JP2547241B2 - 板状物体の自動処理装置 - Google Patents

板状物体の自動処理装置

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、高さ調整可能で水平に重ねられた複数個の
引き出しを具備しているマガジンと、直線的に移動可能
で且つ旋回可能なマニピュレータとを有している板状物
体の自動処理装置に関するものである。
従来技術 この種の装置はドイツ特許第3219502号公報から知ら
れている。マガジン内には、同じ大きさと形状の多数の
ウェーハー板がある。ウェーハーの大きさは規格化され
ており、従ってマガジンの種類は少なくて済む。製造過
程でウェーハーを自動的に処理する必要がある場合に
は、常に多数の同種類のウェーハーが問題になる。従っ
て、特殊な交換可能なマガジンを使用することは経済的
に意味がある。マガジンは、例えば空調室に設けたエア
ロック及び清浄室を介して挿入することができる。
この種の装置は、小円板状の半導体を処理するための
モジュラー型処理装置の一部としてドイツ特許公開第37
14045号公報からも知られている。この種の装置は規格
統一されたウェーハーを大量生産的に処理するのに用い
られる。
米国特許第3731823号公報からは、上部と下部にウェ
ーハーを備えた二つの積載物からウェーハーをそれぞれ
別個に取り出して対をなすように積み上げ、まとめて第
３の積載マガジンに収納する装置が知られている。逆の
工程も行われる。積載物はそれぞれ順番に取り払われ、
その際積載物と積載マガジンとは段階的に制御されて鉛
直方向へ移動せしめられる。
抜取り検査のためには、ウェーハー板を選択自由に把
持することが必要である。これは、マニピュレータに設
けられた把持アームを特殊に構成することにより達成さ
れる。ウェーハー板が比較的軽量なので、把持アームに
対しては真空水込みが適切である。把持アームと共に直
線的に走行可能なマニピュレータは１つの機能ユニット
を形成している。
ウェーハー上に構造部を形成する場合、露光過程のた
めに用いられるマスクが重要な意味をもっている。マス
クフィールドの寸法安定性が傷がないことに関してはか
なりの要求がなされる。マスク担持体としては、通常膨
張係数が非常に小さなガラスから成る安定な、従って比
較的重いガラス板が使用される。各マスク担持体は特殊
なカセットに保管され、搬送される。このカセットから
マスク担持体が必要な場合に手で取り出され、使用位置
にもたらされる。マスクフィールドが敏感なので、マス
クは縁領域で把持すればよい。
半導体の構造が微細になるにつれて、構造部を測定し
コントロールするための器具にはますます高い要求がな
される。最近のマスク測定装置はナノメータ範囲の精度
を達成している。手が触れたために体熱でわずかな温度
勾配が生じても測定範囲に狂いが生じる。測定機械が空
調室に設置されているため、測定前に挿入されたマスク
担持体の温度が均一になるのを待たねばならない。
この過程を早めるため、温度調整された把持工具を用
いて送入を行なうことが考えられる。どのような場合
も、測定機械を送入するためには操作者がいることが必
要である。なぜなら従来は多種多様なマスク担持体が存
在していたため、個々のマスク板を別々に処理する必要
があるからである。個々の試験に対し測定時間が異なる
と、操作者は余分な注意を払わねばならない。
目的 本発明の目的は、選択自由な把持態様で形状と大きさ
が異なる板状物体を保管することができ、測定または加
工機械に供給することができるような自動処理装置を提
供することである。また清浄室の条件を考慮して且つ空
調室で自動処理を行なうことができるようにすることを
も目的とするものである。
構成 本発明は、上記目的を達成するため、 ａ）マニピュレータが交換可能な把持アーム（22）を有
していること、 ｂ）把持アームと板状物体とがマガジンの引き出しのな
かに収納されていること、 ｃ）引き出しが、板状物体及び付属の把持アームの大き
さと形状をコード化するコード化装置を有しているこ
と、 ｄ）処理されるべき板状物体及び把持アームのコードに
依存してマニピュレータを制御する制御装置が設けられ
ていること、 を特徴とするものである。
実施例 次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて説明す
る。
第１図は、マスク担持体のような板状の物体のための
引き出し11と、異なる把持アームを収容するための引き
出し12とを機重にも重ねたマガジン10である。マガジン
全体は、モータ13により昇降棒14を介して高さを調整す
ることができる。
第１図では１つの引き出し11に対して１枚のパレット
15が図示されている。パレット15は、引き出しの壁に設
けた側方のガイド16を滑動して引き出しのなかへ挿入す
ることができる。パレットの摩耗部分や汚染した部分が
下の引き出しに落下しないようにするため、引き出しが
硬い底板を有するのが有利である。
パレット15上には載置用角材17が設けられている。載
置用角材17に関しては後に第２図と第３図を用いて詳細
に説明する。その位置は、それぞれ収容される物体に適
合させることができる。
さらにパレット15の後部にはコード化装置が設けられ
ている。図ではこのコード化装置を簡単に箱体18で示し
たが、具体的には光学的、電気的、機械的または光電子
的に読み取り可能なコード化装置である。コード化装置
には、それぞれパレット15に置かれた物体の大きさ及び
形状に関する情報がコード化されて担持されている。パ
レット15を中心に入れるとコードがコード読み取り器19
によって読み取られて制御装置20に送られる。
パレット15は交換可能である。載置用角材17の位置と
配置によりパレット15はある特定の物体に対して個別化
される。パレット15の同一性はコード化装置に伝送され
る。同種の複数個のパレットは引き出しを番号づけるこ
とによって区別可能である。最も簡単な場合には、引き
出しの番号と引き出しの中へ挿入されたパレットのコー
ドとを制御装置に伝送するコード読み取り器をそれぞれ
の引き出しに付設することができる。一方ただ１つのコ
ード読み取り器19を設けて、マガジン10を高さ調整する
ことにより順次個々の引き出しをこのコード読み取り器
19のそばを通過させるようにしてもよい。このようにす
ると引き出しの数を数えることによって引き出しの個々
の内容を一義的に関係づけることが可能になる。コード
読み取り器19によって検知された引き出し11の内容は、
信号導線36を介して、制御装置20に設けられたメモリー
（図示せず）に入力される。
引き出し12は、図の例では、引き出し11よりも幾分大
きなサイズを有している。後に第４図を用いて説明する
ように、把持アームを収容するために必要なパレットは
適宜により大きな面積をもっている。引き出し12に挿入
されるパレットも前記パレット15と同様に交換可能であ
り大きさが異なるので、パレット15と取り違えることは
ない。
本発明による自動処理装置の作用を詳細に説明する前
に、第２図から第４図までを用いてパレット15上での物
体の貯蔵に関し説明しておく。
第2a図において、パレット15上には正方形の板21が支
持されている。板21は４つの角材17によって保持され
る。角材17は、板21の縁領域での小さな支持面を形成し
ているにすぎない。
角材の載置面は上方へ引き延ばした縁を有しており、
その結果パレット15を突いたときに板21がずれないよう
になっている。
載置面の縁を上方へ引き延ばした態様は第2b図からわ
かる。第2b図からはさらに、板21がパレット15に対して
間隔をもっていることもわかる。第2b図は、負荷された
パレットを取り出し方向に見た図である。この場合重要
なのは、角材が載置面の下方で内側へＵ字形に切断され
ていることである。この切断部に、第2a図に図示した把
持アーム22が挿入される。把持アーム22はフォークとし
て形成されている。
載置用角材の形状を図示したように選定することによ
り、把持アーム22が板21と接触することなくこの板21の
縁領域の下方へ移動することができる。
板21を取り出すためには、板21をその衝突阻止位置を
越えて持ち上げねばならない。その際把持アーム22が載
置面と衝突しないようにするため、両フォーク部分23は
載置面の位置にＵ字形の凹部24を有している。フォーク
部分23上での板21の載置面は幾分深くなっており、その
結果把持アーム22上でも板21の側方へのずれが阻止され
ている。
第３図には、他の例として丸い板25が図示されてい
る。この丸い板25を衝突しないように支持するには、上
方へ延びる縁を備えた３つの載置用角材26を設ければ十
分である。把持アーム22のフォーク部分23を板25の下方
へ移動させても載置用角材による妨害はない。従って載
置用角材26もフォーク部分23も簡単に構成することがで
きる。
第４図は、例えば第2a図に図示したような把持アーム
22を受容するために適したパレット27である。把持アー
ム22と結合される連結手段28が設けられているため、こ
のパレット27は前記パレット15よりも幾分大きくなけれ
ばならない。フォーク部分23を例えばＵ字形の保持要素
29に挿入することにより、把持アーム22はパレット27上
で保持される。パレット27は連結手段28の領域に凹部を
有しており、その結果マニピュレータに設けられる対応
する対向部材を連結手段28に難なく噛み合わせることが
できる。
第５図は、把持アーム22とマニピュレータ30との簡単
な連結を示したものである。把持アーム22に固定される
連結手段28は、上面に支持点33を有し、下面には支持点
33に対してずれた支持点31,32を凹部の形状で有してい
る。マニピュレータ30には、対応する対向部材34,35が
設けられている。把持アーム22は、保持要素29により、
パレット27に対して傾斜した位置で保持される。
把持アーム22を受容するため、マニピュレータ30はそ
の連結部材と共に連結手段28の上へ移動せしめられる。
マガジン10を下げると、従ってパレット27を下げると、
まず支持点31,32が対向部材35と噛み合う。さらにマガ
ジン10とパレット27を下げると、把持アーム22はそのレ
バー特性により支持点33も対向部材34と噛み合うまで前
記支持点の回りを回転する。この位置でフォーク部分23
の載置面は水平になり、把持アームはマニピュレータ30
を戻すことによってパレット27から簡単に取り外すこと
ができ、適当な方向に向けた後、測定されるべきパレッ
ト25,27の一方の下方へもたらしてパレットを取り出す
ことができる。
次に、本発明による自動処理装置の作用を第１図を用
いてもう一度総括的に説明する。その際、本発明による
自動処理装置の利点をも述べることにする。
本発明による装置は総じてコンパクトに構成されてい
るので、空調箱に格納することもできる。この種の空調
箱の壁には密閉可能なスリット状の穴を設けることがで
き、この穴はマガジンの引き出しに対向する。空調箱内
部のマガジンがこの穴の側を通り過ぎるようにして、こ
の穴から順次個々の引き出しを送り込むことができる。
パレットは予め外部で準備することができる。この場
合パレットにマスク板を積載するため特殊な工具を使用
することができ、予め温度調整することも可能である。
従って準備作業の合理化を図ることができる。
次に、積載されたマスク板に応じて付属の把持アーム
をパレットの上に置き、引き出しの中に挿入する。コー
ド読み取り器19と、制御装置20に付設され信号導線36を
介してコード読み取り器19と連結されているメモリとに
より、どの引き出しにどの物体があり、どこに付属の把
持アームが見出されるかがわかる。制御装置20は、信号
導線37を介して、所定のプログラムに応じた命令をマガ
ジン10の位置調整モータ13に送り、所望の引き出しをマ
ニピュレータ30に対向する取り出し位置にもたらし、マ
ニピュレータ30を制御する。マニピュレータ30は案内軌
道39を直線的に移動可能である。案内軌道39は、回転可
能な軸40に固定されている。軸40は、モータ41により駆
動される。マニピュレータ30が積層された状態で回転す
る際案内軌道39を次のように移動すること、即ちマスク
板に作用する加速力をできるだけ小さく保持するため、
マスク板が回転軸の上にあるのが有利である。
本発明による自動処理装置はモジュールな構成である
ため、マガジンを公知構造の任意の昇降装置に固定する
ことができる。この場合、物体の供給または把持に不必
要なマガジン壁に固定することもできる。マガジン壁
は、すべての引き出しに均一な空調を生じさせることを
簡単にするほど十分に開口している。引き出し11と12の
数量は、必要に応じて選定できる。
マニピュレータシステム30,39,40,41に対しても公知
構造の任意のシステムを選定することができる。なぜな
ら、マニピュレータと把持アームとの複数個の連結手段
だけを互いに適合させればよいからである。
効果 本発明により、選択自由な把持態様で形状と大きさが
異なる板状物体を保管することができ、測定または加工
機械に供給することができる。また洗浄室の条件を考慮
して且つ空調室で自動処理を行なうことができるように
なった。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による自動処理装置の各構成要素の組み
立て図、第2a,b図はそれぞれ長方形の物体を載置したパ
レットを示した図、第３図は丸い物体を積載したパレッ
トを示した図、第４図は把持アームを積載しパレットを
示した図、第５図はマニピュレータの把持アームと連結
部材の横断面図である。 10……マガジン 11,12……引き出し 15,27……パレット 16……ガイド 18……コード化装置 19……コード読み取り器 20……制御装置 21,25……板状物体 22……把持アーム 30……マニピュレータ

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】高さ調整可能で水平に重ねられた複数個の
    引き出しを具備しているマガジンと、直線的に移動可能
    で且つ旋回可能なマニピュレータとを有している板状物
    体の自動処理装置において、 ａ）マニピュレータ（30）が交換可能な把持アーム（2
    2）を有していること、 ｂ）把持アーム（22）と板状物体（21,25）とがマガジ
    ン（10）の引き出し（12）のなかに収納されているこ
    と、 ｃ）引き出しが、板状物体（21,25）及び付属の把持ア
    ーム（22）の大きさと形状をコード化するコード化装置
    （18）を有していること、 ｄ）処理されるべき板状物体（21,25）及び把持アーム
    （22）のコードに依存してマニピュレータ（30）を制御
    する制御装置（20）が設けられていること、 を特徴とする自動処理装置。
  2. 【請求項２】異なったサイズの板状物体（21,25）及び
    把持アーム（22）を支持するためのパレット（15,27）
    が設けられ、該パレット（15,27）は、マガジン（10）
    の引き出しの壁に設けたガイド（16）に沿って手動で移
    動可能であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
    に記載の自動処理装置。
  3. 【請求項３】パレット（15,27）の送り方向が、マニピ
    ュレータ（30）の把持方向とは異なっていることを特徴
    とする、特許請求の範囲第２項に記載の自動処理装置。
  4. 【請求項４】コード化装置（18）がパレット（15,27）
    に装着され、マガジン（10）に、制御装置（20）と連結
    されている少なくとも１つのコード化用検知装置が付設
    されていることを特徴とする、特許請求の範囲第２項に
    記載の自動処理装置。
  5. 【請求項５】板状物体（21,25）のための支持部（17,2
    6）が次のように形成されていること、即ち板状物体の
    下面を緑領域で支持し、板状物体の縁がずれないように
    阻止し、把持アーム（22）が縁領域を接触なしに通り抜
    けるように板状物体（21,25）とパレット面との間隔を
    保持するように形成されていることことを特徴とする、
    特許請求の範囲第２項に記載の自動処理装置。
  6. 【請求項６】支持部がパレット（15,27）上に位置調整
    可能に設けられていることを特徴とする、特許請求の範
    囲第５項に記載の自動処理装置。
  7. 【請求項７】マニピュレータ（30）と把持アーム（22）
    が自動心合わせの連結手段（31,32,33,34,35）を具備し
    ていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項または
    第２項に記載の自動処理装置。
  8. 【請求項８】３点支持の掛合手段が設けられていること
    を特徴とする、特許請求の範囲第７項に記載の自動処理
    装置。
  9. 【請求項９】把持アーム（22）がパレット（27）の適当
    な位置で保持され、マニピュレータ（30）の直線的な接
    近とマガジン（10）の降下とによりまず支持部の２点
    （31,32）が係合し、マガジン（10）をさらに降下させ
    ることによって第３の支持位置（33）が係合し、パレッ
    ト上での保持が解けることを特徴とする、特許請求の範
    囲第８項に記載の自動処理装置。
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