JPS6138180Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、半導体ウエハとマスクとの位置合わ
せを行う装置において、マスクの自動取り出し、
供給を行うに適した半導体マスクの保持装置に関
する。

従来、半導体ウエハとマスクとのパターン合わ
せを行うマスクアライメント作業は、ロツト単位
のバツチ処理で行つているためにマスクの交換頻
度が高いが、従来装置では、この交換作業をほと
んど人手に依存しているので、ガラスでなるマス
クが傷つくおそれがあり、かつ段取り時間がかか
るという欠点がある。一方、半導体製品の歩留り
を向上させるには、マスク交換作業時に人体等か
ら出る塵埃をなくす必要があるので、マスク交換
作業はできるだけ自動的に行えるようにする必要
がある。

第１図、第２図は、それぞれ従来のマスクアラ
イナにおけるマスク保持部の平面図とそのＡ・Ａ
断面図であり、XY方向に移動される移動体１６
上には、支点１５を中心として立伏自在にベース
１０が取付けられ、該ベース１０に設けた円形穴
１７には、鋼球９を介してほぼリング状をなす回
転プレート７が回転自在に装着されており、該回
転プレート７の内部には、固定リング８により、
透明材料でなるバツクアツププレート３が固定し
て取付けられている。ステージ１３上に固定され
るウエハ１に対面させるマスク２１は、該バツク
アツププレート３に真空吸着して保持される。４
はこの真空吸着のためにバツクアツププレート３
に設けられたリング状の溝、６は該溝４に真空圧
を供給する供給口である。前記ベース１０には、
穴１７からベース外周に至る溝１８が設けられ、
該溝１８には、前記回転プレート７の外周から半
径方向に突出した突出部１９が余裕をもつて挿入
され、その片面に圧縮スプリング１２の一端が衝
合させ、片面に調整ねじ１１の先端が衝合してお
り、調整ねじ１１を回すことにより、回転プレー
ト７のベース１０に対する回転位置が変わり、こ
れによつてマスク２の対物レンズ（図示せず）に
対する位置調整が行えるようになつている。１４
はベース１０の自由端を真空吸着する固定プレー
トで、ベース１０は、移動体１６をＸ，Ｙ方向に
動かすことにより位置調整しうるようになつてい
る。

この従来装置において、マスク２に対してウエ
ハ１をアライメントする際は、ベース１０を第２
図実線に示すように倒して固定プレート１４に真
空圧を供給することにより吸着固程する。そして
この状態で、マスク２の下方の、ウエハ１ね吸着
固定されたステージ１３を移動させることによつ
てアライメントを行う。

しかしこのような構成では、マスク交換時に
は、まず固定プレート１４に供給されている真空
圧をカツトした後、ベース１０を支点１５を中心
として起立させた状態とし、次に溝４に供給され
ていた真空圧をカツトしてマスク１を次のロツト
のマスクと交換する必要がある。

このように、従来装置では、マスク交換を人手
よつて行うため、その作業が煩わしいばかりか、
マスクが傷つくおれがあり、かつ作業時に塵埃が
マスク２に付着して不具合を生じるおそれがあ
る。

本考案の目的は、上記従来技術の問題点に鑑
み、ハンドリングする際、マスクに損傷を与える
のをできるだけ少なくするために、マスクを固定
したマスクケースを容易に、且つマスクケースの
位置決め下面を傷付けることなく交換できるよう
にすると共に交換後マスクケースを水平面内、及
び高さ方向について、正確に位置決めできるよう
にしたマスクの保持装置を提供することにある。

即ち、本考案は、上記目的を達成するために、
マスクに形成された回路パターンを半導体ウエハ
に露光するために中央に孔を穿設して設置された
マスク吸着ベースと、該マスク吸着ベースの上側
に設置され、且つマスクを水平方向に位置決めし
て保持したマスクケースを交換可能に横方向に振
動自在にベアリングによつて支持し、更にマスク
ケースの周辺に接する位置決め部材の位置を可変
してマスクケースの水平面内の取付位置を調整し
得る機構を備えたベースと、該ベースを上下動さ
せる上下動機構と、該上下動機構を作動させて上
記ベースを下動させ、マスクケースの下面を上記
マスク吸着ベースの上基準面に吸着する吸着手段
とを具備し、マスクケースを取り入れ、取り出す
際、上記上下動機構を作動させて上記ベースを上
動させて、マスクケースの位置決め下面が上記マ
スク吸着ベースの上基準面に接触して傷を付ける
ことなくし、更に上記上下動機構を作動させて上
記ベースを下動させると共に上記吸着手段を作動
させてマスクケースの位置決め下面を上記マスク
吸着ベースの上基準面に吸着させてマスクケース
の高さ方向の位置決めを高精度に得られるように
し、横方向からマスクケースを直線的に取り入
れ、取り出すことができるようにしたことを特徴
とするマスクの保持装置である。

以下本考案の一実施例を第３図ないし第６図に
より説明する。まず、第３図は、本考案の対象の
一例である半導体ウエハ位置決め焼付装置におけ
るマスク保持装置の概略斜視図である。第３図に
おいて、２４は略コ字形をなす上下動アーム、２
３は該アームにより、２個の板ばね２６を介して
吊下げられたベースであり、アーム２４とベース
２３との間の最大間隔は、先端をベース２３に固
定し、頭部をアーム２４に抜け出し不能に貫設し
た３個のストツパー２７ａ，２７ｂ，２７ｃによ
り規制される。アーム２４の駆動機構は図示して
いないが、アーム２４の上昇位置でマスク交換を
行い、下降位置でアライメントを行うものであ
る。

ベース２３の中央には円穴２３ａが開設され、
該円穴２３ａ内には、マスクのバツクアツププレ
ート３２を保持する保持プレート３１のプレート
保持部３１ａが挿入され、該保持プレート３１の
３本の取付板３１ｂは、ベース２３に装着された
ピストン３３ａ，３３ｂ，３３ｃの上端と結合さ
れており、第５図で３３ａについて代表して示す
ように、ピストン３３ａの下面に供給口４０から
真空圧又は高圧を供給することにより、該保持プ
レート３１がベース２３に対して上下動させられ
るようになつている。５０は、ベース２３の一側
辺下面に形成されたケース保持部２３ｂと共に、
マスク保持用ケース３７を挿脱可能に保持するレ
バーであり、該レバー５０は、第４図、第５図に
示す軸５１により、ベース２３の他側辺の下面に
枢着されており、第４図に示す軸５１を中心とす
る回動角θは、第３図に示す調整ねじ５２により
変えられるようになつている。

マスク固定用ケース３７は、第４図に示すよう
に、両側部に逆Ｌ字形の断面形状を有する案内縁
３７ｂ，７ｃが形成され、中央部には円穴３７ａ
が開設され、該円穴の周辺部に３個のピン４２
ａ，４２ｂ，４２ｃが植設され、４角形をなすマ
スク２２は、その前辺を前記ピン４２ａと接触さ
せ、一側辺を前記ピン４２ｂ，４２ｃに接触さ
せ、かつケースの案内縁２７ｂの内面に取付けら
れた板ばね４１でピン４２ａ，４２ｂ，４２ｃ方
向に押さえることにより、定位置にセツトされ、
かつ前記両案内縁３７ｂ，３７ｃにそれぞれ枢着
されたクランプ４５ａ，４５ｂによつて固定され
る。６２は各クランプの側面に固定したばねで、
これはクランプ４５ａ，４５ｂがマスク２２を押
さえた状態ではケース上面に植設した頭つきピン
６３の芯部に圧接し、マスク２２を外す際には該
ばね６２を開いてピン６３との係合を解いてクラ
ンプ４５ａ，４５ｂを立てるものである。円穴３
７ａのまわりには、真空吸着用リング状溝３７ｇ
が設けられている。

このケース３７は、アライメント時に第５図の
ようにベース２３に挿着される。３０はマスク吸
着ベースであり、その中央には前記ケースの円穴
３７ａと合致する円穴３０ａを有し、かつ該円穴
３０ａの周辺にはリング状に溝３０ｂが設けら
れ、該溝３０ｂと通ずる真空圧供給口３０ｃが設
けられている。またケース７には、溝３７ｇに通
ずる真空圧供給口３７ｈが、前記穴３０ａ，３７
ｈを合致させた状態で、マスク吸着ベース３０の
溝３０ｂに通ずるように設けられている。アライ
メント時には、第４図に示したようにマスク２２
を上面に固定したケース３７の両側の案内縁３７
ｂ，３７ｃを、ベアリングを構成するローラ６４
およびローラ６５上に載せ、かつ第４図に関して
後述する位置決め機構により位置決めされてベー
ス２３の下面に挿着される。なお上記ローラ６４
はベース２３のケース保持部２３ｂに装着し、上
記ローラ６５は前記レバー５０に装着している。

そして、マスク吸着ベース３０の真空圧供給口
３０ｃから真空圧を供給することにより、マスク
２２はケース３７に吸着固定されると共に、ケー
ス３７はマスク吸着ベース３０に吸着固定され
る。

一方前記保持プレート３１は、供給口４０から
真空圧を供給することによりピストン３３ａ，３
３ｂ，３３ｃが下降することによつて下降し、該
保持プレート３１に保持されたバツクアツププレ
ート３２の下面は、マスク２２の上面に接し、該
バツクアツププレート３２の下面にリング状に設
けた溝３８に供給口３９から真空圧を供給するこ
とにより、バツクアツププレート３２とマスク２
２とは互いに吸着固定される。

再び第４図に戻り、ケース３７の位置決め機構
について説明する。ケース３７の前端には、ベー
ス２３に装着されたローラ状のＸストツパ４７ａ
と接触させる突出部３７ｄが形成されており、ま
た前記レバー５０の上面には、ケース３７の一方
の案内縁３７ｃの側面と接触するローラ状のＹス
トツパ４７ｂ，４７ｃが、レバーの軸５１が両ス
トツパ間に位置するように装着されている。また
他の案内縁３７ｂの後端部側面には、傾斜面３７
ｅが形成されており、この傾斜面には、第６図に
示す機構により、ローラ（又はベアリング）５４
が圧接される。

即ち第６図において、ローラ５４は、ピン５５
によりベース２３に枢着されたレバー５３の先端
に装着されており、該レバー５３は、戻しばね５
６で矢印方向に付勢されているが、このレバー５
３の側面には、ベース２３に設けたシリンダ５７
に取付けたピストン５８と接触し、シリンダ５７
内に高圧が供給されることによつて該ピストン５
８が突出してレバー５３を押すことにより、ロー
ラ５４はケース３７を傾斜面３７ｅから押す。こ
れによつて、ケース３７は前記ストツパ４７ａ，
４７ｂ，４７ｃに圧接され、位置決めがなされ
る。即ち、第３図に示した調整ねじ５２を回すこ
とにより、レバー５０のピン５１を中心とする回
動位置が変わり、これにより、ストツパ４７ｂ，
４７ｃの位置が点線に示すように変わるため、ケ
ース３７の回動位置が変わり、マスク２２の回動
位置が変わるという機構により、マスク２２の回
動位置の調整が可能となるのである。なお、シリ
ンダ５７内の高圧をカツトすれば、レバー５３は
戻しばね５６の力で原位置に戻る。

次にこの構成におけるマスクの取出し、供給動
作について説明する。まず第５図に示したように
マスク２２が装着されている状態からマスク２２
の取出しを行う場合について説明する。第５図に
おいて、まず、供給口３０ｃに供給されている真
空圧をカツトし、マスク２２とケース３７とマス
ク吸着ベース３０との真空吸着を解き、第３図に
示したアーム２４を上昇させる。次に供給口３９
への真空圧をカツトしてバツクアツププレート３
２とマスク２２との吸着を解き、さらに供給口４
０に高圧ガスを供給することによつてピストン３
３ａ〜３３ｃを上昇させ、バツクアツププレート
３２を持ち上げる。次にシリンダ５７に供給され
ている高圧をカツトしてケース３７の固定を解い
た後、ケース３７を第６図の矢印ａ方向に引き出
し、次のロツトのマスクをセツトしたケース３７
をベース２３内に押し込む。その後は前記取出し
工程とは逆の工程でケース３７を固定する。

以上述べたように、本考案のマスク保持装置
は、マスクをケースに固定して交換作業が行われ
るようにしたので、マスクに傷がつくことがな
く、マスクを人手で扱うことによる歩留りの低下
がなくなる。また、該ケースを、マスク保持具に
対して水平方向に摺動させることにより、取り出
しと供給ができるようにしたので、従来のように
マスク保持具を回動させる場合に比べ、自動化す
るに適した構造となり、マスク交換の能率を向上
させることが可能になり、マスクへの塵埃付着の
可能性が少くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のマスク保持機構を示す平面図、
第２図はそのＡ−Ａ断面図、第３図は本考案によ
るマスク保持装置の一実施例を示す斜視図、第４
図はマスクケースの一例及びその位置決め機構を
示す斜視図、第５図は該実施例におけるマスク装
着状況を示す断面図、第６図はマスクケースの位
置決め機構を説明する平面図である。 ２２……マスク、２３……ベース、３１……保
持ケース、３２……バツクアツププレート、３７
……マスクケース、３７ｂ，３７ｃ……案内縁、
４７ａ〜４７ｃ……位置決め用ピン、５４……押
圧用ローラ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. マスクに形成された回路パターンを半導体ウエ
   ハに露光するために中央に穴を穿設して設置され
   たマスク吸着ベースと、該マスク吸着ベースの上
   側に設置され、且つマスクを水平方向に位置決め
   して保持したマスクケースを交換可能に横方向に
   摺動自在にベアリングによつて支持し、更にマス
   クケースの周辺に接する位置決め部材の位置を可
   変してマスクケースの水平面内の取付位置を調整
   し得る機構を備えたベースと、該ベースを上下動
   させる上下動機構と、該上下動機構を作動させて
   上記ベースを下動させ、マスクケースの下面を上
   記マスク吸着ベースの上面に吸着する吸着手段と
   を具備したことを特徴とする半導体マスク保持装
   置。