JPH0248196A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体露光装置でマスクを搬送する場合にマ
スクの有無を判別する搬送装置に関するものである。

〔従来の技術〕

半導体露光装置で、ウェハ上にパターンを形成する時に
は、マスクは露光投影上の決められた位置に位置決めさ
れる。マスクはマスクカセット内もしくはマスクホルダ
ー等に装着され、これらが複数枚、例えばマスクキャリ
アボックス内に収納されている。マスクを露光投影上の
位置に位置決めする場合の搬送は、マスクキャリアボッ
クス内に収められた所望のマスクカセット或はマスクホ
ルダーがマスク取出位置まで移動する。そして、搬送部
となるマスクハンド等がマスク取出し位置にあるマスク
カセット内或はマスクホルダーのマスクを、機械的に保
持して露光投影上に搬送される。しかしながら、以上の
様な搬送方法において、次の様な問題点が生じる。まず
、マスクハンドにはマスクの有・無を検知する手段がな
いため、マスクを保持した状態で別のマスクを保持しよ
うとする動作で保持しているマスクを搬送中に離脱し、
マスクを損傷してしまう恐れがある。更にマスクカセッ
ト或は、マスクホルダーにもマスクの有無検知手段がな
いと、マスクハンドはマスクを未保持のまま搬送動作し
てしまう可能性がでて（る。この様にマスクの有無の判
別手段がない搬送装置だと、信頼性が低く、搬送効率の
悪くなるという欠点があった。

〔問題点を解決するための手段（及び作用）〕本発明の
目的は上述の従来形における問題点に鑑み、マスクを搬
送する場合、搬送部に電磁石を装着し、マスクの保持（
着脱）を行い、又、マスクカセット内或はマスクホルダ
ーにも電磁石を装着させ、マスクを保持（着脱）し、更
に電磁石のインダクタンスを検出することでマスクハン
ド上でのマスク有・無の判別と、マスクカセット内或は
マスクホルダー上でのマスク有・無の判別を可能とした
。

次に、本発明の実施例として、実施例１ではマスクハン
ド上にマスク有無判別の検知を行う方法。実施例２では
マスクホルダーにマスク有無判別の検知を行う方法を具
体的に述べる。

〔発明の実施例〕

一実施例１− 以下、図面を参照して本発明における具体的な実施例を
説明する。第１図はこの発明の１実施例で搬送手段での
構成を示し、第２図では同実施例での拡大図及び電気的
構成を示す。第１図において、Ｍｌは搬送物、例えば本
実施例ではマスクである。又、マスクをホールドするマ
スクホルダーをＭＨＩとする。マスクホルダーＭＨＩに
は消磁用コイルを含む永久磁石（図示しない）がマスク
を吸着保持又は離反するために複数個埋め込まれており
、マスクとマスクホルダーがチャッキングされている（
第１図ではマスクは縦置きとしているが、マスクは水平
に置かれていてもかまわない。）。マスクとマスクチャ
ックの離脱は永久磁石に巻かれたコイルに励時電流を流
すことで磁石の磁界を打消し、永久磁石の磁力を解（こ
とによって離脱は可能となる。

Ｈｌはマスクを搬送するためのマスクハンドである。マ
スクハンドの形状は特に限定せず、マスクを確実に保持
できればよい。

マスクハンドは、第１図では図示しないが、アクチュエ
ータ例えばＤＣモーターにより駆動され、更にハンドの
位置をアブソリュートで検出するポテンショメータを備
えている。ＭＣＩはマグネットチャックであり、永久磁
石ＭＧＯが埋め込まれている。マスクをマスクホルダー
から離脱し搬送する時マスクハンドにマスクをチャッキ
ングする機能と、搬送された位置でマスクを離脱する機
能、そしてマスクホルダー上及びマスクハンド上にある
マスクの有無判別をマスクハンドのマグネットチャック
ＭＣＩによって検出する機能を備えている。従って第１
図においてマスクハンドＨ１によりマスクを搬送する方
法としては、Ａの位置で、マスクハンドＨ１がマスクを
保持していないことをＭＣＩにより確認してからマスク
ハンドのアクチュエータによりマスクホルダ一方向に移
動する。更にマスクハンドがＢの位置に移動すると、Ｍ
ＣＩはマスクホルダーにマスクが有るか無いかを判別す
ることが出来、マスクがあれば、更に前記アクチュエー
タによってマスクハンドをＣの位置へ移動し、マスクを
ＭＣＩによりマスクハンドＨ１に装着し、マスクが無け
ればマスクハンドはＡの位置に戻る。更に第２図を用い
て詳細な説明をする。第２図はマスクハンドＨ１に備え
付けられたＭＧ１部分と、マスクの外周部分との拡大図
を破線部内に示している。更に電気的な構成として、１
はＭＣＩに巻かれたコイルとから構成されるブリッジ回
路、２はブリッジ回路からの出力信号を増巾する増巾器
、４はマスクハンド移動用アクチュエータ、例えばＤＣ
モータで、５はマスクハンドＨ１の位置をアブソリュー
トで検出するポテンショメータ、更に６はポテンショメ
ータからの信号を位置検出信号に変換する回路である。

１０．１１はＭＣＩに巻かれたコイル励磁及び逆励磁用
の電流を流すための電源とし、８，９は１０．１１の電
源をセレクトするセレクタースイッチ、そしてセレクタ
ースイッチを制御する制御回路である。３はこれらの回
路をコントロールするコントロール回路である。破線部
内の拡大図でマグネットチャックＭＣＩには永久磁石Ｍ
ＧＯが埋め込まれており、さらに永久磁石の回りにはコ
イルが巻かれている。

第２図上でのＡ、Ｂ、Ｃは第１図上でのＡ。

Ｂ、Ｃと同位置関係を示すもので、Ｂの位置でのマスク
の外周とＭＣＩまでの距離を６２とし、δ１はマグネッ
トチャックＭＣＩの空気中での磁路長の距離、δ３はマ
スク内での磁路長をマスクの半径方向の厚みの１／２と
した時のマスク外周部から磁路長までの距離とする。本
実施例では、マスクの外周部のフレームの材料は磁性体
であれば特に限定はしないが、比較的透磁率の高いもの
が良い。例えば本実施例ではマスクのフレームを純鉄と
した。次に１２．はマグネットチャックＭＣＩの平均全
磁路長とし、Ｉ！２はＭＧＩのコの字形の形状の間げき
の長さである。

今、マスクハンドがＰ、Ｍ５と位置検出回路６によりＡ
の位置にいる場合、マスクハンドＨ１は、マスクを保持
していないことを検知する。まずコントロール回路３よ
りスイッチ制御回路７を通して、セレクタースイッチ１
０．１１をＣの位置からｂの位置にスイッチングするこ
とで逆励磁用電源に結かり、ブリッジ回路には、コイル
を逆励磁する方向の電流Ｉ２が流れる。

電流Ｉ２は、永久磁石ＭＧＯの磁束方向に対して、同方
向に磁束を発生させる方向なので、永久磁石の磁界を打
消し合うことはない。又、逆励磁用の電圧波形は半波整
流波形が用いられる。−船釣に磁性体に巻いたコイルに
電流を流した時に発生するインダクタンスは次の様に与
えられる。

ここでＩはコイルに流す電流、ｎはコイルの巻数、Φは
コイルに発生する磁束、又、Ｓは磁性体の断面積、ｌは
磁性体の平均磁路長、μ０は真空中での透磁率。

従って、本実施例では上記（１）式より、インダクタン
スを測定することができる。

マスクハンドＨ１にマスクが有る場合は、本実施例では
、マグネットチャックのＡ、の長さを１２＋　＝７ｍｍ
、１２＝６ｍｍ、又、コイルのＮ（巻数）をＮ＝１４０
、マグネットチャックの断面積Ｓ＝２．３ｍｍ２とする
と、又、更にマスクが有る場合の位置は第２図ではＣの
位置となる。

従って、マスクフレーム上での磁路長はＭＣＩとほぼ密
着しているのでβ２＋２６３となり、δ３はマスクフレ
ーム巾５ｍｍとするとδ３＝２．５ｍｍとなる。又１、
マスクのフレームの透磁率は、初期透磁率（μＦｅ）μ
Ｆｅ＃２５０とすれば、又同様にマスクハンドＨ１にマ
スクが無い場合、磁路長は空気中での磁路長と考えられ
る。第２図においては空気中での磁路長は２δ１＋１２
であり、δ１はδ３よりも２倍の長さがあるとする。従
って、マスク保持でのインダクタンスをＬｌとし、マス
クを保持してない時のインダクタンスをり。とすると、
Ｌ、とり。でのブリッジ回路から出力される各々の信号
を検出し、例えばある閾値レベルを設定し、そのレベル
に対して出力信号（検出信号を比較することで、マスク
ハンドＨ１にマスクが有が無かを判別できる。

以上よりり、、Ｌｏは次の様になる。

（２）、（３）式よりり、、Ｌｏを測定すると、Ｌ、＝
０．７７ｍＨ Ｌ、＝０．００２４ｍＨ となり、マスクハンドＨ１にマスクを保持しているかい
ないかで、インダクタンスは約３００倍の変化を示した
。Ｌｌとり。の値は、ブリッジ回路１と増巾器２により
電気的な出力信号として得ることができるためマスクＭ
１の保持の有無の判別は容易である。検出するブリッジ
回路１の構成は本実施例では抵抗比ブリッジ構成にして
不平衡状態での電位差を検出できる方法としたが、イン
ダクタンスを測定できるならば他の回路構成でもよい。

インダクタンスＬ、、Ｌ、の比は（２）、（３）式から となり、マスクＭ１のフレームの透磁率と磁路長が影響
する。

マスクハンド上にマスクを保持していることが検知でき
た場合、コントロール回路３は、スイッチ制御回路７を
通してセレクタースイッチをｂからＣの位置に切換えて
、永久磁石ＭＧＯの磁力でマスクを保持しつづける。次
にマスクハンドＨ１にマスクＭ１が無いことを判別した
あと、マスクハンドＨ１のアクチュエータ１によりマス
クホルダーＭＨＩにマスクが有るか無いかの検知を行う
場合について、マスク有無判別方法について述べる。

マスクハンドＨ１にマスクが無い事を検知した後、マス
クハンドＨ１はＢの位置へ移動し、マスクハンドＨ１の
アクチュエータ１によりマスクハンドＨ１がマスクホル
ダー側Ｂの位置へ移動したことを位置検出回路６より位
置信号がコントロール回路３に送信されると、コントロ
ール回路３はスイッチ制御回路７を通してスイッチセレ
クター８．９のスイッチをＣの位置からａの位置へセレ
クトする。そのためブリッジ回路の電源には励磁用電源
１０が結がる。励磁用電源１０からはコイルを例示する
方向の電流１１が流れる。電流Ｉは永久磁石ＭＧＯの磁
束方向に対して逆方向の磁束を発生するため、永久磁石
の磁界を打消す作用をなす。これにより、マスクホルダ
ー上のマスクにＭＧＯの磁力が働かない様にする。この
時の励磁用電源の波形は逆励磁用電源と同周波数の半波
整流波形て、電圧の極性は逆励磁と逆である。

マスクハンドＨ１がＢの位置へ移動した時にマグネット
チャックＭＣＩによるマスクの有無を前述で述べたイン
ダクタンスの変化で検出することが可能である。（２）
式よりＢの位置でのインダクタンスを求めると、マスク
ホルダーにマスクが有る場合のインダクタンスをＬ２と
、その時の平均磁路長はＢの位置ではδ２はδ３の１．
５倍の磁路長となるとすると、Ｌ２−ｎ２　・μ。

μＦｅ−８／　［７，＋２　（δ２＋６３　）−１１！
２１となり、Ｌ２＝０．６８ｍＨとなった。又（４）式
よりＬ２／Ｌｏ＃２８０とインダクタンスの変化比は充
分に大きいため、Ｂの位置においてもマスクホルダーＭ
ＨＩ上での、マスクＭ１の有無の判別をマスクハンドＨ
１で検出することが可能である。

従って、Ｂの位置において、マスクホルダーＭＨＩ上で
のマスクＭ１が有ることを判別できるとマスクハンドＨ
１はＣの位置へ移動し、コントロール回路３からスイッ
チ制御回路７を通してスイッチセレクター８，９のスイ
ッチをａ位置からＣの位置へ切換える。そしてマスクハ
ンドＨ１ヘマスクＭ１を永久磁石の磁力で装着させた後
、マスクホルダーＭＨＩ内に埋め込まれている永久磁石
の磁界を解いて、マスクホルダーＭＨＩとマスクＭ１の
離脱を行う。以上より、マスクハンドＨ１はマスクＭ１
を保持し搬送することが出来る。又、マスクホルダーＭ
ＨＩにマスクＭ１が無いことを検知した場合は、マスク
ハンドＨ１は、Ａの位置へ戻る。その時もスイッチセレ
クター８．９はスイッチ制御回路７によりスイッチをＣ
の位置へセレクトしておく。以上の様にマスクハンドＨ
１のマグネットチャックＭＣＩによって、マスクホルダ
ーＭＨＩ上のマスクＭ１の有無判別、更にハンドＨ１に
マスクＭ１を保持しているかどうかの判別をインダクタ
ンスの変化を検知す次に、第３図において本発明におけ
る実施例２を示す。

第３図において、図示していないが搬送物であるマスク
Ｍ２は実施例１のＭｌと同じものである。ＭＨ２は、マ
スクＭ２をホールドするマスクホルダーである。ＭＨ２
上にマスクは垂直にホールドされ、マスクＭ２とマスク
ホルダーＭＨ２は斜線部分て接触している。マグネット
チャックＭＧ２〜ＭＧ５は、マスクＭ２をマスクホール
ドＭＨ２に着脱するためのものであり、マスクホールド
ＭＨ２の斜線部分内に均等に埋め込まれている。本実施
例では４個であるが、マスクＭ２をホールドできるなら
ば数は限定しない。マグネットチャックＭ０２〜ＭＧ５
の形状は、実施例１の第２図に示すＭＣＩと同一である
。第４図は第３図のマグネットチャックＭＧ２〜ＭＧ５
に対する電気的構成を示した図である。ＭＧ２〜ＭＧ５
は直列に接続されている。第４図の１２〜１９は実施例
１の第２図の１〜１１　（４，５，６は除く）と同一の
回路で構成されている。

実施例２において、マスクホルダーＭＨ２内にあるマグ
ネットチャックＭＧ２〜ＭＧ５は、マスクホルダーＭＨ
２にマスクを保持する機能、そして、本発明であるマス
クホルダーＭＨ２にマスクが有るか否かのマスク有無判
別の機能を備えている。

次にマスク有無判別機能を述べると、ＭＨ２にＭ２がホ
ールドしている場合はＭＧ２〜ＭＧ５に備えられている
永久磁石の磁力による。その時、永久磁石に巻かれてい
るコイルには電流は流れておらず、１６．１７のスイッ
チはＧＮＤ　（グランド）にセレクトされている。マス
ク有無の判別には、実施例１で述べた様にコイルのイン
ダクタンスＬの変化を電気的信号として取り出すことで
可能となる。それは、第２図において、ＭｌとＨｌが接
触しているＣの位置における場合と同じと考えてよい。

従って、実施例１よりインダクタンスの変化は、マスク
Ｍ２の透磁率と、磁路の長さによって決定される。又、
マスクフレームＭＨ２にマスクＭ２がない場合は、実施
例１の第２図においてＡの位置に相当する。マスクＭ２
を検出する方法は、実施例１で述べた方法と全く同一な
検出方法で可能となるため、本実施例２ではあえて説明
はしない。又、これらの方法により、例えば実施例１の
構成と組合わすことも可能であり、マスクフレームＭＨ
Ｉ　（ＭＨ２）上にマスクＭ１（Ｍ２）がチャッキング
されている時のみハンドＨ１がマスクＭｌ　（Ｍ２）を
保持する様な移動信号をハンドＨ１のアクチュエーター
に与えることもできる。

又、マスクＭ２をマスクフレームＭＨ２から離脱させる
時には（例えばハンドＨ１によって搬送されようとする
時）第４図においてＭＧ２〜ＭＧ５のマグネットチャッ
クに装着された永久磁石の磁界を打ち消すような電流Ｉ
２を流すことでホールドは解除される。これらの離脱方
法も実施例１と同じである。以上、本発明の実施例１及
び実施例２の説明をした。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、搬送機構及び搬送
物を保持する機構において各々マグネットチャックを装
着したことによって搬送物の搬送と保持（着脱）を行い
、マグネットチャック上に巻かれたコイルに電流を流す
ことでインダクタンスの変化を検出し、搬送物の有無を
判別する機能をも付加することが出来、搬送機能を確実
かつ、信頼性の高い機構とすることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を説明するための搬送機構図
。 第２図は搬送するハンド部分の拡大図と、電気的構成図
。 第３図は実施例２を説明するためのマスクフレームとマ
スクチャッキング部。 第４図はチャッキングするためのマグネットの電気的構
成図。 Ｍｌ、Ｍ２　　　　　　・・・マスク ＭＨＩ、ＭＨ２・・・マスクフレーム Ｈ１・・・ハンド ＭＧＩ〜ＭＧ５　　　　・・・マグネットチャックＭＧ
Ｏ・・・永久磁石 １．１２　　　　　　・・・ブリッジ回路２．１３　　
　　　　・・・増巾器 ３．１４　　　　　　・・・コントロール回路４　　　
　　　　　　・・・ＤＣＭＯＴＯＲ５・・・ポテンショ
メータ ６　　　　　　　　　・・・位置検出回路７、１５ ８．　９．　１６゜ １０．１８ １１．１９ ・・・スイッチ制御回路 ・・・セレクタースイッチ ・・・励磁用電源 ・・・逆励磁用電源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）搬送部及び搬送物を搬送するための駆動系と、搬送
   物を保持しておくためのホルダーを具備し、前記搬送部
   と、ホルダーに搬送物を磁気力によって着脱する電磁石
   が装着されている搬送装置において前記電磁石のインダ
   クタンスを検出することで搬送部及びホルダー上での搬
   送物の有・無を判別することを特徴とした搬送装置。 ２）前記搬送装置には電磁石のインダクタンスを検出し
   て搬送物の有・無を判別した際、有・無の警報装置を作
   動させるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項の搬送装置。 ３）前記搬送装置には、装置作動前に搬送物の有・無検
   知を行い搬送装置のセルフチェックを行うことを特徴と
   した特許請求の範囲第１項記載の搬送装置。