DE4304301A1 - Transport system and method for objects to be aligned with one another - Google Patents
Transport system and method for objects to be aligned with one anotherInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Transportsystem und ein
-verfahren für zueinander auszurichtende Objekte, insbeson
dere ein Transportsystem und ein Transportverfahren zum
Transportieren von Substraten und Masken zur Ausrichtungs
stufe einer Belichtungseinrichtung für die Photolithographie
in der Halbleitertechnik und der Verbindungstechnik in der
Mikrosystemtechnik
Derartige Transportsysteme und -verfahren sollen eine mög
lichst hohe Transportrate der Objekte ermöglichen, automati
siert sein, sowie eine saubere Handhabung und eine möglichst
genaue Ausrichtung der Objekte zueinander gewährleisten. Ein
bevorzugtes Einsatzgebiet der Erfindung ist die Photolitho
graphie in der Halbleitertechnik. Die Erfindung erlaubt je
doch auch den Transport beliebiger Objekte, z. B. in der
Mikromechanik, die sehr genau zueinander ausgerichtet werden
sollen.
The invention relates to a transport system and a method for objects to be aligned, in particular a transport system and a transport method for transporting substrates and masks for the alignment stage of an exposure device for photolithography in semiconductor technology and the connection technology in microsystem technology
Such transport systems and methods should enable the highest possible transport rate of the objects, be automated, and ensure clean handling and the most accurate alignment of the objects to one another. A preferred area of application of the invention is photolithography in semiconductor technology. The invention also allows the transport of any objects, such. B. in micromechanics, which are to be aligned very precisely to one another.
Es ist bekannt, neuerdings Transportroboter für den saube ren, schnellen und automatischen Transport von Objekten ein zusetzen.It is known recently that transport robots for the clean fast, automatic transport of objects clog.
In "Elektronik" Heft 3, 1993, Seite 20, wird ein Substrattransport mittels eines Transportroboters bei der Polysiliziumbeschichtung gezeigt. Im Zentrum eines inte grierten System befindet sich ein rotierender Transportrobo ter, der die Substrate zu mit dem System verbundenen Bear beitungskammern und wieder heraus transportiert.In "Electronics" issue 3, 1993, page 20, a Substrate transport using a transport robot at Polysilicon coating shown. In the center of an inte system is a rotating transport robo ter, which the substrates to Bear connected to the system processing chambers and transported out again.
Bei einer sehr feinen Ausrichtung von Objekten, wie z. B. bei der Ausrichtung von Substrat und Maske in einer Belichtungs einrichtung der Photolithographie wirken sich schon geringe mechanische Störungen sehr nachteilig auf die Ausrichtungs genauigkeit aus. Bei einem rotierenden Transportroboter kön nen Schwingungen auftreten, die sich über seine Halterung bis zu einer Ausrichtungsstufe ausbreiten können. Außerdem lassen sich beim Anfahren und Anhalten des Transportroboters kleine Stöße, die sich gleichfalls negativ auf eine Präzi sionsausrichtung auswirken können, nicht vermeiden.With a very fine alignment of objects such. B. at the alignment of substrate and mask in one exposure Setting up the photolithography already have little effect mechanical interference very detrimental to the alignment accuracy. With a rotating transport robot NEN vibrations occur, which are on its bracket can spread to an alignment level. Furthermore can be found when starting and stopping the transport robot small bumps that also negatively affect a precision alignment, not avoid.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Transportsystem und -verfahren zur Verfügung zu stellen, wo bei mechanische Störungen durch das Transportsystem bei der Ausrichtung von Objekten zueinander vermieden werden.In contrast, the invention is based on the object Provide transportation system and procedures where in the event of mechanical faults caused by the transport system at Alignment of objects to each other can be avoided.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche ge löst.The task is ge with the features of the claims solves.
Bei der Lösung geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, das Transportsystem in ein Ausrichtungs- und ein Roboterteil aufzuteilen, die voneinander stoß- und schwingungsisoliert angeordnet sind. Die genaue Ausrichtung erfolgt dabei nur im Ausrichtungsteil, das keine schwingenden bzw. rotierenden Teile aufweist und vom Roboterteil mechanisch nicht gestört wird. In the solution, the invention is based on the basic idea the transport system into an alignment and a robot part split, which are shock and vibration isolated from each other are arranged. The exact alignment takes place only in the Alignment part that has no vibrating or rotating Has parts and is not mechanically disturbed by the robot part becomes.
Der Vorteil der Erfindung liegt in einer sehr genauen Aus richtung bei einer hohen Transportrate der auszurichtenden Objekte.The advantage of the invention lies in a very precise direction at a high transport rate of the to be aligned Objects.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention will be described in more detail below with reference to the drawings explained. It shows
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Belichtungseinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Trans portsystems für Substrate und Masken, Fig. 1 is a side view of an exposure device with an inventive embodiment of a trans port system for substrates and masks,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Belichtungseinrichtung gemäß
Fig. 1 beim Transport eines Substrats, Fig. 2 is a plan view of the exposure device according to
Fig. 1 during the transport of a substrate,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Belichtungseinrichtung gemäß
Fig. 1 beim Transport einer Maske, Fig. 3 is a plan view of the exposure device according to
Fig. 1 during the transport of a mask,
Fig. 4 eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Seite des Saugkopfes eines Transportroboters, und Fig. 4 shows an embodiment of one side of the suction head of a transport robot, and
Fig. 5 eine erfindungsgemaße Ausführungsform der anderen Seite des Saugkopfes eines Transportroboters. Fig. 5 shows an embodiment of the other side of the suction head of a transport robot according to the invention.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Transportsystems in Kombination mit einer Belichtungseinrichtung in der Photolithographie für Halblei ter. Figs. 1 to 3 show a preferred use of the transport system according to the invention in combination with an exposure device in photolithography for semiconducting ter.
Fig. 1 zeigt in der Seitenansicht eine Belichtungseinrich tung 19 sowie ein erfindungsgemäßes Transportsystem beste hend aus einem Roboterteil 1 und einem Ausrichtungsteil 2. Die Belichtungseinrichtung 19 besteht üblicherweise aus einem Lampengehäuse 20, einem Mikroskop 21, einem Überwa chungsbildschirm 22, einer Ausrichtungsstufe 9 und einem Ge stell 23. Auf der Belichtungseinrichtung 19 ist das Ausrich tungsteil 2 des Transportsystems angeordnet. In der Seiten ansicht sind die Ausrichtungsstufe 9 und eine Aufnahmeposi tion 8 mit einem Objekt (Substrat oder Maske) dargestellt. Von der Belichtungseinrichtung 19 mit dem Ausrichtungsteil 2 ist das Roboterteil 1 räumlich getrennt angeordnet. In der Seitenansicht sind ein Transportroboter 3, Kassetten 4 für Substrate bzw. Masken, ein erster Greifarm 11 des Trans portroboters 3 und eine Steuereinrichtung 24 für den Trans portroboter 3 dargestellt. Die Belichtungseinrichtung 19 ist vorzugsweise auf Luftpolstern und der Transportroboter 3 auf Gummipuffern gelagert. Durch ihre räumliche Trennung sind das Roboterteil 1 und das Ausrichtungsteil 2 voneinander ge gen Stöße und Schwingungen isoliert. Fig. 1 shows a side view of an exposure device 19 and an inventive transport system consisting of a robot part 1 and an alignment part 2 . The exposure device 19 usually consists of a lamp housing 20 , a microscope 21 , a monitoring screen 22 , an alignment stage 9 and a Ge stell 23rd On the exposure device 19 , the alignment device part 2 of the transport system is arranged. In the side view, the alignment level 9 and a shooting position 8 with an object (substrate or mask) are shown. The robot part 1 is arranged spatially separated from the exposure device 19 with the alignment part 2 . In the side view, a transport robot 3 , cassettes 4 for substrates or masks, a first gripper arm 11 of the transport robot 3 and a control device 24 for the transport robot 3 are shown. The exposure device 19 is preferably mounted on air cushions and the transport robot 3 on rubber buffers. Due to their spatial separation, the robot part 1 and the alignment part 2 are isolated from each other against impacts and vibrations.
Die Bestandteile des erfindungsgemäßen Transportsystems wer den insgesamt anhand der Fig. 2 und 3 dargestellt.The components of the transport system according to the invention who the total shown with reference to FIGS. 2 and 3.
Das Roboterteil 1 weist Kassetten 4 für Substrate und Mas ken, einen ersten Vorausrichter 5 und einen Transportroboter 3 auf. Der Transportroboter 3 hat einen um eine vertikale Achse 10 drehbaren ersten Greifarm 11 zum Transportieren eines Substrats 17 oder einer Maske 18. Der erste Greifarm 11 ist vorzugsweise in seiner Längsrichtung teleskopartig verlängerbar und in vertikaler Richtung positionierbar und hat an seinem einen Ende einen Saugkopf 12 zum Ansaugen eines Substrats 17 oder einer Maske 18 und an seinem anderen Ende einen Positionsscanner 13 zum Orientieren bei der Dreh bewegung. Das Ausrichtungsteil 2 weist einen zweiten Voraus richter 6, eine Aufnahmeposition 8, eine Ausrichtungsstufe 9, eine Transporteinrichtung 29 zum Transportieren des Substrats 17 oder der Maske 18 von der Aufnahmeposition 8 zur Ausrichtungsstufe 9 und eine Transporteinrichtung 7 zum Transportieren eines Objektes von dem zweiten Vorausrichter 6 zu der Aufnahmeposition 8 auf. Die Transporteinrichtung 7 besteht aus einem zweiten Greifarm 14 mit einem Saugkopf 16, der auf einer Schiene 15 gleitet. Die Objekthalterungen der ersten und zweiten Vorausrichter 5, 6 und der Aufnahmeposi tion 8 sind so ausgebildet, daß sie ein Ansaugen des Objekts sowohl an der Ober- als auch an der Unterseite gestatten. Außerdem sind zusätzlich zu Fig. 1 in den Fig. 2 und 3 ein Ausrichtungsmikroskop 25 und Bedienungselemente 26 dar gestellt.The robot part 1 has cassettes 4 for substrates and masks, a first pre-aligner 5 and a transport robot 3 . The transport robot 3 has a first gripping arm 11 which can be rotated about a vertical axis 10 for transporting a substrate 17 or a mask 18 . The first gripper arm 11 is preferably telescopically extendable in its longitudinal direction and positionable in the vertical direction and has at one end a suction head 12 for sucking in a substrate 17 or a mask 18 and at its other end a position scanner 13 for orientation during the rotary movement. The alignment part 2 has a second pre-aligner 6 , a receiving position 8 , an alignment stage 9 , a transport device 29 for transporting the substrate 17 or the mask 18 from the receiving position 8 to the alignment stage 9 and a transport device 7 for transporting an object from the second pre-aligner 6 to the shooting position 8 . The transport device 7 consists of a second gripper arm 14 with a suction head 16 which slides on a rail 15 . The object holders of the first and second pre-aligners 5 , 6 and the receiving position 8 are designed in such a way that they allow the object to be sucked in both on the top and on the bottom. In addition to Fig. 1 in Figs. 2 and 3, an alignment microscope 25 and controls 26 are provided.
Die Fig. 4 und 5 zeigen erfindungsgemäße Ausführungsfor men der Ober- bzw. der Unterseite des Saugkopfes 12 in der Draufsicht. Es sind nach der Ansaugseite offene Saugkanäle 27 ausgebildet, die mit Vakuumleitungen 28 in Verbindung stehen und unabhängig voneinander steuerbar sind. FIGS. 4 and 5 show Ausführungsfor invention measures the top or the bottom of the suction head 12 in plan view. Open suction channels 27 are formed on the suction side, which are connected to vacuum lines 28 and can be controlled independently of one another.
Ein erfindungsgemäßes Transportverfahren von Substraten und Masken zu einer Belichtungseinrichtung 19 wird anhand der Fig. 2 und 3 dargestellt. Die schraffierten Teile stellen in Fig. 2 den Transport eines Substrats 17 und in Fig. 3 den Transport einer Maske 18 dar.An inventive transport method of substrates and masks to an exposure device 19 is shown with reference to FIGS. 2 and 3. The hatched parts represent the transport of a substrate 17 in FIG. 2 and the transport of a mask 18 in FIG. 3.
Gemäß Fig. 2 entnimmt der erste Greifarm 11 durch Ansaugen an der Unterseite (nicht aktive Seite) ein Substrat 17 aus einer der Kassetten 4 und transportiert es zum zweiten Vor ausrichter 6 im Ausrichtungsteil 2. Dort erfolgt eine stoß- und schwingungsisolierte Ausrichtung des Substrats 17, da dafür eine hohe Genauigkeit erforderlich ist. Der zweite Greifarm 14 der Transporteinrichtung 7 saugt das Substrat 17 an der Unterseite an und transportiert es zur Aufnahmeposi tion 8, von der es durch die Transporteinrichtung 29 in die Ausrichtungsstufe 9 transportiert wird.Referring to FIG. 2, the first gripper arm 11 removes by suction to the underside (non-active side), a substrate 17 made of one of the cassettes 4 and transports it to the second pre aligner 6 in the alignment part 2. There, there is a shock and vibration-isolated alignment of the substrate 17 , since this requires a high level of accuracy. The second gripper arm 14 of the transport device 7 sucks the substrate 17 on the underside and transports it to the receiving position 8 , from which it is transported by the transport device 29 into the alignment stage 9 .
Nach der Ablage des Substrats 17 am zweiten Vorausrichter 6 entnimmt der erste Greifarm 11 schon während der Vorausrich tung des Substrats 17 eine Maske 18 durch Ansaugen an der Oberseite aus einer Kassette 4 und transportiert sie zum ersten Vorausrichter 5 auf dem Roboterteil 1. Dort erfolgt eine Vorausrichtung, die aber nicht schwingungsisoliert ist, da dabei keine so hohe Genauigkeit erforderlich ist. Nach dem Transport des Substrats 17 in die Ausrichtungsstufe 9 transportiert der erste Greifarm 11 die Maske 18 durch An saugen an der Oberseite vom ersten Vorausrichter 5 zur freien Aufnahmeposition 8, von der sie in die Ausrichtungs stufe 9 transportiert wird.After the substrate 17 has been deposited on the second pre-aligner 6, the first gripper arm 11 already removes a mask 18 from the cassette 4 by suction at the top during the pre-direction of the substrate 17 and transports it to the first pre-aligner 5 on the robot part 1 . A pre-alignment takes place there, but it is not vibration-isolated, since it does not require such a high level of accuracy. After the transport of the substrate 17 in the alignment stage 9 , the first gripper arm 11 transports the mask 18 by sucking on at the top from the first pre-aligner 5 to the free receiving position 8 , from which it is transported to the alignment stage 9 .
Nach der Belichtung kann ein Rücktransport des Substrats 17 und der Maske 18 über die Transporteinrichtung 29 und den ersten Greifarm 11 in entsprechende Kassetten 4 erfolgen.After the exposure, the substrate 17 and the mask 18 can be transported back via the transport device 29 and the first gripper arm 11 into corresponding cassettes 4 .
Das erfindungsgemäße Transportsystem und -verfahren gewähr leistet außer einer hohen Ausrichtungsgenauigkeit auch einen gegenüber dem Stand der Technik erhöhten Objektdurchlauf. So erhöht sich der Substratdurchlauf bei einer Belichtungsein richtung auf 100 bis 200 Substrate pro Stunde gegenüber 60 Substrate pro Stunde bei den bekannten Belichtungseinrich tungen.The transport system and method according to the invention guarantee in addition to high alignment accuracy object throughput increased compared to the prior art. So the substrate throughput increases with an exposure Direction to 100 to 200 substrates per hour compared to 60 Substrates per hour at the well-known exposure device exercises.
Claims (19)
- a) Kassetten (4) für die Objekte,
- b) einen ersten Vorausrichter (5) für die ersten Ob jekte, und
- c) einen Transportroboter (3) zum Transport der ersten Objekte aus den Kassetten (4) über den ersten Vor ausrichter (5) zu einer Aufnahmeposition (8) auf dem Ausrichtungsteil (2).
- a) cassettes ( 4 ) for the objects,
- b) a first pre-judge ( 5 ) for the first objects, and
- c) a transport robot ( 3 ) for transporting the first objects from the cassettes ( 4 ) via the first pre-aligner ( 5 ) to a receiving position ( 8 ) on the alignment part ( 2 ).
- a) Entnahme eines ersten Objekts aus einer Kassette (4) mittels eines Transportroboters (3),
- b) Übergabe des Objekts zu einem ersten Vorausrichter (5),
- c) Transport des ersten Objekts mittels des Trans portroboters (3) zu einer von dem Transportroboter
- (3) stoß- und schwingungsisoliert angeordnetem Auf nahmeposition (8), und
- d) Transport des ersten Objekts zu einer Ausrichtungs stufe (9)
- a) removing a first object from a cassette ( 4 ) by means of a transport robot ( 3 ),
- b) transfer of the object to a first pre-judge ( 5 ),
- c) Transport of the first object by means of the transport robot ( 3 ) to one of the transport robots
- (3) shock and vibration insulated arranged in the receiving position ( 8 ), and
- d) transport of the first object to an alignment stage ( 9 )
- a) Entnahme eines zweiten Objekts aus einer Kassette (4) mittels eines Transportroboters (3),
- b) Übergabe des Objekts zu einem von dem Transportrobo ter (3) stoß- und schwingungsisoliert angeordneten zweiten Vorausrichter (6),
- c) Transport des zweiten Objekts von dem zweiten Vor ausrichter (6) zu einer Aufnahmeposition (8) mittels einer Transporteinrichtung (7), und
- d) Transport des zweiten Objekts zu einer Ausrichtungs stufe (9).
- a) removing a second object from a cassette ( 4 ) by means of a transport robot ( 3 ),
- b) transfer of the object to a second pre-aligner ( 6 ) arranged in a shock and vibration-insulated manner from the transport robot ( 3 ),
- c) transporting the second object from the second pre-aligner ( 6 ) to a receiving position ( 8 ) by means of a transport device ( 7 ), and
- d) transport of the second object to an alignment stage ( 9 ).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934304301 DE4304301A1 (en) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | Transport system and method for objects to be aligned with one another |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19934304301 DE4304301A1 (en) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | Transport system and method for objects to be aligned with one another |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4304301A1 true DE4304301A1 (en) | 1994-08-18 |
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ID=6480345
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |