施例装置上に搬入しそのまま所
定の高さ位置まで下降させる。この基板(10)の下降動
作に先立つて本実施例装置のすべての移動台(2)〜
(7)を基板(10)及び保持部材(1)との干渉を避け
るべく開放用のエアシリンダ(24)(26)(31)によつ
て外側に開放させておくことはもちろんである。次いで
保持部材(1)の真空吸着を解除して基準側の移動台
(2)(4)(5)をそれぞれのばねの力によつて基板
(10)に向つて移動させ、それらの移動台上に設けられ
ている位置決め部材(11)を基板(10)の対応の辺の端
面に当接させる。その後対向側の移動台(3)(6)
(7)を上記と同様にばねの力によつて移動させ、それ
らの移動台上に設けられている位置決め部材(11)を基
板(10)の対応の辺の端面に当接させる。基板(10)に
対する位置決め部材(11)の押圧力は引張ばね(23)及
び捩りばね(29)のばね力を設定することによつて定ま
るので、かくして基板(10)は保持部材(1)に保持さ
れた状態でその保持部材(1)に対し外形を位置決めさ
れる。その後保持部材(1)の真空吸着を行なつて基板
(10)を吸着させてから各移動台(2)〜(7)を元の
位置に退避させる。退避の順序は移動台(3)(6)
(7)が先で移動台(2)(4)(5)が後である。
中間サイズの基板(12)或いは最大サイズの基板(14)
の位置決めの場合にも、それぞれの位置決め部材(13)
(15)がそれよりも小さいサイズの基板に対し、所定の
量だけ上方に高くなつた第2の高さ位置を有するので、
上記の場合と同様に位置決めを行うことができる。以上
のように基板のサイズに合わせて複数の位置決め部材
(11)(13)(15)を設けることによつて移動台(2)
〜(7)の移動ストロークがわずかになるとともに、異
なるサイズの基板であつても、常にその中心は装置の定
位置に位置決めされる。
次に、第6図は本実施例装置を搬送工程に組み込んだ場
合のシステム全体を示すものであり、同図において(4
1)は保持部材(1)を上下動させるためのエレベーシ
ョン機構で、上部に保持部材(1)を旋回させるための
回転駆動部(42)を備えている。(43)はアーム方式に
形成された保持部材(1)を水平方向に進退させるスラ
イダーである。(44)はロード側のマスクカセツトで、
複数枚の基板(M)か保持部材(1)の厚さ分以上間隔
をあけて段積み状態で装填されている。(45)はアンロ
ード側のマスクカセツトで、(46)は露光装置、検査装
置側のマスクホルダで、XY移動ステージ等からなつてい
る。(47)は第1図に示した実施例装置を取付けるため
の基台(プリアライメント装置;位置決め機構)であ
る。
第6図のシステムの搬送シーケンスを説明すると次のと
おりである。なお、保持部材(1)の載置部中心の軌跡
を矢印で示す。
まず保持部材(1)が点P0にあるときから、回転駆動部
(42)によつて保持部材(1)を反時計方向に回転させ
点P1にて位置決めした後、スライダー(43)によつて点
P1から保持部材(1)を伸ばし、基板(M)の下方に進
入させる。次いで保持部材(1)を上方にわずかに持ち
上げて真空吸着してから点P2まで後退させる。
その後点P2から点P3まで保持部材(1)を時計方向に回
転しそのまままつすぐに位置決め機構(47)まで降下さ
せて、基板(M)のサイズに応じた高さ位置で保持部材
(1)の真空吸着を解除して、上述のように基板(M)
の位置決め(プリアライメント)を行う。
位置決め完了後、再度、真空吸着を行ないつつ保持部材
(1)を点P4まで上昇させてからそれを伸ばし、マスク
ホルダ(46)の上方で停止させ、わずかに降下させるこ
とによつて基板(M)をマスクホルダ(46)に受け渡
す。このときは保持部材(1)の真空吸着を解除してお
く。
次に基板(M)のアンロードは以下のようにする。点P0
からマスクホルダ(46)の下方に保持部材(1)を進入
させ、保持部材(1)をわずかに上昇させた後、点P4
位置で上昇させ点P5に位置決めする。その後保持部材
(1)を時計方向に回転させ、点P6で保持部材(1)を
伸ばし、基板(M)をマスクカセット(45)内の所定の
スロツト位置に挿入し、保持部材(1)を少し下げてか
ら点P7までひつこめる。このとき、基板(M)はマスク
カセツト(45)内の段部(スロツト)にのせられる。そ
の後、保持部材(1)は点P7から反時計方向に点P0まで
回転し元の位置に復帰せしめられる。
以上本実施例では移動台(2)〜(7)と位置決め部材
(11)(13)(15)が基板に対して下側に配置されるよ
うな構成としたが、第1図に示した位置決め装置の天地
を逆にして、基板の上側に配置するような構成としても
よい。その場合、サイズの一番小さい基板は一番上昇し
た位置で位置決め部材(11)と当接して位置決めされ、
サイズの大きい基板は小さい基板よりも所定量だけ降下
した位置で位置決め部材(15)又は(13)と当接して位
置決めされる。また、本発明はマスクやレチクルの如く
矩形基板の位置決めの他に、半導体ウエハ等のような円
形基板の位置決めであつても全く同様の効果が得られ
る。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、上下動する保持部材によ
つて異なるサイズの基板をほぼ水平に保持すると共に、
その対応サイズの基板の端面に当接する位置決め部材を
基板サイズの小から大にかけて上方へ所定量だけ高さ位
置を異にして複数種類配置したものであるから、複数種
類のサイズの基板をなんら位置決め部材の取替えを要す
ることなく保持部材上に保持した状態で順次位置決めを
行うことができるという効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の概略斜視図、第2図は第1図
のII−II線矢視図、第3図は各位置決め部材の断面図、
第4図は回転方式の移動台上の位置決め部材と各サイズ
の基板の位置関係の説明図、第5図は保持部材の保持機
構の斜視図、第6図はシステム全体の概略斜視図であ
る。 (1)……保持部材、(10)(12)(14)……基板、
(11)(13)(15)……位置決め部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西方 昭雄 東京都品川区西大井1丁目6番3号 日本 光学工業株式会社大井製作所内 (72)発明者 松本 康久 東京都品川区西大井1丁目6番3号 日本 光学工業株式会社大井製作所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外形形状が相似で互いにサイズの異なる2
    枚の基板(10)(12)の一方を、その端面が露呈するよ
    うにほぼ水平に保持する保持部材(1)と、該保持部材
    (1)上の基板(10)(12)を位置決めする位置決め機
    構(47)と、前記保持部材(1)に保持された基板(1
    0)(12)を前記位置決め機構(47)まで搬送するとと
    もに、前記位置決め機構(47)により前記保持部材
    (1)上で位置決めされた基板(10)(12)を、加工装
    置、又は検査装置等のホルダ(46)上に搬送する搬送機
    構とを備えた位置決め装置において、 前記位置決め機構(47)は、第1位置決め部材(11)と
    第2位置決め部材(13)とを有する可動部材(2)〜
    (7)を複数組備え、 前記複数の第1位置決め部材(11)は、前記サイズの異
    なる2枚の基板(10)(12)のうち前記保持部材(1)
    に保持されて所定の受入れ位置まで搬入された小さなサ
    イズの第1基板(10)が第1高さ位置にあるとき、該第
    1基板(10)の周縁複数ヶ所の端面と対向するように配
    置され、 前記複数の第2位置決め部材(13)は、前記受入れ位置
    まで搬入された大きなサイズの第2基板(12)が前記第
    1高さ位置に対して所定量だけ垂直方向にずれた第2高
    さ位置にあるとき、前記第2基板(12)の周縁複数ヶ所
    の端面と対向するように配置され、 前記複数組の可動部材(2)〜(7)は、前記第1基板
    (10)と前記第2基板(12)の各々の周縁の互いに対応
    する位置の端面に対向した前記複数の第1位置決め部材
    (11)の1つと前記複数の第2位置決め部材(13)の1
    つとを組にし、且つ前記第1位置決め部材(11)と前記
    第2位置決め部材(13)とを前記所定量だけ高さ位置を
    異ならせるように一体に支持し、前記基板(10)(12)
    の水平面内での位置決めの際、前記基板(10)(12)端
    面へ当接される如く移動可能であり、 前記受入れ位置に搬入された基板(10)(12)のサイズ
    に応じて該基板(10)(12)を前記第1高さ位置と第2
    高さ位置の何れかに位置決めする如く、前記保持部材
    (1)と前記位置決め機構(47)の少なくとも一方を上
    下動させる上下動機構(41)を設けたことを特徴とする
    基板の位置決め装置。
  2. 【請求項2】複数組の可動部材(2)〜(7)の各々
    が、第1位置決め部材(11)を第1基板(10)に近い側
    に支持すると共に第2位置決め部材(13)を第1基板
    (10)から遠い側に支持し、更に第1位置決め部材(1
    1)の当接部と第2位置決め部材(13)の当接部とを第
    1高さ位置と第2高さ位置との垂直方向の差分量に応じ
    て階段状に配置してなることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項に記載の基板の位置決め装置。
  3. 【請求項3】複数の可動部材(2)〜(7)の各々が、
    第1位置決め部材(11)又は第2位置決め部材(13)に
    対向する第1又は第2基板(10)(12)端面の当接部に
    所定の押圧力を与える付勢部材(23)(29)を備えたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項に記載
    の基板の位置決め装置。
  4. 【請求項4】複数の可動部材(2)〜(7)のうち第1
    又は第2基板(10)(12)を挟んで対向配置された移動
    部材の対(2)(3),(4)(6),(5)(7)の
    移動により、第1又は第2基板(10)(12)端面の押圧
    力を互いに異ならせるように、各対の移動部材(2)
    (3),(4)(6),(5)(7)に設けられた各付
    勢部材(23)(29)の付勢力が設定されていることを特
    徴とする特許請求の範囲第3項に記載の基板の位置決め
    装置。
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