JPH1143222A - 基板搬送装置及び基板搬送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板を搬送してこの基板を引き渡す装置側の
ステージ等において回転方向の移動機構がない場合であ
っても回転方向の位置決めを行うことのできる基板搬送
装置を提供する。 【解決手段】 この基板搬送装置は、搬送アーム５に載
置して第１の位置にある基板６を第２の位置を経由して
第３の位置に搬送する搬送部１と、基板が搬送アームに
載置された第２の位置にあるとき、基板の基準位置から
の平面回転方向のずれ量を位置ずれ回転角として検出す
る検出部３と、第３の位置をその上面に有するステージ
４と、基板を載置した搬送アームを第１の位置から移動
させ、搬送アームを検出された位置ずれ回転角に相当す
る角度を補正した状態で位置付けてから基板をステージ
上の第３の位置に置くように搬送部を制御する制御部１
５とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板搬送装置及び
基板搬送方法に関し、特に半導体素子や液晶表示素子の
製造に用いられるレチクルやフォトマスク等の基板を搬
送する装置及び方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、基板搬送装置は、レチクルやフォ
トマスク等の基板をその保管場所から、例えば座標測定
装置のステージまで搬送する場合に用いられ、基板をス
テージ上の所定位置に位置決めるように引き渡す。この
場合、ステージは、平面上においてＸＹ方向、及びθ
（回転）方向に移動可能なＸＹθステージに構成されて
いる。このＸＹθステージにおける基板のθ方向の位置
決めのために、基板の回転方向へのずれ回転角を検出
し、この検出された基板の回転角分だけ予めθステージ
を回転させておき、この状態で基板をステージ上に載置
していた。これにより、基板の搬送時における回転方向
の位置決めを行っていた。

【０００３】座標測定装置では、今日の技術進歩により
フォトマスクやレチクル等の基板に形成されたパターン
の座標をより高精度に測定する必要が生じている。この
ため、例えば座標測定装置はＸＹθステージを有してい
るが、できるだけ装置構成を単純化して誤差要因をなく
すためθステージを廃止した装置が検討されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようにθ
ステージを廃止した装置では、基板の搬送時に回転
（θ）方向の位置決めを如何に行うかという問題が生じ
る。

【０００５】また、座標測定装置のステージとは別にタ
ーンテーブルを用意しておき、このターンテーブル上に
いったん基板を置いて基板の回転方向の位置決めを行っ
てから、ステージに向けて搬送しステージ上に載置する
方法がある。具体的には、図４において、搬送部１を中
心にしてトレイ部２の反対側には、ターンテーブル１１
が設置されており、基板６をテーブル１１ａ上に載せて
図１の矢印ｒ方向またはその逆方向に例えば９０°、１
８０°だけ回転させて基板６の向きを変えてから、ｅ方
向にＸＹステージ４まで搬送して載置させる方法であ
る。

【０００６】しかし、この方法によれば、基板６をステ
ージ４に向ける前にターンテーブル１１を経由させなけ
ればならないので、時間がかかりスループットの低下に
つながる。更に、ターンテーブル１１上に基板６をセッ
トする必要がない場合であっても、ターンテーブル１１
上にセットしなければならず、スループットが低下して
しまう。

【０００７】本発明の目的は、基板を搬送してこの基板
を引き渡す装置側のステージ等において回転方向の移動
機構がない場合であっても、ターンテーブル等を用いな
くとも回転方向の位置決めを行うことのできる基板搬送
装置及び基板搬送方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題達成のため、本
発明の基板搬送装置は、搬送アームに載置して第１の位
置にある基板を第２の位置を経由して第３の位置に搬送
する搬送部と、前記基板が前記搬送アームに載置された
第２の位置にあるとき、前記基板の基準位置からの平面
回転方向のずれ量を位置ずれ回転角として検出する検出
部と、前記第３の位置をその上面に有するステージと、
前記基板を載置した前記搬送アームを前記第１の位置か
ら移動させ、前記搬送アームを前記検出された位置ずれ
回転角に相当する角度を補正した状態で位置付けてから
前記基板を前記ステージ上の第３の位置に置くように前
記搬送部を制御する制御部とを具備する。

【０００９】本発明によれば、搬送アームを第１の位置
から第３の位置まで移動させる際に、搬送アームが基板
を載置した第２の位置において検出した位置ずれ回転角
に相当する角度を補正した状態で搬送アームの移動位置
を決定するから、基板の第２の位置における位置ずれ回
転角を補正して基板を第３の位置に置くことができる。
このため、基板をステージ上に回転方向について位置決
めした状態で置くことができ、ステージにおける回転方
向の調整が不要となる。

【００１０】また、前記搬送アームが回転駆動軸を中心
に回転し、前記基板を回転方向に搬送する際に前記回転
駆動軸の回転角を前記検出された位置ずれ回転角により
補正して決定するように構成できる。これにより、搬送
アームが回転駆動軸を備え、この回転駆動軸の基板搬送
時の回転角の総量を検出した位置ずれ回転角により補正
して基板を第３の位置に置くことができる。

【００１１】また、本発明の基板搬送方法は、第１の位
置にある基板を搬送アームに載置し、第２の位置に移動
するステップと、前記基板が前記搬送アームに載置され
た第２の位置にあるとき、前記基板の基準位置からの平
面回転方向のずれ量を位置ずれ回転角として検出するス
テップと、前記基板を載置した前記搬送アームを第２の
位置からステージ上の第３の位置に向けて移動させるス
テップと、前記搬送アームを前記検出された位置ずれ回
転角に相当する角度を補正した状態で位置付けてから前
記基板を前記ステージ上の第３の位置に置くステップと
を含む。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態に
ついて図面を用いて説明する。図１は本実施の形態によ
る基板搬送装置の全体構成を示す斜視図である。図１に
示す基板搬送装置は搬送台１０上に設けられた搬送部１
と、位置検出用ＣＣＤカメラ３と、搬送部１，ＣＣＤカ
メラ３、ステージ４等を制御する制御部１５とを備え
る。搬送部１は、回転駆動軸１ａ，移動部材１ｂ，１
ｃ，１ｄ，１ｅ、及び搬送アーム５を備える。

【００１３】移動部材１ｂ，１ｅの各一端部は回転駆動
軸１ａに連結され、各他端部は移動部材１ｃ，１ｄの各
一端部に連結部１ｆ，１ｇにおいてそれぞれ連結され、
これらの連結部１ｆ，１ｇにはそれぞれサーボモータ
（図示省略）が内蔵されている。移動部材１ｃ，１ｄの
各他端部は搬送アーム５に連結されている。

【００１４】回転駆動軸１ａは、制御部１５からの指示
に基づいて、搬送台１０内に設置されたモータ（図示省
略）により回転駆動し、搬送アーム５を所定半径の円周
方向（θ方向）に回転させ、例えば図１の矢印ａ方向，
その逆方向に回転させることができる。また、連結部１
ｆ，１ｇに設けられた各サーボモータの回転駆動によ
り、搬送アーム５を上述の円周半径方向（Ｒ方向）に直
進移動させ、例えば、図１のｃ方向、ｄ方向に直進させ
ることができる。更に、回転駆動軸１ａを鉛直方向（ｚ
方向）に搬送台１０に対して上昇・下降させることがで
き、例えば、図１のｂ方向、その逆方向に移動させるこ
とができる。このように、搬送部１は、制御部１５によ
り搬送アーム５を図１に示すＲ−θ−ｚの各方向に移動
させることができる。

【００１５】基板６を複数段に収納するトレイ部２が基
板位置検出用ＣＣＤカメラ３の前面に設置されている。
基板６はトレイ部２の基板支持台１２上に一定間隔をお
いて載置され、基板支持台１２が図１のｓ方向に回動し
て基板６がトレイ部２内に保管される。なお、基板６
は、半導体デバイスや液晶デバイスの製造のためのリソ
グラフィ工程において用いられる回路パターンの形成さ
れたフォトマスク、レチクル等であってよい。

【００１６】基板位置検出用ＣＣＤカメラ３は、トレイ
部２に収納されている基板６を搬送アーム５がその上に
載せて持ち上げた状態で、その基板６の２つのコーナー
を検出し、各コーナーの頂点位置Ｃ、Ｄを求める。図２
にトレイ部２において搬送アーム５が基板６を載せた時
の基板６の平面位置を示し、ＣＣＤカメラ３は、図２の
例えばＬの位置で紙面に垂直方向から基板６の２つのコ
ーナーの頂点位置Ｃ、Ｄを検出する。この検出は、例え
ば本出願人が、先に特開平６−２０９２０号公報におい
て提案した方法によることができる。

【００１７】即ち、図２に示すように、基板６の形状を
一片が２ｋの正方形とし、図２の破線で示す基板６の位
置が位置ずれのない基準位置であり、実線で示す基板６
の位置が位置ずれを生じている位置とする。基板６の位
置ずれのないときの各コーナーの頂点位置Ａ，Ｂの座標
をＡ（０，０）、Ｂ（０，２ｋ）とし、ＣＣＤカメラ３
により検出した位置ずれのあるときの各コーナーの頂点
位置Ｃ，Ｄの座標をＣ（ｘ１，ｙ１）、Ｄ（ｘ２，２ｋ
＋ｙ２）とすると、図２に示す基板６の平面回転方向の
位置ずれ回転角αは、次の式（１）で表すことができ
る。

【００１８】 α ＝ ａｒｃｔａｎ（ｘ１−ｘ２）／（２ｋ−ｙ１＋ｙ２） （１） 以上のようにＣＣＤカメラ３によって検出した各コーナ
ーの頂点位置Ｃ，Ｄの情報に基づいて各座標を求め、上
述のように基板６の平面回転方向の位置ずれ回転角αを
得て、制御部１５において位置ずれ回転角αにより補正
した搬送部１の回転駆動軸１ａの回転角を得る。

【００１９】図１に示すように、搬送部１は、制御部１
５の制御によりトレイ部２内の基板６を座標測定装置の
ＸＹステージ４まで搬送し、またＸＹステージ４から搬
送しトレイ部２内の所定位置に戻す。ここで、トレイ部
２内の基板支持台１２上の位置ずれのない基板６の基準
位置と、ＸＹステージ４上に載置された基板６の位置ず
れのない基準位置とが搬送部１の回転駆動軸１ａの中心
に対してなす角度は、９０°である。

【００２０】以上のような、基板搬送装置の動作につい
て説明する。いま、図１に示すように、搬送アーム５が
ＸＹステージ４とＲ方向に対抗する位置ａｂにあり、ト
レイ部２内から基板６を取り出すために、搬送アーム５
が回転駆動軸１ａにより回転方向（θ）である矢印ａ方
向に回転する。搬送アーム５がトレイ部２内の基板６に
対抗する位置ａａまで移動してから、回転駆動軸１ａが
鉛直方向（ｚ）であるｂ方向に上昇し、取り出すべき基
板６の収納されたトレイ部２の段の高さまで移動した
後、連結部１ｆ，１ｇに内蔵されたサーボモータの駆動
により、搬送アーム５は径方向（Ｒ）であるｃ方向に直
進する。

【００２１】次に、搬送アーム５がその先端からトレイ
部２の基板支持台１２上に載置された基板６の下方に進
入してから、搬送アーム５が鉛直方向上方（ｂ方向）に
若干上昇しそこで停止することにより、基板６を搬送ア
ーム５に載せることができる。次に、搬送アーム５が上
述の矢印ｃ方向と逆方向に移動して基板６をトレイ部２
から取り出し、更にｂ方向と逆方向に移動してＣＣＤカ
メラ３の焦点位置の高さに基板６を移動させる。この状
態で、ＣＣＤカメラ３により基板６の２つのコーナーの
頂点位置（図２におけるＣ、Ｄ）を検出する。

【００２２】この検出が終了した後、ｂ，ａの各方向と
逆方向に搬送アーム５が移動する。このとき、回転方向
の位置ずれがなければ、搬送アーム５が位置ａａから位
置ａｂまで回転駆動軸１ａの回転駆動により９０°だけ
回転させられるが、回転方向の位置ずれがあれば、制御
部１５において回転駆動軸１ａの実際の回転角βを、基
板６の２つのコーナーの頂点位置の検出により上述の式
（１）から得られた位置ずれ回転角αによって式（２）
のように補正する。

【００２３】β ＝ ９０°± α （２） この回転角βだけ回転駆動軸１ａが位置ａａから位置ａ
ｂまで回転駆動され、搬送アーム５が図１のように位置
ａｂまで移動してから、搬送アーム５は径方向であるｄ
方向に直進し、ＸＹステージ４まで移動する。この移動
状態を図３の平面図に詳しく示す。

【００２４】図３に示すように、基板６を載置した搬送
アーム５が図の矢印８の方向からステージ４上に進入
し、図の位置で停止する。このとき、回転駆動軸１ａの
搬送時の回転角βが式（２）のように位置ずれ回転角α
によって補正されているから、ステージ４の回転方向に
おける位置ずれのない基準線ｍに対して搬送アーム５の
軸線ｎはαの角度を成している（回転角βが補正されず
９０°であると、軸線ｎは基準線ｍと一致する）。従っ
て、搬送アーム５上の基板６は、位置ずれ回転角αが補
正された位置にあり、基準線ｍに対して回転方向にずれ
のない状態となっている。この状態で基板６をステージ
４上に置くことにより、基板６をステージ４上の回転方
向にずれのない基準位置に載置することができる。この
ようにして、トレイ部２内の基板支持台１２上の基板位
置が回転方向にずれていたり、搬送アーム５に載せる動
作中に基板位置が回転方向にずれた場合でも、基板６を
ステージ４上の回転方向の基準位置に位置決めして置く
ことができる。

【００２５】なお、図２に示すように、位置のずれた基
板６は、回転方向のみならず、Ｘ方向、Ｙ方向にもずれ
が生じる場合があるが、このＸＹ方向の位置ずれと、前
述の位置ずれ回転角の補正のために生じたＸＹ方向の位
置ずれは、例えばＸＹステージ４に制御部１５からＸＹ
方向に関する位置ずれ情報を送り、ステージ４において
ＸＹ方向位置を予め調整し補正しておくことができる。

【００２６】以上のようにして、座標測定装置のステー
ジを回転方向に調整せずにステージに対して回転方向の
位置ずれを補正して基板を基準位置に位置付けることが
できるので、回転方向にステージを調整することが不要
となる。このため、座標測定装置において回転方向のθ
ステージを省略することができ、装置を単純な構造とす
ることができるから、誤差要因を減らすことができ、よ
り高精度な座標測定が可能となる。また、ターンテーブ
ルにそのつど回転方向の位置ずれの補正のため搬送させ
る必要はないので、スループットの低下の問題も生じな
い。

【００２７】なお、本実施の形態では座標測定装置を例
にして説明したが、本発明は、これに限定されるもので
はなく、半導体素子等の製造用露光装置、基板パターン
検査装置、基板パターン補正装置等におけるステージに
対して基板を搬送する場合に用いることができ、各装置
においてステージの回転方向機構を省略することができ
るので、ステージ機構を簡略化できて精度向上に寄与で
き、好ましい。また、ターンテーブルを用いなくともよ
いから、スループットの低下の問題もない。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、基板を搬送してこの基
板を引き渡す装置側のステージ等において回転方向の移
動機構を省略できるとともに、スループットが低下する
ことなく簡単な構成で回転方向の位置決めを行うことの
できる基板搬送装置及び基板搬送方法を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施の形態の基板搬送装置の全体
構成を示す斜視図である。

【図２】図１に示すＣＣＤカメラによりコーナー検出を
する場合、基板に関し位置ずれのない状態と位置ずれ状
態との関係を示す平面図である。

【図３】図１に示すステージと基板と搬送アームとの関
係を示す平面図である。

【図４】従来技術の基板搬送装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 搬送部 １ａ 回転駆動軸 ２ トレイ部 ３ 基板位置検出用ＣＣＤカメ
ラ ４ ＸＹステージ ５ 搬送アーム ６ 基板 ８ 搬送部のＲ軸の移動方向 １５ 制御部 １１ ターンテーブル α 基板の位置ずれ回転角 β 補正された回転駆動軸の回
転角

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送アームに載置して第１の位置にある
   基板を第２の位置を経由して第３の位置に搬送する搬送
   部と、 前記基板が前記搬送アームに載置された第２の位置にあ
   るとき、前記基板の基準位置からの平面回転方向のずれ
   量を位置ずれ回転角として検出する検出部と、 前記第３の位置をその上面に有するステージと、 前記基板を載置した前記搬送アームを前記第１の位置か
   ら移動させ、前記搬送アームを前記検出された位置ずれ
   回転角に相当する角度を補正した状態で位置付けてから
   前記基板を前記ステージ上の第３の位置に置くように前
   記搬送部を制御する制御部と、を具備する基板搬送装
   置。
2. 【請求項２】 前記搬送アームが回転駆動軸を中心に回
   転し、前記基板を回転方向に搬送する際に前記回転駆動
   軸の回転角を前記検出された位置ずれ回転角により補正
   して決定することを特徴とする請求項１記載の基板搬送
   装置。
3. 【請求項３】 第１の位置にある基板を搬送アームに載
   置し、第２の位置に移動するステップと、 前記基板が前記搬送アームに載置された第２の位置にあ
   るとき、前記基板の基準位置からの平面回転方向のずれ
   量を位置ずれ回転角として検出するステップと、 前記基板を載置した前記搬送アームを第２の位置からス
   テージ上の第３の位置に向けて移動させるステップと、 前記搬送アームを前記検出された位置ずれ回転角に相当
   する角度を補正した状態で位置付けてから前記基板を前
   記ステージ上の第３の位置に置くステップと、を含む基
   板搬送方法。