JP2006086253A

JP2006086253A - 基板配置方向制御装置

Info

Publication number: JP2006086253A
Application number: JP2004267975A
Authority: JP
Inventors: Riichi Takahashi; 利一高橋
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2004-09-15
Filing date: 2004-09-15
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2024-09-15
Also published as: JP4665468B2

Abstract

【課題】収納ケース内の基板の配置方向、及び表裏を人手を介することなく変更することで異物の基板への付着、基板端面の損傷、及び基板の粉塵の飛散を抑えることができる基板配置方向制御装置を提供すること。
【解決手段】載置部１００、アーム付き搬送部２００、方向変更部３００を具備し、アーム付き搬送部２００により載置部１００と方向変更部３００とのあいだで基板１の搬送が行われる。方向変更部３００で基板１に備えられたマークが撮像され、あらかじめ登録されているマークデータと照合されて収納ケース内における基板１の配置方向、及び表裏が認識される。認識された基板１の配置方向から登録されている所定の方向に、基板の水平回転、または／および反転を行うものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板を所定の方向に水平回転、及び表裏を反転させる基板配置方向制御装置に関する。

フォトマスクやＩＣの製造工程においては、フォトマスク、マスクブランクス、ガラス基板等の基板の製造装置毎に搬送機構が統一されていない。また、製造装置間の基板の搬送、及び保管は収納ケースに収納されて行う。この収納ケースは基板を１枚づつ、収納ケースの底部に固定された基板固定部にて保持し、蓋部と底部とを合わせることで密閉される。これにより基板表面への異物付着や表面部の経時変化が抑えられる。

しかし、基板を装置に投入する際の基板の投入方向、及び表裏、また収納ケースへの基板の収納方向、及び表裏は製造装置毎に異なったものとなっている。従って、次工程における装置に対する基板の投入方向を考慮して、収納ケース内の基板配置方向を所定の配置方向に設定する必要がある。

従来、装置への基板の投入方向、及び表裏の変更、また収納ケース内の基板の収納方向、及び表裏の変更は、すべて人手を介して行われている。すなわち、収納ケースの蓋部の取り外し、治具を用いての収納ケースからの基板の取り出し、収納方向、及び表裏の変更をする動作を伴った収納ケースへの載置、及び収納ケースへの蓋部の取り付け、といった一連の作業は人手を介して行われている。このため、作業者の人為的要因による異物の付着、及び治具の取り扱いにおいて、基板端面に損傷を与え、基板の粉塵が飛散し基板表面に異物として再付着することもある。

また、前記投入方向及び表裏の変更、また収納ケース内の基板の収納方向、及び表裏の変更は作業者が、あらかじめ基板に備えられたマークや基板表面に形成されたパターンを目視で確認して基板の方向を変更するので、マークの誤認等の人為的要因により基板の方向を誤って変更することもある。

以下に公知文献を示す。
特開２０００-１３８１５３号公報特開２００１-４８１５２号公報特開２００１-５３１３６号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、フォトマスク、マスクブランクス、ガラス基板等の基板の製造工程において、基板を製造装置に投入する際の基板投入方向、及び表裏、また収納ケース内の基板の収納方向、及び表裏を人手を介することなく変更することで異物の基板表面への付着、基板端面の損傷及び基板の粉塵の飛散、基板に備えられたマーク及び基板表面に形成されたパターンの誤認による誤った方向変更等を抑えるための基板配置方向制御装置を提供することを課題とするものである。

本発明の基板配置方向制御装置は上記課題を解決するもので、フォトマスク、マスクブランクス、ガラス基板等の形成されたマークを備えた基板を回転部上で、所定の方向に基板を水平回転させて、または／および反転機構により基板の表裏を反転させて、基板配置方向を制御する基板配置方向制御装置であって、
基板を収納する収納ケースを載置する載置部と、
前記載置部上の基板収納ケースから基板端面をアームユニットで把持し、把持した基板の表裏を反転させる反転機構、及び基板を搬送する搬送機構を備えたアーム付き搬送部と、
前記アーム付き搬送部により搬送された基板の形成されたマークに基づいて基板配置方向を認識する配置方向認識手段と、所定の方向に水平回転させる回転部を備え、かつ前記載置部に対しアーム付き搬送部の搬送方向に配置された方向変更部と、
前記配置方向認識手段から得られた基板の配置方向情報から、前記回転部、及び前記反転機構を制御する配置方向制御手段を備え、基板を所定の方向に水平回転、または／および表裏の反転をさせた後、収納ケースに収納することを特徴とするものである。

そして、上記基板配置方向制御装置において、配置方向認識手段は、基板に備えたマークを撮像装置により取得し、あらかじめ登録してあるマークのデータと照合させて基板の配置方向を特定することを特徴とするものである。

そしてまた、上記基板配置方向制御装置において、方向変更部の回転部は回転部上部に直交に水平移動が可能なステージが積み重なる構造で、それらの最上部に基板が載置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板配置方向制御装置。

また、上記基板配置方向制御装置において、収納ケースは、蓋部、または／および底部には、標準機械的インターフェイスＳＭＩＦ（ＳｔａｎｄａｒｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌ
Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）機構が組み込まれていることを特徴とするものである。

尚、ここでは、形成されたマークとは配置方向を認識するために新規に形成したマークやステッパーの露光用アラインメントマーク等、既存のアラインメントマークのどちらでも構わないこととする。

本発明の基板配置方向制御装置は、載置部、方向変更部、アーム付き搬送部を具備し、載置部、方向変更部の順にアーム付き搬送部の搬送方向に配置され、アーム付き搬送部により載置部と方向変更部とのあいだで基板の搬送が行われる。方向変更部では基板上に形成されたマークに基づいて収納ケース内における基板の配置方向が認識され、回転部上で、あらかじめ設定した所定の方向に基板の配置方向を変更できる。本発明は以上のような構成、そして作用を有するから、異物の基板表面への付着や、基板端面の損傷及び基板の粉塵の飛散、また基板に備えられたマーク、及び基板表面に形成されたパターンの誤認による基板の誤った方向変更を抑えることができる。

以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１（ａ）は、本発明による基板配置方向制御装置の一実施例の概略を示す平面図である。また、図１（ｂ）は、正面図である。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明による基板配置方向制御装置は、載置部（１００）、アーム付き搬送部（２００）、方向変更部（３００）で構成されている。載置部（１００）、方向変更部（３００）はこの順にアーム付き搬送部（２００）の搬送方向に配置され、アーム付き搬送部（２００）は前記載置部（１００）、方向変更部（３００）の
側部に配置されている。

図１（ｃ）は、アームユニット（２７）の説明図である。アームユニット（２７）はアーム（２０）、反転機構（２２）、及びハンドユニット（２３）で構成されており、アーム（２０）の片端部に反転機構（２２）を介して一対のハンドユニット（２３）が接続されている。また、ハンドユニット（２３）は、エアチャック（２４）、ロボットハンド（２５）、及び爪（２６）で構成されており、反転機構（２２）に接続されたエアチャック（２４）の両端部にロボットハンド（２５）があり、その先端は爪（２６）が取り付けられている。

載置部（１００）は、基板（１）が収納された収納ケース（１１）を載置する載置台（１２）、及びいずれも図示しない、載置台上の収納ケースの固定具、エアチャック、グリップ、爪、からなり、収納ケースの蓋部を把持し昇降する蓋部開閉機構で構成されている。

また、アーム付き搬送部（２００）は、搬送レール（２８）、搬送レール上に設けられた水平移動が可能な支柱（２１）、その支柱（２１）を上下に昇降が可能であり、水平に直動可能なアーム（２０）、に反転機構（２２）を介し、ハンドユニット（２３）で構成されている。ハンドユニット（２３）は、アーム（２０）の軸に平行で水平な一対のロボットハンド（２５）を有している。
また、反転機構（２２）は、ロボットハンド（２５）が基板端面を把持した状態でハンドユニット（２３）にアーム（２０）の軸を回転軸とした１８０度回転をすることで、基板（１）の表裏を反転させることが可能となっている。

また、方向変更部（３００）は、ロボットハンド（２５）で把持された基板（１）を載置するＹステージ（３２）、爪台（３４）、及びＸステージ（３１）、そして、ステージの中心のＺ軸を回転軸とし、基板（１）を回転させる回転部（３０）と基板（１）上にあるマークの画像を取り込むことができる撮像装置（３３）で構成されている。

収納ケース（１１）に収納されている基板の収納方向を１８０度変更する際には、アーム付き搬送部（２００）のハンドユニット（２３）は、収納ケース（１１）に収納されている基板（１）を、その先端部の両端面で把持し、水平移動に必要な高さまでアームユニット（２７）が上昇する。そして方向変更部（３００）方向に水平移動してＹステージ（３２）上で停止する。アームユニット（２７）が下降し、基板（１）を爪台（３４）上に載置する。そして撮像装置（３３）が基板上のマークを認識し、あらかじめ登録されてあるマークデータと照合し、実際に撮像したマークとデータベース上のマーク位置が１８０度ずれていることを認識して、回転部（３０）の１８０度回転によりマスク（１）の方向が変更され、再びＹステージ（３２）上の爪台（３４）から基板（１）がアーム付き搬送部（２００）により搬送されて、収納ケース（１１）に収納される。
また、マスクの表裏を反転させる際には、撮像装置（３３）により基板（１）の配置方向が認識されて、回転部（３０）で必要な水平回転が施された後、基板（１）がハンドユニット（２３）に把持された状態でアームユニット（２７）が上昇し、Ｙステージ（３２）の上方において、反転機構（２２）を１８０度回転させて反転が完了する。その後、上記と同様に基板を収納ケース（１１）に収納する。

図２、及び図３は、基板（１）を一定方向に回転する動作の一例の説明図である。図２（ａ）は、載置台（１２）上で収納ケースに収納されている基板（１）が露出した状態となっている。
アーム（２０）が伸長し、ロボットハンド（２５）で基板（１）端面を把持し、アームユニット（２７）は上昇する。基板（１）をロボットハンド（２５）が把持したままアーム
ユニット（２７）は搬送レール（２８）上を方向変更部（３００）の方向へ水平に移動する。

図２（ｂ）に示すように、基板（１）は方向変更部（３００）のＹステージ（３２）上の爪台（３４）に静置され、ハンドユニット（２３）はアーム（２０）が縮むことで、Ｙステージ（３２）上から退避する。

次に図２（ｃ）に示すように、ハンドユニット（２３）がＹステージから退避後、基板（１）上のマーク画像を取り込むための撮像装置（３３）が基板（１）上のマーク位置に移動する。

次に図３（ｄ）に示すように、基板（１）上に移動したマーク画像を取り込む撮像装置（３３）が基板（１）の４辺に対して画像取り取り込みを遂行し、完了後に撮像装置（３３）が原点位置に移動する。

次に図３（ｅ）に示すように、撮像装置（３３）から取り込まれたマークの画像データは、配置方向認識手段、及び配置方向制御手段を備えたパーソナルコンピューター（３５）に取り込まれ、あらかじめ登録されているマークデータと照合し、マーク位置から基板（１）の配置方向を特定し、回転部（３０）を設定してある所定の方向に回転させる。

図４は、基板（１）の表裏反転動作の説明図である。図３（ｅ）において、取り込まれたマークデータから基板（１）の配置位置が表裏反転動作も必要であると判断された場合、回転部（３０）により水平回転が完了した基板（１）の端面をロボットハンド（２５）が把持し、アームユニット（２７）が基板（１）の表裏を反転させるために必要な高さまで上昇する。そして、反転機構（２２）が回転を行うことで基板（１）の反転が完了する。

図５は、配置方向認識手段、及び配置方向制御手段の説明図である。撮像装置から信号入出力部を通じて取得された基板のマーク画像データは取得データ記憶部に記憶される。記憶されたマーク画像データは演算部にて、マークデータ記憶部に記憶されているマークデータと照合され、基板の配置方向が認識される。認識された基板配置方向から所定の配置方向へ水平回転、及び表裏反転の指示信号が制御部より信号入出力部を通じて回転部、及び反転機構に出力される。

水平回転、及び表裏の反転が完了した基板は端面をロボットハンド（２５）に把持された状態でアームユニット（２７）が載置台方向に水平移動する。そしてアームユニット（２７）が支柱（２１）を下降し、基板（１）は収納ケース（１１）上の爪台（１０）に静置され、配置方向の変更が完了となる。

（ａ）は本発明による基板配置方向制御装置の一実施例の概略を示す平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はハンドユニットの説明図である。基板を水平回転させる動作の一例の説明図である。基板を水平回転させる動作の一例の説明図である。基板を表裏反転させる動作の一例の説明図である。基板のマークが撮像装置により取得されてから、回転部、及び反転機構に制御信号を出力する制御手段の一例の説明図である。

符号の説明

１・・・マスク
１０、３４・・・爪台
１１・・・収納ケース
１２・・・載置台
２０・・・アーム
２１・・・支柱
２２・・・反転機構
２３・・・ハンドユニット
２４・・・エアチャック
２５・・・ロボットハンド
２６・・・爪
２７・・・アームユニット
２８・・・搬送レール
３０・・・回転部
３１・・・Ｘステージ
３２・・・Ｙステージ
３３・・・撮像装置
３５・・・配置方向認識手段、及び配置方向制御手段を備えたパーソナルコンピューター１００・・・載置部
２００・・・アーム付き搬送部
３００・・・方向変更部

Claims

フォトマスク、マスクブランクス、ガラス基板等の形成されたマークを備えた基板を回転部上で所定の方向に基板を水平回転させて、または／および反転機構により基板の表裏を反転させて、基板配置方向を制御する基板配置方向制御装置であって、
基板を収納する収納ケースを載置する載置部と、
前記載置部上の収納ケースから基板端面をアームユニットで把持し、把持した基板の表裏を反転させる反転機構、及び基板を搬送する搬送機構を備えたアーム付き搬送部と、
前記アーム付き搬送部により搬送された基板のマークに基づいて基板配置方向を認識する配置方向認識手段と、所定の方向に水平回転させる回転部を備え、かつ前記載置部に対しアーム付き搬送部の搬送方向に配置された方向変更部と、
前記配置方向認識手段から得られた基板の配置方向情報から、前記回転部、及び前記反転機構を制御する配置方向制御手段を備え、基板を所定の方向に水平回転、または／および表裏の反転をさせた後、収納ケースに収納することを特徴とする基板配置方向制御装置。
配置方向認識手段は、基板に備えたマークを撮像装置により取得し、あらかじめ登録してあるマークのデータと照合させて基板の配置方向を特定することを特徴とする請求項１記載の基板配置方向制御装置。
方向変更部の回転部は、回転部上部に直交に水平移動が可能なステージが積み重なる構造で、それらの最上部に基板が載置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板配置方向制御装置。
収納ケースは、蓋部、または／および底部には、標準機械的インターフェイスＳＭＩＦ（ＳｔａｎｄａｒｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＩｎｔｅｒｆａｃｅ）機構が組み込まれていることを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載の基板配置方向制御装置。